(57)【要約】【課題】懸かる従来の欠点を鑑み、粒子状物に対するフェライト被覆において、工業的な生産性を増したフェライト被覆粒子状物の製造方法及び装置を提供すること。【解決手段】フェライト被覆粒子状物の製造装置１０であって、接触機構と供給及び回収機構とを備えている。接触機構は、基体を、第一鉄イオンを含む反応液、酸化剤、及び酸素を含んだ酸化媒体の内の少なくとも一種の反応物質を前記基体に接触させる供給ノズル６，７を備えている。回収及び排出機構は、フェライト層で被覆される粒子状物を当該装置内部に連続して供給口４から排出口５へと移動させる回転羽３を備えている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子状物質からなる基体の表面をフェライト層で被覆するフェライト粒子状物を製造する方法であって、第一鉄イオンを含む反応液、酸化剤、及び酸素を含んだ酸化媒体の内の少なくとも一種の反応物質を前記基体に接触させる接触工程と、前記フェライト層で被覆される粒子状物を当該装置内部に連続して供給及び回収する工程とを特徴とするフェライト被覆粒子状物の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のフェライト被覆粒子状物の製造方法であって、前記接触工程では、前記反応物質は、流下、噴霧、もしくは液滴の状態で前記基体に接触することを特徴とするフェライト被覆粒子状物の製造方法。
【請求項３】
粒子状物質からなる基体の表面をフェライト層で被覆するフェライト粒子状物を製造する装置であって、第一鉄イオンを含む反応液、酸化剤、及び酸素を含んだ酸化媒体の内の少なくとも一種の反応物質を前記基体に接触させる接触機構と、前記フェライト層で被覆される粒子状物を当該装置内部に連続して供給及び回収する機構とを備えていることを特徴とするフェライト被覆粒子状物の製造装置。
【請求項４】
請求項３記載のフェライト被覆粒子状物の製造装置であって、前記反応物質は流体状態であり、前記接触機構では、前記反応物質は、流下、噴霧、もしくは液滴の状態で前記基体に接触することを特徴とするフェライト被覆粒子状物の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粒子状物に対するフェライト被覆方法に関し、詳しくは、表面にフェライト層を備えたフェライト被覆粒子状物の製造方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基体表面にフェライト膜を形成する方法としては、フェライト粒子状物とバインダとを混合した組成物を塗布する方法、またはスパッタ等の物理的な付着による方法等種々の方法が提案されている。
【０００３】
これに対し、近年、基体表面にフェライトの結晶を成長させる方法（以下フェライトメッキ法）が提案された。フェライトメッキとは、例えば、特許文献１に示されているように、固体表面に、金属イオンとして少なくとも第１鉄イオン（Ｆｅ２＋；Ｆｅ（ＩＩ）イオン）を含む水溶液を接触させ、固体表面にＦｅ２＋またはこれと他の金属水酸化物イオンを吸着させ、続いて吸着したＦｅ２＋を酸化させることにより第２鉄イオン（Ｆｅ３＋；Ｆｅ（ＩＩＩ）イオン）を得、これが水溶液中の水酸化金属イオンとの間でフェライト結晶化反応を起こし、これによって固体表面にフェライト膜を形成することをいう。
【０００４】
フェライトメッキは、膜を形成しようとする固体が前述した水溶液に対して耐性があれば何でも良い。更に、水溶液を介した反応であるため、温度が比較的低温（常温〜水溶液の沸点以下）でスピネル型フェライト膜を形成できるという特徴がある。そのため、他のフェライト膜作成技術に比べて、固体の限定範囲が小さい。
【０００５】
また、特許文献２には前述のフェライトメッキ法を粒子状物に応用する提案がなされている。この特許文献２によれば、金属イオンとして少なくとも第１鉄イオンをと粒子状物を含む脱酸素溶液に酸化剤溶液を添加して粒子状物表面にフェライト膜を生成することが提案されている
【０００６】
【特許文献１】
特公昭６３−１５９９０号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開昭６３−６５０８５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した特許文献２において粒子状物のフェライト被覆は単一の反応容器中で行われており、単一時間に大量の粒子状物をフェライト被覆することには問題がある。
【０００９】
フェライト被覆した粒子状物は、例えば、樹脂、金属、金属酸化物、有機顔料、セルロース、合成高分子材料、セラミックス等々種々考えられるが、量産化を考慮した場合には単一時間に多量の粒子物を効率良くフェライト被覆する必要がある。
【００１０】
そこで、本発明の技術的課題は、懸かる従来の欠点を鑑み、粒子状物に対するフェライト被覆において、工業的な生産性を増したフェライト被覆粒子状物の製造方法及び装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、種々検討の結果、少なくとも第一鉄イオン（Ｆｅ２＋）を含む反応液、少なくとも酸化剤、もしくは少なくとも酸素を含んだ酸化媒体を基体に接触させる工程またはそのための機構、及びフェライト層で被覆される粒子状物が装置内部に連続して供給、回収される工程又はそのための機構を備えたフェライト被覆粒子状物の製造方法およびそれを実施するための装置によって、フェライト被覆粒子状物の工業的な生産性を向上できることを見出した。
【００１２】
即ち、本発明によれば、粒子状物質からなる基体の表面をフェライト層で被覆するフェライト粒子状物を製造する方法であって、第一鉄イオンを含む反応液、酸化剤、及び酸素を含んだ酸化媒体の内の少なくとも一種の反応物質を前記基体に接触させる接触工程と、前記フェライト層で被覆される粒子状物を当該装置内部に連続して供給及び回収する工程とを特徴とするフェライト被覆粒子状物の製造方法が得られる。
【００１３】
また、本発明によれば、請求項１記載のフェライト被覆粒子状物の製造方法であって、前記接触工程では、前記反応物質は、流下、噴霧、もしくは液滴の状態で前記基体に接触することを特徴とするフェライト被覆粒子状物の製造方法が得られる。
【００１４】
また、本発明によれば、粒子状物質からなる基体の表面をフェライト層で被覆するフェライト粒子状物を製造する装置であって、第一鉄イオンを含む反応液、酸化剤、及び酸素を含んだ酸化媒体の内の少なくとも一種の反応物質を前記基体に接触させる接触機構と、前記フェライト層で被覆される粒子状物を当該装置内部に連続して供給及び回収する機構とを備えていることを特徴とするフェライト被覆粒子状物の製造装置が得られる。
【００１５】
さらに、本発明によれば、前記フェライト被覆粒子状物の製造装置であって、前記反応物質は流体状態であり、前記接触機構では、前記反応物質は、流下、噴霧、もしくは液滴の状態で前記基体に接触することを特徴とするフェライト被覆粒子状物の製造装置が得られる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１７】
本発明の実施の形態では、フェライト被覆粒子状物を製造する方法を実施するための装置の一例として、フェライトメッキ膜の製造装置について説明する。
【００１８】
図１は本発明の実施の形態によるフェライトメッキ膜製造装置の概略構成を示す図である。
【００１９】
図１を参照すると、フェライトメッキ膜製造装置１０は、仮想線で示された円筒状のメッキポット１と、メッキポット１の中心軸を貫通して配置された中心シャフトとを備えている。メッキポット１内の中心シャフト２には、仮想線で示された螺旋状の回転羽３が固定され、中心シャフト２が回転すると、ポット１の内部で、回転羽３も同時に回転する。なお、仮想線はポット内部を示すために、便宜的に用いたもので、実際には、外見上内部は見えない構成である。
【００２０】
メッキポット１の一端に供給口４、他端に排出口５が設けられている。
【００２１】
粒子状物は供給口４から供給され、回転羽３が回転することでメッキポット１の内部を順次排出口５へ撹拌されながら送られる。メッキポット１には、少なくとも第一鉄イオン（Ｆｅ２＋；鉄（ＩＩ）イオン）を含む反応液、少なくとも酸化剤、もしくは少なくとも酸素を含んだ酸化媒体からなる流体状の反応物質をメッキポット１の内部へ供給する供給ノズル６、７が、外周部から内部に貫通して設けられ、軸方向に並んで２列設けられている。メッキポット１の内部を撹拌されながら送られる粒子状物に、供給ノズル６，７から、反応液、酸化媒体を適宜供給することで、粒子状物の表面にフェライト層が形成される。
【００２２】
本発明において、接触機構とは、供給ノズル６，７等の粒子状物に反応物質を接触させる機能を備えたものを呼ぶ。また、供給及び回収機構とは、供給口４から回収口５に至るまで、粒子状物質を移動させる回転羽３を備えた機構を呼び、供給及び回収工程とは、供給口４からメッキポット１内に粒子状物を供給する供給段階と、メッキポット１内に供給された粒子状物を回転羽３によって排出口５に移動させる移送段階と、移動した粒子状物を回収口５から回収する回収段階を含んでいる。
【００２３】
次に、本発明のフェライトメッキ膜の製造の具体例について説明する。
【００２４】
（本発明例）
純水１ｌに対して、ＦｅＣｌ２・４Ｈ２Ｏを１０ｇ、ＮｉＣｌ２・６Ｈ２Ｏを２．３９ｇ、ＺｎＣｌ２を０．２７ｇそれぞれ溶解した反応液を作製した。別の溶液として、純水１ｌに対してＮａＮＯ２を２ｇ溶解した酸化液を作製した。
【００２５】
これらの溶液を用いて、図１に示したような装置を用いてフェライト膜を作製した。
【００２６】
フェライト膜の作製は、以下の手順で行った。
【００２７】
粒子状物は、平均粒径１００μｍのカルボニルＦｅ粒子とし、内容積１ｌのメッキポット１に連続して供給した。Ｆｅ粒子を供給するメッキポット１内部の温度は９０℃で一定に保ち、またポット１内には窒素ガスを１．５ｌ／分で供給して非酸化性雰囲気を得た。
【００２８】
反応液、酸化液の流量は１０ｍｌ／分に調整し、Ｆｅ粒子に連続的に供給した。
【００２９】
Ｆｅ粒子はポット１内に１時間滞留するように回転羽３の回転数を調整した。
【００３０】
得られたＦｅ粉末は黒褐色を呈しており、得られた量は７ｋｇであった。
【００３１】
（比較例）
純水１ｌに対してＦｅＣｌ２・４Ｈ２Ｏを１０ｇ、ＮｉＣｌ２・６Ｈ２Ｏを２．３９ｇ、ＺｎＣｌ２を０．２７ｇそれぞれ溶解した反応液を作製した。別の溶液として、純水１ｌに対してＮａＮＯ２を２ｇ溶解した酸化液を作製した。
【００３２】
粒子状物は平均粒径１００μｍのカルボニルＦｅ粒子とし、反応容器中の純水１ｌに十分均一に分散可能な量を投入した。また、反応容器中の純水は予め窒素ガスにより脱酸素を行った。
【００３３】
反応液、酸化液の流量は１０ｍｌ／分に調整し、反応容器内に連続的に供給した。その間、反応液中のｐＨはアンモニア水を適宜供給することで６〜８に保った。また、反応容器内の温度は９０℃で一体に保った。反応時間は１時間とした。
【００３４】
得られたＦｅ粉末は黒褐色を呈しており、得られた量は５０ｇであった。
【００３５】
図２は本発明の例によって得られたフェライト被覆Ｆｅ粉末の表面の組織を示す電子顕微鏡写真、図３は比較例で得られたフェライト被覆Ｆｅ粉末の表面の組織を示す電子顕微鏡写真をそれぞれ示している。
【００３６】
図２及び図３の比較から分かるように本発明例、比較例共に表面をフェライトで均一に被覆されたＦｅ粉末が得られた。
【００３７】
下記表１は、本発明例、比較例において１時間フェライト被覆処理を施した後のＦｅ粉末の収量を示している。
【００３８】
【表１】
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上記表１から分かるように、本発明例においてフェライト被覆Ｆｅ粉末の収量は１７５倍に増加している。即ち、本発明例において工業的な生産性を向上したフェライト被覆粒子状物の製造装置が得られた。
【００３９】
フェライト被覆粒子状物は、本発明例以外の金属粉末でも同様の効果が得られる。また、金属粉末以外の樹脂、金属酸化物、有機顔料、セルロース、合成高分子材料、セラミックス、及び繊維状粒子、扁平状粒子においても同様の効果が得られる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、少なくとも第一鉄イオンを含む反応液、少なくとも酸化剤、もしくは少なくとも酸素を含んだ酸化媒体を基体に接触させる機構、及びフェライト層で被覆される粒子状物が装置内部に連続して供給、回収される機構を備えることによって、工業的な生産性を向上したフェライト被覆粒子状物の製造装置を提供することができる。
【００４１】
また、本発明によれば、少なくとも第一鉄イオンを含む反応液、少なくとも酸化剤、もしくは少なくとも酸素を含んだ酸化媒体を基体に接触させる機構、及びフェライト層で被覆される粒子状物が装置内部に連続して供給、回収される機構を備えたフェライト被覆粒子状物の製造装置によって、表面がフェライトで均一に覆われたフェライト被覆粒子状物が得られる。
【００４２】
以上により、本発明の工業的な利用価値は大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の実施の形態によるフェライトメッキ膜製造装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の例で得られたフェライト被覆Ｆｅ粉末の表面の組織を示す電子顕微鏡写真である。
【図３】比較例で得られたフェライト被覆Ｆｅ粉末の表面の組織を示す電子顕微鏡写真である。
【符号の説明】
１    メッキポット
２    中心シャフト
３    回転羽
４    供給口
５    排出口
６、７    供給ノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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