(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
比表面積が６〜６０ｍ２／ｇであり、含有量が３００ｐｐｍ以下のＣｌと、ＳＯ４２−換算での含有量が３００ｐｐｍ以下のＳと、合計含有量が１００ｐｐｍ未満のＮａ、Ｋ、ＣａおよびＭｇと、を含むＦｅ２Ｏ３。
【請求項２】
鉄塩を含む水溶液とアルカリ水溶液とを混合、中和して、水酸化鉄を含む溶液を製造する中和工程と、前記溶液中の水酸化鉄を酸化して、Ｆｅ３Ｏ４粒子を生成するＦｅ３Ｏ４製造工程と、前記Ｆｅ３Ｏ４粒子を含む溶液に酸を添加して、該溶液のｐＨを２〜６．５に調整するｐＨ調整工程と、前記ｐＨ調整工程でｐＨが２〜６．５に調整された前記溶液から、Ｆｅ３Ｏ４粒子を分離する分離工程と、前記分離工程で分離された前記Ｆｅ３Ｏ４粒子を加熱酸化してＦｅ２Ｏ３を製造するＦｅ２Ｏ３製造工程とを有するＦｅ２Ｏ３の製造方法であって、
前記中和工程における、前記アルカリ水溶液と前記鉄塩を含む水溶液との間に、下記（１）式および（２）式で表される関係が成り立つことを特徴とするＦｅ２Ｏ３の製造方法。
【数１】
0003931960.tif 000009
（（１）式中、［ＯＨ−］は前記アルカリ水溶液中の水酸基のｍｏｌ数、［Ｆｅ２＋］は前記鉄塩を含む水溶液中のＦｅ２＋のｍｏｌ数、［Ｆｅ３＋］は前記鉄塩を含む水溶液中のＦｅ３＋のｍｏｌ数を示す。）
【請求項３】
前記中和工程における前記鉄塩を含む溶液中のＦｅ３＋濃度が、Ｆｅ２＋とＦｅ３＋の合計濃度に対して２〜５０％であり、請求項１に記載のＦｅ２Ｏ３が得られる、請求項２に記載のＦｅ２Ｏ３の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チップインダクタなどの小型磁気素子に適した高純度Ｆｅ2 Ｏ3 およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話をはじめとする携帯電子機器の普及に伴い、チップインダクタ等のチップ部品が多用されている。電子機器のさらなる高機能化、小型軽量化に対応したチップ部品についても一層の小型化が進んでいる。
積層チップインダクタは、印刷法やドクターブレード法を用いて成形したフェライト層と、印刷法で成形された内部電極を積層、焼結して製造され、導体電極間の電気的導通は、スルーホールを用いて接続する方法などにより行われている。このような積層チップインダクタは、例えば特開平４−１８０６１０号公報に開示されている。このような積層型のチップインダクタは小型化に有利であるとともに、外鉄構造をとる為に、漏洩磁束が小さく高密度実装にも適している。
【０００３】
チップインダクタを構成するフェライト原料は、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＮｉＯ、ＺｎＯ、ＣｕＯ等を混合、仮焼、粉砕して得られる。Ｆｅ2 Ｏ3 には、塩化鉄（ＦｅＣｌ2 ）を原料とした塩化鉄系Ｆｅ2 Ｏ3 と、硫酸鉄（ＦｅＳＯ4 ）を原料とした硫酸鉄系Ｆｅ2 Ｏ3 が存在する。これらのうち、塩化鉄系Ｆｅ2 Ｏ3 は、塩化鉄を起源とするＣｌを多く含有し、硫酸鉄系Ｆｅ2 Ｏ3 は、硫酸鉄を起源とするＳＯ4 2-を多く含有する。例えば噴霧焙焼法により製造される塩化鉄系Ｆｅ2 Ｏ3 では、原料起源のＣｌが通常１０００ｐｐｍ以上残留している。焙焼後に水洗処理を行ったＦｅ2 Ｏ3 でもＣｌが５００ｐｐｍ程度は残留する。一方、硫酸鉄系Ｆｅ2 Ｏ3 には、原料起源のＳＯ4 2-が２０００ｐｐｍ程度残留している。
したがって、従来のＦｅ2 Ｏ3 の製造方法では、製造されたＦｅ2 Ｏ3 に含まれるＣｌおよびＳＯ4 2-を同時に低減することはできなかった。
【０００４】
製造されたＦｅ2 Ｏ3 にＣｌおよびＳＯ4 2-が上記した量で含まれている場合でも、Ｍｎ- Ｚｎ系フェライトの製造のように高温（１０００℃程度）で仮焼を行う場合には、Ｆｅ2 Ｏ3 に含まれるＣｌやＳＯ42- はほとんど揮発してしまうため、仮焼後に残留するＣｌやＳＯ42- は非常に少なくなり、その後の工程で影響を及ぼすことはほとんどない。しかしチップインダクタなどの小型磁気素子でよく用いられるＮｉ- Ｃｕ- Ｚｎ系フェライトの製造では、Ｍｎ- Ｚｎ系に比べ低温（７００℃程度）で仮焼を行うことが多い。このためフェライト仮焼紛中にＣｌやＳＯ42- が残存し、その後の工程で悪影響を及ぼす。例えば製造されたフェライトにＣｌやＳＯ42- が多く残存すると、Ａｇなどの電極とフェライトとが積層した構造を取る場合に、フェライトに含まれるＣｌやＳＯ42- がＡｇと反応して、電極が断線するなどの問題が発生しやすくなる。小型磁気素子の小型化が進むとフェライト層や電極層の厚みもさらに薄くなるため、電極が断線するなどの問題も一層起こりやすくなる。このため、ＣｌとＳＯ42- の含有量が両方とも少ないＦｅ2 Ｏ3 が求められている。
【０００５】
またチップインダクタなどの小型磁気素子用のＦｅ2 Ｏ3 では、９００℃程度の温度で焼成を行っても高い焼結密度と高い磁気特性が得られるように、低温（７００℃程度）で仮焼することにより粒成長を抑制し、簡単な粉砕で小粒径化することが求められている。しかし、Ｆｅ2 Ｏ3 中に、湿式法の中和工程で使用されるＮａＯＨ、Ｃａ（ＯＨ）2 等のアルカリ溶液を起源とするＮａ, Ｋ, ＣａおよびＭｇを多く含有していると、低温で仮焼できない、９００℃程度の温度で焼成した場合に焼結密度が上がらない、あるいは高い磁気特性が得られないなどの問題が生じる。したがってＮａ, Ｋ, ＣａおよびＭｇについてもできるだけ含有量が少ないＦｅ2 Ｏ3 が求められている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題を解決するため、Ｃｌ, ＳＯ42- , Ｎａ, Ｋ, ＣａおよびＭｇの含有量が少ないＦｅ2 Ｏ3 およびその製造方法を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、以下に示す本発明により達成される。
（１）比表面積が６〜６０ｍ２／ｇであり、含有量が３００ｐｐｍ以下のＣｌと、ＳＯ４２−換算での含有量が３００ｐｐｍ以下のＳと、合計含有量が１００ｐｐｍ未満のＮａ、Ｋ、ＣａおよびＭｇと、を含むＦｅ２Ｏ３。
（２）鉄塩を含む水溶液とアルカリ水溶液とを混合、中和して、水酸化鉄を含む溶液を製造する中和工程と、前記溶液中の水酸化鉄を酸化して、Ｆｅ３Ｏ４粒子を生成するＦｅ３Ｏ４製造工程と、前記Ｆｅ３Ｏ４粒子を含む溶液に酸を添加して、該溶液のｐＨを２〜６．５に調整するｐＨ調整工程と、前記ｐＨ調整工程でｐＨが２〜６．５に調整された前記溶液から、Ｆｅ３Ｏ４粒子を分離する分離工程と、前記分離工程で分離された前記Ｆｅ３Ｏ４粒子を加熱酸化してＦｅ２Ｏ３を製造するＦｅ２Ｏ３製造工程とを有するＦｅ２Ｏ３の製造方法であって、
前記中和工程における、前記アルカリ水溶液と前記鉄塩を含む水溶液との間に、下記（１）式および（２）式で表される関係が成り立つことを特徴とするＦｅ２Ｏ３の製造方法。
【数２】
0003931960.tif 000002
（（１）式中、［ＯＨ−］は前記アルカリ水溶液中の水酸基のｍｏｌ数、［Ｆｅ２＋］は前記鉄塩を含む水溶液中のＦｅ２＋のｍｏｌ数、［Ｆｅ３＋］は前記鉄塩を含む水溶液中のＦｅ３＋のｍｏｌ数を示す。）
（３）前記中和工程における前記鉄塩を含む溶液中のＦｅ３＋濃度が、Ｆｅ２＋とＦｅ３＋の合計濃度に対して２〜５０％であり、上記（１）に記載のＦｅ２Ｏ３が得られる、上記（２）に記載のＦｅ２Ｏ３の製造方法。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明のＦｅ2 Ｏ3 は、Ｃｌの含有量が３００ｐｐｍ以下であり、かつＳＯ42- 換算でのＳの含有量が３００ｐｐｍ以下であることを特徴とする。Ｃｌ含有量および／またはＳＯ4 2-換算でのＳ含有量が３００ｐｐｍを超える場合、製造されるフェライト中のＣｌおよび／またはＳＯ42- の含有量が多くなり、Ａｇなどの電極とフェライトを積層した構造を取る場合に、フェライトに含まれるＣｌおよび／ＳＯ4 2-がＡｇと反応することにより電極が断線するなどの問題が発生しやすくなる。また、Ｃｌおよび／またはＳＯ42- を多く含有すると、低温で仮焼した際に、フェライトの焼結密度が充分に上がらないという問題を有する。本発明のＦｅ2 Ｏ3 は、ＣｌおよびＳＯ4 2-換算でのＳ含有量がそれぞれ３００ｐｐｍ以下であるため、上記した電極の断線問題やフェライトの焼結密度の問題が解消されている。
ＣｌおよびＳＯ4 2-換算でのＳの含有量はそれぞれ、より好ましくは２００ｐｐｍ以下であり、１００ｐｐｍ未満であることが特に好ましい。
【０００９】
本発明のＦｅ2 Ｏ3 は、主に湿式法での中和時に使用されるアルカリ溶液を起源とするＮａ，Ｋ，ＣａおよびＭｇの含有量が低く、具体的にはこれらの合計含有量が１００ｐｐｍ未満であることを特徴とする。Ｎａ，Ｋ，ＣａおよびＭｇの含有量が高い場合、具体的は合計含有量が１００ｐｐｍ以上である場合、仮焼工程でフェライト化するのに必要な温度が上昇するため、低温で仮焼できなくなる問題が生じる。また９００℃程度の低温で焼成する場合に焼結密度が充分に上がらない、あるいは高い磁気特性が得られないなどの問題を生じる。本発明のＦｅ2 Ｏ3 は、Ｎａ，Ｋ，ＣａおよびＭｇの合計含有量が１００ｐｐｍ未満であることにより、低温での仮焼が可能であり、また、フェライトの焼結工程でより低温から焼結が開始するため、９００℃程度の低温で焼成しても焼結密度が高く、高い初透磁率を示すフェライト焼結体を得ることができる。
Ｎａ，Ｋ，ＣａおよびＭｇの合計含有量は、好ましくは８０ｐｐｍ未満であり、５０ｐｐｍ未満であることがより好ましく、３０ｐｐｍ未満であることがもっとも好ましい。
【００１０】
本発明のＦｅ２Ｏ３は比表面積が６〜６０ｍ２／ｇである。比表面積が６ｍ２／ｇ未満のＦｅ２Ｏ３では、仮焼時間を充分下げることができず、そのため仮焼工程で粒成長が進み、粉砕時間を長くする必要があり、粉砕機器からの不純物の混入（コンタミ）も増加するため、小型磁気素子用として相応しくない。逆に比表面積が６０ｍ２／ｇを超えるＦｅ２Ｏ３では、仮焼温度は低下できるものの反応性が高くなるため、仮焼工程で粒成長が進みやすい。このため、やはり粉砕時間が長くなり、粉砕機器からのコンタミが増加するため、小型磁気素子用として適さないものとなる。Ｆｅ２Ｏ３の比表面積が６〜６０ｍ２／ｇであれば、仮焼工程で粒成長が進みすぎることがなく、その結果短時間で所定の粒径まで粉砕することができ、粉砕機器からのコンタミが少なく、小型磁気素子用フェライト粉末として特に適したものとなる。より好ましいＦｅ２Ｏ３の比表面積は１０〜４０ｍ２／ｇである。
【００１１】
本発明のＦｅ2 Ｏ3 は、上記以外に、Ｆｅ2 Ｏ3 の物性に悪影響を及ぼさない限り、Ｆｅ2 Ｏ3 の不可避的不純物として公知の元素または化合物を通常の含有量で含んでもよい。例えば不可避的不純物としては、Ｓｉ，Ｍｎ，Ａｌ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｐ，Ｂやこれらの酸化物などである。
【００１２】
次に本発明のＦｅ2 Ｏ3 の製造方法について説明する。
本発明では、いわゆる湿式法によりＦｅ2 Ｏ3 を製造する。すなわち、塩化鉄、硫酸鉄のような鉄塩を含む水溶液をアルカリ水溶液で中和して、水酸化鉄を得、これを酸化して、一旦Ｆｅ3 Ｏ4 を製造して、これをさらに加熱酸化することによりＦｅ2 Ｏ3 を製造する、
本発明のＦｅ2 Ｏ3 の製造方法では、まず鉄塩を含む水溶液に、アルカリ水溶液を混合して、溶液を中和させる。これにより、水溶液中で鉄塩が解離して生成したＦｅ2+（第一鉄イオン）、Ｆｅ3+（第二鉄イオン）からＦｅ（ＯＨ）2 （水酸化第一鉄）、Ｆｅ（ＯＨ）3 （水酸化第二鉄）が生成する。
原料の鉄塩は、塩化第一鉄、塩化第二鉄、硫酸第一鉄および硫酸第二鉄のいずれでもよく、またはこれらいずれか２以上の組み合わせであってもよい。
【００１３】
なかでも水溶液中にＦｅ2+とＦｅ3+が存在すると、生成するＦｅ3 Ｏ4 （マグネタイト）を小粒径化することができる。またＦｅ3 Ｏ4 中にＮａ，Ｋ，ＣａおよびＭｇを取り込みやすくなる。このためＦｅ2+とＦｅ3+を含む水溶液を使用することが好ましい。
なお、Ｆｅ2+とＦｅ3+を含む水溶液を使用する場合、溶液中におけるＦｅ2+濃度が、Ｆｅ3+濃度よりも高いことが好ましい。より好ましくは、溶液中におけるＦｅ3+濃度は、Ｆｅ2+とＦｅ3+の合計濃度に対して２〜５０％である。溶液中におけるＦｅ2+とＦｅ3+の含有割合がこのような範囲であれば、途中工程で生成するＦｅ3 Ｏ4 の粒径を小さく制御することができ、粒度分布がシャープで、しかも分散性に優れたＦｅ3 Ｏ4 を得ることができる。このようなＦｅ3 Ｏ4 を加熱、酸化すれば、比表面積が６〜６０ｍ2 ／ｇ、より好ましくは１０〜４０ｍ2 ／ｇのＦｅ2 Ｏ3 を得ることができる。
【００１４】
アルカリ水溶液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウムなどのアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の水酸化物や、炭酸ナトリウムのようなアルカリ金属若しくは炭酸アルカリ土類金属の炭酸塩の水溶液、またはアンモニア水溶液等の一般的なアルカリ水溶液を使用することができる。ただし、本発明の製造方法では、後で詳述するように、生成したＦｅ3 Ｏ4 に、アルカリ金属やアルカリ土類金属を一度取り込ませる必要があるため、アンモニア水溶液よりは、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の水酸化物若しくは炭酸塩等の水溶液のほうが好ましい。
【００１５】
本発明のＦｅ2 Ｏ3 の製造方法では、この中和工程の際に、アルカリ水溶液と、鉄塩を含む水溶液との間に下記（１）式および（２）式で示される関係が成り立つ。
【数３】
0003931960.tif 000003
（（１）式中、［ＯＨ- ］は前記アルカリ水溶液中の水酸基のｍｏｌ数、［Ｆｅ2+］は前記鉄塩を含む水溶液中のＦｅ2+のｍｏｌ数、［Ｆｅ3+］は前記鉄塩を含む水溶液中のＦｅ3+のｍｏｌ数を示す。）
【００１６】
本発明のＦｅ2 Ｏ3 の製造方法では、アルカリ水溶液の水酸基濃度と鉄塩を含む水溶液の鉄イオン濃度の間に上式で示される関係が成り立つことにより、後の工程で生成されるＦｅ3 Ｏ4 に、前記中和工程で使用されるアルカリ水溶液を起源とするＮａ，Ｋ，ＣａおよびＭｇが取り込まれやすくなる。本発明のＦｅ2 Ｏ3 の製造方法において、生成されるＦｅ3 Ｏ4 に、Ｎａ，Ｋ，ＣａおよびＭｇを一度取り込ませるのは、それにより生成されるＦｅ3 Ｏ4 にＣｌやＳＯ42- が取り込まれにくくなるからである。この結果、生成されるＦｅ3 Ｏ4 中のＣｌおよびＳＯ42- の含有量は、低く保たれる。生成されるＦｅ3 Ｏ4 にＮａ，Ｋ，ＣａおよびＭｇが一度取り込まれないと、Ｆｅ3 Ｏ4 中のＣｌおよびＳＯ4 2-の含有量が高くなり、従って、製造されるＦｅ2 Ｏ3 でのＣｌおよびＳＯ42- の含有量が高くなり、上で述べた問題が生じる。
【００１７】
上記（１）式は、水酸基と鉄イオンの当量比を示すものである。（１）式の値が０．９５未満の場合、Ｆｅ3 Ｏ4 中に、ＣｌやＳが取り込まれる量が多くなり過ぎ、最終的に得られるＦｅ2 Ｏ3 中のＣｌ，Ｓの含有量が３００ｐｐｍを超えてしまう。（１）式の値が１．５超の場合、使用するアルカリ水溶液の量が多くなるため、後のｐＨ調整工程で多量の酸が必要となるので、コストが高くなる。また使用するアルカリ水溶液の種類によってはＦｅ3 Ｏ4 以外の相も生じる。
上記（２）式は、中和に用いるアルカリ水溶液の体積と鉄塩を含む水溶液の体積の比を示すものである。（２）式の値が０．１未満の場合、例えば、（１）式を満たすためには、使用するアルカリ水溶液の濃度が高くなり、溶液中の溶質（アルカリ成分）の量が溶解度よりも高くなって、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩のような溶液のアルカリ成分が析出しやすくなる。この傾向は、水酸化ナトリウム水溶液の場合顕著である。（２）式の値が３．５超の場合、Ｆｅ3 Ｏ4 中に、ＣｌやＳの取り込まれる量が多くなり過ぎ、最終的に得られるＦｅ2 Ｏ3 中のＣｌ，Ｓの含有量が３００ｐｐｍを超えてしまう。
【００１８】
本発明のＦｅ2 Ｏ3 の製造方法では、上記手順で鉄塩を含む水溶液をアルカリ水溶液で中和して、水酸化鉄を生成させた後、酸素含有ガスを通気することにより、溶液中の水酸化鉄を酸化してＦｅ3 Ｏ4 粒子を生成させる。この場合、酸化に用いる酸素含有ガスとしては、通常空気が用いられる。酸化時の水溶液温度は５０〜１００℃が好ましい。５０℃よりも低温では針状の含水酸化物が生成するため好ましくない。また１００℃よりも高温での合成は可能であるが、設備が大掛かりになるなど工業的には適さない。この酸化工程は、溶液中の水酸化鉄がすべて消費された段階で終了する。
【００１９】
この酸化によりＦｅ3 Ｏ4 を生成させる工程の後、Ｆｅ3 Ｏ4 は通常スラリーの状態で溶液中に存在する。本発明のＦｅ2 Ｏ3 の製造方法では、このスラリーを含む溶液に酸を添加して、溶液のｐＨを２〜６．５に調整する。溶液のｐＨを２〜６．５に調整するのは、生成したＦｅ3 Ｏ4 に一度取り込まれたＮａ，Ｋ，ＣａおよびＭｇを再びＦｅ3 Ｏ4 から溶液へと溶出させるためである。本工程では、塩酸、硫酸、硝酸および酢酸といった通常の酸を用いることができる。また、加熱により容易に分解する有機酸類も用いることが可能である。ただし残留してフェライト特性に悪影響を及ぼすような酸は好ましくない。
【００２０】
本工程でＦｅ3 Ｏ4 中からＮａ，Ｋ，ＣａおよびＭｇが除去されることにより、後工程で製造されるＦｅ2 Ｏ3 のＮａ，Ｋ，ＣａおよびＭｇの合計含有量が１００ｐｐｍ未満に保たれる。本工程は、特開平８−１３３７４２号公報に示されたオキシ水酸化鉄又はマグネタイトの沈殿物を脱水して得られるケーキを水に分散させ、ｐＨを６〜８に調整後、脱水、水洗を行い、次いで再度脱水ケーキを水に分散させ、酸によりｐＨを２〜５の範囲に調整する方法に比べて、工程が少なく操作が容易である。本工程において、酸添加後のｐＨが低いと、Ｆｅ3 Ｏ4 中に残留するＮａ，Ｋ，ＣａおよびＭｇをより低減することができるが、ｐＨが２よりも低い場合にはＣｌやＳＯ42- などの酸の残留成分が増えたり、製造設備などが腐食しやすくなるため好ましくない。ｐＨが６．５を超える場合には、Ｎａ，Ｋ，ＭｇおよびＣａを充分除去することができず、後工程で製造されるＦｅ2 Ｏ3 のＮａ，Ｋ，ＣａおよびＭｇの合計濃度が１００ｐｐｍを超える。
【００２１】
本工程で酸添加後の溶液のｐＨは、より好ましくは３〜６．５であり、さらに好ましくは４〜６である。また、酸を添加する際の溶液の温度は５０℃以上が好ましい。常温でｐＨを調整するのに比べ、５０℃以上で酸を添加し、ｐＨを調整することで一層Ｎａ，Ｋ，ＣａおよびＭｇの除去率が向上する。
【００２２】
本発明のＦｅ2 Ｏ3 の製造方法では、溶液のｐＨを上記範囲に調整した後、
溶液を脱水（ろ過）することによりＦｅ3 Ｏ4 を分離する。前工程でｐＨを２〜６．５に調整したことで、Ｎａ，Ｋ，ＣａおよびＭｇがＦｅ3 Ｏ4 から溶液へと溶出しているため、脱水（ろ過）にすることによりＦｅ3 Ｏ4 とＮａ，Ｋ，ＣａおよびＭｇとを完全に分離することができ、高純度のＦｅ3 Ｏ4 粒子が得られる。
本発明において、溶液のｐＨが２〜６．５に調整されているのは、ろ過時まででよく、ろ過後はｐＨが６．５以上に上昇してもＦｅ3 Ｏ4 中のＮａ，Ｋ，ＣａおよびＭｇの濃度は増加しない。
ろ過方法としては、フィルタープレスなど通常の方法を用いることができる。ろ過により得られたＦｅ3 Ｏ4 ケーキは、通常の方法で水洗（脱塩）、さらに乾燥、解砕することにより高純度のＦｅ3 Ｏ4 粉末が得られる。
【００２３】
本発明のＦｅ2 Ｏ3 の製造方法では、このようにして得られたＦｅ3 Ｏ4 粒子を加熱酸化することにより、Ｆｅ2 Ｏ3 を得る。この時、加熱酸化温度が２００〜３００℃程度の低温であればマグヘマイト（γ−Ｆｅ2 Ｏ3 ）が得られ、３００℃以上５００℃程度以下の温度であればヘマタイト（α−Ｆｅ2 Ｏ3 ）が得られる。いずれも、フェライトとした場合、小型磁気素子用として適したものであり、必要とされる条件、用途等に応じて、加熱酸化温度を調節することにより、マグヘマイトまたはヘマタイトを選択的に得ることができる。
また、このようにして得られたＦｅ2 Ｏ3 は、酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化銅、酸化マンガンなどと混合、仮焼してフェライト粉末とする。フェライト粉末は、例えば、バインダーを混合してペーストとした後、印刷法やドクターブレード法などで磁性材層を形成させ、焼成後、積層チップインダクタや平面インダクタとすることができる。また、フェライト粉末とポリビニルアルコール（ＰＶＡ）などの結合剤や微量の添加元素を添加して、造粒、成形した後、焼成してフェライトコアとすることもできる。
【００２４】
【実施例】
以下、実施例により本発明の方法をさらに説明する。なお、実施例において、Ｆｅ2 Ｏ3 およびフェライトの評価は、以下の方法により実施した。
酸化鉄の分析
比表面積：ＢＥＴ法にて分析
Ｃｌ、ＳＯ42- ：蛍光Ｘ線で分析
Ｎａ、Ｋ、ＣａおよびＭｇ：ＩＣＰ（誘導結合プラズマ原子蛍光分析）で分析
フェライトの評価
仮焼可能温度：ＸＲＤによりスピネル化率が９０％以上となる最低温度
【００２５】
（実施例１〜４）
塩化第一鉄溶液と塩化第二鉄溶液を溶液中のＦｅ3+濃度がＦｅ3+／Ｔｏｔａｌ- Ｆｅ＝８％になるように混合し、水を加えて全Ｆｅ濃度０．５８ｍｏｌ／ｌ、溶液量２５．７５リットルに調製した。
内容積４０リットルの容器に、８ｍｏｌ／ｌのＮａＯＨ溶液４．２５リットルを入れ、そこに窒素ガスを通気し攪拌しながら上記の塩化鉄溶液を混合した。この溶液を窒素雰囲気のまま９０℃まで昇温し、ｐＨを１０．２±０．１に保持しながら、空気を１０ｌ／ｍｉｎ通気して酸化を行いＦｅ3 Ｏ4 粒子を合成した。反応が終了した後、反応溶液が９０℃の状態で硫酸を添加して表１に示すｐＨに調整した。その後、脱塩、ろ過、乾燥、解砕してＦｅ3 Ｏ4 粉末を得た。この粉末を４５０℃で２時間加熱酸化して酸化鉄（ヘマタイト：α−Ｆｅ2 Ｏ3 ）とした。
次にこの酸化鉄を用いてフェライト粉末を作製した。フェライト粉末の試作は得られた酸化鉄を用いてＦｅ2 Ｏ3 ：ＮｉＯ：ＺｎＯ：ＣｕＯ＝４９：１１：３０：１０になるように秤量し、これをボールミルで１時間混合した後、乾燥させた。この粉末を６００℃以上で仮焼してＮｉＣｕＺｎフェライト粉末とした。仮焼はＸＲＤでスピネル化率が９０％以上となる最低温度で２時間行った。さらにボールミルで粉砕を行い、比表面積が６ｍ2 ／ｇ以上になるまで続けた。得られた粉砕紛は乾燥後、ＰＶＡ溶液を混合して造粒した後、トロイダル形状にプレス成形した。得られた成形体を９００℃で焼成して焼結体を得た。焼結密度は焼結体の重量と寸法から算出した。初透磁率はＬＣＲメータを用いて９００℃で焼成したコアについて測定した。結果を表１に示した。
【００２６】
（比較例１、２）
反応終了後の溶液に硫酸を添加してｐＨを表３に示す値に調整した点以外は、実施例１〜４と同じ条件で試料の作製および評価を実施した。結果を表３に示した。
【００２７】
（実施例５）
塩化第一鉄溶液と塩化第二鉄溶液を溶液中のＦｅ3+濃度がＦｅ3+／Ｔｏｔａｌ- Ｆｅ＝１．５％になるように混合し、水を加えて全Ｆｅ濃度０．７１ｍｏｌ／ｌ、溶液量２５．２５リットルに調整した。
内容積４０リットルの容器に、８ｍｏｌ／ｌのＮａＯＨ溶液４．７５リットルを入れ、そこに窒素ガスを通気し攪拌しながら上記の塩化鉄溶液を混合した。この溶液を窒素雰囲気のまま８０℃まで昇温し、ｐＨを８．５±０．２に保持しながら、空気を１０ｌ／ｍｉｎ通気して酸化を行いＦｅ3 Ｏ4 粒子を合成した。反応を終了した後、反応溶液を５５℃まで冷却し、塩酸を添加してｐＨ４．０に調整した。その後、脱塩、ろ過、乾燥、解砕してＦｅ3 Ｏ4 粉末を得た。この粉末を２３０℃で３時間加熱酸化して酸化鉄（マグヘマイト：γ−Ｆｅ2 Ｏ3 ）とした。
評価は実施例１〜４と同様に行った。表１に結果を示した。
【００２８】
（実施例６）
塩化第一鉄溶液と塩化第二鉄溶液を溶液中のＦｅ3+濃度がＦｅ3+／Ｔｏｔａｌ- Ｆｅ＝６．５％になるように混合し、水を加えて全Ｆｅ濃度０．７１ｍｏｌ／ｌ、溶液量２５．２５リットルに調整した。
内容積４０リットルの容器に、８ｍｏｌ／ｌのＮａＯＨ溶液４．７５リットルを入れ、そこに窒素ガスを通気し攪拌しながら上記の塩化鉄溶液を混合した。以降、実施例５と同条件で試料の作製、評価を行った。結果を表１に示した。
【００２９】
（実施例７）
塩化第一鉄溶液と塩化第二鉄溶液を溶液中のＦｅ3+濃度がＦｅ3+／Ｔｏｔａｌ- Ｆｅ3+＝１２％になるように混合し、水を加えて全Ｆｅ濃度０．７２ｍｏｌ／ｌ、溶液量２５リットルに調整した。
内容積４０リットルの容器に、８ｍｏｌ／ｌのＮａＯＨ溶液５リットルを入れ、そこに窒素ガスを通気し攪拌しながら上記の塩化鉄溶液を混合した。以降、実施例５と同条件で試料の作製、評価を行った。結果を表１に示した。
【００３０】
（実施例８）
塩化第一鉄溶液と塩化第二鉄溶液を溶液中のＦｅ3+濃度がＦｅ3+／Ｔｏｔａｌ- Ｆｅ＝２４％になるように混合し、水を加えて全Ｆｅ濃度０．７２ｍｏｌ／ｌ、溶液量２５リットルに調整した。
内容積４０リットルの容器に、８ｍｏｌ／ｌのＮａＯＨ溶液５リットルを入れ、そこに窒素ガスを通気し攪拌しながら上記の塩化鉄溶液を混合した。以降、実施例５と同条件で試料の作製、評価を行った。結果を表１に示した。
【００３１】
（実施例９）
塩化第一鉄溶液と塩化第二鉄溶液を溶液中のＦｅ3+濃度がＦｅ3+／Ｔｏｔａｌ- Ｆｅ＝３２％になるように混合し、水を加えて全Ｆｅ濃度０．７２ｍｏｌ／ｌ、溶液量２４．５リットルに調整した。
内容積４０リットルの容器に、８ｍｏｌ／ｌのＮａＯＨ溶液５．５リットルを入れ、そこに窒素ガスを通気し攪拌しながら上記の塩化鉄溶液を混合した。以降、実施例５と同条件で試料の作製、評価を行った。結果を表１に示した。
【００３２】
（実施例１０）
塩化第一鉄溶液と塩化第二鉄溶液を溶液中のＦｅ3+濃度がＦｅ3+／Ｔｏｔａｌ- Ｆｅ＝４６％になるように混合し、水を加えて全Ｆｅ濃度０．７３ｍｏｌ／ｌ、溶液量２４リットルに調整した。
内容積４０リットルの容器に、８ｍｏｌ／ｌのＮａＯＨ溶液５．５リットルを入れ、そこに窒素ガスを通気し攪拌しながら上記の塩化鉄溶液を混合した。以降、実施例５と同条件で試料の作製、評価を行った。結果を表１に示した。
【００３３】
（比較例３）
反応終了後の溶液に塩酸を添加してｐＨ１．７に調整した以外は、すべて実施例５と同条件で試料の作製、評価を行った。結果を表３に示した。
（比較例４）
反応終了後の溶液に塩酸を添加してｐＨ７．２に調整した以外は、すべて実施例５と同条件で試料の作製、評価を行った。結果を表３に示した。
（比較例５）
実施例７の条件で、中和工程での溶液の混合条件を変更した。すなわち、塩化第一鉄溶液と塩化第二鉄溶液を溶液中のＦｅ3+濃度がＦｅ3+／Ｔｏｔａｌ- Ｆｅ＝１２％になるように混合し、水を加えて全Ｆｅ濃度３．０ｍｏｌ／ｌ、溶液量６リットルに調整した。
内容積４０リットルの容器に、１．６７ｍｏｌ／ｌのＮａＯＨ溶液２４リットルを入れ、そこに窒素ガスを通気し攪拌しながら上記の塩化鉄溶液を混合した。以降、実施例５と同条件で試料の作製、評価を行った。結果を表３に示した。
【００３４】
（実施例１１〜１４）
容器に８．１ｍｏｌ／ｌのＮａＯＨ溶液４リットルを入れ、そこに窒素ガスを通気し攪拌しながら０．６２ｍｏｌ／ｌの硫酸第一鉄溶液２６リットルを混合した。この溶液を窒素雰囲気のまま８５℃まで昇温し、ｐＨを８．５±０．２に調整しながら、空気を１０ｌ／ｍｉｎ通気して酸化を行いＦｅ3 Ｏ4 粒子を合成した。反応が終了した後、反応溶液が８５℃の状態で硫酸を添加して所定のｐＨに調整した。その後、脱塩、ろ過、乾燥、解砕してＦｅ3 Ｏ4 粉末を得た。得られたＦｅ3 Ｏ4 は４００℃で１時間加熱酸化して酸化鉄（ヘマタイト：α−Ｆｅ2 Ｏ3 ）とし、実施例１と同じ評価を行った。結果を表２に示した。
【００３５】
（比較例６）
比較例６では、Ｆｅ3 Ｏ4 の生成後、溶液のｐＨを２〜６．５に調整せずに、Ｆｅ2 Ｏ3 を生成させた。
２．８ｍｏｌ／ｌのＮａＯＨ溶液１４リットルとＦｅ2+濃度１．５ｍｏｌ／ｌの硫酸第一鉄溶液１４リットルを混合した。この溶液を窒素雰囲気のまま９０℃まで昇温し、ｐＨを６．８±０．１に制御しながら空気を１０ｌ／ｍｉｎ通気して酸化を行いＦｅ3 Ｏ4 粒子を合成した。その後、脱塩、ろ過、乾燥、解砕してＦｅ3 Ｏ4 粉末を得た。得られたＦｅ3 Ｏ4 は４００℃で１時間加熱して酸化鉄（ヘマタイト：α−Ｆｅ2 Ｏ3 ）とした。得られたＦｅ2 Ｏ3 を用いて、実施例と同条件で評価を行った。結果を表３に示した。
【００３６】
（比較例７）
塩化第一鉄溶液を用いて噴霧焙焼法で製造し、水洗処理していない酸化鉄を用いて実施例１〜４と同条件で評価を行った。結果を表３に示した。
（比較例８）
比較例３と同様に噴霧焙焼法で製造し、焙焼後に水洗処理を行った酸化鉄を用いて、実施例１〜４と同条件で評価を行った。結果を表３に示した。
【００３７】
（実施例１５〜１８）
硫酸第一鉄溶液と硫酸第二鉄溶液を、溶液中のＦｅ3+濃度がＦｅ3+／Ｔｏｔａｌ- Ｆｅ＝５％になるように混合し、水を加えて全Ｆｅ濃度０．８２ｍｏｌ／ｌ、溶液量２５．５リットルに調整した。
内容積３０リットルの容器に、１０ｍｏｌ／ｌのＮａＯＨ溶液を４．５リットル入れ、そこに窒素ガスを通気し攪拌しながら上記の硫酸鉄溶液を混合した。この溶液を窒素雰囲気のまま７５℃まで昇温し、ｐＨを１０．３±０．１に保持しながら、空気を１０ｌ／ｍｉｎ通気して酸化を行いＦｅ3 Ｏ4 粒子を合成した。反応が終了した後、反応溶液を６０℃まで冷却し、塩酸を添加して所定のｐＨに調整した。その後、脱塩、ろ過、乾燥、解砕してＦｅ3 Ｏ4 粉末を得た。この粉末を２５０℃で２時間加熱酸化して酸化鉄（マグヘマイト：γ−Ｆｅ2 Ｏ3 ）とした。
評価は実施例１〜４と同条件で行った。結果を表３に示した。
【００３８】
（実施例１９〜２２、比較例９）
表４に示すような条件の塩化第一鉄溶液と塩化第二鉄溶液の混合溶液、および炭酸ナトリウム溶液を調製した。内容積４０リットルの容器に、アルカリ溶液を投入し、そこに窒素ガスを通気し攪拌しながら塩化鉄溶液を混合した。この溶液を８５℃まで昇温し、ｐＨ調整を行わずに、空気を１０ｌ／ｍｉｎ通気して酸化を行い、Ｆｅ3 Ｏ4 粒子を合成した。反応が終了した後、反応溶液を６０℃まで冷却し、塩酸を添加して所定のｐＨに調整した。その後、脱塩、ろ過、乾燥、 解砕してＦｅ3 Ｏ4 粉末を得た。この粉末を４３０℃で２時間加熱して酸化鉄（ヘマタイト：α−Ｆｅ2 Ｏ3 ）とした。評価は実施例１〜４と同条件で行った。結果を表４に示した。
表４の結果から、アルカリ溶液と鉄塩を含む溶液の当量比は、０．９５〜１．５の範囲が好ましいことがわかる。
【００３９】
（実施例２３〜２６、比較例１０）
表５に示すような条件の塩化鉄第一鉄溶液と塩化第二鉄溶液の混合溶液、および水酸化カリウム溶液を調製した。内容積４０リットルの容器に、アルカリ溶液を投入し、そこに窒素ガスを通気し攪拌しながら塩化鉄溶液を混合した。この溶液を８０℃まで昇温し、ｐＨ調整を行わずに、空気を１０ｌ／ｍｉｎ通気して酸化を行い、Ｆｅ3 Ｏ4 粒子を合成した。反応が終了した後、反応溶液を６０℃まで冷却し、塩酸を添加して所定のｐＨに調整した。その後、脱塩、ろ過、乾燥、解砕してＦｅ3 Ｏ4 粉末を得た。この粉末を４３０℃で２時間加熱して酸化鉄（ヘマタイト：α−Ｆｅ2 Ｏ3 ）とした。評価は実施例１〜４と同条件で行った。結果を表５に示した。
実施例２３〜２６、比較例５、比較例１０などの結果から、アルカリ溶液と鉄塩を含む溶液の体積比は０．１〜３．５の範囲が好ましいことがわかる。
【００４０】
実施例および比較例から、Ｃｌの含有量が３００ｐｐｍ以下で、ＳＯ4 2-換算のＳ含有量が３００ｐｐｍ以下で、Ｋ、Ｎａ、ＣａおよびＭｇの合計含有量が１００未満で、かつ比表面積が６〜６０ｍ2 ／ｇのＦｅ2 Ｏ3 を用いてフェライトを作製する場合、７００℃程度の低温で仮焼が可能であり、９００℃以下の低温で焼成しても高い焼結密度と、初透磁率が得られることが確認できる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の製造方法を用いれば、塩化鉄および硫酸鉄のいずれを原料とした場合であっても、製造されるＦｅ2 Ｏ3 に含まれるＣｌとＳＯ4 2-が同時に低減される。これは塩化鉄と硫酸鉄とが混在する原料を用いてＦｅ2 Ｏ3 を製造する場合に特に効果的である。
本発明のＦｅ2 Ｏ3 を用いてフェライトを製造する場合、低温の仮焼が可能で、９００℃の低温で焼成しても高い焼結密度、初透磁率を得ることができる。また、本発明の製法により、上記のＦｅ2 Ｏ3 を得ることができる。
【００４２】
【表１】
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【００４３】
【表２】
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【００４４】
【表３】
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【００４５】
【表４】
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【００４６】
【表５】
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