DE69836284T2

DE69836284T2 - Ferromagnetisches pulver

Info

Publication number: DE69836284T2
Application number: DE69836284T
Authority: DE
Inventors: Ltd. Seiichi Dowa Mining Co. HISANO; Ltd. Kazuhisa Dowa Mining Co. SAITO; Ltd. Kazushi Dowa Mining Co. SANO; Ltd. Akio Dowa Mining Co. SAWABE; Ltd. Akito Dowa Mining Co. INOUE; Ltd. Kenichi Dowa Mining Co. INOUE
Original assignee: Dowa Mining Co Ltd
Current assignee: Dowa Holdings Co Ltd
Priority date: 1998-12-18
Filing date: 1998-12-18
Publication date: 2007-02-15
Anticipated expiration: 2018-12-19
Also published as: KR100565886B1; DE69836284D1; WO2000038201A1; KR20010040793A; HK1034800A1; EP1065675A4; CN1285078A; EP1065675B1; US6506264B1; CN1189896C; EP1065675A1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein ferromagnetisches Pulver, welches zur Anwendung beim Formen einer magnetischen Schicht auf einem magnetischen Beschichtungsaufnahmemedium geeignet ist, wie beispielsweise auf einem Magnetband und einer magnetischen Diskette.
Hintergrund der Erfindung
In einem sogenannten magnetischen Beschichtungsaufnahmemedium, welches eine Magnetschicht aufweist, die auf einem Träger ausgebildet wird durch Aufbringen eines Beschichtungsfilms aus magnetischem Pulver, welches in einem Binderharz verteilt ist, gibt es Anforderungen nach einer noch höheren Aufzeichnungsdichte. Um diese Anforderung zu erfüllen, werden ferromagnetische Pulver verwendet, die aus feineren Partikeln bestehen, und mit der abnehmenden Größe der Partikel sind Verbesserungen bei den elektromagnetischen Umwandlungseigenschaften gemacht worden, wie beispielsweise der Ausgabe, dem C/N-Verhältnis, den Frequenzcharakteristiken und so weiter. Beispielsweise werden in den offengelegten japanischen Patenten Nr. 36265/1994, 163232/1994, 33130/1995, 74365/1995, 126704/1995, 179913/1995 und 181008/1996 verschiedene Arten von ferromagnetischem Pulver vorgeschlagen, die die magnetische Schicht des magnetischen Beschichtungsaufnahmemediums bilden. Diese Offenbarungen zeigen auch die magnetischen Eigenschaften genauso wie die Pulvercharakteristiken der ferromagnetischen Pulver.
Weiterhin ist es erwünscht, die magnetischen Schichten dünner zu machen, um hohe Ausgabe- bzw. Output-Charakteristiken zu erhalten, während das Rauschen minimiert wird. Um diese Anforderung zu erreichen, wird ein magnetisches Beschichtungsaufnahmemedium mit einer mehrschichtigen Struktur bzw. Multilayer-Struktur vorgeschlagen, wobei eine unmagnetische Schicht als ein Beschichtungsfilm eines unmagnetischen Pulvers vorgesehen ist, welches in einem Binderharz verteilt ist, und zwar zwischen den magnetischen Schichten und dem Träger. Beispielsweise wird in den US-Patenten 5 496 622 und 5 637 390 ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit der mehrschichtigen Struktur offenbart, und als magnetisches Pulver zur Bildung der magnetischen Schicht wird die Anwendung eines feinen nadelförmigen Metallpulvers aus Eisen beschrieben, welches Co, ein Seltene-Erden-Element, Al, Si und so weiter, enthält.
EP-A-0 827 137 offenbart ein magnetisches Beschichtungsaufzeichnungsmedium mit einer mehrlagigen Struktur, die auf einem Substrat ausgeformt ist und eine magnetische Schicht von magnetischen Partikeln aufweist, die in einem Harzbindemittel verteilt sind, und eine nicht magnetische Schicht von nicht magnetischen Partikeln, die in einem Harzbindemittel verteilt sind. Die magnetischen Partikel sind aus nadelförmigen ferromagnetischen Metallpartikeln aus Fe zusammengesetzt, die Co, Al, Seltene-Erden-Elemente und Elemente der Periodengruppe 1a und 2a enthalten. Die nicht magnetischen Partikel sind aus nadelförmigen Partikeln aus α-FeOOH zusammengesetzt.
Ziel der Erfindung
Es ist herausgefunden worden, dass, um ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, welches bezüglich der Dichte verbessert ist, unter Verwendung eines feinkörnigen magnetischen Pulvers zu erhalten, ungeachtet dessen, ob es eine mehrlagige Struktur hat oder nicht, die folgenden Probleme überwunden werden müssen:

(1) Die Sättigungsmagnetisierung sinkt mit der Verringerung der Größe der Partikel, was zu einem magnetischen Aufzeichnungsmedium mit niedriger Ausgabe und einem niedrigen C/N-Verhältnis führt;
(2) Die Koerzitivkraft verringert sich in ähnlicher Weise mit der Verringerung der Größe der Partikel, was zu einem magnetischen Aufzeichnungsmedium mit einer niedrigen Ausgabe und einem niedrigen C/N-Verhältnis führt;
(3) Die erwünschte Partikelform kann nicht mit der Verringerung der Größe der Partikel aufrecht erhalten werden, was zu einem magnetischen Aufzeichnungsmedium mit einem niedrigen C/N-Verhältnis führt, und zwar aufgrund von Partikeln, die bezüglich der Form verformt sind, oder aufgrund von runden Partikeln oder der Anwesenheit von Poren in den Partikeln; und
(4) Die Witterungsbeständigkeit tendiert dazu, mit zunehmender Sättigungsmagnetisierung verschlechtert zu werden.

Offenbarung der Erfindung
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein ferromagnetisches Pulver vorgesehen, welches Eisen als Hauptkomponente enthält, und welches mehr als 5 bis 50 Atom-Prozent Co, 0,1 bis 30 Atom-Prozent Al, 0,1 bis 10 Atom-Prozent Seltene-Erden-Elemente enthält, die Y mit einschließen, 0,05 Gewichtsprozent oder weniger eines Elementes, welches zur Gruppe 1a des Periodensystems gehört, und 0,1 Gewichtsprozent oder weniger (was 0 Gewichtsprozent mit einschließt) eines Elementes, welches zur Gruppe 2a des Periodensystems gehört, wobei das Pulver flache nadelförmige Partikel mit einer mittleren Hauptachsenlänge von 0,01 bis 0,40 μm aufweist, und mit einem Kristall-Durchmesser, wie durch Röntgendiffraktion (Dx) bestimmt, von 5 bis 25 nm (50 bis 250 Angström) hat, vorausgesetzt, dass der Querschnittsdurchmesser in dem Nebenachsenrichtungsschnitt senkrecht zur Hauptachse eine größere Breite und eine kleinere Breite hat, und dass ein Querschnittsverhältnis in der Nebenachsenrichtung, welches ein Verhältnis von größerer Breite zu kleinerer Breite ist, in der Hauptachsenrichtung größer als 1 ist, und zwar vorzugsweise auf einem Wert von 1,5 oder höher, und wobei das Pulver ein σ_s/D_x-Verhältnis von 0,7·emu·g^–1·Å^–1 oder höher hat, wobei σ_s die Sättigungsmagnetisierung darstellt, und wobei Dx die Kristallgröße darstellt, die durch Röntgendiffraktion bestimmt wird.
Das ferromagnetische Pulver gemäß der vorliegenden Erfindung gibt vorzugsweise H₂O bei 100° C in einer Menge von 2 Gewichtsprozent oder weni ger ab, und es gibt H₂O, welches bei 300° C abgegeben wird, in einer Menge von 4 Gewichtsprozent oder weniger ab; es hat vorzugsweise eine Dichte von 5,55 g/cm³ oder mehr, und die spezifische Oberfläche, wie durch das BET-Verfahren bestimmt, ist in einem Bereich von 30 bis 70 m²/g; es erreicht vorzugsweise eine Sättigungsmagnetisierung (σ_s) in einem Bereich von 100 bis 200 emu/g und eine Koerzitivkraft in einem Bereich von 45,5 bis 238,7 kA/m (1200 bis 3000 Oe); und es hat eine Verringerung der Sättigungsmagnetisierung (σ_s) von 15 Prozent oder weniger, wenn es unter einer Atmosphäre mit einer relativen Feuchtigkeit von 90 % für eine Woche bei 60° C gelassen wird.
Kurze Erklärung der Zeichnungen
1 zeigt eine schematische Zeichnung eines Partikels, die als Beispiel vorgesehen ist, um die Figur der flachen nadelförmigen Partikel gemäß der vorliegenden Erfindung zu beschreiben;
2 ist eine weitere Zeichnung, die ein weiteres Beispiel der Figur eines flachen nadelförmigen Partikels zeigt, die einen Querschnitt entlang der Nebenachse davon zeigt;
3 ist noch eine weitere Zeichnung, die ein weiteres Beispiel der Figur eines flachen nadelförmigen Partikels zeigt, die einen Querschnitt entlang der Nebenachse davon zeigt;
4 ist noch eine weitere Zeichnung, die ein weiteres Beispiel der Figur eines flachen nadelförmigen Partikels zeigt, die einen Querschnitt entlang der Nebenachse davon zeigt;
5 ist eine weitere Zeichnung, die ein weiteres Beispiel der Figur eines flachen nadelförmigen Partikels zeigt, die einen Querschnitt entlang der Nebenachse davon zeigt;
6 ist ein Elektronenmikroskopbild (TEM-Bild mit einer Vergrößerung von 300 000 mal), welches die Figur der einzelnen Partikel des Pulvers zeigt, die aus flachen nadelförmigen ferromagnetischen Partikeln gemäß der vorliegenden Erfindung bestehen;
7 ist eine Elektronenmikroskopaufnahme des gleichen Teils der gleichen in 6 gezeigten Probe, die unter der gleichen Vergrößerung gezeigt ist, jedoch mit einer Verkippung des Probenhalters um einen Winkel von 30°;
8 ist eine Elektronenmikroskopaufnahme (TEM-Bild mit einer Vergrößerung von 300 000 mal) der schattierten einzelnen Partikel des Pulvers, die aus flachen nadelförmigen ferromagnetischen Partikeln gemäß der vorliegenden Erfindung bestehen; und
9 ist eine erklärende Zeichnung, die die Beziehung zwischen dem Projektionswinkel und der Schattenlänge zeigt.
Bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung
Das ferromagnetische Pulver gemäß der vorliegenden Erfindung zur Anwendung in einem magnetischen Beschichtungsaufnahmemedium ist ein Fe-basiertes Metallpulver, welches aus nadelförmigen Partikeln besteht, und weil es eine festgelegte Anforderung bezüglich der Komponenten und der Größe und der Figur der Partikel hat, ermöglicht es eine magnetische Schicht, die für eine Aufzeichnung mit hoher Dichte geeignet ist. Insbesondere wird das Pulver durch die Größen- und Figurcharakteristiken dahingehend festgelegt, dass es flache nadelförmige Partikel mit einer mittleren Hauptachsenlänge von 0,01 bis 0,40 μm aufweist, und zwar kombiniert mit der festgelegten Zusammensetzung. Somit ermöglicht das Pulver gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer gut ausgeglichenen Formhalteeigenschaft und magnetischen Charakteristiken die Erzeugung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums mit einer hohen Leistung, die niemals durch die herkömmlichen Produkte erreicht wird. Der Gehalt der Komponenten genauso wie die Größen- und Formcharakteristiken der Partikel, die das magnetische Metallpulver gemäß der vorliegenden Erfindung bilden, werden unten beschrieben.
[Gehalt der Komponenten]
Das magnetische Metallpulver gemäß der vorliegenden Erfindung weist flache nadelförmige ferromagnetische Partikel auf (der Ausdruck "flache nadelförmige" wird im Folgenden genauer beschrieben), die mehr als 5 bis zu 50 Atom- Prozent Co enthalten, 0,1 bis 3,0 Atom-Prozent Al, 0,1 bis 10 Atom-Prozent eines Seltene-Erden-Elementes, welches Y aufweist, 0,05 Gewichtsprozent oder weniger eines Elementes, welches zur Gruppe 1a des Periodensystems gehört, 0,1 Gewichtsprozent oder weniger (was 0 Gewichtsprozent mit einschließt) von einem Element, welches zur Gruppe 2a des Periodensystems gehört, und wobei der Rest im Wesentlichen Eisen ist. Weiterhin gibt das ferromagnetische Pulver vorzugsweise H₂O bei 100° C in einer Menge von 2 Gewichtsprozent oder weniger ab, und es gibt H₂O, welches bei 300° C abgegeben wird, in einer Menge von 4 Gewichtsprozent oder weniger ab.
Der Grund zur Begrenzung des Gehaltes von jeder der Komponenten oben wird unten beschrieben. Kobalt trägt zu einer Verbesserung der Koerzitivkraft Hc und der Sättigungsmagnetisierungsdichte σ_s bei, und zur Verringerung des Kristalldurchmessers, obwohl es effektiv dahingehend wirkt, den Abfall von σ_s (Δσ_s) zu verhindern, wie dies in den folgenden Beispielen gezeigt wird, jedoch werden jene Effekte nur unzureichend gezeigt, wenn Co mit einem Gehalt von nicht mehr als 5 Gewichtsprozent vorgesehen ist. Wenn andererseits Co mehr als 50 Atom-Prozent ausmacht, wird die Koerzitivkraft Hc umgekehrt schlecht beeinflusst. Entsprechend wird Co in einer Menge von mehr als 5 Atom-Prozent, jedoch nicht von mehr als 50 Atom-Prozent vorgesehen. Der bevorzugte Bereich der Zugabe von Co ist in einem Bereich von mehr als 5 bis 40 Atom-Prozent und vorzugsweise in einem Bereich von 10 bis 35 Atom-Prozent.
Die Zugabe von Al hat einen unterschiedlichen Effekt bei der Verbesserung der Lösbarkeit (was auch das Sintern in dem Reduktionsprozess bei der Aufheizung verhindert) und zwar von diesen flachen nadelförmigen feinen Partikeln, und auch beim Aufrechterhalten der Form der Partikel während des Reduktionsprozesses. Wenn der Gehalt von Al niedriger als 0,1 Atom-Prozent ist, kann der obige Effekt nicht erwartet werden, und wenn der Gehalt 30 Atom-Prozent überschreiten sollte, wird die Sättigungsmagnetisierung abgesenkt, um die magnetischen Eigenschaften zu beeinflussen. Entsprechend wird der Gehalt von Al auf einen Bereich von 0,1 bis 30 Atom-Prozent einge schränkt und vorzugsweise auf 1 bis 20 Atom-Prozent und insbesondere vorzugsweise auf einen Bereich von 2 bis 15 Atom-Prozent. In dem Fall, wo Al als eine Al-Zusammensetzung (ein Oxid) vorgesehen ist, bezieht sich der Al-Gehalt oben nicht auf den Gehalt der Al-Verbindung sondern bezieht sich auf den Gehalt des elementaren Al der Verbindung.
Ähnlich wie bei Al wirken die Seltene-Erden-Elemente (inklusive Y) effektiv dahingehend, dass sie verhindern, dass ein Versintern bei dem Metallpulver im Reduktionsprozess bei Aufheizung auftritt, und weiter verbessern sie die Verteilungsfähigkeit. Wenn ihr Gehalt geringer als 0,1 Atom-Prozent ist, ist der Effekt so klein, dass das Versintern erleichtert wird, und wenn der Gehalt 10 Atom-Prozent überschreitet, nimmt der Gehalt der Oxide des Elementes zu, um die Sättigungsmagnetisierung abzusenken. Dies macht das Pulver als magnetisches Metallpulver ungeeignet. Als die Seltene-Erden-Elemente können insbesondere Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Tb, Dy, Gd und so weiter erwähnt werden, und in dem Fall, wo zwei oder mehr dieser Elemente in einer Kombination vorgesehen sind, sollten sie addiert werden, so dass ihr Gesamtgehalt in einem Bereich von 0,1 bis 10 Atomprozent fallen sollte. Es sei bemerkt, dass der Gehalt der Elemente oben sich nicht auf den Gehalt der Verbindungen bezieht sondern sich auf den Gehalt der Elemente in den Verbindungen bezieht. Als die Elemente, die zur Gruppe 1a des Periodensystems gehören, können Li, Na, K und so weiter erwähnt werden. Wenn ein lösbares Salz dieser Elemente an der Oberfläche der Partikel anhaftet, die das Pulver der vorliegenden Erfindung bilden, wird die Verteilbarkeit des Pulvers schlechter, wenn es in einem Harzbindemittel verteilt wird, und die Haltbarkeit genauso wie die Beständigkeit gegen Verwitterung des Produktmediums werden verschlechtert. Entsprechend ist die Konzentration dieser Elemente auf nicht mehr als 0,05 Gewichtsprozent beschränkt; wenn eine Vielzahl dieser Elemente in Kombination vorgesehen ist, sollte die Gesamtkonzentration auf nicht mehr als 0,05 Gewichtsprozent begrenzt sein. Da diese Elemente, die zur Gruppe 1a des Periodensystems gehören, das Sintern während des Reduktionsprozesses bei der Herstellung des flachen nadelförmigen ferromagne tischen Pulvers beschleunigen, werden diese Elemente vorzugsweise so weit wie möglich vor dem Reduktionsschritt entfernt.
Als Beispiele der Elemente, die zur Gruppe 2a des Periodensystems gehören, können Ng, Ca, Sr, Ba und so weiter erwähnt werden. In dem Fall, dass ein lösbares Salz dieser Elemente an der Oberfläche der Partikel anhaftet, die das Pulver der vorliegenden Erfindung bilden, wird in ähnlicher Weise die Verteilbarkeit des Pulvers verschlechtert, wenn dieses in einem Harzbindemittel verteilt ist, und die Haltbarkeit genauso wie die Beständigkeit gegen Verwitterung des Produktmediums werden verschlechtert. Entsprechend wird die Konzentration dieser Elemente auf nicht mehr als 0,1 Gewichtsprozent eingeschränkt; wenn eine Vielzahl dieser Elemente in Kombination vorgesehen ist, sollte die Gesamtkonzentration auf nicht mehr als 0,1 Gewichtsprozent eingeschränkt sein.
Das heißt, wenn ein Element der Gruppe 1a oben in einer Menge vorhanden ist, die 0,05 Gewichtsprozent bei den flachen nadelförmigen feinen Partikeln gemäß der vorliegenden Erfindung überschreitet, können die Partikel nicht in dem Binderharz verteilt werden, oder der beschichtete Film kann eine schlechte Filmstärke haben. Da weiterhin diese Elemente nicht lösbar sind, können sie sich auf der Oberfläche des Bandes abscheiden, wenn das Band während einer gewissen Zeitdauer gelagert wird, um kristalline Verbindungen zu bilden, und diese Verbindungen bewirken eine Steigerung des Ausfalls, was die Speicherstabilität des Bandes verringert. Wenn die Konzentration der Elemente der Gruppe 2a 0,1 Gewichtsprozent überschreiten sollte, würde andererseits die Mischbarkeit des Pulvers mit dem Harz verschlechtert werden, um die Stärke des beschichteten Films zu verringern, und eine extreme Steigerung ihrer Konzentration verschlechtert die Speicherfähigkeit des Bandes in ähnlicher Weise wie im Fall der Elemente der Gruppe 1a.
Der Wassergehalt des magnetischen Metallpulvers wird vorzugsweise so gesteuert, dass die detektierte (abgegebene) Menge bei 100°C nicht mehr als 2,0 Gewichtsprozent ist, vorzugsweise nicht mehr als 1,5 Gewichtsprozent, und so dass die abgegebene Menge bei 300°C nicht mehr als 4,0 Gewichtsprozent und vorzugsweise nicht mehr als 3,0 Gewichtsprozent ist. Die Viskosität der Farbe genauso wie die Menge des Bindemittels, welches vom Pulver absorbiert wird, werden beeinflusst durch den Wassergehalt des Pulvers, und wenn der Wassergehalt, der bei 100°C detektiert wird, größer als 2,0 Gewichtsprozent ist, oder wenn der bei 300°C detektierte Wassergehalt größer als 4,0 Gewichtsprozent ist, wird die Verteilbarkeit auf der Beschichtung unzureichend.
[Größe und Form der Partikel]
Die Größen- und Formcharakteristiken des Magnetpulvers gemäß der vorliegenden Erfindung werden unten beschrieben. Der Ausdruck "flache nadelförmige Partikel", wie er hier verwendet wird, bezeichnet, dass die nadelförmigen Partikel flach sind und ein Verhältnis der Hauptachsenlänge zur Nebenachsenlänge (Achsenverhältnis) von vorzugsweise zwei oder größer haben, wobei die Hauptachsenlänge die Länge entlang der Längsrichtung bedeutet, und wobei die Nebenachsenlänge die maximale Länge entlang der Querrichtung bedeutet, und dass die nadelförmigen Partikel flache Partikel mit einem Querschnitt in der Nebenachsenrichtung, senkrecht zur Hauptachsenrichtung geschnitten, haben, der eine größere Breite und eine kleinere Breite zeigt, wobei das Verhältnis der größeren Breite zur kleineren Breite (welches in der vorliegenden Beschreibung als "das Querschnittsverhältnis in der Nebenachsenrichtung" bezeichnet wird) in der Hauptachsenrichtung gleichförmig größer als 1 und vorzugsweise 1,5 oder größer ist.
1 ist eine schematische Zeichnung, die als Mittel zur Erklärung der flachen Nadelform abgebildet ist. Mit Bezug auf 1 kann bei einem nadelförmigen Körper 1 mit einer maximalen Länge L in der Längsrichtung (d.h. in der Länge der Hauptachse) und einer maximalen Länge S in der Querrichtung senkrecht zur Längsrichtung (der Länge der Nebenachse) die Form des Körpers derart gesehen werden, dass sie eine flache Form mit einem Querschnitt 2 in einer Nebenachsenrichtung zeigt, der senkrecht zur Hauptachse ge schnitten ist, und zwar mit einer größeren Breite W_L und einer kleineren Breite W_S. Insbesondere kann man sagen, dass der Körper eine Figur ähnlich einer Platte (bandartige Figur) mit einer Breite W_L und einer Dicke W_S hat. Jedoch ist die flache Form des Querschnittes 2 in der Nebenachsenrichtung nicht nur auf eine rechteckige Form eingeschränkt, wie in 1 gezeigt, sondern kann eine kapselartige Form zeigen, wie in 2 gezeigt, eine Ellipsoid-Form, wie in 3, eine Polygon-Form, wie in 4, oder eine Form ähnlich einer deformierten Scheibe, wie in 5 gezeigt. Kurz gesagt, ist es erforderlich, dass das Querschnittsverhältnis in der Nebenachsenrichtung, d.h. das W_L/W_S-Verhältnis gleichförmig (d.h. ohne verdreht zu sein) einen Wert von mehr als 1 und vorzugsweise von 1,5 oder größer ergibt. Weiterhin sind die flachen nadelförmigen Partikel gemäß der vorliegenden Erfindung im Wesentlichen frei von Verzweigungen.
Die flachen nadelförmigen magnetischen Metallpulver, die oben beschrieben wurden, die eine Hauptachsenlänge von 0,01 bis 0,4 μm und ein Achsenverhältnis von 2 oder größer haben, wobei ein Querschnittsverhältnis in der Nebenachsenrichtung von mehr als 1 und vorzugsweise 1,5 oder mehr vorgesehen ist, können eine hervorragende Formhalteeigenschaft und magnetische Eigenschaften bei der Erzeugung eines magnetischen Hochleistungsaufzeichnungsmediums zeigen, wenn sie eine festgelegte Zusammensetzung gemäß der Erfindung haben, wie in den folgenden Beispielen beschrieben. Insbesondere, auch im Fall von solchen flachen nadelförmigen feinen Partikeln, ergibt das Verhältnis von Sättigungsmagnetisierung (σ_s) zur Röntgenkristallgröße (D_x), d.h. σ_s/D_x, einen Wert von 0,7·emu·g^–1·Å^–1 oder größer, und daher werden sowohl die Formhaltigkeitseigenschaft als auch die magnetischen Eigenschaften aufgebaut. Die Röntgenkristallgröße (D_x) der flachen nadelförmigen Metallpartikel kann bestimmt werden, indem man die halbe Bandbreite eines Spitzenwertes entsprechend der (110)-Kristallebene in einem Röntgendiffraktionsprofil unter Verwendung eines Diffraktometers bestimmt, und dann den Kristalldurchmesser durch Einsetzen der Scherrer-Gleichung berechnet.
Der bevorzugte Größenbereich von flachen nadelförmigen Partikeln ist so, dass die mittlere Hauptachsenlänge in einen Bereich von 0,01 bis 0,4 μm fällt, und insbesondere in einen Bereich von 0,04 bis 0,2 μm. Wenn die mittlere Hauptachsenlänge geringer als 0,01 μm ist, zeigen die Partikel einen Super-Paramagnetismus, und die elektromagnetischen Umwandlungseigenschaften werden extrem verschlechtert. Andererseits, wenn die mittlere Hauptachse 0,4 μm an Länge überschreitet, tendieren die Partikel dazu, aus mehreren magnetischen Bereichen zu bestehen, was die elektromagnetischen Umwandlungseigenschaften verändert. Um somit die erwünschten magnetischen Eigenschaften beizubehalten, sind die feinen Partikel vorzugsweise nadelförmige feine Partikel mit einer mittleren Hauptachsenlänge in einem Bereich von 0,01 bis 0,4 μm.
Die Kristallgröße der flachen nadelförmigen Metallpartikel (d.h. die Röntgenkristallgröße D_x) ist vorzugsweise in einem Bereich von 5 bis 25 nm (50 bis 250 Å) und insbesondere in einem Bereich von 10 bis 20 nm (100 bis 200 Å). Wenn die Kristallgröße geringer als 5 nm (50 Å) sein sollte, werden die Partikel super-paramagnetisch, was außerordentlich stark die elektromagnetischen Umwandlungseigenschaften verringert. Wenn andererseits die Kristallgröße 25 nm (250 Å) überschreitet, tendieren die Partikel dazu, das Rauschen (noise) zu vergrößern, was die elektromagnetischen Umwandlungseigenschaften verschlechtert.
Die tatsächliche Dichte des ferromagnetischen Metallpulvers der vorliegenden Erfindung kann 5,55 g/cm³ oder größer sein. Auf diese Weise können hervorragende magnetische Eigenschaften aufrecht erhalten werden.
Die spezifische Oberfläche des ferromagnetischen Metallpulvers, die gemäß dem BET-Verfahren gemessen wird, ist in einem Bereich von 30 bis 70 m²/g und vorzugsweise in einem Bereich von 40 bis 60 m²/g. Wenn die spezifische Oberfläche geringer als 30 m²/g ist, wird die Mischbarkeit des Pulvers mit einem Harz bei der Vorbereitung bzw. Herstellung eines Bandes verschlechtert, wie beispielsweise die Verringerung der elektromagnetischen Umwandlungs eigenschaften. Wenn die spezifische Oberfläche 70 m²/g überschreitet, tritt eine unzureichende Dispersion bei der Herstellung des Bandes auf, was in ähnlicher Weise die elektromagnetischen Umwandlungseigenschaften verringert.
6 und 7 zeigen die Transmissionenelektronenmikroskopdarstellung (TEM-Mikroskopdarstellung) (Vergrößerung: 300 000 mal) der gleichen Probe des ferromagnetischen Metallpulvers gemäß der vorliegenden Erfindung, welches in dem im Folgenden beschriebenen Beispiel 8 erhalten wurde, wo der gleiche Teil der gleichen Probe unter der gleichen Vergrößerung beobachtet wurde, während der Probenhalter gekippt wurde. D.h., 6 zeigt die Mikroskopdarstellung die erhalten wurde, während der Probenhalter horizontal gehalten wurde, und 7 zeigt die Mikroskopdarstellung der Probe, die durch Kippen des Prebenhalters um 30° mit Bezug zur horizontalen Position beobachtet wurde. Durch Kippen des Probenhalters kann die Probe aus unterschiedlichen Winkeln beobachtet werden. Somit kann in dieser Weise die Veränderung der Dicke entlang der Richtung der Nebenachse, d.h. das Querschnittsverhältnis der größeren Breite zur kleineren Breite in der Nebenachsenrichtung, beobachtet werden. Beispielsweise ist bei dem isolierten Partikel, wie er im mittleren Teil der in den 6 und 7 dargestellten Mikroskopdarstellungen beobachtet wird, zu sehen, dass die maximale Nebenachsenlänge 0,01 μm im Fall der 6 ist, während eben diese als 0,03 μm in 7 zu sehen ist. Durch solches Verkippen des Probenhalters wurde herausgefunden, dass die Partikel eine Nebenachsenlänge haben, die sich ungefähr gleichförmig in der Hauptachsenrichtung verändert. Weiterhin ist gemäß den 6 und 7 zu sehen, dass die meisten der Partikel frei von Verzweigungen sind.
Beispielsweise kann das Querschnittsverhältnis in der Nebenachsenrichtung in der folgenden Weise gemessen werden. Insbesondere ist in 8 eine Elektronenmikroskopdarstellung des ferromagnetischen Pulvers gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt, welches in dem im Folgenden beschriebenen Beispiel 8 erzeugt wurde, wobei die Pulverprobe auf einem Klebeprobenhalter verteilt wurde, bevor die Mikroskopdarstellung aufgenommen wurde, und nach der Befestigung der angehafteten Pulverprobe in einer Vakuumverdampfungskammer wurde verdampftes Metall auf die Oberfläche der Probe in einem vorbestimmten Winkel derart bestrahlt, dass ein Schatten durch die Bestrahlung an den Teilen mit einem daran angehafteten Pulver gebildet werden sollte, wobei der Schatten an dem Teil gebildet wird, an dem das verdampfte Metall nicht bestrahlt wird, und zwar durch das Vorhandensein der Partikel. Somit wird die beschattete Probe mit einer Elektronenmikroskopdarstellung dargestellt. Es ist aus 8 zu sehen, dass ein beschatteter Teil, d.h. der Teil, der nicht mit verdampftem Metall bestrahlt wird, gleichförmig auf einer Seite von jedem der Partikel ausgebildet wird. Durch Messung der Länge der Nebenachse und der Länge des Schattens für jeden der Partikel kann dass Querschnittsverhältnis in der Nebenachsenrichtung für jeden der Partikel erhalten werden.
Insbesondere, wie schematisch in 9 gezeigt, wenn das verdampfte Metall in einer Probenebene 1 bestrahlt wird, wobei es einen Winkel θ mit Bezug zur Ebene bildet, kann die Länge L des Schattens, der auf einem Partikel erzeugt wird, und zwar mit einer Höhe H und einer Breite W, wie folgt ausgedrückt werden: L = H/tan θ
Somit kann H durch den Winkel θ berechnet werden und die gemessene Länge L und das Verhältnis W/H können aus dem Wert H und der gemessenen Breite W erhalten werden. In 8 ist der Winkel θ gleich 18 Grad. Auf diese Weise wurde herausgefunden, dass jeder der in 8 beobachteten Partikel ein flacher nadelförmiger Partikel war. Weiterhin wurde durch die so erhaltenen Werte von L und W bei 100 Partikeln das durchschnittliche Querschnittsverhältnis in der Nebenachsenrichtung als 2,2 bestätigt.
[Magnetische Eigenschaften]
Die ferromagnetischen Metallpartikel gemäß der vorliegenden Erfindung ergeben eine Koerzitivkraft in einem Bereich von 1200 bis 3000 (Oe), eine Sättigungsmagnetisierung (σ_s) in einem Bereich von 100 bis 200 emu/g und einen Abfall der Sättigungsmagnetisierung (σ_s), nachdem man sie für eine Woche bei 60°C unter einer relativen Feuchtigkeit von 90 % stehen lassen hat, in einem Bereich von nicht mehr als 15 %.
Je höher die Koerzitivkraft H c des Metallpulvers ist, desto besser geeignet ist das Pulver für eine Aufzeichnung mit hoher Dichte. Jedoch wird die Koerzitivkraft so gesteuert, dass sie in einen Bereich von 95,5 bis 238,7 kA/m (1200 bis 3000 Oe) fällt, und vorzugsweise in einen Bereich von 127,3 bis 222,8 kA/m (1600 bis 2800 Oe), und zwar gemäß der Leistung des Kopfes.
Je höher die Sättigungsmagnetisierung σ_s ist, desto mehr Ausgabe (Output) kann erreicht werden. Wenn man jedoch den Widerstand gegen Oxidation, das Rauschen und so weiter berücksichtigt, wird der Wert von σ_s in einem Bereich von 100 bis 200 emu/g eingestellt, vorzugsweise in einem Bereich von 120 bis 200 emu/g und insbesondere vorzugsweise in einem Bereich von 130 bis 180 emu/g. Wenn die Sättigungsmagnetisierung größer als 200 emu/g ist, tendiert die magnetische Agglomeration dazu, im Fall der Herstellung eines Bandes aufzutreten, und daher macht es dies schwierig, ein günstig gezogenes Band unter Verwendung der vorliegenden Technologie zu erzeugen, was die glatte Ausführung der Oberfläche des daraus resultierenden Bandes betrifft. Wenn die Sättigungsmagnetisierung geringer als 120 emu/g ist, kann eine ausreichende Ausgabe nicht erreicht werden.
Der Widerstand gegen Verwitterung kann durch den Abfall (Δσ_s %) der Sättigungsmagnetisierung (σ_s) bewertet werden, nachdem man das Pulver für eine Woche bei 60° C bei einer relativen Feuchtigkeit von 90% stehen lässt, und der Abfall der Sättigungsmagnetisierung des Metallpulvers gemäß der vorliegenden Erfindung ist 15% oder geringer. In dem Fall, dass das Pulver in einem Band verwendet wird, kann der Widerstand gegen eine Verwitterung des Bandes in ähnlicher Weise durch den Abfall (ΔBm%) der Sättigungsmagnet flussdichte (Bm) bewertet werden, nachdem man das Band für eine Woche bei 60° C bei einer relativen Feuchtigkeit von 90% stehen lässt, und im vorliegenden Fall ist der Abfall 15% oder niedriger.
Um ein ferromagnetisches Pulver zu erhalten, welches für eine Aufzeichnung mit hoher Dichte geeignet ist, sollten sowohl die magnetischen Charakteristiken als auch die Pulvercharakteristiken gleichzeitig eingestellt werden. Insbesondere muss die Form aufrecht erhalten werden, auch wenn die Größe der Partikel verringert wird und die hohe Sättigungsmagnetisierung σ_s muss beibehalten werden. Das ferromagnetische Pulver gemäß der vorliegenden Erfindung behält sowohl die hervorragenden magnetischen Eigenschaften als auch die Pulvercharakteristiken, während es die verschiedenen Eigenschaften oben zeigt. Ob die magnetischen Charakteristiken und die Pulvercharakteristiken gut ausgeglichen sind oder nicht, kann unter Verwendung des Verhältnisses (Sättigungsmagnetisierung σ_s (emu/g))/(Kristallgröße D_x (Angström)) bewertet werden. Je höher diese Verhältnis ist, desto besser ist die Ausgeglichenheit dieser Charakteristiken, und desto besser ist der Beitrag zur Verbesserung der Ausgabe und des C/N-Verhältnisses des magnetischen Aufzeichnungsmediums. Das σ_s/D_x-Verhältnis (in emu·g^–1Å^–1) des ferromagnetischen Pulvers gemäß der vorliegenden Erfindung kann 0,7 oder größer sein, und weiterhin kann es 0,8 oder größer sein. Darüber hinaus kann dieses σ_s/D_x-Verhältnis auch erreicht werden, wenn die flachen nadelförmigen feinen Partikel so fein sind, wie jene, die eine Hauptachsenlänge von 0,1 μm oder weniger haben, und jene, die ein σ_s von 150 emu/g oder höher haben. Da die Partikel flache nadelförmige feine Partikel mit einer hohen Sättigungsmagnetisierung sind, können die Ausgabe und das C/N-Verhältnis stark verbessert werden. Im Fall von flachen nadelförmigen Partikeln mit einem σ_s/D_x-Verhältnis von 0,8 oder höher, einer Hauptachsenlänge von 0,1 μm oder weniger und einem Hc von 183,0 kA/m (2300 Oe) oder höher, vorzugsweise in einem Bereich von 191,0 bis 214,9 kA/m (2400 bis 2700 Oe), können das C/N-Verhältnis und die Ausgabe stark verbessert werden, weil sie flache nadelförmige feine Partikel mit einer hohen Koerzitivkraft sind.
[Verfahren zur Vorbereitung eines magnetischen Metallpulvers gemäß der vorliegenden Erfindung]
Das magnetische Metallpulver, welches flache nadelförmige feine Partikel gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist, kann unter Verwendung von flachen nadelförmigen Eisen-Oxihydroxid-Partikeln, die im Wesentlichen frei von Verzweigungen sind, als das Anfangsmaterial vorbereitet werden und durch Aufheizung und Reduzierung dieser Partikel mit einer erhöhten Temperatur. Um die flachen nadelförmigen Eisen-Oxihydroxid-Partikel zu erhalten, die im Wesentlichen frei von Verzweigungen sind, kann das folgende Verfahren vorteilhafterweise eingesetzt werden.
Es kann beispielsweise ein Prozess eingesetzt werden, der aufweist, Alkali-Hydroxid in einer wässrigen Lösung eines Eisensalzes, wie beispielsweise Eisensulfat, Eisenchlorid, Eisennitrat und so weiter zuzugegeben, und zwar mit einem Äquivalenzwert von 1,0 bis 3,5 bezüglich des Fe³⁺-Ions, um eine Ausscheidung (eine neutralisierte Ausscheidung) mit einer Temperatur von 5°C oder mehr zu bilden; weiter flache nadelförmige Eisen-Oxihydroxid-Partikel (FeOOH-Partikel) ausscheiden zu lassen, indem man die daraus resultierende Suspension bei einer höheren Temperatur als der vorherigen Temperatur hält; und das daraus resultierende ausgeschiedene Eisen-Oxihydroxid aus der Suspension durch Fest-Flüssig-Trennung zu trennen (wobei diese Behandlung der Ausscheidung von Eisen-Oxihydroxid aus der Suspension, die das neutralisierte Ausscheidungsprodukt enthält, als "Reifung" bezeichnet wird). Auf diese Weise können flache nadelförmig Eisen-Oxihydroxid-Partikel vorbereitet bzw. hergestellt werden, die im Wesentlichen frei von Verzweigungen und frei von nicht-kristalliner Substanz sind. Im Vergleich zu dem Fall der Herstellung eines Pulvers aus nadelförmigem Eisenoxid (Fe₂O₃) ist das vorliegende Verfahren vorteilhaft, weil das vorliegende Verfahren keinen Prozessschritt aufweist, der bei einer hohen Temperatur ausgeführt wird, und daher frei von dem Problem ist, eine Versinterung zwischen den Körnern zu bewirken.
Im Gegensatz zu dem Verfahren oben ist es schwierig, flache nadelförmige Eisen-Oxihydroxid-Partikel, die frei von Verzweigungen sind und doch einen abgeflachten Querschnitt in der Nebenachsenrichtung zeigen, durch Einsatz der herkömmlichen Verfahren wie folgt zu erhalten: d.h. beispielsweise ein Verfahren, welches aufweist, zuerst eine Suspension vorzubereiten, die Kolloide bzw. ein Gel von Eisenhydroxid enthält, und zwar durch Zugabe einer wässrigen Lösung von Alkalihydroxid zu einer wässrigen Lösung eines Eisensalzes in einer Menge, die den Äquivalenzwert überschreitet, und dann durch Ausführung einer Oxidationsreaktion durch Blasenbildung eines Sauerstoff enthaltenden Gases in der Suspension mit einem pH-Wert von 11 oder höher und einer Temperatur von 80°C oder niedriger; oder durch ein Verfahren welches aufweist, die Oxidationsreaktion durch Einleitung eines Sauerstoff enthaltenden Gases in eine Suspension auszuführen, die erhalten wurde durch Reaktion einer wässrigen Lösung des Eisensalzes und einer wässrigen Lösung eines Alkalikarbonates.
Im Falle der Erzeugung eines Pulvers aus flachen nadelförmigen magnetischen Metallpartikeln gemäß der vorliegenden Erfindung zuerst durch Vorbereitung eines Pulvers, welches aus flachen nadelförmigen Eisen-Oxihydroxid-Partikeln als Startmaterial besteht, wird zuvor Co in die flachen Eisen-Oxihydroxid-Partikel eingebracht. Um Co einzubringen, kann beispielsweise ein Cobalt-(I)-Salz (beispielsweise Cobalt-(I)-Sulfat, Cobalt-(I)-Chorid, Cobalt-(I)-Nitrat und so weiter) oder ein Cobalt-(II)-Salz (beispielsweise ein Cobalt-(II)-Sulfat, ein Cobalt-(II)-Chlorid, ein Cobalt-(II)-Nitrat und so weiter) in einer solchen Menge hinzugegeben werden, dass Co 5 bis 50 Atom-Prozent mit Bezug zum trivalenten Eisen-Ion ausmacht, welches in dem Eisensalz in irgendeiner der Stufen vor der Neutralisierung vorhanden war (vor der Zugabe eines Alkalihydroxides), gerade nach der Neutralisierung oder während der oben beschriebenen Reifungsbehandlung.
Um weiter Al in die so vorbereiteten Co enthaltenden flachen nadelförmigen Eisen-Oxihydroxid-Partikel einzubringen, die als das Anfangsmaterial verwendet werden, kann man eine reine Al-Verbindung an der Oberfläche der Parti kel anhaften lassen und die daraus resultierenden Partikel werden der Reduktionsbehandlung unterworfen. Als verwendbare Al-Verbindungen sind beispielsweise ein wasserlösliches Al-Salz, beispielsweise Al₂(SO₄)₃, Al(NO₃)₃ und AlCl₃ und so weiter oder ein wasserlösliches Aluminat, wie beispielsweise NaAlO₂ (Natriumaluminat) vorhanden. Um die Oberfläche des zu reduzierenden Partikels mit Al-Verbindungen durch Verwendung von solchen Aluminiumverbindungen zu beschichten, kann das Eisen-Oxihydroxid, welches durch die zuvor erwähnte Reifung gebildet wird, mit jenen Al-Verbindungen behandelt werden. Insbesondere können diese Al-Verbindungen beispielsweise in einer alkalischen wässrigen Lösung gelöst werden, und nach der Dispersion des Eisen-Oxihydroxids oben können gasförmiges Kohlendioxid oder eine Säure zur Neutralisierung dort hinzu gegeben werden. Auf diese Weise können die Partikel mit Al-Verbindungen in Form von einem kristallinen oder amorphen Al₂O₃ nH₂O (hydriertes Aluminiumoxid) beschichtet werden.
Weiterhin kann Al in den oben erhaltenen Partikeln in Form einer festen Lösung eingebracht (imprägniert) werden. Um Co enthaltendes Eisen-Oxihydroxid vorzubereiten, wobei Al in Form einer festen Lösung eingebracht (eingeschlossen) ist, können die wasserlöslichen Al-Salze oder Aluminate so vorgesehen sein, dass sie in dem Reaktionssystem zur Erzeugung des Eisen-Oxihydroxides vorhanden sind. D.h., eine Al-Verbindung kann in der Stufe der Ausscheidung des Eisen-Oxihydroxides durch Reifung ebenfalls existieren. Beispielsweise kann die oben beschriebene Reifung ausgeführt werden durch Zugabe von einer der Al-Verbindungen oben in einer Suspension, die ein Kolloid aus Eisenhydroxid enthält, oder durch Zugabe von irgendeiner der Al-Verbindungen oben zuvor in die Lösung bei der Bildung, oder bei dem Schritt vor der Bildung der Neutralisationsausscheidung. Durch Ausführung der Reifung oben in Anwesenheit von gelöstem Al in dieser Weise können weiter vorzuziehende flache nadelförmige Eisen-Oxihydroxid-Partikel erhalten werden, und zwar im Vergleich zu dem Fall, wo Al nicht in der Lösung gelöst ist.
Durch Aufheizung des so erhaltenen Co und Al enthaltenden Eisen-Oxihydroxides oder Eisenoxides kann Al in Form von Al₂O₃ fixiert werden (in diesem Fall wird Eisen-Oxihydroxid in Eisenoxid durch die Dehydrationsreaktion umgewandelt, und ein Seltene-Erden-Element wird darin eingebracht. Als die Verfahren zum Einbringen eines Seltene-Erden-Elementes kann beispielsweise die Verteilung der Partikel in einer Lösung erwähnt werden, die Seltene-Erden-Elemente enthält und die weitere Zugabe einer Base darin, um zu gestatten, dass das Seltene-Erden-Element an den Partikeln in Form eines Hydroxides ausscheidet, oder ein Verfahren, welches aufweist, die Partikel in einer Lösung zu verteilen, die eine Seltene-Erden-Elementen-Verbindung enthält, und wobei man dann das Wasser daraus durch Verdampfung entweichen lässt.
Das Eisenoxidpulver, welches Co, Al und ein Seltene-Erden-Element jeweils in der vorbestimmten Menge enthält, wird dann unter einer reduzierenden Atmosphäre aufgeheizt. Dann kann nach der Steuerung der Feuchtigkeit ein magnetisches Metallpulver erhalten werden, das Eisen als die Hauptkomponente enthält, und Co, Al und ein Seltene-Erden-Element als zusätzliche Komponenten enthält, und weiter eine ordnungsgemäße Menge an Wasser enthält. Um ein Pulver zu erhalten, welches eine Spurenmenge von Elementen enthält, die zur Gruppe 1a oder zur Gruppe 2a des Periodensystems gehören, kann ein Verfahren eingesetzt werden, welches die Anwendung eines Rohmaterials aufweist, welches frei von Elementen ist, die zur Gruppe 1a oder zur Gruppe 2a des Periodensystems gehören, oder durch ein Verfahren, welches aufweist, in ausreichender Weise eine Spülung auf jede der Stufen anzuwenden, in der das Eisen-Oxihydroxid, das Eisenoxid oder das magnetische Metallpulver erzeugt wird. Bezüglich des letzteren Verfahrens steigt der Wirkungsgrad der Spülung mit den fortschreitenden Prozessschritten, weil diese Elemente allmählich auf der Oberfläche der Partikel abgeschieden werden. Weiterhin kann die Entfernung wirkungsvoller ausgeführt werden durch Anwendung eines Spülwassers, welches bezüglich des pH-Wertes abgesenkt wird, und zwar durch Zugabe einer Säure darin und durch Anhebung der Temperatur. Somit kann der Gehalt der Elemente oben durch ordnungsgemäße Kombination der ersteren und letzteren Verfahren auf eine vorbestimmte Konzentration oder sogar noch geringer abgesenkt werden. Als die repräsen tativen Elemente, die zur Gruppe 1a des Periodensystems gehören, können Li, Na oder K erwähnt werden. Als die Elemente, die zur Gruppe 2a des Periodensystems gehören, können repräsentativ Ng, Ca, Sr, Ba und so weiter erwähnt werden.
Im Fall der Herstellung eines Pulvers aus flachen, nadelförmigen ferromagnetischen Partikeln unter Verwendung von flachem, nadelförmigem Eisen-Oxihydroxid als Anfangsmaterial, kann vorteilhafterweise ein ferromagnetisches Pulver erhalten werden, welches aus Partikeln besteht, die die flache Nadelform der anfänglichen Eisen-Oxihydroxid-Partikel beibehalten, die bezüglich der Poren reduziert sind oder vollständig frei von Poren sind, und zwar im Vergleich zu den herkömmlichen nadelförmigen ferromagnetischen Partikeln. Der Grund für diesen Vorteil bei dem vorliegenden Verfahren kommt wahrscheinlich daher, dass die Poren im vorliegenden Fall leicht in der Reduktionsstufe bei einer Aufheizung reduziert werden können. Vorteilhafterweise können die gemäß der vorliegenden Erfindung erhaltenen ferromagnetischen Partikel nahezu frei von Poren sein, die einen Bruch oder eine Deformation verursachen. Somit ermöglicht das Pulver eine hohe Koerzitivkraft, um ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit einer hohen Ausgabeleistung zu verwirklichen.
Das ferromagnetische Pulver, welches aus flachen, nadelförmigen Partikeln gemäß der vorliegenden Erfindung besteht, wird geeignet zur Anwendung bei einer Aufzeichnung mit hoher Dichte durch Erzeugung einer Magnetschicht oder einer oberen Schicht (d.h. der Magnetschicht, die auf einer unmagnetischen Schicht ausgebildet wird) mit mehrlagiger Struktur, die in einem magnetischen Beschichtungsaufzeichnungsmedium gemäß einem herkömmlichen Verfahren eingesetzt wird. Als ein Träger, um darauf eine Beschichtungslage oder Beschichtungslagen zu bilden, sind bekannte Filme anwendbar, wie beispielsweise jene, die aus Polyestern, beispielsweise Polyethylenterephthalat, Polyethylennaphthalat und so weiter, oder aus Polyolefinen, Zellulose-Acetat, Polycarbonat, Polyamid, Polyimid, Polyamid-Imid, Polysulfon-Aramid, aromatischen Polyamiden und so weiter gemacht sind.
Die Charakteristiken des ferromagnetischen Pulvers gemäß der vorliegenden Erfindung werden genauer unten beispielhaft beschrieben.
Beispiele
[Beispiel 1]
Flache nadelförmige FeOOH-Partikel mit einer mittleren Hauptachsenlänge von 0,13 μm mit einem durchschnittlichen Axialverhältnis von 5 und mit einem Querschnittsverhältnis in der Nebenachsenlänge von ungefähr 1,3 mit einem Gehalt von 10 Atom-Prozent Co bezüglich des Fe wurden vorbereitet. Die flachen nadelförmigen FeOOH-Partikel wurden erhalten durch Zugabe einer wässrigen Lösung, die NaOH in einem Äquivalenzwert von 1,6 mit Bezug auf das Fe³⁺-Ion enthält, zu einer wässrigen Lösung eines Eisensalzes (einer wässrigen Lösung aus Eisensulfat) um eine Ausscheidung zu erhalten, und dann durch Ausführung einer Reifung für eine Zeitdauer von 16 Stunden, während die Suspension, die die Ausscheidung enthält, auf einer Temperatur von 45° C gehalten wird. Während der Reifung wurde ein Kobalt-(I)-Salz (Kobalt-(I)-Sulfat) in die Suspension zugegeben, um Co in die Partikel einzubringen.
Getrennt davon wurde eine Lösung vorbereitet durch Auflösung von 9,8g Aluminiumsulfat [Al₂(SO₄)₃] in 5 Litern reinen Wassers und der pH-Wert davon wurde auf 12,5 eingestellt, und zwar durch Verwendung einer wässrigen Lösung, die NaOH in einer Konzentration von 10 % enthält.
Zu der so erhaltenen Lösung wurden 50g des zuvor erwähnten Pulvers hinzugegeben, welches aus Co enthaltenden flachen nadelförmigen FeOOH-Partikeln besteht, um eine Suspension zu erhalten, und während ausreichend gerührt wird, wurde gasförmiges Kohlendioxid in die Schlämmung zur Neutralisation eingeblasen, um den pH-Wert auf 9 oder niedriger einzustellen. Durch derartige Abdeckung der Oberfläche der FeOOH-Partikel mit hydriertem Alu miniumoxid (Al₂O₃ nH₂O) wurden die daraus resultierenden Partikel, die mit hydriertem Aluminiumoxid beschichtet sind, durch Filtration getrennt, gespült und für eine Zeitdauer von 3 Stunden auf 400°C aufgeheizt, um ein Co enthaltendes Eisenoxid, beschichtet mit Al₂O₃ zu erhalten. Die so erhaltenen Partikel enthalten 4,7 Atom-Prozent Al bezüglich Fe und Co.
Die daraus resultierenden Partikel wurden dann in einem Liter wässriger Lösung suspendiert, die darin gelöst 3,56g Lanthanumnitrat [La(NO₃)₃] enthält. Nach ausreichender Anwendung eines Rührvorgangs wurde die Schlämmung in einem Trockner angeordnet, um zu gestatten, dass das darin enthaltene Wasser bei 100°C verdampft, und das daraus resultierende Produkt wurde in 5 Litern reinen Wassers suspendiert. Die Suspension wurde dann zu einem Kuchen gefiltert, der im Folgenden aufgeheizt, mit reinem Wasser von 60°C gespült und getrocknet wurde.
Die Eisenoxidpartikel, die Al, La und Co enthalten, die so erzeugt wurden, wurden durch Aufheizung auf 450°C für eine Dauer von 10 Stunden in einem Drehofen reduziert, während dort hinein ein Fluss aus H₂-Gas eingeleitet wurde. Nach der Vollendung der Reduktion wurde ein Fluss von N₂-Gas eingeleitet, um den Ofen auf Raumtemperatur zu kühlen, und eine allmähliche Oxidationsbehandlung wurde auf das daraus resultierende Produkt angewandt, und zwar durch Einleitung von N₂-Gas, welches ein Prozent O₂ enthält. Somit wurde ein magnetisches Metallpulver erhalten, welches Al, La und Co enthält. Weiterhin wurde ein sequentieller Betrieb unter einer N₂-Gasatmosphäre als eine Nachbehandlung für das daraus resultierende Produkt ausgeführt, wobei der Prozess aufweist, das Pulver in reinem Wasser zu suspendieren, welches gasförmiges Kohlendioxid enthält, weiterhin die Suspension zu filtern, das Pulver zu spülen und es zu trocknen.
In den Tabellen 1 und 2 werden die analytischen Werte, die Pulvercharakteristiken und die magnetischen Eigenschaften der so erhaltenen magnetischen Metallpulver dargestellt.
Weiterhin wurde ein Band unter Verwendung des magnetischen Metallpulvers oben für die Magnetschicht in der folgenden Weise vorbereitet, und die Bandcharakteristiken, die elektromagnetischen Umwandlungscharakteristiken genauso wie die Oberflächenrauhigkeit davon, wurden ermittelt. Die Ergebnisse werden in den Tabellen 1 und 2 dargestellt.
[Verfahren zur Herstellung des Bandes]

(1) Eine Farbe zur Anwendung in der unteren Schicht mit der folgenden Zusammensetzung wurde vorbereitet, um die untere Schicht zu bilden.

Eisen-Oxihydroxid

100 Gewichtsanteile

(Im Beispiel 1 hat dies eine Hauptachsenlänge von 0,15 μm und gibt Wasser von 1,0 Gewichtsprozent bei 100°C ab)

Polyurethan-Harz	20 Gewichtsanteile
Methyl-Ethyl-Keton	165 Gewichtsanteile
Cyclohexenon	65 Gewichtsanteile
Toluen	165 Gewichtsanteile
Stearinsäure	1 Gewichtsanteil
Acetyl-Aceton	1 Gewichtsanteil

Eine Farbe bzw. ein Lack wurde hergestellt durch Dispersion der Komponenten oben in einer Zentrifugalkugelmühle für eine Dauer von einer Stunde, und der daraus resultierende Lack wurde auf einen Basisfilm aufgebracht, der aus Polyethylen-Terephthalat hergestellt ist, und zwar durch Anwendung eines Applikators, um dadurch eine untere Schicht mit einer letztendlichen Dicke von 3 μm zu erhalten.

(2) Ein Lack zur Anwendung in der oberen Schicht mit der Zusammensetzung unten wurde vorbereitet, um eine obere Schicht zu bilden.

magnetisches Metallpulver wie oben	100 Gewichtsanteile
Polyurethan-Harz	30 Gewichtsanteile
Methyl-Ethyl-Keton	190 Gewichtsanteile
Cyclohexenon	80 Gewichtsanteile
Toluen	110 Gewichtsanteile
Buthyl-Stearat	1 Gewichtsanteil
Acetyl-Aceton	1 Gewichtsanteil
α-Aluminiumoxid	3 Gewichtsanteile
schwarzer Kohlenstoff	2 Gewichtsanteile

Ein Lack für die obere Schicht wurde hergestellt durch Dispersion der Komponenten oben in einer Zentrifugalkugelmühle für eine Dauer von einer Stunde, und der daraus resultierende Lack wurde auf die untere Schicht oben durch Anwendung eines Applikators aufgebracht. Das daraus resultierende blattartige Teil wurde weiter einer Kalanderbehandlung unterworfen, und wurde auf eine Breite von 8mm zugeschnitten, um ein Magnetband mit einer oberen Schicht zu erhalten, die mit einer Dicke von 0,5 bis 0,6 μm ausgeformt ist.
[Bewertung]
Die Pulvercharakteristiken, die magnetischen Eigenschaften, auch die Bandcharakteristiken, die elektromagnetischen Umwandlungscharakteristiken und die Oberflächenrauhigkeit wurden in der folgenden Weise bewertet.
Die mittlere Hauptachsenlänge, die mittlere Nebenachsenlänge und das Achsenverhältnis wurden durch den mittleren Wert von 100 Partikeln ausgedrückt, die in einer Elektronenmikroskopaufnahme mit einer Vergrößerung von 174000 mal beobachtet wurden.
Das Querschnittsverhältnis in der Nebenachsenrichtung wurde gemäß dem Kippvakuumverdampfungsverfahren, das in 8 erklärt wird, bei der Aufnahme der Elektronenmikroskopaufnahmen gemessen.
Die Kristallgröße (in der Tabelle als "D_x" bezeichnet) wurde bestimmt durch Bestimmung der halben Bandbreite einer Spitze entsprechend der (110)-Kristallebene in einem Röntgendiffraktionsprofil und unter Verwendung eines Röntgendiffraktometers, und dann durch Berechnung des Kristalldurchmessers durch Einsetzen der Scherrer-Gleichung.
Die spezielle Oberfläche (als "BET" in der Tabelle bezeichnet) wurde gemäß dem BET-Verfahren bestimmt, und die Menge der absorbierten Stearinsäure wurde zuerst bestimmt durch Dispersion der Pulverprobe in einer MEK-Lösung, die 2% Stearinsäure enthält, und nachdem die Pulverprobe sich in der Lösung durch einen Zentrifugalseparator absetzen konnte, wurde die Konzentration der supernatanten Flüssigkeit bestimmt, um die absorbierte Menge pro spezifischer Oberfläche zu berechnen.
Der pH-Wert des Pulvers wurde gemäß dem Verfahren bestimmt, welches in JIS K5101 beschrieben wird. Das wahre spezifische Gewicht wurde gemäß dem Eintauchverfahren unter Verwendung von Toluen als Lösungsmittel gemessen. In ähnlicher Weise wurde die Klopfdichte gemäß JIS K5101 bestimmt. Der Wassergehalt des Pulvers wurde durch die Gewichtsveränderung bei 100°C gemäß dem Verfahren nach Karl Fischer bestimmt. Der Äquipotentialpunkt wurde bestimmt durch Messung des ζ-Potentials gemäß mikroskopischer Elektrophorese. Was die in der Tabelle gezeigten magnetischen Eigenschaften betrifft, stellt Hc die Koerzitivkraft (Oe) dar, σ_s stellt die Sättigungsmagnetisierung (emu/g) des magnetischen Pulvers dar, σ_r stellt die residuelle Flussdichte (emu/g) des magnetischen Pulvers dar, σ_r/σ_s stellt das Rechtsecksverhältnis der Hystereschleife dar, Δσ_s (%) stellt den Abfall der Sättigungsmagnetisierung (σ_s) dar, nachdem man es für eine Woche bei 60°C bei einer relativen Feuchtigkeit von 90% stehen lassen hat, und σ_s/D_x stellt das Verhältnis der Sättigungsmagnetisierung (σ_s) zur Röntgenkristallgröße (D_x) dar. Je höher dieses Verhältnis ist, desto besser sind die Formhaltigkeit und die magnetischen Eigenschaften.
Was weiterhin die Bandcharakteristiken betrifft, stellt Br die residuelle Flussdichte (Gauss, 1 Gauss = 100 μt) des Bandes dar, Bm stellt die Sättigungsflussdichte (Gauss) des Bandes dar, und Br/Bm ist das Rechtecksverhältnis. ΔBm (%) stellt den Abfall von Bm dar, nachdem man das Band für eine Woche bei 60°C unter einer relativen Feuchtigkeit (RH = relative humidity) von 90% stehen lässt. Die Ausgabe und das C/N-Verhältnis der elektromagnetischen Umwandlungscharakteristiken wurden unter Verwendung eines Hi8- Kassettendecks gemessen. Die Oberflächenrauhigkeit wurde bewertet durch Messung der Rauhigkeit Ra der Oberfläche des Bandes unter Verwendung eines dreidimensionalen Feinprofilmessgerätes (Modell ET-30HK), hergestellt von Kosaka Laboratory Co., Ltd..
[Beispiel 2]
Das gleiche Verfahren, wie in Beispiel 1 beschrieben, wurde bei der Vorbereitung der FeOOH-Partikel verfolgt, außer dass die Partikel 20 Atom-Prozent CO im Verhältnis zu Fe enthielten, und dass sie eine mittlere Hauptachsenlänge von 0,15 μm hatten, ein durchschnittliches Achsenverhältnis von 5 und ein Querschnittsverhältnis in der Nebenachsenrichtung von 1,5. Die chemischen Analysedaten, die Pulvercharakteristiken und die Magneteigenschaften des so erhaltenen magnetischen Metallpulvers, genauso wie die Bandeigenschaften, die elektromagnetischen Umwandlungscharakteristiken und die Oberflächenrauhigkeit sind in den Tabellen 1 bis 2 gezeigt.
[Beispiel 3]
Das gleiche Verfahren, wie in Beispiel 1 beschrieben, wurde bei der Vorbereitung der FeOOH-Partikel verfolgt, außer dass die Partikel 30 Atom-Prozent Co im Verhältnis zu Fe enthielten, und dass sie eine mittlere Hauptachsenlänge von 0,14 μm hatten, weiter ein durchschnittliches Achsenverhältnis von 7 und ein Querschnittsverhältnis in der Nebenachsenrichtung von 1,6. Die chemischen Analysedaten, die Pulvercharakteristiken und die magnetischen Eigenschaften des so erhaltenen magnetischen Metallpulvers, genauso wie die Bandcharakteristiken, die elektromagnetischen Umwandlungscharakteristiken und die Oberflächenrauhigkeit sind in den Tabellen 1 bis 2 gezeigt.
[Beispiel 4]
Das gleiche Verfahren, wie in Beispiel 1 beschrieben, wurde bei der Vorbereitung der FeOOH-Partikel verfolgt, außer dass die Partikel 40 Atom-Prozent Co im Verhältnis zu Fe enthielten, und dass sie eine mittlere Hauptachsenlänge von 0,18 μm, ein durchschnittliches axiales Verhältnis von 7 und ein Querschnittsverhältnis in der Nebenachsenrichtung von 1,1 hatten. Weiterhin wurde eine wässrige Lösung, die darin gelöst 3,58g Cernitrat enthielt anstelle von Lanthannitrat verwendet. Die anderen Verfahren waren die gleichen, wie jene, die im Beispiel 1 beschrieben wurden. Die chemischen Analysedaten, die Pulvercharakteristiken und die magnetischen Eigenschaften des so erhaltenen magnetischen Metallpulvers genauso wie die Bandcharakteristiken, die elektromagnetischen Umwandlungscharakteristiken und die Oberflächenrauhigkeit sind in den Tabellen 1 bis 2 gezeigt.
[Beispiel 5]
Das gleiche Verfahren, wie in Beispiel 1 beschrieben, wurde bei der Vorbereitung der FeOOH-Partikel verfolgt, außer dass die Partikel 50 Atom-Prozent Co im Verhältnis zu Fe enthielten, und dass sie eine mittlere Hauptachsenlänge von 0,13 μm hatten, weiter ein durchschnittliches Achsenverhältnis von 7 und ein Querschnittsverhältnis in der Nebenachsenrichtung von 1,6. Weiterhin wurde eine wässrige Lösung, die darin gelöst 4,8g Yttriumnitrat enthielt, anstelle des Lanthannitrates verwendet. Die anderen Verfahren waren die gleichen, wie jene, die im Beispiel 1 beschrieben wurden. Die chemischen Analysedaten, die Pulvercharakteristiken und die magnetischen Eigenschaften des so erhaltenen magnetischen Metallpulvers genauso wie die Bandcharakteristiken, die elektromagnetischen Umwandlungscharakteristiken und die Oberflächenrauhigkeit, sind in den Tabellen 1 bis 2 gezeigt.
[Beispiel 6]
Das gleiche Verfahren, wie im Beispiel 3 beschrieben, wurde verfolgt, außer dass man die Aufheizungsreduktion in fließendem H₂-Gas bei 350°C und für eine Zeitdauer von 30 Stunden ausführt, anstatt die Reduktion bei 450°C und für 10 Stunden auszuführen. Die chemischen Analysedaten, Pulvercharakteristiken und magnetischen Eigenschaften des so erhaltenen magnetischen Metallpulvers genauso wie die Bandcharakteristiken, die elektromagnetischen Umwandlungscharakteristiken und die Oberflächenrauhigkeit sind in den Tabellen 1 bis 2 gezeigt.
[Beispiel 7]
Das gleiche Verfahren, wie im Beispiel 5 beschrieben, wurde verfolgt, außer, dass die Aufheizungsreduktion in fließendem H₂-Gas bei 350°C und für eine Zeitdauer von 30 Stunden ausgeführt wurde, anstatt die Reduktion bei 450°C und für 10 Stunden auszuführen. Die chemischen Analysedaten, die Pulvercharakteristiken und die magnetischen Eigenschaften des so erhaltenen magnetischen Metallpulvers genauso wie die Bandcharakteristiken, die elektromagnetischen Umwandlungscharakteristiken und die Oberflächenrauhigkeit, sind in den Tabellen 1 bis 2 gezeigt.
[Beispiel 8]
Das gleiche Verfahren, wie im Beispiel 7 beschrieben, wurde bei der Vorbereitung der FeOOH-Partikel verfolgt, außer dass die Partikel 30 Atom-Prozent Co im Verhältnis zu Fe enthielten, und dass sie eine mittlere Hauptachsenlänge von 0,19 μm, ein durchschnittliches Achsenverhältnis von 8 und ein Querschnittsverhältnis in der Nebenachsenrichtung von 1,6 hatten. Die chemischen Analysedaten, die Pulvercharakteristiken und die magnetischen Eigenschaften des so erhaltenen magnetischen Metallpulvers, genauso wie die Bandcharakteristiken, die elektromagnetischen Umwandlungscharakteristiken und die Oberflächenrauhigkeit, sind in den Tabellen 1 bis 2 gezeigt.
[Beispiel 9]
Das gleiche Verfahren, wie im Beispiel 8 beschrieben, wurde bei der Vorbereitung der FeOOH-Partikel verfolgt, außer dass die Menge des Aluminiumnitrates [Al₂(SO₄)₃] die in 5 Litern reinen Wassers gelöst wurde, auf 7,85g verändert wurde, und dass eine wässrige Lösung, die 3,6g Cernitrat darin gelöst enthielt, anstelle des Yttriumnitrates verwendet wurde. Die chemischen Analysedaten, die Pulvercharakteristiken und die magnetischen Eigenschaften des so erhaltenen magnetischen Metallpulvers, genauso wie die Bandcharakteristiken, die elektromagnetischen Umwandlungscharakteristiken und die Oberflächenrauhigkeit sind in den Tabellen 1 bis 2 gezeigt.
[Beispiel 10]
Das gleiche Verfahren, welches im Beispiel 9 beschrieben wurde, wurde bei der Vorbereitung der FeOOH-Partikel verfolgt, außer dass die Partikel 35 Atom-Prozent Co im Verhältnis zu Fe enthielten, und dass sie eine mittlere Hauptachsenlänge von 0,11 μm hatten und ein durchschnittliches axiales Verhältnis von 10 und ein Querschnittsverhältnis in der Nebenachsenrichtung von 2,1. Weiterhin wurde die Menge des Aluminiumnitrates [Al₂(SO₄)₃], die in 5 Litern reinen Wassers gelöst war, auf 6,0g verändert. Die anderen Verfahren waren die gleichen wie jene, die in Beispiel 9 beschrieben wurden. Die chemischen Analysedaten, die Pulvercharakteristiken und die magnetischen Eigenschaften des so erhaltenen magnetischen Metallpulvers genauso wie die Bandcharakteristiken, die elektromagnetischen Umwandlungscharakteristiken und die Oberflächenrauhigkeit sind in den Tabellen 1 bis 2 gezeigt.
[Beispiel 11]
Das gleiche Verfahren, wie im Beispiel 1 beschrieben, wurde bei der Vorbereitung der FeOOH-Partikel verfolgt, außer dass die Partikel 30 Atom-Prozent Co im Verhältnis zu Fe enthielten, und dass sie eine mittlere Hauptachsenlänge von 0,13 μm hatten, weiter ein durchschnittliches Achsenverhältnis von 8 und ein Querschnittsverhältnis in der Nebenachsenrichtung von 2,5. Weiterhin wurde die Menge des Aluminiumnitrates [Al₂(SO₄)₃], die in 5 Litern reinen Wassers gelöst wurde, auf 6,0g verändert, die so erhaltenen FeOOH-Partikel wurden in einer wässrigen Lösung suspendiert, deren pH-Wert auf 12,5 eingestellt wurde, und zwar durch Verwendung einer wässrigen Lösung, die Na-OH in einer Konzentration von 10% enthielt, und eine wässrige Lösung, in der 4,7g Yttriumnitrat [Y₂(NO₃)₃] anstelle einer wässrigen Lösung aus Lanthannitrat verwendet wurde. Dann wurde eine schnelle Abkühlung bei dem daraus resultierenden Pulver nach einer Aufheizung zur Reduktion in einem Drehofen bei 350°C für eine Dauer von 30 Stunden ausgeführt, während ein H₂-Gasfluss eingeleitet wurde. Die anderen Verfahren waren die gleichen wie jene, die im Beispiel 1 beschrieben wurden. Die chemischen Analysedaten, die Pulvercharakteristiken und die magnetischen Eigenschaften des so erhaltenen magnetischen Metallpulvers genauso wie die Bandcharakteristiken, die elektromagnetischen Umwandlungscharakteristiken und die Oberflächenrauhigkeit, sind in den Tabellen 1 bis 2 gezeigt.
[Beispiel 12]
Das gleiche Verfahren, welches in Beispiel 11 beschrieben wurde, wurde wiederholt, außer dass die Menge des Yttriumnitrates von 4,7g auf 6,2g verändert wurde. Die chemischen Analysedaten, die Pulvercharakteristiken und die magnetischen Eigenschaften des so erhaltenen magnetischen Metallpulvers genauso wie die Bandcharakteristiken, die elektromagnetischen Umwandlungscharakteristiken und die Oberflächenrauhigkeit sind in den Tabellen 1 bis 2 gezeigt.
[Beispiel 13]
Das gleiche Verfahren, wie es im Beispiel 11 beschrieben wird, wurde wiederholt, außer dass die 4,7g Yttriumnitrat für 4,5g Neodymnitrat ausgetauscht wurden. Die chemischen Analysedaten, die Pulvercharakteristiken und die magnetischen Eigenschaften des so erhaltenen magnetischen Metallpulvers genauso wie die Bandcharakteristiken, die elektromagnetischen Umwandlungscharakteristiken und die Oberflächenrauhigkeit, sind in den Tabellen 1 bis 2 gezeigt.
[Beispiel 14]
Das gleiche Verfahren, wie oben im Beispiel 11 beschrieben, wurde bei der Vorbereitung der FeOOH-Partikel verfolgt, außer dass die Partikel 30 Atom-Prozent Co im Verhältnis zu Fe enthielten, und dass sie eine mittlere Hauptachsenlänge von 0,16 μm hatten, ein durchschnittliches Achsenverhältnis von 8 und ein Querschnittsverhältnis in der Nebenachsenrichtung von 2,1. Die chemischen Analysedaten, die Pulvercharakteristiken und die magnetischen Eigenschaften des so erhaltenen magnetischen Metallpulvers genauso wie die Bandcharakteristiken, die elektromagnetischen Umwandlungscharakteristiken und die Oberflächenrauhigkeit, sind in den Tabellen 1 bis 2 gezeigt.
[Beispiel 15]
Das gleiche Verfahren, wie in Beispiel 11 beschrieben, wurde bei der Vorbereitung der FeOOH-Partikel verfolgt, außer dass die Partikel 40 Atom-Prozent Co im Verhältnis zu Fe enthielten, und dass sie eine mittlere Hauptachsenlänge von 0,11 μm hatten, weiter ein durchschnittliches Achsenverhältnis von 10 und ein Querschnittsverhältnis in der Nebenachsenrichtung von 2,7. Die chemischen Analysedaten, die Pulvercharakteristiken und die magnetischen Eigenschaften des so erhaltenen magnetischen Metallpulvers genauso wie die Bandeigenschaften, die elektromagnetischen Umwandlungscharakteristiken und die Oberflächenrauhigkeit, sind in den Tabellen 1 bis 2 gezeigt.
[Beispiel 16]
Das gleiche Verfahren, wie es in Beispiel 11 beschrieben wurde, wurde bei der Vorbereitung der FeOOH-Partikel verfolgt, außer dass die Partikel 40 Atom-Prozent Co im Verhältnis zu Eisen enthielten, und dass sie eine mittlere Hauptachsenlänge von 0,18 μm hatten, weiter ein durchschnittliches Achsenverhältnis von 8 und ein Querschnittsverhältnis in der Nebenachsenrichtung von 1,7. Weiterhin wurde das gleiche Verfahren wiederholt, wie im Beispiel 11 beschrieben, außer dass die Menge an Yttriumnitrat von 4,7g auf 2,45g verändert wurde. Die chemischen Analysedaten, die Pulvercharakteristiken und die magnetischen Eigenschaften des so erhaltenen magnetischen Metallpul vers genauso wie die Bandcharakteristiken, die elektromagnetischen Umwandlungscharakteristiken und die Oberflächenrauhigkeit sind in den Tabellen 1 bis 2 gezeigt.
[Beispiel 17]
Das gleiche Verfahren, wie in Beispiel 11 beschrieben wurde, wurde bei der Vorbereitung der FeOOH-Partikel verfolgt, außer dass die Partikel 35 Atom-Prozent Co im Verhältnis zu Fe enthielten, und dass sie eine mittlere Hauptachsenlänge von 0,16 μm hatten, weiter ein durchschnittliches Achsenverhältnis von 8 und ein Querschnittsverhältnis in der Nebenachsenrichtung von 2,4. Die chemischen Analysedaten, die Pulvercharakteristiken und die magnetischen Eigenschaften des so erhaltenen magnetischen Metallpulvers genauso wie die Bandcharakteristiken, die elektromagnetischen Umwandlungscharakteristiken und die Oberflächenrauhigkeit, sind in den Tabellen 1 bis 2 gezeigt.
[Beispiel 18]
Das gleiche Verfahren, wie es in Beispiel 11 beschrieben wurde, wurde bei der Vorbereitung der FeOOH-Partikel verfolgt, außer dass die Partikel eine mittlere Hauptachsenlänge von 0,08 μm hatten, weiter ein durchschnittliches Achsenverhältnis von 8 und ein Querschnittsverhältnis in der Nebenachsenrichtung von 1,5. Weiterhin wurde das gleiche Verfahren wiederholt, wie im Beispiel 11 beschrieben, außer dass die Menge an Yttriumnitrat von 4,7g auf 6,5g verändert wurde. Die chemischen Analysedaten, die Pulvercharakteristiken und die magnetischen Eigenschaften des so erhaltenen magnetischen Metallpulvers genauso wie die Bandcharakteristiken, die elektromagnetischen Umwandlungscharakteristiken und die Oberflächenrauhigkeit sind in den Tabellen 1 bis 2 gezeigt.
[Beispiel 19]
Das gleiche Verfahren, wie im Beispiel 13 beschrieben wurde, wurde bei der Vorbereitung der FeOOH-Partikel verfolgt, außer dass die Partikel eine mittlere Hauptachsenlänge von 0,19 μm hatten, weiter ein durchschnittliches Achsenverhältnis von 8 und ein Querschnittsverhältnis in der Nebenachsenrichtung von 2,0. Weiterhin wurde das gleiche Verfahren wiederholt, wie in Beispiel 13 beschrieben, außer der Ausführung der allmählichen Oxidationsbehandlung für eine Dauer von 2 Stunden, während gasförmiges N₂ eingeleitet wurde, welches 0,2 % O₂ enthält, und zwar anstelle des gasförmigen N₂, welches 1 % O₂ enthält. Die chemischen Analysedaten, die Pulvercharakteristiken und die magnetischen Eigenschaften des so erhaltenen magnetischen Metallpulvers genauso wie die Bandcharakteristiken, die elektromagnetischen Umwandlungscharakteristiken und die Oberflächenrauhigkeit, sind in den Tabellen 1 bis 2 gezeigt.
[Beispiel 20]
Das gleiche Verfahren, wie in Beispiel 14 beschrieben, wurde wiederholt, außer dass die allmähliche Oxidationsbehandlung für eine Dauer von 2 Stunden ausgeführt wurde, während N₂-Gas eingeleitet wurde, welches 0,2 % O₂ enthält, und zwar anstelle des N₂-Gases, welches 1 % O₂ enthält. Die chemischen Analysedaten, die Pulvercharakteristiken und die magnetischen Eigenschaften des so erhaltenen magnetischen Metallpulvers genauso wie die Bandcharakteristiken, die elektromagnetischen Umwandlungscharakteristiken und die Oberflächenrauhigkeit sind in den Tabellen 1 bis 2 gezeigt.
[Vergleichsbeispiel 1]
Das gleiche Verfahren, wie in Beispiel 1 beschrieben, wurde bei der Vorbereitung der FeOOH-Partikel verfolgt, außer dass die Partikel vollständig frei von Co waren, und sie eine mittlere Hauptachsenlänge von 0,12 μm hatten, weiter ein durchschnittliches Achsenverhältnis von 5 und ein Querschnittsverhältnis in der Nebenachsenrichtung von 1,2. Die chemischen Analysedaten, die Pulvercharakteristiken und die magnetischen Eigenschaften des so erhaltenen magnetischen Pulvers genauso wie die Bandcharakteristiken, die elektromagnetischen Umwandlungscharakteristiken und die Oberflächenrauhigkeit sind in den Tabellen 1 bis 2 gezeigt.
[Vergleichsbeispiel 2]
Das gleiche Verfahren, wie im Beispiel 1 beschrieben, wurde verfolgt, außer dass die Partikel nicht mit La beschichtet wurden, indem der Verarbeitungsschritt der Suspension der Partikel in einer wässrigen Lösung aus Lanthannitrat weggelassen wurde. Die chemischen Analysedaten, die Pulvercharakteristiken und die magnetischen Eigenschaften des so erhaltenen magnetischen Metallpulvers genauso wie die Bandcharakteristiken, die elektromagnetischen Umwandlungscharakteristiken und die Oberflächenrauhigkeit sind in den Tabellen 1 bis 2 gezeigt.
[Vergleichsbeispiel 3]
Das gleiche Verfahren, wie im Beispiel 1 beschrieben, wurde bei der Vorbereitung der FeOOH-Partikel verfolgt, außer dass die Partikel 50 Atom-Prozent Co im Verhältnis zu Fe enthielten, und dass sie eine mittlere Hauptachsenlänge von 0,012 μm hatten, und ein durchschnittliches Achsenverhältnis von 5, und ein Querschnittsverhältnis in der Nebenachsenrichtung von 1,2, weiter dass keine Beschichtung der Partikel mit La ausgeführt wurde, und zwar durch Weglassen des Verarbeitungsschrittes der Suspension der Partikel in einer wässrigen Lösung aus Lanthannitrat, weiter dass die allmähliche Oxidationsbehandlung für eine Dauer von einer Stunde ausgeführt wurde, während N₂-Gas, welches 0,03 % O₂ enthielt, anstelle des N₂-Gases verwendet wurde, welches 1 % O₂ enthielt, und dass der Schritt des Spülens nach dem Schritt der allmählichen Oxidationsbehandlung weggelassen wurde. Die chemischen Analysedaten, die Pulvercharakteristiken und die magnetischen Eigenschaften des so erhaltenen magnetischen Metallpulvers genauso wie die Bandcharakteristiken, die elektromagnetischen Umwandlungscharakteristiken und die Oberflächenrauhigkeit sind in den Tabellen 1 bis 2 gezeigt.
[Vergleichsbeispiel 4]
Das gleiche Verfahren, wie es in Beispiel 1 beschrieben wurde, wurde verfolgt, außer dass ellipsoidförmige FeOOH-Partikel vorbereitet wurden, die 10 Atom-Prozent Co im Verhältnis zu Fe enthalten, und die eine mittlere Hauptachsenlänge von 0,13 μm und ein Achsenverhältnis von 4 haben. Die ellipsoidförmigen FeOOH-Partikel, die so erhalten wurden, ergaben ein Querschnittsverhältnis in der Nebenachsenrichtung von 1 (kreisförmig) und wurden vorbereitet durch Zugabe von 20 Litern einer wässrigen Lösung aus Eisensulfat, die 20 mol Fe²⁺ enthielt, mit 47°C zu einer gemischten Lösung, die 20 Liter einer wässrigen Lösung aufweist, die 25 mol NaCO₃ enthält, und 10 Liter einer wässrigen Lösung, die 15 mol NaOH enthält, und zwar gefolgt durch eine Zugabe einer wässrigen Lösung, die CoSO₄ mit einem Co-Äquivalenzwert von 10 mol% enthält, und dann durch Einleiten von Luft in die daraus resultierende Suspension mit einer Rate von 90 Litern pro Minute für eine Dauer von 300 Minuten bei einer Temperatur von 47°C. Tabelle 1

(1) 1 Å = 0,1 nm

Tabelle 2
Aus den Ergebnissen, die in den Tabellen 1 bis 2 oben gezeigt wurden, wird klar, dass das ferromagnetische Pulver, welches aus flachen nadelförmigen feinen Partikeln gemäß der vorliegenden Erfindung besteht, eine vorzuziehende Nadelform beibehält und eine hohe Sättigungsmagnetisierung und Koerzitivkraft zeigt. Wenn es mit einem herkömmlichen Pulver verglichen wird, ermöglicht es entsprechend eine magnetische Schicht eines magnetischen Aufzeichnungsmediums mit hervorragenden Eigenschaften, die für eine Aufzeichnung mit hoher Dichte geeignet ist.
Wie im Detail oben erklärt wird, sieht die vorliegende Erfindung ein ferromagnetisches Pulver vor, welches aus feinen Partikeln besteht, die eine flache nadelförmige Figur beibehalten, wodurch eine hohe Sättigungsmagnetisierung und eine hohe Koerzitivkraft möglich sind. Somit kann durch Verwendung des ferromagnetischen Pulvers ein magnetisches Beschichtungsaufzeichnungsmedium erhalten werden, welches für eine Aufzeichnung mit hoher Dichte geeignet ist.

Claims

Ferromagnetisches Pulver, welches Eisen als Hauptkomponente enthält und mehr als 5 bis 50 Atom-Prozent Co, 0,1 bis 30 Atom-Prozent Al, 0,1 bis 10 Atom-Prozent eines Seltene-Erden-Elementes einschließlich Y, 0,05 Gewichtsprozent oder weniger eines Elementes, welches zur Gruppe 1a des Periodensystems gehört und 0,1 Gewichtsprozent oder weniger (einschließlich 0 Gewichtsprozent) eines Elementes enthält, welches zur Gruppe 2a des Periodensystems gehört, wobei das Pulver flache nadelförmige Partikel mit einer mittleren Hauptachsenlänge von 0,01 bis 0,40 μm und einem Kristalldurchmesser (D_x) bestimmt durch Röntgendiffraktion von 5 bis 25 nm (50 bis 250Å) aufweist, vorausgesetzt, dass der Querschnittsdurchmesser in der Nebenachsenrichtung (S) im Schnitt senkrecht zur Hauptachsenrichtung (L) eine größere Breite (W_L) und eine kleinere Breite (W_S) aufweist, und dass ein Querschnittsverhältnis in der Nebenachsenrichtung, welches ein Verhältnis einer größeren Breite zur kleineren Breite (W_L/W_S) gleichförmig in der Hauptachsenrichtung größer als 1 ist, und wobei das Pulver ein σ_s/D_x-Verhältnis von 0,7·emu·g^–1Å^–1 oder größer hat, wobei σ_s die Sättigungsmagnetisierung darstellt, und wobei D_x die Kristallgröße darstellt, die durch Röntgendiffraktion bestimmt wird.
Ferromagnetisches Pulver nach Anspruch 1, wobei das Querschnittsverhältnis in der Nebenachsenrichtung 1,5 oder größer ist.
Ferromagnetisches Pulver nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Menge von H₂O, die bei 100°C abgegeben wird, 2 Gewichtsprozent oder geringer ist, und wobei die Menge von H₂O, die bei 300°C abgegeben wird, 4 Gewichtsprozent oder geringer ist.
Ferromagnetisches Pulver nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die wahre Dichte 5,55 g/cm³ oder größer ist, und wobei die spezifische O berfläche, wie sie durch das BET-Verfahren bestimmt wird, in einem Bereich von 30 bis 70 m²/g ist.
Ferromagnetisches Pulver nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Pulver eine Sättigungsmagnetisierung (σ_s) in einem Bereich von 100 bis 200 emu/g und einer Koerzitivkraft in einem Bereich von 95,5 bis 238,7 kA/m (1200 bis 3000 Oe) erreicht.
Ferromagnetisches Pulver nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Verringerung der Sättigungsmagnetisierung (σ_s), wenn sie unter einer Atmosphäre mit einer relativen Feuchtigkeit von 90 % bei 60° C für eine Woche bleibt, 15 % oder geringer ist.