JP2000106307A - 鉄を主成分とする針状合金磁性粒子粉末 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鉄を主成分とする針状合金磁性粒子粉末の微
粒子化や粒子表面の状態にできるだけ影響されることな
く、ビヒクル中での分散性が優れているとともに塗膜中
での配向性及び充填性が向上した鉄を主成分とする針状
合金磁性粒子粉末を得る。 【解決手段】 ＪＩＳ Ｋ ５１０１のｐＨ値の測定方
法に記載されているＡ法処理及びＢ法処理の各処理をし
て得られる水性懸濁液のそれぞれをＪＩＳ Ｚ８８０２
に記載のｐＨ測定方法により測定した各ｐＨ値が（Ａ法
処理して得られる濾液のｐＨ値）−（Ｂ法処理して得ら
れる濾液のｐＨ値）＜０の関係を満たすことを特徴とす
る平均長軸径０．０５〜０．２μｍの鉄を主成分とする
針状合金磁性粒子粉末。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビヒクル、殊に−ＳＯ
₃Ｍ（但し、ＭはＨ、Ｎａ、Ｋである。）、−ＣＯＯＨ
等の極性基を有する結合剤樹脂を含むビヒクル中での分
散性が優れているとともに、塗膜中での配向性及び充填
性が向上した鉄を主成分とする針状合金磁性粒子粉末を
提供することを目的とするものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ビデオ用、オーディオ用磁気記録
再生用機器の長時間記録化、小型軽量化が激化してきて
おり、特に昨今におけるＶＴＲ（ビデオ・テープ・レコ
ーダー）の普及は目覚しく、長時間記録化並びに小型軽
量化を目指したＶＴＲの開発が盛んに行われている。

【０００３】一方、磁気記録媒体である磁気テープに対
する高性能化、高密度記録化の要求が益々高まってきて
いる。即ち、磁気記録媒体の高画像画質、高出力特性、
殊に周波数特性の向上が要求され、その為には、殊にＳ
／Ｎ比の向上が強く要求されている。

【０００４】磁気記録媒体のこれらの諸特性は磁気記録
媒体に使用される磁性粒子粉末と密接な関係が有り、近
年においては、ディジタルオーディオテープ（ＤＡ
Ｔ）、８ｍｍビデオテープ、Ｈｉ−８テープ並びにビデ
オフロッピー等の磁気記録媒体に使用される磁性粒子粉
末として従来の酸化鉄磁性粒子粉末に比較して高い保磁
力と大きな飽和磁化を有する鉄を主成分とする針状合金
磁性粒子粉末が主流となっている。

【０００５】磁気記録分野における諸特性の向上はとど
まることがなく、殊に、前記Ｓ／Ｎ比等磁気記録媒体の
諸特性の向上に大きく影響する鉄を主成分とする針状合
金磁性粒子粉末についても更なる特性改善が強く要求さ
れている。即ち、鉄を主成分とする針状合金磁性粒子粉
末のビヒクル中での分散性が優れているとともに、塗膜
中での配向性及び充填性を向上させるための改良及び鉄
を主成分とする針状合金磁性粒子粉末自体の特性改善と
が強く要求されている。

【０００６】前者の要求を満たすために、鉄を主成分と
する針状合金磁性粒子粉末の粒子表面を各種有機化合物
や無機化合物を用いて改質する方法や結合剤樹脂として
−ＳＯ₃Ｍ、−ＣＯＯＨ等の極性基を有する結合剤樹脂
を用いることが広く行われている。

【０００７】後者の要求を満たすために、鉄を主成分と
する針状合金磁性粒子粉末の微粒子化はもちろん、微粒
子化に伴って益々困難となる粒子形状の保持、軸比（長
軸径／短軸径）の向上及び磁気特性の向上のための試み
が種々行われている。このような諸特性を有する鉄を主
成分とする針状合金磁性粒子粉末を得るためには、先ず
出発原料である針状ゲータイト粒子粉末自体が微粒子で
軸比が大きく粒子サイズの分布が狭いことが必要であ
り、次いで、該針状ゲータイト粒子粉末の粒子形態をで
きる限り承継することが肝要である。針状ゲータイト粒
子の粒子形態を継承するためには、加熱還元に先立って
該針状ゲータイト粒子粉末又は、該針状ゲータイト粒子
粉末を加熱脱水して得られる針状ヘマタイト粒子粉末の
粒子表面を各種無機化合物や有機化合物で被覆すること
が行われている。

【０００８】鉄を主成分とする針状合金磁性粒子粉末の
微粒子化は、周知の通り、ビヒクル中での分散性、塗膜
中での配向性及び充填性を阻害する要因となる。また、
針状ゲータイト粒子や針状ヘマタイト粒子の粒子表面を
被覆した各種無機化合物は、必然的に加熱還元して得ら
れた鉄を主成分とする針状合金磁性粒子粉末の粒子表面
にそのまま存在し又は拡散して粒子表面の状態を変性さ
せるため、結合剤樹脂とのなじみや相溶性に大きく影響
することとなる。

【０００９】そこで、これら鉄を主成分とする針状合金
磁性粒子粉末の微粒子化や粒子表面の状態にできるだけ
影響されることなく、鉄を主成分とする針状合金磁性粒
子粉末のビヒクル中での分散性、塗膜中での配向性及び
充填性を向上させることが強く要求されている。

【００１０】従来、鉄を主成分とする針状合金磁性粒子
粉末のビヒクル中での分散性や酸化安定性等の諸特性を
向上させるために、鉄を主成分とする針状合金磁性粒子
粉末の製造工程の各種段階、即ち、加熱還元直後の粒子
表面に酸化物被膜が形成されていない段階、加熱還元後
の徐酸化中の段階及び徐酸化により粒子表面に酸化物被
膜が形成された後の段階でアンモニア等の塩基性ガスを
接触させる方法が知られている。（特開昭４９−８９８
９９号、特開昭４９−９９００４号、特開昭５１−５１
７９６号、特開昭５１−６３４９４号、特公昭５５−４
８０２号、特開昭６１−２７０３１５号、特開昭６２−
１５６２０２号、特開昭６３−８８８０６号、特開平３
−１０１１０３号、特公平５−５７３２１号、特開平６
−２９１１２号等）

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】鉄を主成分とする針状
合金磁性粒子粉末の微粒子化や粒子表面の状態にできる
だけ影響されることなく、ビヒクル中での分散性が優れ
ているとともに塗膜中での配向性及び充填性が向上した
鉄を主成分とする針状合金磁性粒子粉末は現在、最も要
求されているところではあるが、前出公知の方法は、い
ずれもこれら諸特性を十分満たすものとは言い難い。

【００１２】即ち、前出公知の方法に記載の粒子は、い
ずれも後述するｐＨの値の差が０以上であり、特に、前
出特開昭６３−８８８０６号に記載の粒子は後出比較例
７に示す通り、ｐＨ値の差が０であって、ビヒクル中で
の分散性、塗膜中での配向性及び充填性が十分とは言い
難いものであった。そこで、本発明は、鉄を主成分とす
る針状合金磁性粒子粉末の微粒子化や粒子表面の状態に
できるだけ影響されることなく、ビヒクル中での分散性
が優れているとともに塗膜中での配向性及び充填性が向
上した鉄を主成分とする針状合金磁性粒子粉末を得るこ
とを技術的課題とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記技術的課題は、次の
通り本発明方法によって達成できる。

【００１４】即ち、本発明は、ＪＩＳ Ｋ ５１０１の
ｐＨ値の測定方法に記載されているＡ法処理及びＢ法処
理の各処理をして得られる水性懸濁液の各ｐＨ値が（Ａ
法処理して得られる水性懸濁液のｐＨ値）−（Ｂ法処理
して得られる水性懸濁液のｐＨ値）＜０の関係を満たす
ことを特徴とする平均長軸径０．０５〜０．２μｍの鉄
を主成分とする針状合金磁性粒子粉末である。

【００１５】また、本発明は、鉄を主成分とする針状合
金磁性粒子粉末に対し、アンモニア性窒素量が３０〜８
００ｐｐｍの範囲であることを特徴とする前記鉄を主成
分とする針状合金磁性粒子粉末である。

【００１６】また、本発明は、鉄を主成分とする針状合
金磁性粒子粉末に対し、可溶性塩の総量が８００ｐｐｍ
以下であることを特徴とする前記いずれかの鉄を主成分
とする針状合金磁性粒子粉末である。

【００１７】また、本発明は、鉄を主成分とする針状合
金磁性粒子粉末に対し、可溶性アルカリ金属塩の量が５
００ｐｐｍ以下であることを特徴とする前記いずれかの
鉄を主成分とする針状合金磁性粒子粉末である。

【００１８】また、本発明は、鉄を主成分とする針状合
金磁性粒子粉末に対し、可溶性アルカリ土類金属塩の量
が３００ｐｐｍ以下であることを特徴とする前記いずれ
かの鉄を主成分とする針状合金磁性粒子粉末である。

【００１９】また、組成が鉄とアルミニウム、コバルト
及び希土類を含有することを特徴とする前記いずれかの
鉄を主成分とする針状合金磁性粒子粉末である。

【００２０】次に、本発明実施にあたっての諸条件につ
いて述べる。先ず、本発明に係る鉄を主成分とする針状
合金磁性粒子粉末について述べる。本発明に係る鉄を主
成分とする針状合金磁性粒子粉末は、鉄を５０〜９５重
量％、好ましくは６０〜９０重量％含有している粒子で
あり、必要により鉄以外のＡｌ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｐ，Ｓ
ｉ，Ｂ，稀土類等の元素を含有していても良い。鉄以外
のこれら元素の含有量は、通常５０重量％未満、好まし
くは５〜５０重量％、より好ましくは１０〜４０重量％
である。微粒子化に伴う粒子形状の保持、大きな軸比
（長軸径／短軸径）及び高い磁気特性を考慮すると、鉄
とアルミニウム、コバルト及び稀土類とを含有すること
が好ましい。

【００２１】Ａｌは、鉄を主成分とする合金磁性粒子粉
末の金属元素の総量に対し０．１〜３０ｍｏｌ％が好ま
しい。０．１ｍｏｌ％未満の場合は出発原料の加熱還元
時における焼結防止効果が十分でなく、出発原料の粒子
形状の承継が困難となるため得られる鉄を主成分とする
合金磁性粒子粉末は粒子形状が崩れ、適切な軸比が得ら
れ難くなる。３０ｍｏｌ％を越える場合には、還元の進
行を妨げるだけでなく、磁性に関与しない成分が増加す
るため大きな飽和磁化（σs）を有する鉄を主成分とす
る合金磁性粒子粉末を得ることが困難となる。

【００２２】Ｃｏは、飽和磁化の向上、酸化安定性の向
上及び保磁力分布（ＳＦＤ）等の特性向上のために好適
な元素であり、鉄を主成分とする合金磁性粒子粉末の金
属元素の総量に対し０．５〜３５ｍｏｌ％が好ましい

【００２３】また、稀土類は、鉄を主成分とする合金磁
性粒子粉末の金属元素の総量に対し０．１〜１０ｍｏｌ
％が好ましい。０．１ｍｏｌ％未満の場合は出発原料加
熱還元時における焼結防止効果が十分でなく、出発原料
の粒子形状の承継が困難となるため得られる鉄を主成分
とする合金磁性粒子粉末は粒子形状が崩れ、適切な軸比
が得られ難くなる。１０ｍｏｌ％を越える場合には、還
元の進行を妨げるだけでなく、磁性に関与しない成分が
増加するため大きな飽和磁化（σs）を有する鉄を主成
分とする合金磁性粒子粉末を得ることが困難となる。工
業性を考慮すると比較的安価なＮｄ，Ｙ，Ｌａ，Ｓｍが
好ましい。

【００２４】鉄を主成分とする針状合金磁性粒子粉末の
平均長軸径は、０．０５〜０．２μｍが好ましく、より
好ましくは０．０８〜０．１８μｍである。軸比は３：
１以上の針状粒子が好ましく、より好ましくは６：１以
上である。ビヒクル中での分散性を考慮すれば、軸比の
上限値は、２０：１が好ましく、より好ましくは１５：
１である。

【００２５】上記針状粒子の形状は、針状はもちろん、
紡錘状、米粒状等のいずれであってもよい。粒度が均斉
であって樹枝状粒子が混在していない紡錘状を呈した粒
子が望ましい。該紡錘状を呈した粒子の長軸径の分布は
０．４以下、好ましくは０．３５以下であり、その下限
値は０．１である。紡錘状を呈した鉄を主成分とする合
金磁性粒子は、第一鉄塩水溶液と炭酸アルカリ水溶液又
は水酸化アルカリ・炭酸アルカリ水溶液とを反応して得
られた粒度が均斉であって樹枝状粒子が混在していない
紡錘状を呈したゲータイト粒子を出発原料として用いる
ことにより得ることができる。

【００２６】鉄を主成分とする針状合金磁性粒子粉末の
磁気特性は、高密度記録化等の諸特性を考慮すれば、保
磁力は１４００〜２５００Ｏｅが好ましく、より好まし
くは１５００〜２５００Ｏｅである。飽和磁化は１００
〜１７０ｅｍｕ／ｇが好ましく、より好ましくは１２０
〜１６０ｅｍｕ／ｇである。

【００２７】本発明に係る鉄を主成分とする針状合金磁
性粒子粉末は、Ｋ５１０１―１９９１に記載されている
ｐＨ値の測定方法に記載されているＡ法処理及びＢ法処
理の各処理をして得られる水性懸濁液のそれぞれをＪＩ
Ｓ Ｚ ８８０２に記載のｐＨ測定方法により測定した
各ｐＨ値が（Ａ法処理して得られる水性懸濁液のｐＨ
値）−（Ｂ法処理して得られる水性懸濁液のｐＨ値）＜
０の関係を満たすことが肝要であり、好ましくは、（Ａ
法処理して得られる水性懸濁液のｐＨ値）−（Ｂ法処理
して得られる水性懸濁液のｐＨ値）（以下、ｐＨ値の差
という）が−０．１以下であり、より好ましくは−０．
２以下である。その下限値は−０．５が好ましく、より
好ましくは−０．４である。

【００２８】ｐＨ値の差が０以上の場合には、本発明の
目的とするビヒクル中での分散性が優れているとともに
塗膜中での配向性及び充填性が向上した鉄を主成分とす
る針状合金磁性粒子粉末を得ることができない。

【００２９】本発明に係る鉄を主成分とする針状合金磁
性粒子粉末は、アンモニア性窒素量が３０〜８００ｐｐ
ｍの範囲であることが好ましく、より好ましくは３０〜
５００ｐｐｍの範囲である。３０ｐｐｍ未満の場合に
は、Ｂ法処理（以下常温法と言う）して得られる水性懸
濁液のｐＨ値が十分高くならないため、ｐＨ値の差が正
になりやすい。８００ｐｐｍを越える場合には、常温法
により得られる水性懸濁液のｐＨ値が十分高くなり、ｐ
Ｈの差が負になりやすいが、本発明の目的とする効果が
飽和または減少するので必要以上に多くする必要はな
い。尚、アンモニア性窒素とは、ＪＩＳ Ｋ０１０２−
１９９３に記載のアンモニウムイオンの測定法によって
測定されるものを言う。

【００３０】本発明に係る鉄を主成分とする針状合金磁
性粒子粉末は、Ｎａ、Ｋ等の可溶性アルカリ金属、Ｃ
ａ，Ｍｇ等の可溶性アルカリ土類金属等の可溶性塩を含
む可溶性塩（以下、可溶性塩と言う）の総量がA法処理
（以下、煮沸法と言う）して得られた水性懸濁液のｐＨ
値を測定した時の値で通常８００ｐｐｍ以下であること
が好ましい。８００ｐｐｍを越える場合には、煮沸法に
より得られる水性懸濁液のｐＨ値が高くなるため、ｐＨ
値の差が正になりやすい。また、過剰の可溶性塩はビヒ
クル中に分散させた時に樹脂と反応して、化合物を生成
し、ドロップアウト等の弊害もでてくる。本発明の目的
とする鉄を主成分とする針状合金磁性粒子粉末を得るた
めには、可溶性塩が５００ｐｐｍ以下、より好ましくは
４００ｐｐｍ以下である。

【００３１】本発明に係る鉄を主成分とする針状合金磁
性粒子粉末は、Ｎａ、Ｋ等の可溶性アルカリ金属塩が煮
沸法で得られる水性懸濁液を測定した時の値で通常５０
０ｐｐｍ以下が好ましい。５００ｐｐｍを越える場合に
は、煮沸法により得られる水性懸濁液のｐＨ値が高くな
るため、ｐＨ値の差が０以上になりやすい。また、過剰
の可溶性塩はビヒクル中に分散させた時に樹脂と反応し
て、化合物を生成し、ドロップアウト等の弊害もでてく
る。本発明の目的とする鉄を主成分とする針状合金磁性
粒子粉末を得るためには、可溶性アルカリ金属塩が４０
０ｐｐｍ以下、より好ましくは３００ｐｐｍ以下であ
る。

【００３２】本発明に係る鉄を主成分とする針状合金磁
性粒子粉末は、Ｃａ，Ｍｇ等の可溶性アルカリ土類金属
塩が、煮沸法で得られる濾液を測定した時の値で通常３
００ｐｐｍ以下が好ましく、１００ｐｐｍ以下、より好
ましくは８０ｐｐｍ以下である。３００ｐｐｍを越える
場合には、煮沸法により得られる濾液のｐＨ値が高くな
るため、ｐＨ値の差が０以上になりやすい。また、過剰
の可溶性塩はビヒクル中に分散させた時に樹脂と反応し
て、化合物を生成し、ドロップアウト等の弊害もでてく
る。

【００３３】次に、本発明に係る鉄を主成分とする針状
合金磁性粒子粉末の製造法について述べる。

【００３４】本発明に係る鉄を主成分とする針状合金磁
性粒子粉末は、第一鉄塩水溶液と水酸化アルカリ水溶
液、炭酸アルカリ水溶液又は水酸化アルカリ・炭酸アル
カリ水溶液のいずれかとを反応して得られた鉄含有沈殿
物を含む懸濁液に空気等の酸素含有ガスを通気して得ら
れる針状ゲータイト粒子粉末又は該針状ゲータイト粒子
粉末を濾別、洗浄、乾燥後、加熱脱水処理して得られる
針状ヘマタイト粒子粉末を３００〜７００℃の温度範囲
で加熱還元して、鉄を主成分とする針状合金磁性粒子粉
末とした後、酸素含有の非還元性ガスを通気しながら徐
酸化して該粒子の粒子表面に酸化被膜を形成する、鉄を
主成分とする針状合金磁性粒子粉末を得る一般的な製造
法において、上記針状ゲータイト粒子粉末及び上記針状
ヘマタイト粒子粉末を純水で洗浄する等の各種処理を施
してＮａ，Ｃａ等の可溶性アルカリ金属塩やＣａ，Ｍｇ
等の可溶性アルカリ土類金属塩などの可溶性塩を除去す
ることにより不純物の含有量を少なくするとともに、上
記加熱還元後の徐酸化の段階や徐酸化の終了後の後工程
において、アンモニアガス及び酸素を含む湿った非還元
性ガス流下、品温６０〜１８０℃の範囲で処理すること
により得ることができる。非還元性ガスとしては、窒素
ガスが好ましい。

【００３５】針状ゲータイト粒子粉末や針状ヘマタイト
粒子粉末の製造にあたっては、一般に、原料の水酸化ア
ルカリ水溶液であるナトリウム塩、カリウム塩を用い
る。特に工業的には水酸化アルカリ水溶液である水酸化
ナトリウム水溶液や炭酸アルカリ水溶液である炭酸ナト
リウム水溶液等を用いることが大半であり、この場合、
アルカリ性水溶液に由来するナトリウム塩や第一鉄塩水
溶液とアルカリ性水溶液との反応により生成した副生塩
であるＮａ₂ＳＯ₄等に由来するナトリウム塩を粒子内
部、粒子表面及び相互にからみあった粒子間に含有、保
有している。

【００３６】原料のアルカリ水溶液としてカリウム塩を
用いた場合には、カリウム塩を粒子内部、粒子表面及び
相互にからみあった粒子間に含有、保有している。これ
らＮａ，Ｋ等のアルカリ金属塩は、水溶液中から生成し
た針状ゲータイト粒子粉末を通常の条件下で水洗するこ
とにより大部分の可溶性アルカリ金属塩は除去できる。
しかし、粒子内部や強固にからみあった凝集粒子には水
洗のみでは除去できないアルカリ金属塩が保持されてお
り、通常Ｎａ，Ｋ等のアルカリ金属塩を６００〜２００
０ｐｐｍ含有、保有している。この水洗で除去できなか
ったアルカリ金属塩は、後の加熱脱水工程や加熱還元工
程において可溶化し、得られる鉄を主成分とする針状合
金磁性粒子粉末は可溶性アルカリ金属塩を多量に含むこ
ととなる。

【００３７】また、針状ゲータイト粒子粉末や針状ヘマ
タイト粒子粉末は、原料である第一鉄塩水溶液や水、そ
して、洗浄時における水等の不純物に由来するＣａ，Ｍ
ｇ等のアルカリ土類金属塩を通常２００〜１００００ｐ
ｐｍ含有、保有している。そして、これらのアルカリ土
類金属塩もまた同様に、後の加熱脱水工程や加熱還元工
程において可溶化し、得られる鉄を主成分とする針状合
金磁性粒子粉末は可溶性アルカリ土類金属塩を多量に含
むこととなる。

【００３８】可溶性塩の少ない鉄を主成分とする針状合
金磁性粒子粉末は、例えば不純物含有量の少ない原料を
用いて針状ゲータイト粒子を生成させる方法や針状ゲー
タイト粒子を加熱脱水、殊に３００〜８００℃で加熱脱
水した後、純水を用いて洗浄する方法等により得ること
ができるが、後者の方法が工業的、経済的に有利であ
る。

【００３９】本発明に係る鉄を主成分とする針状合金磁
性粒子粉末へのアンモニア性窒素の導入は、粒子表面に
酸化被膜を形成した鉄を主成分とする針状合金磁性粒子
粉末をアンモニアに浸漬した後、乾燥する方法（浸漬
法）や、鉄を主成分とする針状合金磁性粒子粉末とアン
モニアガスとを気相中で接触させる方法（気相接触法）
のいずれでもよい。浸漬法の場合、溶媒として水を使用
するために、処理条件によっては保磁力や飽和磁化が低
下しやすくなるので気相接触法が好ましい。気相接触法
の場合、加熱還元後の徐酸化中（徐酸化開始から終了ま
で）の段階でアンモニアガスと接触させるのが好まし
く、殊に酸素ガス及びアンモニアガスとともに水蒸気濃
度として０．１％以上を含む窒素ガス等の非還元性ガス
を用いるのがより好ましい。

【００４０】次に、本発明に係る鉄を主成分とする針状
合金磁性粒子粉末を用いた磁気記録媒体及び製造方法に
ついて述べる。磁気記録媒体は、非磁性支持体、必要に
より、該非磁性支持体上に形成された非磁性粒子粉末と
結合剤樹脂と溶剤とを含む非磁性塗料を塗布、乾燥させ
た非磁性下地層及び上記非磁性支持体上又は該非磁性下
地層上に形成された鉄を主成分とする針状合金磁性粒子
粉末と結合剤樹脂と溶剤とを含む磁性塗料を塗布、乾燥
させた磁気記録層からなる。非磁性支持体としては、現
在、磁気記録媒体に汎用されているポリエチレンテレフ
タレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボ
ネート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミド、ポリ
アミドイミド、ポリイミド等の合成樹脂フィルム、アル
ミニウム、ステンレス等金属の箔や板および各種の紙を
使用することができる。

【００４１】磁気記録層における鉄を主成分とする針状
合金磁性粒子粉末と結合剤樹脂との配合割合は、結合剤
樹脂１００重量部に対し、鉄を主成分とする針状合金磁
性粒子粉末が２００〜２０００重量部、好ましくは３０
０〜１５００重量部である。

【００４２】磁気記録層中には、通常用いられる潤滑
剤、研磨剤、帯電防止剤等を含んでいてもよい。

【００４３】結合剤樹脂としては、現在、磁気記録媒体
の製造にあたって汎用されている塩化ビニル−酢酸ビニ
ル共重合体、ウレタン樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−
マレイン酸共重合体、ウレタンエラストマー、ブタジエ
ン−アクリロニトリル共重合体、ポリビニルブチラー
ル、ニトロセルロース等セルロース誘導体、ポリエステ
ル樹脂、ポリブタジエン等の合成ゴム、エポキシ樹脂、
ポリアミド樹脂、ポリイソシアネート、電子線硬化型ア
クリルウレタン樹脂等とその混合物を使用することがで
きる。また、各結合剤樹脂は、−ＣＯＯＨ、−ＳＯ₃Ｍ
等(ＭはＨ、Ｎａ及びＫの１種又は２種以上の元素）の
極性基を含んでいてもよい。本発明に係る鉄を主成分と
する針状合金磁性粒子粉末は、結合剤樹脂が殊に、極性
基として−ＣＯＯＨ、−ＳＯ₃Ｍを含んでいる場合に、
効果的に本発明の目的とする作用、効果を発揮すること
ができ、ビヒクル中での分散性、塗膜中での配向性及び
充填性の向上が顕著である。

【００４４】本発明に係る鉄を主成分とする針状合金磁
性粒子粉末は、該磁性粒子粉末を用いた磁気記録媒体の
光沢度が１６０％以上、好ましくは１７０％以上、より
好ましくは１８０％以上であることからビヒクル中での
分散性が優れたものであって、角型比が０．８７以上、
好ましくは０．８８以上であることから、塗膜中での配
向性が向上したものであって、残留磁束密度が２８００
Ｇａｕｓｓ以上、好ましくは２９００Ｇａｕｓｓ以上、
より好ましくは３０００Ｇａｕｓｓ以上であることか
ら、充填性が向上したものである。

【００４５】

【発明の実施の形態】本発明の代表的な実施の形態は、
次の通りである。

【００４６】粒子の平均長軸径、平均短軸径は、電子顕
微鏡写真（×３００００）を縦方向及び横方向にそれぞ
れ４倍に拡大した写真に示される粒子約３５０個につい
て長軸径、短軸径をそれぞれ測定し、その平均値で示し
た。軸比は、平均長軸径と平均短軸径との比である。長
軸径の分布は、標準偏差値を平均長軸径の値で除した値
で示した。標準偏差（Ｓ）は下記式によって得られる。

【００４７】

【数１】

【００４８】鉄を主成分とする針状合金磁性粒子粉末の
煮沸法及び常温法による水性懸濁液の各ｐＨ値は、ＪＩ
Ｓ Ｋ ５１０１―１９９１に記載の測定方法で測定し
た値である。即ち、試料５ｇを下記のＡ法及びＢ法のそ
れぞれで処理して得られる水性懸濁液をビーカー１００
ｍｌに移して、ＪＩＳ Ｚ ８８０２（ｐＨの測定方法
の７.）によって測定したｐＨ値で示したものである。 Ａ法：試料を入れた硬質三角フラスコに水１００ｍｌを
加えて約５分間加熱して煮沸し、更に５分間煮沸する。
減量をあらかじめ煮沸して炭酸ガスを除いた水を加えて
補い、煮沸後三角フラスコにせんをして室温まで放冷す
る。 Ｂ法：試料を入れた硬質三角フラスコに、あらかじめ煮
沸して炭酸ガスを除いた水１００ｍｌを加え、せんをし
て５分間振り混ぜる。

【００４９】粒子粉末に含有、保有されるＮａ，Ｋ，Ｃ
ａ，Ｍｇ，Ｆｅ，Ａｌ，Ｃｏ，稀土類等の各元素のそれ
ぞれの総量は、試料０．２ｇを２５％の塩酸水溶液に浸
漬して煮沸加熱することにより得られた溶解液を常温ま
で冷却後、純水を加えて１００ｃｃとした調整液を誘導
結合型高周波プラズマ発光分光器（セイコー電子工業
（株）製ＳＰＦ−４００型）を用いて測定した値で示し
た。粒子粉末に含有、保有されるＮａ，Ｋ，Ｃａ，Ｍｇ
の可溶性塩の各元素は、上記煮沸法並びに上記常温法に
より得られた各濾液を誘導結合型高周波プラズマ発光分
光器（セイコー電子工業（株）製ＳＰＦ−４００型）を
用いて測定した値で示した。粒子粉末に含有、保有され
るＳｉは蛍光Ｘ線回折装置（理学電気工業（株）製３０
６３Ｍ型）を使用し、ＪＩＳ Ｋ ０１１９の蛍光Ｘ線
分析通則に従って測定した値で示した。

【００５０】鉄を主成分とする針状合金磁性粒子粉末の
アンモニア性窒素量は、ＪＩＳ Ｋ０１０２―１９９３
の４２、アンモニウムイオン[ＮＨ₄ ⁺]の測定方法により
測定した値で示した。即ち、試料を４２．１に記載の前
処理（蒸留法）により処理して妨害物質から分離した
後、４２．２のインドフェノール青吸光光度法によりア
ンモニウムイオンを定量した値で示した。

【００５１】鉄を主成分とする針状合金磁性粒子粉末の
磁気特性は、「振動試料型磁力計ＶＳＭ−３Ｓ−１５」
（東英工業株式会社製）を使用し、外部磁場１０ＫＯｅ
までかけて測定した。

【００５２】塗膜表面の光沢度は、「グロスメーターＵ
ＧＶ−５Ｄ」（スガ試験機株式会社製）を用いて塗膜の
４５°光沢度を測定して求めた。

【００５３】＜鉄を主成分とする針状合金磁性粒子粉末
の製造＞先ず、純水洗浄によって得られた平均長軸径
０．２５μｍ、軸比（平均長軸径／平均短軸径）１３、
長軸径の分布０．２１の紡錘状ゲータイト粒子粉末（金
属元素の総量（Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｏ及びＮａ）に対してＡ
ｌ量が８．２ｍｏｌ％、Ｃｏ量が３．５ｍｏｌ％、Ｎｄ
量が１．４ｍｏｌ％であって、紡錘状ゲータイト粒子粉
末の総量に対してＮａ量が９５０ｐｐｍ、Ｃａ量が１５
１ｐｐｍ、Ｍｇ量が１３５ｐｐｍ、Ｋ量が４２ｐｐｍ）
を用意した。この紡錘状ゲータイト粒子粉末を７５０℃
の空気中で加熱脱水して紡錘状ヘマタイト粒子粉末を得
た。得られた紡錘状ヘマタイト粒子粉末は、Ｎａ量が１
０３０ｐｐｍ、Ｃａ量が１５９ｐｐｍ、Ｍｇ量が１５８
ｐｐｍ、Ｋ量が４７ｐｐｍであった。この紡錘状ヘマタ
イト粒子粉末を粉砕、邂逅し、純水で洗浄、濾過、成
形、乾燥した。この処理により得られた紡錘状ヘマタイ
ト粒子粉末は、Ｎａ量が１０１ｐｐｍ、Ｃａ量が１５５
ｐｐｍ、Ｍｇ量が１５２ｐｐｍ、Ｋ量が１６ｐｐｍであ
った。

【００５４】この可溶性塩の少ない紡錘状ヘマタイト粒
子粉末１００ｇを品温４５０℃で露点が−４０℃になる
まで水素ガス流下で加熱還元してＡｌ，Ｃｏ及びＮｄを
含有する鉄を主成分とする針状合金磁性粒子を製造し
た。加熱還元終了後、窒素ガスに切り替え品温が７０℃
になるまで冷却した。

【００５５】次に、ガス温を７０℃にコントロールしな
がら、窒素ガス３５ｌに対し酸素ガス濃度０．４５０％
（空気）及び水蒸気濃度０．３６７％になるように調整
した混合ガスを通気して粒子表面に酸化被膜を形成する
とともにアンモニアガスの濃度が０．０２４％になるよ
うにアンモニアガスを接触させた。品温は１４５℃まで
上昇し、発熱が収まった時点でガス温を室温まで下げ
た。この間、混合ガスを流し続けた。

【００５６】得られたＡｌ，Ｃｏ及びＮｄを含有する鉄
を主成分とする針状合金磁性粒子粉末は、平均長軸径
０．１８μｍ、軸比８、長軸径の分布０．２８であっ
て、保磁力１５９０Ｏｅ、飽和磁化値１３１ｅｍｕ／ｇ
であり、粉末のｐＨ値は、煮沸法による場合が９．８、
常温法による場合が１０であり、ｐＨ値の差は−０．２
であった。このＡｌ，Ｃｏ及びＮｄを含有する鉄を主成
分とする針状合金磁性粒子粉末は、金属元素の総量（Ｆ
ｅ、Ａｌ、Ｃｏ及びＮｄ）に対してＡｌ量が８．０ｍｏ
ｌ％、Ｃｏ量が３．４ｍｏｌ％、及びＮｄ量が１．３ｍ
ｏｌ％であって、Ａｌ，Ｃｏ及びＮｄを含有する鉄を主
成分とする針状合金磁性粒子粉末に対し、Ｎａ量が１４
５ｐｐｍ（可溶性Ｎａ量が煮沸法の場合１４３ｐｐｍ、
常温法の場合１１０ｐｐｍ）、Ｋ量が２２ｐｐｍ（可溶
性Ｋ量が煮沸法の場合２０ｐｐｍ、常温法の場合１９ｐ
ｐｍ）、Ｃａ量が２０２ｐｐｍ（可溶性Ｃａ量が煮沸法
の場合６５ｐｐｍ、常温法の場合８ｐｐｍ）、Ｍｇ量が
１９６ｐｐｍ（可溶性Ｍｇ量が煮沸法の場合５ｐｐｍ、
常温法の場合３ｐｐｍ）であって、可溶性塩の総量は、
２３３ｐｐｍであった。そして、アンモニア性窒素量は
２９０ｐｐｍであった。

【００５７】この鉄を主成分とする針状合金磁性粒子粉
末１２ｇ、研磨剤（商品名：ＡＫＰ−５０、住友化学
（株）製）１．２ｇ、カーボンブラック（商品名：＃２
４００Ｂ、三菱化学（株）製）０．２４ｇ、結合剤樹脂
溶液（スルホン酸ナトリウム基を有する塩化ビニル−酢
酸ビニル共重合樹脂３０重量％とシクロヘキサノン７０
重量％）及びシクロヘキサノンとを混合して混合物（固
形分率７８％）を得、この混合物を更にプラストミルで
３０分間混練して混練物を得た。

【００５８】この混練物を１．５ｍｍφガラスビーズ９
５ｇ、結合剤樹脂溶液（スルホン酸ナトリウム基を有す
るポリウレタン樹脂３０重量％、溶剤（メチルエチルケ
トン：トルエン＝１：１）７０重量％）、シクロヘキサ
ノン、メチルエチルケトン及びトルエンとともに１４０
ｍｌガラス瓶に添加し、ペイントシェーカーで６時間混
合・分散を行った。更に、潤滑剤及び硬化剤を加えた
後、ペイントシェーカーで１５分間混合・分散させて磁
性塗料を得た。

【００５９】得られた磁性塗料の組成は次の通りであっ
た。 鉄を主成分とする針状合金磁性粒子粉末 １００重量部、 スルホン酸ナトリウム基を有する 塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂 １０重量部、 スルホン酸ナトリウム基を有するポリウレタン樹脂 １０重量部、 研磨剤（ＡＫＰ−３０） １０重量部、 カーボンブラック（＃３２５０Ｂ） ２．０重量部、 潤滑剤（ミリスチン酸：ステアリン酸ブチル＝１：２） ３．０重量部、 硬化剤（ポリイソシアネート） ５．０重量部、 シクロヘキサノン ６５．３重量部、 メチルエチルケトン １６３．３重量部、 トルエン ９８．０重量部、

【００６０】この磁性塗料を厚さ１２μｍのポリエチレ
ンテレフタレートフィルムの上にアプリケーターを用い
て１５μｍの厚さに塗布した後、磁場中において配向・
乾燥し、次いで、カレンダー処理を行った後、６０℃で
２４時間硬化反応を行い０．５インチ巾にスリットして
磁気テープを得た。磁気記録層の厚みは１．０μｍであ
った。

【００６１】得られた磁気テープは、光沢度２００％、
角型比（Ｂｒ／Ｂｍ）が０．９００、残留磁束密度値
（Ｂｒ）が３１２０Ｇａｕｓｓ及び保磁力値（Ｈｃ）１
５２０Ｏｅであった。

【００６２】

【作用】本発明において最も重要な点は、鉄を主成分と
する針状合金磁性粒子粉末のｐＨの差が０以上ではなく
負の場合には、ビヒクル中での分散性が優れているとと
もに塗膜中での配向性及び充填性が向上した鉄を主成分
とする針状合金磁性粒子粉末が得られるという事実であ
る。

【００６３】この事実について説明する。このｐＨ値の
差に影響する要因について鑑みた結果、鉄を主成分とす
る針状合金磁性粒子粉末のアンモニア性窒素量と可溶性
塩の量が大きく影響するという知見を得た。即ち、鉄を
主成分とする針状合金磁性粒子粉末のアンモニア性窒素
量が３０〜８００ｐｐｍの範囲であって、可溶性塩の
量、可溶性アルカリ金属塩の量、又は可溶性アルカリ土
類金属塩の量が特定量以下である場合にｐＨ値の差が負
となり、アンモニア性窒素量が上記範囲からはずれる場
合や可溶性塩の量、可溶性アルカリ金属塩の量、又は可
溶性アルカリ土類金属塩の量が特定量以上になった場合
はｐＨ値の差が正となる。このようにｐＨ値の差が正に
なったり負になったりする理由は未だ明らかではない
が、煮沸法による濾液のｐＨ値の発現は、アンモニア性
窒素が揮発して飛散するため主として可溶性アルカリ金
属塩の量、可溶性アルカリ土類金属塩の量又は、可溶性
塩の量によるものであり、一方、常温法による濾液のｐ
Ｈ値の発現は、アンモニア性窒素は揮発しにくいのでそ
のまま存在するから、アンモニア性窒素及び可溶性アル
カリ金属塩の量、可溶性アルカリ土類金属塩の量又は、
可溶性塩の量によるものであると考えている。従って、
ｐＨ値の差が０未満になるようにアンモニア性窒素量と
可溶性塩の量との両者を適当な範囲に調整することによ
り、本発明の目的とする諸特性の向上した鉄を主成分と
する針状合金磁性粒子粉末を得ることができる。

【００６４】即ち、後出比較例に示す通り、鉄を主成分
とする針状合金磁性粒子粉末のアンモニア性窒素量が特
定範囲内にあったとしても可溶性ナトリウム塩が多い場
合には、煮沸法による濾液のｐＨ値は常温法による濾液
のｐＨ値と同等又はそれ以上になってｐＨ値の差は０以
上となり、また、可溶性塩の量が少ない場合でもアンモ
ニア性窒素量が特定範囲にない場合には同様に、煮沸法
による濾液のｐＨ値は常温法による濾液のｐＨ値よりも
高くなってｐＨ値の差は正となり、このような鉄を主成
分とする針状合金磁性粒子粉末は、本発明の目的とする
諸特性の向上は認められない。

【００６５】

【実施例】次に実施例並びに比較例を挙げる。

【００６６】実施例１〜７、比較例１〜７ 前記発明の実施の形態において、粒子形状、組成、可溶
性アルカリ金属塩の量、可溶性アルカリ土類金属塩の量
及び可溶性塩の量が種々異なる出発原料を用いるととも
に、加熱還元条件、徐酸化条件等を種々変化させること
により、アンモニア性窒素量、可溶性アルカリ金属塩の
量、可溶性アルカリ土類金属塩の量及び可溶性塩の量が
異なる種々の鉄を主成分とする針状合金磁性粒子粉末を
得た。

【００６７】得られた鉄を主成分とする針状合金磁性粒
子粉末を表１及び表２に示す。尚、比較例６の鉄を主成
分とする針状合金磁性粒子粉末は、前記発明の実施の形
態において、紡錘状ヘマタイト粒子粉末を純水で洗浄す
ることなくそのまま還元した後、２５０℃で水素をアン
モニアガスに代えて１時間処理し、次いで品温が７０℃
になった時点で窒素と酸素（空気）の混合ガスで徐酸化
を行うことにより得たものである。得られた鉄を主成分
とする針状合金磁性粒子粉末は、表２に示す通り、アン
モニア性窒素が０ｐｐｍであることから、品温が２５０
℃の高温でアンモニアガスと接触させた場合には、アン
モニア性窒素を効果的に導入できないことが認められ
た。

【００６８】比較例７の鉄を主成分とする針状合金磁性
粒子粉末は、前記発明の実施の形態において、紡錘状ヘ
マタイト粒子粉末を純水で洗浄することなくそのまま還
元した後、品温が７０℃になった時点で窒素と酸素（空
気）の混合ガスで徐酸化を行い、次いで窒素流通下に品
温を１００℃に昇温し、アンモニアガスと窒素の混合ガ
スで１時間処理し、更に窒素流通下に品温を２５０℃に
昇温して１時間処理することにより得たものである（特
開昭６３−８８８０６号に記載の方法）。得られた鉄を
主成分とする針状合金磁性粒子粉末は、表２に示す通
り、アンモニア性窒素が２５ｐｐｍであることから、ア
ンモニアガスと接触させた後、更に、窒素流通下で処理
した場合にも、アンモニア性窒素を効果的に導入できな
いことが認められた。

【００６９】

【表１】

【００７０】

【表２】

【００７１】実施例８〜１６、比較例８〜１５ 鉄を主成分とする針状合金磁性粒子粉末の種類及び官能
基の異なる結合剤樹脂を種々変化させた以外は、前記発
明の実施の形態と同様にして磁気記録媒体を得た。得ら
れた磁気記録媒体の諸特性を表３に示す。

【００７２】

【表３】

【００７３】

【発明の効果】本発明に係る鉄を主成分とする針状合金
磁性粒子粉末は、ビヒクル中での分散性が優れていると
ともに、塗膜中での配向性及び充填性が向上したもので
あるので高性能、高密度記録用磁性粒子粉末として好適
である。そして、本発明に係る鉄を主成分とする針状合
金磁性粒子粉末を用いた磁気記録媒体は、光沢が優れて
いるとともに、配向度及び飽和磁束密度がともに大きい
ものであるから高性能、高密度記録用磁気記録媒体とし
て好適である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＪＩＳ Ｋ ５１０１―１９９１のｐＨ
   値の測定方法に記載されているＡ法処理及びＢ法処理の
   各処理をして得られる水性懸濁液の各ｐＨ値が（Ａ法処
   理して得られる水性懸濁液のｐＨ値）−（Ｂ法処理して
   得られる水性懸濁液のｐＨ値）＜０の関係を満たすこと
   を特徴とする平均長軸径０．０５〜０．２μｍの鉄を主
   成分とする針状合金磁性粒子粉末。
2. 【請求項２】 鉄を主成分とする針状合金磁性粒子粉末
   に対し、アンモニア性窒素量が３０〜８００ｐｐｍの範
   囲であることを特徴とする請求項１に記載の鉄を主成分
   とする針状合金磁性粒子粉末。
3. 【請求項３】 鉄を主成分とする針状合金磁性粒子粉末
   に対し、可溶性塩の総量が８００ｐｐｍ以下であること
   を特徴とする請求項１に記載の鉄を主成分とする針状合
   金磁性粒子粉末。
4. 【請求項４】 鉄を主成分とする針状合金磁性粒子粉末
   に対し、可溶性アルカリ金属塩の量が５００ｐｐｍ以下
   であることを特徴とする請求項１に記載の鉄を主成分と
   する針状合金磁性粒子粉末。
5. 【請求項５】 鉄を主成分とする針状合金磁性粒子粉末
   に対し、可溶性アルカリ土類金属塩の量が３００ｐｐｍ
   以下であることを特徴とする請求項１に記載の鉄を主成
   分とする針状合金磁性粒子粉末。
6. 【請求項６】 組成が鉄とアルミニウム、コバルト及び
   希土類を含有することを特徴とする請求項１〜５のいず
   れかの請求項に記載の鉄を主成分とする針状合金磁性粒
   子粉末。