JP2588875B2 - 紡錘状磁性鉄粉 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、高密度磁気記録媒体用磁性鉄粉に関するも
のであり、詳しくは平均長軸径が0.03〜0.5μｍ、軸比
が３〜９である紡錘状磁性鉄粉及びその製造方法に関す
るものである。

（ロ）従来の技術 従来より、磁気記録用の磁性鉄粉として軸比６〜20の
高軸比針状鉄粉が使用されている。

最近、主に8mmVTR分野で高密度記録への要請が高ま
り、強磁性鉄粉の微細化が要請されている。

この高密度磁気記録に対応する方法には、高軸比針状
磁性鉄粉を微細化する方法及び磁性鉄粉の軸比を低くし
その形状を紡錘状とし、塗料への分散性及び飽和磁化を
向上させる方法がある。

紡錘状磁性鉄粉の製造法の１つとしては、炭酸第一鉄
よりゲーサイトを製造しこのゲーサイトを還元する方法
がある。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 高軸比針磁性鉄粉を更に改良し高密度記録を達成する
には、ノイズを低下させるために磁性鉄粉を微細化する
と共に、出力を高くするためにテープの残留磁束密度を
高くする必要がある。

一般に、磁性鉄粉を微細化するとその表面酸化膜によ
り飽和磁化が低下し、且つ塗料への分散性も悪化する。
即ち、磁性鉄粉の充填密度の低下及びテープの角形比及
び残留磁束密度の低下がおこり、必ずしも高密度記録に
対応できない。

一方、炭酸第一鉄より紡錘状の磁性鉄粉を製造する方
法において、アルカリ源として一般に炭酸ナトリウムを
使用し炭酸第一鉄が調製されている。

この炭酸ナトリウムを使用する紡錘状磁性鉄粉の製造
方法は、紡錘形状の制御範囲が狭く、ゲーサイト中にナ
トリウムが残存するためゲーサイトの脱水及び還元中に
生成する磁性鉄粉の凝集や焼結が起こり易く、塗料への
分散性も悪い。

更に、この磁性鉄粉から調製したテープの耐久性も悪
い。

（ニ）問題点を解決するための手段 本発明者らは、先に特願昭60−14068号において、炭
酸アンモニウムを使用して炭酸第一鉄を調製後ゲーサイ
トを製造する方法を提案した。

この製造方法は、ゲーサイトの形状制御範囲が広く、
且つゲーサイト中にナトリウムが残存せず軸比２〜８の
ゲーサイトが容易に製造できる。

本発明者らは、このゲーサイトを使用して上記磁性鉄
粉の問題点を解決すべく鋭意検討の結果、本発明を完成
するに至ったものである。

即ち、本発明はゲーサイトを還元してなる磁気記録媒
体用の磁性鉄粉において、該磁性鉄粉が、ゲーサイト中
にナトリウムが残存しないゲーサイトを珪素化合物及び
／又はアルミニウム化合物で被着処理し、この被着処理
したゲーサイトを還元処理してなる、平均長軸径が0.03
〜0.5μｍ、軸比が３〜９、飽和磁化が120emu/g以上で
あることを特徴とする磁気記録媒体用の紡錘状磁性鉄粉
に関するものである。

又、本発明は第一鉄塩溶液と炭酸アルカリ水溶液より
ゲーサイトを得、得られたゲーサイトを還元する磁気記
録媒体用の磁性鉄粉の製造方法において、炭酸アルカリ
として炭酸アンモニウム水溶液を用い、該水溶液に第一
鉄塩水溶液を添加し、酸素含有ガスを吹き込みゲーサイ
トを生成させ、このゲーサイトに珪素化合物及び／又は
アルミニウム化合物を被着処理した後、水素気流中300
〜500℃で還元することを特徴とする、平均長軸径が0.0
3〜0.5μｍ、軸比が３〜９、飽和磁化が120emu/g以上の
磁気記録媒体用の紡錘状磁性鉄粉の製造方法に関するも
のである。

本発明のゲーサイトは、還元時における磁性鉄粉の焼
結防止及び磁気特性制御のために、珪素化合物及び／又
はアルミニウム化合物で表面処理が行われる。

この表面処理剤としては、水ガラス、ケイ酸ソーダ及
びコロイダルシリカ等の珪素化合物、アルミン酸ソー
ダ、硝酸アルミニウム及びリン酸アルミニウム等のアル
ミニウム化合物が単独又は組合せて使用される。

又、ニッケル化合物、亜鉛化合物、コバルト化合物、
クロム化合物及び燐化合物を上記珪素化合及びアルミニ
ウム化合物と併用することもできる。

（ホ）発明の効果 本発明の磁性鉄粉は、ゲーサイトの形状を継承してお
り、次の特徴を有している。

第一に、磁性鉄粉を微細化しても粒径分布が均一であ
ることから塗料への分散性が良い。

第二に、磁性鉄粉を微細化しても飽和磁化が高いこと
から、テープの残留磁束密度が高い。

第三に、磁性鉄粉の形状が紡錘状で軸比３〜９がある
ことから短時間で塗料中へ分散が可能であり、更にテー
プ中への充填密度が高くなり残留磁束密度が向上する。

第四に、ゲーサイト中に全くナトリウムが残留しない
ため還元時が向上し、ゲーサイトの還元時に磁性鉄粉の
形状のくずれ、磁性鉄粉粒子間の凝集がなくなり、塗料
への分散性が良く、テープ塗膜中へのナトリウムの移行
もないので耐久性も良い。

（ヘ）実施例 次に、実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明は
これらに限定されるものではない。

実施例１ 15の反応容器に、窒素ガスの流通下濃度１モル／
の炭酸アンモニウム水溶液５を仕込み撹拌する。

この溶液に、温度40℃で濃度0.4モル／の硫酸第一
鉄水溶液５をゆっくり滴下する。

次に、生成した炭酸第一鉄の懸濁液を40℃に30分間保
持した後、空気を40℃で15／分の割合で吹込みゲーサ
イトを得た。酸化反応は２時間40分で終了した。

得られたゲーサイトは紡錘状で長軸径0.15μｍ、軸比
６の均一な粒子であった。

このゲーサイト100gを充分に水洗後、２の水にpH3
で分散する。

この分散液に、濃度0.2/の塩化ニッケル水溶液127m
lを添加し撹拌しながら徐々にpH11とし、更に濃度0.2モ
ル／の水ガラス水溶液400mlを添加し充分撹拌後pH9と
した。

次に、水洗、濾過及び乾燥を行い、ニッケル及び珪素
の付着量がそれぞれNi/Fe比2.1原子％、Si/Fe比５原子
％のゲーサイトを得た。

図１に得られたゲーサイトの透過型電子顕微鏡写真
（40000倍）を示す。

このゲーサイトを水素気流中420℃で還元して磁性鉄
分を得た。

図２に得られた磁性鉄粉の透過型電子顕微鏡写真（40
000倍）を示す。

この磁性鉄粉は、ゲーサイトの形状を継承しその特性
は 保持力〔Hc〕15000e、飽和磁化〔σｓ〕145emu/g、角
形比〔SQ〕0.498、比表面積〔SSA〕54m²/gであった。

この磁性鉄粉を以下の処方で塗料化した。

磁性鉄粉 60部 塩化ビニル，酢酸ビニル共重合体（積水化学（株）製エ
スレックＣ） ９部 ポリウレタン（武田薬品（株）製E551） ６部 界面活性剤（レシチン） ２部 トルエン 40部 メチルエチルケトン 40部 メチルイソブチルケトン 40部 上記混合物をサンドミルで６時間分散して得られた塗
料を、ポリエステルフィルム上に乾燥塗膜厚3.0μｍに
なるように塗布し磁場配向後、乾燥し磁気テープを得
た。

得られたテープの磁気特性を表１に示す。

実施例２ 実施例１のゲーサイト100gを充分に水洗した後、２
の水にpH3で分散する。

この分散液に、濃度0.2モル／の塩化ニッケル水溶
液127ml及び濃度0.2モル／の塩化アルミニウム水溶液
216mlを添加充分に撹拌しながら徐々にpH11とし、更に
濃度0.2モル／の水ガラス水溶液240mlを添加し充分撹
拌後pH9とした。

次に、水洗、濾過、乾燥を行い、ニッケル、アルミニ
ウム及び珪素の付着量がそれぞれNi/Fe比2.0原子％、Al
/Fe比2.7原子％及びSi/Fe比2.9原子％のゲーサイトを得
た。

このゲーサイトを水素気流中400℃で還元して磁性鉄
粉を得た。

図３に得られた磁性鉄粉の透過型電子顕微鏡写真（40
000倍）を示す。

この磁性鉄粉は、ゲーサイトの形状を継承しその特性
は Hc15100e、σs135emu/g、SQ0.500、SSA58m²/gであっ
た。

この磁性鉄粉を実施例１と同じ処方で塗料化し、磁気
テープを得た。

得られたテープの特性を表１に示す。

比較例１ 炭酸アンモニウムを炭酸ソーダに変えた他は、実施例
１と同様にしてゲーサイトを得た。

得られたゲーサイトは、長軸径0.2,軸比８の均一な粒
子であった。

このゲーサイトを実施例１と同様に処理して、ニッケ
ル及び珪素の付着量がそれぞれNi/Fe比2.0原子％、Si/F
e比4.9原子％のゲーサイトを得た。

このゲーサイトを水素気流中420℃で還元して磁性鉄
粉を得た。

図４に得られた磁性鉄粉の透過型電子顕微鏡写真（40
000倍）を示す。

この磁性鉄粉の特性は、 Hc1560（Oe）、σs143emu/g、SQ0.507、SSA52（m²/
g）であった。

この磁性鉄粉を実施例１と同じ処方で塗料化し、磁気
テープを得た。

得られたテープの特性を表１に示す。

比較例２ 15の反応容器に、窒素ガスの流通下濃度２モル／
の水酸化ナトリウム溶液５を仕込み撹拌する。

この溶液に、温度30℃で濃度0.4モル／の硫酸第一
鉄溶液５と、濃度0.4モル／の硫酸ニッケル溶液200
ccをゆっくり滴下した。

次に、生成した水酸化鉄および水酸化ニッケルの懸濁
液を30℃に30分間保持した後、空気を30℃で30／分の
割合で吹込みゲーサイトを得た。

得られたゲーサイトは針状で長軸径0.3μｍ、軸比15
の粒子であった。

このゲーサイトを実施例１と同様に処理して、ニッケ
ル及び珪素の付着量がそれぞれNi/Fe比4.6原子％、Si/F
e比5.0原子％のゲーサイトを得た。

このゲーサイトを水素気流中420℃で還元して磁性鉄
粉を得た。

図５に得られた磁性鉄粉の透過型電子顕微鏡写真（40
000倍）を示す。

この磁性鉄粉の特性は、 Hc15200e、σs125emu/g、SQ0.515、 SSA55m²/gであった。

この磁性鉄粉を実施例１と同じ処方で塗料化し、磁気
テープを得た。

得られたテープの特性を表１に示す。

【図面の簡単な説明】 図１は、実施例１のゲーサイトの粒子構造の透過型電子
顕微鏡写真（40000倍）を示す。図２、図３、図４及び
図５は、各々実施例１、実施例２、比較例３及び比較例
４の磁性鉄粉の鉄の粒子構造の透過型電子顕微鏡写真
（40000倍）を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 峯下 修 船橋市坪井町722番地１ 日産化学工業 株式会社中央研究所内 (72)発明者 斉藤 文雄 船橋市坪井町722番地１ 日産化学工業 株式会社中央研究所内 (72)発明者 角田 誠 船橋市坪井町722番地１ 日産化学工業 株式会社中央研究所内 (72)発明者 幸 信一 富山県婦負郡婦中町笹倉635番地 日産 化学工業株式会社富山工場内 合議体 審判長 西 義之 審判官 小野 秀幸 審判官 山田 靖 (56)参考文献 特開 昭60−162707（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−21307（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−17425（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ゲーサイトを還元してなる磁気記録媒体用
   の磁性鉄粉において、該磁性鉄粉が、ゲーサイト中にナ
   トリウムが残存しないゲーサイトを珪素化合物及び／又
   はアルミニウム化合物で被着処理し、この被着処理した
   ゲーサイトを還元処理してなる、平均長軸径が0.03〜0.
   5μｍ、軸比が３〜９、飽和磁化が120emu/g以上である
   ことを特徴とする磁気記録媒体用の紡錘状磁性鉄粉。
2. 【請求項２】第一鉄塩溶液と炭酸アルカリ水溶液よりゲ
   ーサイトを得、得られたゲーサイトを還元する磁気記録
   媒体用の磁性鉄粉の製造方法において、炭酸アルカリと
   して炭酸アンモニウム水溶液を用い、該水溶液に第一鉄
   塩水溶液を添加し、酸素含有ガスを吹き込みゲーサイト
   を生成させ、このゲーサイトに珪素化合物及び／又はア
   ルミニウム化合物を被着処理した後、水素気流中300〜5
   00℃で還元することを特徴とする、平均長軸径が0.03〜
   0.5μｍ、軸比が３〜９、飽和磁化が120emu/g以上の磁
   気記録媒体用の紡錘状磁性鉄粉の製造方法。