JP2791597B2 - 磁気記録用板状Srフェライト微粒子粉末及びその製造法 - Google Patents

磁気記録用板状Srフェライト微粒子粉末及びその製造法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、粒子表面にスピネル型酸化鉄層が形成され
ている板状Srフェライト(6yFe3−x/3x/3O4・(1−
y)SrFe12O19、y<1)微粒子からなる磁気記録用板
状Srフェライト微粒子粉末に関する。
〔従来の技術〕
近年、適当な抗磁力(Hc)と大きな磁化(M)値を有
した分散性の良好な強磁性の非針状粒子が記録用磁性材
料、特に垂直磁気記録用磁性材料として要望されつつあ
る。
磁気記録用板状Baフェライト粒子粉末の抗磁力は、一
般に300〜2000Oe程度のものが要求されている。また、
磁化値は出来るだけ大きいことが必要であり、この事実
は、例えば特開昭56−149328号公報の「‥‥磁気記録媒
体材料に使われるマグネトプランバイトフェライトにつ
いては可能な限り大きな飽和磁化‥‥が要求される。」
と記載されている通りである。
一般に、強磁性の非針状粒子としては板状Ba又はSrフ
ェライト粒子がよく知られている。
これら板状Ba又はSrフェライト粒子の製造法の一つと
して、Baイオン又はSrイオンとFe(III)とが含まれた
アルカリ性懸濁液を反応装置としてオートクレーブを用
いて水熱処理する方法(以下、これを単に水熱処理法と
いう。)が知られており、この方法によって水溶液中か
ら生成する粒子は、粒子が1個1個バラバラである為バ
インダー中における分散性が優れており、磁気記録用磁
性粒子として好ましいものである。
そして、特開昭58−110432号公報、特開昭63−64307
号公報、特開昭46−3545号公報、特開昭47−25796号公
報に記載されている通り、水熱処理法による場合には、
反応条件や生成物の組成等の各種条件により磁化値や抗
磁力等の磁気特性及び平均粒子径、厚み等の形態が種々
異なるBa又はSrフェライト粒子が生成される。
従来から板状Baフェライト粒子の磁化値を向上させる
試みは種々行われており、例えば、特開昭60−255629号
公報には、板状Baフェライト粒子の粒子表面をマグネタ
イトで変成する方法が記載されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
適当な抗磁力と大きな磁化値を有し、分散性の良好な
強磁性の非針状粒子は現在最も要求されているところで
あるが、前述した水熱処理法による場合には、抗磁力が
300〜2000Oeを有する板状Baフェライト粒子粉末間は板
状Srフェライト粒子粉末の磁化値は高々50emu/g程度で
あり、未だ満足出来るものではない。この事実は、前出
特開昭58−110432号公報の「このようにして得られたSr
フェライトは‥‥反応条件による磁化の強さM値は40〜
50emu/g、Hcは約900〜1500Oeの範囲の磁性を有してい
た。」なる記載の通りである。
前出特開昭63−64307号公報には、水熱処理法により
磁化値58emu/gを有するSrフェライト粒子が得られてい
るが、該粒子を得る為には、Srイオンに対するFeイオン
の原子比や温度を細かく制御する必要があり、また、30
0℃程度の高温であることが必要であり、工業的、経済
的ではない。
また、前出特開昭60−255629号に記載の方法は大きな
磁化値を有する粒子を工業的、経済的に有利に得るもの
ではあるが、スピネル型酸化鉄形成量が増加する程、磁
化値が向上する傾向にある為、大きな磁化値を有する粒
子を得ようとすれば、スピネル型酸化鉄形成量の増加に
よって得られる粒子は組成元素の不均一性に起因して抗
磁力分布が生じ、また、Baフェライトを構成する部分が
スピネル型酸化鉄によって変成されることに起因して板
状Baフェライト粒子自体が本来的に有する大きな異方性
磁界が低下する原因ともなる。
そこで本発明は、少ないスピネル型酸化鉄量で強磁性
非針状粒子の磁化値を効果的に向上させ、大きな磁化値
を有する強磁性非針状粒子を工業的、経済的に有利に得
ることを技術的課題とする。
〔課題を解決する為の手段〕
前記技術的課題は、次の通りの本発明によって達成で
きる。
即ち、本発明は、板状SrFe12O19微粒子と、該板状SrF
e12O19微粒子中の全Fe(III)に対してFe(II)が50原
子%以下含まれたアルカリ性懸濁液(pH>9)とを混合
し、該混合液を空気の混入を防止しながら50℃以上で加
熱処理することにより前記板状SrFe12O19微粒子の粒子
表面から内側に向けてスピネル型酸化鉄(Fe3−x/3
x/3O4、x<1)層を形成することにより得られる粒子
表面にスピネル型酸化鉄(Fe3−x/3x/3O4、x<1、
□はFeイオン空孔)層が形成されているSrフェライト
(6yFe3−x/3x/3O4・(1−y)SrFe12O19、y<
1)微粒子からなる磁気記録用板状Srフェライト微粒子
粉末である。
〔作用〕
先ず、本発明において最も重要な点は、板状SrFe12O
19微粒子と、該板状SrFe12O19微粒子中の全Fe(III)に
対してFe(II)が50原子%以下含まれたアルカリ性懸濁
液(pH>9)とを混合し、該混合液を空気の混入を防止
しながら50℃以上で加熱処理した場合には、前記板状Sr
Fe12O19微粒子の粒子表面から内側に向けてスピネル型
酸化鉄(Fe3−x/3x/3O4、x<1)層を形成すること
ができ、このようにして得られた粒子表面にスピネル型
酸化鉄(Fe3−x/3x/3O4、x<1、□はFeイオン空
孔)層が形成されているSrフェライト(6yFe3−x/3
x/3O4・(1−y)SrFe12O19、y<1)微粒子は、少な
いスピネル型酸化鉄量で大きな磁化値が得られるという
事実である。
本発明において、効果的に大きな磁化値が得られる理
由については、未だ明らかではないが、本発明者は、核
粒子となるSrフェライトと表面に形成されているスピネ
ル型酸化鉄との相乗効果によるものと考えている。
本発明においては、抗磁力300〜2000Oeを有する粒子
表面にスピネル型酸化鉄が形成されている板状Srフェラ
イト粒子粉末が得られる。
本発明に係る粒子表面にスピネル型酸化鉄が形成され
ている板状Srフェライト粒子粉末は、粒子表面にスピネ
ル型酸化鉄(Fe3−x/3x/3O4、x<1、□はFeインオ
ン空孔)層が形成されている為、粒子表面自体が改質さ
れ、しかも電気抵抗が主にx値によって左右出来、その
結果、微粒子の磁性や電導性は組成、即ちxやy値によ
って左右される。
次に、本発明実施にあたっての諸条件について述べ
る。
本発明に係る粒子表面にスピネル型酸化鉄が形成され
ている板状Srフェライト微粒子粉末は、板状SrFe12O19
微粒子と、該板状SrFe12O19微粒子中の全Fe(III)に対
してFe(II)が50原子%以下含まれたアルカリ性懸濁液
(pH>9)とを混合し、該混合液を50℃以上で加熱処理
することにより得ることができる。
上記反応におけるスピネル型酸化鉄の形成速度は、主
に過剰のNaOH濃度や加熱温度によって左右される。
本発明におけるアルカリ性懸濁液中に含まれるFe(I
I)量は、板状SrFe12O19微粒子中の全Fe(III)に対
し、50原子%以下である。50原子%を越える場合には、
Fe(II)がFe(OH)として残存するか、またはオキシ
水酸化鉄や酸化鉄として混在する。1原子%未満である
場合には、効果的に磁化値を向上させることができな
い。
本発明における板状SrFe12O19微粒子とFe(II)を含
むアルカリ懸濁液との混合順序は、いずれが先でも、ま
た、同時でもよい。
本発明におけるpHは9以上である。pHが9未満である
場合にはFe(OH)が安定して存在し難い。また、強ア
ルカリ性であればFe(OH)は安定して存在し、同時に
Fe(OH)と板状Srフェライト粒子表面の反応が生起す
るが、工業的効果を考慮すればpHは14.0以下で充分であ
る。
本発明における加熱温度は、50〜100℃である。50℃
未満である場合には、板状Srフェライト粒子表面におけ
るスピネル型酸化鉄の形成速度が著しく小さくなる。ま
た、100℃を越える場合に反応は生起するが、速度が著
しく大きくなり、Fe3O4粒子が単独で生じてくる。
〔実施例〕
次に、実施例及び比較例により本発明を説明する。
尚、以下の実施例並びに比較例における粒子の平均径
は、電子顕微鏡写真により測定した値である。
また、磁化値は粉末状態で10KOeの磁場において測定
したものであり、抗磁力は充填度1.6g/cm3において測定
した値で示したものである。
実施例1 平均径が1.0μmの板状SrFe12O19粒子120g(比表面積
S値11m2/g、磁化M値50emug-1、抗磁力Hc1100Oe)と0.
17molのFe(OH)アルカリ懸濁液とを混合(Fe(III)
に対しFe(II)12.5原子%に該当する。)し、次いで水
を添加することにより、全容1.5(pH12.5)とした
後、該混合液の温度を加熱によって90℃とし、この温度
で可及的に空気の混入を防止しながら1時間液を撹拌し
た。
生成した黒褐色粒子粉末は、別、水洗し、アセトン
処理した後、室温で乾燥した。
電子顕微鏡観察の結果、反応前後に於ける粒子形状や
大きさに著しい差は見出せなかった。
得られた黒褐色粒子粉末は、比表面積S値9m2/gであ
り、抗磁力Hc 900Oe、磁化M値62emug-1であった。
実施例2 実施例1と同一の板状SrFe12O19粒子120gと0.23molのFe
(OH)アルカリ懸濁液とを混合(Fe(III)に対しFe
(II)17.1原子%に該当する。)し、次いで水を添加す
ることにより、全容1.5(pH13.0)とした後、該混合
液の温度を加熱によって90℃とし、この温度で可及的に
空気の混入を防止しながら1時間液を撹拌した。
生成した黒褐色粒子粉末は、別、水洗し、アセトン
処理した後、室温で乾燥した。
電子顕微鏡観察の結果、反応前後に於ける粒子形状や
大きさに著しい差は見出せなかった。
得られた黒褐色粒子粉末は、比表面積S値8m2/gであ
り、抗磁力Hc 800Oe、磁化M値67emug-1であった。
また、得られた黒褐色粒子粉末は、X線回折の結果、
マグネタイトと板状Srフェライトのピークを示してお
り、二層構造を示していることがわかる。
実施例3 平均径が0.8μmの板状SrFe12O19粒子120g(比表面積
S値15m2/g、磁化M値45emug-1、抗磁力Hc1300Oe)と0.
23molのFe(OH)アルカリ懸濁液とを混合(Fe(III)
に対しFe(II)17.1原子%に該当する。)し、次いで水
を添加することにより、全容1.5(pH14.0)とした
後、該混合液の温度を加熱によって70℃とし、この温度
で可及的に空気の混入を防止しながら1時間液を撹拌し
た。
生成した黒褐色粒子粉末は、別、水洗し、アセトン
処理した後、室温で乾燥した。
電子顕微鏡観察の結果、反応前後に於ける粒子形状や
大きさに著しい差は見出せなかった。
得られた黒褐色粒子粉末は、比表面積S値12m2/gであ
り、抗磁力Hc 1000Oe、磁化M値68emug-1であった。
また、得られた黒褐色粒子粉末は、X線回折の結果、
マグネタイトとSrフェライトのピークを示しており、二
層構造を示していることがわかる。
比較例1 平均径が0.2〜0.3μmの板状BaFe11.36Co0.32Ti0.32O
19粒子120g(比表面積S値49m2/g、磁化M値31emug-1
保磁力Hc680Oe)と0.21molのFe(OH)アルカリ懸濁液
とを混合(Fe(III)に対し、Fe(II)17.1原子%に該
当する。)し、次いで、水を添加することにより、全容
1.5(pH12.4)とした後、該混合液の温度を加熱によ
って90℃とし、この温度で可及的に空気の混入を防止し
ながら、1時間液を撹拌した。
生成した黒褐色粒子粉末は、別、水洗し、アセトン
処理した後、室温で乾燥した。電子顕微鏡観察の結果、
反応前後に於ける粒子形状や大きさに著しい差は見出せ
なかった。
得られた黒褐色粒子粉末は、比表面積S値41m2/gであ
り、保磁力Hc 530Oe、磁化M値43emug-1であった。ま
た、得られた黒褐色粒子粉末は、X線回折の結果、Baフ
ェライトとマグネタイトのピークを示しており、二相構
造を示していることがわかる。
〔発明の効果〕 本発明に係る板状Srフェライト粒子粉末は、前出実施
例に示した通り、少ないスピネル型酸化鉄量で大きな磁
化値を有する板状Srフェライト粒子粉末を工業的、経済
的に有利に得ることが出来るので、磁気記録容磁性材
料、特に垂直磁気記録用磁性材料として好適である。
また、本発明により得られる板状Srフェライト微粒子
は、粒子表面がスピネル型酸化鉄で変成されている為、
粒子表面全体が改質され、しかも電気抵抗が低くなると
いう効果をも有する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 平塚 政宏 (56)参考文献 特開 昭63−275103(JP,A) 特公 昭51−23039(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C01G 49/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】板状SrFe12O19微粒子と、該板状SrFe12O19
    微粒子中の全Fe(III)に対してFe(II)が50原子%以
    下含まれたアルカリ性懸濁液(pH>9)とを混合し、該
    混合液を空気の混入を防止しながら50℃以上で加熱処理
    することにより前記板状SrFe12O19微粒子の粒子表面か
    ら内側に向けてスピネル型酸化鉄(Fe3−x/3x/3O4
    x<1)層を形成することにより得られる粒子表面にス
    ピネル型酸化鉄(Fe3−x/3x/3O4、x<1、□はFeイ
    オン空孔)層が形成されているSrフェライト(6yFe
    3−x/3x/3O4・(1−y)SrFe12O19、y<1)微粒
    子からなる磁気記録用板状Srフェライト微粒子粉末。
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