JP2806618B2

JP2806618B2 - 針状バリウムフェライト磁性粉の製造方法

Info

Publication number: JP2806618B2
Application number: JP2273049A
Authority: JP
Inventors: 博則作本; 久美子末藤; 秀樹安藤; 明鈴木; 光男杉本
Original assignee: Kanto Denka Kyogyo Co.,Ltd.
Current assignee: Kanto Denka Kyogyo Co.,Ltd.
Priority date: 1990-10-11
Filing date: 1990-10-11
Publication date: 1998-09-30
Anticipated expiration: 2013-09-30
Also published as: JPH04149030A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、高密度磁気記録方式用垂直磁気記録方式の
塗布型媒体に使用する針状バリウムフェライト磁性粉の
製造方法、詳しくは、針状で、焼結がきわめて少なく、
且つ飽和磁化の高いバリウムフェライト磁性粉の製造方
法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、バリウムフェライト磁性粉には板状のものと針
状のものが知られている。板状のものの製造法として
は、例えば、共沈法、ガラス結晶化法、水熱合成法等、
種々の方法が知られている。また、針状のものの製造法
としては、例えば、針状のオキシ水酸化鉄等を炭酸バリ
ウム等で被覆した後、焼成する方法（特開昭61−104602
号公報参照）が知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、針状のものは、原料鉄化合物の針状形状を焼
成時に保持するのが難しく、焼成温度が低ければ、針状
を保持できるが、飽和磁化が低くなり、また焼成温度が
高ければ、飽和磁化を高くできるが、焼結してしまい針
状が保持できなくなるという問題があった。焼成温度を
低くして時間を長くする方法もあるか、やはり焼結も時
間と共に進行するし、生産効率からも好ましい方法とは
いえない。

また、特開昭61−104602号公報に記載されている製造
法においては、炭酸バリウムによるオキシ水酸化鉄の被
覆を、塩化バリウムに重炭酸ソーダ又は炭酸ソーダを反
応させる方法により行っているが、この方法では、炭酸
バリウムを充分に微細なコロイド粒子としてオキシ水酸
化鉄に被覆することができず、得られるバリウムフェラ
イト磁性粉の磁気特性が不充分であった。これは、生成
する炭酸バリウムが充分に微細でないこと、及びバリウ
ムの一部が溶出してしまうためである。

従って、本発明の目的は、前記問題点を解決し、針状
で、焼結しておらず、下つ飽和磁化が従来のものと比較
して飛躍的に向上したバリウム打フェライト磁性粉の製
造方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は、上記目的を達成すべく鋭意検討した結
果、バリウム化合物で被覆した針状のオキシ水酸化鉄又
は酸化鉄を焼成して針状バリウムフェライト磁性粉を製
造する際に、予め、上記オキシ水酸化鉄又は酸化鉄にリ
ン酸を添加しておくことにより、焼結がきわめて少なく
なり、しかも、飽和磁化が向上した針状バリウムフェラ
イト磁性粉が得られることを知見した。

また、本発明者等は、針状のオキシ水酸化鉄又は酸化
鉄をバリウム化合物で被覆する際に、塩化バリウム等の
水溶性バリウム化合物を含む針状のオキシ水酸化鉄又は
酸化鉄のスラリーに、水酸化アルカリを添加してpHを８
以上にし、このスラリーに炭酸ガス又は炭酸塩の炭酸源
を添加し、pH8〜12の範囲で炭酸バリウムを析出させる
ことにより、微細な炭酸バリウムのコロイド粒子を生成
させることができ、上記オキシ水酸化鉄又は酸化鉄を炭
酸バリウムで均一に被覆でき、磁気特性の優れた針状バ
リウムフェライト磁性粉が得られることを知見した。

本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、針状
のオキシ水酸化鉄又は酸化鉄、水溶性バリウム化合物、
及び水酸化アルカリを含む、pHが８以上の水分散スラリ
ーに、炭酸ガス及び／又は炭酸塩を添加しpH8〜12とし
て上記オキシ水酸化鉄又は酸化鉄の表面を炭酸バリウム
で被覆し、次いで、リン酸を添加し、濾過、水洗、乾燥
した後、700〜1000℃で焼成することを特徴とする針状
バリウムフェライト磁性粉の製造方法を提供するもので
ある。

以下、本発明のバリウムフェライト磁性粉の製造方法
について詳述する。

本発明で用いられる針状のオキシ水酸化鉄及び酸化鉄
としては、α−FeOOH、β−FeOOH、γ−FeOOH、α−Fe₂
O₃、及びγ−Fe₂O₃で何れであっても良いが、良好な針
状バリウムフェライトを得るためには、枝分かれのない
もの、粒度分布の揃ったものが好ましく、平均長軸長0.
1〜1.0μｍ及び平均短軸長0.01〜0.1μｍの範囲のもの
を使用するのが好ましい。

而して、本発明のバリウムフェライト磁性粉の製造方
法を実施するには、先ず、上記オキシ水酸化鉄又は酸化
鉄（以下、原料鉄化合物という）を次のようにして炭酸
バリウムで被覆する。

原料鉄化合物及び塩化バリウム等の水溶性バリウム化
合物を水に加えて、原料鉄化合物の水分散スラリーを調
製する。この際、スラリー農度は、原料鉄化合物５〜7g
/程度とするのが好ましい。

次いで、上記スラリーに水酸化アルカリを添加して、
スラリーのpHを８以上にした後、炭酸ガス及び／又は炭
酸塩を添加し、pH8〜12の範囲で炭酸バリウムを析出さ
せて、炭酸バリウムで被覆された原料鉄化合物を得る。
即ち、例えば、水溶性バリウム化合物として塩化バリウ
ムを用いた場合、水酸化アルカリの添加によりスラリー
中の塩化バリウムは水酸化バリウムとなるが、pH8以上
では水酸化バリウムの水に対する溶解度はBaO換算で3.8
4g/100g（20℃）であるから、溶解度以下の濃度にして
おけば水酸化バリウムは溶解している。この状態で炭酸
源を添加すると、速やかに微細な炭酸バリウムが析出
し、原料鉄化合物に被着するのである。この際、スラリ
ーのpHを８〜12の範囲に保持するのは、pHを７以上にす
ると炭酸バリウムが溶解し始め、またpHを12超とすると
充分に微細な炭酸バリウムが得られないからである。

また、上記水酸化アルカリとしては、水酸化ナトリウ
ムが好ましく、また、上記炭酸塩としては、炭酸ナトリ
ウム、炭酸水素ナトリウム等が好ましい。

次いで、上記の如くして炭酸バリウムで被覆された原
料鉄化合物に、リン酸を添加する。

リン酸の添加方法は特に制限はなく、リン酸を水に希
釈して一度に加えても良く、滴下ロート等で徐々に加え
ても良い。

リン酸の添加後、充分に撹拌し、次いで濾過、水洗、
乾燥を行い、粉末を得る。この粉末にリンが含有されて
いることは蛍光Ｘ線分析で確認できる。リンがどのよう
な形でとり込まれるかは明確ではない。しかし、Ba₃（P
O₄）_２がBaCO₃の飽和溶液とリン酸との反応により生成
することが化学大辞典（共立出版社、昭和37年発行）に
記載されており、本反応条件はまさにそれに該当するの
で、BaCO₃の一部がBa₃（PO₄）_２に置き換わるものと考
えられる。リン酸の添加により飽和磁化を高くできるこ
とは、本発明者等が鋭意検討の結果、発見したものであ
り、リン酸の添加量は、Feに対して0.1〜1.5モル％程度
が好ましい。0.5モル％程度で飽和磁化が最高となる。
一般に、リン酸はγ−Fe₂O₃の製造などにおいても、分
散剤又は焼結防止剤として知られているが、飽和磁化を
向上させる効果があることは知られていない。このよう
な効果が奏される理由としては、リンがBaCO₃の分解及
びBaのフェライト内拡散を促進する触媒として寄与する
のではないかと考えられる。

然る後、上記の如くして得られた粉末を700〜1000℃
で焼成し、本発明に係る針状バリウムフェライト磁性粉
を得る。

焼成温度が700℃のように低い場合は、100時間のよう
な長時間の焼成により充分な飽和磁化を得ることができ
る。また、焼成が1000℃のような高温の場合は、数分〜
数10分で充分な飽和磁化が得られる。更に好ましくは、
800℃で５時間、又は900℃で１時間のような焼成条件で
ある。即ち、焼成温度800〜900℃、焼成時間１〜５時間
が現実的な範囲として推奨できる。

この様にして得られる本発明に係るバリウムフェライ
ト磁性粉は、長さ0.1〜1.0μｍ及び幅0.01〜0.1μｍの
針状粉末であり、焼結がきわめて少なく且つ飽和磁化が
高いものである。

尚、本発明においては、焼成する前に酸化硼素（B
₂O₃）や酸化ビスマス（Bi₂O₃）等の融剤を加えても良
い。B₂O₃は750℃以上で飽和磁化を向上させる効果があ
るが、焼結も促進する。また、Bi₂O₃は850℃付近、即ち
Bi₂O₃の融点付近で飽和磁化を向上させる効果がある。
これらの融剤は、バリウムフェライトに対して１重量％
程度の添加では焼結はほとんど進まない。従って、融剤
を添加する場合、その好ましい添加量は１〜５重量％で
ある。

また、本発明においては、保磁力制御剤としてのCo及
びTiを添加することもでき、これらの添加は、バリウム
化合物被着と同時あるいはその前後に行えば良い。

〔実施例〕

以下に実施例を比較例と共に挙げ、本発明を更に具体
的に説明する。

実施例１〜４針状ゲーサイト（α−FeOOH）66.6g及び塩化バリウム
（BaCl₂・2H₂O）16.8gを脱イオン水に加えて10の分散
スラリーとし、これを撹拌しながら、水酸化ナトリウム
（NaOH）11gを脱イオン水に溶解して加え、スラリーのp
Hを12にする。これに炭酸ガスを３／分で８分間通
じ、スラリーのpHを10.5とする。これにリン酸水溶液を
下記表１に示す割合で加え、良く撹拌する。得られたス
ラリーを濾過、水洗、乾燥して固型物を得る。得られた
固型物を空気雰囲気下で900℃で１時間焼成して、針状
バリウムフェライト磁性粉をそれぞれ得た。

得られたバリウムフェライト磁性粉は、何れも、Ｘ線
回析スペクトルによりマグネトプランバイト型であるこ
とを確認した。また、これらのバリウムフェライト磁性
粉それぞれについて、振動試料型磁力計で磁気特性を、
透過型電子顕微鏡で焼結状態をそれぞれ測定した。その
結果を下記表１に示す。

実施例５実施例１〜４において、炭酸ガスを３／分で８分間
通じる代わりに、炭酸ナトリウム（Na₂CO₃）14.57gを脱
イオン水に溶解したものを加える以外は、実施例１〜４
と同様にして針状バリウムフェライト磁性粉を得た。

得られたバリウムフェライト磁性粉の磁気特性及び焼
結状態を実施例１〜４と同様の方法で測定した。その結
果を下記表１に示す。

実施例６針状ゲーサイト（α−FeOOH）55.5g、塩化バリウム
（BaCl₂・2H₂O）16.8g、塩化コバルト（CoCl₂・2H₂O）1
0.4g及び塩化チタン（TiCl₄）11.9gを脱イオン水に加え
て10の分散スラリーとし、これを撹拌しながら、水酸
化ナトリウム（NaOH）26gを脱イオン水に溶解して加
え、スラリーのpHを12にする。これに炭酸ナトリウム
（Na₂Co₃）14.57gを脱イオン水に溶解したものを加え、
スラリーのpHを10.5とする。これにリン酸水溶液を下記
表１に示す割合で加え、良く撹拌する。得られたスラリ
ーを濾過、水洗、乾燥して固型物を得る。得られた固型
物を空気雰囲気下で900℃で５時間焼成して、針状バリ
ウムフェライト磁性粉を得た。

比較例１実施例１〜４において、リン酸水溶液を添加しない以
外は、実施例１〜４と同様にして針状バリウムフェライ
ト磁性粉を得た。

比較例２針状ゲーサイト（α−FeOOH）66.6g及び塩化バリウム
（BaCl₂・2H₂O）16.8gを脱イオン水に加えて10の分散
スラリーとした。これに炭酸水素ナトリウム（NaHCO₃）
11.55gの脱イオン水に溶解して加える。これにリン酸水
溶液を下記表１に示す割合で加え、良く撹拌する。得ら
れたスラリーを濾過、水洗、乾燥して固型物を得る。得
られた固型物を空雰囲気下で900℃で１時間焼成して、
針状バリウムフェライト磁性粉を得た。

比較例３比較例２において、炭酸水素ナトリウム（NaHCO₃）を
加える代わりに、炭酸ナトリウム（Na₃CO₃）14.57gを加
える以外は、比較例２と同様にして針状バリウムフェラ
イト磁性粉を得た。

〔発明の効果〕本発明のバリウムフェライト磁性粉の製造方法によれ
ば、針状で、焼結がきわめて少なく、且つ飽和磁化が従
来のものと比較して飛躍的に向上したバリウムフェライ
ト磁性粉を得ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木明群馬県渋川市金井425番地関東電化工業株式会社研究開発センター内 (72)発明者杉本光男東京都練馬区氷川台４―56―５ (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C01G 49/00 - 49/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】針状のオキシ水酸化鉄又は酸化鉄、水溶性
バリウム化合物、及び水酸化アルカリを含む、pHが８以
上の水分散スラリーに、炭酸ガス及び／又は炭酸塩を添
加しpH8〜12として上記オキシ水酸化鉄又は酸化鉄の表
面を炭酸バリウムで被覆し、次いで、リン酸を添加し、
濾過、水洗、乾燥した後、700〜1000℃で焼成すること
を特徴とする針状バリウムフェライト磁性粉の製造方
法。