JP3103906B2 - 磁気記録媒体用金属磁性粉末 - Google Patents

磁気記録媒体用金属磁性粉末

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JP3103906B2
JP3103906B2 JP03351307A JP35130791A JP3103906B2 JP 3103906 B2 JP3103906 B2 JP 3103906B2 JP 03351307 A JP03351307 A JP 03351307A JP 35130791 A JP35130791 A JP 35130791A JP 3103906 B2 JP3103906 B2 JP 3103906B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気記録媒体用金属磁
性粉末に関するものであり、特にFeを主体とする金属
磁性粉末の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】磁気記録の分野においては、高密度記録
化,短波長記録化が進められており、これまで広く用い
られてきた酸化物系磁性粉末に代わり、Feを主体とす
る金属磁性粉末が用いられるようになっている。
【0003】前記金属磁性粉末は、例えば針状のオキシ
水酸化鉄を脱水,還元することにより合成されるもの
で、飽和磁化や抗磁力等の点で酸化物系磁性粉末を大幅
に上回る特性を発揮する。
【0004】しかしながら、前記金属磁性粉末は、優れ
た磁気特性を有する反面、表面活性が高く、大気中でも
容易に酸化されてしまうという問題を抱えている。例え
ば、還元状態のFe磁性粉末をそのまま大気中に取り出
すと、急激な酸化により発火が起こり、磁気記録媒体の
磁性粉末として使用するには取り扱いが難しい。さらに
は、保存中や塗料化する際に、あるいは磁気記録媒体と
した後も、経時的な磁気特性の劣化が起こり、長期信頼
性を確保することが難しい。
【0005】このような状況から、磁気記録媒体用の金
属磁性粉末としては、合成したFe磁性粉末を徐々に酸
化し、その表面を酸化鉄(Fe2 O3 、Fe3 O
4、FeO等)で覆った状態として前記不都合を解消し
ている。
【0006】すなわち、磁気記録媒体にこれまで用いら
れているFe磁性粉末は、図2に示すように、針状を有
するFe部11のまわりを酸化防止層である酸化鉄部1
2と焼結防止層である酸化鉄以外の金属酸化物(例えば
酸化アルミニウム)部13で被覆したものであり、近年
は、飽和磁化の経時劣化等を阻止するために、さらにそ
の周囲を2,3−ジヒドロキシナフタレン、2,3−ナ
フタレンジカルボン酸等の有機防錆剤層14で被覆した
ものも開発されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述のよう
にFeのまわりを酸化鉄で被覆した場合、Fe部分に比
べて酸化鉄部分の飽和磁化の値が著しく低いことから、
Fe磁性粉末全体の飽和磁化の値は、純鉄の飽和磁化の
値(218emu/g )に比べて極めて小さなものとなって
しまっている。このため、金属磁性粉末の有する特性を
十分に発揮させることができず、記録出力等の点で不満
を残している。
【0008】そこで本発明は、かかる従来の実情に鑑み
て提案されたものであって、単位重量当たりの飽和磁化
の値が高く、且つ耐酸化性に優れた金属磁性粉末を提供
することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記目的
を達成せんものと長期に亘り鋭意研究を重ねた結果、市
販のFe磁性粉末を水素還元することによって酸化鉄層
を還元除去した後、あるいはFe磁性粉末合成の際に水
素還元工程終了後直ちに、還元雰囲気下で有機防錆剤を
吸着させることにより、極めて高い飽和磁化を有し、且
つ耐酸化性に優れたFe磁性粉末が合成できることを見
出した。
【0010】本発明の磁気記録媒体用金属磁性粉末は、
このような知見に基づいて完成されたものであって、還
元状態のFe磁性粉末に対し、環状エーテル又は鎖状ケ
トンによる第1段階処理及びπ電子系を有してなり単純
π電子近似の分子軌道計算に基づくヘテロ原子上のπ電
荷の値が+0.15〜0.50である化合物又は直鎖カ
ルボン酸による第2段階処理が施されてなるものであ
る。
【0011】すなわち、これまで用いられてきた金属磁
性粉末が、図2に示すように、飽和磁化の値に大きく寄
与するFe部11、飽和磁化の値の小さな酸化鉄部1
2、飽和磁化の値に寄与しない金属酸化物部13、有機
防錆剤層14から形成されているのに対して、本発明の
金属磁性粉末は、図1に示すように、Fe部1、金属酸
化物部2(焼結防止層等としての役割を果たすものであ
り、場合によっては無くともよい。)、有機防錆剤層3
からなる。
【0012】このように、飽和磁化の値の小さな酸化鉄
部を飽和磁化の値の大きなFeに還元することにより、
単位重量当たりの飽和磁化の値が著しく高い金属磁性粉
末となる。
【0013】本発明において、有機防錆剤による表面処
理の対象となる金属磁性粉末は、Feを主体とするFe
磁性粉末であり、Fe粉末の他、Fe−Co系合金粉
末、Fe−Ni系合金粉末、Fe−Co−Ni系合金粉
末、さらにはこれらに種々の特性を改善する目的でA
l、Si、Ti、Cr、Mn、Cu、Zn、Mg、P、
B、V等が添加されたもの等、従来公知のものにいずれ
も適用可能である。
【0014】本発明の金属磁性粉末において、有機防錆
剤による表面処理は、Fe磁性粉末の還元状態で行われ
る。
【0015】したがって、次の式1に従って合成される
市販のFe磁性粉末を用いる場合には、式2に示すよう
に、予め水素還元して酸化鉄部を還元除去した後、有機
防錆剤による表面処理を行う。
【0016】
【式1】
【0017】
【式2】
【0018】また、金属磁性粉末の製造工程中に組み込
む場合には、前記式1及び式2に示す2つの工程を経る
必要はない。この場合には、下記の式3に示すように、
製造工程中のα−Feに直接有機防錆剤を施すことによ
って、より効率的に高飽和磁化Fe磁性粉末を合成する
ことが可能である。勿論、この場合にも有機防錆剤の防
錆機能及び有効性には何ら変わるところはない。
【0019】
【式3】
【0020】上記有機防錆剤による表面処理は、2回に
分けて行う2段階処理である。この2段階処理によれ
ば、酸化の進行をより効果的に抑えることができ、飽和
磁化の低下率を大幅に減少することができる。
【0021】なお、1段階処理の場合には、テトラヒド
ロフラン、テトラヒドロピラン等の環状エーテルが有効
であり、ピリジンやカーボネート類を用いる場合には、
これら化合物を直接、或いは室温で固体のものはこれを
溶解させて、磁性粉末に施せば良い。また、2段階処理
を行う場合には、化1に示す環状エーテルあるいは化2
に示す鎖状ケトンにより1段階目の処理を行い、しかる
後、化3に示すピリジンや化4及び化5に示すカーボネ
ート類により2段階目の処理を行うのが有効である。
【0022】
【化1】 (ただし、式中kは2〜5の整数を表す。)
【0023】
【化2】 (ただし、式中のm,nはそれぞれ0〜2の整数を表
す。)
【0024】
【化3】
【0025】
【化4】
【0026】
【化5】
【0027】2段階目の処理に用いる有機防錆剤として
は、2,3−ジヒドロキシナフタレン、2,3−ナフタ
レンジカルボン酸、シス−1,2−シクロヘキサンジカ
ルボン酸、ピロカテコール等、π電子系を有し、単純π
電子近似の分子軌道計算に基づくヘテロ原子上のπ電荷
の値(ヘテロ原子のπ電子共役系に寄与している電子の
個数から分子軌道計算において得られる結合次数マトリ
ックスの対角要素である電子密度を差し引いた値であ
り、一般にプラスの値が大きいほど強い酸であることを
示す。)が+0.15〜+0.50であるもの、或いは
直鎖モノカルボン酸CH3 (CH2 )j−2 CO
OH(ただし、式中jは10〜30の整数を表す。)が
挙げられる。
【0028】上記金属磁性粉末は、上記有機防錆剤によ
って表面処理を施され、しかる後に結合剤や有機溶剤、
さらには分散剤、潤滑剤、研磨剤、帯電防止剤等と共に
混練され、磁性塗料とされる。そして、この磁性塗料を
非磁性支持体上に塗布することによって磁性層が形成さ
れ、磁気記録媒体とされる。ここで、結合剤、有機溶
剤、分散剤、潤滑剤、研磨剤、帯電防止剤等としては、
公知のものがいずれも使用できる。
【0029】
【作用】還元状態のFe磁性粉末においては、飽和磁化
の値に大きく寄与するFe部が大部分を占め、単位重量
当たりの飽和磁化の値が著しく高い。
【0030】この還元状態のFe磁性粉末に対し、有機
防錆剤による2段階表面処理を施すと、酸化に対して極
めて安定なものとなり、急激な酸化による発火や磁気特
性の経時劣化が解消され、しかも飽和磁化の値が高いレ
ベルで維持される。
【0031】
【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて説明する。
【0032】比較例1 本比較例は、市販のFe磁性粉末を用い、予め水素還元
した後、テトラヒドロフランによる防錆処理を施した例
である。
【0033】市販のFe磁性粉末(Feの表面に酸化鉄
層が設けられたもの。飽和磁化124emu/g )を反応容
器内に緩やかに充填し、当該反応容器の内部が十分に水
素雰囲気となるまで水素フローを続けた後、そのまま5
00℃に加熱して3時間水素還元処理を行った。
【0034】その後、水素フローの状態のまま室温近く
まで放置冷却し、次いでFe磁性粉末が大気に触れない
状態で水素フローを停止し、引き続いてテトラヒドロフ
ランを反応容器内に注入した。
【0035】以上の操作によって得られた試料を反応容
器から取り出し、余分なテトラヒドロフランを真空乾燥
した。
【0036】なお、水素還元された直後(テトラヒドロ
フランを注入する前)のFe磁性粉末は、酸化鉄からな
る酸化防止層が無いために非常に発火もしくは酸化し易
く、酸素や水分から完全に隔離しておく必要があり、そ
のままでは磁性塗料に用いることはできなかった。
【0037】上述のようにテトラヒドロフランで防錆処
理した後、真空乾燥した試料の飽和磁化の値は、初期値
で160emu/g であり、加速試験(温度60℃,相対湿
度90%の下に2週間放置。)を行った後の値で127
emu/g であった。
【0038】このことは、次の二つの視点から評価する
ことが可能である。先ず、一つは、初期飽和磁化の値が
極めて高く、高出力用磁性材料としての有用性を有する
ということである。もう一つは、加速試験の後でさえ未
処理試料(市販のFe磁性粉末)と同等以上の飽和磁化
を有しているため、磁性材料としての寿命の大幅な向上
が達成されたということである。特に、後者は、商品ラ
イフの向上という点から十分に意義深いものであると考
えられる。
【0039】実施例1 本実施例は、市販のFe磁性粉末を用い、予め水素還元
した後、テトラヒドロフランによる第1防錆処理を行
い、更に2,3−ナフタレンジカルボン酸による第2防
錆処理を行った例である。
【0040】市販のFe磁性粉末(Feの表面に酸化鉄
層が設けられたもの。飽和磁化126emu/g )を反応容
器内に緩やかに充填し、当該反応容器の内部が十分に水
素雰囲気となるまで水素フローを続けた後、そのまま5
00℃に加熱して3時間水素還元処理を行った。
【0041】その後、水素フローの状態のまま室温近く
まで放置冷却し、次いでFe磁性粉末が大気に触れない
状態で水素フローを停止し、引き続いてテトラヒドロフ
ランを反応容器内に注入した。これを第1防錆処理とす
る。
【0042】次に、以上の操作によって得られた試料を
反応容器から取り出し、余分なテトラヒドロフランを真
空乾燥した後、テトラヒドロフランに溶解した2,3−
ナフタレンジカルボン酸飽和溶液中に浸漬した。これを
第2防錆処理とする。
【0043】第2防錆処理を終えたFe磁性粉末は、有
機溶媒で十分に洗浄した後に真空乾燥し、試料とした。
【0044】得られた試料の飽和磁化の初期値、上記比
較例1と同じ条件下での加速試験後の値及び飽和磁化の
低下率を次の表1に示す。なお、この表1には、防錆処
理をテトラヒドロフランのみ(比較例1)、あるいは
2,3−ナフタレンジカルボン酸のみとした場合の結果
についても、併せて記載した。
【0045】
【表1】
【0046】この表を見ると、2段階処理を行った試料
は、初期の飽和磁化の値が160emu/g という著しく高
い値を有しており、またそれにもかかわらず、二週間の
加速試験における飽和磁化の低下率は、酸化鉄層を有す
る市販のFe磁性粉末と同等であった。このことは、高
出力用磁性材料としての有用性を示すとともに、優れた
防錆性を示すものである。
【0047】これに対して、テトラヒドロフランのみ、
あるいは2,3−ナフタレンジカルボン酸のみとした場
合には、初期の飽和磁化の値は著しく高いものの、飽和
磁化の低下率がいずれも20%を上回り、防錆性の点で
やや劣っている。
【0048】実施例2 本実施例は、実施例1と同様にして市販のFe磁性粉末
に対して水素還元処理及び第1防錆処理を行った後、各
種直鎖モノカルボン酸による第2防錆処理を行った例で
ある。
【0049】即ち、上記実施例1において第2防錆処理
を行う際に用いた2,3−ナフタレンジカルボン酸飽和
溶液をテトラデカン酸飽和溶液、ノナデカン酸飽和溶液
もしくはテトラコサン酸飽和溶液にそれぞれ代えて、そ
の他は実施例1と同様にして試料を作製した。
【0050】得られた試料の飽和磁化の初期値、上記比
較例1と同じ条件下での加速試験後の値及び飽和磁化の
低下率を次の表2に示す。なお、この表2には、水素還
元も防錆処理もおこなわず、酸化鉄層を有するままの状
態のFe磁性粉末の結果についても、併せて記載した。
【0051】
【表2】
【0052】表2に示すように、第2防錆処理を行う際
に防錆剤として直鎖モノカルボン酸を用いた場合では、
初期の飽和磁化の値が160emu/g 程度と非常に高く、
それにもかかわらず、二週間の加速試験を行った後でも
飽和磁化の低下率は約10〜12%程度に止まってお
り、酸化鉄層を有するままの状態のFe磁性粉末と同等
であることが判った。このことは、高出力用磁性材料と
しての有用性を示すとともに、優れた防錆性を示すもの
である。
【0053】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明においては、還元状態のFe磁性粉末に対して所定の
化合物を用いて有機防錆剤による2段階表面処理を施し
ているので、飽和磁化の値が著しく高く、且つ耐酸化性
に優れ経時劣化の少ない金属磁性粉末を提供することが
可能である。
【0054】また、本発明の金属磁性粉末は、急激な酸
化による発火等の心配もないため、取り扱いが容易であ
り、そのまま磁性塗料等に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した金属磁性粉末の一例を模式的
に示す拡大断面図。
【図2】酸化鉄層を有する金属磁性粉末を模式的に示す
拡大断面図。
【符号の説明】
1・・・Fe部 2・・・金属酸化物部 3・・・有機防錆剤層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−174903(JP,A) 特開 昭62−174904(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 5/712 B22F 1/02 H01F 1/06

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 還元状態のFe磁性粉末に対し、環状エ
    ーテル又は鎖状ケトンによる第1段階処理及びπ電子系
    を有してなり単純π電子近似の分子軌道計算に基づくヘ
    テロ原子上のπ電荷の値が+0.15〜0.50である
    化合物又は直鎖カルボン酸による第2段階処理が施され
    てなる磁気記録媒体用金属磁性粉末。
JP03351307A 1991-01-18 1991-12-13 磁気記録媒体用金属磁性粉末 Expired - Fee Related JP3103906B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107615412A (zh) * 2015-06-02 2018-01-19 同和电子科技有限公司 磁性混合物以及天线
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