JP3169105B2

JP3169105B2 - 鉄を主成分とする針状合金磁性微粒子粉末及びその製造法

Info

Publication number: JP3169105B2
Application number: JP25776893A
Authority: JP
Inventors: 泰孝大田; 浩史川崎; 寛福井
Original assignee: Shiseido Co Ltd; Toda Kogyo Corp
Current assignee: Shiseido Co Ltd; Toda Kogyo Corp
Priority date: 1993-09-20
Filing date: 1993-09-20
Publication date: 2001-05-21
Anticipated expiration: 2016-05-21
Also published as: JPH0794310A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、微粒子であって、高い
保磁力と大きな飽和磁化とを有し、且つ、Ｓ．Ｆ．Ｄ．
が優れており、しかも、磁性微粒子表面と水蒸気との相
互作用エネルギー強度Ｃ値が大きい鉄を主成分とする針
状合金磁性微粒子粉末及びその製造法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、磁気記録再生用機器の小型軽量化
が進むにつれて磁気テープ、磁気ディスク等の磁気記録
媒体に対する高性能化の必要性が益々高まってきた。即
ち、高密度記録、高出力特性、殊に、周波数特性の向上
及びノイズレベルの低下が要求されている。このような
諸特性を有する磁気記録媒体を得る為には、使用される
磁性粒子粉末が、微粒子であって、高い保磁力と大きな
飽和磁化とを有し、且つ、Ｓ．Ｆ．Ｄ．が優れており、
しかも、ビヒクル中への分散性が優れていることが要求
される。

【０００３】近年、高出力並びに高密度記録に適する磁
性粒子粉末、即ち、高い保磁力と大きな飽和磁化とを有
する磁性粒子粉末の開発が盛んであり、そのような特性
を有する磁性粒子粉末として第一鉄塩と、水酸化アルカ
リ、炭酸アルカリ等のアルカリ性水溶液との中和沈澱物
を酸化することにより得られた針状含水酸化第二鉄微粒
子又は該針状含水酸化第二鉄微粒子を加熱焼成して得ら
れた針状ヘマタイト微粒子を出発原料粒子とし、該出発
原料粒子を還元性ガス中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、該粒子表面に酸化被
膜を生成させることにより得られる鉄を主成分とする針
状合金磁性粒子粉末が知られており、実用化がなされて
いる。

【０００４】そして、近時における磁気記録媒体の特性
向上への要求は高まる一方であり、これにともなって、
鉄を主成分とする針状合金磁性粒子粉末の諸特性の向上
も強く要求されている。

【０００５】先ず、磁気記録媒体のノイズレベルは、磁
気記録媒体の製造に際して使用される鉄を主成分とする
針状合金磁性粒子粉末の粒子サイズや１個の粒子を構成
する一次粒子、即ち、Ｘ線粒径の大きさと密接な関係が
あり、粒子サイズやＸ線粒径の大きさが小さくなればな
る程ノイズレベルは低くなる傾向にあることが広く知ら
れており、近時、殊に、０．２μｍ以下の微細な鉄を主
成分とする針状合金磁性微粒子粉末が要求されている。

【０００６】次に、磁気記録媒体の高出力化を望むため
には鉄を主成分とする針状合金磁性粒子粉末のＳ．Ｆ．
Ｄ．（ＳｗｉｔｃｈｉｎｇＦｉｅｌｄＤｉｓｔｒｉ
ｂｕｔｉｏｎ）が優れていることが要求される。

【０００７】この事実は、特開昭６３−２６８２１号公
報の「第１図は、上記した磁気ディスクについて測定さ
れたＳ．Ｆ．Ｄ．と記録再生出力との関係を示す図であ
る。‥‥Ｓ．Ｆ．Ｄ．と記録再生出力の関係は、第１図
から明らかな様に直線になりこれにより、Ｓ．Ｆ．Ｄ．
の小さい強磁性粉末を使うことで、、記録再生出力が上
がることがわかる。即ち、記録再生出力を高出力を得る
ためには、Ｓ．Ｆ．Ｄ．は小さい方が望ましく、通常以
上の出力を得るには、０．６以下のＳ．Ｆ．Ｄ．が必要
である。」なる記載の通りである。

【０００８】一般的に、鉄を主成分とする針状合金磁性
粒子粉末の粒子サイズが微細になればなる程、保磁力は
向上し、磁気記録媒体のノイズレベルは改良される傾向
にあるが、一方、粒子の表面活性が非常に大きくなるの
で、酸素含有の不活性ガスを用いて酸素濃度を徐々に増
加する等の通常の方法により酸化被膜を形成すると空気
中の酸素と急激に反応して、粒子に対する酸化被膜の割
合が相対的に増加し、しかも、酸化被膜が粗く且つ不均
一となる。その結果、保磁力の分布が生じてＳ．Ｆ．
Ｄ．の劣化をきたすこととなるのである。この現象は、
粒子サイズが微細化すればする程生じやすくなる傾向が
ある。

【０００９】ところで、磁気記録媒体用の樹脂として従
来から広く使用されているＯＨ基を持つ樹脂は、磁性粒
子粉末をビヒクル中に分散させる為、多量の分散剤を存
在せる必要があり、その結果、塗膜中に残存した分散剤
が塗膜の粘性等の表面性に影響し、環境温度の変化等に
よって使用時の運転不良が生起する等の問題点が指摘さ
れている。その為、近年、ビヒクル中に混合する分散剤
を極力減らす方向にあり、樹脂の種類、磁性粒子粉末の
表面性等について種々検討が行われている。そして、樹
脂としては、上記ＯＨ基を持つ樹脂に代えてより強い極
性官能基を有する樹脂、即ち、ＣＯＯＨ基、ＳＯ₃Ｍ
（Ｎａ、Ｋ）、ＯＳＯ₃Ｍ（Ｎａ、Ｋ）、ＯＰＯ₃Ｈ₂
基等の親水性を有する酸性官能基やＮＨ₂基等の塩基性
官能基を持つ樹脂が使用されつつあり、一方、磁性粒子
粉末に対しては、上記の強い極性官能基を有する樹脂を
含むビヒクル中における分散性が優れていることが強く
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
粉末の諸特性を改良する為に粒子表面を有機ケイ素化合
物等の有機化合物で被覆する方法が各種試みられてお
り、鉄を主成分とする針状合金磁性粒子粉末の粒子表
面をアミノシラン化合物で被覆する方法( 特開昭５４−
７３１０号公報、特公昭５６−４０８９１号公報、特開
昭５８−１５５１７号公報、特開昭５９−２８２３０号
公報）、還元後の鉄を主成分とする針状合金磁性粒子
粉末と気相状態の有機ケイ素化合物とを接触させる方法
（特開昭６０−１５４５０２号公報、特開平２−２６７
９０３号公報、特開平３−１６１９０４号公報、特開平
３−１７５６０３号公報、特開平５−１５９２８０号公
報）等がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】微粒子であって、高い
保磁力と大きな飽和磁化とを有し、且つＳ．Ｆ．Ｄ．が
優れており、しかも、強い極性官能基を有する樹脂を含
むビヒクル中における分散性が優れている鉄を主成分と
する針状合金磁性微粒子粉末は、現在最も要求されてい
るところであるが、これら諸特性を十分満足する鉄を主
成分とする針状合金磁性微粒子粉末は、未だ得られてい
ない。

【００１２】即ち、前出記載の公知方法は、鉄を主成
分とする針状合金磁性微粒子粉末の粒子表面に酸化被膜
を生成して安定化させた後、アミノシラン化合物で表面
被覆させるものであるから、分散性や酸化安定性を改良
するものではあっても、磁気特性を改良するものではな
く、保磁力値、飽和磁化値、Ｓ．Ｆ．Ｄ．値等において
未だ満足すべきものではなかった。

【００１３】前出記載の公知方法は、還元後の鉄を主
成分とする針状合金磁性微粒子粉末を有機ケイ素化合物
で被覆処理して緻密且つ均一な酸化被膜を形成させるこ
とによって、磁気特性を改良するものであるが、強い官
能基を有する樹脂を含むビヒクル中における分散性は未
だ十分なものとは言い難いものであった。

【００１４】そこで、本発明は、微粒子であって、高い
保磁力と大きな飽和磁化とを有し、且つＳ．Ｆ．Ｄ．が
優れており、しかも、強い極性官能基を有する樹脂を含
むビヒクル中における分散性が優れている鉄を主成分と
する針状合金磁性微粒子粉末を得ることを技術的課題と
する。

【００１５】

【課題を解決するための手段】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。

【００１６】即ち、本発明は、磁性微粒子表面がアミノ
プロピルトリメトキシシランモノマー又はアミノプロピ
ルトリエトキシシランモノマーもしくは当該両モノマー
から重合形成されるポリマーによって被覆されている平
均長軸径０．２μｍ以下の鉄を主成分とする針状合金磁
性微粒子からなり、保磁力値が１５００Ｏｅ以上、飽和
磁化値が１４０ｅｍｕ／ｇ以上であって、Ｓ．Ｆ．Ｄ．
値が０．３８以下であり、且つ、前記磁性微粒子表面と
吸着水蒸気との相互作用エネルギー強度Ｃ値が１５以上
である鉄を主成分とする針状合金磁性微粒子粉末並びに
針状含水酸化第二鉄微粒子又は該針状含水酸化第二鉄微
粒子を加熱焼成して得られた針状ヘマタイト微粒子を還
元性ガス中で加熱還元して鉄を主成分とする針状合金磁
性微粒子とした後、アミノプロピルトリメトキシシラン
モノマー又はアミノプロピルトリエトキシシランモノマ
ーもしくは当該両モノマーと気相中で接触させることに
より前記鉄を主成分とする針状合金磁性微粒子の粒子表
面を前記モノマーから重合形成されるポリマーによって
被覆し、次いで、酸化処理することからなる鉄を主成分
とする針状合金磁性微粒子粉末の製造法である。

【００１７】以下、本発明実施にあたっての諸条件につ
いて述べる。

【００１８】本発明に係る鉄を主成分とする針状合金磁
性微粒子粉末は、磁性微粒子表面が特定のモノマーから
重合形成される特定のポリマーによって被覆されてい
る。

【００１９】本発明における特定のモノマーはアミノプ
ロピルトリメトキシシランとアミノプロピルトリエトキ
シシランであり、市販のものを使用すれば良い。

【００２０】上記の化合物は、それぞれ単独で、または
それらの混合物の形で使用することができる。

【００２１】特定のモノマーから重合形成されるポリマ
ーの構造は、下記に説明する通り、網目構造を呈してお
り、該網目構造が、均一且つ緻密に成長している。

【００２２】特定のモノマーから重合形成されるポリマ
ーが網目構造に成長していく場合、特定のモノマーの加
水分解反応の進行から誘導される化１で示される単位が
増加してくる。

【００２３】

【化１】

【００２４】そして、この単位の含有量が多くなって網
目構造が発達すると、加熱によってもシリコーン化合物
が解離することなくＳｉ酸化物が形成されるので、網目
構造が発達しているか否かは熱分解後におけるＳｉ量の
減少量と熱分解後におけるＣ量およびＳｉ量のそれぞれ
を測定して得られるＣ量とＳｉ量のモル比率Ｃ／Ｓｉと
によって確認することができる。即ち、熱分解後のＳｉ
量の減少がなく、且つ、Ｃ量とＳｉ量のモル比率Ｃ／Ｓ
ｉ値が小さくなる程、網目構造が発達していることを意
味する。

【００２５】また、上記単位は、特定のモノマーの加水
分解反応の進行から誘導されるものであるから、網目構
造が発達しているか否かは、加水分解反応の進行の程度
によても確認することができる。即ち、特定のモノマー
のＯＲ基（Ｒはメチル基、エチル基）の加水分解反応率
が７０％以上であれば実質的に網目構造が発達している
ものと言える。加水分解反応率が高くなる程、網目構造
の発達も顕著になる傾向にあり、好ましくは８０％以
上、さらに好ましくは９０％以上である。

【００２６】本発明におけるポリマーの被覆量は、被処
理粒子中のＦｅに対しＳｉ換算で０．１〜１０重量％、
好ましくは、０．２〜８．０重量％である。０．１重量
％未満の場合には、粒子の表面活性を抑制する効果が十
分ではない為、酸化被膜が厚くなり、しかも粗く且つ不
均一となりやすく、磁気特性、殊に飽和磁化の低下を来
たし、Ｓ．Ｆ．Ｄ．も悪化しやすい。１０重量％を越え
る場合には、磁気特性に関与しない成分が増加すること
によって得られる鉄を主成分とする針状合金磁性微粒子
粉末の飽和磁化が低下しやすい。

【００２７】本発明における鉄を主成分とする針状合金
磁性微粒子粉末は、平均長軸径が０．２μｍ以下であ
る。平均長軸径が０．２μｍを越えると、ノイズレベル
が低下し好ましくない。ただし長軸径があまりに小さす
ぎると高い保磁力と大きな飽和磁化が得られにくくなる
ので、０．０５μｍ以上が好ましい。

【００２８】本発明における鉄を主成分とする針状合金
磁性微粒子粉末は、保磁力値が１５００Ｏｅ以上、好ま
しくは１６００Ｏｅ以上、さらに好ましくは１６５０Ｏ
ｅ以上である。

【００２９】保磁力値が１５００Ｏｅ未満の場合は、高
密度記録、特に電磁変換特性における高域出力が低下す
るので好ましくない。

【００３０】本発明においては、２２００Ｏｅ程度の高
い保磁力を有する鉄を主成分とする針状合金磁性微粒子
粉末を得ることができる。保磁力値は、現状の磁気記録
媒体への書き込み能力を考慮して、ヘッド機能に対応し
て適宜定めればよい。

【００３１】本発明における鉄を主成分とする針状合金
磁性微粒子粉末は、飽和磁化値１４０ｅｍｕ／ｇ以上で
ある。

【００３２】飽和磁化値１４０ｅｍｕ／ｇ未満の場合
は、記録再生出力において高出力が得られ難いため好ま
しくない。

【００３３】本発明における鉄を主成分とする針状合金
磁性微粒子粉末は、Ｓ．Ｆ．Ｄ．値が０．３８以下であ
る。

【００３４】Ｓ．Ｆ．Ｄ．値が０．３８を越える場合に
は、記録再生出力において高出力が得られにくくなる。

【００３５】本発明における鉄を主成分とする針状合金
磁性微粒子粉末は、その表面と吸着水蒸気との相互作用
エネルギー強度Ｃ値が１５以上である。

【００３６】Ｃ値が１５未満の場合には、強い極性官能
基を有する樹脂を含むビヒクル中への分散性が困難とな
る。

【００３７】本発明に係る鉄を主成分とする針状合金磁
性微粒子粉末は、出発原料粒子を還元性ガス中で加熱還
元して鉄を主成分とする針状合金磁性微粒子とした後、
特定のモノマーと気相中で接触させることにより前記鉄
を主成分とする針状合金磁性微粒子の粒子表面を前記特
定のモノマーから重合形成されるポリマーによって被覆
し、次いで、酸化処理することにより得ることができ
る。

【００３８】本発明における出発原料粒子としては、長
軸径０．０５〜０．５μｍ、好ましくは０．０８〜０．
３μｍであり、且つ、軸比（長軸径／短軸径）３以上、
好ましくは５以上の針状含水酸化第二鉄微粒子を用いる
ことができる。ここで、針状とは軸比（長軸径／短軸
径）が３以上の粒子を言い、針状はもちろん、紡錘状、
米粒状、楕円状等の形状の粒子をも含む。

【００３９】また、出発原料粒子としては、必要によ
り、針状含水酸化第二鉄微粒子を加熱焼成して得られる
針状ヘマタイト微粒子を用いることができる。この場合
の加熱焼成温度は、好ましくは２５０〜８５０℃である
が、出発原料粒子の形状の保持継承の為には３５０〜７
００℃の高温で加熱焼成して針状ヘマタイト微粒子を高
密度化しておくことが好ましい。

【００４０】出発原料粒子には、鉄を主成分とする針状
合金磁性微粒子粉末の諸特性を向上させる為に通常使用
されるＡｌ、Ｎｉ、Ｃｏ，Ｂ、Ｚｎ、Ｐ，Ｎｄ、Ｓｉ
Ｃａ等のＦｅ以外の異種元素を存在させておいてもよ
い。

【００４１】本発明における加熱還元温度は、３００〜
５００℃が好ましい。３００℃未満の場合には、還元反
応の進行が遅く、長時間を要する。また、５００℃を越
える場合には、還元反応が急激に進行するので粒子形態
の変形と粒子及び粒子相互間の焼結を引き起こしやす
い。

【００４２】本発明においては、先ず、還元直後の鉄を
主成分とする針状合金磁性微粒子と、特定のモノマーと
を気相中で接触させて粒子表面を特定モノマーから重合
形成されるポリマーで被覆することが肝要である。

【００４３】本発明における還元後の鉄を主成分とする
針状合金磁性微粒子粉末と特定のモノマーとの気相中で
の接触は、例えば、密閉容器を用い、１２０℃以下好ま
しくは１００℃以下の温度下で、好ましくは４００ｍｍ
Ｈｇ以下、更に好ましくは２００ｍｍＨｇ以下の圧力下
において、特定のモノマーの蒸気を分子状態で粒子表面
上に接触させる方法、１２０℃以下好ましくは１００℃
以下の温度下で、特定のモノマーとキャリアーガスとの
混合ガスを粒子に供給する方法等により行うことができ
る。

【００４４】本発明においては、還元後の鉄を主成分と
する針状合金磁性微粒子粉末と特定のモノマーとを気相
中で接触させることにより、粒子表面でモノマー同志の
重合反応を生起させるものである。一般的に、熱重合を
起させた場合には、均一且つ緻密な被膜を形成すること
は不可能である。更に、触媒存在下で重合させた場合に
は、重合が主に触媒の周囲で起るので、粒子の表面だけ
を均一に被覆することは不可能である。また有機溶剤等
の溶媒中で処理させた場合には、均一且つ緻密な被膜を
形成することは不可能である。

【００４５】本発明における被覆後のポリマーは、必要
により緻密化のための処理を行っても良い。その際の処
理温度は、８０℃以上である。８０℃未満の場合には、
粒子表面の前記モノマーから重合形成される被膜の緻密
化が不十分となる。４５０℃を越える場合には、被膜中
の有機物の熱分解が起こり始めたり、また鉄を主成分と
する針状合金磁性微粒子の粒子成長を引き起しはじめる
ため好ましくない。

【００４６】本発明における酸化被膜の形成は、還元後
の雰囲気を不活性ガスに置換した後、不活性ガス中の酸
素含有量を徐々に増加させながら最終的には空気によっ
て徐酸化する方法により行うことができる。必要によ
り、周知の他の方法、例えば、トルエン等の有機溶剤中
に浸漬する方法等を組み合わせてもよい。但し、酸化被
膜を形成する場合、空気含有量、通気量及び通気時間を
制御して出来るだけ穏やかな酸化条件で行うことが好ま
しい。発熱最高温度が２００℃を越える場合には、飽和
磁化、保磁力が著しく低下する。

【００４７】

【作用】先ず、本発明において最も重要な点は、磁性微
粒子表面と吸着水蒸気との相互作用エネルギー強度Ｃ値
（以下Ｃ値）が１５以上である鉄を主成分とする針状合
金磁性微粒子粉末は強い極性官能基を有する樹脂を含む
ビヒクル中での分散性が優れているという事実である。
そして、還元直後の鉄を主成分とする針状合金磁性微粒
子を特定のモノマーと気相中で接触させることにより前
記鉄を主成分とする針状合金磁性微粒子の粒子表面を前
記特定のモノマーから重合形成されるポリマーによって
被覆し、次いで、酸化処理した場合には、保磁力値、飽
和磁化値及びＳ．Ｆ．Ｄ．値等の優れた磁気特性を空気
中に取り出した後も高度に維持することが出来ることに
起因して、高い保磁力と大きな飽和磁化とを有し、且つ
Ｓ．Ｆ．Ｄ．が優れているとともにＣ値が１５以上であ
る鉄を主成分とする針状合金磁性微粒子粉末を得ること
ができるという事実である。

【００４８】優れた磁気特性が得られる理由について、
本発明者は、還元直後の鉄を主成分とする針状合金磁性
微粒子の粒子表面を特定のモノマーから重合形成される
ポリマーで被覆した場合には、均一且つ緻密な網目構造
の被膜を形成させることができることによって、磁性微
粒子の表面活性を充分抑制することができるので、微細
な、殊に、粒子サイズが０．２μm 以下の鉄を主成分と
する針状合金磁性微粒子であっても、その粒子表面に薄
くしかも均一且つ緻密な酸化被膜を生成させることが出
来、その結果、還元直後の優れた磁気特性を劣化させる
ことがなく維持できるものと考えている。

【００４９】Ｃ値が大きい、換言すれば、磁性粒子表面
と水蒸気との吸着力が強い理由について、本発明者は、
粒子表面に被覆されている特定ポリマーにより磁性粒子
表面に極性が付与され、親水性、特に強い極性分子との
相互作用（結合強度）が改善されたものと考えている。
そして、その結果、強い極性官能基を有する樹脂との相
互作用（結合強度）も向上するものと考えている。

【００５０】本発明に係る鉄を主成分とする針状合金磁
性微粒子粉末は、平均長軸径０．２μｍ以下の微粒子で
あって、Ｘ線粒径（Ｄ₁₁₀）は１７５Å以下である。

【００５１】本発明に係る鉄を主成分とする針状合金磁
性微粒子粉末は、前述した通り、水蒸気との吸着力が強
いものであるが、同時に水蒸気吸着量も多く、粒子表面
の親水性が改善されたものである。水蒸気吸着量は、後
出する水蒸気吸着表面積の測定値によって示され、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、水
蒸気吸着表面積が２０ｍ²／ｇ以上、殊に、２５ｍ²／
ｇ以上であり、このことは、水蒸気吸着量が多く、親水
性に優れていることを意味している。

【００５２】

【実施例】次に、実施例並びに比較例を用いて、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
子の長軸、軸比（長軸径／短軸径）は、電子顕微鏡写真
から測定した数値の平均値で示した。

【００５３】鉄を主成分とする針状合金磁性粒子粉末及
び磁気テープの磁気特性は、「振動試料磁力計ＶＳＭ−
３Ｓ−１５」（東英工業（株）製）を使用し、外部磁場
１０ｋＯｅの下で測定した値で示した。

【００５４】Ｓ．Ｆ．Ｄ．の測定は、強い極性官能基を
有する塩化ビニル系共重合樹脂として日本ゼオン社
(製) ＭＲ−１１０を用いて、下記の方法により作成し
たシート片を試料片として用い、前記磁気測定器の微分
回路を使用して保磁力の微分曲線を得、この曲線の半値
巾を測定し、この値を曲線のピーク値の保磁力で除する
ことにより求めた。

【００５５】シート状試料片の作成下記（Ａ）を１４０ｃｃのガラスビンに入れて６時間混
合分散を行うことにより調整した磁性塗料を厚さ２５μ
ｍのポリエチレンテレフタレートフィルム上にアプリケ
ーターを用いて５０μｍの厚さに塗布し、次いで、５ｋ
Ｇａｕｓｓの磁場中で乾燥させることにより得た。

【００５６】（Ａ）：混練物１００重量部 (鉄を主成分とする針状合金磁性微粒子粉末１００重量
部とＭＲ−１１０（シクロヘキサノン３０重量％溶液と
して）５０部とを８８ｃｃのプラストミルを用いて４５
分間混練して得た。) １ｍｍφのガラスビース５３０重量部シクロヘキサノン５０重量部メチルエチルケトン５７重量部トルエン５７重量部

【００５７】Ｘ線粒径（Ｄ₁₁₀）はＸ線回折法で測定さ
れる結晶粒子の大きさを（１１０）結晶面に垂直な方向
における結晶粒子の厚さで表したものであり、その測定
は、結晶度測定法に基づいて、一般式数１を用いて計算
した値で示した。

【００５８】

【数１】

【００５９】Ｃ値及び水蒸気吸着表面積は、それぞれ日
本化学会発行『化学と工業』第６６巻第５号（１９９２
年）１９１〜２００頁の「気体吸着による粉体の比表面
積測定法」に記載の方法に従って求めた値で示した。即
ち、Ｃ値は、自動水蒸気吸着装置（日本ベル株式会社
製：ＢＥＬＳＯＲＰ−１８）により測定した水蒸気分圧
Ｐ_H2Oと総吸着量Ｖとの関係を示す水蒸気吸着等温線か
ら読み取った水蒸気分圧Ｐ_H2Oの値及び総吸着量Ｖの値
と既知の全圧Ｐ値とをそれぞれ数２で示されるＢ．Ｅ．
Ｔ．の多分子層吸着式中のＰ_H2O／Ｖ（Ｐ−Ｐ_H2O）と
Ｐ_H2O／Ｐとに挿入し、次いで、該Ｐ_H2O／Ｖ（Ｐ−Ｐ
_H2O）を縦軸に、該Ｐ_H2O／Ｐを横軸に表したグラフを
作成し、このグラフ上に示された右上がりの直線と縦軸
との交点、即ち、切片から読み取ったＢ．Ｅ．Ｔ．の多
分子層吸着式中の１／Ｖｍ・Ｃと上記直線の傾きから読
み取ったＢ．Ｅ．Ｔ．の多分子層吸着式中の（Ｃ−１）
／Ｖｍ・Ｃから算出することにより後出する水蒸気単分
子吸着量Ｖｍ値とともに求めた。

【００６０】

【数２】

【００６１】水蒸気吸着表面積は、数２で求めた水蒸気
単分子吸着量Ｖｍの値と既知の水蒸気の分子断面積値と
をそれぞれ数３に挿入することにより算出して求めた。

【００６２】

【数３】

【００６３】実施例１長軸０．１９μｍ、軸比（長軸径／短軸径）１０である
Ａｌ、Ｃｏ及びＢを含む化合物被膜が粒子表面に形成さ
れている紡錘状ゲータイト微粒子を空気中４００℃で加
熱焼成することにより得られた長軸０．１９μｍ、軸比
（長軸径／短軸径）１０である針状ヘマタイト微粒子３
００ｇを３ｌのレトルト容器中に投入し、駆動回転させ
ながらＨ₂ガスを毎分３５ｌの割合で通気し、還元温度
４００℃で１０時間還元した。

【００６４】次いで、レトルト容器中に窒素ガスを流し
ながら６０℃まで冷却した後、水蒸気を含む窒素ガスを
水分にして４．２ｇ供給した。そして、別に準備してお
いた６０℃に保持したアミノプロピルトリメトキシシラ
ン１００ｇの容器中に窒素ガスをバブリングさせ、この
混合ガスを上記レトルト容器中に３時間供給した。

【００６５】その後、混合ガスの供給を停止し、８０℃
で２時間加熱して、余分なモノマーを系から取り除い
た。更に、１２０℃に昇温し２時間、形成されたシリコ
ーン化合物の緻密化処理を行った。

【００６６】引き続き、４０℃に冷却した後、窒素ガス
３５ｌ／分を通気しながら、該窒素ガスとともに空気を
０．２ｌ／分の割合で３０分間通気した。引き続き、空
気流量と炉の温度を調整して温度４０℃で１．５時間酸
化処理を行なった後、室温まで冷却した。その後、６０
分間かけて徐々に酸素濃度を上げて鉄を主成分とする針
状合金磁性微粒子粉末を空気中に取り出した。この時の
シリコーン化合物ポリマーのＳｉ量は、元素分析により
分析した結果Ｆｅに対しＳｉ換算で１．０７重量％であ
った。

【００６７】更に、鉄を主成分とする針状合金磁性微粒
子粉末を６００℃で熱分解させた結果、Ｓｉ量の減少は
見受けられず、そしてＣ／Ｓｉがモル比で３．２原子％
である（メトキシ基の加水分解反応率９３％に相当す
る）ことから、アミノプロピルトリメトキシシランが架
橋重合し、網目ポリマーが生成されていること、即ち、
鉄を主成分とする針状合金磁性微粒子の粒子表面が網目
のポリマーで被覆されていることが認められた。

【００６８】得られた粒子表面がシリコーン化合物ポリ
マーで被覆されている鉄を主成分とする針状合金磁性微
粒子粉末は、電子顕微鏡観察の結果、長軸は０．１３μ
ｍであり、Ｘ線粒径（Ｄ₁₁₀）は１６０Åであった。保
磁力は１７４０Ｏｅ、飽和磁化は１５２．８ｅｍｕ／
ｇ、Ｓ．Ｆ．Ｄ．は０．３１５であり、Ｃ値は１６．
５、水蒸気吸着表面積Ｓ_H2Oは２６．５ｍ²／ｇであ
った。

【００６９】更に、この鉄を主成分とする針状合金磁性
微粒子粉末を用いて前出方法により作成したシート状試
料片の角型は０．９１０であり、強い極性分子との相互
作用（結合強度）が改善された事により、強い極性官能
基を有する樹脂を含むビヒクルへのぬれ及びほぐれが改
良され、その結果、分散性が向上したことが認められ
た。

【００７０】実施例２〜５、比較例１〜６針状含水酸化第二鉄微粒子の種類、加熱焼成温度、加熱
還元温度及び時間、モノマーの種類、Ｓｉ／Ｆｅ量及び
処理条件並びに酸化処理条件を表１及び表２に示すよう
に種々変化させた以外は、実施例１と同様にして鉄を主
成分とする針状合金磁性微粒子粉末を製造した。

【００７１】この時の主要製造条件を表１及び表２に、
鉄を主成分とする針状合金磁性微粒子粉末の諸特性を表
３に示す。

【００７２】

【表１】

【００７３】

【表２】

【００７４】

【表３】

【００７５】但し、実施例４における特定のモノマーか
ら重合形成されるポリマーの粒子表面への被覆は以下の
方法により行った。即ち、還元後の鉄を主成分とする針
状合金磁性微粒子を窒素パージした容器中に取り出し、
水蒸気状態の水分２．４ｇを供給した後、窒素パージし
た密閉型恒温槽にアミノプロピルトリメトキシシラン
９．０ｇとともに静置し、次いで、２００ｍｍＨｇの圧
力下、８０℃において１０時間処理することによって行
った。

【００７６】表３から明らかなように、本発明に係る鉄
を主成分とする針状合金磁性微粒子粉末はいずれも微粒
子でＸ線粒径（Ｄ₁₁₀）が小さく、高い保磁力と大きな
飽和磁化とを有し、且つＳ．Ｆ．Ｄ．が優れており、し
かも、Ｃ値が大きく、また、水蒸気吸着表面積（Ｓ
_B.E.T.(H2O)）も大きく、すべての値において優れたも
のであった。

【００７７】また、シート状試料片の角型の値に示され
る通り、磁性微粒子表面と強い極性分子との相互作用
（結合強度）が改善された事により、強い極性官能基を
有する樹脂を含むバインダーとのぬれ及びほぐれが改良
され、その結果、分散性が向上したことが認められた。

【００７８】なお、比較例２は酸化処理の前において、
窒素ガス流下、４００℃で６０分間加熱焼成した以外は
比較例１と同様にして鉄を主成分とする針状合金磁性微
粒子粉末を製造した。

【００７９】なお、比較例６は実施例５と同様の方法で
得られた還元後の鉄を主成分とする針状合金磁性粒子粉
末を含むレトルト容器中に、別に準備しておいた６０℃
に保持したメチルトリエトキシシランをくぐらせた窒素
ガスを４０ｌ／分の割合で１０分間流した後、５０℃の
水をくぐらせた窒素ガス４０ｌ／分を３分間流した。以
後、同様の方法でメチルトリエトキシシランと水とを交
互に流す処理を１０回繰り返した。その後、室温まで冷
却した後、鉄を主成分とする針状合金磁性微粒子粉末を
空気中に取り出した。

【００８０】得られた鉄を主成分とする針状合金磁性微
粒子粉末の諸特性を表３に示す。

【００８１】

【発明の効果】本発明に係る鉄を主成分とする針状合金
磁性微粒子粉末は、前述実施例に示した通り、平均長軸
径が０．２μｍ以下の鉄を主成分とする針状合金磁性微
粒子からなり、微粒子であって、高い保磁力と大きな飽
和磁化とを有し、且つＳ．Ｆ．Ｄ．が優れているととも
に、前記磁性微粒子表面と吸着水蒸気との相互作用エネ
ルギー強度Ｃ値が１５以上と大きいことによって強い極
性官能基を有する樹脂を含むビヒクル中における分散性
が優れているので、現在最も要求されている高密度記録
用、高出力用、低ノイズレベル用磁性粒子粉末として好
適である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平３−286503（ＪＰ，Ａ) 特開平３−286502（ＪＰ，Ａ) 特開平５−217153（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01F 1/06 B22F 1/02 G11B 5/706

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性微粒子表面がアミノプロピルトリメ
トキシシランモノマー又はアミノプロピルトリエトキシ
シランモノマーもしくは当該両モノマーから重合形成さ
れるポリマーによって被覆されている平均長軸径０．２
μｍ以下の鉄を主成分とする針状合金磁性微粒子からな
り、保磁力値が１５００Ｏｅ以上、飽和磁化値が１４０
ｅｍｕ／ｇ以上であって、Ｓ．Ｆ．Ｄ．値が０．３８以
下であり、且つ、前記磁性微粒子表面と吸着水蒸気との
相互作用エネルギー強度Ｃ値が１５以上である鉄を主成
分とする針状合金磁性微粒子粉末。
【請求項２】針状含水酸化第二鉄微粒子又は該針状含
水酸化第二鉄微粒子を加熱焼成して得られた針状ヘマタ
イト微粒子を還元性ガス中で加熱還元して鉄を主成分と
する針状合金磁性微粒子とした後、アミノプロピルトリ
メトキシシランモノマー又はアミノプロピルトリエトキ
シシランモノマーもしくは当該両モノマーと気相中で接
触させることにより前記鉄を主成分とする針状合金磁性
微粒子の粒子表面を前記モノマーから重合形成されるポ
リマーによって被覆し、次いで、酸化処理することを特
徴とする鉄を主成分とする針状合金磁性微粒子粉末の製
造法。