JP3328017B2 - 垂直磁気異方性を有する針状六方晶系フェライト磁性粉の製造方法 - Google Patents

垂直磁気異方性を有する針状六方晶系フェライト磁性粉の製造方法

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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、垂直磁気異方性を有す
る針状六方晶系フェライト磁性粉の製造方法に関するも
のであり、より詳しくは、高密度磁気記録を目的とする
垂直磁気記録方式の塗布型媒体等に使用する針状六方晶
系フェライト磁性粉の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、垂直磁気異方性を有するフェライ
ト磁性粉としては、板状の粒子及び針状の粒子が知られ
ている。そして、板状フェライト粒子の製造法として
は、例えば、共沈法、ガラス結晶化法、水熱合成法等の
種々の方法が知られている。また、針状粒子の製造法と
しては、例えば、針状のオキシ水酸化鉄等をバリウムで
被覆した後焼成する方法(特開昭61−104602号
公報)、針状のオキシ水酸化鉄または酸化鉄に炭酸バリ
ウム、炭酸ストロンチウム等とHc制御剤で被覆した後
焼成する方法が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、垂直磁
気異方性を有するフェライト磁性粉のうち板状のフェラ
イト磁性粉は、従来から磁化容易軸を同一方向に揃えて
平坦に塗布することが容易ではない。また、従来のオキ
シ水酸化鉄粒子の周りを化合物で被覆し、加熱してフェ
ライト化反応を進行させる方法は、被覆した化合物中の
金属イオンの拡散をオキシ水酸化粒子の内部まで均一に
進行させることは困難である。従って、磁性粉の磁気特
性、特にHc値におけるバラツキ等の問題を良くしよう
とすると、焼成温度を高くしたり、焼成時間を長くする
必要がある。このため、粒子間焼結が進み、粒子自体の
形状も崩れ、針状性を保持できなくなる傾向がある。
【0004】また、逆に針状性が良く、その形状の揃っ
た粒子を得ようとすると、飽和磁化値は高いもののHc
値のバラツキが大きくなる。更に、粒子形状の揃った針
状六方晶系フェライト粒子を得るためには、その原料で
ある針状オキシ水酸化鉄または酸化鉄の形状の揃ったも
のを用意することが重要となり、そのための製造条件と
して高いアルカリ度ならびに適切な酸化物の添加などが
必要となる。従って、本発明の目的は、個々の粒子の保
磁力のバラツキが少なく、且つ針状性と粒度分布に優れ
て、磁気特性が更に向上した垂直磁気異方性を有する針
状六方晶系フェライト磁性粉の製造方法を提供すること
にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成するため鋭意研究した結果、針状六方晶系フェ
ライト磁性粉の原料である針状オキシ水酸化鉄または酸
化鉄を作製する時に、フェライト組成の一部または全部
の金属イオンから成る化合物を原料粒子内部に含有させ
焼成することにより、磁気特性に優れ、針状性、粒度
分布などの優れた針状六方晶系フェライト磁性粉が容易
に得られることを知見した。
【0006】本発明は上記知見に基づいてなされたもの
で、モル比でFe:(A): (M1): (M2)=12−2
X:a:X:X(aは、0.8〜1.2、Xは0.1〜
1.0)のBa、Sr及びPbより選択された一種以上
の元素(A)化合物と、Co、Mn、Ni、Cu及びZ
nより選択された一種以上の2価金属 (M1)化合物、お
よびTi、Sn及びZrより選択された一種以上の4価
金属 (M2)化合物を添加して、垂直磁気異方性を有する
針状六方晶系磁性粉を製造する方法であって、第一鉄塩
水溶液とアルカリ水溶液を混合し、酸化性ガスを注気し
て針状オキシ水酸化鉄又は酸化鉄を生成させる過程で、
上記(M 1 )及び(M 2 )の金属化合物の全部または一部
を徐々に添加するか、あるいは上記(M 1 )及び(M 2
の金属化合物の全部又は一部と上記元素(A)の化合物
の全部を徐々に添加しながら針状オキシ水酸化鉄または
酸化鉄を生成させ、得られた針状オキシ水酸化鉄または
酸化鉄を残りの上記化合物で表面処理した後に700〜
1200℃で焼成させることを特徴とする垂直磁気異方
性を有する針状六方晶系フェライト磁性粉の製造方法を
提供するものである。
【0007】以下に、本発明の針状六方晶系フェライト
磁性粉の製造方法について詳述する。先ず、針状オキシ
水酸化鉄または酸化鉄の酸化反応溶液であるアルカリ水
溶液の温度を一定に保ちながら、窒素ガス等を該水溶液
中に注気して酸化性ガスと一旦置換する。窒素ガスと置
換後に、攪拌しながら、該アルカリ水溶液の温度を所定
の反応温度まで加温し、これに第一鉄塩水溶液を添加
し、酸化性ガスを注気させて酸化反応を行う。そして、
上記元素(A)の水溶性化合物、上記2価金属(M1)の
水溶性化合物又は上記4価金属(M2)の水溶性化合物
は、酸化性ガスの注気中、又は注気後に添加する。
【0008】元素(A)はBa、Sr及びPbより選択
され、これら元素(A)の化合物は塩化物、水酸化物等
で良く特に制限はなく、また上記元素から選択されるも
のであれば二種以上であっても良く特に制限されるもの
ではない。上記2価金属(M 1)はCo、Mn、Ni、C
u及びZnより選択され、これら2価金属(M1)の化合
物は塩化物、水酸化物等で良く特に制限はなく、また上
記2価金属(M1)から選択されるものであれば二種以上
であっても良く特に制限されるものではない。4価金属
(M2)はTi、Sn及びZrより選択され、これら4価
金属(M2)の化合物は塩化物、水酸化物等で良く特に制
限はなく、また上記4価金属(M2)から選択されるもの
であれば二種以上であっても良く特に制限されるもので
はない。
【0009】ここで、上記元素(A)の水溶性化合物、
2価金属(M1)の水溶性化合物及び4価金属(M2)の水
溶性化合物を一様に混合して添加してもよいが、粒子形
状を整える役割を持つ2価金属(M1)の水溶性化合物と
4価金属(M2)の水溶性化合物の混合物を先ず酸化反応
前半で添加し、その後元素(A)の水溶性化合物を添加
してもよい。即ち、針状六方晶系フェライトを構成する
上で必要な量、即ちFe:元素(A):(M1):(M2)
=12−2X:a:X:X(aは、0.8〜1.2、X
は0.1〜1.0)なる式を満足する全量の添加物を針
状オキシ水酸化鉄の生成前に添加してもよいが、最初に
一部をまず添加して酸化反応を終了させ、その後に、針
状オキシ酸化鉄等の表面に残りの一部を被着させてもよ
い。このような分割して添加する方法は粒子間焼結を防
止するのに好ましい。また、2価金属 (M1)及び4価金
属 (M2)はHc制御剤であるため、その含有量Xの値が
小さければ保磁力は大きく、Xの値が大きければ保磁力
は小さくなる。
【0010】上記第一鉄塩水溶液としては、硫酸第一
鉄、塩化第一鉄、硝酸第一鉄などの水溶液が挙げられ、
反応液中の濃度が0.1〜0.5mol/lになるよう
に添加される。また、アルカリ水溶液としては、水酸化
ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、アンモ
ニア等が挙げられ、その濃度は第一鉄塩及びアルカリの
種類によって異なるが、例えば塩化第一鉄塩の場合第一
鉄塩に対して4倍モル以上の水酸化ナトリウムが加えら
れ、その結果粒子形状の良いα−FeOOHが得られ
る。また、酸化性ガスとしては、空気、酸素などが挙げ
られる。反応温度も第一鉄塩の種類によって異なるが、
実験の結果30〜80℃が好適であった。
【0011】酸化性ガスの吹き込み速度は生成するα−
FeOOHの寸法に大きな影響を及ぼす。一般に、酸化
反応が進行するに伴って生成量が増加し、それに伴って
攪拌能力が低下するので酸化能率も低下するが、本発明
の方法によれば、枝分かれの全くない粒度分布の揃った
粒子が生成するため、酸化能率が反応開始時と反応終了
時でほとんど変化がない。
【0012】このようにして得られた針状オキシ水酸化
鉄または酸化鉄は濾過(必要があれば水洗)、乾燥を行
った後700〜1200℃、好ましくは700〜100
0℃の条件で焼成することにより、垂直磁気異方性を有
する針状六方晶系フェライト磁性粉が製造できる。
【0013】以上、本発明の針状六方晶系フェライト磁
性粉の製造方法について説明したが、このようにして得
られる針状六方晶系フェライト磁性粉は、針状オキシ水
酸化鉄または酸化鉄に必要とされる金属を被着して製造
したものと比較して、最初から原料粒子内部に金属が含
有されるため非常に反応性がよく、優れた磁気特性を有
する。即ち、本発明の方法によると、保磁力の値のバラ
ツキが少なく、粒子形状の整った針状六方晶系フェライ
ト磁性粉が製造できる。
【0014】
【実施例】以下に、実施例を比較例と共に挙げ、本発明
の針状六方晶系フェライト磁性粉の製造方法を更に具体
的に説明する。 (実施例1)12MのNaOHを含む水溶液7L(リッ
トル)を反応槽中に入れ、攪拌しながらN2 ガスで置換
する。ここに、Fe2+として2molを含む塩化第一鉄
塩水溶液3Lを加え、塩化第一鉄塩水溶液を3個調製し
た。Fe1molに対して各々0.0454、0.06
60、0.0882mol比の割合でCo2+及びTi4+
をそれぞれ含む塩化物水溶液を用意し、これを徐々に添
加しながら空気を吹き込み約5時間で針状オキシ水酸化
鉄粒子を生成させる。次にFe1molに対して各々
0.100、0.104、0.108mol比の割合で
Ba2+を含む塩化バリウム水溶液を炭酸ナトリウム水溶
液と共に添加し、炭酸バリウムを生成し、針状オキシ水
酸化鉄粒子の表面につける。得られた各スラリーを濾
過、水洗、乾燥して固形物を得た。得られた固形物を空
気雰囲気下で900℃×1h及び900℃×5hで焼成
した、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はいずれも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測定し、また、
透過型電子顕微鏡で針状保持の状態をそれぞれ判定し
た。その結果を下記〔表1〕及び〔表2〕に示す。
【0015】(実施例2)12MのNaOHの割合で含
む水溶液7Lを反応槽中に入れ、攪拌しながらN 2 ガス
で置換する。ここに、Fe2+として2molを含む塩化
第一鉄塩水溶液3Lを加える。Fe1molに対して
0.0660mol比の割合でCo2+及びTi4+を含む
塩化物水溶液を用意し、これを徐々に添加しながら空気
を吹き込み酸化反応を進行させる。反応が半分ほど進行
したところで、Fe1molに対して0.104mol
比の割合でBa2+を含む塩化バリウム水溶液も添加しな
がら、約5時間で針状オキシ水酸化鉄粒子を生成させ
る。得られたスラリーを濾過、水洗、乾燥して固形物を
得た。得られた固形物を空気雰囲気下で900℃×1h
及び900℃×5hで焼成した、針状バリウムフェライ
ト磁性粉を得た。得られた針状バリウムフェライト磁性
粉は実施例1と同様にして磁気特性を測定及び針状保持
の状態の判定を行った。その結果を下記〔表1〕及び
〔表2〕に示す。
【0016】(実施例3)実施例1において、Co2+
びTi4+の代わりに、Fe1molに対して0.045
4mol比の割合でCo2+及びSn4+をそれぞれ含む水
溶液を添加し、Ba2+の添加量をFe1molに対して
0.100mol比とする以外は実施例1と同様にして
針状バリウムフェライト磁性粉を得た。得られた針状バ
リウムフェライト磁性粉は実施例1と同様にして磁気特
性の測定及び針状保持の状態の判定を行った。その結果
を下記〔表1〕及び〔表2〕に示す。
【0017】(実施例4)実施例2において、Co2+
びTi4+の代わりに、Fe1molに対して0.045
4mol比の割合でMn2+及びSn4+をそれぞれ含む水
溶液を添加し、Ba2+の添加量をFe1molに対して
0.100mol比とする以外は実施例2と同様にして
針状バリウムフェライト磁性粉を得た。得られた針状バ
リウムフェライト磁性粉は実施例1と同様にして磁気特
性の測定および針状保持の状態の判定を行った。その結
果を下記〔表1〕及び〔表2〕に示す。
【0018】(実施例5)12MのNaOHを含む水溶
液7Lを反応槽中に入れ、攪拌しながらN2 ガスで置換
する。ここに、Fe2+として2molを含む塩化第一鉄
塩水溶液3Lを加える。Fe1molに対して0.02
27mol比の割合でMn2+及びSn4+をそれぞれ含む
塩化物水溶液を用意し、これを徐々に添加しながら空気
を吹き込み約5時間で針状オキシ水酸化鉄粒子を生成さ
せる。
【0019】次にFe1molに対して0.100mo
l比の割合でBa2+を含む塩化バリウム水溶液を炭酸ナ
トリウム水溶液と添加し、炭酸バリウムを針状オキシ水
酸化鉄粒子の表面につける。これにFe1molに対し
て0.0227mol比の割合でMn2+およびSn4+
それぞれ含む塩化物水溶液を添加し、針状オキシ水酸化
鉄粒子の表面に被覆する。得られたスラリーを濾過、水
洗、乾燥して固形物を得た。得られた固形物を空気雰囲
気下で900℃×1h及び900℃×5hで焼成した、
針状バリウムフェライト磁性粉を得た。得られた針状バ
リウムフェライト磁性粉は実施例1と同様にして磁気特
性を測定及び針状保持の状態の判定を行った。その結果
を下記〔表1〕及び〔表2〕に示す。
【0020】(実施例6)実施例1において、得られた
スラリーに塩酸を添加してpH10に調整し、濾過、乾
燥し、700℃×1hおよび800℃×1hで焼成後洗
浄する以外は実施例1と同様にして針状バリウムフェラ
イト磁性粉を得た。得られた針状バリウムフェライト磁
性粉は実施例1と同様にして磁気特性の測定および針状
保持の状態の判定を行った。その結果を下記〔表1〕及
び〔表2〕に示す。
【0021】(比較例1)針状ゲーサイトの水分散スラ
リーを2個調製し、該スラリーにFe1molに対して
各々0.100、0.104mol比の割合でBa2+
含む塩化バリウム水溶液を炭酸ナトリウム水溶液と共に
pH10下で添加し、次いで、Fe1molに対して各
々0.0454、0.0660mol比の割合でCo2+
及びTi4+を含む塩化物水溶液と水酸化ナトリウム水溶
液とをpH10下に添加して、良く攪拌した。得られた
スラリーを濾過、水洗、乾燥して固形物を得た。得られ
た固形物を空気雰囲気下で900℃×1h及び900℃
×5hで焼成した、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は実施例1と同
様にして磁気特性を測定及び針状保持の状態の判定を行
った。その結果を下記〔表1〕及び〔表2〕に示す。
【0022】(比較例2)比較例1においてBa2+の添
加量をFe1molに対して0.100mol比とし、
Co2+及びTi2+をFe1molに対して0.0454
mol比のMn2+及びSn4+とする以外は比較例1と同
様にして、針状ナリウムフェライト磁性粉を得た。得ら
れた針状バリウムフェライト磁性粉は実施例1と同様に
して磁気特性の測定および針状保持の状態の判定を行っ
た。その結果を下記〔表1〕及び〔表2〕に示す。
【0023】
【表1】
【0024】
【表2】
【0025】
【発明の効果】本発明の垂直磁気異方性を有する針状六
方晶系フェライト磁性粉の製造方法では、個々の粒子の
保磁力のバラツキが少なく、且つ針状性と粒度分布に優
れて、磁気特性が更に向上する。
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 東京都練馬区永川台4−56−5 (56)参考文献 特開 平4−338118(JP,A) 特開 昭63−248104(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01F 1/11 C01G 49/00 C04B 35/26 - 35/40

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モル比でFe:(A): (M1): (M2)
    =12−2X:a:X:X(aは、0.8〜1.2、X
    は0.1〜1.0)のBa、Sr及びPbより選択され
    た一種以上の元素(A)化合物と、Co、Mn、Ni、
    Cu及びZnより選択された一種以上の2価金属 (M1)
    化合物、およびTi、Sn及びZrより選択された一種
    以上の4価金属 (M2)化合物を添加して、垂直磁気異方
    性を有する針状六方晶系磁性粉を製造する方法であっ
    て、第一鉄塩水溶液とアルカリ水溶液を混合し、酸化性
    ガスを注気して針状オキシ水酸化鉄または酸化鉄を生成
    させる過程で、上記(M 1 )及び(M 2 )の金属化合物の
    全部又は一部を徐々に添加するか、あるいは上記
    (M 1 )及び(M 2 )の金属化合物の全部又は一部と上記
    元素(A)の化合物の全部を徐々に添加しながら針状オ
    キシ水酸化鉄または酸化鉄を生成させ、得られた針状オ
    キシ水酸化鉄または酸化鉄を残りの上記化合物で表面処
    理した後に700〜1200℃で焼成させることを特徴
    とする垂直磁気異方性を有する針状六方晶系フェライト
    磁性粉の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103896342A (zh) * 2014-02-28 2014-07-02 沈阳理工大学 一种棒状尖晶石型铁氧体的制备方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103896342A (zh) * 2014-02-28 2014-07-02 沈阳理工大学 一种棒状尖晶石型铁氧体的制备方法
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