JP3417436B2 - 鉄系酸化物粉末の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、着色顔料用、殊に、磁
性トナー用材料として好適な鉄系酸化物粉末及び磁気記
録媒体用材料として好適な鉄系酸化物粉末の製造法に関
する。 【０００２】詳しくは、着色顔料と樹脂とを混練して樹
脂成形物とする場合や着色顔料をビヒクル中に混合分散
して塗料とする場合の分散性が優れている鉄系酸化物粉
末であり、殊に、磁性トナー用樹脂として一般に使用さ
れているビニル芳香族系樹脂、アクリル系樹脂及びこれ
らの共重合体樹脂等の磁性トナー用樹脂との微視的な混
合性、所謂、分散性が良好である磁性トナー用材料の鉄
系酸化物粉末及び塗料化特性に優れ、しかも、高い配向
性と充填性とが得られる磁気記録媒体用材料の鉄系酸化
物粉末の製造法に関するものである。 【０００３】 【従来の技術】従来、樹脂成形物あるいは塗料として用
いる着色顔料用の鉄系酸化物粉末としては、ヘマタイト
粉末、マグネタイト粉末、マグヘマイト粉末等が知られ
ており、広く汎用されている。 【０００４】近時、合成樹脂の開発に伴いアクリル樹
脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂等の合成樹脂の重
要性が高まってきており、これらの合成樹脂を使用した
樹脂成形物や塗料においては、従来の塩化ビニル系の樹
脂等を使用した樹脂成形物や塗料に比べ、成形物の表面
や塗布した塗膜面の光沢や平滑性が高いことが要求され
てきたため、より優れた分散性が要求されてきている。 【０００５】一方、近年、磁気記録再生機器の小型軽量
化が進むにつれて、磁気テープ、磁気ディスク、磁気カ
ード等の磁気記録媒体に対する高性能化、高密度記録化
の要求が高まってきている。 【０００６】周知の通り、磁気記録媒体の高性能化、高
密度記録化の為には、角形比Ｂｒ／Ｂｍの向上が必要で
あり、この角形比Ｂｒ／Ｂｍは、磁性粉末の媒体中での
分散に密接な関係があり、磁気記録媒体とした場合の塗
膜の光沢にも関係するものである。 【０００７】これら鉄系酸化物粉末の分散性について言
えば、例えば、（株）フジ・テクノシステム発行「分散
・凝集の解明と応用技術」（１９９２年）第２１０〜２
１１頁の「‥‥顔料の分散とは、顔料の粉末を液状のビ
ヒクルに加えて微細な粒子としてビヒクル全体に分配す
る過程をいい、次の三つの過程に分けると理解しやす
い。（１）顔料粒子の濡れ（２）凝集粒子の微細化
（３）分散の安定化、もっとも、これらの過程は同時に
進行していることが多い。この三つの過程を総合して一
般に顔料の分散性と称しているが、各過程は顔料表面の
性質を把握し、制御することは、処方化のための顔料の
選択あるいは顔料の製造の上で最も重要な事項である。
‥‥」なる記載の通りである。 【０００８】また、分散性に優れている鉄系酸化物粉末
とは、鉄系酸化物粉末を構成している凝集粒子が、鉄系
酸化物粉末と樹脂とを混練し樹脂成形物とする場合や鉄
系酸化物粉末をビヒクル中に混練分散し塗料とする場合
における混練処理によって、当該凝集粒子ができるだけ
１次粒子あるいはその近傍にまで微細化させる際の、分
散しやすさ、又は、短時間で処理できることをいう。 【０００９】しかし、鉄系酸化物粉末中の粒子は固く凝
集してかなり大きな凝集粒子となっているため、鉄系酸
化物粉末を樹脂と混練し樹脂成形物とする場合や鉄系酸
化物粉末をビヒクル中に混練分散し塗料とする場合にお
いて、その凝集粒子を個々の粒子にバラバラにする過程
において、分散時間が長くなったり、混練・分散機の分
散強度を強くしなければならないなどの鉄系酸化物粉末
の分散性を阻害している。 【００１０】それは、例えば、前出「分散・凝集の解明
と応用技術」第２０６頁の「‥‥顔料は無機顔料、有機
顔料のいずれも水の中で合成され、あるいは後処理され
るものが多く、大きさや形を調整して製造された１次粒
子もその後の工程で、特に乾燥工程で粒子同士が凝集す
る。この時、１次粒子の面と面が付着した固い凝集（ａ
ｇｇｒｅｇａｔｅ）や、粒子の角や陵で付着した柔らか
い凝集（ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｅ）が生成し、これらが
塊となって粉末顔料になっている。‥‥」なる記載及び
（株）技術情報協会発行「最新顔料分散技術」（１９９
３年）第８７頁の「‥‥顔料粒子は、乾燥工程で、前述
した水分による毛管力などにより一次粒子の凝集が起
き、さらに粉砕工程でも圧迫凝集が起きるため、‥‥数
μｍ〜数十μｍまでの凝集した「粒体」〜「粉体」とな
っている。‥‥」なる記載の通り、通常、水中で合成さ
れた鉄系酸化物粒子は、濾過、洗浄、乾燥における過程
において、鉄系酸化物粒子を含むケーキを成形・乾燥し
て得られる鉄系酸化物粉末は、鉄系酸化物粒子の粒子同
士が凝集した大きな凝集粒子で構成されているために分
散性の悪いものとなっている。 【００１１】着色顔料として用いられる鉄系酸化物粉
末、特に、静電潜像現像法の一つとして、キャリアを使
用せずに樹脂中に、磁性を有する鉄系酸化物粉末である
粒状磁性酸化鉄粉末を混合・分散させた複合体粒子を現
像剤として用いる所謂一成分系磁性トナーによる現像法
が広く知られ、汎用されている。 【００１２】近時、複写機器の高速度化、高画質化等の
高性能化に伴って、現像剤である磁性トナーの特性向上
が強く要求されており、その為には、磁性トナー用樹脂
との微視的な混合性、所謂、分散性が良好である鉄系酸
化物粉末が強く要求される。 【００１３】この事実は、特開昭５５−６５４０６号公
報の「‥‥一般に、このような一成分方式における磁性
トナー用の磁性粉には次のような諸特性が要求される。
‥‥ＶＩＩ）樹脂との混合性がよいこと。通常トナーの
粒径は数１０μｍ以下であり、トナー中の微視的混合度
がトナーの特性にとって重要となる。‥‥」なる記載の
通りである。 【００１４】このように、磁性トナー用に用いられる鉄
系酸化物粉末は、樹脂中での分散性に優れていることが
要求されており、そのためには当該鉄系酸化物粉末を構
成している粉末の凝集粒子の粒子径が数十μｍ以下でな
ければならない。 【００１５】一方、磁気記録媒体用に用いられる六方晶
系フェライト粉末である板状Ｂａフェライト粉末等の鉄
系酸化物粉末は、その製造過程における各種加熱処理工
程を経る為、粉末中の一個一個の粒子同士がからまり合
っており、微粒子化、殊に、粒子の厚みが薄くなるとそ
の傾向は一層強くなる。 【００１６】鉄系酸化物粉末の粒子同士がからまり合っ
ていると、磁気記録媒体とするための塗料化において、
磁性塗料中での分散性の悪化を招くとともに、塗膜中で
の配向性と充填性とが低下する。 【００１７】以上に述べた通り、用途を問わず、鉄系酸
化物粉末の個々の粒子同士のからまり合いをほぐす為
に、衝撃、圧縮、剪断、摩擦などの力学的作用によっ
て、からまり合いをほぐす乾式粉砕処理を行っている。 【００１８】通常、着色顔料用として用いられる鉄系酸
化物粉末は、大きな凝集粒子を粉砕することにより、凝
集粒子の粒子径を数十μｍ以下である磁性粉末とするに
は、ピンミルやディスクミル等の衝撃式粉砕機により粉
砕する方法が知られており、また、ボールミル、振動ミ
ル等により粉砕する方法（特開昭５０−２２９７号公
報）、ロール圧縮成形機を用いて処理する方法（特開平
５−２５７３１９号公報）、ホイール型混練機や同機の
１種であるフレッドミルのような荷重ローラーを具備し
た粉砕機で処理する方法（特開昭６３−６４９２０号公
報及び特開平２−８０号公報）及びホイール型混練機で
処理した後に、さらに、衝撃式粉砕機で処理する方法
（特開平６−６７４５３号公報）等が挙げられる。 【００１９】一方、磁気記録媒体用の鉄系酸化物粉末の
凝集粒子を粉砕する方法としては、特開昭６０−６９８
２２号公報、特開昭６２−１１１４号公報、特開昭６２
−１８００７号公報、特開昭６２−１４０２３９号公報
及び特開昭６３−５５１２２号公報等が挙げられる。 【００２０】 【発明が解決しようとする課題】着色顔料用として用い
られる鉄系酸化物粉末の樹脂中への分散性の指標として
は、対象とする鉄系酸化物粉末、殊に、粒状の鉄系酸化
物粉末を用いてＪＩＳ−Ｋ−５１０１のツブ、スジ法に
準じて凝集粒子の大きさを求める方法、また、同ＪＩＳ
−Ｋ−５１０１に準じて吸油量を求め、その値が低いほ
ど分散性が良いとされている方法、また、同ＪＩＳ−Ｋ
−５１０１のフーバー式マラー法に準じて調製した分散
ペーストと硝化綿クリヤーラッカーとの混練物を１ｍｉ
ｌのフィルムアプリケーターを用いて白紙に展色した塗
布膜面における２０°の光沢を測定することが行われ、
値が高いほど分散性が良好であると解釈されている。 【００２１】上記方法により評価を行った場合には、前
出ピンミルやディスクミル等の衝撃式粉砕機により粉砕
する方法で得られた粒状の鉄系酸化物粉末は、吸油量が
２５ｍｌ／１００ｇを越え、塗布膜面における２０°の
光沢は４０％未満であり、分散性からいえば極めて不十
分なものである。 【００２２】前掲特開昭５０−２２２９７号公報のボー
ルミルや振動ミルにより粉砕した場合には、各ミル中の
メディアの破片等の異物が鉄系酸化物粉末中に混入し
て、色分かれやスジの発生を生じたり、一個一個の鉄系
酸化物粒子そのものを破壊することもあり、色の変化や
磁気特性の変化をも生じることがある。 【００２３】前掲特開平５−２５７３１９号公報のロー
ル圧縮成形機の場合には、吸油量は２５ｍｌ／１００ｇ
以下、塗布膜面における２０°の光沢は５０％程度のも
のが得られるが、凝集粒子の粒子径は５０μｍ以上であ
り、板状片等の粗粒が多数混入することもあり、また、
一個一個の鉄系酸化物粒子そのものを破壊することもあ
り、色の変化や磁気特性の変化を生じることもあるため
好ましくない。 【００２４】また、前掲特開昭６２−１１１４号公報、
特開昭６２−１８００７号公報、特開昭６３−６４９２
０号公報のエッジランナーなどのホイール型混練機や擂
潰機、前掲特開平２−８０号公報で用いられるフレッド
ミル、前掲特開平６−６７４５３号公報で用いられてい
るホイール型混練機と衝撃式粉砕機とを組み合わせて用
いる方法では、吸油量は５〜３０ｍｌ／１００ｇ、塗布
膜面における２０°の光沢は５０％程度のものが得られ
るが、凝集粒子の粒子径は３０〜５０μｍ程度であり、
分散性から言えば未だ不十分である。 【００２５】一方、磁気記録媒体用の鉄系酸化物粉末に
関する前掲各公報の技術手段による鉄系酸化物粉末、殊
に、板状の鉄系酸化物粉末を、後述する方法により磁性
塗料とし、次いで、磁気テープとした場合の塗膜６０°
の光沢は、いずれの技術手段においても塗膜６０°の光
沢は１３０以下であり、分散性は不十分である。 【００２６】そこで、本発明は、樹脂中での分散性に優
れた鉄系酸化物粉末、殊に、粒状の鉄系酸化物粉末の場
合は、粒子径が２０μｍ以下の凝集粒子からなる粉末で
あって、その吸油量が２５ｍｌ／１００ｇ以下であり、
しかも、前記測定法による塗布膜面における２０°の光
沢が４０％以上を示す鉄系酸化物粉末を、また、板状の
鉄系酸化物粉末の場合は、磁気記録媒体とした場合の塗
膜６０°の光沢が１３０を越える板状の鉄系酸化物粉末
を提供することを技術的課題とする。 【００２７】 【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。 【００２８】 【００２９】即ち、本発明は、鉄系酸化物粒子が凝集し
ている凝集粒子からなる鉄系酸化物粉末を、容器固定の
水平複軸形の混練機のＬ／Ｄ（混練機のシリンダーの長
さとシリンダー径との比−以下、同じ−）を１０〜２０
の範囲に調整すると共に、ＥＳＰ（粉末１ｋｇ当たりの
電力量−以下、同じ−）を０．１〜１．０ｋＷｈ／ｋｇ
の範囲に調整して混練・粉砕処理を行うことからなる鉄
系酸化物粉末の製造法である。 【００３０】次に、本発明方法実施にあたっての諸条件
について述べる。 【００３１】本発明において出発物とする鉄系酸化物粉
末、殊に、粒状の鉄系酸化物粉末は、ヘマタイト粉末、
マグネタイト粉末、マグヘマイト粉末、マグネタイトと
マグヘマイトとの中間酸化物であるベルトライド化合物
粉末、Ｆｅ以外の２価金属（Ｍｎ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｕ、
Ｍｇ、Ｃｏ等の１種又は２種以上）を含む所謂スピネル
フェライト粉末であり、また、板状の鉄系酸化物粉末と
しては、板状Ｂａフェライト粉末等の六方晶系フェライ
ト粉末を使用することができる。 【００３２】これら鉄系酸化物粉末は、常法によって製
造される１〜２０ｍｍの大きさの乾燥成形物である。 【００３３】出発物である前記粒状の鉄系酸化物粉末と
しては、第一鉄塩水溶液とアルカリ水溶液とを用いて得
られた鉄含有沈殿物を含む懸濁液中に酸素含有ガスを通
気して湿式酸化する方法やヘマタイト粉末又は含水酸化
鉄粉末と水酸化第一鉄とをｐＨ８以上、温度６０℃以上
で加熱する方法により得られたマグネタイト粉末、前記
マグネタイト粉末を空気中５００〜９００℃の温度範囲
で加熱して酸化する方法等により得られたヘマタイト粉
末、また、前記マグネタイト粉末を空気中２００〜５０
０℃の温度範囲で加熱して酸化する方法等で得られたマ
グヘマイト粉末などが挙げられる。また、前記マグネタ
イト粉末の湿式酸化する方法にＦｅ以外の２価金属を添
加して得られたスピネルフェライト粉末なども挙げられ
る。 【００３４】粒状の鉄系酸化物粉末は、六面体、八面
体、球状等の凝集物であり、個々の鉄系酸化物の粒状粒
子の個数平均径が０．０５〜１．０μｍのものを用いる
必要がある。０．０５μｍ未満の場合は、鉄系酸化物粉
末中の粒子同士の付着力が強くなって樹脂中への分散が
困難となり、１．０μｍを越える場合には、着色力が劣
り隠蔽力も低い。特に、トナー用として用いる場合には
樹脂中での分布が不均一となりやすく、トナーの特性を
低下さることもあるために好ましくない。好ましくは
０．１〜０．５μｍであり、より好ましくは０．１〜
０．３μｍである。 【００３５】また、前記板状の鉄系酸化物粉末として
は、所謂、ガラス結晶化法や水熱合成法等により得られ
たＢａフェライト粉末などを挙げることができる。 【００３６】板状の鉄系酸物粉末としては、板面径が
０．０２〜０．２μｍであり、好ましくは０．０３〜
０．１μｍである。板面厚みは０．０１〜０．０５μｍ
であり、好ましくは０．０１〜０．０３μｍである。 【００３７】本発明における容器固定の水平複軸形の混
練機としては、処理前の当該粉末を、剪断・圧縮作用を
具備している混練機であって、特に、剪断作用の効果が
大きい混練機により処理することにより得られる。具体
的な混練機としては、容器固定の水平複軸形の混練機が
挙げられ、特に、セルフクリーニング形の混練機が好ま
しい。 【００３８】本発明における容器固定の水平複軸形の混
練機のＬ／Ｄは、１０〜２０の範囲である。１０未満の
場合には、鉄系酸化物粉末の凝集粒子を均一にほぐすこ
とが困難である。２０を越える場合には、混練装置内に
当該粉末が閉塞したり、混練装置のキシミなどが生じる
ため、安全運転が出来なくなることがある。 【００３９】本発明における容器固定の水平複軸形の混
練機のＥＳＰは、０．１〜１．０ｋＷｈ／ｋｇの範囲で
ある。０．１ｋＷｈ／ｋｇ未満の場合には、鉄系酸化物
粉末を充分にほぐすことができず、また、凝集粒子径が
２０μｍ以下のものを得られなくなる。１．０ｋＷｈ／
ｋｇを越える場合には、鉄系酸化物粉末の個々の粒子を
破壊することがあり、磁性粉末の磁気特性が低下するこ
とがある。また、混練装置内に当該粉末が閉塞したり、
混練装置のキシミなどが生じるため、安全運転が出来な
くなることがある。好ましくは０．１〜０．８ｋＷｈ／
ｋｇの範囲である。 【００４０】本発明に係る粒状の鉄系酸化物粉末の凝集
粒子の粒子径は２０μｍ以下である。２０μｍを越える
と粒状の鉄系酸化物粉末を樹脂とを混練し樹脂成形物と
する場合や粒状の鉄系酸化物粉末をビヒクル中に混練分
散し塗料とする場合に分散時間が長くなったり、あるい
は、分散強度を強くしなければならないなどの分散させ
る際の分散しやすさに劣る。好ましくは１５μｍ以下で
ある。 【００４１】本発明に係る粒状の鉄系酸化物粉末の吸油
量は、２５ｍｌ／１００ｇ以下である。２５ｍｌ／１０
０ｇを越える場合には、樹脂中への分散性が不十分とな
り、ＪＩＳ−Ｋ−５１０１のフーバー式マラー法に準じ
て調製した分散ペーストと硝化綿クリヤーラッカーとの
混練物を１ｍｉｌのフィルムアプリケーターを用いて白
紙に展色した塗布膜面における２０°の光沢が４０％以
上とはならない。好ましい吸油量は２０ｍｌ／１００ｇ
以下である。 【００４２】本発明に係る板状の鉄系酸化物粉末の吸油
量は、３０ｍｌ／１００ｇ以下である。３０ｍｌを越え
る場合には、樹脂中への分散性が不十分となり、後述す
る磁気テープとした場合の塗膜６０°の光沢が１３０以
上とはならない。好ましい光沢は、１４０以上である。 【００４３】また、磁場５ｋＯｅにおいて長手方向に配
向させた場合の磁気テープの角形比（Ｂｒ／Ｂｍ）は、
０．８０以上であり、好ましくは０．８２以上である。
角形比が０．８０未満の場合は、磁気テープとしての磁
気特性に劣り好ましくない。尚、角形比が高くなる程、
塗膜中における配向性と充填性に優れているものであ
る。角形比は高い程よいが、本発明に係る板状の鉄系酸
化物粉末の上限は０．９程度である。 【００４４】尚、本発明においては、目的に応じて鉄系
酸化物粉末の処理前の当該粉末の粒子表面に、あらかじ
め疎水性の有機化合物および親水性の無機化合物を処理
していてもよく、例えば、疎水性有機化合物としては、
シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング
剤、アルミネート系カップリング剤及びジルコアルミネ
ート系カップリング剤等が挙げられ、また、無機化合物
としては、珪素化合物及びアルミニウム化合物等が挙げ
られる。 【００４５】 【作用】本発明方法による作用を鉄系酸化物粉末、殊
に、粒状の鉄系酸化物粉末について述べる。 【００４６】本発明に係る粒状の鉄系酸化物粉末は、本
発明の製造法により吸油量が２５ｍｌ／１００ｇ以下で
粒子径が２０μｍ以下の凝集粒子からなり、しかも、塗
布膜面２０°の光沢が４０％以上であることに起因し
て、樹脂とを混練させて樹脂成形物としたり、鉄系酸化
物粉末をビヒクル中に混合分散させて塗料とする場合の
分散性が優れており、また、樹脂、殊に、磁性トナー用
に一般に使用されているビニル芳香族系樹脂、アクリル
系樹脂及びこれらの共重合体樹脂等との微視的な混合
性、所謂、分散性が良好なものであるという事実であ
る。 【００４７】この事実について、本発明者は次のように
考えている。前述した通り、乾燥工程後の鉄系酸化物粉
末は、大きな凝集粒子で構成された乾燥成形物であり、
この乾燥成形物を粉砕することにより、構成される大き
な凝集粒子をできるだけ小さな凝集粒子とすることによ
って、分散性に優れた粉末とする努力が続けられてき
た。 【００４８】その粉砕においては、前出ピンミルやディ
スクミル等の衝撃粉砕機では、粉砕の際に当該粉末中に
多くの空気を含ませることになるため、濡れ性を悪化さ
せるとともに吸油量も大きくなる。それに対して、ボー
ルミルや振動ミル等のようなメディアを有する衝撃力の
大きな粉砕機では、前述した通り、メディアの破片等の
異物が粒子粉末中に混入したり、また、粒子そのものを
破壊することもあるので好ましくない。従って、今日で
は混練機を用いて混練・粉砕することも行われるように
なった。 【００４９】その混練は、例えば、日刊工業新聞社発行
「混合混練技術」（昭和５５年）第１８３頁の「‥‥混
合機が粉と粉、粉と粒が大半であるのに対して、混練機
では粉と液、粉とスラリー、粉とペースト、ペーストと
液‥‥と種々の組合せがあり、‥‥」なる記載、（株）
科学技術総合研究所発行「混練装置」（１９８６年）第
８〜１１頁の「‥‥混練の基本作用としては、圧縮（Ｋ
ｎｅａｄｉｎｇ）せん断（Ｓｍｅａｒｉｎｇ）へらなで
（Ｓｐａｔｕｌａｔｅ）をしながら、混練物全体が均一
になるよう、かき混ぜることである。‥‥圧縮作用‥‥
混練を行なうには、まず混練機内に粉体を入れ、ついで
バインダを供給するのがほとんどである。‥‥粉体内に
バインダを広めながら、‥‥粉体をほぐしながら、粉体
のまわりに、バインダをコーティングする作用を行な
う。‥‥せん断作用‥‥バインダを引き延ばして、おし
広める作用をし、‥‥凝集粉体をほぐす作用をし、‥‥
圧縮との組み合わせにより粉体のまわりへのコーティン
グを行なう。‥‥へらなで作用‥‥混練物の表面をこす
って、粉体へバインダをコーティングすることである。
‥‥」なる記載の通りである。 【００５０】前述した通り、混練装置は、粉末とバイン
ダとを混練することを目的とする装置であるが、この混
練機の中でもホイール型混練機のように粒子粉末とバイ
ンダとの混練だけでなく、粉と粉、粉と粒とを混練・粉
砕することにより、当該粉末中の固い凝集粒子をできる
だけ１次粒子に近づけることによって、分散性に優れた
粉末を得るためにも用いられるようになったのである。 【００５１】そのホイール型混練機は、圧縮作用、せん
断作用、へらなで作用の三つの作用により凝集粒子をほ
ぐすことができるが、後述比較例に示す通り、未だせん
断力が充分ではなく優れた分散性を得るところまでには
至っていない。 【００５２】また、ロール圧縮成形機は、圧縮力は強い
が、せん断力が充分ではなく、凝集粒子を充分に小さく
することができず、後出比較例に示す通り、強い圧縮力
により板状片の粗粒が生じ、非常にかたい圧密化された
凝集粒子を形成し、凝集粒子径を２０μｍとするために
要する分散時間が、本発明の鉄系酸化物粉末に比べ長く
かかった。また、磁性粉末の場合には、磁気特性の変化
も生じた。 【００５３】上述したホイール型混練機及びロール圧縮
成形機は、圧縮作用、せん断作用、へらなで作用の三つ
の作用が、いずれも圧縮作用がせん断作用よりも大きい
ために圧密化されたかたい凝集粒子を形成するものと考
えられる。 【００５４】そこで、本発明者らは、圧縮作用、せん断
作用、へらなで作用のうち、せん断作用が最も大きい機
械を用いて混練・粉砕すれば、分散性に優れた鉄系酸化
物粉末を得ることができるのではないかと考えて検討を
進めた。 【００５５】バインダを使わずに当該粉末のみを混練・
粉砕するようになった混練機に対して、混練機の中で
も、これまでは粉と粉、粉と粒とを混練することのなか
った容器固定の水平複軸形の混練機を用いて粉砕・混練
することを検討し、本発明の鉄系酸化物粉末を得ること
ができたのである。 【００５６】しかし、ただ単に容器固定の水平複軸形の
混練機で処理したのでは磁性粉末が装置内に閉塞して当
該粉末が装置内から出なくなることがあり、種々の検討
を繰り返した結果、同装置のＬ／ＤとＥＳＰとを調整し
て前記範囲内のＬ／ＤとＥＳＰとを調製することによっ
て装置内に閉塞させることもなくなり、本発明に係る鉄
系酸化物粉末を得ることができたのである。 【００５７】また、本発明に係る板状の鉄系酸化物粉末
の場合には、吸油量が３０ｍｌ／１００ｇ以下であり、
磁気テープとした場合の塗膜６０°の光沢が１３０以
上、角形比が０．８以上であるので塗膜中での配向性と
充填性に優れた鉄系酸化物粉末と言える。 【００５８】尚、前述した通り、通常、混練装置は粉末
とバインダとを混練することを目的とする装置であり、
その一種である容器固定の水平複軸形の混練機も同様で
あり、例えば、（社）日本粉体工業技術協会と（社）日
本能率協会の「’８８粉体技術会議」（昭和６３年）第
３−３−９頁の「‥‥粉末と液状ポリマーを主原料とし
た粘着性原料を、連続的に混練する方法において、‥‥
混練物中の２次凝集粒の粉砕が、おこなわれる。‥‥１
００〜２００μｍの２次凝集粒を４０μｍ以下に解砕し
た。‥‥」なる記載の通り、２次凝集粒を４０μｍ以下
とすることができることが述べられているが、この場合
には、粉末とバインダとを混練する際に粉砕もされると
いうことであり、樹脂とを混練させて樹脂成形物とした
り、酸化鉄粉末をビヒクル中に混合分散させて塗料とす
る場合と同様の効果が得られるのであって、本発明にお
ける粉末のみを混練・粉砕する場合とは、その作用・効
果が全く異なるのである。 【００５９】また、特開昭５８−１６１７０６号公報記
載の針状の強磁性粉末をＫＲＣニーダ、加圧ニーダなど
のニーダで粉砕して、針状粒子の軸比（長軸径／短軸
径）を５以下とする方法があるが、この場合には、針状
粒子を破壊して軸比を小さくすることを目的としてお
り、本発明の作用・効果とは全く異なるものである。 【００６０】 【実施例】次に、実施例、比較例並びに参考例により、
本発明方法を説明する。 【００６１】鉄系酸化物粉末の平均径は、粒状の鉄系酸
化物粉末の個数平均径として投影径の１つでＭａｒｔｉ
ｎ径（定方向に投影面積を２等分する線分の長）より求
めた値であり、板状の鉄系酸化物粉末の板面径は、最長
径の平均により求めた値である。 【００６２】鉄系酸化物粉末の比表面積値は、Ｍｏｎｏ
Ｓｏｒｂ ＭＳ−１１（湯浅アイオニクス（株）製）
によるＢＥＴ法により求めた値で示した。 【００６３】酸化鉄粉末の凝集粒子の粒子径は、ＪＩＳ
−Ｋ−５１０１の顔料分散試験法に準じて測定して求め
た。具体的な測定手順としては、酸化鉄粉末（０．５
ｇ）とひまし油（０．５ｍｌ）とをＪＩＳ−Ｋ−５１０
１に記載のフーバー式マラーの下部練り板上の上に載せ
て、へらで練りあわせて練り板上に広げる。上部練り板
を下部練り板に合わせ、６８．０４ｋｇの分銅をつる
し、５０回転に設定して回転させる。回転が止まった後
に、上部練り板を上げ、上部と下部の練り板上に広がっ
たペースト状態の試料をへらで集め、下部練り板上に再
度広げて、再び上部練り板と下部練り板を合わせ、６
８．０４ｋｇの分銅をつるし、５０回転に設定して回転
させ、分散ペーストを調整する。調整した分散ペースト
をへらで集めてガラス板上に置き、３ｍｌのジブチル酸
フタレートで希釈して、ＪＩＳ−Ｋ−５１０１に記載の
グライドメーターを用いて、粒度（ツブ）を測定する。
粒度は、グライドメーター上で同じ粒径の粒が３つある
ところを試料の凝集粒子径として判定した。尚、この操
作を５回繰り返して、その平均値を酸化鉄粉末の凝集粒
子径として求めた。 【００６４】酸化鉄粉末の吸油量は、ＪＩＳ−Ｋ−５１
０１の吸油量測定法に準じて求めた。具体的な測定手順
としては、酸化鉄粉末（５．０ｇ）を精秤し、煮アマニ
油をビューレットより滴下し、ＪＩＳ−Ｋ−５１０１に
記載のへらを用いて、全体を十分に練り合わせる。尚、
１回の煮アマニ油の滴下量は４〜５滴程度とした。滴下
および練り合わせを繰り返して、全体が硬いパテ状にな
った点を終点とし、使用した煮アマニ油の量を求めた。
使用した煮アマニ油量から、下記式により吸油量を算出
した。 吸油量（ｍｌ／１００ｇ）＝（使用した煮アマニ油量）
×２０ 【００６５】酸化鉄粉末の塗布膜面の光沢は、ＪＩＳ−
Ｋ−５１０１の顔料分散試験法に準じて分散ペーストを
調整し、硝化綿クリヤーラッカーと練り合わせたものを
ＪＩＳ−Ｋ−５１０１に記載のコート紙上に置き、１ｍ
ｉｌのフィルムアプリケーターで塗布し、乾燥した塗布
膜面の２０°の光沢を測定した。具体的な測定手順とし
ては、酸化鉄粉末（０．５ｇ）とひまし油（０．５ｍ
ｌ）とをＪＩＳ−Ｋ−５１０１に記載のフーバー式マラ
ーの下部練り板上の上に載せて、へらで練りあわせて練
り板上に広げる。上部練り板を下部練り板に合わせ、６
８．０４ｋｇの分銅をつるし、５０回転に設定して回転
させる。回転が止まった後に、上部練り板を上げ、上部
と下部の練り板上に広がったペースト状態の試料をへら
で集め、下部練り板上に再度広げて、再び上部練り板と
下部練り板を合わせ、６８．０４ｋｇの分銅をつるし、
５０回転に設定して回転させ、分散ペーストを調整す
る。調整した分散ペーストをへらで集めてガラス板上に
置き、硝化綿クリヤーラッカー（４．５ｇ）を加えてへ
らで十分に練り合わせ、１ｍｉｌのフィルムアプリケー
ターで前記コート紙上に置き、１ｍｉｌのフィルムアプ
リケーターで塗布し、乾燥した塗布膜面の２０°の光沢
をデジタル光沢計（ＵＧＶ−５０型、スガ試験機（株）
製）により求めた。 【００６６】鉄系酸化物粉末の磁気特性は、振動試料型
磁力計ＶＳＭ−３Ｓ−１５（東英工業（株）製）によ
り、外部磁場１０ｋＯｅで測定した値で示した。尚、板
状の鉄系酸化物粉末より作製した磁気テープの角形比
（Ｂｒ／Ｂｍ）は、トルク／振動試料型磁力計（ＤＩＧ
ＴＡＬ ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ ＳＹＳＴＥＭＳ製）
により、外部磁場１０ｋＯｅで測定した値で示した。 【００６７】板状の鉄系酸化物粉末の参考例として作成
した磁気テープの表面の６０°の光沢は、デジタル光沢
計ＵＧＶ−５０型（スガ試験機（株）製）により求めた
値で示した。 【００６８】＜粒状の鉄系酸化物粉末について＞ 実施例１〜１１、比較例１〜７； 【００６９】実施例１ 球状マグネタイト粒子を含むケーキを成形・乾燥して得
られた平均径５ｍｍの乾燥成形物で凝集粒子径３０μｍ
の粉末（個数平均径０．２３μｍ、飽和磁化値８４．０
ｅｍｕ／ｇ、保磁力６０Ｏｅである．）を（株）日本製
鋼所製の二軸混練機（型名：ＴＥＸ−５４ＫＣ）でＬ／
Ｄが１０．７、ＥＳＰが０．２１ｋＷｈ／ｋｇで処理し
た。 【００７０】得られたマグネタイト粉末の吸油量は１
６．５ｍｌ／１００ｇ、光沢は４７％、ツブの大きさは
７．５μｍであり、保磁力は６０Ｏｅと変わらなかっ
た。 【００７１】実施例２〜１１、比較例１〜７ 被処理鉄系酸化物粉末の種類、機器の種類並びに二軸混
練機のＬ／Ｄ及びＥＳＰを種々変化させた以外は実施例
１と同様にして処理済鉄系酸化物粉末を得た。 【００７２】この時の主要製造条件及び処理済鉄系酸化
物粉末の諸特性を表１及び表２に示す。 【００７３】 【表１】【００７４】 【表２】【００７５】＜板状の鉄系酸化物粉末について＞ 実施例１２〜１５、比較例８〜１２； 【００７６】実施例１ 板状バリウムフェライト粉末（Ｂａ／Ｆｅ＝５ｍｏｌ
％、板面径０．０５μｍ、板面厚み０．０１μｍｍ、飽
和磁化値５９．１ｅｍｕ／ｇ、保磁力１２１７Ｏｅであ
る．）を（株）日本製鋼所製の二軸混練機（型名：ＴＥ
Ｘ−５４ＫＣ）でＬ／Ｄが１０．７、ＥＳＰが０．２３
ｋＷｈ／ｋｇで処理した。 【００７７】得られた板状バリウムフェライト粉末の吸
油量は３０．０ｍｌ／１００ｇ、保磁力は１２８０Ｏｅ
であった。 【００７８】実施例１３〜１５、比較例８〜１２ 機器の種類並びに二軸混練機のＬ／Ｄ及びＥＳＰを種々
変化させた以外は実施例１と同様にして処理済鉄系酸化
物粉末を得た。 【００７９】この時の主要製造条件を表３に示し、処理
済鉄系酸化物粉末の諸特性を表４に示す。 【００８０】 【表３】【００８１】 【表４】【００８２】参考例１ 実施例１２で得られた板状バリウムフェライト粉末を磁
気テープとし、この磁気テープの塗布膜面の光沢は、鉄
系酸化物粉末と結合剤樹脂、溶剤とを混合し、固形分率
７６重量％でプラストミルをもちいて３０分間混練し
た。しかる後、所定量の混練物を取り出し、ガラス瓶に
研磨剤、カーボンブラック、ガラスビーズ及び溶剤とと
もに添加し、ペイントコンディショナーで６時間混合・
分散を行った。 【００８３】その後、潤滑剤及び硬化剤とを加え、さら
に１５分間混合・分散した。得られた磁性塗料の組成は
下記の通りであった。 バリウムフェライト粉末 １００重量部 スルホン酸ナトリウム基を有する 塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂 １０重量部 スルホン酸ナトリウム基を有するポリウレタン樹脂 １０重量部 研磨剤 １０重量部 カーボンブラック ３重量部 潤滑剤 ２．５重量部 硬化剤 ５重量部 シクロヘキサノン ５２．５重量部 メチルエチルケトン １３０．５重量部 トルエン ７８．３重量部 【００８４】得られた磁性塗料を厚さ１４μｍ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１５μｍの厚さに塗布し、次いで、５ｋＯｅの磁場
で配向させた後、乾燥させることによりシート試料片を
得た。得られたシート試料片にカレンダー処理を行った
後、６０℃で２４時間硬化反応して磁気テープとした。 【００８５】参考例２〜９ 処理済鉄系酸化物粉末の種類、を種々変化させた以外は
参考例１と同様にして磁気テープを得た。この時の諸特
性を表５に示す。 【００８６】 【表５】【００８７】 【発明の効果】本発明により得られた鉄系酸化物粉末、
殊に、粒状の鉄系酸化物粉末は、吸油量が２５ｍｌ／１
００ｇ以下で粒子径が２０μｍ以下の凝集粒子からな
り、しかも、塗布膜面における２０°の光沢が４０％以
上であることに起因して、樹脂とを混練させて樹脂成形
物としたり、粒状の鉄系酸化物粉末をビヒクル中に混合
分散させて塗料とする場合の分散性が優れているので着
色顔料用酸化鉄粉末として好適であり、磁性トナー用に
一般に使用されているビニル芳香族系樹脂、アクリル系
樹脂及びこれらの共重合体樹脂等となじみやすく、これ
らと樹脂との混合性が良好であるので磁性トナー用磁性
粉末としても好適である。 【００８８】また、本発明により得られた鉄系酸化物粉
末、殊に、板状の鉄系酸化物粉末は、吸油量が３０ｍｌ
／１００ｇ以下であり、磁気テープとした場合の塗膜６
０°の光沢が１３０以上、角形比が０．８以上であるの
で塗料化特性に優れており、しかも、高い配向性と充填
性が得られるので磁気記録媒体用の磁性粉末としても好
適である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C09C 3/04 C08K 3/22 C09C 1/24

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 鉄系酸化物粒子が凝集している凝集粒子
   からなる鉄系酸化物粉末を、容器固定の水平複軸形の混
   練機のＬ／Ｄ（混練機のシリンダーの長さとシリンダー
   径との比）を１０〜２０の範囲に調整すると共に、ＥＳ
   Ｐ（粉末１ｋｇ当たりの電力量）を０．１〜１．０ｋＷ
   ｈ／ｋｇの範囲に調整して混練・粉砕処理を行うことを
   特徴とする鉄系酸化物粉末の製造法。