JPH01176229A - 磁性粒子粉末及びその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高密度記録用磁性粒子粉末として好適な分散
性に優れた磁性粒子粉末及びその製造法に係るものであ
る。

〔従来の技術〕

近年、磁気記録再生用機器等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、高密度記録化の要求が高まってきている。

磁気記録媒体の高性能化、高記録密度化の為には、残留
６ｎ束密度Ｂｒの向上が必要である。磁気記録媒体の残
留磁束密度Ｂｒは、磁性粒子粉末のビークル中での分散
性、塗膜中での配向性及び充填性に依存している。

磁性粒子粉末の分散性の改良は、従来から種々試みられ
ており、例えば、特開昭５５−８３２０７号公報、特開
昭５５−８３２０８号公報、特開昭５５−８３２０９号
公報、特開昭５７−５６９０４号公報、特開昭５８−１
６１７０８号公報、特開昭５９−１６７００２号公報、
特開昭６０−７０１５号公報、特開昭６０−２１６５１
０号公報、特開昭５６−１３０８３８号公報及び特開昭
６１−６３９２１号公報等に記載されている通り、磁性
粒子粉末の粒子表面をＳｔ化合物で被覆することにより
粒子表面を改質する方法がある。

〔発明が解決しようとする問題点１ 分散性に優れた磁性粒子粉末は、現在量も要求されてい
るところであるが、前述した公知方法による場合には未
だ分散性に優れた粒子とは言い難いものである。公知方
法において未だ分散性に優れた粒子が得られていない理
由は、例えば「磁気記録材料研究者の立場からみた磁性
ペイント」（粉体粉末冶金「第７回フェライト夏季セミ
ナー講演概要集Ｊ　（昭和５２年）第１４〜１６頁）の
第１６頁の「一般に高度の分散を得ることは通常の非磁
性顔料の場合でもかなり難しい問題である。まして、磁
性粉の場合は粒子間の磁気的相互作用のために現象をさ
らに複雑なものにしている。」なる記載の通り、磁性粒
子粉末は、磁性による相互作用により凝集体を形成して
いる為、凝集体のままで表面被覆されていることに起因
している。

特に、板面に対し垂直方向に磁化容易軸を有する六方晶
系フェライト粒子粉末の場合には、磁性による相互作用
により粒子相互が強固に凝集し、単に機械的処理のみに
よっては凝集粒子を個々の粒子に分離させることは困難
である。

そこで、より分散性に優れた磁性粒子粉末を得るべ（、
磁性粒子粉末の粒子表面を被覆処理する為の技術手段の
確立が強く要望されている。

〔問題点を解決する為の手段〕

本発明者は、より分散性に優れた磁性粒子粉末を得るべ
く、磁性粒子粉末の粒子表面を被覆処理する方法につい
て種々検討を重ねた結果、本発明に到達したのである。

即ち、本発明は、磁性粒子表面と当該粒子表面を被覆し
ているＣａ、　Ｍｇ、　Ｂａ、　Ｆｅ５Ｃｏ及びＺｎか
ら選ばれる金属の一種又は二種以上を含むケイ酸塩層と
の間に、ベーマイト構造を有する水和アルミナ粒子が存
在している磁性粒子からなる磁性粒子粉末及び磁性粒子
とベーマイト構造を有する水和アルミナ粒子とを含むｐ
Ｈ９以上又は４以下の混合懸濁液に酸又はアルカリ水溶
液を添加してｐｕｅ、ｓ〜８．５に調整することにより
、前記磁性粒子の粒子表面に前記水和アルミナ粒子を沈
着させ、次いで、該水和アルミナ粒子が沈着している磁
性粒子を含む懸濁液とＣａｓ　Ｍｇ、　Ｂａ、　Ｆｅｓ
　Ｃｏ、及びＺｎから選ばれる金属の一種からなるケイ
酸塩若しくはこれら金属のケイ酸塩の二種以上を含む懸
濁液とを混合することにより、前記水和アルミナ粒子が
沈着している磁性粒子の粒子表面にＣａｓ　Ｍｇｓ　Ｂ
ａｓ　Ｆｅ％　Ｃｏ、及びＺｎから選ばれる金属の一種
又は二種以上を含むケイ酸塩層を生成させることを特徴
とする磁性粒子粉末の製造法である。

（作　　用） 先ず、本発明において最も重要な点は、磁性粒子の粒子
表面をＣａ５Ｍ１１％　Ｂａ５Ｆｅｓ　Ｃｏ、及びＺｎ
から選ばれる金属の一種又は二種以上を含むケイ酸塩層
で被覆するに先立って予め磁性粒子表面にベーマイト構
造を有する水和アルミナ粒子を沈着させておいた場合に
は、より分散性に優れた磁性粒子粉末が得られるという
事実である。

本発明において分散性に優れた磁性粒子粉末が得られる
理由については未だ明らかではないが、本発明者は、次
のように考えている。

即ち、ｐＨ９以上の混合懸濁液中では磁性粒子及び水和
アルミナ粒子のいずれもが負電荷に帯電しており、ｐＨ
４以下の混合懸濁液中では磁性粒子及び水和アルミナ粒
子のいずれもが正電荷に帯電しており、ｐＨ９以上又は
ｐＨ４以下のいずれの懸濁液中においても両粒子間に電
気的な反発力が生じ、この反発力が磁性粒子相互の磁性
による凝集力よりも大きい為、磁性粒子相互の凝集が解
きほぐされる。そして、その後ｐｉを６．５〜８．５に
調整することにより、ｐＨ９以上の懸濁液を用いた場合
には磁性粒子が負電荷に帯電したままであるのに対し、
水和アルミナ粒子は正電荷に帯電し、一方ｐＨ４以下の
懸濁液を用いた場合には水和アルミナ粒子が正電荷に帯
電したままであるのに対し、磁性粒子は負電荷に帯電し
、両粒子は相互に反対の電荷に帯電する為、磁性粒子の
粒子表面に水和アルミナ粒子が沈着してその後の再凝集
が防止される。その結果、後のＣａＳＰＩｇ、　Ｂａｓ
　Ｆｅｓ　００％及びＺｎから選ばれる金属の一種又は
二種以上を含むケイ酸塩層を被覆する工程において、磁
性粒子の凝集体ではなく個々の粒子を被覆することが出
来ることになる。

次に、本発明実施にあたっての諸条件について述べる。

本発明における磁性粒子粉末としては、マグヘマイト粒
子粉末、マグネタイト粒子粉末、ベルトライド化合物（
工ｘ−Ｆｅｚｅｓ　、Ｏ＜　ｘ　＜　１　）等の磁性酸
化鉄粒子粉末、これらの磁性酸化鉄粒子粉末にＦｅ以外
のＣｏ等の異種金属を含有させた粒子若しくはこれら磁
性酸化鉄粒子にＣｏを被着させた粒子、鉄を主成分とす
る金属磁性粒子及び六方晶系フェライト粒子等のいずれ
をも用いることができる。

本発明における水和アルミナは、ベーマイト構造を有す
るものであればいかなる粒子形態を有するものでもよく
、市販されているものはもちろん、ＡＩ塩を含むアルカ
リ水溶液を水熱処理する等により製造したものでもよい
。

水和アルミナの添加量は、磁性粒子粉末に対しＡ１□０
．換算で０．Ｏ１〜５．０重量％である。　０．０１重
量％以下の場合には、本発明の目的とする効果が得られ
ない、５．０重量％以上である場合にも本発明の目的と
する効果が得られるが、磁性に関与しない水和アルミナ
が増加することにより飽和磁化が低下する為好ましくな
い、磁性粒子粉末の分散性及び飽和磁化を考慮した場合
、０．０５〜３．０重量％が好ましい。

本発明における磁性粒子とベーマイト構造を有する水和
アルミナ粒子との混合懸濁液のｐＨは９以上又は４以下
である。ｐＨが４〜９の間にある時は、磁性粒子と水和
アルミナ粒子とが反対の電荷に帯電しているか又は反発
の電荷が弱い為電気的な反発が不十分となり、磁性粒子
を個々の粒子に分離することができない。ｐＨ９以上又
はｐＨ４以下の混合懸濁液作成時にせん断力を有する機
器例えば、ホモミクサー、ラインミル、サンドグライン
ドミル等を用いて機械的処理を行うことによって、−段
と優れた分散効果を得ることが出来る。

本発明における磁性粒子の粒子表面への水和アルミナの
沈着は、ｐ）１９以上又はｐｉ（４以下の混合懸濁液に
酸又はアルカリ水溶液を添加してｐＨ６，５〜８．５に
調整することによって行う、　ｐＨの調整により、添加
した水和アルミナ粒子は略全量が沈着する。このｐＨ付
近では、水和アルミナは正電荷を有し、磁性粒子粉末は
負電荷を有する為、電気的な結合が生起し磁性粒子の粒
子表面に水和アルミナ粒子が沈着するのである。　ｐＨ
を調整する為の酸としては、硫酸、塩酸、酢酸、硝酸等
を、アルカリとしては水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム、アンモニア水等を使用することができる。

本発明におけるＣａｓ　Ｍｇｓ　Ｂａ、　Ｆｅｓ　Ｃｏ
ｓ及びＺｎから選ばれる金属の一種又は二種以上を含む
ケイ酸塩層による被覆は、水和アルミナ粒子が沈着して
いる磁性粒子を含む懸濁液とＣａｓ　Ｍｇ、　Ｂａｓ　
Ｆｅｓ　００％及びＺｌから選ばれる金属の一種からな
るケイ酸塩若しくはこれら金属のケイ酸塩の二種以上を
含む懸濁液とを混合する。

本発明におけるケイ酸塩としては、ケイ酸カルシウム、
ケイ酸マグネシウム、ケイ酸マグネシウムカルシウム、
ケイ酸バリウム、ケイ酸鉄、ケイ酸コバルト、ケイ酸亜
鉛等の一種又は二種以上を使用することができる。

ケイ酸塩の添加量は、磁性粒子粉末に対し、０゜０１〜
５．０重量％である。０．０１重量％以下である場合に
は、本発明の効果は得られない。５．０重量％以上であ
る場合にも本発明の目的とする効果が得られるが磁性に
関与しないケイ酸塩が増加することにより飽和磁化が低
下する為好ましくない。磁性粒子粉末の分散性及び飽和
磁化を考慮した場合、０．０５〜３，０重量％が好まし
い。

〔実施例〕

次に、実施例及び比較例により本発明を説明する。

尚、本発明における分散性の評価は、針状磁性酸化鉄粒
子粉末の場合には、テープ化した場合の残留磁束密度Ｂ
　ｒ　ｓ角型（Ｂｒ／Ｂ＋ｓ）及び配向度のそれぞれの
値を示すことにより、板状Ｂａフェライト微粒子粉末の
場合には、テープ化した場合の飽和磁束密度Ｂ＋ｓ、角
型（Ｂｒ／８ｍ）及び光沢度のそれぞれの値を示すこと
により行い、上記いずれの値も大きくなる程分散性が改
良されたことを意味する。

また、板状Ｂａフェライト微粒子を用いてテープ化した
場合の角型の値は、テープ面に対し、垂直方向に磁場配
向させた磁気テープの垂直方向の角型（Ｂｒ／［Ｉｍ）
を測定し、反磁場補正を行った値で示した。

磁性粒子粉末の磁気特性は、「振動試料型磁力計ＶＳＭ
−３３−１５Ｊ　　（東英工業■製）を用いて外部磁場
１０にＯｅの下で測定した値であり、磁気テープの緒特
性は外部磁場ｌＯにＯｅ　（マグヘマイト粒子を用いた
場合には５　ＫＯｅ）の下で測定した結果である。

塗布膜の表面光沢は、日本重色工業−社製の入射角６０
°のグロスメーターで測定した値であり、標準板光沢を
８９．０％とした時の値を％表示で示したものである。

（磁性粒子粉末の表面処理〉 実施例１〜９、比較例１〜９、参考例１〜３；実施例１ 長軸０．２５μ糟、軸比（長軸−短軸）８；１であって
保磁力６７００ｅであるＣｏ被着型針状ｒ　−Ｆｅ、Ｏ
，粒子（Ｃｏ／全量・３．３５重量％）を用い、該粒子
５００ｇとベーマイト構造を有する水和アルミナＡｓ−
５２０（日量化学工業■製、ＡＩ量はＡｂＯｉ換算で２
０．８重量％に該当する。　）　１２ｇ（Ｃｏ被着型γ
−ＦｅｚＯ３に対しＡｌｔｏｚ換算で０．５重量％に該
当する。）とを５２の水に添加、混合した後、水酸化ナ
トリウムを添加してａｌｌｌｏ、９の混合懸濁液を得た
。

上記混合懸濁液を撹拌、混合した後、硫酸を添加してｐ
Ｈ７，５に調整し、前記Ｃｏ被着型ｒ　−Ｆｅｇ０３粒
子表面に水和アルミナ粒子を沈着させた。

反応溶液の一部を抜き取り、常法により濾過、水洗、乾
燥して得られた茶褐色粒子粉末は、螢光Ｘ線分析の結果
、前記Ｃｏ被着型７−Ｆｅｚｅｓ粒子表面に存在してい
るＡＩ量はＡｌオ０３換算で０．５０重量％であった。

前記茶褐色沈澱粒子を含む懸濁液とあらかじめ調整した
ケイ酸カルシウムＬｏｇを含む懸濁液（濃度１０−ｔχ
）とを攪拌、混合して前記茶褐色沈澱粒子の表面にケイ
酸カルシウム被膜を析出させた茶褐色沈澱粒子を得た。

上記茶褐色沈澱粒子を含む懸濁液を、常法により濾過、
水洗、乾燥した。　　　。

得られた茶褐色粒子粉末表面に存在しているケイ酸カル
シウム量は、螢光Ｘ線分析の結果、１．９９重重看であ
った。

実施例２ 実施例１と同一のＣｏ被着型針状７−ＦｅｚＯ，粒子（
Ｃｏ／全量＝３．３Ｓ重量％）を用い、該粒子５００ｇ
とベーマイト構造を有する水和アルミナＭＳ−５２０（
日量化学工業■製、ＡＩ量はＡｌｔｏｓ換算で２０．８
重量％に該当する。）　３６．０ｇ（Ｃｏ被着型ｒ−Ｆ
ｅｔｕｓに対しＡｈＯ３換算で１．５重量％に該当する
。）とを５１の水に添加、混合した後、水酸化ナトリウ
ムを添加してｐＨ１０，６の混合懸濁液を得た。

上記混合懸濁液を攪拌、混合した後、硫酸を添加してｐ
ｌ！７．５に調整し、前記Ｃｏ被着型ｒ　−Ｆｅｔｕｓ
粒子表面に水和アルミナ粒子を沈着させた。

反応溶液の一部を抜き取り、常法により一過、水洗、乾
燥して得られた茶褐色粒子粉末は、螢光Ｘ線分析の結果
、前記Ｃｏ被着型ｒ　−Ｆｅｚｅｓ粒子表面に存在して
いるＡＩ量はＡｈＯｓ換算で１．４９重量％であった。

前記茶褐色沈澱粒子を含む懸濁液とあらかじめｔＡ整し
たケイ酸マグネシウム１５ｇを含む懸濁液（１度１０ｗ
ｔχ）とを攪拌混合して、前記茶褐色沈澱粒子の表面に
ケイ酸マグネシウム被膜を析出させた茶褐色沈澱粒子を
得た。

上記茶褐色沈澱粒子を含む懸濁液を、常法により濾過、
水洗、乾燥した。

得られた茶褐色粒子粉末のケイ酸マグネシウム量は、螢
光Ｘ線分析の結果、２．８８重量％であった。

実施例３〜９ 被処理粒子粉末の種類、混合懸濁液の９１１、水和アル
ミナによる処理工程における水和アルミナの種類及び添
加量並びに調整後のｐＨ、ケイ酸塩層の生成工程におけ
るケイ酸塩の種類及び量を種々変化させた以外は実施例
１と同様にして茶褐色粒子粉末を得た。

この時の主要製造条件及び得られた茶褐色粒子粉末の緒
特性を表１に示す。

ケイ酸カルシウムの代わりにケイ酸バリウム、ケイ酸鉄
を用いた以外は実施例１と同様にして茶褐色粒子粉末を
得た。

比較例１〜９ 水和アルミナによる処理工程を省いた以外は、実施例１
〜９のそれぞれと同様にして茶褐色粒子粉末を得た。

参考例１〜３ 実施例１．４及び５のそれぞれと同様にして水和アルミ
ナのみによる処理を行い、磁性粒子の粒子表面に水和ア
ルミナが沈着されている磁性粒子粉末を得た。

く磁気テープの製造〉 実施例１０〜１８、比較例１０〜１８、参考例４〜６；
実施例１０ 実施例１で得られた粒子表面と該粒子表面に被覆されて
いるケイ酸カルシウム層との間に水和アルミナ粒子が存
在しているＣｏ被被着型針状−Ｆ＋４０３粒子粉末を用
いて、適量の分散剤、塩ビ酢ビ共重合体、熱可塑性ポリ
ウレタン樹脂及びトルエン、メチルエチルケトン、メチ
ルイソブチルケトンからなる混合溶剤を一定の組成に配
合した後、ボールミルで８時間混合分散して磁気塗料と
した。

得られた磁気塗料に上記混合溶剤を加え適正な塗料粘度
になるように調整し、ポリエステル樹脂フィルム上に通
常の方法で塗布、配向、乾燥させて、磁気テープを製造
した。

この磁気テープの残留磁束密度Ｂｒは、１６２０　Ｇａ
ｕｓｓ。

角型（Ｂｒ／Ｂｗ＋）は０．８６、配向度２．４９であ
った。

実施例１１〜１３、比較例１０〜１３、参考例４．５実
施例２〜４、比較例１〜４及び参考例１〜２のそれぞれ
で得られた針状磁性酸化鉄粒子粉末を用いた以外は、実
施例１０と同様にして磁気テープを製造した。

この磁気テープの緒特性を表２に示す。

実施例１におけるケイ酸カルシウム層の代すにケイ酸バ
リウム層又はケイ酸鉄層で被覆されたＣ。

被着型針状γ−Ｆｅｚ０３粒子粉末を用いた場合にも実
施例１０と同様の効果が得られた。

実施例１４〜１８、比較例１４〜１８、参考例６実施例
５〜９、比較例５〜９、参考例３のそれぞれで得られた
板状Ｂａフェライト微粒子粉末を用いた以外は、実施例
１０と同様にして磁気テープを製造した。

この磁気テープの緒特性を表３に示す。

尚、磁性粉末として大方晶系フェライト粒子粉末を用い
た場合には、塗料粘度を調整した磁気塗料をポリエステ
ル樹脂フィルム上に塗布し、該フィルムに対して垂直方
向に配向させた後乾燥させて磁気テープを製造した。

表２ 表３ （発明の効果〕 本発明に係る磁性粒子粉末は、前出実施例に示した通り
、分散性が優れた粒子であるから、高密度記録用磁性粒
子粉末として好適である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁性粒子表面と当該粒子表面を被覆しているＣａ
   、Ｍｇ、Ｂａ、Ｆｅ、Ｃｏ及びＺｎから選ばれる金属の
   一種又は二種以上を含むケイ酸塩層との間に、ベーマイ
   ト構造を有する水和アルミナ粒子が存在している磁性粒
   子からなる磁性粒子粉末。
2. （２）磁性粒子とベーマイト構造を有する水和アルミナ
   粒子とを含むｐＨ９以上又は４以下の混合懸濁液に酸又
   はアルカリ水溶液を添加してｐＨ６．５〜８．５に調整
   することにより、前記磁性粒子の粒子表面に前記水和ア
   ルミナ粒子を沈着させ、次いで、該水和アルミナ粒子が
   沈着している磁性粒子を含む懸濁液とＣａ、Ｍｇ、Ｂａ
   、Ｆｅ、Ｃｏ、及びＺｎから選ばれる金属の一種からな
   るケイ酸塩若しくはこれら金属のケイ酸塩の二種以上を
   含む懸濁液とを混合することにより、前記水和アルミナ
   粒子が沈着している磁性粒子の粒子表面にＣａ、Ｍｇ、
   Ｂａ、Ｆｅ、Ｃｏ、及びＺｎから選ばれる金属の一種又
   は二種以上を含むケイ酸塩層を生成させることを特徴と
   する磁性粒子粉末の製造法。