JPH02267903A - 針状晶鉄合金磁性粒子粉末の製造法 - Google Patents
針状晶鉄合金磁性粒子粉末の製造法Info
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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。
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、高い保磁力と大きな飽和磁化を有し、且つ、
分散性と酸化安定性に優れた針状晶鉄合金磁性粒子粉末
の製造法に関するものである。
分散性と酸化安定性に優れた針状晶鉄合金磁性粒子粉末
の製造法に関するものである。
本発明の製造法で得られた針状晶鉄合金磁性粒子粉末は
、高密度記録用、高出力用磁性粒子粉末として好適であ
る。
、高密度記録用、高出力用磁性粒子粉末として好適であ
る。
[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
性能力の必要性が益々生じてきている。即ち、高密度記
録、高出力特性、殊に、周波数特性の向上が要求される
。磁気記録媒体に対する上記のような要求を満足させる
為に適した磁性粒子粉末の特性は、高い保磁力と大きな
飽和磁化を有し、且つ、分散性に優れていることである
。
磁気テープ、磁気ディスク等の磁気記録媒体に対する高
性能力の必要性が益々生じてきている。即ち、高密度記
録、高出力特性、殊に、周波数特性の向上が要求される
。磁気記録媒体に対する上記のような要求を満足させる
為に適した磁性粒子粉末の特性は、高い保磁力と大きな
飽和磁化を有し、且つ、分散性に優れていることである
。
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殿物を酸化するこ
とにより得られた針状晶含水酸化第二鉄粒子又は該針状
晶含水酸化第二鉄粒子を加熱焼成して得られた針状晶へ
マタイト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針状晶鉄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
得られる針状晶鉄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。針状晶鉄合金磁性粒子粉末の保磁
力は、主として粒子の形状、特に軸比(長軸:短軸)に
依存しており、軸比(長軸−短軸)が大きくなる程保磁
力が高くなる傾向にあり、また、飽和磁化は、例えば、
還元温度を高くして還元を進める程大きくなる傾向にあ
る。還元の進行にともなって飽和磁化は向上するが、一
方加熱還元工程は苛酷な条件である為粒子及び粒子相互
間で粒子成長及び焼結が生じ、粒子の形状がくずれて保
磁力が低下するというように両者は逆の相関関係にある
為、高い保磁力と大きな飽和磁化をともに備えた針状晶
鉄合金磁性粒子粉末が強く要求されている。また、針状
晶鉄合金磁性粒子粉末は、分散性に優れていることが要
求されているが、その為には、加熱還元工程及び加熱還
元後の酸化被膜生成工程において粒子及び粒子相互間の
焼結が防止されることによって出発原料粒子の粒子形状
を保持継承するとともに粒子が1個1個バラバラである
ことが必要である。
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殿物を酸化するこ
とにより得られた針状晶含水酸化第二鉄粒子又は該針状
晶含水酸化第二鉄粒子を加熱焼成して得られた針状晶へ
マタイト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針状晶鉄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
得られる針状晶鉄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。針状晶鉄合金磁性粒子粉末の保磁
力は、主として粒子の形状、特に軸比(長軸:短軸)に
依存しており、軸比(長軸−短軸)が大きくなる程保磁
力が高くなる傾向にあり、また、飽和磁化は、例えば、
還元温度を高くして還元を進める程大きくなる傾向にあ
る。還元の進行にともなって飽和磁化は向上するが、一
方加熱還元工程は苛酷な条件である為粒子及び粒子相互
間で粒子成長及び焼結が生じ、粒子の形状がくずれて保
磁力が低下するというように両者は逆の相関関係にある
為、高い保磁力と大きな飽和磁化をともに備えた針状晶
鉄合金磁性粒子粉末が強く要求されている。また、針状
晶鉄合金磁性粒子粉末は、分散性に優れていることが要
求されているが、その為には、加熱還元工程及び加熱還
元後の酸化被膜生成工程において粒子及び粒子相互間の
焼結が防止されることによって出発原料粒子の粒子形状
を保持継承するとともに粒子が1個1個バラバラである
ことが必要である。
上述した通り、針状晶鉄合金磁性粒子粉末は、高い保磁
力と大きな飽和磁化とを有するものであるが、磁気記録
媒体用に使用される針状晶鉄合金磁性粒子粉末は、1μ
m以下の非常に微細な粒子である為、粒子の表面活性が
非常に大きく、還元後に空気中に取り出すと、空気中の
酸素と急激に反応し、発熱発火するという極めて不安定
なものである。また、同時に上記酸化反応により酸化物
になってしまう為、大幅な磁気特性、殊に飽和磁化の減
少をきたし、目的とする大きな飽和磁化を有する針状晶
鉄合金磁性粒子粉末を得ることができない為、酸化安定
性に優れていることが強く要求されている。
力と大きな飽和磁化とを有するものであるが、磁気記録
媒体用に使用される針状晶鉄合金磁性粒子粉末は、1μ
m以下の非常に微細な粒子である為、粒子の表面活性が
非常に大きく、還元後に空気中に取り出すと、空気中の
酸素と急激に反応し、発熱発火するという極めて不安定
なものである。また、同時に上記酸化反応により酸化物
になってしまう為、大幅な磁気特性、殊に飽和磁化の減
少をきたし、目的とする大きな飽和磁化を有する針状晶
鉄合金磁性粒子粉末を得ることができない為、酸化安定
性に優れていることが強く要求されている。
従来、針状晶鉄合金磁性粒子粉末の緒特性を改良するこ
とを目的として各種方法が試みられており、加熱還元工
程における粒子及び粒子相互間の焼結を防止するものと
しては、出発原料粒子の粒子表面を焼結防止作用を有す
る各種の有機化合物又は無機化合物であらかじめ被覆し
ておく方法がある。焼結防止作用を有する化合物として
珪素化合物を用いるものとして、例えば、特公昭6O−
17F302号公報、特公昭53−11512号公報、
特開昭51−108689号公報、特開昭52−990
0号公報、特開昭52−30758号公報、特開昭55
−85605号公報、特開昭55−85606最公報、
特開昭57−60001号公報、特開昭58−1133
05号公報、特開昭59−207843号公報及び特開
昭59−213626号公報に記載の発明がある。
とを目的として各種方法が試みられており、加熱還元工
程における粒子及び粒子相互間の焼結を防止するものと
しては、出発原料粒子の粒子表面を焼結防止作用を有す
る各種の有機化合物又は無機化合物であらかじめ被覆し
ておく方法がある。焼結防止作用を有する化合物として
珪素化合物を用いるものとして、例えば、特公昭6O−
17F302号公報、特公昭53−11512号公報、
特開昭51−108689号公報、特開昭52−990
0号公報、特開昭52−30758号公報、特開昭55
−85605号公報、特開昭55−85606最公報、
特開昭57−60001号公報、特開昭58−1133
05号公報、特開昭59−207843号公報及び特開
昭59−213626号公報に記載の発明がある。
[発明が解決しようとする課題]
高い保磁力と大きな飽和磁化を有し、且つ、分散性と酸
化安定性に優れた針状晶鉄合金磁性粒子粉末は、現在量
も要求されているところであるが、公知方法よって得ら
れる針状晶鉄合金磁性粒子粉末は、未だこれら緒特性を
十分満足するものとは言い難いものであった。即ち、公
知方法による場合には、出発原料粒子の粒子表面の被覆
が十分ではない為、加熱還元工程及び加熱還元後の酸化
被膜生成工程における粒子及び粒子相互間の焼結を完全
に防止することができず、また、酸化安定性の改良も十
分とは言えない。
化安定性に優れた針状晶鉄合金磁性粒子粉末は、現在量
も要求されているところであるが、公知方法よって得ら
れる針状晶鉄合金磁性粒子粉末は、未だこれら緒特性を
十分満足するものとは言い難いものであった。即ち、公
知方法による場合には、出発原料粒子の粒子表面の被覆
が十分ではない為、加熱還元工程及び加熱還元後の酸化
被膜生成工程における粒子及び粒子相互間の焼結を完全
に防止することができず、また、酸化安定性の改良も十
分とは言えない。
そこで、高い保磁力と大きな飽和磁化を有し、且つ、分
散性と酸化安定性に優れた針状晶鉄合金磁性粒子粉末を
得る方法の確立が強く要求されている。
散性と酸化安定性に優れた針状晶鉄合金磁性粒子粉末を
得る方法の確立が強く要求されている。
[課題を解決するための手段]
本発明者は、高い保磁力と大きな飽和磁化を有し、且つ
、分散性と酸化安定性に優れた針状晶鉄合金磁性粒子粉
末を得るべく種々検討を重ねた結果、本発明に到達した
ものである。
、分散性と酸化安定性に優れた針状晶鉄合金磁性粒子粉
末を得るべく種々検討を重ねた結果、本発明に到達した
ものである。
すなわち、本発明は、針状晶含水酸化第二鉄粒子又は、
該針状晶含水酸化第二鉄粒子を加熱焼成して得られた針
状晶へマタイト粒子を還元性ガス中で加熱還元して針状
晶鉄合金磁性粒子とした後、該針状晶鉄合金磁性粒子を
酸素含有不活性雰囲気下で処理して粒子表面に酸化被膜
を生成させる針状晶鉄合金磁性粒子粉末の製造法におい
て、前記針状晶含水酸化第二鉄粒子、前記針状晶ヘマタ
イト粒子及び酸化被膜を生成させる前の前記針状晶鉄合
金磁性粒子のいずれかの粒子と、下記−般式(1) %式%)() (式中、RI R2およびR3は相互に独立に水素原
子であるかまたはハロゲン原子の少なくとも1個で置換
されていることのある炭素v1.1〜10の炭化水素基
であるが、但し、R1とR2とR3とが同時に水素原子
であることはないものとし、そしてR4R5およびR6
は相互に独立に水素原子であるかまたはハロゲン原子の
少なくとも1個で置換されていることのある炭素数1〜
10の炭化水素基であり、aはOまたは1以上の整数で
あり、bは0または1以上の整数であり、Cは0または
2であるが、但し、Cが0である場合にはaとbとの和
が3以上の整数であるものとする) で表されるシリコーン化合物の少なくとも1種とを、気
相中で接触させることにより、粒子表面をあらかじめ前
記シリコーン化合物のポリマーで実質的に被覆しておく
ことを特徴とする針状晶鉄合金磁性粒子粉末の製造法で
ある。
該針状晶含水酸化第二鉄粒子を加熱焼成して得られた針
状晶へマタイト粒子を還元性ガス中で加熱還元して針状
晶鉄合金磁性粒子とした後、該針状晶鉄合金磁性粒子を
酸素含有不活性雰囲気下で処理して粒子表面に酸化被膜
を生成させる針状晶鉄合金磁性粒子粉末の製造法におい
て、前記針状晶含水酸化第二鉄粒子、前記針状晶ヘマタ
イト粒子及び酸化被膜を生成させる前の前記針状晶鉄合
金磁性粒子のいずれかの粒子と、下記−般式(1) %式%)() (式中、RI R2およびR3は相互に独立に水素原
子であるかまたはハロゲン原子の少なくとも1個で置換
されていることのある炭素v1.1〜10の炭化水素基
であるが、但し、R1とR2とR3とが同時に水素原子
であることはないものとし、そしてR4R5およびR6
は相互に独立に水素原子であるかまたはハロゲン原子の
少なくとも1個で置換されていることのある炭素数1〜
10の炭化水素基であり、aはOまたは1以上の整数で
あり、bは0または1以上の整数であり、Cは0または
2であるが、但し、Cが0である場合にはaとbとの和
が3以上の整数であるものとする) で表されるシリコーン化合物の少なくとも1種とを、気
相中で接触させることにより、粒子表面をあらかじめ前
記シリコーン化合物のポリマーで実質的に被覆しておく
ことを特徴とする針状晶鉄合金磁性粒子粉末の製造法で
ある。
従来よく用いられているシリコーンまたはシランカップ
リング剤は粉末表面以外の場所でお互に反応し、均一に
表面を被覆することが困難であった。その結果、加熱焼
成後にむらができ、被覆されていないところとシリカの
固まりが存在する。
リング剤は粉末表面以外の場所でお互に反応し、均一に
表面を被覆することが困難であった。その結果、加熱焼
成後にむらができ、被覆されていないところとシリカの
固まりが存在する。
しかも、この不均一に生じたシリコーンまたはシランカ
ップリング剤が連結剤として作用し、粒子同志をつなぎ
、焼成してもその形を維持する場合があった。本発明に
おいては、表面上でのシリコーン化合物同志の重合反応
であるため膜が均一であり、加熱焼成後も均一なSi酸
化物で被覆できる。
ップリング剤が連結剤として作用し、粒子同志をつなぎ
、焼成してもその形を維持する場合があった。本発明に
おいては、表面上でのシリコーン化合物同志の重合反応
であるため膜が均一であり、加熱焼成後も均一なSi酸
化物で被覆できる。
以下、本発明の構成について述べる。
本発明においては、長軸径0.1〜0.5μm1好まし
くは0.1〜0,3μm及び軸比(長軸径/短軸径)3
:1以上、好士しくは5:1以上の針状晶含水酸化第二
鉄粒子を用いることができ、該含水酸化第二鉄粒子の形
状は針状はもちろん紡錘状、米粒状、楕円状の粒子のい
ずれでもよい。また、針状晶鉄合金磁性粒子粉末の緒特
性を向上させる為に通常使用されるAt、旧、C01F
3−、 Zn等のFe以外の異種金属を粒子内部や粒子
表面仲存在させた粒子をも含む。
くは0.1〜0,3μm及び軸比(長軸径/短軸径)3
:1以上、好士しくは5:1以上の針状晶含水酸化第二
鉄粒子を用いることができ、該含水酸化第二鉄粒子の形
状は針状はもちろん紡錘状、米粒状、楕円状の粒子のい
ずれでもよい。また、針状晶鉄合金磁性粒子粉末の緒特
性を向上させる為に通常使用されるAt、旧、C01F
3−、 Zn等のFe以外の異種金属を粒子内部や粒子
表面仲存在させた粒子をも含む。
本発明において、針状晶含水酸化第二鉄粒子を加熱焼成
して針状晶へマタイト粒子を得る場合の加熱焼成温度は
、250〜850℃である。出発原料粒子の形状の保持
継承の為には350〜700℃の高温で加熱焼成して針
状晶へマタイト粒子を高密度化しておくことが好ましい
。
して針状晶へマタイト粒子を得る場合の加熱焼成温度は
、250〜850℃である。出発原料粒子の形状の保持
継承の為には350〜700℃の高温で加熱焼成して針
状晶へマタイト粒子を高密度化しておくことが好ましい
。
本発明において、針状晶含水酸化第二鉄粒子又は針状晶
へマタイト粒子を還元性ガス中で加熱還元するが、還元
温度は、300℃〜600℃が好ましい。300℃以下
の場合には、還元反応の進行が遅く、長時間を要する。
へマタイト粒子を還元性ガス中で加熱還元するが、還元
温度は、300℃〜600℃が好ましい。300℃以下
の場合には、還元反応の進行が遅く、長時間を要する。
また、600℃以上である場合には、還元反応が急激に
進行して粒子形態の変形と粒子及び粒子相互間の焼結を
引き起こしてしまう。
進行して粒子形態の変形と粒子及び粒子相互間の焼結を
引き起こしてしまう。
本発明においては、針状晶含水酸化第二鉄粒子、該針状
晶含水酸化第二鉄粒子を加熱焼成して得られる針状晶へ
マタイト粒子または、それらを還元性ガス中で加熱還元
して得られる針状晶鉄合金磁性粒子のいずれかの粒子と
、シリコーン化合物とを気相中で接触きせて粒子表面を
あらかじめ、シリコーンポリマーで実質的に被覆させて
おくことが必要である。
晶含水酸化第二鉄粒子を加熱焼成して得られる針状晶へ
マタイト粒子または、それらを還元性ガス中で加熱還元
して得られる針状晶鉄合金磁性粒子のいずれかの粒子と
、シリコーン化合物とを気相中で接触きせて粒子表面を
あらかじめ、シリコーンポリマーで実質的に被覆させて
おくことが必要である。
本発明において使用されるシリコーン化合物は、下記一
般式(I) (R’tlSiO)−(R”R35iO)b(R4R5
R6SiO1/2)c (I)(式中、RI R2
およびR3は相互に独立に水素原子であるかまたはハロ
ゲン原子の少なくとも1個で置換されていることのある
炭素数1〜10の炭化水素基であるが、但し、R1とR
2とR3とが同時に水素原子であることはないものとし
、そしてR4、R5およびR6は相互に独立に水素原子
であるかまたはハロゲン原子少なくとも1個で置換され
ていることのある炭素数1〜10の炭化水素基であり、
aはOまたは1以上の整数であり、bは0または1以上
の整数であり、Cは0または2であるが、但し、CがO
である場合にはaとbとの和か3以上の整数であるもの
とする) の少なくとも1種である。
般式(I) (R’tlSiO)−(R”R35iO)b(R4R5
R6SiO1/2)c (I)(式中、RI R2
およびR3は相互に独立に水素原子であるかまたはハロ
ゲン原子の少なくとも1個で置換されていることのある
炭素数1〜10の炭化水素基であるが、但し、R1とR
2とR3とが同時に水素原子であることはないものとし
、そしてR4、R5およびR6は相互に独立に水素原子
であるかまたはハロゲン原子少なくとも1個で置換され
ていることのある炭素数1〜10の炭化水素基であり、
aはOまたは1以上の整数であり、bは0または1以上
の整数であり、Cは0または2であるが、但し、CがO
である場合にはaとbとの和か3以上の整数であるもの
とする) の少なくとも1種である。
上記式(I)のシリコーン化合物は2種の群からなる。
第1の群は、前記式(I)においてC=0場合に相当し
、下記一般式(II) (R1HSiO)−(R”R35iO)b (I
I )(式中、RIR2、R3aおよびbは前記と同じ
意味であるが、好ましくはRI R2およびR3が相
互に独立にハロゲン原子少なくとも1個で置換されてい
ることのある炭素数1〜10の炭化水素基であり、aと
bとの和が3以上である)で表される環状シリコーン化
合物である。この化合物の代表例を挙げれば以下のとお
りである。
、下記一般式(II) (R1HSiO)−(R”R35iO)b (I
I )(式中、RIR2、R3aおよびbは前記と同じ
意味であるが、好ましくはRI R2およびR3が相
互に独立にハロゲン原子少なくとも1個で置換されてい
ることのある炭素数1〜10の炭化水素基であり、aと
bとの和が3以上である)で表される環状シリコーン化
合物である。この化合物の代表例を挙げれば以下のとお
りである。
(式中、nは3〜7の整数を表す。)
上記の化合物(A)および(B)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。
たはそれらの混合物の形で使用することができる。
上記(A)および(B)の各式において、n(またはa
+b)は好ましくは3〜7である。nの値が小さくなる
のに従ってその沸点が低下するので、蒸発して粉体上に
吸着する量が多くなる。特に3量体および4量体は、そ
の立体的性質上、重合し易いので特に適している。
+b)は好ましくは3〜7である。nの値が小さくなる
のに従ってその沸点が低下するので、蒸発して粉体上に
吸着する量が多くなる。特に3量体および4量体は、そ
の立体的性質上、重合し易いので特に適している。
前記式(II )の環状シリコーン化合物の具体例とし
ては、ジハイドロジエンヘキサメチルシクロテトラシロ
キサン、トリハイドロジエンペンタメチルシクロテトラ
シロキサン、テトラハイドロジエンテトラメチルシクロ
テトラシロキサン、ジハイドロジエンオクタメチルシク
ロペンタシロキサン、トリハイドロジエンへブタメチル
シクロペンタシクロキサン、テトラハイドロジエンヘキ
サメチルシクロペンタシロキサン、およびペンタハイド
ロジエンペンタメチルシクロペンタシロキサン等を挙げ
ることができる。
ては、ジハイドロジエンヘキサメチルシクロテトラシロ
キサン、トリハイドロジエンペンタメチルシクロテトラ
シロキサン、テトラハイドロジエンテトラメチルシクロ
テトラシロキサン、ジハイドロジエンオクタメチルシク
ロペンタシロキサン、トリハイドロジエンへブタメチル
シクロペンタシクロキサン、テトラハイドロジエンヘキ
サメチルシクロペンタシロキサン、およびペンタハイド
ロジエンペンタメチルシクロペンタシロキサン等を挙げ
ることができる。
前記式(I)のシリコーン化合物の第2の群は、前記式
(I)においてc=2の場合に相当し、下記一般式(i
ll ) %式%) [式中、R1、R2、R3R4R5R6aおよびbは前
記と同じ意味であり、Cは2であるが、好ましくはR1
−R6が相互に独立にハロゲン原子の少なくとも1個で
置換きれていることのある炭素数1〜10の炭化水素基
である。] で表される直鎖状シリコーン化合物である。この化合物
の代表例としては、下記一般式(D)(式中、nは2〜
5の整数を表す。) で表される化合物を挙げることができる。
(I)においてc=2の場合に相当し、下記一般式(i
ll ) %式%) [式中、R1、R2、R3R4R5R6aおよびbは前
記と同じ意味であり、Cは2であるが、好ましくはR1
−R6が相互に独立にハロゲン原子の少なくとも1個で
置換きれていることのある炭素数1〜10の炭化水素基
である。] で表される直鎖状シリコーン化合物である。この化合物
の代表例としては、下記一般式(D)(式中、nは2〜
5の整数を表す。) で表される化合物を挙げることができる。
上記式(Ill )の直鎖状シリコーン化合物の具体例
としては、1.1.1.2.3,4,4.4−オクタメ
チルテトラシロキサン、1,1,1.2,3,4,5.
5.5−ノナメチルペンタシロキサン、および1.1.
1.2,3,4.5,6,6゜6−ゾカメチルヘキサシ
ロキサン等を挙げることができる。
としては、1.1.1.2.3,4,4.4−オクタメ
チルテトラシロキサン、1,1,1.2,3,4,5.
5.5−ノナメチルペンタシロキサン、および1.1.
1.2,3,4.5,6,6゜6−ゾカメチルヘキサシ
ロキサン等を挙げることができる。
本発明における粒子と特定組成のシリコーン化合物との
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2
00mmHg以下更に好ましくは100+r+mHg以
下の圧力下において、特定組成のシリコーン化合物の蒸
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、特定組成のシ
リコーン化合物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。
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2
00mmHg以下更に好ましくは100+r+mHg以
下の圧力下において、特定組成のシリコーン化合物の蒸
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、特定組成のシ
リコーン化合物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。
本発明における特定組成のシリコーン化合物の量は、被
処理粒子中のFeに対しSi換算で0.1〜15重量%
、好ましくは、0.2〜12重量%である。0゜1重量
%未満の場合には、粒子及び粒子相互間の焼結を十分防
止することができず、また、酸化安定性の改善効果が十
分でない。15重量%を越える場合にも粒子及び粒子相
互間の焼結を防止することができるが、得られる針状晶
鉄合金磁性粒子粉末の飽和磁化が低下してしまう。
処理粒子中のFeに対しSi換算で0.1〜15重量%
、好ましくは、0.2〜12重量%である。0゜1重量
%未満の場合には、粒子及び粒子相互間の焼結を十分防
止することができず、また、酸化安定性の改善効果が十
分でない。15重量%を越える場合にも粒子及び粒子相
互間の焼結を防止することができるが、得られる針状晶
鉄合金磁性粒子粉末の飽和磁化が低下してしまう。
本発明においては、粒子と特定組成のシリコーン化合物
とを気相中で接触させることにより、粒子表面でシリコ
ーン化合物同志の重合反応を生起させるものである。一
方、熱重合を起させた場合には、均−且つ繊密な被膜を
形成する重合は不可能である。更に、触媒存在下で重合
させな場合には、重合が主に触媒の周囲で起るので、粉
体の表面だけを均一に被覆することは不可能である。
とを気相中で接触させることにより、粒子表面でシリコ
ーン化合物同志の重合反応を生起させるものである。一
方、熱重合を起させた場合には、均−且つ繊密な被膜を
形成する重合は不可能である。更に、触媒存在下で重合
させな場合には、重合が主に触媒の周囲で起るので、粉
体の表面だけを均一に被覆することは不可能である。
本発明におけるシリコーンポリマー被膜の構造には2種
類のものがある。すなわち、重合がシロキサン結合(−
3i −0−Si −)の開裂および再結合によって起
きるシリコーンポリマーでは−Si −0−3i−単位
の鎖状構造のみをもち、一方、重合が820または02
の存在下におけるヒドロシリル結合(Si−、旧どうし
の架橋反応によって起きる場合には: □→ −0−8i−〇− −0−5i−0− + H2C 5i−0− 単位をもつ網状構造を、シリコーンポリマーが含むこと
になる。
類のものがある。すなわち、重合がシロキサン結合(−
3i −0−Si −)の開裂および再結合によって起
きるシリコーンポリマーでは−Si −0−3i−単位
の鎖状構造のみをもち、一方、重合が820または02
の存在下におけるヒドロシリル結合(Si−、旧どうし
の架橋反応によって起きる場合には: □→ −0−8i−〇− −0−5i−0− + H2C 5i−0− 単位をもつ網状構造を、シリコーンポリマーが含むこと
になる。
好ましい網状ポリマーは、全Si原子の20%以上がポ
リマー皮膜中で前記の 単位に変換したものである。この単位の含量は、ポリマ
ー皮膜中のメチル基のIR吸収から求めることができる
。
リマー皮膜中で前記の 単位に変換したものである。この単位の含量は、ポリマ
ー皮膜中のメチル基のIR吸収から求めることができる
。
また、この単位の含量が大きく網状構造が発達すると加
熱によってシリコーンが解重合することなくメタンのみ
を放出してSi酸化物を形成する。この状態は熱分解ガ
スクロマトグラフィーで求めることができる。
熱によってシリコーンが解重合することなくメタンのみ
を放出してSi酸化物を形成する。この状態は熱分解ガ
スクロマトグラフィーで求めることができる。
から誘導きれる
このように網状構造の発達したポリマーは加熱焼成によ
って、均一なSi酸化物膜に変化するため、従来処理法
より優れている。
って、均一なSi酸化物膜に変化するため、従来処理法
より優れている。
本発明における酸化被膜の生成は、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。
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。
[実施例]
次に、実施例並びに比較例により、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、電子類m 1M写真から測定
した数値の平均値で示した。
比(長軸径/短軸径)は、電子類m 1M写真から測定
した数値の平均値で示した。
針状晶鉄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V S M−3S −15J(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。
、「振動試料磁力計V S M−3S −15J(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。
分散性の評価は、針状晶鉄合金磁性粒子粉末の角型、テ
ープ化した場合の飽和磁束密度Bm、角型及び配向度の
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。
ープ化した場合の飽和磁束密度Bm、角型及び配向度の
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。
酸化安定性は、温度60℃、相対湿度90%の雰囲気で
、7日間放置した後の飽和磁化の減少率(%)で示した
。
、7日間放置した後の飽和磁化の減少率(%)で示した
。
(実施例1〜5、比較例1〜6:
針状晶鉄合金磁性粒子粉末の製造)
実施例1
長軸0.25μmであって、軸比(長軸径/短軸径)1
5である粒子表面がニッケルの水酸化物(Feに対しN
i換算で4.2atm%)で被覆されている針状晶ゲー
タイト粒子粉末を空気中350℃で加熱焼成することに
より得られた長軸o925μmであって、軸比(長軸径
/短軸径)15である針状晶へマタイト粒子IKgと別
の容器に入れたテトラメチルシクロテトラシロキサン(
一般式(A)でn=4)100gとを密閉型恒温槽に設
置し、次いで、200mmHgの圧力、70℃において
5時間処理を行った後100℃で2時間乾燥を行った。
5である粒子表面がニッケルの水酸化物(Feに対しN
i換算で4.2atm%)で被覆されている針状晶ゲー
タイト粒子粉末を空気中350℃で加熱焼成することに
より得られた長軸o925μmであって、軸比(長軸径
/短軸径)15である針状晶へマタイト粒子IKgと別
の容器に入れたテトラメチルシクロテトラシロキサン(
一般式(A)でn=4)100gとを密閉型恒温槽に設
置し、次いで、200mmHgの圧力、70℃において
5時間処理を行った後100℃で2時間乾燥を行った。
乾燥粉末を赤外吸収スペクトルにより分析した結果、1
260cm−’の5i−CH3基の吸収が1270cm
−’にシフトしており、5i−H基同志の架橋が進行し
ていることがわかった。また、590℃での熱分解ガス
クロマトグラフィーの結果、メタンのみが生成している
ことからテトラメチルシクロテトラシロキサンが重合し
た網状ポリマーが生成されており、その量は、元素分析
により分析した結果Feに対しSi換算で4.6%であ
った。このことから針状晶へマタイト粒子の粒子表面が
網状構造のポリマーで被覆されていることが認められた
。粒子表面が上記ポリマーで被覆されている針状晶へマ
タイト粒子粉末300gを3Lのレトルト還元容器中に
投入し、駆動回転させながらH2ガスを毎分351の割
合で通気し、還元温度410℃で還元した後、窒素ガス
を通気しながら室温まで冷却した。次いで、窒素ガスを
通気しながら空気を0.5 L /minの割合で90
分間通気した。空気通気後、針状晶鉄合金磁性粒子粉末
を空気中に取り出した。得られた針状晶鉄合金磁性粒子
粉末は、電子顕微鏡観察の結果、長軸0.18 u、
m、軸比(長軸径/短軸径)10であって、粒子1個1
個がバラバラであり、出発原料粒子の粒子形状を保持継
承したものであった。また、BET比表面積は55.4
m”/gであり、磁気特性は、保磁力He 16200
e、飽和磁化as 127.3emu/g、角型0.5
25、酸化安定性11.3%であった。
260cm−’の5i−CH3基の吸収が1270cm
−’にシフトしており、5i−H基同志の架橋が進行し
ていることがわかった。また、590℃での熱分解ガス
クロマトグラフィーの結果、メタンのみが生成している
ことからテトラメチルシクロテトラシロキサンが重合し
た網状ポリマーが生成されており、その量は、元素分析
により分析した結果Feに対しSi換算で4.6%であ
った。このことから針状晶へマタイト粒子の粒子表面が
網状構造のポリマーで被覆されていることが認められた
。粒子表面が上記ポリマーで被覆されている針状晶へマ
タイト粒子粉末300gを3Lのレトルト還元容器中に
投入し、駆動回転させながらH2ガスを毎分351の割
合で通気し、還元温度410℃で還元した後、窒素ガス
を通気しながら室温まで冷却した。次いで、窒素ガスを
通気しながら空気を0.5 L /minの割合で90
分間通気した。空気通気後、針状晶鉄合金磁性粒子粉末
を空気中に取り出した。得られた針状晶鉄合金磁性粒子
粉末は、電子顕微鏡観察の結果、長軸0.18 u、
m、軸比(長軸径/短軸径)10であって、粒子1個1
個がバラバラであり、出発原料粒子の粒子形状を保持継
承したものであった。また、BET比表面積は55.4
m”/gであり、磁気特性は、保磁力He 16200
e、飽和磁化as 127.3emu/g、角型0.5
25、酸化安定性11.3%であった。
実施例2
長軸0.23μmであって、軸比(長軸径/短軸径)1
0である粒子表面がCOの水酸化物(Feに対しCo換
算で3.7atm%)で被覆されている紡錘状ゲータイ
ト粒子粉末10Kgを容積100Lの回転式ダブルコー
ン型反応槽(ステンレススチール製、保温ジャケット付
)に入れ、反応槽にステンレススチール管で直結した原
液供給タンクにテトラメチルシクロテトラシロキサン5
00gを入れ、窒素を原液供給タンクの下側からバブリ
ングさせて反応槽に供給した。系の温度は加熱した熱媒
体を熱媒体加熱槽から循環ポンプで反応槽と原液供給タ
ンクの保温ジャケットに供給し、70℃に保った。反応
槽の回転はタイマーにより10分間静置後3回転させる
回転とし、この回転を7時間繰り返した。その後、原液
供給タンクのシリコーン化合物を除去し、窒素気流を続
けながら100℃まで系全体を昇温し、反応槽内のシリ
コーンモノマーを系から取り除くためにざらに2時間回
転を続けた。その後室温にもどして処理ゲータイトを得
た。この処理ゲータイトを赤外吸収スペクトルで測定し
た結果1260cm−’の5i−CH3基の吸収が12
70cm−’にシフトしており、また590℃での熱分
解ガスクロマトグラフィーによる測定の結果、メタンの
みが生成することから、ゲータイト表面には網目状のポ
リシロキサンが生成していることが判明した。この重合
物の量は元素分析した結果Feに対しSi換算て3.8
%であった。この処理ゲータイトIKgを空気中600
℃で加熱焼成することにより、長軸0.23μmであっ
て軸比(長軸径/短軸径)9.5である針状晶へマタイ
トを得た。ヘマタイト粒子粉末300gを3店のレトル
ト還元容器中に投入し、駆動回転させながらH2ガスを
毎分351の割合で通気し、還元温度390℃で還元し
た後、窒素ガスを通気しながら室温まで冷却した。次い
で、窒素ガスを通気しながら空気を0.5 L /mi
nの割合で90分間通気じた。空気通気後、針状晶鉄合
金磁性粒子粉末を空気中に取り出した。得られた針状晶
鉄合金磁性粒子粉末は、電子顕微鏡観察の結果、長軸0
.16μm、軸比(長軸径/短軸径)8であって、粒子
1個1個がバラバラであり、出発原料粒子の粒子形状を
保持継承したものであった。また、BET比表面積は5
2.6m2/gであり、磁気特性は、保磁力Hc154
00e、飽和磁化cy 5131.3emu/g、角型
0.510、酸化安定性10.8%であった。
0である粒子表面がCOの水酸化物(Feに対しCo換
算で3.7atm%)で被覆されている紡錘状ゲータイ
ト粒子粉末10Kgを容積100Lの回転式ダブルコー
ン型反応槽(ステンレススチール製、保温ジャケット付
)に入れ、反応槽にステンレススチール管で直結した原
液供給タンクにテトラメチルシクロテトラシロキサン5
00gを入れ、窒素を原液供給タンクの下側からバブリ
ングさせて反応槽に供給した。系の温度は加熱した熱媒
体を熱媒体加熱槽から循環ポンプで反応槽と原液供給タ
ンクの保温ジャケットに供給し、70℃に保った。反応
槽の回転はタイマーにより10分間静置後3回転させる
回転とし、この回転を7時間繰り返した。その後、原液
供給タンクのシリコーン化合物を除去し、窒素気流を続
けながら100℃まで系全体を昇温し、反応槽内のシリ
コーンモノマーを系から取り除くためにざらに2時間回
転を続けた。その後室温にもどして処理ゲータイトを得
た。この処理ゲータイトを赤外吸収スペクトルで測定し
た結果1260cm−’の5i−CH3基の吸収が12
70cm−’にシフトしており、また590℃での熱分
解ガスクロマトグラフィーによる測定の結果、メタンの
みが生成することから、ゲータイト表面には網目状のポ
リシロキサンが生成していることが判明した。この重合
物の量は元素分析した結果Feに対しSi換算て3.8
%であった。この処理ゲータイトIKgを空気中600
℃で加熱焼成することにより、長軸0.23μmであっ
て軸比(長軸径/短軸径)9.5である針状晶へマタイ
トを得た。ヘマタイト粒子粉末300gを3店のレトル
ト還元容器中に投入し、駆動回転させながらH2ガスを
毎分351の割合で通気し、還元温度390℃で還元し
た後、窒素ガスを通気しながら室温まで冷却した。次い
で、窒素ガスを通気しながら空気を0.5 L /mi
nの割合で90分間通気じた。空気通気後、針状晶鉄合
金磁性粒子粉末を空気中に取り出した。得られた針状晶
鉄合金磁性粒子粉末は、電子顕微鏡観察の結果、長軸0
.16μm、軸比(長軸径/短軸径)8であって、粒子
1個1個がバラバラであり、出発原料粒子の粒子形状を
保持継承したものであった。また、BET比表面積は5
2.6m2/gであり、磁気特性は、保磁力Hc154
00e、飽和磁化cy 5131.3emu/g、角型
0.510、酸化安定性10.8%であった。
(実施例3〜5、比較例1〜6)
針状晶含水酸化第二鉄粒子の種類、加熱焼成工程におけ
る温度、加熱還元工程における温度及び時間、珪素化合
物による処理工程における種類、量、処理時期及び処理
条件を種々変化きせた以外は実施例2と同様にして針状
晶鉄合金磁性粒子粉末を得た。この時の主要製造条件及
び緒特性を表1及び表2に示す。
る温度、加熱還元工程における温度及び時間、珪素化合
物による処理工程における種類、量、処理時期及び処理
条件を種々変化きせた以外は実施例2と同様にして針状
晶鉄合金磁性粒子粉末を得た。この時の主要製造条件及
び緒特性を表1及び表2に示す。
(以下余白)
実施例3〜5で得られた針状晶鉄合金磁性粒子粉末は電
子顕微鏡観察の結果、いずれも1個1個がバラバラであ
り、出発原料粒子の粒子形状を保持継承したものであっ
た。比較例3で得られた針状晶鉄合金磁性粒子粉末は、
電子顕微鏡観察の結果、粒子及び粒子相互間で焼結が生
起しており、形状がくずれたものであった。
子顕微鏡観察の結果、いずれも1個1個がバラバラであ
り、出発原料粒子の粒子形状を保持継承したものであっ
た。比較例3で得られた針状晶鉄合金磁性粒子粉末は、
電子顕微鏡観察の結果、粒子及び粒子相互間で焼結が生
起しており、形状がくずれたものであった。
(実施例6〜10、比較例7〜10:
磁気テープの製造)
実施例6
実施例1で得られた針状晶鉄合金磁性粒子粉末を用いて
、適量の極性官能基を持つポリウレンタン樹脂及びトル
エン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンからなる
混合溶剤を一定の組成に配合した後、PC分散機で8時
間混合分散して磁気塗料とした。
、適量の極性官能基を持つポリウレンタン樹脂及びトル
エン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンからなる
混合溶剤を一定の組成に配合した後、PC分散機で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。
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3200Gaus
s1 角型(Br/8m)は0.860、配向度は3.
7であフた。
s1 角型(Br/8m)は0.860、配向度は3.
7であフた。
(実施例7〜10、 比較例7〜10)針状晶鉄合金磁
性粒子粉末の種類を種々変化させた以外は、実施例6と
同様にして磁気テープを製造した。磁気テープの緒特性
を表3に示す。
性粒子粉末の種類を種々変化させた以外は、実施例6と
同様にして磁気テープを製造した。磁気テープの緒特性
を表3に示す。
(以下余白)
法によれば、高い保磁力と大きな飽和磁化を有し、且つ
、分散性と酸化安定性に優れた針状晶鉄合金磁性粒子粉
末が得られるので、現在、最も要求されている高密度記
録用、高出力用磁性粒子粉末として好適である。
、分散性と酸化安定性に優れた針状晶鉄合金磁性粒子粉
末が得られるので、現在、最も要求されている高密度記
録用、高出力用磁性粒子粉末として好適である。
特許出願人 株式会社 資生堂
株式会社 戸田工業
表3から明らかな通り、本発明により得られた針状晶鉄
合金磁性粒子粉末は、粒子及び粒子相互間の焼結が十分
防止されたことによって、出発原料粒子の粒子形状を保
持継承し、また、粒子1個1個がバラバラであるため、
分散性が極めて優れたものであり、その結果、飽和磁束
密度、角型(Br/8m)配向度のいずれも優れた値を
示している。
合金磁性粒子粉末は、粒子及び粒子相互間の焼結が十分
防止されたことによって、出発原料粒子の粒子形状を保
持継承し、また、粒子1個1個がバラバラであるため、
分散性が極めて優れたものであり、その結果、飽和磁束
密度、角型(Br/8m)配向度のいずれも優れた値を
示している。
[発明の効果]
Claims (1)
- (1)針状晶含水酸化第二鉄粒子又は、該針状晶含水酸
化第二鉄粒子を加熱焼成して得られた針状晶へマタイト
粒子を還元性ガス中で加熱還元して針状晶鉄合金磁性粒
子とした後、該針状晶鉄合金磁性粒子を酸素含有不活性
雰囲気下で処理して粒子表面に酸化被膜を生成させる針
状晶鉄合金磁性粒子粉末の製造法において、前記針状晶
含水酸化第二鉄粒子、前記針状晶へマタイト粒子及び酸
化被膜を生成させる前の前記針状晶鉄合金磁性粒子のい
ずれかの粒子と、下記一般式(I) (R^1HSiO)_a(R^2R^3SiO)_b(
R^4R^5R^6SiO_1_/_2)_c(I)(
式中、R^1、R^2およびR^3は相互に独立に水素
原子であるかまたはハロゲン原子の少なくとも1個で置
換されていることのある炭素数1〜10の炭化水素基で
あるが、但しR^1とR^2とR^3とが同時に水素原
子であることはないものとし、そしてR^4、R^5お
よびR^6は相互に独立に水素原子であるかまたはハロ
ゲン原子の少なくとも1個で置換されていることのある
炭素数1〜10の炭化水素基であり、aは0または1以
上の整数であり、bは0または1以上の整数であり、c
は0または2であるが、但し、cが0である場合にはa
とbとの和が3以上の整数であるものとする) で表されるシリコーン化合物の少なくとも1種とを、気
相中で接触させることにより、粒子表面をあらかじめ前
記シリコーン化合物のポリマーで実質的に被覆しておく
ことを特徴とする針状晶鉄合金磁性粒子粉末の製造法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1088650A JP2770044B2 (ja) | 1989-04-07 | 1989-04-07 | 針状晶鉄合金磁性粒子粉末の製造法 |
US07/502,553 US5137783A (en) | 1989-04-07 | 1990-04-02 | Acicular magnetic metal particles containing iron as main ingredient and process for producing the same |
EP90303745A EP0391743B1 (en) | 1989-04-07 | 1990-04-06 | Acicular magnetic iron-based alloy particles and process for producing the same |
DE69010371T DE69010371T2 (de) | 1989-04-07 | 1990-04-06 | Nadelförmige magnetische Eisenlegierungsteilchen und Verfahren zu ihrer Herstellung. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1088650A JP2770044B2 (ja) | 1989-04-07 | 1989-04-07 | 針状晶鉄合金磁性粒子粉末の製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02267903A true JPH02267903A (ja) | 1990-11-01 |
JP2770044B2 JP2770044B2 (ja) | 1998-06-25 |
Family
ID=13948694
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1088650A Expired - Fee Related JP2770044B2 (ja) | 1989-04-07 | 1989-04-07 | 針状晶鉄合金磁性粒子粉末の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2770044B2 (ja) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58161705A (ja) * | 1982-03-16 | 1983-09-26 | Hitachi Maxell Ltd | 磁性金属粉の製造法 |
JPS63113082A (ja) * | 1985-07-29 | 1988-05-18 | Shiseido Co Ltd | 改質粉体 |
-
1989
- 1989-04-07 JP JP1088650A patent/JP2770044B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58161705A (ja) * | 1982-03-16 | 1983-09-26 | Hitachi Maxell Ltd | 磁性金属粉の製造法 |
JPS63113082A (ja) * | 1985-07-29 | 1988-05-18 | Shiseido Co Ltd | 改質粉体 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2770044B2 (ja) | 1998-06-25 |
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Legal Events
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---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |