JPH0266902A

JPH0266902A - 高保磁力板状マグネトプランバイト型フェライト粒子粉末及びその製造法

Info

Publication number: JPH0266902A
Application number: JP63219149A
Authority: JP
Inventors: Shigehisa Yamamoto; 恵久山本; Kazutoshi Sanada; 和俊真田; Tatsuya Nakamura; 龍哉中村
Original assignee: Toda Kogyo Corp
Current assignee: Toda Kogyo Corp
Priority date: 1988-08-31
Filing date: 1988-08-31
Publication date: 1990-03-07
Anticipated expiration: 2015-03-27
Also published as: JP3024974B2

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、主として磁気カードの如き磁気記録材用とし
て最適である優れた分散性と高保磁力を存するＡｌ又は
Ｇａ若しくはＡｌ及びＧａを含有する板状マグネトプラ
ンバイト型フェライト粒子からなる高保磁力板状マグネ
トプランバイト型フェライト粒子粉末及びその製造法に
関するものである。

〔従来の技術〕

近年、磁気ストライプ付クレジットカード、鉄道用切符
、定期券、道路通行券、テレホンカード、オレンジカー
ドなどに代表される磁気カードが広く実用化されている
。

磁気カードは、一般に、磁性粒子粉末とバインダーとを
混練して得られる磁性塗料をカード基体上に直接塗布し
たり、ベースフィルム上に塗布した磁気テープをカード
基体上に接着する方法等により製造されている。

磁気カードは、屋内外を問わず日常携帯して頻繁に使用
され、また、温度や湿度など天候の異なる全地域で使用
される為、過酷な条件下において十分使用に耐え得るこ
とが必要である。

即ち、外部磁界の影響を受は難く、偽造や変造が困難で
あることが必要であり、その高性能化が強く要求されて
いる。

磁気カードの高性能化の為には、用いられる磁性粒子粉
末が優れた分散性と高保磁力を有することである。

この事実は、例えば、「塗装工学」第２３Ｓ第３号（１
９８８年）第８８〜９６頁のｒＭ１気カードは、磁気記
録媒体の中で最も広い環境下で使用されるため、外部か
らの磁界・・・・による消磁を防ぐ必要がある。

また、テープ、ディスクに比較して記録密度が低く、強
い記録磁界で書込み可能なため、最近は約３０００エル
ステツド（Ｏｅ）の高保磁力（ｔｉｅ）材であるバリウ
ムフェライトが多く使用されつつあり、・・・・外部磁
界に対して強く、一般マグネソトが接触してもほとんど
悪影響を受けることはない。磁性粉はビヒクル中に分散
し、塗料、塗膜として用いられるためその分散性も重要
である。」なる記載及び特開昭６０−２４５７０４号公
報の「例えば、身許証明、クレジットカードその他の標
識の磁気的記録において偽造変造防止符号化の領域に使
用されるべきものとしては、現在の標準的な記録媒体に
対し更に高い保磁力を有する磁気記録担体を使用できる
ことが望ましい。」　「このような材料は、ことに存機
結合剤中に配合するための高い分散性能を有すること・
・・・及び高い保磁力を有することにおいて秀れたもの
でなければならない。」なる記載の通りである。

磁性粒子粉末の分散性の改良の為には、微細粒子であり
、且つ板状形態を呈しており、殊に、適度に厚みを持っ
た粒子が好ましい。粒子の厚みがあまりに薄い場合には
、粒子相互間の板面が重なりあって凝集体を形成しやす
く分散性が低下しやすい。

従来、磁気カードの如き磁気記録材用の磁性粒子粉末と
しては、針状マグネタイト粒子粉末、針状マグヘマイト
粒子粉末及びこれらにコバルトを含有又は被着させた粒
子粉末等酸化鉄磁性粒子粉末が広く用いられており、近
年、高保磁力化の要請からマグネトプランバイト型バリ
ウムフェライト粒子が実用化されつつある。

〔発明が解決しようとする課題〕

優れた分散性と高保磁力を有する磁性粒子粉末は、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
のうち前者の酸化鉄磁性粒子粉末は保磁力が高々７００
〜８００　Ｏｅ程度であり十分ではない。

公知方法のうち後者のマグネトプランバイト型バリウム
フェライト粒子は、保磁力３０００〜５０００Ｏｅを有
するが未だ十分とは言えず、更に高保磁力の粒子粉末が
要求されている。また、マグネトプランバイト型バリウ
ムフェライト粒子は、酸化鉄粒子、含水酸化第二鉄等の
鉄原料とＢａ、　Ｓｒ、　Ｐｂ及びＣａから選ばれる金
属の１種又は２種以上の炭酸塩、酸化物等の副原料との
混合物を加熱焼成する所謂、乾式法により得られるが、
加熱焼成温度が高くなる程粒子相互間の焼結が進行して
塊状の大粒子となりやすく分散性が低下してしまう。そ
して、この塊状粒子を微細化して分散性を向上させる為
粉砕すると粒子内に生じた結晶歪により保磁力が低下し
てしまい、優れた分散性と高保磁力を共に有するバリウ
ムフェライト粒子粉末を得ることは困難であった。

そこで、優れた分散性と高保磁力を共に有する磁性粉末
を得る為の方法の確立が強く要望されている。

〔課題を解決する為の手段〕

本発明者は、優れた分散性と高保磁力を共に有する磁性
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。

即ち、本発明は、ＡＯ・ｎ　（（Ｆｅ＋−ｘ　Ｌ　）ｚ
ｏｔｌ（但し、ＡはＨａ、、Ｓｒ、ｐｂ及びＣａから選
ばれる金属の１種又は２種以上、旧よＡ１又はＧａ若し
くはＡｌ及びＧａ、　ｎ　〜５．７５〜６．１　、ｘ−
０，０３〜０．３）の組成を有し、平均径が０．１〜１
．５μｍであって板状比（板面径：厚み）がｌ：ｌ〜５
：１〜５：１の範囲であり、且つ、保磁力が５５００〜
１０００００ｓの範囲である板状マグネトプランバイト
型フェライト粒子からなる高保磁力板状マグネトプラン
バイト型フェライト粒子粉末及び酸化鉄粒子又は含水酸
化第二鉄粒子若しくは酸化鉄粒子及び含水酸化第二鉄粒
子とＢａ、・Ｓｒ、　Ｐｂ及びＣａから選ばれる金属の
１種又は２種以上の炭酸塩及び酸化物とアルミニウム化
合物又はガリウム化合物若しくは当該両化合物との混合
物を融剤の存在下で加熱焼成することによりＡ１又はＧ
ａ若しくは＾！及びＧａを含有する板状マグネトプラン
バイト型フェライト粒子を生成させるにあたり、前記ア
ルミニウム化合物又はガリウム化合物若しくは当該両化
合物の添加量がＦｅ（ＩＩＩ）に対しＡｌ又はＧａ換算
で０．０３〜０．３原子比であり、且つ、前記融剤の存
在量が前記混合物に対し１．０〜５０．０重量％、加熱
焼成温度が９００〜１１００℃の温度範囲である条件下
で加熱焼成することよりなる八〇・ｎ　（（Ｆｅ、□Ｌ
ＬＯｓｌ　　（但し、ＡはＢａ、　Ｓｒ、、Ｐｂ及びＣ
ａから選ばれる金属の１種又は２種以上、旧よＡ１又は
Ｇａ若しくはＡｌ及びＧａ、　ｎ　〜５．７５〜６．１
　、ｘ　〜０．０３〜０゜３）の組成を有し、平均径が
０．１〜１．５μｍであって板状比（板面径；厚み）が
１＝１〜５：１の範囲であり、且つ、保磁力が５５００
〜１００００Ｏｅの範囲である板状マグネトプランバイ
ト型フェライト粒子からなる高保磁力板状マグネトプラ
ンバイト型フェライト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、酸化鉄粒子又は
含水酸化第二鉄粒子若しくは酸化鉄粒子及び含水酸化第
二鉄粒子とＢａ、　Ｓｒ、　Ｐｂ及びＣａから選ばれる
金属の１種又は２種以上の炭酸塩及び酸化物とアルミニ
ウム化合物又はガリウム化合物若しくは当該両化合物と
の混合物を融剤の存在下で加熱焼成することによりＡｌ
又はＧａ若しくはＡｌ及びＧａを含有する板状マグネト
プランバイト型フェライト粒子を生成させるにあたり、
前記アルミニウム化合物又はガリウム化合物若しくは当
該両化合物の添加量がＦｅ＠に対し＾ｌ又はＧａ換算で
０．０３〜０゜３原子比であり、且つ、前記融剤の存在
量が前記混合物に対し１．０〜５０．０重量％、加熱焼
成温度が９００〜１１００℃の温度範囲である条件下で
加熱焼成した場合には、ＡＯ・ｎ　（（Ｆｅ＋−ｘ　？
＋、　）ｚ（ｈ）　　（但し、ＡはＢａ、　Ｓｒ、　Ｐ
ｂ及びＣａから選ばれる金属の１種又は２種以上、Ｈは
Ａ１又はＧａ若しくはＡ１及びＧａ、　ｎ＝５．７５〜
６．１　、ｘ　〜０．０３〜０．３）の組成を有し、平
均径が０．１〜１．５μｍであって板状比（板面径：厚
み）がｌ：１〜５：１の範囲であり、且つ、保磁力が５
５００〜１０００００ｓの範囲である板状マグネトプラ
ンバイト型フェライト粒子を得ることができ、該粒子は
、その形態に起因して分散性に優れたものであり、且つ
、５５００〜１００００Ｏｅという高保磁力を有すると
いう事実である。

本発明においては、Ａｌ又はＧａ若しくはＡｌ及びＧａ
の含有量を特定範囲とし、且つ、加熱焼成温度を特定範
囲とすることにより高保磁力を有するマグネトプランバ
イト型フェライト粒子を得ており、Ａｌ又はＧａ若しく
はＡｌ及びＧａの含有量が多い程また加熱焼成温度が高
くなる程、得られるマグネトプランバイト型フェライト
粒子の保磁力が高くなる傾向にある。

本発明においては、融剤の存在量及び加熱焼成温度によ
って得られるマグネトプランバイト型フェライト粒子の
粒子形態を制御している。

尚、Ａｌを含有するマグネトプランバイト型フェライト
粒子として、特開昭６１−４７６０３号公報に開示され
ている粒子があるが、この粒子は、大きな磁化値が要求
される一方分散性は問題とならない焼結磁石用磁性粒子
であって、大きな磁化値を要求されない代わりに分散性
が問題となる本発明に係る磁気カード用磁性粒子とは、
Ａｌ含有量や粒子形態が全く相違するものである。

次に、本発明実施にあたっての諸条件について述べる。

本発明における鉄原料としては、ヘマタイト、マグネタ
イト、マグネタイト等の酸化鉄粒子及びゲータイト、レ
ピドクロサイト、アカゲナイト等の含水酸化第二鉄粒子
を使用することができる。

本発明における副原料としては、Ｂａ、　Ｓｒ、　Ｐｂ
及びＣａから選ばれる金属の１種又は２種以上の炭酸塩
、酸化物等を使用することができる。

本発明におけるアルミニウム化合物としては、水酸化ア
ルミニウム、酸化アルミニウム等を使用することができ
る。

本発明におけるガリウム化合物としては、酸化ガリウム
、塩化ガリウム、硝酸ガリウム等を使用することができ
る。

アルミニウム化合物又はガリウム化合物若しくは当該両
化合物の添加量は、Ｆｅ（２）に対しＡｌ又はＧａ換算
で０．０３〜０．３原子比である。０．０３原子比未満
の場合には、保磁力を高くする効果が不十分であり、本
発明の目的とするマグネトプランバイト型フェライト粒
子を得ることができない。０．３原子比を越える場合に
も高い保磁力を有するマグネトプランバイト型フェライ
ト粒子が得られるが、磁化値が３０　ｅｍｕ／ｇ以下と
なり、磁気カード等磁気記録材用磁性粒子粉末として好
ましくない。

添加したアルミニウム化合物又はガリウム化合物は、略
全量が、得られる板状マグネトプランバイト型フェライ
ト粒子中に含有され、一般式へ〇・ｎ　（（Ｐｅｔ−ｘ
　？Ｉｌｌ　）ｚｏｔｌにおいてＸが０．０３〜０．３
の範囲となる。

本発明における融剤としては、通常使用されるアルカリ
金属、アルカリ土類金属のハロゲン化物、硫酸塩及びケ
イ酸塩等の１種又は２種以上を使用することができる。

得られるマグネトプランバイト型フェライト粒子の粒子
形態を考慮すれば、ＮａＣ１、ＫＣＩ　、［１ａＣ１ｚ
　、５ｎＣＩｔ　、　ＮａｚＳＯ４等が好ましい。

融剤の存在量は、混合物に対し１．０〜５０．０重量％
であり、得られるマグネトプランバイト型フェライト粒
子の形状を考慮した場合には２．０〜ｌ０８０重量％が
好ましい。１．０重量％未溝の場合には、得られるマグ
ネトプランバイト型フェライト粒子は、粒子相互間で焼
結が生起して粗大粒子となりやすく、また、不定形粒子
となりやすい。５０．０重世％を越える場合には、得ら
れるマグネトプランバイト型フェライト粒子の板状比が
大きくなる為、分散性が低下し、また、必要以上に添加
することは経済的ではない。

本発明における加熱焼成温度は、９００〜１１００”Ｃ
である。　　９００’Ｃ未満の場合には、フェライト化
反応が不十分であり、本発明の目的とする高保磁力マグ
ネトプランバイト型フェライト粒子を得ることができな
い。１１００℃を越える場合には、粒子相互間の焼結が
顕著となり、得られるマグネトプランバイト型フェライ
ト粒子は、粗大粒子となりやすく、分散性が低下する。

本発明に係る板状マグネトプランバイト型フェライト粒
子は、一般弐ＡＯ・ｎ　（（Ｐｅｔ−＋＋　Ｍｌｌ　）
ｚｏｔｌにおいて、ｎが５．７５〜６．１である。ｎが
５．７５未満又は６．１を越える場合には、得られる板
状マグネトプランバイト型フェライト粒子中にヘマタイ
ト粒子が混在し、磁気カード等磁気記録材用磁性粒子粉
末として好ましくない。

本発明に係る板状マグネトプランバイト型フェライト粒
子は、平均径が０．１〜１．５μｍであって、板状比（
Ｆｉ面径：厚み）がｌ：１〜５：１〜５：１の範囲であ
る。平均径が０．１μｍ以下の場合には、微細粒子であ
る為分散が困難となる。平均径が１．５μｍ以上の場合
には、塗膜とした時の表面平滑性が失われる為、ヘッド
との接触が悪くなり磁気カード等磁気記録材用として好
ましくない。

板状比が１：ｌ以下の場合には、ビヒクル中における配
向が困難となる。板状比が５：１以上の場合には、粒子
相互間で凝集が生じやすくなり分散性が悪くなる。

〔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、以下の実施例並びに比較例における粒子の平均径、
厚みは、電子顕微鏡写真により測定した値である。また
、保磁力及び磁化値は粉末状態で１５　ＫＯｅの磁場に
おいて測定したものである。

本発明における分散性の評価は、塗布膜における角型の
値を示すことにより行い、この値が大きくなる稚仔散性
が優れていることを意味する。角型は、塗布膜の面に対
し、長手方向に磁場配向させた塗布膜の長手方向の角型
（Ｂｒ／８ｍ）を測定した。

〈マグネトプランバイト型フェライト粒子粉末の製造〉実施例１〜６、比較例１〜４；実施例１炭酸ストロンチウム２６ｇ及びマグネタイト１２８゜５
ｇとＡｌｔ（ｈ　１７．５　ｇとの混合物（アルミニウ
ムがＦｅ（Ｉｌに対し、Ａｌ換算で０．２０６原子比に
該当する。

）に対し融剤ＮａＣ１を１０ｇ（混合物に対し５．８重
量％に該当する。）添加混合した後、当該混合物をアル
ミナ製ルツボに入れ、電気炉を用いて１１００℃で１．
０時間加熱焼成した０次いで、加熱焼成物を常法により
粉砕、洗浄して融剤を除去した後、濾過、乾燥して茶褐
色粒粉末を得た。

得られた茶褐色粒子粉末は、Ｘ線回折及び螢光Ｘ線分析
の結果、Ｓｒ０　・５．９７　（（Ｆｅｅ、　＊＊＊　
Ａｌｅ、　＋ｑ＋）ｚ（ｈ１〜５：１の組成を有してお
り、また、電子顕微鏡観察の結果、平均径が１．２μｍ
であって、板状比（板面径：厚み）が３．４：１の板状
形態を呈した粒子であり、且つ、保磁力が９５３０Ｏｅ
　、　磁化値３７゜２　ｅｍｕ／ｇであった。

実施例２〜６、比較例１〜４鉄原料の種類及び量、副原料の種類及び量、Ａｌ又はＧ
ａの種類及び量、融剤の有無、種類及び量並びに加熱焼
成温度及び時間を種々変化させた他は、実施例１と同様
にしてマグネトプランバイト型フェライト粒子粉末を得
た。

この時の主要製造条件を表１に、得られたマグネトプラ
ンバイト型フェライト粒子粉末の緒特性を表２に示す。

実施例３、実施例４及び比較例４で得られた電子顕微鏡
写真（Ｘ　９０００　）を、それぞれ図１乃至図３に示
す。

〈塗布膜の製造〉使用例１実施例４で得られた板状マグネトプランバイト型フェラ
イト粒子粉末を用いて、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、塗布膜を製造し
た。

この塗布膜の角型（Ｂｒ／８ｍ）は０．８９であった。

尚、実施例１〜３．５及び６で得られた各マグネトプラ
ンバイト型フェライト粒子粉末を用いて、使用例１と同
様にして塗布膜を製造したところ、いずれの粒子粉末も
製造工程における作業性が優れており、また、角型はい
ずれも０．８６以上であり、分散性が優れていることが
認められた。

使用例２比較例３で得られた不定形マグネトプランバイト型フェ
ライト粒子粉末を用いて、使用例１と同様にして塗布膜
を製造した。この塗布膜の角型は０．８３であった。

尚、比較例４で得られた不定形マグネトプランバイト型
フェライト粒子粉末を用いて、使用例１と同様にして得
られた塗布膜の角型は０．８０であった。

〔発明の効果〕

本発明に係る板状マグネトプランバイト型フェライト粒
子粉末は、前出実施例及び比較例に示した通り、平均径
がＯ６１〜１，５μｍであって、板状比（板面径：厚み
）が１：１〜５：１〜５：１の範囲であることに起因し
て優れた分散性を有し、且つ、ＡＯ・ｎ　　［（Ｆｅ、
−８Ｍｘ）ｚ（ｈ）　　（但し、　ＡはＢａ、　Ｓｒ、
　Ｐｂ及びＣａから選ばれる金属の１種又は２種以上、
門はＡ１又はＧａ若しくはＡｌ及びＧａ、　ｎ　＝５．
７５〜６．１、Ｘ−０，０３〜０．３）の組成を含有す
ることに起因して高保磁力を有する粒子であるから、主
として磁気カード等の磁気記録材用磁性粒子粉末として
好適である。

【図面の簡単な説明】

図１乃至図３は、いずれも電子顕微鏡写真（×９０００
　）であり、図１乃至図３は、それぞれ実施例３、実施
例４及び比較例４で得られたマグネトプランバイト型フ
ェライト粒子粉末である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ＡＯ・ｎ｛（Ｆｅ＿１＿−＿ｘＭ＿ｘ）＿２Ｏ＿
３）（但し、ＡはＢａ、Ｓｒ、Ｐｂ及びＣａから選ばれ
る金属の１種又は２種以上、ＭはＡｌ又はＧａ若しくは
Ａｌ及びＧａ、ｎ＝５．７５〜６．１、ｘ＝０．０３〜
０．３）の組成を有し、平均径が０．１〜１．５μｍで
あって板状比（板面径：厚み）が１：１〜５：１の範囲
であり、且つ、保磁力が５５００〜１００００Ｏｅの範
囲である板状マグネトプランバイト型フェライト粒子か
らなる高保磁力板状マグネトプランバイト型フェライト
粒子粉末。
（２）酸化鉄粒子又は含水酸化第二鉄粒子若しくは酸化
鉄粒子及び含水酸化第二鉄粒子とＢａ、Ｓｒ、Ｐｂ及び
Ｃａから選ばれる金属の１種又は２種以上の炭酸塩又は
酸化物若しくは炭酸塩及び酸化物とアルミニウム化合物
又はガリウム化合物若しくは当該両化合物との混合物を
融剤の存在下で加熱焼成することによりＡｌ又はＧａ若
しくはＡｌ及びＧａを含有する板状マグネトプランバイ
ト型フェライト粒子を生成させるにあたり、前記アルミ
ニウム化合物又はガリウム化合物若しくは当該両化合物
の添加量がＦｅ（III）に対しＡｌ又はＧａ換算で０．
０３〜０．３原子比であり、且つ、前記融剤の存在量が
前記混合物に対し１．０〜５０．０重量％、加熱焼成温
度が９００〜１１００℃の温度範囲である条件下で加熱
焼成することを特徴とするＡＯ・ｎ｛（Ｆｅ＿１＿−＿
ｘＭｘ）＿２Ｏ＿３｝（但し、ＡはＢａ、Ｓｒ、Ｐｂ及
びＣａから選ばれる金属の１種又は２種以上、ＭはＡｌ
又はＧａ若しくはＡｌ及びＧａ、Ｎ＝５．７５〜６．１
、ｘ＝０．０３〜０．３）の組成を有し、平均径が０．
１〜１．５μｍであって板状比（板面径：厚み）が１：
１〜５：１の範囲であり、且つ、保磁力が５５００〜１
００００Ｏｅの範囲である板状マグネトプランバイト型
フェライト粒子からなる高保磁力板状マグネトプランバ
イト型フェライト粒子粉末の製造法。