JPH0757918A - 磁気記録用強磁性微粉末の製造方法 - Google Patents

磁気記録用強磁性微粉末の製造方法

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JPH0757918A
JPH0757918A JP6015971A JP1597194A JPH0757918A JP H0757918 A JPH0757918 A JP H0757918A JP 6015971 A JP6015971 A JP 6015971A JP 1597194 A JP1597194 A JP 1597194A JP H0757918 A JPH0757918 A JP H0757918A
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和男 中田
Masaharu Hirai
正治 平井
Nobusuke Takumi
伸祐 匠
Satoo Katou
佐富郎 加藤
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 垂直磁気記録用に好適なコバルト置換バリウ
ムフェライト磁性粉の工業的に有利な製造方法を提供す
る。 【構成】 金属元素のモル比が1/4≧Ba/(Fe +Co+M1)
≧1/12〔但し、M1はTi,Sn, Zr, Ge, Nb及びV群から選
ばれた少なくとも1種の元素であり、(Co +M1)の平均
イオン価が3であって且つFeに対するモル比(x) が0.2
≧x>0である〕であるCo−M1置換バリウムフェライト
沈澱物に対して、Ni,Cu,Zn,Mg及びMnの群から選ばれ
た少なくとも1種の金属元素化合物をCoの1モルに対し
て0.2〜3モル添加し、焼成して磁気記録用強磁性微粉
末を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高密度磁気記録、特に
媒体の面に対して垂直方向の残留磁化を用いる垂直磁気
記録に好適なバリウムフェライト結晶粒子よりなる磁気
記録用強磁性微粉末の製造方法に関する。
【0002】
【発明の技術的背景とその問題点】磁気記録は、一般に
γ-Fe2O3、コバルト被着γ-Fe2O3、鉄系金属、CrO2など
の針状晶磁性粉末を、記録媒体の面内方向に配向させ、
該方向の残留磁化を利用する長手記録方式が最も多くと
られている。しかしながらこの方式による場合は、記録
の高密度化を図ろうとすると媒体内の反磁界が増大し、
特に短波長領域における記録再生特性が低下し易く、十
分な高密度記録を達成し難い。しかして、前記のような
長手記録方式に対して記録媒体層の表面に垂直方向に磁
化することによって反磁界を減少させて高密度記録を図
るいわゆる垂直磁気記録方式が近年とみに注目されてき
ている。
【0003】ところで、前記垂直磁気記録媒体としては
従来から実用化が試みられてきているCo−Cr系などの合
金膜法によるもののほか、バリウムフェライトのような
六方晶フェライト結晶粒子粉末をバインダー樹脂に分散
させたものをベースフィルム上に塗布するいわゆる塗布
型記録媒体が提案されている。前記塗布型の場合にあっ
ては、従来の長手記録方式の記録媒体の場合と同様に生
産性よく経済的にも有利に製造し得るとともに記録媒体
の耐久性が優れており、その実用化が急がれている。
【0004】一方、前記垂直磁気記録媒体に使用される
バリウムフェライト磁性粉末としては、通常六角板状の
結晶粒子からなり、粒子板面に対して垂直方向に磁化容
易軸をもつものであって、大きな飽和磁化と記録、再生
に使用する磁気ヘッドの特性と整合し得るような磁気記
録用に適した保磁力(通常200 〜2,000 Oe) を有しかつ
微細な粒子(通常、平均粒子径0.3μ以下)であって、
磁性層中での分散性が良好なものであることが望まれて
いる。しかして、バリウムフェライト結晶粒子は一般に
保磁力が高く(通常3,000 Oe以上)、前記磁気ヘッドに
おける記録媒体の磁気記録、消去が困難であり、垂直磁
気記録媒体での高密度記録を著しく困難なものにしてい
る。
【0005】このために、前記保磁力を磁気記録に適し
た所望範囲に制御すべく種々の方法が提案されている。
それらの多くは、 BaO・nFe2O3(但し、nは5〜6の整
数)のバリウムフェライト結晶粒子のFeの一部を他の元
素、例えばCo, Ti, Sn, Zr,Ge, Nb, Vなどの金属元素
の少なくとも1種で置換する方法であって、特にそれら
を単独で使用するよりもCo元素と前記のような4価や5
価の元素をそれらの平均イオン価がほぼ3になるように
組合せて置換することによって、垂直磁化特性を損なう
ことなく保磁力を所望範囲に容易に制御し得ることが知
られている。
【0006】本発明者等は、かねてより垂直磁気記録媒
体用バリウムフェライト磁性粉末における前記コバルト
置換による保磁力制御について着目し種々検討をすすめ
た結果、磁気記録に適した所望範囲に保磁力を比較的容
易に調整し得るものの、一方、バリウムフェライトの保
磁力は温度によって変化し、温度上昇にともなって保磁
力が大きくなり、とりわけコバルトを用いて保磁力を制
御させたバリウムフェライトは温度に対する保磁力変化
がより大きくなる傾向を示し、それは保磁力を低下させ
る程、特にフェライト磁気ヘッドに適する保磁力1,000
Oe以下のバリウムフェライトでは保磁力変化の程度が大
きくなる。したがって、このようなバリウムフェライト
を用いて磁気記録媒体としたとき環境の変化あるいは磁
気ヘッドとの接触により温度上昇があると保磁力が変化
するため、前記コバルト置換バリウムフェライトを使用
して最適磁気記録をはかるには前記保磁力の温度特性の
改善がきわめて重要であることの知見を得るとともに、
それを工業的有利に製造し得る方法について更に検討を
進めた結果、本発明を完成するに至ったものである。
【0007】
【発明の目的】本発明は、垂直磁気記録用媒体に好適な
飽和磁化値が改善され、保磁力の温度特性が顕著に改善
されたコバルト置換バリウムフェライト磁性粉末の製造
方法を提供することにある。
【0008】
【発明の概要】本発明は、コバルトとこれと原子価の異
なる陽イオン元素とを平均イオン価が3になるように組
合せてなるCo−M1置換バリウムフェライト結晶粒子にお
いて、特定の金属元素を特定の方法で付加させることに
よって、飽和磁化や保磁力の温度特性が著しく改善され
た垂直磁気記録用媒体に好適な磁性粉を効果的に製造し
得るとの知見に基づいて完成されたものである。
【0009】すなわち、本発明は、金属元素のモル比
が、1/4 ≧Ba/(Fe+Co+M1)≧1/12〔但し、M1はTi,
Sn, Zr, Ge, Nb及びV群から選ばれた少なくとも1種の
元素であり、(Co+M1)の平均イオン価が3であって且
つFeに対するモル比(x) が0.2≧x>0である〕の割合
で含んでなる金属元素の水溶液とアルカリ化合物の水溶
液とを混合して、Co−M1置換バリウムフェライトの前駆
体物質を生成させ、次いで該前駆体物質に対して、もし
くは該前駆体物質をアルカリの存在下で加熱処理したも
のに対して、Ni,Cu,Zn,Mg及びMn群から選ばれた少な
くとも1種の金属元素化合物をCo1モルに対して0.2〜
3モル添加し、しかる後該添加処理物を焼成することを
特徴とする磁気記録用強磁性微粉末の製造方法である。
【0010】本発明方法において、金属元素のモル比が
1/4 ≧Ba/(Fe+Co+M1)≧1/12〔但し、M1はTi, Sn,
Zr, Ge, Nb及びV群から選ばれた少なくとも1種の元素
であり、(Co+M1)の平均イオン価が3であって且つFe
に対するモル比(x) が0.2≧x>0である〕の範囲にあ
るCo−M1置換バリウムフェライト結晶粒子(以下基体構
成粒子という)を調製するには種々な方法、例えばBaと
Fe及び必要に応じ置換成分とが含まれたアルカリ性懸濁
液を高温、高圧下で反応処理するいわゆる水熱法、前記
バリウムフェライト構成金属イオン溶液をアルカリ溶液
と混合して共沈物を得た後焼成する共沈−焼成法或いは
前記バリウムフェライト構成金属成分とガラス形成物質
とを溶融反応させるガラス結晶化法などを適用すること
によって行うことができる。
【0011】本発明に係わる前記強磁性微粉末を製造す
る上で、まず所望の前記基体構成粒子を工業的に比較的
容易に調製するには、前記の水熱合成法や共沈−焼成法
を適用するのが好ましい。すなわち、(1)バリウム化合
物、鉄化合物及び保磁力制御のためにコバルト化合物と
M1としてTi, Sn, Zr, Ge, Nb,V化合物の少なくとも1
種をそれぞれ所定量配合した水溶液を作成する。これら
の化合物は種々の水溶性化合物を使用し得るが、好まし
くは塩化物、硝酸塩などである。前記バリウム成分は、
他の構成金属成分の(Fe+Co+M1)に対してモル比で1/
4 〜1/12であり、ことに例えば0.2μ以下の一層微細化
をはかる場合は1/4 〜1/10の範囲にあるように調節され
るのがよい。当該モル比が前記範囲より少なきに過ぎる
と得られるバリウムフェライト結晶粒子は粗大化し易く
分散性の低下、記録媒体における配向性、表面平滑性の
低下が避けられない。また当該モル比が前記範囲より大
きくなると飽和磁化の低下や形状の不均一化が避けられ
なかったりして好ましくない。また(Co+M1)は、Feに
対するモル比(x) が0.2≧x>0、好ましくは0.17≧
x>0の範囲にあるように調節されるのがよく、xが前
記範囲より大きくなると垂直磁化特性が損なわれ易くな
り記録媒体としての所要の性能を得ることが難しくな
る。前記のM1としては、Ti, Sn, Zr, Ge, NbおよびV群
から選択される少なくとも1種の金属元素であるが、と
りわけ垂直磁化特性を余り損なうことなく保磁力制御を
比較的容易におこなう上でM1としてTi元素を使用するの
が好ましい。また(Co+M1)元素の組合せ割合は、それ
らの平均イオン価がほぼ3となるように使用する。
【0012】次に、前記の基体構成粒子調製用の金属化
合物水溶液に、例えばNaOH, KOH, NH4OHなどの水溶液を
接触、混合しpH10以上のアルカリ性懸濁液とするが、
前記懸濁液のアルカリ濃度が遊離OH基準で1.5モル/l
以上、さらには2モル/リットル以上であるのが生成粒
子の微細化、分散性の向上を図る上で一層望ましい。
【0013】前記のようにして得られたアルカリ性懸濁
液は、このものを濾過水洗して得た回収ケーキをフェラ
イト前駆体物質として後記焼成処理に供してもよいが、
前記懸濁液を加熱装置付の反応容器中或いはオートクレ
ーブなどの圧力容器中で60〜250 ℃、好ましくは10
0〜200℃で加熱反応処理して板状粒子の沈澱物を形
成させてもよい。前記の加熱処理は、処理温度が前記範
囲より低きに過ぎると反応の進行が遅く、また前記範囲
より高きに過ぎると粗大粒子の形成、粒度分布の広がり
が避けられなかったりして好ましくない。前記のように
して得られた板状粒子の沈澱物は、濾過、水洗し得られ
た回収ケーキを、フェライト前駆体物質として焼成処理
して所望の板状バリウムフェライト結晶粒子を形成させ
ることができる。
【0014】次に、前記のようにして得られたフェライ
ト前駆体物質を焼成処理して板状のバリウムフェライト
結晶粒子とするには、650〜1,000 ℃、好ましくは7
00〜900℃で焼成する。焼成温度が、前記の範囲よ
り低きに過ぎるとフェライト粒子の結晶化が十分進まず
飽和磁化が低くかったりし、また前記範囲より高きに過
ぎるとフェライ粒子相互の固着や粒子焼結が起り凝集塊
が形成され塗料化での分散性が大巾に損なわれ易かった
りする。前記焼成は、回転炉、流動層炉などの種々の形
式の装置を使用して通常0.5〜5時間程度で行うことが
できる。また、粒子焼結の防止、形状制御あるいは磁気
特性の向上等をさらにはかるために、前記焼成処理に先
立って前記前駆体物質に、ケイ素化合物やリン化合物を
被着処理したり、或いはアルカリ金属またはアルカリ土
類金属のハロゲン化物や硫酸塩などを添加混合したりし
た後焼成してもよい。
【0015】本発明は、前述のように基体構成粒子のCo
−M1置換バリウムフェライト結晶粒子に対して、Ni,C
u,Zn,Mg及びMn群から選ばれた少なくとも1種の金属
元素M2をCo1モルに対して0.2〜3モル、好ましくは0.
4〜2モル付加することによって構成されるものである
が、前記金属元素M2の含有量が前記範囲より少ない場合
は飽和磁化や保磁力の温度特性の改善の効果が十分もた
らされず、また前記範囲より大きい場合は得られる磁性
粉末の粒子径が大きくなり易かったり、飽和磁化の低下
をきたして好ましくない。なお前記金属元素M2よりなる
化合物としては種々の水溶性化合物例えば塩化物、硝酸
塩を使用し得る。
【0016】本発明方法において、前記金属元素M2を基
体構成粒子に含有せしめるには、種々の方法によって行
うことができる。例えば、前記の前駆体物質に金属元素
M2の水溶液を添加し、蒸発乾固させたり、もしくはpHを
調節してM2金属の水酸化物沈澱を前駆体粒子上に被着せ
しめたり、該金属元素化合物粉末を前駆体物質に混合も
しくは練り込むことによって行うことができる。以下に
実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに説明する。
【0017】
【実施例】実施例1 1モル/リットルの BaCl2水溶液180ml、1モル/リ
ットルの FeCl3水溶液1,248 ml、1モル/リットルのCo
Cl2 水溶液96ml及び1モル/リットルの TiCl4水溶液
96mlを混合し〔Ba/(Fe+Co+Ti) モル比:1/8 、
(Co+Ti)/Fe=0.154(モル比) 、次いでこの混合液を
10モル/リットルのNaOH水溶液2,623ml中に添加して
褐色沈澱を含むアルカリ性懸濁液(遊離OH基濃度5モル
/リットル)を調製した。ひきつづいて該懸濁液をオー
トクレーブに入れ、150℃で3時間加熱してCo−M1
換バリウムフェライト前駆体物質粒子を生成させた。次
いで得られた該フェライト前駆体物質を濾過、水洗し、
水にてリパルプした。このスラリーに、1モル/リット
ルの NiCl2水溶液48mlを加え、NaOH水溶液によりスラ
リーのpHを7.5としてNi処理を行い(Ni/Coモル比:0.
5)、さらにNaCl水溶液を、NaCl/フェライト前駆体
物質=1/1(重量比)となるように添加し、このもの
を110℃にて蒸発乾固した。しかる後、該蒸発乾固物
を800℃で1時間焼成し、次いで得られた焼成物を酢
酸水溶液中に浸漬した後濾過し、水洗したものを乾燥し
て強磁性微粉末を得た。この試料を(A) とする。
【0018】実施例2 実施例1において、1モル/リットルの NiCl2水溶液の
代わりに、1モル/リットルの ZnCl2水溶液48mlを加
えた(Zn/Coモル比:0.5)ほかは、前記実施例1と同
様の方法により処理して強磁性微粉末を得た。この試料
を(B) とする。
【0019】比較例1 実施例1において、1モル/リットルの NiCl2水溶液を
使用しなかったほかは、実施例1と同様の方法により処
理して、比較試料を得た(試料C)。
【0020】比較例2 1モル/リットルの BaCl2水溶液180ml、1モル/リ
ットルの FeCl3水溶液1,248ml 、 1モル/リットルの C
oCl2水溶液96ml及び1モル/リットルの TiCl4水溶液
96ml 更に1モル/リットルの NiCl2水溶液48mlを
混合し〔Ba/(Fe+Co+Ti) モル比:1/8 、(Co+Ti)
/Fe=0.154(モル比) 、Ni/Co=0.5(モル比)〕、次
いでこの混合液を10モル/リットルのNaOH水溶液2,62
3 ml中に添加して褐色沈澱を含むアルカリ性懸濁液(遊
離OH基濃度5モル/リットル)を調製した。ひきつづい
て該懸濁液をオートクレーブに入れ、150℃で3時間
加熱してフェライト前駆体物質粒子を生成させた。次い
で得られた該フェライト前駆体物質を濾過、水洗し、水
にてリパルプした。このスラリーに、 NaCl水溶液をNa
Cl/フェライト前駆体物質=1/1(重量比)となるよ
うに添加し、このものを110℃にて蒸発乾固した。し
かる後該前駆体物質粒子粉末を800℃で1時間焼成し
てコバルト置換バリウムフェライト結晶粒子粉末を得
た。次いで得られた該粉末を酢酸水溶液中に浸漬した後
濾過、水洗したものを乾燥して強磁性微粉末を得た。こ
の試料を(D) とする。
【0021】なお前記実施例及び比較例で得られた各試
料はX線回折の結果、いずれもマグネトプランバイト結
晶相のものであった。
【0022】前記試料(A) 〜(D) について常法により平
均粒子径(Dp:電子顕微鏡法)、室温保磁力、Hc(RT)、
飽和磁化(δs)をそれぞれ測定し、また保磁力の温度に
対する変化(Td)は、室温保磁力Hc(RT)と60℃加熱時の
保磁力Hc(60)を測定し下記式により求めた。
【0023】
【数1】
【0024】これらの結果を表1に示す。
【0025】
【表1】
【0026】表1の結果から明らかなように、本発明方
法によるコバルト置換型バリウムフェライト強磁性微粉
末は、飽和磁化が改善されるだけでなく保磁力の温度に
対する変化がいちじるしく減少することがわかる。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、垂直磁気記録用磁性粉
として好適な飽和磁化値が改善されるだけでなく、所望
の保磁力制御とその保磁力の温度特性が著しく改善され
たコバルト置換バリウムフェライト磁性粉を効率よく製
造することができ、本発明は、工業的に甚だ有利な方法
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 佐富郎 滋賀県草津市西渋川二丁目3番1号 石原 産業株式会社中央研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属元素のモル比が1/4 ≧Ba/(Fe +Co
    +M1) ≧1/12〔但し、M1はTi, Sn, Zr, Ge, Nb及びV群
    から選ばれた少なくとも1種の元素であり、(Co +M1)
    の平均イオン価が3であって且つFeに対するモル比(x)
    が0.2≧x>0である〕の割合で含んでなる金属元素の
    水溶液とアルカリ化合物の水溶液とを混合して、Co−M1
    置換バリウムフェライトの前駆体物質を生成させ、次い
    で該前駆体物質に対して、もしくは該前駆体物質をアル
    カリの存在下で加熱処理したものに対して、Ni,Cu,Z
    n,Mg及びMn群から選ばれた少なくとも1種の金属元素
    化合物をCoの1モルに対して0.2〜3モル添加し、しか
    る後該添加処理物を焼成することを特徴とする磁気記録
    用強磁性微粉末の製造方法。
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