JPS5853494B2 - 磁気記録用強磁性粉末の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、磁気記録媒体の記録素子として有用なコバル
ト含有酸化鉄強磁性粉末の製造法に関する。

コバルトを含有する酸化鉄磁性粉末は、従来汎用されて
いるコバルトを含まない酸化鉄磁性粉末に比べて高保磁
力を有し、これを磁気記録媒体の記録素子として用いる
と、高密度記録ができる、高周波領域における感度が高
いなど種々の利点を有している。

このようなコバルト含有酸化鉄磁性粉末を製造する方法
は、これまで種々提案されているが、その中でも有用な
ものの一つとして、特公昭４９−４９４７５号公報に記
載された方法がある。

これによればスピネル構造を有する強磁性のγ−Ｆｅ２
Ｏ３又はＦｅ３Ｏ４を核晶とし、これを、鉄塩とコバル
ト塩を含む金属塩の溶液と少なくともコバルトの水酸化
物が沈澱する濃度のアルカリ溶液との混合溶液中に分散
させ、この溶液中で酸化性ガスにより酸化反応を行なわ
せて核晶上に亜鉄酸金属をエピタキシャル成長させるこ
とによりコバルト含有酸化鉄磁性粉末を製造する。

この方法によれば、転写特性及び加熱減磁などの熱的安
定性に優れた均一な粒径を有する針状形強磁性粉末を容
易に製造することができる。

しかしながら、この方法では、コバルトを含む酸化鉄層
を核晶上にエピタキシャル成長させる過程において酸化
性ガスによる酸化反応を行なわせているため、核晶上に
成長したコバルト含有酸化鉄層中には二価の鉄が殆んど
存在せず、二価の鉄を多く含んでいるＦ ｅ ３０４を
核晶として用いたとしても、この方法により製造した磁
性粉末を磁気テープなどの磁気記録媒体の記録素子とし
て用いると、得られた磁気記録媒体は表面電気抵抗が比
較的大きいものとなり、これがため記録再生時における
磁気記録媒体の帯電量が多くなる傾向にある。

これを防止せるためにカーボンブラックなどの導電性材
料を磁性塗料中に添加するという手段が採用されている
が、このような非磁性材料成分を多くするということは
磁気記録媒体の特性上好ましくない。

上記の問題を解決すべく種々検討を行なった結果、針状
γ−Ｆ ｅ ２０３を還元性気体中で部分還元すること
により、粒子表面に二価の鉄を多く存在させた磁性粉末
を核晶として用い、酸化性ガスによる酸化反応を行なう
ことなく、この核晶上にコバルト含有酸化鉄層を形成さ
せると、上記の欠点が解消されるとともに上記方法によ
るものよりも更に高い保磁力を有する磁性粉末が得られ
ることを見出した。

本発明は、この知見に基づいてなされたものであるが、
これに加うるに、γ−Ｆｅ２Ｏ３を還元してＦｅ３Ｏ４
とする過程において、γ−Ｆｅ２Ｏ３とＦｅ３Ｏ４との
中間酸化状態のときに保磁力が非常に大きくなる現象が
あり、これを利用することにより更に高い保磁力を有す
る磁性粉末を得んとするものである。

本発明者らはこれらの現象について検討を重ねた結果、
針状γ−Ｆｅ２０３粉末を水素ガスなどの還元性気体中
で部分還元してγ−Ｆｅ２Ｏ３とＦｅ３Ｏ４の中間の酸
化状態にある酸化鉄粉末となし、これを硫酸第一鉄など
の第−鉄塩及び硫酸コバルト塩などのコバルト塩を含む
金属塩溶液中に分散させた後、この分散液に、上記金属
塩に対し１当量以上のアルカリ、例えば水酸化ナトリウ
ムの水溶液を加え、この液の温度を沸点以下の温度に保
持して上記粉末および溶液中の二価の鉄が空気による酸
化をほとんど受けることのないような条件下で処理する
ことにより、針状酸化鉄の少なくとも最外層にコバルト
を主体的に含ませた酸化鉄層を形成できることを見い出
した。

本発明方法においては、針状γ−Ｆ ｅ ２０３粉末を
還元性気体中で部分還元することにより粒子表面に二価
の鉄を多く存在させるようにすることが重要である。

このように処理された酸化鉄磁性粉末を核晶として用い
るとともに、第一鉄塩を添加することにより反応溶液中
にも二価の鉄を供給してやれば、核晶上にコバルト含有
酸化鉄層が良好に生成するため、高保磁力の磁性粉末が
得られる。

更に、本発明方法によれば粒子表面に二価の鉄を多く存
在させることができるので、粒子全体としては同程度量
の二価の鉄を含むものに比べ、その表面電気抵抗の小さ
いものが得られる。

従って、本発明方法により得られた磁性粉末を用いると
、表面電気抵抗の小さい磁気記録媒体を製造することが
できる。

本発明方法における部分還元処理は、酸化鉄粉末中の二
価の鉄と三価の鉄の比Ｆｅ”／Ｆｅ３＋が０．０５〜０
．２５の範囲の値になるまで行なうことが望ましいＦｅ
２／Ｆｅ３＋の値が上記範囲内であるような磁性粉末を
核晶として用いると、保磁力の増加現象が認められ、得
られるコバルト含有酸化鉄磁性粉末は一層高い保磁力を
有するものとなる。

本発明方法により得られるコバルト含有酸化鉄磁性粉末
の保磁力は、上記要因の他に、アルカリ添加量、コバル
ト添加量、処理温度及び処理時間にも依存性が認められ
る。

本発明方法におけるアルカリ添加量は、反応に用いる金
属塩に対し、少なくとも１当量以上であることが必要で
ある。

アルカリ添加量が１当量より少ない場合には、コバルト
を含む酸化鉄層が核晶上に良好に生成せず、保磁力増加
の効果があまり認められない。

処理温度に関しては、常温以上とするのがよくその温度
が高くなるにつれてコバルト含有酸化鉄層の形成速度が
促進されるので、沸点付近のできるだけ高い温度で処理
を行なうことが望ましい。

以上述べたように本発明方法により得られるコバルト含
有酸化鉄粉末は、下記の如き種々の利点を有しているの
で、磁気記録媒体の記録素子として極めて有用である。

（ｉ） 高保磁力を有し、高密度記録を可能にする。

（１１）電気伝導性が良好であるため、これを用いて製
造した磁気記録媒体は表面電気抵抗の小さいものとなり
、記録再生時などの帯電による問題がない。

（１１１）熱安定性に優れるので、加熱減磁、転写など
の少ない磁気記録媒体を製造することができる６（ｉＸ
／）保磁力の経時変化が殆んどない。

（Ｖ） 磁性塗料中における分散性に優れている。

（Ｖｅ 配向性が優れている。

（ｖｉａ）飽和磁化が犬である。

次に、実施例を示して本発明を具体的に説明する。

実施例 針状γ−Ｆｅ２０３粉末（保磁カニ３３０エルステツド
、飽和磁化： ７４ｅｍｕ／ｇ）を、水素気流中、２３
０℃で３時間加熱処理して保磁力が３６５エルステツド
、飽和磁化が７８ｅｍｕ／ｆｉ、二価ノ鉄と三価の鉄の
比Ｆｅ２ンｈ３＋が０，１０である酸化鉄磁性粉末を得
た。

この酸化鉄磁性粉末３ｋｇを、硫酸コバルト１モル及び
硫酸第一鉄２モルが溶存している１０１の水溶液中に加
え、充分に分散させた後、この分散液に、１８モルのＮ
ａＯＨを溶解させたＩＯＡの水溶液を加えた。

この分散液の温度を１００℃まで昇温し、この温度を保
持しながら８時間撹拌を続けた。

次いで、磁性粉末を炉別し、充分に水洗して反応溶液を
除去した後、乾燥した。

このようにして得られたコバルト含有酸化鉄磁性粉末は
、保磁力が６５０エルステツド、飽和磁化が８０ｅｍｕ
／ｇ、二価の鉄と三価の鉄との比Ｆｅ２／Ｆｅ３＋が０
．１５であった。

なお原子吸光分析の結果、この磁性粉末はコバルトを１
．９６原子％含有していた。

次に、この実施例で用いたと同一の針状γＦｅ２Ｏ３粉
末を用い、水素気流中での加熱処理条件を変えることに
より粒子中のＦｅ２／Ｆｅ３＋が種種異なる磁性粉末を
作り、これらを核晶として上記実施例と同一の処理を行
なってコバルト含有酸化鉄粉末を製造した。

その際得られたコバルト含有酸化鉄粉末の保磁力と核晶
中のＦｅ２／Ｆｅ３＋との関係を図面に示す。

この図から明らかなように、Ｆｅ／Ｆｅ３＋が０．０５
〜０．２５のときに保磁力が非常に大きくなっているこ
とが判る。

比較例 １ 上記実施例で用いたと同一の針状γ−Ｆｅ２０３粉末を
水素気流中で還元することなく、そのまま核晶として使
用した以外は上記実施例と全く同様にしてコバルト含有
酸化鉄磁性粉末を製造した。

得られた磁性粉末は、保磁力が４７０エルステツド、飽
和磁化が７６ｅｍｕ／ｇであった。

なお、この磁性粉末のＦｅ２／Ｆｅ３＋は０．０４であ
り、コバルト含有量は１．９６原子％であった。

比較例 ２ 実施例において毎分３１の空気を反応液中に吹き込んで
処理を行なった以外は実施例と全く同様にしてコバルト
含有酸化鉄磁性粉末を製造した。

得られた磁性粉末は、保磁力が５４０エルステツド、飽
和磁化が７７、Ｏｅｍｕ／ｇであった。

なお、この磁性粉末のＦｅ２／Ｆｅ３＋は０，０９であ
り、コバルト含有量は１．９６原子％であった。

比較例 ３ ゲーサイト（α−Ｆｅ００Ｈ）を脱水および還元して得
た針状Ｆｅ３Ｏ４粉末（保磁カニ３４５エルステツド、
飽和磁化： ８６ｅｍｕ／９）を、空気中１００℃で８
時間加熱処理して、保磁力が３６０エルステツド、飽和
磁化が７８ｅｍｕ／Ｌ二価の鉄と三価の鉄の比Ｆｅ２７
Ｆｅ３＋が０．１０である酸化鉄磁性粉末を得た。

この粉末を核晶として以下実施例と同一の処理を行なっ
てコバルト含有酸化鉄磁性粉末を製造した。

この粉末の保磁力は６２０エルステツド、飽和磁化は８
０ｅｍｕ／ｇ１Ｆｅ２／Ｆｅ３＋は０．１５、コバルト
含有量は１．９６原子％であった。

上記実施例及び各比較例で得られたコバルト含有酸化鉄
磁性粉末を用い、下記組成からなる磁性塗料を調製した
。

磁性粉末 ７５重量部塩化ビニ
ル−酢酸ビニル共重合体 ２５ 〃ジオクチルフタレー
ト ５ 〃トルエンーメチルイソブチル
ケトン（１：１）混合溶剤 ２００／／ この磁性塗料を厚さ１２μのポリエステルフィルム上に
乾燥厚が約６μとなるように塗布、乾燥して磁気記録媒
体を製造した。

得られた各磁気記録媒体の表面電気抵抗を測定したとこ
ろ、以下のような結果が得られた。

上記の結果より明らかな如く、本発明方法により得られ
たコバルト含有磁性粉末を用いて製造した磁気記録媒体
は表面電気抵抗が非常に小さいことが判る。

【図面の簡単な説明】

図面は、核晶として用いる酸化鉄粉末中の二価の鉄と三
価の鉄との比Ｆｅ２／Ｆｅ３＋と、本発明方法により得
られるコバルト含有酸化鉄磁性粉末の保磁力との関係を
示す特性図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 針状γ−Ｆｅ２０３粒子を還元性気体中で部分還元
   し、これをコバルト塩及び第一鉄塩を含む金属塩溶液中
   に分散させた後、該金属塩に対し１当量以上のアルカリ
   を含有する水溶液を加え、常温以上に加温して粉末中お
   よび溶液中の二価の鉄が空気による酸化をほとんど受け
   ることのないような条件下で処理することにより、針状
   γ−Ｆｅ２０３粒子の少なくとも最外層にコバルトを主
   体的に含ませた酸化鉄層を形成させることを特徴とする
   磁気記録用強磁性粉末の製造方法。 ２ 部分還元酸化鉄粉末中の二価の鉄と三価の鉄の比Ｆ
   ｅ２＋／Ｆｅ３＋が０．０５〜０．２５の範囲内の値と
   なるまで部分還元を行なうことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の方法。