JPS60151224A - バリウムフエライト粉末の製法 - 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】 本発明は、水熱合成法でマグネト　ブランバイト型ツリ
ウムフェライト粉末を製造する方法の改良に関するもの
である。

近年磁気記録の高密度化の要求に伴い、バリウムフェラ
イト（マグネトブランバイト型）を磁気記録媒体として
用いる垂直磁気記録方式の開発が進められている。

垂直磁気記録方式に用いられるバリウムフェライトとし
ては、保持力が適当な値（５００〜１５０００ｅ）で、
飽和磁化ができるだけ高く２粒子が小さく均一で１粒子
の凝集、焼結などがなく１分散性のよいものが望まれて
いる。

従来バリウムフェライトの製造法としては２例えば共沈
法、フラックス法、水熱合成法など種々の方法が知られ
ており、水熱合成法については。

例えば特公昭４６〜６５４５号公報、特開昭５６−１４
９３２８号公報、特開昭５６−１６０３２８号公報、特
開昭５８−２２２４号公報などで提、案されている。

水熱合成法によるバリウムフェライトは粒子の凝集がな
く比較的分散性はよいが、従来公知の方法では粒径が大
きなものしかできなかったり、飽和磁化が５０θｍｕ　
／り程度かそれよりも低いものしか得られなかったり、
またバリウムフェライトの結晶化を進行させるために高
温焼成が必要になったり、′２！らには高温焼成するた
めに粒子間の焼結が生じ易くなったりして分散性が悪く
なったりする難点がある。

本発明者らは、これらの実情に鑑み１粒径が小さく１粒
子の凝集、焼結などがなく１分散性のよい電磁特性のす
ぐれたバリウムフェライト粉末を製造することを目的と
して研究を行った結果、バリウムイオンと鉄イオンとの
含有割合、アルカリ添加量など特定の条件で水熱合成を
行い、これに塩化ナトリウムおよび塩酸を加えてｐＨを
７〜１０にして乾燥した後、生成物を６５０〜８５０℃
で焼成し、焼成物を洗浄、乾燥することによって一］二
述の目的を達成できるバリウムフェライト粉末が得られ
ることを知り２本発明に到った。

本発明は、バリウム１グラム原子に対して鉄５〜１０グ
ラム原子をイオンの状態で含む金属塩の水溶液に、該金
属塩の総量に対して１〜５倍当量のアルカリを含む溶液
を加え、１４０〜２３０℃に加熱保持した後、塩化ナト
リウムおよび塩酸を加えてｐＨを７〜１０に保持し２次
いで乾燥して生成物を６５０〜８５０℃で焼成した後、
洗浄。

乾燥することを特徴とするバリウムフェライト粉末の製
法に関するものである。

本発明によると、水熱合成時の加熱が一度でかつ焼成操
作を伴わない方法２例えば特公昭４６−３５４５号公報
、特開昭５６−１４９３２８号公報に記載の方法による
場合よりも特に高い飽和磁化を示すバリウムフェライト
粉末粒子が得られ。

また特公昭４６−３５４５号公報に記載の方法による場
合よりも粒径の小さなものが得られる。まだ本発明によ
ると、特開昭５６−１６０３２８号公報に記載の方法に
よる場合よりも粒子が焼結したりするのを防止するのが
容易である。

本発明において、バリウム１グラム原子に対して鉄５〜
１０グラム原子をイオンの状態で含む金属塩の水溶液の
調製は、一般に硝酸第二鉄、塩化第二鉄、硝酸バリウム
、塩化バリウムの如き水に可溶性で比較的溶解度の高い
金属塩をバリウムイオンと鉄イオンとが前記範囲になる
ように水に溶解させる方法で行われる。その際従来のバ
リウムフェライトに添加されている種々の元素１例えば
ｃｏ＋　Ｎｉ＋　Ｍｎ＋　Ｚｎ＋　Ｏａｔ　Ｐ’ｂ＋　
Ｓｒ、　Ｔｉ、　Ｉｎ＋　Ｎｂなどの水に可溶性の塩を
若干添加してもよく、特にＣｏ＋　Ｔｉ＋Ｍｎ、　Ｃａ
　などの添加は、磁気特性の向上および粒子径をコント
ロールするうえで好ｔ　Ｌ、い。バリウムと鉄との原子
比Ｆｅ／Ｂａが５よりも小さくなるとマグネトブランバ
イト型バリウムフェライトの生成用が少なく、六角板状
の形状も悪くなり＋Ｆｅ／Ｂａが１０より大きくなると
α−Ｆｅ２０３の生成があり、まだバリウムフェライト
の粒径も犬きく。

磁気特性も劣ってくる。またバリウムおよび鉄をイオン
の状態で含む金属塩の水溶液を調製する場合は、バリウ
ム塩の濃度が３０〜１５０　ｍｍｏｔ／ｌの範囲になる
ようにするのが六角板状の形状のよいバリウムフェライ
トを得るうえで望ましい。

バリウムおよび鉄をイオンの状態で含む金属塩の水溶液
は加温、好ましくは６０〜９０℃に加温し、これにアル
カリを含む溶液を加える。アルカリを含む溶液の添加量
は前記金属塩の総量に対して１〜５倍当量になるように
する。アルカリの量が少なずぎるとγ−Ｆｅ２Ｏ３の生
成があり、また多ずぎると経済的でないので好ましくな
い。添加するアルカリを含む溶液のアルカリ成分として
は。

水酸化すトリウム、水酸化カリウムなどが好適である。

本発明においてアルカリを含む溶液を加えた後。

まず１４０−２３０℃、好捷しくは１５０−２２０℃に
加熱保持する。この加熱保持時間は０．５〜５時間程度
で十分であり、加熱保持によって核となるバリウムフェ
ライトの結晶（沈殿物）が生成する。なおこの結晶は化
学組成的にはマグネトブランバイト型のバリウムフェラ
イトと同じ構造を有しているが、磁気特性は悪い。加熱
保持温度が上記温度より低いと核となる結晶の生成が十
分でなく、また高くしすきると最終的に得られるバリウ
ムフェライトの粒径が大きくなるので適当でない。

またこの加熱保持はアルカリを含む溶液添加後。

上記温度にまですみやかに昇温しで行うのが望ましく、
加熱保持には一般にはオートクレーブが採用される。

１４０〜２３０℃での加熱保持によってバリウムフェラ
イトの微細な種晶となる沈殿物を生成させた後、塩化ナ
トリウムおよび塩酸を加えて、ｐＨを７〜１０に保持す
る。この塩化す）　ＩＪウムは上記沈殿物に対し１０〜
８０重量係、好ましくは２０〜７０重量％添加するのが
望ましい。添加量が少なすぎると焼結しやすいので、望
捷しくなく。

また多すぎると経済的でない。

また塩酸は過剰のアルカリ分を中和するために添加する
もので、塩酸の希釈水溶液によって、上記スラリーのｐ
Ｈを７〜１０に調節するように添加することが好ましい
。特に塩酸の水溶液は１〜５％の濃度のものが望ましい
。塩化ナトリウムと塩酸の添加の順序は限定されないが
塩化す）　ＩＪウムを先に添加することが好ましい。

塩化ナトリウムおよび塩酸を添加することによってｐＨ
７〜１０にしたスラリーはろ過および洗浄をせずになる
べく早く乾燥する。この乾燥は水分の除去が主目的であ
り２通常５０〜２００℃の温度で、１〜２０時間程度行
うのが好ましい。乾燥方法としては、一般に知られた方
法が採用されるが、特にドラムドライヤーやスプレード
ライヤーによって迅速に乾燥することが好ましい。

乾燥によって得られるバリウムフェライトの種晶を含有
する生成物（乾燥物）は、これを６５０〜８５０℃、好
ましくは７００〜８ろ０℃の温度で焼成する。焼成温度
が低すぎると目的物を得るために長時間を要したり、ま
た得られたものの飽和磁化が低い。また高すぎると粒子
の成長が犬きく２粒子径の太きいものが得られる。焼成
時間は１〜６０時間程度が適当であり、また焼成雰囲気
は限定されず、焼成は空気雰囲気下で行なうことができ
る。また焼成する場合、一度低温（６５０〜７５０℃）
で焼成し、さらに高温（７５０〜８５０℃）で焼成する
２段焼成が好ましい。

６５０〜８５０℃で焼成した焼成物（バリウムフェライ
ト）は、これを洗浄、乾燥する。洗浄は焼成物中のアル
カリ金属イオン、過剰の水酸化バリウムなど不純物を十
分に除去できればどのような方法で行ってもよい。洗浄
液としては水や酢酸。

硝酸、塩酸などを用いることができる。十分に洗浄した
焼成物は次いで乾燥するが、乾燥方法は特に制限きれな
い。

乾燥によって目的とする結晶状態のよい六角板状のマグ
ネトブランバイト型の粒径０．３μ以下の小さい均一な
バリウムフェライト粉末を得ることができる。またこの
バリウムフェライト粉末は分散性がよく、板状比は１／
３〜１／１０の範囲にあり、７００〜１２０００ｅの保
磁力および高い飽和磁化を示す。更に、保磁力について
は、従来バリウムフェライトに添加されている前記した
種種の元素（例えば、　Ｃｏｔ　Ｔｉ等）を添加するこ
とにより自由にコントロールすることができる。

実施例１ 内容！、Ｚの四つロフラスコに硝酸バリウム〔Ｂａ（Ｎ
Ｏ３）２］　５７．９　ｆ、硝酸第二鉄［Ｆｅ（ＮＯ３
）　・９）１２０　）　５８１．８　ｆ、硝酸コバルト
［Ｃ０（ＮＯ３）・６Ｈ２０：１３ろ、２１．四塩化チ
タンＣＴ　ｉ　ｃｚ４］　２４．１２および水ＢＯＯｉ
ｇを入れ、窒素ガス雰囲気下に攪拌しながら約８０℃に
加温し、硝酸バリウムおよび硝酸第二鉄を溶解させ、攪
拌下に水酸化ナトリウム［ＮａＯＨ］２１８．３９を水
４００ｍｇに溶解させだ溶液を徐々に滴下した。水酸化
ナトリウム水溶液の滴下によって沈殿物が生成した。

沈殿物を含む溶液を攪拌下に８０℃で１０分間保持し、
オートクレーブに入れ、約１時間で２００℃にまで昇温
し、１時間同温度に保持した後、スラリーを２ｔビーカ
ーに移し、これに塩化ナトリウム３６４１を加え、さら
に濃度５％の塩酸水溶液を徐々に加えてスラリーのｐＨ
を約８にしだ。

このようにして得られたスラリーをドラムドライヤーに
て乾燥（濃縮乾固）した。

得られた乾燥物は、これを電気炉に入れ、空気雰囲気下
に８００℃で１０時間焼成した。この焼成物を水によっ
て可溶物がなくなるまで洗浄した後ろ過乾燥し、バリウ
ムフェライト粉末を得た。

このバリウムフェライト粉末について透過型電子顕微鏡
（ＴＫＭ）で粒子形状（粒径、厚さ）を測定した結果（
粒子２０個の平均値）および振動試料式磁力計で磁気特
性を測定した結果を第１表に示す。また分散性をみるた
めにバリウムフェライト粉末をバインダーおよび溶媒と
ボールｉルでε−リングした後のインキを篩目が３μの
篩でろ過したときのろ過率（インキ全量が篩を通過した
場合をろ過率１００チとする）を測定した結果を第１表
に示す。

実施例２ 実施例１の焼成温度峙間８００℃、１０時間を７５０℃
、２０時間にかえたほかは、実施例１と同様にしてバリ
ウムフェライト粉末を製造し９粒子形状、磁気特性およ
びろ過率を測定した。その結果を第１表に示す。

比較例１ 実施例１の硝酸第二鉄の使用量をかえて実施例１のＦｅ
／ｐａ（原子比）を６から１２にしたほかは。

実施例１と同様にしてバリウムフェライト粉末を製造し
１粒子形状、磁気特性およびろ過率を測定した。その結
果を第１表に示す。

比較例２ 実施例１の水酸化ナトリウムの使用量をかえて実施例１
の１．１倍当量（ＯＨ／ＮＯ３）から０．９倍当量にか
えたほかは、実施例１と同様にしてバリウムフェライト
粉末を製造し４粒子形状、磁気特性およびろ過率を測定
した。その結果を第１表に示す・ 比較例ろ 実施例１の塩化ナトリウム添加および塩酸によるｐＨ調
節をせずに焼成したほかは、実施例１と同様にしてバリ
ウムフェライト粉末を製造し１粒子形状、磁気特性およ
びろ過率を測定した。その結果を第１表に示す。

比較例４ 実施例１の２００℃での加熱保持を行わなかったほかは
、実施例１と同様にしてバリウムフェライト粉末を製造
し１粒子形状、磁気特性およびろ過率を測定した。その
結果を第１表に示す。

比較例５ 実施例１０２００℃での加熱保持温度を１５０℃にかえ
たほかは、実施例１と同様にしてバリウムフェライト粉
末を製造（〜１１粒子形状、磁気特性よびろ過率を測定
した。その結果を第１表に示す・ 比較例６ 実施例１の８００℃での焼成温度を６００℃にかえたほ
かは、実施例１と同様にしてバリウムフェライト粉末を
製造し９粒子形状、磁気特性およびろ過率を測定した。

その結果を第１表に示す。

比較例７ 実施例１の焼成温度８００℃を９００℃にかえたほかは
、実施例１と同様にしてバリウムフェライト粉末を製造
し９粒子形状、磁気特性およびろ過率を測定した。その
結果を第１表に示す。

比較例８ 実施例１の８００℃での焼成を行わなかったほかは、実
施例１と同様にしてバリウムフェライト粉末を製造し９
粒子形状、磁気特性およびろ過率を測定した。その結果
を第１表に示す。

実施例６〜９ 実施例１のＦ　ｅ／Ｂ　ａ　（原子比）を６から８にか
えた（実施例３　）、　ＯＨ／Ｎｏ：ｌを１．１から４
にかえた（実施例４）、加熱保持温度を２００℃から１
８０℃（実施例５）および２２０℃（実施例６）にかえ
た、　塩化すトリウムの添 加１ｌ−７０重量係から５０重量％（実施例７）および
２０重量％（実施例８）にかえた、焼成温度を８００℃
から７５０℃にかえた（実施例９）ほかは、実施例１と
同様にしてバリウムフェライト粉末を製造し１粒子形状
、磁気特性およびろ過率を測定した。その結果を第１表
に示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 バリウム１グラム原子に対して鉄５〜１０グラム原子を
   イオンの状態で含む金属塩の水溶液に。 該金属塩の総量に対して１〜５倍当量のアルカリを含む
   溶液を加え、１４０〜２３０℃に加熱保持した後、塩化
   ナトリウムおよび塩酸を加えてｐＨを７〜１０に保持し
   １次いで乾燥して生成物を６５０〜８５０℃で焼成した
   後、洗浄、乾燥することを特徴とするバリウムフェライ
   ト粉末の製法。