JPS61295237A - バリウムフエライト粉末の製造法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、水熱合成法で六角板状のマグネトブランバイ
ト型バ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、保磁力が適当な値（４００〜１５０００θ）で、
飽和磁化ができるだけ高く１粒子が小さく均一で９粒子
の凝集２．焼結などがなく９分散性のよいものが望まれ
ている。

〔従来の技術〕

従来バリウムフェライトの製造法としては１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
ておシ、水熱合成法については。

例えば特公昭４６−３５４５号公報、特開昭５６−１４
９３２８号公報、特開昭５６−１６０３２８号公報、特
開昭５６−１５５０２３号公報、特開昭５８−２２２４
号公報。

特開昭５９−１６１００２号公報、特開昭５９−１６４
６４０号公報、特開昭５９−１６４６４１号公報などで
提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来公知の水熱合成法によるバリウムフェライトは、一
般に粒子の板状比が高く、配向性のよいものであるが９
粒度分布幅が広くて均一でなかったシ、また熱処理によ
りバリウムフェライトの結晶化を進行させてしっかりし
た形状の粒子にしようとすると粒子間の焼結が生じ易く
なったりして。

塗料化（インク化）の際の分散性、配向性、塗膜の平滑
性、光沢度などが悪くなったり、また飽和磁化が５０θ
ｍｕ／７程度かそれよりも低いものしか得られなかった
シする難点がある。

本発明の目的は、水熱合成法における前記難点が改良さ
れたバリウムフェライト粉末の製造法を提供することに
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、バリウム塩およびバリウム１グラム原子に対
して鉄が５〜１１グラム原子に相当する量の鉄塩を、水
媒体中で水酸化アルカリと反応させた後の水酸化アルカ
リの濃度が６モル／ｌ以上になるように中和当量以上の
水酸化アルカリを用いて反応させ、生成した沈殿物のス
ラリを１３０〜３００℃で水熱処理した後、６５０〜９
５０℃で焼成し、得られた焼成物を炭素数３〜４の有機
酸で処理することを特徴とするバリウムフェライト粉末
の製造法に関するものである。

本発明において、バリウム塩は水に可溶性の硝酸バリウ
ム、塩化バリウム、水酸化バリウム等が一般に使用され
る。また鉄塩としては、一般に硝酸第二鉄、塩化第二鉄
のごとき水に可溶性のものが使用される。バリウム塩お
よび鉄塩は、一般に水に溶解させて使用される。その際
バリウム塩と鉄塩は、混合水溶液として調製しても、バ
リウム塩の水溶液と鉄塩の水溶液とを別々に調製して使
用してもよい。

また鉄塩は、バリウム１グラム原子に対して鉄が５〜１
１グラム原子に相当する量で使用される。

また水酸化アルカリと反応させる際、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。

例えばＣｏ、　Ｎｉ＋　Ｍｎ＋　Ｚｎ、　Ｃａｔ　Ｐｂ
＋　Ｓｒ＋　Ｔｉ＋Ｉｎ。

Ｎｂ＋Ｌａ＋　ＣａｔＰｒ、　Ｓｍなどの水に可溶性の
塩をバリウム塩、鉄塩等の水溶液に若干添加することが
でき、特にＣｏおよびＴ１の塩の添加は、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ましい。Ｃ
ＯおよびＴ１の塩としては一般に塩化物、硝酸塩などが
使用されるが、その添加量は、溶液中の鉄原子に対する
原子比、　ｃｏ／Ｆｅ　＋Ｔｉ／Ｆｅがそれぞれ、　０
．０１〜０．２０．好ましくは０．０２〜０．１５にな
るようにするのが好適である。また前記バリウムと鉄と
の原子比Ｆθ／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量が少なく、六
角板状の形状も悪くなｌ）　、　Ｆｅ／Ｂａが１１よシ
大きくなるとα−Ｆ　ｅ２０３の生成があり、またバリ
ウムフェライトの粒径も大きく、磁気特性も劣って・く
る。なお。

バリウム塩の水溶液を調製する場合は、バリウム塩の濃
度が３０〜２３０　ｍｍｏ々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。

水酸化アルカリと反応させる際の混合順序は特に制限さ
れない。例えばバリウム塩の水溶液と鉄塩の水溶液とを
別々に調製し、バリウム塩の水溶液に鉄塩の水溶液およ
び水酸化アルカリの水溶液を加える順序で反応させても
、バリウム塩と鉄塩との混合水溶液を調製し、これに水
酸化アルカリを加える順序で反応させても、またこれ以
外の順序で反応させてもよい。反応させる際の温度は３
０〜１００℃が適当である。水酸化アルカリの添加量は
、水酸化アルカリを加えて反応させた後の溶液中の水酸
化アルカリの濃度が３　ｍａｔ／１以上、好ましくは５
〜８　ｍｏｌ／ｌになるように中和当量以上、好ましく
は２〜８倍当量の範囲で使用される。

水酸化アルカリを加えた後の溶液中の水酸化アルカリの
濃度が低かったり、水酸化アルカリの量が少なすぎると
１粒径が大きく、板状比（粒径／厚さ）が小さくなり２
粒度分布が悪かったり、またｒ−Ｆｅ２０３の生成があ
り、また過度に水酸化アルカリを多くするのは経済的で
ない。

水酸化アルカリとしては、水酸化ナトリウム。

水酸化カリウムなどが好適であり、水酸化アルカリは一
般に水に溶解させて添加されるが溶解させずに添加して
もよい。また添加にあたっては一度に添加する方法をと
っても段階的に添加する方法を採用してもよい。

水酸化アルカリとの反応によってバリウム、鉄。

さらには前記添加金属元素等の金属水酸化物を含む沈殿
が生成する。この沈殿物のスラリは、これを１３０〜３
００℃９好ましくは１５０〜２７０℃に加熱保持して水
熱処理すると、バリウムフェライトの微細な結晶が生成
、沈殿する。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。

特に飽和磁化が充分でない。水熱処理時間は普通０．５
〜２０時間程度であり、水熱処理には普通オートクレー
ブが採用される。

水熱処理によって生成する結晶は後の工程で核（種晶）
の役割を果すが、水熱処理温度が低すぎると結晶の生成
が充分でなく、また高すぎると最終的に得られるバリウ
ムフェライト粉末の粒径が大きくなるので適当でない。

水熱処理して生成させた微細な結晶の沈殿物を含むスラ
リは、これから沈殿物を分離して水洗し。

遊離のアルカリ分を除去する。沈殿物は、６．５０〜９
５０℃９好ましくは７００〜９０．０℃で焼成する。な
お、焼成に先だって沈殿物を乾燥し、水分を除去してお
くのが望ましい。

焼成温度は、これがあまシ低すぎると飽和磁化が低くな
ったシ、長時間を要したりし、また高すぎると粒子の成
長が大きく２粒子径が大きくなるので適当でない。焼成
時間は一般に１０分〜２時間程度が適当であり、焼成雰
囲気は特に制限されないが、一般に空気雰囲気が便利で
ある。また焼成にあたっては、６５０〜７５０℃程度の
低温で焼成し９次いで７５０〜９５０℃程度の高温で焼
成する２段焼成法をとっても、１度で焼成する１段焼成
法をとってもよい。

焼成物（バリウムフェライト）は、これを炭素数３〜４
の有機酸で処理する。この有機酸で処理する前に従来公
知の水、塩酸、酢酸等を用いて焼成物を洗浄してもよく
、一般には水で洗浄した後炭素数３〜４の有機酸で処理
する。

本発明において炭素数３〜４の有機酸で処理すると粒子
表面に付着しているアルカリ金属イオン。

塩素イオン、過剰の残留水酸化バリウム等の除去効果の
向上とともに、バリウムフェライト粒子表面が炭素数３
〜４の有機酸で被覆され分散性を向上させる効果があり
、塗膜を形成させた際の光沢度が一段とすぐれたものに
なる。バリウムフェライトは六角板状の粒子であり、磁
気を持っているため粒子同志が重なシ合い、その粒子を
ほぐして分散させるために過度の機械的処理が必要であ
り。

粒子の重なりをなるべく少なくすることが分散性向上の
決めての一つになるが、炭素数３〜４の有機酸処理によ
ってこれらを改善する効果がある。

炭素数３〜４の有機酸としては、プロピオン酸。

酪酸、クロトン酸、アクリル酸、メタクリル酸等が好適
に使用される。これら有機酸は水等の溶媒に溶解させて
使用することもできる。処理方法としては、焼成物を炭
素数３〜４の有機酸で洗浄処理する方法、有機酸溶液中
に浸漬処理する方法等を挙げることができる。また処理
する際攪拌するのが望ましい。

〔実施例〕

実施例１ 水０．４ｔに＋　Ｆ　ｅ　ＯＺ３　・６　Ｈ２０を１．
５３　ｍｏｔ、０ｏＯ１２・６Ｈ２０を０．０９３　ｍ
ｏｔおよびＴｉｃ！ｔ４を０．０９５　ｍｏｔ溶解した
。別に水０．３ｔに、　ＢａＣ４・２Ｈ２０を０．１５
７ｍ０ｔを溶解した。またさらに水０．４ｔにＮａＯＨ
を１６．４　ｍｏｔ溶解した。これらの溶液をＮ２ガス
雰囲気下で混合し、水酸化物の沈殿物を生成させた（沈
殿物生成後の母液のＮａＯＨ濃度７．３　ｍｏｔ／Ｚ）
。

沈殿物を含むスラリ溶液をオートクレーブに入れ、２６
０℃まで昇温し、２時間同温度に保持して水熱処理後、
スラリをビーカーに入れ水洗を行った０ このようにして、得られたスラリを乾燥した。

得られた乾燥物は、これを電気炉に入れ、空気雰囲気下
に、８５０℃で１０時間焼成した。この焼成物を水によ
って可溶物（Ｃ１−等）がなくなるまで洗浄した後、プ
ロピオン酸の１　ｗｔ％水溶液中に入れて攪拌処理した
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９分布）を測定し
た結果（粒子５０個以上の平均値）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１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す／ドミルでミーリングした後
のインキを篩目が１μｍ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
）、および平滑性をみるために、塗膜での光沢度ならび
に塗膜での角形比、配向比の磁気特性を測定した結果を
第１表に示す。

実施例２〜４ 実施例１のプロピオン酸を、クロトン酸（実施例２）、
酪酸（実施例３）およびメタクリル酸（実施例５）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
粉末を得、実施例１と同様に測定した。その結果を第１
表に示す。

比較例１ 実施例１のプロピオン酸による処理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得
、実施例１と同様に測定した。その結果を第１表に示す
。

比較例２ 実施例１のプロピオン酸を、酢酸にかえたほかは、実施
例１と同様にしてバリウムフェライト粉末を得、実施例
１と同様に測定した。その結果を第１表に示す。

実施例５ 実施例１のＢａＣ！４−２Ｈ２０を０．１５７ｍｏｔか
ら０．２３４ｍｏｔに、　Ｃ！ｏｃ１４−６Ｈ２０およ
びＴｉｃ！ｔ４をそれぞれ０．０９３ｍｏｔから０．１
０３ｍｏｔに、　ＮａＯＨを１６．４ｍｏｔから１．４
．４　ｍｏｔに、水熱処理温度を２６０℃から２３０℃
に、また焼成温度を８５０℃から８７０℃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得
た。測定結果を第１表に示す。

〔発明の効果〕

本発明によると結晶状態のよい六角板状のマグネトブラ
ンバイト型の平均粒径０，１相以下の粒度分布幅の狭い
よく揃ったバリウムフェライト微粉末が得られる。

また本発明によるバリウムフェライト粉末は。

特に塗膜の光沢度においてすぐれており１分散性。

配向性、平滑性などもよい。また本発明によるバリウム
フェライト粉末の板状比は一般に７〜１０の範囲、保磁
力は４００〜１５００　０ｅ、飽和磁化は５５　ｅｍｕ
／ｆを越える。なお保磁力はＴｉ、Ｃｏ等の添加でコン
トロール可能である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）バリウム塩およびバリウム１グラム原子に対して
   鉄が５〜１１グラム原子に相当する量の鉄塩を、水媒体
   中で水酸化アルカリと反応させた後の水酸化アルカリの
   濃度が３モル／ｌ以上になるように中和当量以上の水酸
   化アルカリを用いて反応させ、生成した沈殿物のスラリ
   を１３０〜３００℃で水熱処理した後、６５０〜９５０
   ℃で焼成し、得られた焼成物を炭素数３〜４の有機酸で
   処理することを特徴とするバリウムフェライト粉末の製
   造法。
2. （２）炭素数３〜４の有機酸がプロピオン酸、クロトン
   酸、酪酸、アクリ酸およびメタクリル酸よりなる群から
   選択された有機酸である特許請求の範囲第１項記載のバ
   リウムフェライト粉末の製造法。