JPS6131319A - 磁性酸化鉄の製造方法 - 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】 （イ）発明の目的 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気記録体用の針状磁性酸化鉄の製造方法に
関し、特に一対の配向面を有する特定配向処理機を用い
てｒ−サイト粒子を処理することＫより配向性の向上だ
けでなく、樹枝状分子の減少及び粒度分布の改善を図り
以て磁気テープや磁気記録ディスク等の磁気記録体の製
造に用いられ、かつ充填性、角型比及び出力岬において
すぐれた性状を示す針状磁性酸化鉄を得ることを目的と
す磁気テープや磁気記録ディスクのような磁気記録体を
製造する場合、針状粒子が長軸方向罠配向されているこ
とが磁気記録体の特性、例えば充填性、磁束密度又は角
型比を向上させる上で望ましいことはわかっていたが、
これらの針状粒子はその製造時例えば脱水還元、酸化等
各種の熱処理を必然的に５ける結果として粒子同志のか
らみ合いＫよる焼結を起こし、磁性塗料を調整するとき
の分散性を悪＜シ、そのため磁性塗膜の形成時に針状粒
子を充分罠配向させることができす、特に高角型比、高
磁束密度の磁気記録体を得ることが困難であった。この
ような問題への対応策として既に分散媒中に分散された
針状ｒ−サイト粉末を挟圧ロールで一定方向に押出して
凝集塊を形成させたのち、還元、酸化して磁気記録用磁
性粉末を製造する方法（特公昭５５−２７４４２　）鉄
塩溶液とアルカリとの湿式反応により得た針状含水酸化
第二鉄粒子を水分７５チ以下でエツジランナーを用いて
長軸方向罠配向させた後加熱処理を行うことによりマグ
ネタイトあるいはマグネタイトにする方法（特公昭５５
−６５８１　）等が提案されてきた。

これらの方法は、針状磁性酸化鉄の前駆体であるゲーサ
イトの段階で粒子を配向させており、ｒ−サイトの脱水
、還元あるいは更に酸化した後の針状磁性粉末粒子の段
階でも粒子の配向性を保持して、優れた磁気特性を有す
る磁気記録体を得ようとするものである。

〔解決しようとする問題点〕

ところが、このような挟圧ロールやエツジランナーを用
いた配向方法では、どうしても配向むらが生じ易く、こ
れを改善しようとして処理時間を長くしたり粒子に加わ
る狭圧力、荷重、剪断力等を大きくすると粒子そのもの
が破壊してしまうという欠点があった。

本発明における解決しようとする問題点は特にこの点に
あり、本発明者は、ゲーサイト粒子の破壊を防ぎながら
、しかも配向性が良くなるよ５な配向機構並びにその具
体的手段について種々検討の結果、特公昭５５−２７４
４２に記載されている挟圧ロールや特公昭５５−６５８
１に記載されているエツジランナーを用いるものとは異
なる方式として粒子への荷重、ねじり力及び剪断力を小
さくすれば、ゲーサイト粒子の破壊が防止され、しかも
粒子に摩擦力を効果的に加えることができることを見出
し本発明に至ったものである。

すなわち、挟圧ロール方式、エツジランナ一方式で処理
されたゲーサイトでは嵩密度の、Ｄ・・・・・・Ｂｕｌ
ｋ　Ｄｅｎｃｉｔｙ　、　Ｔ、Ｄ　・・−・−Ｔｏｐ　
Ｄｅｎｃｉｔｙ）が処理前より、大きくなることから、
押圧力（荷重）、剪断力でｒ−サイト粒子が圧密された
状態にあるが、本発明の配向処理法では嵩密度（Ｂ、Ｄ
　、　Ｔ、Ｄ　）が処理後小さくなる。これは粒子への
押圧力（荷重）や剪断力が非常に小さい状態で、からみ
合った粒子を解きほぐしながら、ゲーサイト粒子の配向
処理が行われているものと考えられる。従って本発明の
配向処理法はｒ−サイト粒子の破壊が小さく、粒子の軸
比、形状を保持した状態でのｒ−サイトの配向に適した
方法である。

このように、本発明は、上記従来技術における欠点を改
善し粒子に与える荷重、ねじり力及び剪断力による粒子
の破壊を極力少なくする新しい方法を初めて提供しよう
とするものである。

（ロ）発明の構成 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の方法は、ｒ−サイト粒子を一対の配向面をもち
かつ一方の面の内側に羽根刃を備えた配向処理機の間隙
に供給し、該ゲーサイト粒子群に軽く押出力を加えなが
ら、羽根刃と相対する配向面の間の粒子に相対的な移動
速度差を与えて連続的に搬送し配向させた後、脱水、還
元することを特徴とする磁性酸化鉄の製造方法である。

ここＫいう相対的速度差とは、下面は定速で粒子を排出
側に搬送するが上面の特に羽根刃をそのま＼固定してお
く方法、下面とは異なる速度で同一方向に移動方向に動
かす方法、又は下面とは逆の方向に動かす方法を採用す
ることＫより得られるものを指す。

本発明は、こうしてｒ−サイト粒子と上・下配向面間、
正確には羽根刃、下部配向面間及び粒子相互間の接触に
よる摩擦力を利用してゲーサイト粒子の配向処理を行な
うものであり、軽い押圧力しか加えないことと相俟って
剪断力やひねり力による粒子破壊を極力少なくすること
に成功したものである。

この配向処理に供するゲーサイトとしては、α−ＦｅＯ
ＯＨβ−ＦｅＯＯＨ、１−Ｆｅ０ＯＨがありいずれも本
発明の方法によって顕著な配向処理が可能である。そし
て従来の配向機では軸比の大きいものは不向きであった
が、本発明ではゲーサイト粒子の長軸径が０．１〜１μ
軸比１〜２０の広範囲のものが使用できる。

そして、この供給ゲーサイトは通常フィルタープレスケ
ーキなそのまま乾燥した塊状ものや、成型機を通して乾
燥したチップ状、柱状のものであるから、この形状で使
用することは不適であり、均一な配向処理と処理の効率
の点から、ロールクラッシャ、ハンマーミル等の粉砕機
で０．１〜５ｉｍ＋穆度にあらかじめ解砕しておくこと
が望ましい。

供給物の形状については影響が小さいことから成型、整
粒の必要はなく、供給ゲーサイトの前処理としてはフィ
ルタープレスケーキの乾燥物を解砕するのみで充分であ
る。

図面に基づき更に詳しく説明すると、本願方法におゆる
配向には例えば第１図に記載したように一対の円板状の
配向盤１，３を備えた配向処理機が用いられるが、下部
配向盤３にはゲーサイト粒子を配向させるための配向面
があり相対するように設置してできる間隙は一定に保持
されている。

原料ゲーサイト粒子はこの間隙に連続的に供給されるが
、上部配向盤１には粒子移動方向下部に傾斜して羽根刃
２が突出ており、この刃と下部配向盤３の間の粒子を軽
く押さえて上下に移動速度差が生じるように上下配向盤
１．３の回転速度を変えである。もつとも上部配向盤１
は動かさなくてもいいし、多少逆回転させてもよい。上
部配向盤１の中心部には原料ゲーサイトな配向面の間隙
に供給するための投入口が、更にその上にはホッパー及
び投入シュート４が取付けられている。

原料ゲーサイトは配向盤の中心部より間隙に供給されて
配向処理を受けつつ回転する下部配向盤３のの配向面上
を１円周方向に少しずつ移動し、最後は下部配向盤３か
らその外側圧取り付けである樋８に落下し回収スクレー
パー７で回収されるようＫなってい、る。

またゲーサイト粒子の配向面の間隙での滞留時間を調整
するために下部配向面の外周部に高さ１〜５　ｃｍ”の
ダム（関）６を取り付は未配向ゲーサイトのショートパ
スの防止と一定の滞留時間を取って均一な配向処理がで
きるようになっている。

上部配向盤１に取り付けた羽根刃２の先端と下部配向盤
３との間隔は通常０．０５〜２ｃｍ位で０．１〜０．５
αに設定するのが望ましく、これは配向盤の配向面の上
下間隔でいえば２〜５ｃＦｒＬ位であり、好ましくは０
．５〜２ｃＩＩＬ位になる。

配向盤の形状は特に円板状に限定されるものではなく角
板状のもの、第２図に示すようなベルトコンベアー凰の
魁の、又は第３４図のような回転円筒型のもの七も良い
。この回転円筒型配向機は第３〜５図に示すように回転
ドラム（外筒１９）の中に更に回転可能な内筒１７を、
同軸的であるが外筒１！Ｉｎ対しやや偏心させて貫通さ
せたものであって、内筒１７の外周面には軸方向に多数
の羽根刃１８を設けである。そして供給したｒ−サイト
粒子が斜下に徐々移動するよう全体を傾斜させてあり内
筒１７と外筒１９は別々罠回転できるようになっている
。

したがって、内、外筒に周速差を生ずるように回転させ
ることＫより、ベルトコンベア型と同様な配向が得られ
る。これは羽根刃１８と相対する配向面が共に曲面にな
っただけであって、粒子に対しては原理的な違いはない
からである。

そしてこの回転円筒型配向機は一機当りの摺動面積が大
きくとれ、能率的である。また上記の如く粒子は傾斜し
た内外筒のキルンアクションニより上方より斜下方に外
筒内を移動する形なのでそのために特別の力がかからな
いし、傾斜勾配、周速のコントロールにより粒子の滞留
時間のコントロールも比較的容易にできる。しかも内筒
１７を外筒１９に対し偏心させであるため、丁度回転円
盤型やベルトコンベア型配向機において羽根刃２゜１５
と下部配向面３，１６の間隙をかえる上下運動と同じ働
きをする等工業的に極めて適したものといえるのである
。

このように粒子と接触する配向面は平面に限定されるも
のではなく曲面でもよいのであるが、更に面に溝や凹凸
のあるものを用いることもできる。

なお、刃については羽根刃以外にノコギリ刃等も使用で
きるがやはり羽根刃の方が特に有用である。

そして羽根刃の形状は第６．７．８−ａ、　８−’ｂ図
に示すように平面状、曲面状のもの等があり、板状のも
のが普通ではあるが、ｒ−サイト粒子を回転円盤型配向
機で配向処理を行なう場合に遠心力でｒ−サイト粒子が
外周方向に早く押し出さ札配向されないま＼排出される
ことがあるから、これを防ぐため特に第７．８図に示す
ような切り込みを入れた羽根刃を使用するのが望ましい
。Ａの長さは５０〜１００ｍＢは２０００位、切り込み
の巾りは５Ｓｖ２０ｍ、長さＯは２５〜５０ｍ、羽根刃
一枚当りの切り込みの個数は適宜定めることができるが
６，４個で良い。

このように切り込みを入れると、羽根刃の弾力性が増し
、粒子への過度の荷重、摩擦を回避できるので好ましい
。

なお曲面状の羽根刃はｒ−サイト粒子との接触面積が大
きくなるので効果的な配向が得られる。

これらの羽根刃の取付は方法としては、第１１図に示す
ように、ゲーサイト粒子を配向させるための羽根刃を取
り付ける配置角度θを、配向盤の中心を通る直線と配向
盤の円周とが交わる点を基準圧中心を通る直線に対して
０〜４５：望ましくは１０〜３０°の角度で回転進行方
向とは逆方向にずらして設置することが良好な配向処理
を得る上において望ましい。これは、遠心力で円周部に
排出されようとするゲーサイトな配向機内部に長時間滞
留させるためである。その他の工夫として第１２図のよ
うな取付は方等もあり、上述のものに限定されるもので
はない。

また上部配向面に取付ける際の、羽根刃の配向面（下面
）と下部配向面とのなす角度αは０〜９０°、望ましく
は０〜４５°になるように傾斜させるのが普通である。

（第９図参照） なお羽根刃の材質は、通常鋼、ステンレス製であるが銅
、燐青銅、プラスチック、ゴム又はセラミック製のもの
でも良く、プラスチック製ではテフロン、塩化ビニル樹
脂、又ガラス繊維やカーボン繊維で強化したＦＲＦ等が
用いられる。羽根刃の厚みは通常１〜２１Ｋｍである。

次ＩＣ６’−サイト粒子を配向させるための配向盤の運
動は、円板盤の配向機では回転運動及び反復回転運動が
あるが、反復の場合は方向室えと粒子の慣性とで振動が
与えられ配向が効果的となる。

速度は上下の速度差として、周速度で５〜５０００　ｔ
ｍ／　ｓｅａであるが、特に５０〜５００ｉＩｌ／ｓｅ
ａ　Ｋするσが効果的な配向を得るために好ましい。

ベルトコンベア屋の配向機ではベルトの線速度を上記周
速度に合わせれば良い。

ゲーサイト粒子に摩擦力を加えて配向処理を施こすため
に回転運動、走行運動と共に上下配向面のいずれかに上
下運動を付加的に行なわせることＫより配向処理を効果
的にすることもできる。

上下運動の機構としてはカム機構１１．１２を備えた装
置、又は電気振動装置（パイプレータ）等が挙げられる
。上下運動の振幅は、０．１〜２０ｍで、望ましくは１
〜１０ｉｉ＋である。そのサイクルは１〜１００回／分
で５〜５０回／分が好ましい。

配向面の上下運動を行なうことＫより配向処理効果が向
上する理由としては上下運動により粒子への荷重が断続
的となり、剪断力、ひねりによる粒子破壊が防止できる
と共に配向面と粒子との接触が新しく変化しゲーサイト
粒子の局部的な過剰配向が防止出来、均一な配向処理が
得られるものと思われる。

しかし、この上下運動は本発明の配向処理としては補助
的なもので必須のものではない。なお、回転円盤型配向
処理機において上下運動をさせるためＫ例えば第１３図
に示すような表面凹凸のある下部配向盤３を用いること
もできる。

〔実施例〕

次に本発明の実施例を示す。なお、参考のため比較例も
併せ掲記する。

実施例−１ 硫酸譲−鉄水溶液と苛性ソーダ水溶液とを使用して湿式
反応によって得た長軸平均０．２５μ、軸比Ｎｏ／ｌ、
水分０．９重量−の針状ゲーサイトを、回転円盤型配向
機（第１図参照）Ｋ２ＯＦ／ｍｔｎの速度で連続的に供
給して配向処理を行った。配向処理機には配向面として
直径５００ｍの一対の円盤があり、下部配向面はフラッ
トとし、上部配向盤に第７図に示すステンレス製の羽根
刃を４枚取付下部配向面を１１　ｒｐｍの速度で回転運
動をさせた。

上部配向面に取付けた板刃の刃先と下部配向面との間隙
は最小で３〜侃とした。上記配向処理を行なったゲーサ
イト粒子罠ついて７００℃で２時間脱水し水素気流中で
３５０°０２時間還元を行い、空気中で３００℃に６０
分間酸化して針状マグヘマイト粒子を得た。

得られたマグヘマイト粒子は、ゲーサイトの時点におけ
る配向処理による長軸方向への配向の状態が熱処理工程
を経ても保持されており、これは電子顕微鏡（写真）で
確認することができた。

この針状マグヘマイト粒子の粉体特性としてカサ密度、
タップ密度、吸油量及びＢｉｔ比表面積を測定し、表−
１に示すような結果を得た。次いで、この針状マグヘマ
イトを用い、下記配合比で磁性塗料材料を加え、ペイン
トシェーカで１時間分散させて磁性塗料を得た。

針状マグヘマイ）　　　　　　　　１０００重量部塩化
−二ルー酢酸ビニル　　　　１００重量部共重合物（Ｖ
ＡＧＨ） 大豆レシチン　　　　　　　　　　１５５重量　散　剤
　　　　　　　　　　　　　　４０重量部混合溶剤　　
　　　　　　　　　１０００１１藪（トルエン／ＭＢｉ
Ｋ　：　ｌ／ｌ） 上記組成の磁性塗料は濾過した後厚み５５−０ｔｔのポ
リエチレンテレフタレートフィルムに通常の方法により
、塗布、配向した後乾燥し、更にカレンダー仕上げして
約５μの磁性塗膜を有する磁性テープを作成した。

このテープ０について通常の方法により、保持力（Ｈａ
）角型比（Ｂｒ７８ｍ　）、配向性（ＯＲ）、磁束密度
（Ｂｒ　）、反転磁界分布（１３Ｆ＠）、塗膜の光沢、
転写特性（ＦＴ　）　、３０　Ｑ　Ｈｚ低減出カを測定
しこれも表示した（表〜１）。

比較例−１ 実施例−１と同じゲーサイトを用い配向処理を行なうこ
となく　７００　℃で２時間脱水した後水素気流中３５
０℃で２時間遣元し、空気中で３ｏｏ０ｃで６０分間酸
化して針状マグヘマイトを得た。

得ｆ−）れたマグヘマイトについて粉体特性及び磁気特
性を調べた 更に上記針状マグヘマイトを用い磁気テープとし、磁気
特性並びに＠ａ変換特性を調べた。これらＭｅ性の測定
結果は表−２のとおりである。

比較＃２．３ 実施例−１と同一のゲーサイトを用い、禰潰機（石川式
）Ｋて配向処理を行なった後、実施例−１と同様の方法
でマグヘマイトとし評価を行なった。

評価結果を表−２１Ｃ示した。

比較例−４ 実施例と同一ゲーサイトを用い、エツジランナーで配向
処理を行なった後、実施例−１と同様の方法でｉグヘマ
イトとし評価を行なった。

評価結果は表−１忙示した。

実施例−２〜５ 実施例−１と同一のゲーサイトを用い本発明の配向処理
機において羽根の取付角度の影響を調べるため取付角度
を０〜９０’Ｏまで変化させた。

得られたｒ−サイ）Ｋついては実施例−１と同一の方法
で熱処理を行ない、得られたマグヘマイトも同一の評価
方法で緒特性を調べた。

測定結果は表−１に示した。

実施例−６ 上部配向盤に取付ける羽根刃を第８−ｂ、第１Ｑ−ｂ図
に示したような羽根刃に取りかえて、実施例−１と同様
［／ｒ”−サイトの配向処理を行ない、さらにマグヘマ
イトにして、実施例−１と同じように緒特性の評価を行
なった。これらの評価結果は表−１に示した。

比較例−５ 上部配向盤に羽根刃を取付けないで実施例−１と同等に
ゲーサイトの配向処理を実施し、実施例−ＩＫ準じて緒
特性の評価を行なった。その結果を表−１に示した。

実施例−７〜１２ 配向盤の上下運動の効果を調べるため実施例−１゜２　
６について上部配向盤をカム機構にて上下運動を加えて
配向処理を行なった。

これらの評価結果は表−２に示した。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成したことにより次のような種
々のすぐれた効果を収めるものである。

すなわち ■　この配向処理においては、剪断力やひねり力の代り
に摩擦力を主体としているため粒子の破壊、切損が少な
く長軸方向への均一な配向が容易である。

■　この配向処理により、ゲーサイト生成反応時に生じ
た枝分れ、粒子同志のからみ合いを減少させることが可
能であり、またこれによってゲーサイト粒子の結晶形状
が明確になり粒度分布も同時に改善される。

■　との配向処理を受けたｒ−サイトの嵩密度（Ｂ、Ｄ
　　Ｔ、Ｄ　）は処理前に比し値が小さく、粒子が解き
ほぐされた状態でｒ−サイト粒子の配向処理が可能であ
る。

■　この配向処理を受けたゲーサイトは粒子の破塊が小
さく、粒子の軸比や形状変化が小さく、ｒ−サイト粒子
を配向させることが出来、さらに、この配向状態を熱処
理後のＦｅ３Ｏ４、γ−Ｆｅ２Ｏ３、ベルトライド等の
磁性酸化鉄にまで継承させることが出来る。

■　この配向処理を受けたゲーサイトをもって脱水、還
元、酸化等の熱処理を行ないｗｅ、ｏ、、γ−Ｐｅ２０
３またはこの中間のベルトライド等の磁性酸化鉄を製造
したもの、或はこれらの酸化鉄にコバルト等を被着し、
コバル）酸化鉄とした磁性粉末は磁性塗料を調整する時
の分散性が良好で、塗料樹脂との混合分散時間の短縮、
磁性塗膜の磁性体含有比率の向上が可能となる。

■　この配向処理を行なって得られた磁性酸化鉄は充填
性が良好で磁束密度（Ｂｒ）が高（、角型比（Ｂｒ７８
ｍ　）、配向性（ＯＲ）の向上がみられ、更に低域の出
力、転写等の電磁変換特性についても改善がみられる。

またエツジランナーでもって配向処理を施したものと対
比しても配向性、充填性が良好で、転写感度等の電磁変
換特性も優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本願方法に用いる回転円盤型配向処理機、第
２図は、同じく本願方法に用いるベルトコンベア型配向
処理機を夫々示す図であり、第５図は、同じ（本願方法
に用いる回転円筒型配向処理機を示す斜視図、第４図は
その横断図、第５図はその円筒の斜視図である。 また第６．７．８−ａ及び１３−ｂ図は、回転円盤型配
向処理機における羽根刃の種々の形状を示す図で、第９
．１Ω−ａ、１０−ｂ、１１及び第１２因は、その取り
付は状態を示す図である。更に第１３図は、回転円盤型
配向処理機の下部配向盤の一例を示す図である。 １・・・上部配向盤、２・・・羽根刃、３・・・下部配
向盤、４・・・投入シュート、５・・・回転ストッパー
、６・・・オーバフロー調整ダム、Ｔ・・・配向処理品
回収スクレー　パー　、８・・・樋、９・・・排出口、
１０・・・チェーン、１１・・・上下運動用カム、１２
・・・上下運動用モーター、１３・・・回転運動用モー
ター、１４・・・上部配向面、１５・・・羽根刃、１６
・・・下部配向面、１γ・・・内筒、１８・・・羽根刃
、１９・・・外筒、２０・・・タイヤ。 牙１図 第２図 牙６図 オフ図 牙９図 オ況図 手続補正書 昭和５９年１１月ニア日

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）ゲーサイト粒子を一対の配向面をもちかつその一
   方の面の内側に羽根刃を備えた配向処理機の間隙に供給
   し、該ゲーサイト粒子群に軽く押圧力を加えながら羽根
   刃と相対する配向面の間の粒子に移動速度差を与えて連
   続的に搬送し配向させた後、脱水還元することを特徴と
   する磁性酸化鉄の製造方法
2. （２）上下一対の配向盤をもち、かつ上部配向盤の内側
   に羽根刃を備えた回転円盤型配向処理機を用いる特許請
   求の範囲１項記載の磁性酸化鉄の製造方法
3. （３）上部配向盤と下部コンベアベルトからなる一対の
   配向面をもち、かつその内側下面に羽根刃を備えたベル
   トコンベア型配向処理機を用いる特許請求の範囲１項記
   載の磁性酸化鉄の製造方法
4. （４）内外筒からなる一対の配向曲面をもち、かつ内筒
   外周面の軸方向に羽根刃を備えた回転円筒型配向処理機
   を用いる特許請求の範囲１項記載の磁性酸化鉄の製造方
   法
5. （５）羽根刃と相対する配向面の間の粒子に垂直上下運
   動をさせつつ移動速度差を与える特許請求の範囲１項、
   ２項又は３項記載の磁性酸化鉄の製造方法