JPS6135132B2

JPS6135132B2 -

Info

Publication number: JPS6135132B2
Application number: JP56211477A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Nakada; Tsuneo Ishikawa; Ichiro Pponma; Arata Koyama; Masaharu Hirai; Masatoshi Amano
Original assignee: Ishihara Sangyo Kaisha Ltd
Current assignee: Ishihara Sangyo Kaisha Ltd
Priority date: 1981-12-25
Filing date: 1981-12-25
Publication date: 1986-08-11
Also published as: JPS58115030A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は磁気記録媒体用磁性材料として有用な
コバルト含有磁性酸化鉄粉末の製造方法に関す
る。コバルト含有磁性酸化鉄粉末は、高保磁力を有
しまた高周波領域での忠実度がすぐれていること
から、オーデイオ、ビデオの磁気記録媒体の分野
などでさかんに使用されている。磁性酸化鉄にコ
バルトを含有させるには種々なる方法が知られて
おり、通常磁性酸化鉄粉末の粒子表面にコバルト
含有化合物を被着させる方法が採られている。一
方、コバルト含有化合物を被着させる磁性酸化鉄
としては、できるだけ良好な磁気特性を有するも
のが望まれ、従来このものの前駆体にリン分を含
有させた後熱処理して得られている。しかしながら、リン分を含有させる方法で得ら
れたものは同条件で製造されたものでもコバルト
被着後の磁気特性、特に保磁力の発現にバラツキ
が多く工業的製造に問題を抱えており、また近年
磁気記録媒体の高密度化の要求は著しく、性能の
向上が一層要求されてきている。本発明者等は、コバルト含有磁性酸化鉄の性能
の改善について、コバルト含有化合物の被着前に
リン分を含有する磁性酸化鉄粉末をアルカリ、酸
などの水性媒液で処理する方法を検討し、この処
理を105℃以上のアルカリ性媒液で行なうと、磁
気特性の向上が著しいとの知見を得、本発明を完
成した。すなわち、本発明はリン分を含有する磁性酸化
鉄粉末を105℃以上のアルカリ性媒液で処理した
後、少くともコバルト化合物を被着することを特
徴とする、コバルト含有磁性酸化鉄粉末の製造方
法である。本発明は、リン分を含有する磁性酸化鉄粉末に
コバルト化合物を被着する場合に、比較的簡潔な
操作、すなわち前記粉末を加熱されたアルカリ性
媒液で前処理を行なうことによつて、磁性酸化鉄
系磁気記録媒体における熱的、機械的安定性など
を損なうことなく、保磁力などの磁気特性の優れ
た磁性酸化鉄粉末を製造し得るものであり、また
コバルト被着後の磁性酸化鉄の磁気特性を安定化
させることができ、工業的に有用な方法である。
なお本発明の改良がもたらされる理由は明らかで
はないが、コバルト化合物を被着する前の前記粉
末が加熱されたアルカリ性媒液による処理によつ
て、前記粉末粒子表面が活性化され、コバルト化
合物が一層均一にしかも強固に前記粉末粒子に被
着され易すくなり、それとあいまつて前記粉末粒
子とその粒子表面のコバルト被着層とによる磁気
特性の相乗作用がより効果的にもたらされるため
ではないかと推察される。本発明方法において用いられる磁性酸化鉄粉末
としては、リン分を含有するγ−Fe₂O₃，Fe₃O₄
又はγ−Fe₂O₃を部分還元して得られるベルトラ
イド化合物などが挙げられ、通常その前駆体であ
る針状含水酸化鉄（α，β，γ−FeOOH）の製
造時に母液中にリン分を存在させたり、針状含水
酸化鉄或はそれを加熱脱水したα−Fe₂O₃にリン
分を被覆処理したりしたものから誘導されたもの
でよい。磁性酸化鉄に対するリン分の含有量は、
一般にＰ換算量で0.1〜１重量％であり、この量
が少なすぎると還元等の熱処理の際に焼結が促進
され形状がくずれ高針状性を保持することができ
ず配向性の劣る結果となり、一方多すぎると熱処
理に高温を必要とし、後のコバルト被着に対し悪
影響を及ぼす。本発明方法において、まずリン分を含有する磁
性酸化鉄粉末を105℃以上のアルカリ性媒液で処
理する。この処理温度は105℃以上であり、通常
105〜200℃望ましくは110〜150℃である。この温
度が上記範囲より低すぎると、前記粉末の表面の
活性化が充分でなく、一方高すぎると、装置上の
問題を生じ望ましくない。このアルカリ性媒液と
しては、アルカリ金属、アルカリ土類金属の水酸
化物、炭酸塩、アンモニウム化合物など、例えば
水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カル
シウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどのア
ルカリを、水、水性アルコール、水性アセトンな
どの溶媒に溶解したものでよく、この媒液のアル
カリの濃度は通常0.005〜３モル／、望ましく
は0.01〜２モル／であり、この濃度が上記範囲
よる低すぎると所望の効果が得られず、また高す
ぎると前記粉末の部分的溶解を生じ望ましくな
い。この処理時間は通常0.5〜10時間である。こ
の処理の具体的方法としては、例えば前記粉末を
前記媒液中懸濁状態で浸漬する方法、前記粉末の
固定床または流動床に前記媒液を流通させる方法
などが挙げられるが、この処理は高温のため通常
密閉容器内で行なうのがよい。この処理の後次い
で種々の有機酸、無機酸などの希薄な酸性媒液で
処理するとさらに磁気特性の向上をはかることも
できる。ここで用いられる有機酸としては、蟻
酸、酢酸、修酸、クエン酸などが挙げられ、無機
酸としては、塩酸、硫酸、弗化水素酸、硝酸、塩
化第１鉄、硫酸アルミニウムなどが挙げられる。本発明方法において、前記処理の後、通常
過、水洗して得られた磁性酸化鉄粉末は、次いで
コバルト被着処理が施される。この被着は種々の
方法によつて行なうことができる。例えば(1)前記
粉末を少くともコバルト化合物水溶液に分散さ
せ、これにアルカリ水溶液を加える方法、(2)前記
粉末を少くともコバルト化合物とアルカリ水溶液
との混合液に分散させる方法、(3)前記粉末を水に
分散させ、これに少くともコバルト水溶液とアル
カリ水溶液とを添加する方法、(4)前記粉末をアル
カリ水溶液に分散させ、これに少くともコバルト
化合物水溶液を添加する方法、(5)前記粉末を少く
ともコバルト化合物水溶液に分散させ、この分散
液をアルカリ水溶液中に滴下する方法などがあ
り、またその際第一鉄、その他の金属化合物を、
コバルト化合物と同時にまたはそれらを適宜順次
被着処理したりすることができる。さらに、上記
方法の中で(4)の方法を採用する場合、アルカリ媒
液処理後少くともコバルト化合物水溶液を直接添
加することもできる。いづれにしてもアルカリを
添加されたコバルトなどの金属化合物に対して当
量もしくは当量以上を添加して中和し、それらの
反応生成物が前記粉末粒子表面に被着される。こ
の被着処理は、例えばコバルトなどの金属が実質
的に酸化されない非酸化性雰囲気中で沸点以下の
温度で行なわれ、この処理時間は通常0.1〜10時
間である。上記の被着処理において用いられるコバルト化
合物としては、コバルト無機塩あるいは有機塩例
えば硫酸コバルト、塩化コバルト、酢酸コバルト
などがある。なおコバルト化合物に組合せてコバ
ルト以外の金属化合物を被着させる場合には、例
えば硫酸第一鉄、塩化第一鉄、硫酸第一鉄マンガ
ン、塩化第一鉄マンガン、塩化第一ニツケル、塩
化亜鉛などを併せ使用することができる。これら
の化合物の添加量は、通常コバルト化合物単独の
場合は、前記粉末の全Fe量に対して、Coとして
0.5〜10％、また例えばコバルト化合物と第一鉄
化合物とを組合せて被着する場合には、前者を
Coとして0.5〜10％、後者をFeとして１〜20％と
するのが適当である。上記被着処理が施された磁性酸化鉄を含む被着
スラリーは、さらに必要に応じ熱処理が施されて
もよい。例えばこの被着スラリーをオートクレー
ブ中で100〜250℃で湿式加熱処理するか、或はこ
のスラリーを過水洗して湿ケーキとしたものを
再び水中に分散させたスラリーをオートクレーブ
中で100〜250℃で湿式加熱処理するか、前記の湿
ケーキを60〜250℃で水蒸気の存在下で加熱処理
するかまたは前記湿ケーキを乾燥後100〜300℃で
乾式加熱処理を施すことにより、一層好ましい磁
気特性を有するものとすることもできる。次に実施例及び比較例を挙げて本発明を説明す
る。実施例１硫酸第一鉄水溶液にオルトリン酸の所定量（α
−FeOOH核晶沈殿物に対するＰ換算の添加量：
0.2重量％）を含むNaOH水溶液を加え、空気酸
化しながらα−FeOOH核晶を得、さらに空気酸
化しながら、NaOH水溶液を徐々に加えて反応さ
せ、核晶を約２倍に成長させた。上記の反応液を過、水洗した後、オルトリン
酸の所定量（α−FeOOHに対するＰ換算の添加
量：0.35重量％）をα−FeOOHに被着した。こ
のものを通常の方法により脱水（空気中、650
℃）、還元（水蒸気を含む水素中、420℃）及び再
酸化（空気中、160℃）を行ない、γ−Fe₂O₃
（保磁力（Hc）：395Oe、軸比（Ｌ／Ｗ）：７、
長軸長0.4−0.5μ、γ−Fe₂O₃に対するＰ換算の
Ｐ含有量：0.44重量％）を得た。上記で得られたγ−Fe₂O₃を１モル／の
NaOH水溶液に懸濁させて100ｇ／のスラリー
とし、オートクレーブ中に入れ150℃で３時間処
理し、この処理スラリーを過、水洗して処理γ
−Fe₂O₃を得た。上記で得られた処理γ−Fe₂O₃100ｇを水１
に分散させてスラリーとし、液中にN₂ガスを吹
き込みながら、0.85モル／の硫酸コバルト水溶
液70mlを加え、次いで10モル／のNaOH水溶液
175mlを加えて撹拌し、さらに１モル／の硫酸
第一鉄水溶液125mlを加え、室温（30℃）で１時
間撹拌した。次いでこのスラリーをオートクレー
ブに入れて、N₂ガスで置換した後120℃で３時間
湿式加熱処理した。さらにこの反応後のスラリー
を過、水洗した後、大気中で60℃で15時間乾燥
し、目的のコバルト含有磁性酸化鉄粉末(A)を得
た。実施例２ γ−Fe₂O₃のオートクレーブ中でのNaOH水溶
液処理150℃、３時間の後、過、水洗して得ら
れた処理γ−Fe₂O₃をさらに２モル／の弗化水
素酸水溶液に懸濁させて100ｇ／のスラリーと
し、30℃で１時間浸漬処理することを加える以外
は前記実施例１の場合と同様にして、目的のコバ
ルト含有磁性酸化鉄粉末(B)を得た。実施例３ γ−Fe₂O₃のオートクレーブ中でのNaOH水溶
液処理、150℃、３時間を120℃、３時間に代える
以外は前記実施例１の場合と同様にして、目的の
コバルト含有磁性酸化鉄粉末(C)を得た。比較例１ γ−Fe₂O₃のオートクレーブ中でのNaOH水溶
液処理を行なわないこと以外は前記実施例１の場
合と同様にして、コバルト含有磁性酸化鉄粉末(D)
を得た。比較例２ γ−Fe₂O₃のオートクレーブ中でのNaOH水溶
液処理、150℃、３時間を、通常の反応容器中で
100℃、３時間に代える以外は前記実施例１の場
合と同様にして、目的のコバルト含有磁性酸化鉄
粉末(E)を得た。上記サンプル(A)〜(E)について、通常の方法によ
り保磁力を測定し、また下記の方法で熱特性を測
定した結果を下記第１表に示す。（熱特性）保磁力の温度依存性に関するものであり、下記
式によつて計算される。熱特性（Tp；％）＝１２５℃の保磁力／室温の保磁力
×100

【表】上記第１表の結果から明らかなように、本発明
区のものは磁気特性、特に保磁力が向上している
ことがわかる。また上記サンプル(A)及び(D)の電顕
写真（60000倍）を第１〜２図として添付する。
これらの図から明らかなように、本発明区のもの
（サンプルＡ）は比較区のもの（サンプルＤ）に
比して、コバルト及び第１鉄化合物が均一にしか
も強固に被着されていることがわかる。実施例４前記実施例１に準じて製造されたγ−Fe₂O₃
（保磁力（Hc）；389Oe、軸比（Ｌ／Ｗ）；７、
長軸長0.3〜0.4μ，γ−Fe₂O₃に対するＰ換算の
Ｐ含有量；0.52重量％）を用いて、前記実施例１
の場合と同様にして、目的のコバルト含有磁性酸
化鉄粉末(F)を得た。比較例３ γ−Fe₂O₃のオートクレーブ中でのNaOH水溶
液処理を行なわないこと以外は、前記実施例４の
場合と同様にして、コバルト含有磁性酸化鉄粉末
（Ｇ）を得た。比較例４ γ−Fe₂O₃のオートクレーブ中でのNaOH水溶
液処理、150℃、３時間を、通常の容器中で100
℃、３時間に代える以外は、前記実施例４の場合
と同様にして、コバルト含有磁性酸化鉄粉末
（Ｈ）を得た。上記サンプル(F)〜（Ｈ）について、前記実施例
１の場合と同様にして、保磁力、熱特性を測定し
た結果を下記第２表に示す。

【表】さらに、サンプル(A)〜（Ｈ）について、下記の
配合割合に従つて配合物を調製し、ボールミルで
混練して磁性塗料を製造した。 (1) コバルト含有磁性酸化鉄 100重量部 (2) 大豆レシチン１〃 (3) 界面活性剤４〃 (4) 塩ビー酢ビ共重合樹脂 15 〃 (5) ジオクチルフタレート５〃 (6) メチルエチルケトン 111 〃 (7) トルエン 122 〃次いで、各々の磁性塗料をポリエステルフイル
ムに通常の方法により塗布、配向した後乾燥して
約９μの磁性塗膜を有する磁気テープを作成し
た。それぞれのテープについて通常の方法によ
り、保磁力（Hc）、角形比（Br／Bm）、配向性
（OR）、飽和磁束密度（Bm）を測定した結果を下
記第３表に示す。

【表】上記第３表の結果から明らかなように、本発明
区のものは磁気特性、特に保磁力が向上している
ことがわかる。実施例５硫酸第一鉄水溶液にピロリン酸の所定量（α−
FeOOH核晶沈殿物に対するＰ換算の添加量：
0.45重量％）を含むNaOH水溶液を加え、空気酸
化しながらα−FeOOH核晶を得、さらに空気酸
化しながら、NaOH水溶液を徐々に加えて反応さ
せ、核晶を約２倍に成長させた。上記の反応液を瀘過、水洗した後、オルトリン
酸の所定量（α−FeOOHに対するＰ換算の添加
量：0.35重量％）をα−FeOOHに被着した。こ
のものを通常の方法により脱水（空気中、650
℃）、還元（水蒸気を含む水素中、420℃）及び再
酸化（空気中、160℃）を行ない、γ−Fe₂O₃
（保磁力（Hc）：420Oe、軸比（Ｌ／Ｗ）：９、
長軸長0.4〜0.5μ，γに対するＰ換算のＰ含有
量：0.73重量％）を得た。上記で得られたγ−Fe₂O₃を１モル／の
NaOH水溶液に懸濁させて100ｇ／のスラリー
とし、オートクレーブ中に入れ120℃で３時間処
理し、この処理スラリーを瀘過、水洗して処理γ
−Fe₂O₃を得た。このもののＰ含有量（Ｐ換算）
は0.26重量％、粉末の収率は100％であつた。上記で得られた処理γ−Fe₂O₃100ｇを水１
に分散させてスラリーとし、液中にN₂ガスを吹
き込みながら、0.85モル／の硫酸コバルト水溶
液63mlと１モル／の硫酸第一鉄水溶液100mlと
を加え、次いで撹拌下に10モル／のNaOH水溶
液165mlを加え、さらに室温（30℃）で３時間撹
拌した。次いでこのスラリーを瀘過、水洗し、得
られた湿ケーキを別容器に入れた水と共にオート
クレーブに入れて、密閉した後N₂ガスで置換
し、120℃で６時間水蒸気の存在下で加熱処理し
た。処理後、大気中で60℃で15時間乾燥し、目的
のコバルト含有磁性酸化鉄粉末（Ｉ）を得た。上記サンプル（Ｉ）について、前記実施例１の
場合と同様にして磁気特性を測定したところ、保
磁力（Hc）：695Oe、熱特性（Tp）75％であつ
た。またこのサンプルについて前例と同様にテー
プ化して磁気特性を測定したところ、保磁力
（Hc）：683Oe、角形比（Br／Bm）：0.82、配向
性（OR）：1.9、飽和磁束密度（Bm）：
1622Gaussであつた。

【図面の簡単な説明】

第１〜２図は、実施例１及び比較例１のそれぞ
れによつて得られたサンプルＡ（第１図）及びサ
ンプルＤ（第２図）の電顕写真である。

Claims

【特許請求の範囲】

１リン分を含有する磁性酸化鉄粉末を105℃以
上のアルカリ性媒液で処理した後、少くともコバ
ルト化合物を被着することを特徴とする、コバル
ト含有磁性酸化鉄粉末の製造方法。