JPS6260205A - 高充てん性、高配向性磁性鉄粉の製造方法 - 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】 本発明は、磁気記録用磁性鉄粉のｇＩ造方法に関する。

磁気記録は高密度化が強く指向され、磁性材に対する要
求もこれに対応してますます厳しくなっている。８１ビ
デオ用途について概観すると、磁気テープは出力アップ
及びノイズ低減につき改良が続けられており、磁性粉と
しては、高いσＳの要求から、従来の酸化鉄系磁性粉と
異なり、高い還元度のいわゆる磁性鉄粉が使用されてい
る。

磁性鉄粉は、一般に、針状のオキシ水酸化鉄を加熱還元
する方法によってｇＪｌ造されているが、加熱還元の際
に出発物質であるオキシ水酸化鉄が形部れしたり焼結し
たりするのを防止するための形状保持成分や最終的に得
られる磁性鉄粉の磁気特性を調整する成分を、オキシ水
酸化鉄の加熱還元の前にオキシ水酸化鉄の表面に被着さ
せる処理を行なうことが、通常行なわれている。

被着処理について述べると、形状保持成分としては、Ｐ
、Ｓｉ、Ａｌ、Ｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｍｎ等の酸化物、水酸
化物、硝酸塩、炭酸塩等が用いられており、また、磁気
調整成分としてはＮｉ５Ｃｕ、　Ｃ０％　Ｚｎ等の酸化
物、水酸化物、硝酸塩、炭酸塩等が用いられている。こ
れらの化合物なオキシ水酸化鉄の表面に被着させる方法
としては、榴潰磯等の混練機を用いてオキシ水酸化鉄を
含水ペースト状にして前記した被着成分を添加混合する
方法、或いは、オキシ水酸化鉄をスラリー状態として該
スラリーに被着成分の水可溶塩を添加したのち苛性ソー
ダや酸でｐＨを調節して水可溶性塩を酸化物又は水酸化
物としてオキシ水酸化鉄の表面に沈着させる方法、或い
は、両者を組み介せた方法などが知られている。

オキシ水酸化鉄もしくは被着処理を施したオキシ水酸化
鉄の加熱還元処理について述べると、オキシ水酸化鉄も
しくは被着処理を施したオキシ水酸化鉄を水素を用いて
３００〜５００℃で１ｕ接還元しても良いが、水素によ
る還元の前に非週元性雰囲下でオキシ水酸化鉄もしくは
被着処理を施したオキシ水酸化鉄を３００〜９００　’
Ｃで焼成したα−Ｆｅ２ｅｓを主成分とする酸化物にし
てから水素を用いて３００〜５００℃で還元する方法が
焼きしまった磁性鉄粉を得やすいために好まし＋１１゜
磁性鉄粉としでは、テープの出力アップの要請に対応し
で、高い配向性、充てん性を有すること、即ちテープに
した時に高いＢｒ値と高いＢｒ／Ｂｍ値をもたらす様な
粉が要求されている。また、テープの低ノイズ化の要請
に対応して、磁性鉄粉の微細化も要求されている。これ
を磁性鉄粉の比表面積で表わすと、現在の市販８＋ａｍ
？−ブには約５０曽”／ｇの磁性鉄粉が使用されている
が、低ノイズ化の要求から６０ｗ２／ｇ前後の微細な磁
性鉄粉が望まれている。また、低ノイズ化のためには、
微細化するだけでは十分でなく、微細化した磁性鉄粉を
高い充てん度でテープの磁性層に充てんせねばならない
。

以上の様に、磁性鉄粉に対する高配向性、商売−ζん性
賦与はテープ性能の向」二にとってｂわめて重要な特性
である。

３一 本発明者は、磁性鉄粉に高配向性、商売てん性を賦与す
べく鋭意検討して、本発明を完成させた。

本発明によれば、洗浄したオキシ水酸化鉄の粒子表面に
磁気調整成分及び／又は形状保持成分な被着させたのち
水素を用いて還元する磁性鉄粉のｇｉ遣方法に於いて、
被摘操作の前段階で、直径０゜１〜２ａｍのクリアラン
スを保ちつつ高速回転する回転板とステータを有する分
散機を用ν１て洗浄したオキシ水酸化鉄のスラリーに機
械的せん断力を加える処理を施すことを特徴とする磁性
鉄粉の製造方法が提供される。

磁気調整成分としては、Ｎｉ％Ｃｕ、Ｃｏ、Ｚｎの各々
の元素に対応する酸化物、水酸化物、硝酸塩、炭酸塩の
うちの１種もしくは２種以上を組合せて用いればよく、
形状保持成分としては、Ｐ、Ｓｉ。

Ａ　Ｉ　ＳＢ　、　Ｃｒ、　Ｍｎ、Ｔ　ｉの各々（ｒ）
元素に対応する酸化物、水酸化物、硝酸塩、炭酸塩のう
ちの１種もしくは２種以上を組合せて用Ｖ）ればより１
゜本発明で用いる分散機は、基本的には、０．１〜２ｍ
ｍのクリアランスを保って相対する回転板とステータと
を持ち、この間隙に処理液を通過させる際に高いせん断
力な処理液に加えることができるものである。′ 例えば、表面に凹凸を施した回転板と、この回転板と０
．１〜２ｍｍのクリアランスを保って相対する様に回転
板の凹凸に対応する表面形状を持つ部分を有するステー
タとから成り、回転板を１５００〜３６００　ｒｐｍで
高速回転させるものが有効である。具体的には、特殊機
化工業製のＴ、に、ホモミックスラインミルが挙げられ
る（これを、タイプＩの機械と呼ぶ）。

或いは１５００回転以上で高速回転すると攪拌翼により
吸い込んだ液をステータをタービン翼とのクリアランス
が０．１〜２ｍｍになる様に設定した間隙に２０〜５０
　ｖａ／　ｓｅｃの大きな線速度で通過させることによ
り高いせん断力を処理液に加えることができるものが有
効である。具体的には、特殊磯化工製の’ｒ　、　Ｋ　
、ホモミクサーが挙げられる（これを、タイプ■の機械
と呼ぶ）。

本発明で用いる分散機は、高粘度はどスラリー中のオキ
シ水酸化鉄に＋ｌ’ｌ械的せん断力がかかりやすいが、
スラリーの粘度が高くなると、タイプＩの８１械では、
ポンプによる送液が困難となり、また、タイプＩＩの機
械では、処理スラリーの偏流による処理ムラや機械の摩
耗が大きくなって問題である。適性粘度はデーサイトの
形状、粒度で多少の相違はあるが、両タイプの機械とも
５０〜１０ｏｏｏｃｐ位が良好である。５０ＣＰ以下で
は、スラリー中のオキシ水酸化鉄に機械的せん断力が十
分満足に伝わらず、本発明の効果を発揮できない。−力
１００００ＣＰを越えると、先に述べた様な不都合が生
じる。従って、オキシ水酸化鉄スラリーの粘度は５０〜
１００ＯＯＣＰ位が適当である。

本発明の方法により磁性鉄粉の充てん性及び配向性が若
しく向上することは、以下の実施例をみる通りである。

以下、実施例にて本発明を貝１体的に説明する。

実施例　１ （１）　デーサイト合成 Ｆ’ｅＳＯ４・７　Ｎ２０　５０ｋｇを水１０００４！
に溶解し、液温を４０℃に調整した（これを溶液Ｉとす
る）、マた、ＮａＯＩ−１４５ｋｇを水５００Ａに溶解
し、液温を３５℃に調整した（これを溶液■とする）。

攪拌機付き内容積３Ｍ’の反応器に溶液■を仕込み、次
いで溶液■を一括投入し、５分間攪拌混合して中和反応
を完結させた後、１２Ｍ３／論ｉｎの供給速度で空気を
吹込み酸化を行なうことにより、黄褐色のデーサイトが
沈澱粒子として得られた。

該デーサイトを水洗、濾過し、濾過ケーキの一部を分取
して分析したところ、該デーサイトは軸比１４、比表面
積’１５ｖｎ”７ｇの針状粒子であった（該デーサイト
をＧＩと呼３ζ）。

（２）デーサイトの機械的せん断処理 デーサイ）ＧＩの濾過ケーキに水を添加して型の攪拌部
を有する攪拌部（ｖｆ殊機化工業製、Ｔ。

Ｋ、オートホモミクサー）でスラリーを均一に攪拌混合
した。該スラリーの粘度をＢ型回転式粘度計で測定した
ところ、約１０００ＣＰであった。また、ｐＨは９．５
であった。

０．１〜２ｍｍｍ＋６のクリアランスを保ちつつ高速回
転する回転板とス、テークを有する分故槻である特殊磯
化工業製Ｔ　、　Ｋ　、ホモミックスラインミル（ＭＯ
ＤＥＬ　　Ｓ）に、クリアランスを０　、５　ｍｍとし
て且つ回転板を１８００ｒｐｍで高速回転させながら、
該スラリーを３０／／分の速度で供給し、これを１０回
繰り返した。

（３）被着処理 上記（２）の機械的せん断処理を施したスラリー１００
１を攪拌部を有する容器に投入した。次に、■メタリン
酸ソーダ５２ｇを水１βに溶解させた水溶液、 ■３号水ガラス原液１．１３ｋｇを水５１に溶解させた
水溶液、 ■Ｎ１（Ｎｏ、）２６Ｈ２０１，５７ｋｇを水５！に溶
解させた水溶液、 ■１規定のＮｎ、ＯＨ水酸液、及び ■１規定のＨＮ　Ｏ、水溶液 を用意し、」二記スラリーに、まず■を添加し次に■と
■を同時に各々１時間かけて添加した。■と■の添加の
際は液のｐｉ−Ｉが８を下廻らない様に適宜■を添加し
た。最終的に■または■でスラリーのｐ　Ｉ−１を８に
′Ｉ１４整した後、該スラリーを水洗して乾燥した。

乾燥粉の一部を分取して分析したところ、該被着粉は重
量比でＮｉ／Ｆｅ＝９．６／１００、Ｐ／Ｆｅ＝０．４
５／１００、Ｓ　ｉ／　Ｆｅ＝　４　、７　／　１００
であった。

（４）３１元 上記（３）の被着粉を空気中６５０℃で４時間加熱焼成
した。焼成粉の４．５　ｋｇを計量して攪拌流動床方式
の反応器に仕込み、Ｎ２を１５ＯＮｍ３／Ｈで供給しつ
つ反応器内の温度を４００℃に昇温しで３時間維持した
後、〃スをＮ２に切換えて大気温度まで冷却した。次に
、還元粉を回収してトルエン中に浸漬した後、平皿上に
展開して空気と接触せしめ、還元粉末の表面に酸化被膜
を形成させで安定化し、最終的にドライの磁性鉄粉的３
ｋｇを得た。

（５）磁性鉄粉の評価 〔粉体物性〕 粉体物性として、磁気特性及び比表面積にっ熱測定して
次の値を得た。尚、磁気特性は振動試料型磁力計（ＶＳ
Ｍ）を用いて測定磁界１０ＫＯｅにて測定した。

Ｈｃ　　　　　　１５６５　０ｅ σｓ　　　　　　１２６　　ｅｍｕ／ｇσｒ／σｓ　　
　０．５１ 比表面積　　５５　１１１２／ｇ 〔シート物性の測定〕 磁性鉄粉３００部、Ｖ　Ａ　Ｇ　Ｈ（塩・酸ビ系垂合体
、ＵＣＣ社製商品名）４５部、トルエン１７５部及びメ
チルイソブチルケトンコア５部からなる混合物をボール
ミル中で２４時間攪拌分散した後、さらにタケネートＬ
−１００７（ウレタンプレポリマー、弐９１薬品製商品
名）２部、トルエン１５部及びメチルイソブチルケトン
１５部をボールミル中に加え、１時間攪拌分散して磁性
塗料を調製した。

得られた磁性塗料を、厚さ１６μ論のポリエステルフィ
ルムに乾燥厚が３μｍとなる様に塗布し、磁界中で金属
粉末の配向を行なったのち乾燥し、次いで磁性層表面を
カレンダー処理により鏡面加工し、所定の幅に裁断して
検体を得た。

該検体なＶＳＭにて測定磁界１０ＫＯｅで測定しで、次
のシート物性を得た。

Ｈｅ　　　　　１４６０　０ｅ Ｂｒ　　　　　２３５０　　ＧａｕｓｓＢｒ／Ｂｍ　　
０．７７ 実施例　２ デーサイ）ＧＩの濾過ケーキに水を添加して型の攪拌部
を有する攪拌機（特殊機化工業波、Ｔ。

Ｋ、オートホモミクサー）でスラリーを均一に攪拌混合
した。該スラリーの粘度をは約１０００ＣＰであった。

該スラリーを、タイプ］Ｉの分散機として約０゜５１の
クリアランスを持つ特殊化工業製のＴ、Ｋ。

ホモミクサー　１（Ｖ−８２型を用いて、３６００ｒｐ
粕の速度で１時間高速攪件した。この場合、該スラリー
は約５００１２７分の速度で総断面積的２０ｍ２の０　
、５　＋ｎａ＋のクリアランスをもつ間隙を通過するた
め、該スラリーの間隙の通過速度は約４０ｍ／ｓｅｅで
ある。機械分散処理後のスラリー粘度は約１６００ＣＰ
であった。

以下、該処理スラリーを用いて実施例１と同様な操作を
実施して、磁性鉄粉を得た。

該磁性鉄粉の粉体特性は、 Ｈｃ　　　　　　１５７０　０ｅ σ３　　　　１２３　　ｅ＋ｏｕ／Ｈ σｒ／σｓ　　　０．５１ 比表面積　　５５！Ｉ１２／ｇ であり、シート物性は、 Ｈｅ　　　　　１４６０　０ｅ Ｂｒ　　　　　２３７０　　ＧａｕｓｓＢｒ／Ｂｍ　　
０．７７ であった。

実施例　３ （１）　デーサイト機械的せん面処理においでＧＩの濾
過ケーキに水を添加してデーサイト／デーサーブ水溶液
を添加して鋸歯型の攪拌部を有する攪拌機でスラリーを
均一に攪拌混合して該スラリーの粘度を約１０００ＣＰ
に調整したこと、並びに、（２）被着処理において機械
的せん面処理を施したスラリー５（Ｍと水５０７を攪拌
機を有する容器に投入したこと、の２点以外は実施例１
と同様な操作をして磁性鉄粉的３ｋｇを得た。尚、被着
粉の組成は、重量比でＮｉ／Ｆｃ＝９．４／１００、Ｐ
／Ｆｅ＝０．５０／１００、Ｓ　ｉ／　Ｆｅ＝　４　、
８　／　１００であった。

該磁性鉄粉の粉体特性は、 Ｈｅ　　　　　１５７５　０ｅ σ５　　　　１２８　　ｅ＋ｏｕ／ｇ σｒ／σｓ　　　Ｏ，５０ 比表面Ｍ　　　５５　　ｍ２７ｇ であり、シート物性は、 Ｈｃ　　　　　１４６５　０ｅ Ｂｒ　　　　　２３４０　　ＧａｕｓｓＢｒ／Ｂ＋ｎ　
　Ｏ，７６Ｓ であった。

比較例　１ 実施例１のうち（２）のデーサイトの機械的せん断処理
を省略した以外は実施例１と同条件で処理して、磁性鉄
粉的３ｋｇを得た。

該磁性鉄粉の粉体特性は、 Ｈｅ　　　　　１５７５　０ｅ σｓ　　　　　１２６　　ｅｍｕ／ｇ σｒ／σｓ　　　Ｏ，４９ 比表面＠　　　５５　　ｍ２／ｇ であり、シート物性は、 Ｈｃ　　　　　１４９５　０ｅ Ｂｒ　　　　　２０５０　　ＧａｕｓｓＢｒ／Ｂｍ　　
Ｏ，７２ であった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、洗浄したオキシ水酸化鉄の粒子表面に磁気調整成分
   及び／又は形状保持成分を被着させたのち水素を用いて
   還元する磁性鉄粉の製造方法に於いて、被着操作の前段
   階で、０．１〜２ｍｍのクリアランスを保ちつつ高速回
   転する回転板とステータを有する分散機を用いて洗浄し
   たオキシ水酸化鉄のスラリーに機械的せん断力を加える
   処理を施すことを特徴とする磁性鉄粉の製造方法。 ２、磁気調整成分としてＮｉ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｚｎの各々
   の元素に対応する酸化物、水酸化物、硝酸塩、炭酸塩の
   うちの１種もしくは２種以上の組み合せを用い、形状保
   持成分としでＰ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｍｎの
   各々の元素に対応する酸化物、水酸化物、硝酸塩、炭酸
   塩のうちの１種もしくは２種以上の組合せを用いる特許
   請求の範囲第１項記載の磁性鉄粉の製造方法。