JPS6278119A - 紡錘型を呈したゲ−タイト粒子粉末の製造法 - 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、磁気記録用磁性粒子粉末を製造する際に、そ
の出発原料として使用される粒度が微細であって、軸比
（長軸−短軸）が大きく殊に５：１以上であり、しかも
、粒度が均斉であって、樹枝状粒子が混在していない紡
錘型を呈したゲータイト粒子からなるゲータイト粒子粉
末の製造法に関するものである。

（従来の技術〕 近年、磁気記録再生用機器の小型軽量化が進むにつれて
、磁気テープ、磁気ディス、り等の記録媒体に対する高
性能化の必要性が益々生じてきている。

即ち、高記録密度、高感度特性、高出力特性、及び低ノ
イズ特性等が要求される。

磁気記録媒体に対する上記のような要求を満足させる為
に要求される磁性材料粒子粉末の特性は、粒子が微細で
あり、しかも、高い保磁力と優れた分散性を有すること
である。

即ち、磁気記録媒体の高感度化、高出力化及び低ノイズ
化の為には、磁性粒子粉末が出来るだけ微細であり、し
かも、高い保磁力を存することが必要であり、この事実
は、例えば、株式会社総合技術センター発行「磁性材料
の開発と磁粉の高分散化技術Ｊ　　（１９８２年）の第
３１０頁の「磁気テープ性能の向上指向は、高感度化と
高出力化それに低ノイズ化にあったから、針状γ−Ｆｅ
ｔｃｈ粒子粉末の高保磁力化と微粒子化を重点とするも
のであった。」なる記載、及び、同資料第３１２頁の「
針状晶Ｔ〜Ｆｅａｒｓの粒度と磁気テープのノイズには
関係があり、粒度が微細になればノイズは低下すること
が知られている。」なる記載からも明らかである。

また、磁気記録媒体の高記録密度の為には、前出「磁性
材料の開発と磁粉の高分散化技術」第３１２頁の塗布型
テープにおける高密度記録のための条件は、短波長信号
に対して、低ノイズで高出力特性を保持できることであ
るが、その為には保磁力Ｈｅと残留磁化Ｂｒが共に大き
いことと塗布膜の厚みがより薄いことが必要である。」
なる記載の通り、磁気記録媒体が高い保磁力と大きな残
留磁化Ｂｒを有することが必要であり、その為には磁性
粒子粉末が高い保磁力を有し、ビークル中での分散性、
塗膜中での配向性及び充填性が優れていることが要求さ
れる。

磁気記録媒体の残留磁化Ｂｒは、磁性粒子粉末のビーク
ル中での分散性、塗膜中での配向性及び充填性に依存し
ており、これら特性の向上の為には、ビークル中に分散
させる磁性粒子粉末の粒度が均斉であり、樹枝状粒子が
混在していないことが要求される。

また周知のごとく、磁性粒子粉末の保磁力の大きさは、
形状異方性、結晶異方性、歪異方性及び交換異方性のい
ずれか、若しくはそれらの相互作用に依存している。

現在、磁気記録用磁性粒子粉末として使用されている針
状晶マグネタイト粒子粉末、又は、針状晶マグヘマイト
粒子粉末は、その形捜に由来する異方性を利用すること
、即ち、軸比（長軸：短軸）を大きくすることによって
比較的高い保磁力を得ている。

これら既知の針状晶マグネタイト粒子粉末、又は、針状
晶マグヘマイト粒子粉末は、出発原料であるゲータイト
粒子を、水素等還元性ガス中３００〜４００℃で還元し
てマグネタイト粒子とし、または次いでこれを、空気中
２００〜３００℃で酸化してマグヘマイト粒子とするこ
とにより得られている。

上述した通り、粒度が微細であって、軸比（長軸：短軸
）が大きく、しかも、粒度が均斉であって、樹枝状粒子
が混在していない磁性粒子粉末は、現在、最も要求され
ているところであり、このような特性を備えた磁性粒子
粉末を得るためには、出発原料であるゲータイト粒子粉
末の粒度が微細であって、軸比（長軸：短軸）が大きく
、しかも、粒度が均斉であって、樹枝状粒子が混在して
いないことが必要である。

従来、出発原料であるゲータイト粒子粉末を製造する方
法としては、第一鉄塩溶液に当量以上のアルカリ溶液を
加えて得られる水酸化第一鉄粒子を含む溶液をｐＨ１１
以上にて８０℃以下の温度で酸素含有ガスを通気して酸
化反応を行うことにより針状ゲータイト粒子を生成させ
る方法、及び、第一鉄塩水溶液と炭酸アルカリとを反応
させて得られたＦｅＣＯ３を含む水溶液に酸素含有ガス
を通気して酸化反応を行うことにより紡錘状を呈したゲ
ータイト粒子を生成させる方法等が知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

粒度が微細であって、軸比（長軸：短軸）が大きく、し
かも、粒度が均斉であって、樹枝状粒子が混在していな
い磁性粒子粉末は、現在、最も要求されているところで
あるが、出発原料であるゲータイト粒子粉末を製造する
前述公知方法のうち前者の方法による場合には、軸比（
長軸：短軸）の大きな針状晶ゲータイト粒子が生成する
が、樹枝状粒子が混在しており、粒度から言えば、均斉
な粒度を有した粒子とは言い難い。

前述公知方法のうち後者の方法による場合には、軸比（
長軸：短軸）が５：１以上と大きく、また、粒度が均斉
であり、樹枝状粒子が混在しないものであるが、粒度が
大きく　、０．６０μｍ以上の粒子となる。

また、後者の方法において、酸素含有ガスを通気して酸
化反応を行わせる前のＦｅＣＯ３を含む水溶液中に、あ
らかじめ、水可溶性ケイ酸塩を存在させることにより、
紡錘型を呈したゲータイト粒子の粒度を小さくする方法
も知られているが、この方法による場合には、粒度が小
さくなると同時に、軸比（長軸：短軸）も小さくなり、
４：１以下となる。

そこで、粒度が微細であって、軸比（長軸：短軸）が大
きく、しかも、粒度が均斉であって、樹枝状粒子が混在
していないゲータイト粒子粉末を製造する方法の確立が
強く要望されている。

〔問題点を解決する為の手段〕

本発明者は、粒度が微細であって、軸比（長軸：短軸）
が大きく、しかも、粒度が均斉であって、樹枝状粒子が
混在していないゲータイト粒子粉末を得るべく種々検討
を重ねた結果、本発明に到達したのである。

即ち、本発明は、第一鉄塩水溶液と炭酸アルカリとを反
応させて得られたｐｅｃＯａを含む水溶液に酸素含有ガ
スを通気して該ＦｅＣ（ｌｓを含む水溶液中のＦｅ２＋
を酸化することにより紡錘型を呈したゲータイト粒子か
らなるゲータイト粒子粉末を製造する方法において、前
記第一鉄塩水溶液、前記炭酸アルカリ、酸素杏有ガスを
通気して酸化反応を行わせる前の前記ＦｅＣＯ２を含む
水溶液及び酸素含有ガスの通気開始後Ｆｅ２＋の２０重
量％が酸化される前の前記ＦｅＣＯ５を含む水溶液のい
ずれかに、水可溶性錫塩をＦｅに対してＳｎ換算で０．
１〜１０原子％添加することからなる紡錘型を呈したゲ
ータイト粒子からなるゲータイト粒子粉末の製造法であ
る。

〔作用〕

先ず、本発明において最も重要な点は、第一鉄塩水溶液
と炭酸アルカリとを反応させて得られたＦｅＣＯ３を含
む水溶液に酸素含有ガスを通気して該ＦｅＣＯ３を含む
水溶液中のＦｅ”″を酸化することにより紡錘型を呈し
たゲータイト粒子からなるゲータイト粒子粉末を製造す
る方法において、前記第一鉄塩水溶液、前記炭酸アルカ
リ、酸素含有ガスを通気して酸化反応を行わせる前のＦ
ｅＣＯ３を含む水溶液及び酸素含有ガスの通気開始後Ｆ
ｅ”″の２０重量％が酸化される前の前記ＦｅＣＯ５を
含む水溶液のいずれかにあらかじめ、水可溶性錫塩を添
加した場合には、粒度が微細であって、軸比（長軸：短
軸）が大きく、しかも、粒度が均斉であって、樹枝状粒
子が混在していないゲータイト粒子粉末が得られる点で
ある。

本発明においては、水可溶性錫塩の添加量が多くなる程
、紡錘型を呈したゲータイト粒子の粒度が小さくなる傾
向にあることから、水可溶性錫塩の添加量を変えること
によって、紡錘型を呈したゲータイト粒子の粒度を制御
している。

次に、本発明方法実施にあたっての諸条件について述べ
る。

本発明において使用される第一鉄塩水溶液としては、硫
酸第一鉄水溶液、塩化第−鉄水溶液等がある。

本発明において使用される炭酸アルカリとしては、炭酸
ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸アンモニウムを単独で
、又は、これらと炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウ
ム、炭酸水素アンモニウム等の炭酸水素アルカリとを併
用して使用することができる。

本発明における反応温度は、４０〜８０℃である。

４０℃以下である場合には、紡錘型を呈したゲータイト
粒子を得ることができない。

８０℃以上である場合には、粒状Ｆｅ１Ｏｅが混在して
くる。

本発明におけるｐ旧よ、７〜１１である。

７以下、又は１１以上である場合には、紡錘型を呈した
ゲータイト粒子を得ることができない。

本発明における酸化手段は、酸素含有ガス（例えば空気
）を液中に通気することにより行う。

本発明において使用される水可溶性錫塩としては、硫酸
錫、塩化錫等がある。

本発明における水可溶性錫塩は、生成する紡錘型を呈し
たゲータイト粒子の粒度及び軸比（長軸：短軸）に関与
するものであり、従って、ＦｅＣＯ３水溶液中における
Ｆｅ１の２０重量％が酸化される前に存在させておくこ
とが必要であり、第一鉄塩水溶液、炭酸アルカリ、酸素
含有ガスを通気して酸化反応を行わせる前のＦｅＣＯ５
を含む水溶液及び酸素含有ガスの通気開始後Ｆｅ２＋の
２０重量％が酸化される前のＦｅＣＯ５を含む水溶液の
いずれかに添加することができる。

本発明における水可溶性錫塩の添加量は、Ｆｅに対して
Ｓｎ換算で０．１〜１０原子％である。

０．１原子％以下である場合には、本発明の目的を十分
達成することができない。

本発明において得られる紡錘型を呈したゲータイト粒子
は、水可溶性錫塩の添加量の増加に伴って、大きな軸比
（長軸：短軸）を保持しながら、粒子の粒度は小さくな
る傾向にある。

１０原子％以上の場合には、生成する紡錘型を呈したゲ
ータイト粒子からなる粉末中に不定形粒子が混在し、ま
た、生成したゲータイト粒子を還元、又は、更に酸化す
ることにより得られる磁性酸化鉄粒子粉末の飽和磁化が
低下する為好ましくない。

紡錘型を呈したマグネタイト粒子またはマグヘマイト粒
子の粒度及び飽和磁化を考慮した場合、０．１〜３．０
原子％が好ましい。

〔実施例〕 次に、実施例並びに比較例により、本発明を説明する。

尚、以下の実施例並びに比較例における粒子の軸比（長
軸：短軸）、長軸は、いずれも電子顕微鏡写真から測定
した数値の平均値で示した。

く紡錘型を呈したゲータイト粒子粉末の生成〉実施例１
〜１２、比較例１； 実施例Ｉ Ｆｅに対しＳｎ換算で１．０原子％を含むように５ｎＳ
Ｏ４３２，２ｇを添加して得られたＦｅ”　０．７５ｍ
ｏｌ／　１２を含む硫酸第一鉄水溶液２０１を、あらか
じめ、反応器中に準備された１、００　ｍｏｌ／　４　
（７）Ｎａ２ＣＯｓ水溶液３０ｆｆｉに加え、ＰＨ９，
９、温度５５℃においてＳｎを含有するＦｅＣＯ５の生
成を行った。

上記Ｓｎを含有するＦｅＣＯ３を含む水溶液に温度５５
℃において、毎分１３０１の空気を４．５時間通気して
Ｓｎを含有するゲータイト粒子を生成した。

酸化反応終点は、反応液の一部を抜き取り塩酸酸性に調
節した後、赤血塩溶液を用いてＦｅ２＋の青色呈色反応
の有無で判定した。

生成粒子は、常法により、炉別、水洗、乾燥、粉砕した
。

このＳｎを含有するゲータイト粒子粉末は、図１に示す
電子顕微鏡写真（Ｘ３００００）から明らか明らかな通
り、平均値で長軸０．２３μ−１軸比（長軸：短軸）６
．９：１の紡錘型を呈した粒子からなり、粒度が均斉で
樹枝状粒子が混在しないものであった。

実施例２〜１２ Ｆｊ”水溶液の種類並びに濃度、炭酸アルカリの種類並
びに濃度、水可溶性Ｓｎ塩の種類、添加量並びに添加時
期、金属イオンの種類並びに量及び反応温度を種々変化
させた以外は、実施例１と同様にして紡錘型を呈したゲ
ータイト粒子を生成した。

この時の主要製造条件及び生成ゲータイト粒子粉末の特
性を表１に示す。

実施例４で得られた紡錘型を呈したゲータイト粒子粉末
の電子顕微鏡写真（ｘ　３００００）を図２に示す。

比較例１ ＳｎＳＯｎを添加しない以外は、実施例１と同様にして
ゲータイト粒子粉末を生成した。

得られたゲータイト粒子粉末は、図３に示す電子顕微鏡
写真（Ｘ　３００００）から明らかな通り、平均値で長
軸０．６７μｌ、軸比（長軸：短軸）５．４：１であっ
た。

〔効果〕

本発明における紡錘型を呈したゲータイト粒子粉末の製
造法によれば、前出実施例に示した通り、粒度が微細で
あって、軸比（長軸：短軸）が大きく、殊に、５：１以
上であり、しかも、粒度が均斉であって、樹枝状粒子が
混在していない紡錘型を呈したゲータイト粒子粉末を得
ることができる。

また、本発明における効果は、従来から磁性酸化鉄粒子
の各種特性の向上の為に、出発原料ゲータイト粒子の生
成に際し添加されるＣｏ、　Ｍｇ、　ＡＩ。

Ｃｒｓ　Ｚｎ、Ｎｉ等のＦｅ以外の金属を添加する場合
にもを効に働くものである。

このようにして得られた紡錘型を呈したゲータイト粒子
からなるゲータイト粒子粉末を出発原料とし、加熱還元
、又は、更に、酸化して得られたマグネタイト粒子粉末
及びマグヘマイト粒子粉末もまた、粒度が微細であって
、軸比（長軸：短軸）が大きく、しかも、粒度が均斉で
あって、樹枝状粒子が混在していない紡錘型を呈した粒
子からなる粉末であるので、現在、最も要求されている
高記録密度、高感度、高出力、及び低ノイズ用磁性材料
粒子粉末として好適である。

【図面の簡単な説明】

図１乃至図３は、いずれも、紡錘型を呈したゲータイト
粒子粉末の電子顕微鏡写真（ｘ　３００００）であり、
図１乃至図３は、それぞれ実施例１、実施例４及び比較
例１で得られた紡錘型を呈したゲータイト粒子粉末であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）第一鉄塩水溶液と炭酸アルカリとを反応させて得
   られたＦｅＣＯ＿３を含む水溶液に酸素含有ガスを通気
   して該ＦｅＣＯ＿３を含む水溶液中のＦｅ＾２＾＋を酸
   化することにより紡錘型を呈したゲータイト粒子からな
   るゲータイト粒子粉末を製造する方法において、前記第
   一鉄塩水溶液、前記炭酸アルカリ、酸素含有ガスを通気
   して酸化反応を行わせる前の前記ＦｅＣＯ＿３を含む水
   溶液及び酸素含有ガスの通気開始後Ｆｅ＾２＾＋の２０
   重量％が酸化される前の前記ＦｅＣＯ＿３含む水溶液の
   いずれかに、水可溶性錫塩をＦｅに対してＳｎ換算で０
   ．１〜１０原子％添加することを特徴とする紡錘型を呈
   したゲータイト粒子からなるゲータイト粒子粉末の製造
   法。