JPS63166726A - 磁気記録用六方晶系フエライト磁性材料 - 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】 Ｌ果工曵■里文！ この発明は磁気記録材料として好適に使用される六方晶
系フェライト磁性材料に関する。

良迷Ｊと１韮 最近、六方晶系フェライト磁性材料を、磁気カードや塗
布型垂直磁気記録媒体に用いる方法が、各種検討されて
いるが、使用される六方晶系フェライト粒子は近年の急
速な記録密度の高密度化に伴って微粒子化される傾向に
あり、最近では平均粒子径が０，０５μｍという超微粒
子フェライト粉が出現するようになった。

これらの微粒子フェライト粉末を製造する方法として、
ガラス化結晶化法、水熱合成法又は、乾式フラックス法
が開示されているが、いずれの方法も最終工程では機械
的解粒操作を導入し、フェライト粉末塊状物をほぐす処
理を行っている。

この場合、平均粒子径が０．０５〜０．５μｍのフェラ
イト微粒子に要求される形状は、板状であることから、
−次粒子の軸比（板状粒子の長軸径／板状粒子の厚み）
が３〜２５で、比表面積値が、２０〜８０ｍ　’　／　
ｔｔと大きく、その上解粒繰作により、微粉状にほぐさ
れていることから空気を抱き込み、非常に嵩高の粉末と
なるものである。

日が　゛　しようと　る日照 以上のように従来法で製造されたフェライト微粉末を用
いる場合には、次のような諸々の問題点が生じる。

（１）微粒子であり嵩高のため、大気中に放置すると急
速に吸湿し、塗料化に際して分散性の変動が発生する。

（２）取り扱い時にダスト飛散が発生しやすく、又容器
等への付着性が強くなりハンドリング性が低下する。

（３）流動性が悪く、供給、排出に困難がある。

（４）充填性および流動性が悪いため、塗料化に際して
、溶剤へのなじみが悪く初期分散性が低下する。

を　゛　るための−−−び 本発明の目的は、上記フェライト微粉末の吸湿性、飛散
、付着および流動性を改善し、更には嵩密度を大きくす
ることにより、塗料化時の分散変動が少なく、初期分散
が良好であって、かつハンドリング性にすぐれた六方晶
系フェライト磁性材料を提供することである。

本発明者等は、上記目的を達成すべく種々研究の結果、
該フェライト微粉末を顆粒状にし、しかもその粒子径を
２０〜５００μｍにすれば前記の問題点が解決されるこ
とを知見して本発明に至ったのである。

フェライト粉末を顆粒にする方法には噴霧乾燥法又は流
動乾燥法等が知られている。しかしながら、これらの方
法が適用された例は、焼結磁石等に用いられるフェライ
ト粉末についてであってその平均粒子径が０．６μｍ以
上、比表面積値が、２０ｍ２／ｇ未満の比較的大きな粒
子に適用されたに過ぎず、本発明が目的とする磁気記録
材料であって、−次粒子の平均粒子径が０．０５〜０．
５μｍ、比表面積値が２０〜８０ｍ２／　ｇ　、更には
、軸比が３〜２５の板状フェライト微粒子を顆粒にした
例はこれまで報告されていない。その理由は顆粒状とい
う粗大＃集体形状にすることにより、塗料化時の分散性
低下を危惧としたことによると思われる。

本発明において好適に用いられる出発原料のフェライト
粉末は、その基本組成が組成式％式％（１） 〔但し、上式において、ＭはＢａ　、Ｓｒ　、Ｃａおよ
びｐｂからなる群から選ばれた一種又は二種以上の金属
、ｎは３〜９．５の数値、Ｍ′はＳｉ。

Ｔａ　、Ｓｂ　、Ｎｂ　、Ｚｒ　、ＴｉおよびＳｎから
なる群から選ばれた少なくとも一つの成分、または該成
分とＮｉ　、　Ｃｏ　、　Ｃｕ　、　Ｍｇ　、　Ｍｎ　
。

Ｆｅ（ＩＩ）およびＺｎの２価金属からなる群から選ば
れた少なくとも一つの成分との組み合せ、ＸはＯ〜０．
７の数値である。〕 で表わされ、その長軸の平均粒子径が０．０５〜０．５
μｍ、比表面積値が２０〜８０ｍ　２／　ｇであって、
軸比（板状粒子の長軸径／板状粒子の厚み）が３〜２５
の板状フェライト微粒子である。

なお、出発原料のフェライト粉末を上記の如く、限定す
る理由は、次のとおりである。

ｎｕｎを３〜９，５と限定する理由は、これ以外の範囲
では飽和磁化の低下が著しく所定の性能が発揮されず、
好ましくは５〜９．５である。

ｘ：ｘの値としては０〜０．７が好ましく、この置換量
よりも多くなると保磁力の低下が著しく、本発明が目的
とする用途に不適当となる。

平均粒子径：平均粒子径が０，０５μｍ未満では飽和磁
力の低下が著しく、テープ特性である出力の低下をもた
らし、一方０．５μｍより大きくなるとテープのノイズ
が大きくなり性能上好ましくない。

比表面積値：比表面積値を２０〜８０ｍ２／ｇと限定す
るのは、平均粒子径を限定した理由と全く同一理由であ
り、２０ｍ２／ｇ未満では、粗大粒子の分布が多くなる
ことからテープのノイズが大きくなり、一方８０ｍ２／
ｇより大きくなると微細粒子が増すため飽和磁化が著し
く低下する。

軸　比：フェライト粉末を用いてテープにする際伸、出
力向上を目的として該粒子を一定方向に配向させる。こ
の場合、粒子の形状が板状であるほど良く配向できる。

軸比を３〜２５と限定する理由は、３未満では良好な配
向が得られず、一方２５より大きくなると粒子の厚みが
著しく薄くなることから飽和磁化が減少し、その結果出
力の低下を招くので軸比は３〜２５の範囲にする必要が
ある。

本発明の磁性材料の製造に当っては、先ず該フェライト
粉末を溶媒中に固形分として５〜６０重量パーセントに
なるようにスラリーを調製する。

溶媒は、適宜な温度で蒸発または揮発するものであれば
、水、アルコール類等いずれでも良いが、操作性および
経済性の点から水を用いるのが一般的である。又、スラ
リー濃度については、粒度分布、形状および生産性を考
慮して適性濃度を選択するが、５〜６０重量パーセント
が好ましい。

一方、フェライト微粉末を顆粒状にする手段としては前
記した噴霧乾燥法又は流動乾燥法等の公゛知方法を用い
て本発明のフェライト磁性材料とすることができる。以
下の説明では噴霧乾燥法を用いた場合について記載する
。噴霧乾燥装置としては、水平式、垂直式、自流式、並
流式、回転円盤式、圧力ノズル式、二流体ノズル式等種
々の形式があるが、そのいずれでもよい。

上記の如く調製されたスラリーを熱風が送風されている
缶内に供給し造粒・乾燥の後、缶体およびサイクロンか
ら処理産物を回収する。ここで用いる熱風の温度は原料
フェライト粉の粒度、スラリー濃度によって選定される
が、蒸発成分が水の場合には２００〜４００℃が好まし
い。

このようにして得られた製品は形状が顆粒状であってそ
の粒度は２０〜５００μｍである。ここで該顆粒の粒度
を２０〜５００μｍの範囲に限定する理由は、２０μｍ
未満では本発明の目的が満足されず、一方５００μｍよ
り大きくなると塗料死時十分な分散が得られず、このよ
うな状態でテープ化した場合、テープ特性が低下するか
らである。

次に、本発明によるフェライト顆粒と顆粒処理されてい
ない粉末状フェライト粉末との相違について説明する。

第１図はフェライト顆粒（八）品とフェライト粉末（Ｂ
）品との塗料化時の分散状態を示したもので、塗料化時
の分散時間と各々分散時間に対応ずるテープ特性の角形
比ＳＱ”（ベースフィルムの面に対して垂直方向の角形
比）、配向比５ＱＪ−／ＳＱ″　（ＳＱ″二ベースフィ
ルム面に平行な方向の角形比）の関係が示されている。

図によると、ＳＱ”　、ＳＱ１／ＳＱ″共に、（６）品
に比べて（Ａ）品は、短い分散時間で飽和に達している
。このことは（＾）品の初期分散が（Ｂ）品に比べて、
良好であることを示している。

又、同図から（Ａ）品と（Ｂ）品のＳ　Ｑ　ｉ。

ＳＱ”／ＳＱ”はほぼ同一であり、顆粒状であっても配
向性は何んち損われない。

以上のような効果の相違について述べると、従来法では
最終工程で塊状物を解粒する繰作を行うが、この時粒子
間に空気をたき込み塗料化時この空気が初期分散を悪く
していると推定される。−力木発明による顆粒品では原
理上空気のたき込みがきわめて少ないため、初期分散が
良好であると推定される。

更に、通常の脱水乾燥法では所定の形状に処理された塊
状物を比較的長い時間で乾燥するが、該法によればこれ
らを構成する粒子が板状微粒子であるため乾燥時塊状物
の収縮が大きく、このため板状粒子どうしが強く凝結し
、粉砕機等で解粒しても、個々の粒子に分離されず粒子
どうしが強く凝結した状態で粗粒が残りやすい。このよ
うな状態では、塗料化時の分散に際し、短時間で良好な
分散が得られない。他方、本発明で用いた乾燥法では瞬
時に乾燥されるため、粒子間の凝結は弱く、塗料化時の
分散が有利となる。

また、流動性および嵩比重については、上記で用いた（
Ａ）品と（８）品で比較すると下記の通りで、（＾）品
の方が流動性が良く更には嵩比重も大きくなっているこ
とが認められる。

安息角（度）　嵩比重（ｇ／ＣＣ） （Ａ）品　　１２．５　　　　０．９１（Ｂ）品　　２
３．６　　　　０．７５上記のように流動性、嵩比重の
差は大きく、本発明（＾）品の充填性、ダストの飛散お
よびハンドリング性は著しく改善されている。

次に吸湿性について記載する。前記（Ａ）品と（Ｂ）品
について調査した結果を第２図に示す。調査方法は温度
２５℃、湿度３５％の環境で所定時間放置する方法であ
る。

第２図かられかるように放置時間の１時間値で比較する
と、（八）品はスタート時の０．２％が０．７％まで水
分増加を示すが、一方（Ｂ）品は同じくスタート時の０
．２％に対して１．０％まで水分が増加している。この
ように、−成粒子が微細であって比表面積値の大きい粒
子系では、時間の経過にともない吸湿性に著しい差が生
じ、比較例４で後述するところであるが、水分増加によ
る塗料化時の分散変動が発生し、これに伴ってテープ特
性も変動する。

次に、本発明の実施例ならびに比較例によって、さらに
詳しく説明する。

夫胤叢−ユ 組成がＢａ０・６Ｆｅ２０３で表わされ、平均粒子径０
．１０５μｍ、比表面積値５３．２ｍ２／　ｇ　、軸比
１２、安息角２３，６°および嵩比重０．７５ｇ／ｃｃ
の六角板状フェライト微粒子粉末１　ｋｇに水５．２５
ｈｇを加えてリパルプし、スラリー濃度が１６重量パー
セントのスラリーを作製した。このスラリーを回転円盤
並流式の噴霧乾燥装置で熱風温度２００℃、排風温度１
００℃、円盤回転数１２，０００ｒ、ｐ、Ｉｎの条件で
乾燥し、平均粒度１０５μｍ、含水率０．６％の顆粒状
粒子を得た。得られた顆粒品の安息角は１２６５°、嵩
比重０．９１ｇ／ｃｃであり、充填性、ダスト飛散、付
着性およびハンドリング性が著しく改善された。

更に該フェライト顆粒を用いて、下記組成の磁性塗料を
分散時間４時間で調製した。

フェライト顆粒品　　　　　　１００重量部塩化ビニー
ル、酢酸ビニール、 ビニールアルコール共重合体　　５重量部し　　　シ　
　チ　　ン　　　　　　　　　　１重量部ポリウレタン
樹脂　　　　　　５重量部メチルエチルケトン　　　　
　　　７０重量部シクロへキサノン　　　　　　７０重
量部ト　　ル　　エ　　ン　　　　　　　　　７０重量
部得られた塗料を、アプリケーターにてポリエチレンテ
レフタートフィルム上に塗布し、乾燥後ＶＳＭ磁気測定
装置でテープ特性を測定した結果は次のとおりである。

ここにＨｃＪ−はベースフィルムの面に対して垂直方向
の保磁力、Ｈｃ”はベースフィルムの面に平行な方向の
保磁力を示す。

後記比較例１の場合に比べて短い分散時間でも、配向特
性は何んら損なわれていないことがわかる。

夫旌五−１ 組成が Ｂａ　０　・５　（Ｆ　ｅ　１．９Ｔ　！　０．０５ｃ
ｕＯ，０５０３）で表わされ、平均粒子径が０．１３μ
ｍ、比表面積値７１．１ｍ２／ｇ、軸比２１、安息角２
５．１°および嵩比重０．５９ｇ／ｃｃの六角板状フェ
ライト粒子粉末１　ｋｇに水１Ｌ５ｋｇを加えてリパル
プし、スラリー濃度が８重量パーセントのスラリーを作
製した。

このスラリーを実施例１と同じ条件で噴霧乾燥した結果
、平均粒度１２０μｍ、含水率０．７％の顆粒状粒子を
得た。この顆粒品の安息角は１３．１°嵩比重０．８７
であり、充填性、ダスト飛散、付着性、及びハンドリン
グ性は著しく改善された。

更に該フェライト顆粒を用いて、実施例１と同様の条件
で磁性塗料を作製し、テープ特性を測定したところ、次
のとうりであった。

後記比較例２の場合に比べて、短い分散時間でも配向特
性は何ら損なわれていない。

火胤皿一旦 組成が ＢａＯ−５（Ｆｅ　　　Ｔｉ　　　Ｃｕ　　　Ｏ）１．
９　　０．０５　　０．０５　３ で表わされ、平均粒子径が０．１２μｍ、比表面積値が
３０．６ｍ　２／　ｇ　、軸比４、安息角１６，１°及
び高密　１５一 度０．９２ｇ／ｃｃの六角板状フェライト粒子粉末１　
ｋｇに水２．１２５ｋｇを加えてリパルプし、スラリー
濃度が３２重量パーセントのスラリーを作製した。

このスラリーを実施例１と同じ条件で噴霧乾燥した結果
、平均粒度２００μｍ、含水率０．５％の顆粒状粒子を
得た。この顆粒品の安息角は１１，７°で嵩比重１．０
１であり、充填性、ダスト飛散、付着性、及びハンドリ
ング性は著しく改善された。

更に該フェライト顆粒を用いて実施例１と同様の条件で
磁性塗料を作製しテープ特性を測定したところ結果は次
のとうりであった。

後記比較例３の場合に比べて、短い分散時間でも配向特
性は何ら損われていない。

ル敷皿−ユ 実施例１で用いたものと同じ六角板状フェライト粒子粉
末を用い、分散時間を８時間にした以外は実施例１と同
様の方法で磁性塗料を調製し、テープ特性を測定したと
ころ結果は次のとうりであった。

実施例２で用いたものと同じ六角板状フェライト粒子粉
末を用い、分散時間を８時間とした以外は実施例２と同
様の方法で磁性塗料を調製し、テープ特性を測定したと
ころ結果は次のとうりであった。

実施例３で用いたものと同じ六角板状フェライト粒子粉
末を用い、分散時間を８時間とした以外＝　１７− は実施例３と同様の方法で磁性塗料を調製し、テープ特
性を測定したところ結果は次のとうりであった。

比較例１で用いたものと同じ六角板状フェライト粒子粉
末を加湿した大気中に放置して含水率１．４％まで吸湿
さぜな。このフェライト粉末を用いて、比較例１と同様
の方法で磁性塗料を調製し、テープ特性を測定したとこ
ろ結果は次のとうりであった。

比較例１と比べてみるとフェライト粉末の吸湿により、
明らかに配向特性が劣化していることが判かる。吸湿に
よる配向特性の低下は吸湿量が１％以上で顕著となる。

ｉ泗Ｊと級１ 以上述べた如く、本発明のフェライト磁性材料は、従来
の板状フェライト微粒子粉末を粒子径が２０〜５００μ
ｍの顆粒品にすることにより、嵩比重や流動性が改善さ
れるので取扱い時のダスト飛散、容器等への付着性など
ハンドリング性にすぐれており、塗料化の際多量の空気
抱込みによる初期分散不良を解消するとともに大気開放
下における吸湿速度を抑えることにより分散変動が改善
され、しかも塗料化してテープにした場合に従来製品の
有するテープ特性を損うことのない磁気記録媒体として
好適な六方晶系フェライト磁性材料である。

【図面の簡単な説明】

第１図は比較例１に例示したようにフェライト粒子粉末
を磁性塗料に分散しテープ化した場合（（Ｂ）品）と実
施例１に示した本発明のフェライト顆粒品を磁性塗料に
分散しテープ化した場合（（＾）品）について、分散時
間とテープの配向特性（角形比Ｓ　Ｑ　ｌ及び配向比Ｓ
Ｑ’／ＳＱ″）との関係を示すグラフ、第２図は同じ＜
（Ａ）品と（Ｂ）品について、大気中く温度２５℃、相
対湿度３５％）での吸湿状態を横軸に時間の対数目盛、
縦軸に吸湿量（重量％）をとりで示したグラフである。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）六方晶系板状フェライト微粒子で構成され、その
   形状が顆粒状であって、顆粒粒子径が２０〜５００μｍ
   であることを特徴とする、磁気記録用六方晶系フェライ
   ト磁性材料。
2. （２）上記六方晶系板状フェライト微粒子が、その長軸
   の平均粒子径で０．０５〜０．５μｍ、比表面積値が２
   ０〜８０ｍ＾２／ｇであって、軸比（板状粒子の長軸径
   ／板状粒子の厚み）が３〜２５である、特許請求の範囲
   第１項記載の磁気記録用六方晶系フェライト磁性材料。
3. （３）上記六方晶系フェライト磁性材料の基本組成が組
   成式 ＭＯ・ｎ（Ｆｅ＿２＿−＿ｘＭ′＿ｘＯ＿３）……（１
   ）但し、上式において、ＭはＢａ、Ｓｒ、ＣａおよびＰ
   ｂからなる群から選ばれた一種または二種以上の金属、
   ｎは３〜９．５の数値、Ｍ′はＳｉ、Ｔａ、Ｓｂ、Ｎｂ
   、Ｚｒ、ＴｉおよびＳｎからなる群から選ばれた少なく
   とも一つの成分、または該成分とＮｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍ
   ｇ、Ｍｎ、Ｆｅ（II）およびＺｎの２価金属からなる群
   から選ばれた少なくとも一つの成分との組み合せ、ｘは
   、０〜０．７の数値である、 で表わされる、特許請求の範囲第１項または第２項記載
   の磁気記録用六方晶系フェライト磁性材料。
4. （４）前記の組成式（１）で示されるｎが５〜９．５の
   数値である、特許請求の範囲第３項記載の磁気記録用六
   方晶系フェライト磁性材料。