JPS6367704A - 高分散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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、高密度磁気記録媒体用の針状又は紡錘状磁性
鉄粉の製造方法に関するものであり、特に塗料分散性に
優れた平均長軸径０．０３〜１゜０μｍ、軸比３〜２０
の磁性鉄粉の製造方法に関するものである。

（ロ）従来の技術 従来より磁気記録媒体用の磁性鉄粉として、軸比６〜２
０の針状又は紡錘状の磁性鉄粉が使用されている。

最近、主に３　＋ｕ　Ｖ　Ｔ　Ｒ分野で高密度記録への
要請が高まり、磁性鉄粉の微細化が要請されている。

この高密度磁気記録に対応する方法として、磁性鉄粉を
微細化し塗料分散性を向上する方法がある。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 上記高密度記録を達成するには、ノイズを低下するため
に磁性鉄粉を微細化すると共に塗料分散性を向上させ、
表面が平滑で且つ角型比の高いテープを得る必要がある
。

微細な磁性鉄粉を製造するには微細なゲーサイト及び／
又はその脱水物であるヘマタイト（以下、酸化鉄と略称
する。）の還元を行う必要があるが、そのに磁性鉄粉の
焼結が起こり易く塗料への分散性が悪化する。

従って、一般に微細な酸化鉄の還元時における磁性鉄粉
の焼結防止及び磁気特性制御のために、珪素化合物、ア
ルミニウム化合物、ニッケル化合物、亜鉛化合物、コバ
ルト化合物及びクロム化合物等で酸化鉄の表面が処理さ
れる。

しかし、磁性鉄粉の焼結防止及び磁気特性制御のために
上記化合物の処理量を増加すると、磁性鉄粉の飽和磁化
が低下すると共に凝集が起こり塗料分散性が悪化する。

この理由は、第１に表面処理した微細な酸化鉄を水洗乾
燥する際、水の表面張力によって微細な酸化鉄粒子間に
強い凝集が起こること、第２にゲーサイトの脱水及び還
元工程並びにヘマタイトの還元工程において、酸化鉄表
面に被着した化合物が有する水酸基の縮合が起こり磁性
鉄粉が凝集することに原因がある。

又、このような酸化鉄及び／又は磁性鉄粉を強力に粉砕
しても充分な解砕が行なわれないばかりかこれら粒子の
一部が破壊され超微細な粒子が生成し、磁性鉄粉の磁気
特性を悪化させることになる。

（ニ）問題点を解決するための手段 本発明者らは、上記問題点を解決すべく鋭意努力検討し
た結果、珪素化合物及び／又はアルミニウム化合物で表
面処理した針状又は紡錘状の酸化鉄を乾燥することなく
、親水性有機溶媒中に分散し濾過、乾燥後、該酸化鉄を
還元することによって酸化鉄の形状が保持され、且つ塗
料分散性の良い磁性鉄粉を得ることができることを見出
し本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は針状又は紡錘状の酸化鉄の表面を珪素化
合物及び／又はアルミニウム化合物で表面処理し、続い
て親水性有機溶媒中に分散し水分を親水性有機溶媒で置
換除去後、水素気流中３００〜５００℃で還元すること
を特徴とする磁性鉄粉の製造方法に関するものである。

酸化鉄の表面処理剤としては、珪素化合物及び／又はア
ルミニウム化合物が使用されるが、更に保磁力の制御、
耐劣化性向上等の磁気特性の改善を目的としてニッケル
化合物、亜鉛化合物、コバルト化合物及びクロム化合物
等による表面処理を組合わせても良い。

珪素化合物としては、水ガラス、ケイ酸ソーダ、コロイ
ダルシリカ等、アルミニウム化合物とじては、アルミン
酸ソーダ、硝酸ア街ミニウム、燐酸アルミニウム等が挙
げられる。

又、ニッケル化合物としては塩化ニッケル、硝酸ニッケ
ル等、亜鉛化合物としては塩化亜鉛、硝酸亜鉛等、コバ
ルト化合物としては塩化コバルト、硝酸コバルト等、ク
ロム化合物としては塩化クロム、硝酸クロム等が挙げら
れる。

親水性有機溶媒としては、水と相溶する低沸点のアルコ
ール類、ケトン類及び環状エーテル類等の極性溶媒を挙
げることができ、これらは単独又は組合わせて使用する
ことができる。

その具体例としては、例えばメタノール、エタノール、
プロパツール、アセトン、メチルエチルケトン、アセチ
ルアセトン、ジオキサン及びテトラヒドロフラン等があ
る。

上記親水性有機溶媒で処理することにより、酸化鉄粒子
間及び酸化鉄の表面に被着した珪素化合物及び／又はア
ルミニウム化合物、更には水酸化ニッケル、水酸化亜鉛
、水酸化コバルト及び水酸化クロム等の吸着水を除去す
ることができるため、酸化鉄の凝集防止及び酸化鉄表面
に被着した物質が有する水酸基の不活性化並びに表面に
ｗｌ、着した物質の溶解析出による化学的結合の生成を
防止することができる。

従って、乾燥後の酸化鉄はほぐれた一次粒子で、還元す
ると塗料分散性の良好な磁性鉄粉が得られる。

又、酸化鉄表面に被着した物質、例えば珪素化合物、ア
ルミニウム化合物、水酸化ニッケル、水酸化亜鉛、水酸
化コバルト及び水酸化クロム中にナトリウムイオンが存
在しても親水性有機溶媒中に分散処理することによりナ
トリウムイオンを除去することができるため、酸化鉄の
形状を良く保持し、且つ凝集の少ない磁性鉄粉を得るこ
とができる。

親水性有機溶媒中で水分を置換除去した酸化鉄の乾燥温
度は、通常室温〜１５０°Ｃの範囲の温度が選ばれるが
、乾燥と同時に辺元を行っても良い。

本発明に使用される針状又は紡錘状酸化鉄には特に制限
はないが、例えば炭酸アンモニウム等の炭酸アルカリ及
び水酸化ナトリウム等の水酸化アルカリ水溶液に第一鉄
塩水溶液を添加し、酸素含有ガスを吹き込み製造したゲ
ーサイト、更に脱水を行ったヘマタイト等が使用される
。

これら酸化鉄としては、特に平均長軸径が０．０４〜１
．５μｍ、軸比が３〜２５の針状又は紡錘状酸化鉄が使
用される。

又、表面を珪素化合物及び／又はアルミニウム化合物で
処理し、吸着した水分を親水性有機溶媒中で置換された
これら針状又は紡錘状酸化鉄の還元は、水素気流中３０
０〜５００℃で容易に還元を行うことができ、特に平均
長軸径０．０３〜１．０μｍ、軸比３〜２０の針状又は
紡錘状磁性鉄粉を製造することができる。

（ホ）発明の効果 第一に、乾燥後の酸化鉄は凝集のない一次粒子であるた
め、生成磁性鉄粉も凝集のない微細な粒子で一次分散し
易く、塗料分散性が良い。

第二に、酸化鉄表面にはナトリウムが残留しないため還
元時の耐熱性が向上し、磁性鉄粉の形状の崩れが少ない
。

第三に、磁性鉄粉中のナトリウムがテープ塗膜中へ移行
せず、テープの耐久性が良い。

くべ）実施例 次に、実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこ
れらに限定されるものではない。

実施例１ 長軸径０．２５μｍ、軸比１５及び比表面積１１７　ｔ
ｒｒ　／　ｇの針状ゲーサイトＩｏｏｇを２１の水にｐ
Ｈ１１で分散した。

この分散液に０．２モル／βの水ガラス水溶液３５０ｍ
１を添加し、徐々にｐＨ＝９とした。

このゲーサイトを水洗、濾過後、アセトンに分散し濾過
を行った。この操作を３回繰返し充分に水分を除去した
後室温で乾燥した。

このゲーサイトの珪素の付ｉｔはＳｉ／Ｒｅ　Ｊｔ　５
．１原子％であった。

図１にこのゲーサイトの粒子構造の透過型電子顕微鏡写
真（４００００倍）を示す。

次に、このゲーサイトを水素気流中４３０℃で還元して
磁性鉄粉を得た。

得られた磁性鉄粉はゲーサイトの形状を継承し、その磁
気特性は、 保磁力（Ｉｌｃ〕１５６００ｅ　、飽和磁化（σ５）１
２９ｅ＋ｎｕ／ｇ　、角形比（ＳＱ）　０．５１８　、
比表面積［：５ＳＡ）５９ｒｎ’／ｇであった。

図２にこの磁性鉄粉の鉄の粒子構造の透過型電子顕微鏡
写真（４００００倍）を示す。

この磁性鉄粉を以下の処方で塗料化した。

磁性鉄粉　　　　　　　　　　　　　６０部塩化ビニル
、酢酸ビニル共重合体　　　９部（漬水化学ａｉ製エス
レソクＣ） ポリウレタン（成田薬品（！着装Ｅ５５１）６部界面活
性剤（レシチン）　　　　　　　　２部トルエン　　　
　　　　　　　　　　４０部メチルエチルケトン　　　
　　　　　４０部メチルイソブチルケトン　　　　　　
４０部上記混合物をサンドミルで６時間分散して得られ
た塗料を、ポリエステルフィルム上に乾燥塗膜厚３．０
μｍになるように塗布し磁場配向後、乾燥し磁気テープ
を得た。得られたテープの磁気特性を表１に示す。

実施例２ 長軸径０．１５．＋１ｍ、軸比６及び比表面、ｆａ　９
７　ｒｄ／ｇの紡錘状ゲーサイト１００ｇを２１の水に
ｐＨ３で分散した。

この分散液に、０．２モル／ｌの塩化ニッケル水溶液９
０１Ｔ１１を添加し、撹拌しながら徐々にｐＨ１１とし
、更に０．２モル／βの燐酸アルミニラ１、コロイド水
溶液２００ｍＡを添加し、撹拌しながら徐々にｐＨ９と
した。

このゲーサイトを水洗、′ａ、過後、アセトンに分散し
濾過を行った。この操作を３回繰返し充分に水分を除去
した後室温で乾燥した。

このゲーサイトのニッケル及びアルミニウムの付着量は
それぞれＮｉ／Ｆｅ比１．４原子％、ＡＩ／Ｆｅ比２．
４原子％であった。

次に、このゲーサイトを水素気流中４２０℃で還元して
磁性鉄粉を得た。

得られた磁性鉄粉はゲーサイトの形状を♀（事承し、そ
の磁気特性は、 １１ｃ　１４６００ｅ、　ａｓ　１３９　ｅｍｕ／ｇ　
、　ＳＱ　Ｏ，４９５，５ＳＡ５２　ｒｄ／ｇであった
。

図３にこの磁性鉄粉の鉄の粒子構造の透過型電子顕微鏡
写真（４００００倍）を示す。

この磁性鉄粉を実施例１と同じ処方で塗料化し、磁気テ
ープを得た。

得られたテープの特性を表１に示す。

実施例３ 長軸径０．３０μｍ、軸比１５及び比表面積１０６ｒｒ
ｒ／ｇの針状ゲーサイト１００ｇを２１の水にｐＨ３で
分散した。

この分散液に、０．２モル／ｌの塩化ニッケル水溶液１
５０ｍｊ＋を添加し、攪拌しながら徐々にｐＨｌ０とし
、更に０．２モル／１の水ガラス水溶液３００ｗ／！を
添加し、攪拌しながら徐々にｐＨ９とした。

このゲーサイトを水洗、濾過後、エタノールに分散し濾
過を行った。この操作を３回繰返し充分に水分を除去し
た後室温で乾燥した。

このゲーサイトのニッケル及び珪素の付着量はそれぞれ
Ｎｉ／Ｆｅ比２．２原子％、Ｓｉ／Ｆｅ比４．４原子％
であった。

次に、このゲーサイトを水素気流中４２０　’ｃで還元
して磁性鉄粉を得た。

得られた磁性鉄粉はゲーサイトの形状を継承し、その磁
気特性は、 ＋１ｃ　　１６４０　０ｅ、　　ａｓ　　１３１　　ｅ
ｍｕ／ｇ　　、　　Ｓ口　０．５４０、　５ＳＡ５１　
ｒｄ／ｇであった。

この磁性鉄粉を実施例１と同じ処方で塗料化し、磁気テ
ープを得た。

得られたテープの特性を表１に示す。

実施例４ 実施例３の表面処理した針状ゲーサイトを水洗、濾過後
、ジオキサンに分散し濾過を行った。この操作を３回繰
返し充分に水分を除去した後室温で乾燥した。

このゲーサイトのニッケル及び珪素の付着量はそれぞれ
Ｎｉ／Ｆｅ比２．２原子％、Ｓｉ／Ｆｅ比４．４原子％
であった。

次に、このゲーサイトを水素気流中４２０℃で還元して
磁性鉄粉を得た。

得られた磁性鉄粉はゲーサイトの形状を継承し、その磁
気特性は、 Ｈｅ　１６４００ｅ、ａｓ　１３５　ｅｍｕ／ｇ　、、
ＳＱ　Ｏ，５２７，５ＳＡ５０ボ／ｇであった。

この磁性鉄粉を実施例１と同じ処方で塗料化し、磁気テ
ープを得た。

得られたテープの特性を表１に示す。

比較例１ 実施例１の表面処理した針状ゲーサイトを水洗、濾過後
、親水性有機溶媒中で分散処理することなく１００℃で
乾燥した。

図４にこのゲーサイトの粒子構造の透過型電子顕微鏡写
真（４００００倍）を示す。

次に、このゲーサイトを水素気流中４３０　’ｃで還元
して磁性鉄粉を得た。

得られた磁性鉄粉の磁気特性は、 Ｈｃ　１４６００ｅ、ｔｙｓ　１２７　ｅｍｕ／ｇ、、
ＳＱ　Ｏ，５０５，５ＳＡ５６ｒｒ？／ｇであった。

図５にこの磁性鉄粉の鉄の粒子構造の透過型電子顕微鏡
写真（４００００倍）を示す。

この磁性鉄粉を実施例１と同し処方で塗料化し、磁気テ
ープを得た。

得られたテープの特性を表１に示す。

比較例２ 実施例２の表面処理した紡錘状ゲーサイトを水洗、濾過
後、親水性有機溶媒中で分散処理することなく１００℃
で乾燥した。

次に、このゲーサイトを水素気流中４２０℃で還元して
磁性鉄粉を得た。

得られた磁性鉄粉の磁気特性は、 ｔｉｃ　　１４００　０ｅ、　　ａｓ　　１３５　　ｅ
ｍｕ／ｇ　　、　　　Ｓ口　０．４８６　　、　ＳＳＡ
３１ｍ／ｇであった。

図６にこの磁性鉄粉の鉄の粒子構造の透過型電子顕微鏡
写真（４００００倍）を示す。

この磁性鉄粉を実施例１と同じ処方で塗料化し、磁気テ
ープを得た。

得られたテープの特性を表１に示す。

比較例３ 実施例３の表面処理した針状ゲ、−サイトを水洗、濾過
後、親水性有機溶媒中で分散処理することな（１００℃
で乾燥した。

次に、このゲーサイトを水素気流中４２０℃で還元して
磁性鉄粉を得た。

得られた磁性鉄粉の磁気特性は、 Ｈｃ　１５６００ｅ、　ｔｙｓ　１３５　ｅｍｕ／ｇ　
、　　ＳＱ　Ｏ，５２３，５ＳＡ４９　ｍ　／ｇであっ
た。

この磁性鉄粉を実施例１と同じ処方で塗料化し、磁気テ
ープを得た。

得られたテープの特性を表１に示す。

以下余白 表１　磁性ｉ失扮及びテープの１、屓生以下余白

【図面の簡単な説明】

図１、図４は、実施例１、比較例１のゲーサイトの粒子
構造の透過型電子顕微鏡写真（４００００倍）を示す。 図２、図３、図５及び図６に実施例１、実施例２、比較
例１及び比較例２の磁性鉄粉の鉄の粒子構造の透過型電
子顕微鏡写真（４００００倍）を示す。 特許出願人　　　日産化学工業！：′ト式会社図２ 図　　３ 図４ 図　　５

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　針状又は紡錘状のゲーサイト或いはその脱水物である
   ヘマタイトの表面を珪素化合物及び／又はアルミニウム
   化合物で処理し、吸着した水分を親水性有機溶媒で置換
   後、水素気流中３００〜５００℃で還元することを特徴
   とする磁性鉄粉の製造方法。