KR100565886B1

KR100565886B1 - 강자성 분말

Info

Publication number: KR100565886B1
Application number: KR1020007008687A
Authority: KR
Inventors: 세이치 히사노; 가즈히사 사이토; 가즈시 사노; 아키오 사와베; 아키토 이노우에; 겐이치 이노우에
Original assignee: 도와 마이닝 가부시끼가이샤
Priority date: 1998-12-18
Filing date: 1998-12-18
Publication date: 2006-03-31
Also published as: EP1065675A1; CN1285078A; EP1065675A4; US6506264B1; KR20010040793A; CN1189896C; WO2000038201A1; DE69836284D1; HK1034800A1; DE69836284T2; EP1065675B1

Abstract

Co: 5 초과 내지 50at.%, Al: 0.1 내지 30at.%, 희토류 원소(Y를 포함한다): 0.1 내지 10at.X, 주기율표 제 1a족 원소: 0.05 중량% 이하, 주기율표 제 2a족 원소: 0.1 중량% 이하를 함유한 철을 주체로 하는 강자성 분말로, 평균 장축 길이: 0.01 내지 0.40μm. X선 결정 입자 직경(Dx): 50 내지 250옹스트롬이고 또한 장축과 직각 방향으로 절단한 단축 단면이 장폭과 단폭을 가지며, 이 장폭과 단폭의 단축 단면비가 장축 방향으로 거의 일정하게 1보다 크고, 바람직하게는 1.5 이상이 되어 있는 평침상 입자로 이루어지며, 포화 자화율(σs)과 X선 결정 입자 직경(Dx)의 비율(σs/Dx)이 0.7 이상인 도포형 자기 기록 매체용 강자성 분말.

희토류 원소, 주기율표, 강자성 분말, 단축 단면비, 평침상 입자, 포화 자화율, X선 결정 입자 직경

Description

강자성 분말 {Ferromagnetic powder}

본 발명은 자기 테이프나 자기 디스크 등의 도포형 자기 기록 매체의 자성층을 구성하는 데 적합한 강자성 분말에 관한 것이다.

결합제 수지(바인더)에 자성 분말을 분산 함유시킨 도막을 지지체상에 도포함으로써 지지체상에 자성층을 형성하는 소위 도포형 자기 기록 매체 분야에 있어서, 고기록 밀도화가 진행하고 있다. 이에 대응하도록, 미립자의 강자성 분말이 사용되게 되며, 미립자화에 따라 전자 변환 특성인 출력, C/N비, 주파수 특성 등의 개선이 이루어져 오고 있다. 예를 들면, 일본국 공개 특허 공보 6-36265호, 일본국 공개 특허 공보 제(평) 6-163232호, 일본국 공개 특허 공보 7-33130호, 일본국 공개 특허 공보 7-74365호, 일본국 공개 특허 공보 7-126704호, 일본국 공개 특허 공보 7-179913호, 일본국 공개 특허 공보 8-181008호에는 도포형 시기 기록 매체의 자성층을 강자성 분말이 각종 제안되어 강자성 분말의 자기 특성이나 분말 특성이 나타나 있다.

또, 저노이즈로 고출력 특성을 얻기 위해 해당 자성층의 두께를 보다 두껍게 하는 것이 바람직하며, 이 때문에, 해당 자성층과 지지체 사이에 비자성 분말을 결합제 수지 중에 분산 함유시킨 비자성층 도막을 형성하는 중층 구조의 도포형 자기 기록 매체도 제안되고 있다. 예를 들면 미국 특허 제 5,496,622호 명세서 및 미국 특허 제 5,637,390호 명세서에는 이러한 중층 구조의 자기 기록 매체가 기재되어 있으며, 그 자성층을 형성하기 위한 자성 분말로서 철 중에 Co, 희토류 원소, Al, Si 등을 함유한 미세한 침상 금속 분말을 사용하는 것이 기재되어 있다.

중층 구조인지의 여부에 상관없이, 미립자화한 자성 분말을 사용하여 고기록 밀도화한 자기 기록 매체를 얻고자 할 경우에, 일반적으로 다음과 같은 문제가 발생하였다.

1) 미립자화에 따라 포화 자화율이 낮아져, 높은 출력 및 C/N비가 얻어지지 않는다.

2) 마찬가지로 미립자화에 따라 보존력이 낮아져, 높은 출력 및 C/N비가 얻어지지 않는다.

3) 미립자화한 것에서는 소정의 형상을 유지할 수 없으며, 형상이 변형하거나 둥글어지거나, 또한 세공(pore)도 존재함으로써 높은 C/N비가 얻어지지 않는다.

4) 포화 자화율이 높은 것일수록 내후성이 악화한다.

본 발명은 고기록 밀도의 자기 기록 매체를 얻는 경우의 상기와 같은 과제를 해결하는 것을 목적으로 한 것이다.

본 발명에 의하면,

Co: 5 초과 내지 50at.%,

Al: 0.1 내지 30at.%,

희토류 원소(Y를 포함한다): 0.1 내지 10at.%,

주기율표 제 1a족 원소: 0.05 중량% 이하,

주기율표 제 2a족 원소: 0.1 중량% 이하(0 중량%를 포함한다)

를 함유한 철을 주체로 하는 강자성 분말로,

평균 장축 길이: 0.01 내지 0.40μm,

X선 결정 입자 직경(Dx): 50 내지 250옹스트롬

이고, 또한, 장축과 직각 방향으로 절단한 단축 단면이 장폭과 단쪽의 폭을 가지며, 이 장폭과 단폭의 단축 단면비가 장축 방향으로 거의 일정하게 1보다 크며, 바람직하게는 1.5 이상으로 되어 있는 평침상(平針狀) 입자(flat acicular particle)로 이루어지며,

포화 자화율(σs)과 X선 결정 입자 직경(Dx)의 비율(σs/Dx)이 0.7 이상인 도포형 자기 기록 매체용 강자성 분말을 제공한다.

본 발명의 해당 강자성 분말은 바람직하게는 100℃에서 방출하는 H₂0 량이 2 중량% 이하, 300℃에서 방출하는 H₂0 량이 4 중량% 이하, 진밀도가 5.55g/cm³이상, 비표면적이 BET법으로 30 내지 70m²/g, 포화 자화율(saturation magnetization; σs)이 100 내지 200emu/g, 보자력(coercive force)이 1200 내지 3000(0e), 나아가서는, 60℃에서 상대 습도 90%의 분위기 하에서 1주간 방치 후 포화 자화율(σs)의 저하율이 15% 이하이다.

도 1은 본 발명의 평침상 입자 형상만을 설명할 모적으로 도시된 입자 개념도.

도 2는 평침상 입자의 단축 단면의 다른 형상예를 도시하는 도면.

도 3은 평침상 입자의 단축 단면의 다른 형상예를 도시하는 도면.

도 4는 평침상 입자의 단축 단면의 다른 형상예를 도시하는 도면.

도 5는 평침상 입자의 단축 단면의 다른 형상예를 도시하는 도면.

도 6은 본 발명에 따르는 평침상 강자성 분말 개개 입자의 형상을 복사한 전자 현미경 사진(배율 300000배).

도 7은 도 6과 동일한 평침상 강자성 분말의 동일 시료 부분을 그 시료대를 30°경사시켜 촬영한 동배율의 전자 현미경 사진.

도 8은 본 발명에 따르는 평침상 강자성 분말 개개 입자에 그림자를 붙여 촬영한 전자 현미경 사진(배율 300000배).

도 9는 도 8의 투영 각도와 그림자 길이의 관계를 설명하기 위한 도면.

본 발명에 따르는 도포형 자기 기록 매체용 강자성 분말은 Fe을 주체로 한 침상 금속 분말이지만, 그 함유 성분과 치수·형상이 특정 관계를 갖기 때문에, 고밀도 기록에 적합한 자성층을 형성할 수 있다. 즉, 평균 장축 길이가 0.01 내지 0.40μm과 같은 미립자로 또한 그 형상이 평침상이라는 치수·형상 특성과, 특정 함유 성분량과의 조합에 의해, 형상 유지 특성과 자기 특성이 양립한 종래품인 것에 없는 고성능 자기 기록 매체를 제조할 수 있다. 이하에, 본 발명의 금속 자성 분말의 함유 성분량, 치수 형상 특성에 대해서 설명한다.

〔함유 성분에 대해서〕

본 발명의 금속 자성 분말은

Co: 5 초과 내지 50at.%,

Al: 0.1 내지 30at.%,

희토류 원소(Y를 포함한다): 0.1 내지 10at.%,

주기율표 제 1a족 원소: 0.05 중량% 이하,

주기율표 제 2a족 원소: 0.1 중량% 이하(0 중량%를 포함한다)

를 함유하며, 나머지 부분이 실질적으로 철로 이루어지는 평침상(평침상에 대해서는 후술한다) 강자성 분말이다. 더욱이 이 강자성 분말은 100℃에서 방출하는 H₂O 량이 2 중량% 이하, 300℃에서 방출하는 H₂0 량이 4.0 중량% 이하인 것이 좋다.

각 성분에 대해서, 그 함유량 범위를 상기와 같이 한정하는 이유의 개요를 설명하면, Co는 보존력(Hc), 포화 자화율(또는 포화 자속 밀도)(σs)의 향상 및 결정 입자 직경 저감에 기여하며, 다음의 실시예에 도시된 △σs 저하를 회피하는 데에도 유효하게 작용하지만, Co가 5at.% 이하에서는 이러한 작용 효과가 충분하지는 않다. 한편, Co가 50at.%를 넘으면 반대로 보존력(Hc)이 저하하게 되기 때문에, 5at.% 초과 내지 50at.%의 범위에서 함유시킨다. Co가 바람직한 범위는 5 초과 내지 40at.%, 더욱 바람직한 범위는 10 내지 35at.%이다.

Al의 함유는 이러한 평침상의 미세 분말의 분산성(소결 방지성) 개선 및 환원 시의 입자 형상 보존에 현저한 효과를 갖는다. Al이 0.1at.% 미만에서는 이러한 효과는 발휘할 수 없지만, 30at.%를 넘는 다량 함유에서는 포화 자화가 저하하여 자기 특성이 열화하게 되기 때문에, Al은 0.1 내지 30at.%의 범위, 바람직하게는 1 내지 20at.%, 더욱 바람직하게는 2 내지 15at.% 범위에서 함유시킨다. 또한, 이 함유량은 Al이 화합물(산화물)로서 함유되어 있을 경우에 화합물의 양이 아니라 화합물 중의 Al 원소 함유량을 의미한다.

희토류 원소(Y를 포함한다)는 Al과 마찬가지로 해당 금속 분말의 소결 방지 나아가서는 분산성 개선에 유효하게 작용한다. 그 함유량이 0.1at.% 미만에서는 그 효과가 작아 소결하기 쉬워지며, 10at.%를 넘으면, 해당 원소의 산화물 량이 많아져 포화 자화가 작아지며, 금속 자성 분말로서 부적당한 것이 된다. 희토류 원소로서는, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Tb, Dy, Gd 등을 들 수 있으며, 이들이 복합하여 함유할 경우에도 그 총량을 0.1 내지 10at.%로 한다. 또한, 이 함유량은 이들 원소가 화합물로서 함유되어 있을 경우, 화합물의 양이 아니라 화합물 중의 해당 원소 함유량을 말한다.

주기율표 제 1a족 원소의 예로서는 Li, Na, K 등을 들 수 있다. 이러한 원소의 가용성염이 해당 입자 표면에 부착하고 있으면, 수지계 바인더에 분산시킬 경우에 분산성을 나쁘게 하고, 또 매체 제품의 보존 안정성이나 내후성을 열화시키기 때문에, 이들 원소의 함유량은 0.05 중량% 이하로 하며, 이들 원소가 복합하여 함유할 경우에도 그 총량을 0.05 중량% 이하로 한다. 또한, 이 1a족 원소는 평침상의 강자성 금속 분말을 제조할 때의 환원 공정에서 소결을 촉진하는 작용도 있기 때문에, 환원 공정 전에 가능한 한 배제해 두는 것이 바람직하다.

주기율표 제 2a족 원소의 예로서는 Mg, Ca, Sr, Ba 등을 들 수 있다. 이러한 원소의 가용성염이 해당 입자 표면에 부착한 경우에도 수지계 바인더에 분산시킬 경우에 분산성을 나쁘게 하고 또 매체 제품의 보존 안정성이나 내후성을 열화시키기 때문에, 이들 원소의 함유량은 0.1 중량% 이하로 하며, 이들 원소가 복합하여 함유할 경우에도 그 총량을 0.1 중량% 이하로 한다.

즉, 본 발명과 같은 평침상 미립자에서는 제 1a족 원소가 0.05 중량%를 넘으면 테이프화 시에 분산할 수 없거나 자기 도료화해도 도막 강도가 낮게 된다. 또한, 이 원소가 가용성이기 때문에 테이프를 어느 시간 보존했을 때에 테이프 표면에 석출하여 결정성 화합물이 되며, 이 화합물이 드롭 아웃의 증대 등의 원인이 되어 테이프 보존 안정성을 저하시킨다. 또한, 제 2a족 원소가 0.1 중량%를 넘으면 수지와의 상용성이 나빠짐과 동시에 도막 강도도 낮아져, 극단적으로 많아지면 제 1a족 원소와 마찬가지로 테이프 보존 안정성도 나빠진다.

금속 자성 분말이 보유하는 수분은 100℃에서 검출(방출)되는 량이 2.0 중량% 이하, 바람직하게는 1.5 중량% 이하이며, 300℃에서 검출(방출)되는 량이 4.0 중량%, 바람직하게는 3.0 중량% 이하인 것이 좋다. 해당 분말이 보유하는 수분량에 의해 도료 점도가 변화하고, 바인더 흡착량도 변화하지만, 100℃에서 검출되는 수분량이 2.0 중량%를 넘으면, 또는 300℃에서 검출되는 수분량이 4.0 중량%를 넘으면, 도포 시에 분산 불충분해진다.

〔치수·형상 특성에 대해서〕

다음으로, 본 발명 자성 분말의 치수·형상 특성에 대해서 설명하지만, 본 발명 입자의 특징인 "평침상"이란 긴 변 방향의 길이(장축 길이)와 그와 직교하는 짧은 변 방향의 최대 길이(단축 길이)와의 비(장축/단축)가 바람직하게는 2 이상의 침상으로, 장축과 직각 방향으로 절단한 단축 단면이 장폭과 단폭을 가지며, 이 장폭과 단폭의 비(이것을 본 명세서에서는 「단축 단면비」라 부른다)가 장축 방향으로 거의 일정하게 1보다 크며, 바람직하게는 1.5 이상으로 되어 있는 편평한 침상을 의미한다.

도 1은 해당 평침상을 설명하기 위한 것으로, 도시된 바와 같이 긴 변 방향의 최대 길이(L)(장축 길이)와 이와 직교하는 짧은 변 방향의 최대 길이(S)(단축 길이)를 갖는 침상체(1)에 있어서, 장축과 직각 방향으로 절단한 단축 단면(2)이 장폭(W_L)과 단폭(W_S)을 갖는 편평한 형태를 하고 있다. 예를 들면, 폭이 W_L이고 두께가 W_S인 평판(좁고 긴 형상)을 닮은 형상을 갖는다. 단, 단축 단면(2)의 편평 형상은 직사각형에 한정되지 않고, 도 2와 같이 캡슐 형상, 도 3과 같이 타원형, 도 4와 같이 다각형상, 도 5와 같이 변형원 형상 등의 각종 형을 하고 있어도 되며, 요약하면, W_L/W_S의 비가 장축 방향으로 일정하게(비틀리지 않고의 의미) 1보다 크며, 바람직하게는 1.5 이상이면 된다. 또, 본 발명의 평침상 입자는 실질적으로 브랜칭(branching)은 갖지 않는다.

이러한 평균 장축 길이가 0.01 내지 0.40μm, 축 비가 2 이상으로, 단축 단면 비가 1 이상, 바람직하게는 1.5 이상의 평침상의 금속 자성 분말은 그 함유 성분과의 조합에 의해 다음의 실시예에 도시된 바와 같이, 고성능 자기 기록 매체를 제조하는 데에 있어서 뛰어난 형상 유지 특성과 자기 특성을 발휘할 수 있다. 특히, 이러한 평침상 미립자라도, 포화 자화율(σs)과 X선 결정 입자 직경(Dx)의 비율(σs/Dx)이 0.7 이상을 나타내기 때문에, 형상 유지 특성과 자기 특성이 양립한다. 여기서, 평침 형상 금속 입자의 X선 결정 입자 직경(Dx)은 X선 회절 장치를 사용하여 얻어진 프로필로부터 (110)면에 상당하는 피크의 반가 폭을 구해, 이것을 쉘러 식(Scherrer's equation)에 대입하여 산출할 수 있다.

평침상 입자의 사이즈는 평균 장축 길이 0.01 내지 0.4μm이 적당하며, 바람직하게는 0.4 내지 0.2μm이 좋다. 0.01μm 미만에서는 초상자성이 되어 전자 변환 특성이 현저히 저하하고, 0.4㎛을 넘으면 입자가 다자구(multiple magnetic domain)가 되어 전자 변환 특성이 저하한다. 따라서, 의도하는 자기 특성을 확보하는 데에는 평균 장축 길이 0.01 내지 0.4μm의 침상 미립자인 것이 좋다.

평침상 금속 입자의 결정자(X선 결정 입자 직경(Dx))는 50 내지 250옹스트롬이 적당하며, 바람직하게는 100 내지 200옹스트롬인 것이 좋다. 50옹스트롬 미만에서는 초상자성(super paramagnetic)이 되어 전자 변환 특성이 현저히 저하한다. 250옹스트롬을 넘으면 노이즈가 증대하여 전자 변환 특성이 저하한다.

본 발명의 강자성 금속 분말의 진밀도는 5.55g/cm³이상인 것이 가능하다. 이로써, 뛰어난 자기 특성을 보존할 수 있다.

본 발명의 강자성 금속 분말의 비표면적은 BET법으로 30 내지 70m²/g, 바람직하게는 40 내지 60m²/g이다. 30m²/g 미만에서는 테이프화 시의 수지와의 상용성이 나빠져 전자 변환 특성이 저하한다. 70m²/g을 넘으면 테이프화 시에 분산 불량을 일으켜 역시 전자 변환 특성이 저하한다.

도 6 및 7은 다음의 실시예 8에서 얻어진 본 발명에 따르는 강자성 금속 분말에 대해서, 동일 시료의 동일 부분을 시료대를 기울이면서 동일 배율로 촬영한 투과형 전자 현미경 사진(배율: 300000배)이다. 즉, 도 6은 시료대를 수평으로 한 것, 도 7은 시료대를 수평에 대해 30°기울여 동일 시료 부분을 촬영한 것이다. 시료대를 기울이는 것은 각 입자를 다른 각도로부터 본 것에 상당하기 때문에, 단축 방향의 두께 변화 즉 장폭과 단폭의 단축 단면비를 관측할 수 있다. 예를 들면 사진 6 내지 7의 거의 중앙에 보이는 독립된 입자는 동일 개소에서의 단축 길이가 도 6에서는 0.02μm, 도 7에서는 0.03㎛이다. 이렇게 시료대를 기울임으로써, 입자의 단축 길이가 장축 방향으로 거의 일정하게 변화하고 있는 것을 관측할 수 있다. 또한, 도 6 내지 7도에 의하면 대개의 입자는 브랜칭을 갖고 있지 않다.

또한, 단축 단면비의 측정은 예를 들면 다음과 같이 하여 행할 수도 있다. 도 8은 다음의 실시예 8에서 얻어진 본 발명에 따르는 강자성 분말을 상기와 같은 투과형 전자 현미경 사진으로 투영하기 전에 미리 시료대에 분말 시료를 발라, 이 분말이 부착한 시료 조각을 진공 증착실에 장전하여, 그 시료 표면에 대해 일정한 경사 각을 가지고 금속 증기를 조사하며, 분말이 존재하는 곳에는 그 조사 그림자(금속 증기가 닿지 않는 부분)를 형성해 두고, 이 그림자 부착 시료를 전자 현미경으로 촬영한 것이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 각 입자의 한쪽 옆에 증착 금속이 닿지 않는 그림자 부분이 일정하게 형성하고 있는 것이 관측된다. 각 입자의 단축 길이와 그림자 길이를 측정하면, 각 입자의 단축 단면비를 계측할 수 있다.

즉, 도 9에 모델적으로 도시된 바와 같이, 시료면(1)에 대해 경사각(θ)으로 금속 증기를 조사했을 때, 높이(H)에서 폭(w)의 분말(2)에 생기는 그림자의 길이(L)는

L=H/tan(θ)

이다. 따라서, θ와 계측되는 L로부터 H가 산출되며, 이 H와 폭(W)의 계측치로부터 W/H를 계측할 수 있다. 도 8에서는 θ을 18도로 한 것이다. 이렇게 하여 도 8의 각 입자는 평침상인 것과, 100개의 입자에 대해서 계측한 L과 W 값으로부터 이 분말의 평균 단축 단면비를 구한 바, 2.2인 것이 확인되었다.

〔자기 특성에 대해서〕

본 발명의 강자성 금속 분말은 보자력이 1200 내지 3000(0e), 포화 자화율(σs)이 100 내지 200emu/g, 더욱이 60℃에서 상대 습도 90%의 분위기 하에서 1주간 방치 후 포화 자화율(σs)의 저하율이 15% 이하이다.

금속 분말의 보자력(Hc)은 높을수록 고밀도 기록에 적합하지만, 헤드 성능에 맞추어 1200 내지 3000(Oe)으로 제어되며, 바람직하게는 1600 내지 2800(Oe)이다.

포화 자속 밀도(σs)는 높을수록 고출력이 되지만, 내산화성이나 노이즈 등과의 균형으로부터 100 내지 200emu/g, 바람직하게는 120 내지 200emu/g, 더욱 바람직하게는 130 내지 180emu/g이다. 200emu/g를 넘으면 테이프화 시에 자기 응집이 현저해져, 현재의 테이프화 기술로 테이프를 인출하지 못하고 테이프의 표면 평활성이 나빠진다. 또, 120emu/g 이하에서는 충분한 출력을 얻지 못하는 경우가 있다.

내후성은 60℃에서 상대 습도 90%의 분위기 하에서 1주간 방치 후의 포화 자화율(σs)의 저하율(△σs%)로 평가할 수 있으며, 본 발명의 금속 분말에서는 이 저하율이 15% 이하이다. 또, 테이프화했을 때에는, 마찬가지로 상대 습도 90%의 분위기 하에서 1주간 방치 후의 포화 자속 밀도(Bm)의 저하율(△Bm%)로 평가할 수 있으며 이 저하율이 15%이다.

고밀도 기록용에 적합한 강자성 분말을 얻는 데에는 자기 특성과 분말체 특성을 양립시킬 필요가 있다. 즉, 미립자화해도 형상을 유지하고, 더구나 포화 자화율(σs)을 갖는 것이 좋다. 본 발명의 강자성 분말은 상기와 같은 모든 특성을 겸비하면서 또한 자기 특성과 분말체 특성의 양립성에 우수하다. 이 양립성은 포화 자화율(emu/g)/결정 입자 직경(옹스트롬)으로 평가할 수 있으며, 이 비가 높을수록 해당 양립성에 뛰어며, 자기 기록 매체의 출력과 C/N비 개선에 기여한다. 본 발명에 따르는 강자성 분말의 σs/Dx 비율은 0.7 이상일 수 있으며, 더욱이 0.8 이상일 수 있다. 게다가, 이 σs/Dx 비율이 장축 길이 0.1미크론 이하라는 평침상의 미립자로 또한 σs가 150emu/g 이상인 것에서 발현할 수 있으며, 이 경우에는 평침상 미립자로 포화 자화율이 높기 때문에 자기 기록 매체의 C/N비 및 출력이 대폭 개선된다. 또, σs/Dx비가 0.8 이상, 장축 길이 0.1미크론 이하의 평침상의 미립자화로 또한 Hc이 2300(0e) 이상인 것, 바람직하게는 2400 내지 2700(0e)인 것은 평침상 미립자로 보자력이 높기 때문에 C/N비 및 출력이 대폭 개선된다.

〔본 발명의 금속 자성 분말체의 제조법에 대해서〕

본 발명의 평침상 미립자로 이루어지는 금속 자성 분말체는 브랜칭이 없는 평침상 옥시 수산화 철을 출발 재료로 하고 이것을 가열 환원함으로써 제조할 수 있다. 실질적으로 브랜칭이 없는 평침상 옥시 수산화 철을 제조하는 데에는 다음과 같은 방법에 의하는 것이 유리하다.

예를 들면 황산 제 2 철, 염화 제 2 철, 질산 제 2 철 등의 제 2 철염의 수용액에 Fc³⁺에 대해 1.0 내지 3.5 당량비의 수산화 알카리를 더해 침전(중화 침전물이라 부른다)을 5℃ 이상에서 생성시키고, 이어서 이보다 높은 온도에 이 현탁액(懸濁液)을 보존하여 옥시 수산화 철(FeOOH)을 석출시켜(이 옥시 수산화 철의 석출 처리를 숙성이라 부른다), 석출한 옥시 수산화 철을 액으로부터 분리하면, 실질적으로 브랜칭이 없고 또한 실질적으로 비결정 물질을 포함하지 않는 평침상의 옥시 수산화 철이 얻어진다. 이 방법은 침상 산화 철(Fe₂0₃)의 분말체를 제조할 경우에 비해도 고온도에서의 처리 공정이 없기 때문에, 입자간 소결 문제도 일어나지 않기 때문에 유리하다.

이에 대해, 다음과 같은 종래 방법 즉, 제 1 철염 수용액에 당량 이상의 수산화 알카리 수용액을 가하여 얻어지는 수산화 제 1 철 콜로이드를 포함하는 현탁액을 11 pH 이상 80℃ 이하의 온도에서 산소 함유 가스를 통기하여 산화 반응을 행하게 하는 방법 혹은 제 1 철 수용액과 탄산 알칼리 수용액을 반응시켜 얻어지는 현탁액에 산소 함유 가스를 통기하여 산화 반응을 행하게 하는 옥시 수산화철의 제조법에서는, 브랜칭이 없고 또한 단축 단면이 편평한 평침상의 옥시 수산화 철을 제작하는 것은 곤란하다.

이렇게 평침상 옥시 수산화 철 분말체를 제조하고, 이것을 출발 재료로 하여 본 발명의 평침상 금속 자성 분말을 제조할 경우, 미리 해당 평침상 옥시 수산화 철에 Co를 함유시켜 둔다. Co의 함유에 있어서는, 예를 들면, 제 2 철염 중 3가인 철 이온에 대해 5 내지 50at.%의 Co량이 되도록 제 1 코발트염(예를 들면, 황산 제 1 코발트, 염화 제 1 코발트, 질산 제 1 코발트 등) 또는 제 2 코발트염(황산 제 2 코발트, 염화 제 2 코발트, 질산 제 2 코발트 등)을 중화 전(수산화 알카리 첨가 전), 중화 직후, 상기 숙성 처리 중에 가하는 방법 등을 채용할 수 있다.

이 Co 함유 평침상 옥시 수산화 철을 출발 재료로 하여, 이것에 Al을 함유시키는 데에는 적절한 Al 화합물을 입자 표면에 피착시키고나서 환원 처리에 제공하면 된다. 사용할 수 있는 Al 화합물로서는 Al₂(SO₄)₃, Al(N0₃) ₃, AlCl₃ 등의 수가용염, 나아가서는 NaAlO₂ 등의 수가용성 알민산 등을 들 수 있으며, 이들 Al 화합물을 피환원물의 입자 표면에 피착하는 데에는, 이들 Al 화합물을 알카리 수용액 중에 용해시켜, 이 용액 중에 피환원물 분말을 분산시킨 후, 탄산 가스를 불어 넣을지 산을 첨가하여 중화하면 되며, 이로써 결정질 내지 비결정 Al₂0₃·nH₂0(함수산화 알 루미늄)으로서 입자 표면에 피착된다.

또, Al을 해당 피환원물 입자에 고용시킬(입자 내에 합침시킬) 수도 있다. Co를 포함하는 옥시 수산화 철에 Al을 고용(occluded)시키는 데에는, 옥시 수산화 철을 생성시키는 반응계에 상기 수가용성 Al염이나 알민산염을 존재시켜 두면 된다. 즉, 상술한 숙성에 의해 옥시 수산화 철을 석출시키는 단계에서 해당 Al 화합물을 공존시켜 두면 된다. 예를 들면, 해당 중화 침전물을 포함하는 현탁액에 해당 Al 화합물을 첨가하여 상기 숙성을 행할지 혹은 해당 중화 침전물을 생성시키는 단계 또는 그 이전의 액에 해당 Al 화합물을 미리 첨가해 두어도 된다. 이렇게 하여 Al의 용존 하에서 상기 숙성을 행하면, Al이 용존하고 있지 않은 경우에 비해, 한층 더 양호한 평침상 옥시 수산화 철을 유리하게 얻을 수 있다.

이렇게 하여 얻어진 Co를 포함하는 Al 함유 옥시 수산화 철 내지 산화 철을 가열하여 Al을 Al₂0₃로서 고정한 가운데(이 옥시 수산화 철은 탈수 반응에 의해 산화 철로 변성되어 있다), 이것에 희토류 원소를 함유시킨다. 이 방법에는 희토류 원소를 함유하는 액 중에 해당 입자를 분산시키고, 알카리를 첨가하여 희토류 원소를 수산화물 형태로 석출시키는 방법 혹은 희토류 원소 화합물 함유액 중에 해당 입자를 분산시켜 수분을 증발시키는 방법 등을 채용할 수 있다.

상기 각 방법에서 소정량의 Co, Al 및 희토류 원소를 함유시킨 산화 철의 분말을 환원성 분위기 속에서 가열하고, 그 후 습도 조절함으로써 철을 주성분으로 하는 Co와 Al과 희토류 원소를 함유하고 더욱이 적당량의 수분을 포함한 금속 자성 분말이 된다. 이 분말을 주기율표 제 1a족 및 제 2a족 원소를 포함하지 않는 것으 로 하는 데에는, 원료로서 주기율표 제 1a족 및 제 2a족 원소를 포함하지 않는 것을 사용하는 방법 혹은 옥시 수산화 철, 산화 철, 금속 자성 분말의 각 화합물 단계에서 충분한 세정을 행하여 제거하는 방법을 채용한다. 후자 방법에서는, 공정이 진행함에 따라서 이들 원소는 입자 표면에 편석해 오기 때문에 세정 효율은 좋아진다. 또, 세정수에 온수나 산을 가하여 pH를 내린 세정수를 사용하면 더욱 효율 좋게 제거할 수 있다. 전, 후자 방법을 적당히 조합시키면, 상기 원소를 소정량 이하로 하는 것이 가능해진다. 또한, 주기율표 제 1a족 원소로서 대표적인 것에는 Li, Na 또는 K이 있다. 또, 제 2a족 원소의 대표적인 것에는 Mg, Ca, Sr, Ba 등이 있다.

이렇게 하여 평침상의 옥시 수산화 철을 출발 재료로 하여 본 발명의 평침상 강자성 분말을 제조할 경우, 통상의 방추(紡錘) 형상인 것에 비하면, 소성 환원 시에 세공이 빠지기 쉬운 것이 그 원인이 되는 것으로 생각할 수 있으나, 원료인 옥시 수산화 철의 평침상이 유지된 세공이 적은 혹은 세공이 없는 강자성 분말이 되어, 꺾이거나 변형 등도 거의 없어진다. 이 때문에, 높은 보자력이 얻어져 높은 출력의 자기 기록 매체를 제작할 수 있게 된다.

본 발명에 따르는 평침상의 강자성 분말은 이것을 종래 방법에 따라 도포형 자기 기록 매체의 자성층 혹은 다중 구조의 상층(비자성층 상에 형성하는 자성층)으로 함으로써, 고밀도 기록에 적합한 것이 된다. 또한, 도포층을 지지하기 위한 지지체로서는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트 등의 폴리에스테르류, 폴리 올레핀류, 셀룰로오스 트리아세테이트, 폴리 카보네이트, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리 설폰·아라미드, 방향족 폴리아미드 등의 공지의 필름을 사용할 수 있다.

이하에 실시예를 들어, 본 발명의 강자성 분말의 특성을 구체적으로 도시한다.

〔실시예 1〕

평균 장축 길이 0.13㎛, 평균 축비 5, 단축 단면비가 거의 1.3으로 Fe에 대해 10at.%의 Co를 함유한 평침상의 FeOOH를 준비했다. 이 평침상 FeOOH 입자는 제 2 철염 수용액(황산 제 2 철 수용액)에 Fe³⁺에 대해 1.6 당량비의 NaOH 수용액을 가해 침전을 생성시켜, 이 침전물을 포함하는 현탁액을 45℃로 유지하면서 16시간 숙성하여 얻은 것이다. 그 때, Co의 함유는 숙성 중에 제 1 코발트염(황산 제 1 코발트)을 첨가함으로써 수행하였다.

한편, 순물 5리터에 황산 알루미늄[Al₂(SO₄)₃]을 9.8g 용해시킴과 동시에 10% 농도의 NaOH 수용액을 사용하여 pH를 12.5로 조정한 용액을 준비했다.

이 수용액에 상기 Co 함유의 평침상 FeOOH 분말을 50g 현탁시켜 충분히 교반하고, 이 슬러리 중에 탄산 가스를 불어 넣어, pH9 이하로 중화하여 해당 FeOOH 입자 표면에 함수·산화 알루미늄(Al₂0₃·nH₂0)을 피착시킨 가운데, 이 함수·산화 알루미늄 피착 입자를 여과 분리하고 수세한 후, 400℃로 3시간 가열하여 Al₂0₃피착의 Co 함유 산화 철로 했다. 이것은 Fe와 Co에 대해 4.7at.%의 Al을 함유한다.

이것을 질산 란탄[La(NO₃)₃]을 3.56g 녹인 1리터 수용액 속에 현탁시켜, 충분히 교반한 후, 이 슬러리를 건조기에 넣고 100℃에서 수분을 증발시킨 후, 순물 5리터 중에 현탁시킨 후, 여과하고 가열하고 60℃의 순물에서 수세하여 건조했다.

이렇게 하여 얻어진 Al, La 및 Co를 함유하는 산화철 입자를 회전로 속에서 H₂ 기류를 도입하여 450℃에서 10시간 가열 환원했다. 환원 종료 후는 N₂ 가스를 도입하여 실온까지 냉각한 후, 1%의 0₂를 포함하는 N₂ 가스를 도입하여 5시간 동안 서서히 산화 처리를 행하여 Al, La 및 Co를 함유하는 금속 자성 분말을 얻었다. 더욱이, 탄산 가스를 포함하는 순물에 현탁시킨 후, 여과, 수세, 건조와 같은 일련의 후처리 조작을 N₂ 분위기 속에서 수행하였다.

표 1 내지 2는 금속 자성 분말의 분석치, 분말 특성 및 자기 특성을 표시하고 있다.

또한, 이 금속 자성 분말을 자성층으로 한 테이프를 다음과 같이 하여 만들고, 그 테이프 특성과 전자 변환 특성, 나아가서는 표면 조도를 조사하여, 그 결과를 표 1 내지 2에 나타내었다.

〔테이프의 제조 방법〕

(1) 이하의 조성으로 이루어지는 하층 도료를 준비하여 하층을 형성한다.

옥시 수산화 철 100 중량부

(본 예에서는 장축 길이=0.15μm, 100℃의 방출 수분량=1.0 중량%)

폴리우레탄 수지 20 중량부

메틸 에틸케튼 165 중량부

사이클로 헥사논 65 중량부

톨루엔 165 중량부

스테아르 산 1 중량부

아세틸 아세튼 1 중량부

원심 볼 밀(centrifugal ball mill)로 1시간 분산시켜 얻은 상기 조성의 도료를 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 이루어지는 베이스 필름상에 어플리케이터(applicator)를 사용하여 목표 두께가 3μm이 되도록 도포하여 하층을 형성했다.

(2) 이하의 조성으로 이루어지는 상층 도료를 준비하여 상층을 형성한다.

상기 금속 자성 분말 100 중량부

폴리우레탄 수지 30 중량부

메틸 에틸케튼 190 중량부

사이클로 헥사논 80 중량부

톨루엔 110 중량부

스테아린 부틸 1 중량부

아세틸 아세톤 1 중량부

α- 알루미나 3 중량부

카본 블랙 2 중량부

원심 볼 밀로 1시간 분산시켜 얻은 이 조성의 상층용 도료를 상기 하층상에 어플레케이터를 사용하여 도포하여 시트 형상 시료를 형성, 이것을 더욱이 카렌더 처리를 행한 후 8mm 폭으로 하여, 상층 두께가 0.5 내지 0.6μm의 자기 테이프를 얻었다.

〔평가 방법〕

표 1 내지 2의 분말체 특성, 자기 특성, 테이프 특성, 전자 변환 특성 및 표면 조도는 다음과 같이 하여 평가했다.

평균 장축 길이, 평균 단축 길이 및 축비에 대해서는, 174000배의 전자 현미경 사진으로부터 측정한 100개 입자의 평균치로 나타냈다.

단축 단면비는 전자 현미경 사진을 찍을 때에, 도 8에서 설명한 금속의 경사 증착법에 따라서, 계측했다.

결정 입자 직경(표 중에 Dx라 표시)은 X선 회절 장치를 사용하여 얻어진 프로필로부터 (110)면에 상당하는 피크의 반가 폭을 구해, 이것을 쉘러 식에 대입하여 산출했다.

비표면적(표 중 BET라 표시)은 BET법으로 측정하고, 스테아르 산 흡착량은 시료 분말을 스테아르 산 2%의 MEK 용액에 분산시킨 후, 원심 분리기에 의해 시료 분말을 가라앉혀, 상등액의 농도를 구함으로써, 비표면적당 흡착량으로서 산출했다.

분말체 pH는 JISK5101에 의해 측정했다. 진비중(true specific gravity)은 용매로서 톨루엔을 사용하여 액침법으로 측정했다. 탭 밀도(tap density)는 JISK5101에 의해 측정했다. 분말체의 분자량은 칼 피셔법(Karl Fischer's method)에 의해 100℃에서의 중량 변화로부터 구했다. 등전위점(equipotential point)은 현미경식 전기 형동법(microscopic electrophoresis)에 의해 제터 전위(ζ-potential)를 측정하여 구했다.

자기 특성에 대해서, 표 중 Hc는 보자력(Oe), σs는 해당 자성 분말의 포화 자화율(emu/g), σr는 자성 분말의 잔류 자속 밀도(emu/g), σr/σs는 각형비, △σs는 60℃에서 90% RH(상대 습도)의 분위기 하에서 1주간 방치 후의 포화 자화율(σS)의 저하율(%), σS/Dx는 포화 자화율(σs)과 X선 결정 입자 직경(Dx)의 비율을 나타내고 있다. 이 비가 높을수록 보다 뛰어난 형상 유지 특성을 가지고 또한 보다 자기 특성이 높은 것을 의미한다.

또, Br은 테이프의 잔류 밀도(가우스), Bm은 테이프의 포화 자속 밀도(가우스), Br/Bm은 각형비이다. △Bm은 테이프를 60℃에서 90% RH(상대 습도)의 분위기 하에서 1주간 방치 후의 Bm 저하율(%)이다.

전자 변환 특성의 출력과 C/N비 측정은 Hi8 덱을 사용하여 행했다. 또, 표면 평활성은 주식회사 고사카 연구소 제품의 3차원 미세 형상 측정기(상품명 ET-30HK)를 사용하여 테이프 표면의 Ra를 측정했다.

〔실시예 2〕

Fe에 대해 20at.%의 Co를 포함하는 점과, 평균 장축 길이 0.15μm, 축비 5, 단축 단면비 1.5인 점 이외는 실시예 1과 동일한 FeOOH를 준비하여 실시예 1을 반복했다. 얻어진 금속 자성 분말의 분석치, 분말체 특성과 자기 특성, 테이프 특성, 전자 변환 특성 및 표면 조도를 표 1 내지 2에 나타내었다.

〔실시예 3〕

Fe에 대해 30at.%의 Co를 포함하는 점과, 평균 장축 길이 0.14μm, 축비 7, 단축 단면비 1.6인 점 이외는 실시예 1과 동일한 FeOOH를 준비하여 실시예 1을 반복했다. 얻어진 금속 자성 분말의 분석치, 분말체 특성과 자기 특성, 테이프 특성, 전자 변환 특성 및 표면 조도를 표 1 내지 2에 나타내었다.

〔실시예 4〕

Fe에 대해 40at.%의 Co를 포함하는 점과 평균 장축 길이 0.18μm, 축비 7, 단축 단면비 1.1인 점 이외는 실시예 1과 동일한 FeOOH를 준비하여 질산 란탄으로 바꾸어 질산 세리움 3.58g 녹인 수용액을 사용한 것 이외는 실시예 1을 반복했다. 얻어진 금속 자성 분말의 분석치, 분말체 특성과 자기 특성, 테이프 특성, 전자 변환 특성 및 표면 조도를 표 1 내지 2에 나타내었다.

〔실시예 5〕

Fe에 대해 50at.%의 Co를 포함하는 점과, 평균 장축 길이 0.13μm, 축비 7, 단축 단면비 1.6인 점 이외는 실시예 1과 동일한 FeOOH를 준비하여 질산 란탄으로 바꾸어 질산 이트륨 4.8g 녹인 수용액을 사용한 것 이외는 실시예 1을 반복했다. 얻어진 금속 자성 분말의 분석치, 분말체 특성과 자기 특성, 테이프 특성, 전자 변환 특성 및 표면 조도를 표 1 내지 2에 나타내었다.

〔실시예 6〕

H₂ 기류를 도입하여 450℃에서 10시간 가열 환원하는 대신 350℃에서 30시간 가열 환원한 이외는 실시예 3을 반복했다. 얻어진 금속 자성 분말의 분석치, 분말체 특성과 자기 특성, 테이프 특성, 전자 변환 특성 및 표면 조도를 표 1 내지 2에 나타내었다.

〔실시예 7〕

H₂ 기류를 도입하여 450℃에서 10시간 가열 환원하는 대신 350℃에서 30시간 가열 환원한 이외는 실시예 5를 반복했다. 얻어진 금속 자성 분말의 분석치, 분말체 특성과 자기 특성, 테이프 특성, 전자 변환 특성 및 표면 조도를 표 1 내지 2에 나타내었다.

〔실시예 8〕

Fc에 대해 30at.%의 Co를 포함하는 평균 장축 길이 0.19μm, 축비 8, 단축 단면비 1.6의 FeOOH를 준비하여 사용한 것 이외는 거의 실시예 7을 반복했다. 얻어진 금속 자성 분말의 분석치, 분말체 특성과 자기 특성, 테이프 특성, 변환 특성 및 표면 조도를 표 1 내지 2에 나타내었다.

〔실시예 9〕

순물 5리터 중에 용해시키는 황산 알루미늄[Al₂(SO₄)₃] 량을 7.85g으로 변경한 것 및 질산 이트륨으로 바꾸어 질산 세리움 3.6g 녹인 수용액을 사용한 것 이외는 실시예 8을 반복했다. 얻어진 금속 자성 분말의 분석치, 분말체 특성과 자기 특성, 테이프 특성, 전자 변환 특성 및 표면 조도를 표 1 내지 2에 나타내었다.

〔실시예 10〕

Fe에 대해 35at.%의 Co를 포함하는 평균 장축 길이 0.11μm, 축비 10, 단축 단면비 2.1의 FeOOH를 준비하여 사용한 것, 순물 5리터 중에 용해시키는 황산 알루미늄[Al₂(SO₄)₃] 량을 6.0g으로 변경한 것 이외는 실시예 9를 반복했다. 얻어진 금속 자성 분말의 분석치, 분말체 특성과 자기 특성, 테이프 특성, 전자 변환 특성 및 표면 조도를 표 1 내지 2에 나타내었다.

〔실시예 11〕

Fe에 대해 30at.%의 Co를 포함하는 평균 장축 길이 0.13μm, 축비 8, 단축 단면비 2.5의 FeOOH를 준비하여 사용한 것, 순물 5리터 중에 황산 알루미늄[Al₂(SO₄)₃] 량을 6.0g을 용해시켜, 10% 농도의 NaOH 수용액에서 pH12.5로 조정한 수용액에 해당 FeOOH를 현탁시킨 것, 질산 란탄 대신 질산 이트륨[Y₂(N0₃)₃]을 4.7g 녹인 수용액을 사용한 것, 회전로에서 H₂ 기류를 도입하여 350℃에서 30시간 환원 가열하여 급냉한 것 이외는 실시예 1을 반복했다. 얻어진 금속 자성 분말의 분석치, 분말체 특성과 자기 특성, 테이프 특성, 전자 변환 특성 및 표면 조도를 표 1 내지 2에 나타내었다.

〔실시예 12〕

질산 이트륨을 4.7g에서 6.2g으로 변경한 것 이외는 실시예 11을 반복했다. 얻어진 금속 자성 분말의 분석치, 분말체 특성과 자기 특성, 테이프 특성, 전자 변환 특성 및 표면 조도를 표 1 내지 2에 나타내었다.

〔실시예 13〕

질산 이트륨 4.7g을 질산 네오디뮴 4.5g으로 변경한 것 이외는 실시예 11을 반복했다. 얻어진 금속 자성 분말의 분석치, 분말체 특성과 자기 특성, 테이프 특성, 전자 변환 특성 및 표면 조도를 표 1 내지 2에 나타내었다.

〔실시예 14〕

Fe에 대해 30at.%의 Co를 포함하는 평균 장축 길이 0.16μm, 축비 8, 단축 단면비 2.1의 FeOOH를 준비하여 사용한 것 이외는 실시예 11을 반복했다. 얻어진 금속 자성 분말의 분석치, 분말체 특성과 자기 특성, 테이프 특성, 전자 변환 특성 및 표면 조도를 표 1 내지 2에 나타내었다.

〔실시예 15〕

Fe에 대해 40at.%의 Co를 포함하여 평균 장축 길이 0.11μm, 축비 10, 단축 단면비 2.7의 FeOOH를 준비하여 사용한 것 이외는 실시예 11을 반복했다. 얻어진 금속 자성 분말의 분석치, 분말체 특성과 자기 특성, 테이프 특성, 전자 변환 특성 및 표면 조도를 표 1 내지 2에 나타내었다.

〔실시예 16〕

Fe에 대해 40at.%의 Co를 포함하는 평균 장축 길이 0.18μm, 축비 8, 단축 단면비 1.7의 FeOOH를 준비하여 사용한 것 및 질산 이트륨을 4.7g에서 2.45g으로 변경한 것 이외는 실시예 11을 반복했다. 얻어진 금속 자성 분말의 분석치, 분말체 특성과 자기 특성, 테이프 특성, 전자 변환 특성 및 표면 조도를 표 1 내지 2에 나타내었다.

〔실시예 17〕

Fe에 대해 35at.%의 Co를 포함하는 평균 장축 길이 0.16μm, 축비 8, 단축 단면비 2.4의 FeOOH를 준비하여 사용한 것 이외는 실시예 11을 반복했다. 얻어진 금속 자성 분말의 분석치, 분말체 특성과 자기 특성, 테이프 특성, 전자 변환 특성 및 표면 조도를 표 1 내지 2에 나타내었다.

〔실시예 18〕

평균 장축 길이 0.08μm, 축비 8, 단축 단면비 1.5인 점 이외는 실시예 11과 동일한 FeOOH를 준비하여 질산 이트륨을 4.7g에서 6.5g으로 변경한 것 이외는 실시예 11을 반복했다. 얻어진 금속 자성 분말의 분석치, 분말체 특성과 자기 특성, 테이프 특성, 전자 변환 특성 및 표면 조도를 표 1 내지 2에 나타내었다.

〔실시예 19〕

평균 장축 길이 0.19μm, 축비 8, 단축 단면비 2.0인 점 이외는 실시예 13과 동일한 FeOOH를 준비하여, 1%0₂를 포함하는 N₂ 가스 대신 0.2% 0₂를 포함하는 N₂ 가스를 도입하여 2시간 동안 서서히 산화 처리를 행한 것 이외는 실시예 13을 반복했다. 얻어진 금속 자성 분말의 분석치, 분말체 특성과 자기 특성, 테이프 특성, 전자 변환 특성 및 표면 조도를 표 1 내지 2에 나타내었다.

〔실시예 20〕

1% O₂를 포함하는 N₂ 가스 대신 0.2% 0₂를 포함하는 N₂ 가스를 도입하여 2시간 동안 서서히 산화 처리를 행한 것 이외는 실시예 14를 반복했다. 얻어진 금속 자성 분말의 분석치, 분말체 특성과 자기 특성, 테이프 특성, 전자 변환 특성 및 표면 조도를 표 1 내지 2에 나타내었다.

〔비교예 1〕

Co를 전혀 포함하지 않는 평균 장축 길이 0.13μm, 축비 5, 단축 단면비 1.2의 FeOOH를 준비하여 사용한 것 이외는 실시예 1을 반복했다. 얻어진 금속 자성 분말의 분석치, 분말체 특성과 자기 특성, 테이프 특성, 전자 변환 특성 및 표면 조도를 표 1 내지 2에 나타내었다.

〔비교예 2〕

질산 란탄 수용액에 현탁시키는 공정을 생략함으로써 La 피착을 행하지 않는 것 이외는 실시예 1을 반복했다. 얻어진 금속 자성 분말의 분석치, 분말체 특성과 자기 특성, 테이프 특성, 전자 변환 특성 및 표면 조도를 표 1 내지 2에 나타내었다.

〔비교예 3〕

Fe에 대해 50at.%의 Co를 포함하는 평균 장축 길이 0.13미크론, 축비 5, 단축 단면비 1.2의 FeOOH를 준비하여 사용한 것, 질산 란탄 수용액에 현탁시키는 공정을 생략함으로써 La 피착을 행하지 않은 것, 1% 0₂를 포함하는 N₂ 가스 대신 0.03% 0₂를 포함하는 N₂ 가스를 사용하여 1시간 동안 서서히 산화 처리를 행한 것 및 서서히 산화 후의 수세 공정을 생략한 것 이외는 실시예 1을 반복했다. 얻어진 금속 자성 분말의 분석치, 분말체 특성과 자기 특성, 테이프 특성, 전자 변환 특성 및 표면 조도를 표 1 내지 2에 나타내었다.

〔비교예 4〕

Fe에 대해 10at.%의 Co를 포함하는 평균 장축 길이 0.13미크론, 축비 4의 방추형 FeOOH를 준비하여 사용한 것 이외는 실시예 1을 반복했다. 이 방추형 FeOOH는 단축 단면 비가 1(원형)로, 그 제작은 NaCO₃를 25mol 포함하는 수용액 20리터와 NaOH를 15mol 포함하는 수용액 10리터를 혼합한 용액에, 47℃에서 Fe²⁺를 20mol 함 하는 황산 제 1 철 수용액을 20리터 첨가 후, 계속해서 Co 환산으로 10mol% 량의 CoSO₄ 수용액을 첨가하여 숙성 후, 얻어진 현탁액에 대해 47℃에서 매분 90리터의 공기를 300분간 통기하여 얻은 것이다.

표 1 내지 표 2의 결과로부터 분명한 바와 같이, 본 발명에 따르는 평침상 미립자로 이루어지는 강자성 분말은 양호한 침상 형상을 유지하여 높은 포화 자화와 보자력을 갖고 있기 때문에, 비교예인 것에 비해, 고밀도 기록에 적합한 모든 특성을 구비한 자기 기록 매체의 자성층을 구성할 수 있는 것을 알 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의해 미립자이고 또한 평침상 형상을 유지한 높은 포화 자화, 높은 보자력을 갖는 강자성 분말이 제공되며, 이 강자성 분말에 의하면 고밀도 기록용에 적합한 도포형 자기 기록 매체를 제조할 수 있다.

Claims

Co: 5 초과 내지 50at.%와,

Al: 0.1 내지 30at.%와,

희토류 원소(Y를 포함): 0.1 내지 10at.%와,

주기율표 제 1a족 원소: 0.05 중량% 이하와,

주기율표 제 2a족 원소: 0.1 중량% 이하를 함유한 철을 주체로 하는 강자성 분말로서,

평균 장축 길이는 0.01 내지 0.40μm이고,

X선 결정 입자 직경(Dx)은 50 내지 250옹스트롬이며,

또한, 장축과 직각 방향으로 절단한 단축 단면이 장폭과 단폭을 가지며, 이 장폭과 단폭의 단축 단면비가 장축 방향으로 거의 일정하게 1보다 크게 되어 있는 평침상 입자로 이루어지며,

포화 자화율(σs)과 X선 결정 입자 직경(Dx)의 비율(σs/Dx)이 0.7 이상인 도포형 자기 기록 매체용 강자성 분말.
제 1 항에 있어서, 상기 단축 단면비는 1.5 이상인 강자성 분말.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 100℃에서 방출하는 H₂0 량은 2 중량% 이하이고, 300℃에서 방출하는 H₂0 량은 4 중량% 이하인 강자성 분말.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 진밀도(true density)는 5.55g/cm³ 이상이고, 비표면적은 BET법으로 30 내지 70m²/g인 강자성 분말.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 포화 자화율(σs)은 100 내지 200emu/g이고, 보자력은 1200 내지 3000(0e)인 강자성 분말.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 60℃에서 상대 습도 90%의 분위기 하에서 1주간 방치 후 포화 자화율(σs)의 저하율이 15% 이하인 강자성 분말.