DE3788111T2

DE3788111T2 - Plättchenförmige Ferritteilchen vom Magnetoplumbittyp für magnetische Aufzeichnung und Verfahren zur Herstellung derselben.

Info

Publication number: DE3788111T2
Application number: DE87311207T
Authority: DE
Inventors: Katsunori Fujimoto; Akihiko Hirayama; Tsutomu Katamoto; Masao Kiyama; Norimichi Nagai; Yasutaka Ota
Original assignee: Toda Kogyo Corp
Current assignee: Toda Kogyo Corp
Priority date: 1986-12-19
Filing date: 1987-12-18
Publication date: 1994-03-03
Anticipated expiration: 2007-12-19
Also published as: EP0272148A3; EP0272148A2; US4781981A; EP0272148B1; DE3788111D1

Description

Diese Erfindung betrifft plättchenförmige Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ das magnetische Aufzeichnen und ein Verfahren zur Herstellung derselben.
Mit der Entwicklung der magnetischen Aufzeichnung ist in den letzten Jahren das Erfordernis für magnetische Materialien für die Aufzeichnung stärker geworden. Dies gilt insbesondere für solche Materialien für die senkrechte magnetische Aufzeichnung, umfassend ferromagnetische, nicht nadelförmige Teilchen mit einer angemessenen Koerzitivkraft und einem großen Magnetisierungswert ebenso wie mit einem geeigneten Bereich der durchschnittlichen Teilchengröße und einer ausgezeichneten Temperaturstabilität,wie es beispielsweise in JP-A-55-86103 (1980) angegeben ist.
Im allgemeinen sind Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ als ferromagnetische, nicht nadelförmige Teilchen bekannt.
Als eine Technik zur Herstellung eines plättchenförmigen Ferrits vom Mangetoplumbit-Typ ist ein Verfahren bekannt, worin eine alkalische Suspension, umfassend Ba oder Sr-Ionen und Fe(III), einer hydrothermischen Behandlung unter Verwendung eines Autoklaven als Reaktor unterworfen wird (dieses verfahren wird nachfolgend der Einfachheit halber mit Autoklavenverfahren bezeichnet).
Die plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ für das magnetische Aufzeichnen müssen eine angemessene Teilchengröße, spezifische magnetische Eigenschaften wie eine geeignete Koerzitivkraft und einen großen
Magnetisierungswert, ebenso wie eine ausgezeichnete Temperaturstabilität und Löscheigenschaften aufweisen.
Wenn beispielsweise die Teilchengröße der plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ für das magnetische Aufzeichnen betrachtet wird, müssen derartige Teilchen einen Durchmesser aufweisen, der so klein wie möglich ist, und insbesondere nicht mehr als 0,3 um. Dies ist beispielsweise in der offengelegten japanischen Patentanmeldung (Kokai) Nr. 56-125219 (1981) wie folgt offenbart: "Die vorteilhafte Anwendbarkeit der senkrechten magnetischen Aufzeichnung für longitudinales magnetisches Aufzeichnen wird in dem Aufzeichnungswellenlängenbereich unterhalb von 1 um offenbar. Um ein Aufzeichnen und die Wiedergabe in einem derartigen Wellenlängenbereich zufriedenstellend durchzuführen, ist es wünschenswert, daß die Kristallteilchengröße des Ferritteilchens weniger als etwa 0,3 um ist. Jedoch wird kein gewünschter Ferromagnetismus erreicht, wenn die Teilchengröße kleiner als 0,01 um ist, so daß eine Kristallteilchengröße in einem Bereich von 0,01 bis 0,3 um insbesondere erforderlich ist".
Im Hinblick auf die magnetischen Eigenschaften müssen die plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ für das magnetische Aufzeichnen eine Koerzitivkraft üblicherweise in der Größenordnung von 24 000 bis 80 000 Am&supmin;¹ (300 bis 1000 Oe) aufweisen. Für die Reduktion der Koerzitivkraft der plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ, die durch das Autoklavenverfahren bis zu einem angemessenen Gehalt erzeugt werden, wurde vorgeschlagen, einen Teil von Fe (III) in dem Ferrit mit Ti (IV) und Co (II) oder mit Co (II) und bivalenten Metallionen M (II) wie Mn oder Zn-Ionen zu substituieren.
Im Hinblick auf den Magnetisierungswert muß dieser so groß wie möglich sein. Dies ist beispielsweise in der offengelegten japanischen Patentanmeldung (Kokai) Nr. 56- 149328 (1981) wie folgt erwähnt "Magnetoplumbit-Ferrit, das als ein Material für magnetische Aufzeichnungsmedien verwendet wird, muß einen möglichst großen Grad der Sättigungsmagnetisierung aufweisen."
Ebenso neigt die Koerzitivkraft der plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ gemäß Fig. 4 auf Seite 1123 von IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, MAG-18, Nr. 6 zur Erhöhung, wenn die Temperatur sich erhöht und sie weisen eine geringe magnetische Stabilität (insbesondere Koerzitivkraft) gegen die Temperatur auf (nachfolgend einfach mit Temperaturstabilität bezeichnet), so daß die Verbesserung dieser Temperaturstabilität erforderlich ist.
Weiterhin haben die plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ geringe Löscheigenschaften, wie es beispielsweise in der japanischen offengelegten Patentanmeldung (Kokai) Nr. 62-46430 (1987) wie folgt beschrieben ist: "Magnetische Medien, die ein Magnetpulver aus Bariumferrit verwenden, weisen geringe Löscheigenschaft auf, obwohl sie ausgezeichnete Kurzwellenaufzeichnungseigenschaften haben und insbesondere wenn sie für Floppy-Discs verwendet werden, sind diese magnetischen Medien schlecht zu überschreiben (Löschrate) und weisen Anwendungsprobleme auf." Somit ist die Verbesserung dieser Löscheigenschaften ebenfalls erforderlich.
Die plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ mit einem großen Magnetisierungswert und einer angemessenen Koerzitivkraft ebenso wie einer ausgezeichneten Temperaturstabilität und Löscheigenschaft sind gegenwärtig sehr stark erforderlich. Bei dem oben beschriebenen Autoklavenverfahren werden verschiedene Arten von Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ entsprechend den Reaktionsbedingungen ausgefällt. Diese ausgefällten Teilchen weisen üblicherweise eine hexagonale Plättchenform auf, und ihre Pulvereigenschaften wie Teilchengrößenverteilung und durchschnittlicher Durchmesser und ihre magnetische Eigenschaften wie Koerzitivkraft, Magnetisierung, Temperaturstabilität und Löscheigenschaften unterscheiden sich in Abhängigkeit von den Herstellungsbedingungen.
Beispielsweise sind die plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ, umfassend Co (II) und Ti (IV), erhalten durch Herstellen der plättchenförmigen Ba-Ferritteilchen, umfassend Co (II) und Ti (IV), worin ein Teil von Fe (III) in dem Ferrit mit Co (II) und Ti (IV) zur Verminderung der Koerzitivkraft auf ein angemessenes Maß substituiert worden ist, durch Anwendung des Autoklavenverfahrens und durch Erhitzen und Kalzinieren der somit erhaltenen Teilchen gut im Hinblick auf die Reduktionswirkung der Koerzitivkraft durch Co (II) und Ti (IV) und können daher auf eine angemessene Koerzitivkraft durch die Zugabe einer kleinen Menge der Additive gesteuert werden, so daß der Fall der Magnetisierung aufgrund der Additive minimiert wird, was ermöglicht, daß diese Teilchen einen verhältnismäßig großen Magnetisierungswert, beispielsweise 50 bis 60 Am²/kg (50 bis 60 emu/g) aufweisen, aber die Temperaturstabilität dieser Teilchen ist gering, beispielsweise ist die Änderung der Koerzitivkraft bei einer Temperatur von -20 bis 120ºC in dem Bereich von +200 bis 480 Am&supmin;¹ (+2,5 bis 6,0 Oe/ºC) . Somit weisen die plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ, umfassend Co (II) und Ti (IV) die Neigung auf, daß sich ihre Koercitivkraft mit der Temperaturerhöhung erhöht. Ein derartiges Phänomen ist auch aus Fig. 1 auf Seite 1459 von JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS, Nr. 15- 18 (1980) ersichtlich.
Ebenso weisen die plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ, umfassend Ni (II) und Ti (IV) oder Zn (II) und Ti (IV), erhalten durch Herstellung der plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ, umfassend Ni (II) und Ti (IV) oder Zn (II) und Ti (IV), worin ein Teil von Fe (III) in dem Ferrit mit Ni (II) oder Zn (II) und Ti (IV) zur Reduktion der Koerzitivkraft auf ein angemessenes Maß substituiert worden ist, unter Anwendung des Autoklavenverfahrens und durch Erhitzen und Kalzinieren der Teilchen eine geringe Wirkung zur Verminderung der Koerzitivkraft durch Ni (II) und Ti (IV) oder Zn (II) und Ti (IV) auf, so daß es erforderlich ist, eine große Menge Additiven zum Einstellen der Koerzitivkraft auf ein angemessenes Mal zu verwenden, was zu einem starken Abfall des Magnetisierungswertes führt, der maximal etwa 47 Am²/kg (47 emu/g) ausmacht. Die Temperaturstabilität dieser Teilchen, die aus Fig. 1 in dem JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS ersichtlich ist, liegt in dem Bereich von etwa +80 bis +240 Am&supmin;¹ (+1,0 bis +3,0 Oe/ºC) (ausgedrückt in der möglichen Änderung der Koerzitivkraft bei einer Temperatur von -20 bis 120ºC), was besser ist als die der plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ, die Co (II) und Ti (IV) enthalten, aber dies ist noch unzureichend.
Als Mittel zur Verbesserung der Temperaturstabilität der plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ, umfassend die Elemente zur Verminderung der Koerzitivkraft wie Co (II) und Ti (IV), sind beispielsweise die in den japanischen offengelegten Patentanmeldungen (Kokai) Nr. 61- 152003 (1986) und 62-132732 (1987) beschriebenen Verfahren bekannt.
Nach dem Verfahren der japanischen Patentanmeldung Kokai Nr. 61-152003 (1986) wird mit den plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ, die die Elemente zum Vermindern der Koerzitivkraft enthalten, wie Co (II) und Ti (IV), eine Wärmebehandlung bei 300 bis 700ºC in einer reduzierenden Atmosphäre durchgeführt. Aber diese Wärmebehandlung erhöht die Koerzitivkraft um mehr als das Doppelte vor der Wärmebehandlung, was die Steuerung der Koerzitivkraft auf ein angemessenes Maß schwierig macht.
Nach dem Verfahren der japanischen Patentanmeldung Kokai Nr. 62-132732 (1987) werden die Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ so hergestellt, daß ihr durchschnittlicher Durchmesser weniger als 1,0 um, ihre Dicke in C- Achsenrichtung weniger als 0,2 um und ihr plättchenförmiges Verhältnis (durchschnittlicher Durchmesser der plättchenförmigen Oberfläche/Dicke der C-Achsenrichtung) mehr als 5 wird. Dieses Verfahren weist daher den Mangel auf, daß die Verbesserung der Temperaturstabilität von den Beschränkungen durch die Form der Teilchen abhängig ist.
Ebenso wiesen die Löscheigenschaften der konventionellen plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ, die die Elemente zum Vermindern der Koerzitivkraft enthielten, beispielsweise Co (II) und Ti (IV), eine spezifische Korrelation zu der Koerzitivkraft auf, das heißt, es gab eine Neigung, daß die Löscheigenschaften mit der Zunahme der Koerzitivkraft schlechter wurden, wobei die Löscheigenschaft etwa 40 dB wurde, wenn die Koerzitivkraft etwa 40 000 Am&supmin;¹ (500 Oe) ist; die Löscheigenschaft wurde etwa 30 dB, wenn die Koerzitivkraft etwa 56 000 Am&supmin;¹ (700 Oe) ist, und die Löscheigenschaft wird etwa 20 dB, wenn die Koerzitivkraft etwa 72 000 Am&supmin;¹ (900 Oe) ist. Ein Verfahren zur Verbesserung der Löscheigenschaften der plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ ist in der japanischen offengelegten Patentanmeldung (Kokai) Nr. 62-46430 (1987) offenbart. Nach diesem Verfahren werden die plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ so hergestellt, daß ihr durchschnittlicher Durchmesser weniger als 0,2 um, vorzugsweise weniger als 0,15 um, mehr bevorzugt weniger als 0,1 um wird, und daß das Längenverhältnis (durchschnittlicher Durchmesser der Plättchenoberfläche/Dicke der C- Achsenrichtung) größer wird als 6, mehr bevorzugt größer als 8, aber dieses Verfahren weist den Nachteil auf, daß die Verbesserung der Löscheigenschaften von den Beschränkungen durch die Form der Teilchen abhängt.
Somit ist die Schaffung eines Verfahrens sehr erwünscht, das in der Lage ist, plättchenförmige Ba- und/oder Sr-haltige Ferritteilchen mit einer angemessenen Koerzitivkraft und einer großen Magnetisierung und ebenso einer verbesserten Temperaturstabilität und Löscheigenschaften, ohne Beschränkungen auf die Form der Teilchen zur Verfügung zu stellen.
Es wurde festgestellt, daß die plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ, umfassend ein Metall (II) und ein Metall (IV), die Zink als eine feste Lösung in der Nähe der Teilchenoberfläche eingefügt aufweisen, erhältlich durch ein Verfahren, umfassend die Durchführung einer Autoklavenbehandlung mit einer alkalischen Eisenhydroxid (III)-Suspension, umfassend Ionen aus einem Metall (II), ausgewählt aus Ni und Zn, Ionen aus einem Metall (IV), ausgewählt aus Ti, Sn und Zr, und Ba- und/oder Sr- Ionen, bei einer Temperatur von 150 bis 330ºC, zur Herstellung der plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ, umfassend das Metall (II) und das Metall (IV), Suspendieren der Teilchen in einer zinkhaltigen wäßrigen Lösung mit einem pH von 4,0 bis 12,0, unter Erhalt der plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ, umfassend das Metall (II) und das Metall (IV) und mit einem Zinkhydroxid, das auf die Teilchenoberfläche niedergeschlagen ist, Filtrieren und Trocknen der Teilchen und anschließendes Erhitzen und Kalzinieren dieser bei einer Temperatur in dem Bereich von 600 bis 900ºC, eine Koerzitivkraft, die für das magnetische Aufzeichnen geeignet ist, und einen großen Magnetisierungswert aufweisen, und daß sie ebenfalls ausgezeichnet im Hinblick auf die Stabilität und die Löscheigenschaften sind. Diese Erfindung wurde auf der Grundlage dieser Feststellung vollendet.
Gemäß einem ersten Aspekt dieser Erfindung werden Baund/oder Sr-haltige plättchenförmige Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ, die für die magnetische Aufzeichnung geeignet sind, wobei die Teilchen von 4,0 bis 14,0 Atom-%, bezogen auf Fe (III) an Ionen aus einem Metall (II), ausgewählt aus Ni und Zn, und von 2,0 bis 14,0 Atom-%, bezogen auf Fe (III) von Ionen aus einem Metall (IV), ausgewählt aus Ti, Sn und Zr, von 0,2 bis 6,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Teilchen, an Zink aufweisen, das als eine feste Lösung in der Nähe der Teilchenoberfläche eingefügt ist, und eine Änderung der Koerzitivkraft bei einer Temperatur von -20 bis 120ºC von -39,8 bis +39,8 Am&supmin;¹/ºC (-0,5 bis +0,5 Oe/ºC) entfalten.
Diese Erfindung umfaßt ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, das als magnetische Teilchen Teilchen dieser Erfindung umfaßt. Die Erfindung umfaßt weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums, wobei das Verfahren das Herstellen des Mediums unter Verwendung von Ba und/oder Sr-haltigen Teilchen der Erfindung oder der Teilchen, hergestellt durch das erfindungsgemäße Verfahren als die magnetischen Teilchen für das Medium umfaßt.
Die plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ gemäß dieser Erfindung sind mehr als 10 dB besser im Hinblick auf die Löscheigenschaften als die konventionellen plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typs, die die gleiche Koerzitivkraft aufweisen.
Der Grund, warum die plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ mit einer ausgezeichneten Temperaturstabilität und Löscheigenschaften durch das erfindungsgemäße Verfahren erhalten werden können, ist bis jetzt noch nicht endgültig bekannt, aber im Hinblick auf die Tatsache, daß eine ausgezeichnete Tempraturstabilität und Löscheigenschaft in beiden Fällen von den plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ, die ein Metall (II), ausgewählt aus Ni und Zn, und ein Metall (IV), ausgewählt aus Ti, Sn und Zr, enthalten, und den plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ, die keine Metalle (II) und (IV) enthalten und die Zink als eine feste Lösung in der Nähe der Teilchenoberfläche eingefügt aufweisen, wie es in den Vergleichsbeispielen gezeigt ist, glauben diese Erfinder, daß die Realisierung der Herstellung der plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ, die sowohl im Hinblick auf die Temperaturstabilität als auch im Hinblick auf die Löscheigenschaften entsprechend dieser Erfindung ausgezeichnet sind, aufgrund des synergistischen Effektes der spezifischen Metalle (II) und (IV), die einen Teil von Fe (III) in dem Ferrit substituieren, und des Zinks, das als eine feste Lösung in der Nähe der Teilchenoberfläche eingefügt ist, erfolgt.
In den erfindungsgemäßen plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ wird Zink als eine feste Lösung in der Nähe der Teilchenoberfläche eingefügt, so daß es möglich ist, den Magnetisierungswert der Teilchen effektiv zu vergrößern, während die Koerzitifkraft vermindert wird. Selbst wenn die Elemente mit einer geringen Reduktionswirkung für die Koerzitivkraft verwendet werden, wie Ni (II) - Ti (IV), Zn (II) - Ti (IV) ist es möglich, die Koerzitivkraft wirksam auf ein angemessenes Maß zu steuern, während eine große Magnetisierung beibehalten wird. In die erfindungsgemäßen Teilchen wird Zink als eine feste Lösung in die Nähe der Oberfläche der Teilchen eingefügt, umfassend ein Metall (II), ausgewählt aus Ni und Zn, und ein Metall (IV), ausgewählt aus Ti, Sn und Zr.
Ein Metall (II), ausgewählt aus Ni und Zn, ist in einer Menge von 4,0 bis 14,0 Atom-%, vorzugsweise 5,0 bis 13,0 Atom-% enthalten, bezogen auf Fe (III). Wenn der Gehalt weniger ist als 4,0 Atom-%, ist es unmöglich, das Ziel dieser Erfindung vollständig zu erreichen. Ebenso wird die Koerzitivkraft erhöht und kann schwer nur auf ein angemessenes Maß gesteuert werden. Wenn der Gehalt 14,0 Atom-% übersteigt, wird die Magnetisierung der Teilchen zu gering, obwohl das Ziel dieser Erfindung erreicht werden kann.
Eines von den angegebenen Metallen (IV) ist in einer Menge von 2,0 bis 14,0 Atom-%, vorzugsweise 3,0 bis 13,0 Atom-% enthalten, bezogen auf Fe (III). Wenn der Gehalt weniger als 2,0 Atom-% ist, ist es unmöglich, das Ziel dieser Erfindung vollständig zu erreichen. Ebenso wird die Koerzitivkraft erhöht und kann nur schwer auf ein angemessenes Maß gesteuert werden. Wenn der Gehalt 14,0 Atom-% übersteigt, wird die Magnetisierung der Teilchen zu gering, obwohl das erfindungsgemäße Ziel erreicht werden kann. Die erfindungsgemäßen plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ sind Ba-haltige Ferritteilchen, Sr-haltige Ferritteilchen oder Ferritteilchen, die sowohl Ba als auch Sr enthalten.
Die Menge an Zink, das als eine feste Lösung in den plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ dieser Erfindung eingefügt ist, ist 0,2 bis 6,0 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 5,0 Gew-%. Wenn die Menge weniger als 0,2 Gew.-% ist, kann das Ziel dieser Erfindung nicht vollständig erreicht werden. Es ist möglich, das Ziel dieser Erfindung zu erreichen, selbst wenn die Menge an Zink 5,0 Gew.-% übersteigt, aber es ist bedeutungslos, Zink in einer größeren Menge einzufügen, als es tatsächlich erforderlich ist.
Die erfindungsgemäßen Teilchen können durch ein Verfahren erhalten werden, umfassend die Schritte, daß eine alkalische Eisenhydroxid-(III)-Suspension, die Ionen aus einem Metall (II), ausgewählt aus Ni und Zn, Ionen aus einem Metall (IV) ausgewählt aus Ti, Sn und Zr, und Ba-Ionen und/oder Sr-Ionen enthält, einer Autoklavenbehandlung bei einer Temperatur in dem Bereich von 150 bis 330ºC, vorzugsweise 180 bis 300ºC unterworfen wird, zur Erzeugung der plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ, die die Metalle (II) und (IV) enthalten, daß diese Teilchen in einer zinkhaltigen wäßrigen Lösung mit einem pH von 4,0 bis 12,0 suspendiert werden, unter Erhalt der plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ, die die Metalle (II) und (IV) enthalten und die ein Hydroxid aus Zink auf der Teilchenoberfläche niedergeschlagen aufweisen, daß die Teilchen filtriert und getrocknet werden, und daß sie dann durch Erhitzen bei einer Temperatur in dem Bereich von 600 bis 900ºC, vorzugsweise 700 bis 900ºC kalziniert werden.
Die alkalische Eisenhydroxid-(III)-Suspension, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird, kann durch Reaktion eines Fe-(III)-Salzes und einer alkalischen wäßrigen Lösung hergestellt werden. Eisennitrat, Eisenchlorid und dergleichen können als das Fe-(III)-Salz verwendet werden.
Die erfindungsgemäß verwendbaren Ba-Ionen umfassen Ionen aus Bariumhydroxid, Bariumchlorid, Bariumnitrat und dergleichen.
Als Fr-Ionen können die Ionen von Strontiumhydroxid, Strontiumchlorid, Strontiumnitrat und dergleichen verwendet werden.
Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren angewandte Reaktionstemperatur liegt bei 150 bis 330ºC, vorzugsweise 180 bis 300ºC. Wenn die Reaktionstemperatur unterhalb von 150ºC ist, wird es schwierig, die gewünschten plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ zu erzeugen. Es ist möglich, die plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ zu erzeugen, selbst wenn die Reaktionstemperatur 330ºC übersteigt, aber wenn die Sicherheit der Anlage berücksichtigt wird, sollte die obere Grenze der Reaktionstemperatur auf etwa 330ºC gesetzt werden.
Als Metall (II), ausgewählt aus Ni und Zn, können Chloride, Nitrate, Acetate, etc. von Ni und Zn verwendet werden.
Das Metall (II) wird in einer Menge von 4,0 bis 14,0 Atom-%, vorzugsweise 0,5 bis 13,0 Atom-%, bezogen auf Fe (III) zugegeben. Das zugegebene Metall (II) ist im wesentlichen vollständig in den Ba-haltigen plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ enthalten. Wenn der Gehalt weniger als 4,0 Atom-% ist, ist es unmöglich, das erfindungsgemäße Ziel vollständig zu erreichen. Ebenso wird die Koerzitivkraft erhöht und kann schwer auf ein angemessenes Maß gesteuert werden. Wenn der Gehalt an dem Metall (II) 14,0 Atom-% übersteigt, wird die Magnetisierung der Teilchen zu niedrig, obwohl es möglich ist, das erfindungsgemäße Ziel zu erreichen. Als das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Metall (IV) können Ti- Verbindungen wie Titantetraoxid und Titansulfat, Sn- Verbindungen wie Zinntetrachlorid und Natriumstannat und Zr- Verbindungen wie Zirconoxychlorid verwendet werden.
Das Metall (IV) wird in einer Menge von 2,0 bis 14,0 Atom-%, vorzugsweise 0,3 bis 13,0 Atom-%, bezogen auf Fe (III) zugegeben. Das zugegebene Metall (IV) ist im wesentlichen vollständig in den Ba-haltigen plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ enthalten. Wenn sein Gehalt weniger als 2,0 Atom-% ist, ist es unmöglich, das erfindungsgemäße Ziel vollständig zu erreichen. Ebenso wird die Koerzitivkraft erhöht und kann schwer auf ein angemessenes Maß gesteuert werden. Wenn der Gehalt 14,0 Atom-% übersteigt, wird die Magnetisierung der Teilchen zu gering, auch wenn es möglich ist, das erfindungsgemäße Ziel zu erreichen.
Das Niederschlagen eines Hydroxides aus Zink gemäß dieser Erfindung kann durch Suspendieren der plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ in einer zinkhaltigen wäßrigen Lösung mit einem pH von 4,0 bis 12,0 erzielt werden.
Als zinkhaltige wäßrige Lösung können die Lösungen von Zinkhalogeniden wie Zinkchlorid, Zinkbromid und Zinkjodid, Zinknitrat, Zinksulfat, Zinkacetat und dergleichen verwendet werden.
Wenn der pH unterhalb von 4 oder oberhalb von 12 ist, wird es schwierig, das gewünschte Niederschlagen von Zink zu bewirken.
Die Erhitzungs- und Kalzinierungstemperatur, die erfindungsgemäß angewandt wird, ist 600 bis 900ºC. Wenn diese Temperatur weniger ist als 600ºC, kann die Einfügung von Zink als eine feste Lösung in die Teilchenoberfläche nicht ausreichend bewirkt werden. Wenn die Temperatur höher ist als 900ºC, findet ein übermäßiges Sintern der Teilchen und zwischen den Teilchen statt.
Wenn das Kalzinieren gemäß dieser Erfindung durchgeführt wird, kann die Teilchenoberfläche zuvor mit einer Si- Verbindung, Al-Verbindung, P-Verbindung oder dergleichen mit einer Wirkung zum Verhindern des Sinterns beschichtet werden.
Ein bekanntes Flußmittel kann bei der Durchführung der Kalzinierung gemäß dieser Erfindung durchgeführt werden. Als ein derartiges Flußmittel können beispielsweise Halogenide und Sulfate von Alkalimetallen und Erdalkalimetallen entweder einzeln oder in Kombination verwendet werden.
Die plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ gemäß der Erfindung weisen einen großen Magnetisierungswert und eine angemessene Koerzitivkraft auf und sind ebenfalls ausgezeichnet im Hinblick auf die Temperaturstabilität, die durch die Änderung der Koerzitivkraft bei einer Temperatur von --0 bis 120ºC von -39,8 bis + 39,8 Am-¹/ºC (-0,5 bis +0,5 Oe/ºC) spezifiziert ist, und weiterhin haben sie ausgezeichnete Löscheigenschaften, so daß diese Teilchen als plättchenförmige Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ am besten für das magnetische Aufzeichnen geeignet sind, die gegenwärtig in dem Stand der Technik am meisten erwünscht sind.
Die erfindungsgemäßen plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ weisen einen durchschnittlichen Durchmesser von 0,05 bis 0,25 um, vorzugsweise 0,08 bis 0,20 um, eine Koerzitivkraft von 40 000 bis 80 000 Am&supmin;¹ (500 bis 1000 Oe), vorzugsweise 44 000 bis 78 000 Am&supmin;¹ (550 bis 980 Oe), eine Magnetisierung von mehr als 50 Am²/kg (50 emu/g), vorzugsweise mehr als 51,6 Am²/kg (51,6 emu/g) und einen Löscheigenschaftswert von mehr als 25 dB, vorzugsweise mehr als 27 dB auf.
Diese Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben, aber diese Erfindung ist in keiner Weise auf diese Beispiele beschränkt.
In den nachfolgenden Beispielen und Vergleichsbeispielen wurde der durchschnittliche Teilchendurchmesser durch Elektronenmikroskopie gemessen.
Die Magnetisierung und Koerzitivkraft der Teilchen wurde in einem pulverförmigen Zustand in einem mangetischen Feld von 800 kAm&supmin;¹ (10 koe) gemessen.
Die Temperaturstabilität der Teilchen wurde durch den Wert Am&supmin;¹/ºC (Oe/ºC) gezeigt, erhalten durch Dividieren der Differenz zwischen der Koerzitivkraft bei -20ºC und der bei 120ºC durch die Temperaturdifferenz (140ºC).
Die Löscheigenschaften der Teilchen wurden durch den Wert gezeigt, der nach dem Verfahren zum Bestimmen der Löscheigenschaften und der Magnetisierung von magnetischen Pulvern bestimmt ist, das auf den Seiten 152-153 von "A SUMMARY OF LECTURES AT THE SPRING, 1986, MEETING" von Journal of the Japan Society of powder and Powder Metallurgy beschrieben worden ist. Das heißt, die Löscheigenschaften wurden bestimmt, indem ein magnetisches DC-Feld von 800 kAm&supmin;¹ (10 koe) auf die Probe auferlegt, die restliche Magnetisierung (Mr) gemessen, die Probe dann in eine Löschvorrichtung gebracht, ein magnetisches Löschfeld von 80 000 Am&supmin;¹ (1000 Oe) bis Null auferlegt, die restliche Magnetisierung (Me) gemessen, und der Wert von 20 log Me/Mr (dB) berechnet wurde.

Herstellung der plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ aus einer wäßrigen Lösung

Beispiel 1

Eine alkalische Suspension aus 5,0 Mol Fe(NO&sub3;)&sub3;, 0,25 Mol Ni(NO&sub3;)&sub2; (entsprechend 5,0 Atom-% bezogen auf Fe (III)), 0,25 Mol TiCl&sub4; , 0,5 Mol Ba(OH)&sub2;·8 H&sub2;O und 37,5 Mol NaOH wurde auf 300ºC in einem Autoklaven erhitzt und bei dieser Temperatur unter mechanischem Rühren 3 Stunden lang erhalten, unter Erhalt eines ferromagnetischen braunen Präzipitates.
Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurde das Präzipitat filtriert, gut mit Wasser gewaschen und getrocknet.
Die Fluoreszenz-Röntgenstrahlanalyse und Röntgenbeugung des erhaltenen ferromagnetischen braunen Pulvers zeigte, daß das Pulver die Ba-Ferritteilchen enthielt, die 5,0 Atom-% Ni und 5,0 Atom-% Ti, bezogen auf Fe (III) umfaßten.

Beispiele 2 bis 9 und Vergleichsbeispiele 1 bis 3

Plättchenförmige Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ wurden auf gleiche Weise wie bei Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, daß die Art der Ferri-Salzlösung, die Art und Menge der Ba-Salz- oder Sr-Salzlösung, die Art und Menge der Metall (II) Verbindung, die Art und Menge der Metall (IV) Verbindung und die Reaktionstemperatur und Zeit geändert wurden. Die hauptsächlichen Herstellungsbedingungen und die Eigenschaften der erhaltenen Teilchen sind in Tabelle 1 gezeigt.

Herstellungsverfahren der plättchenförmigen Ferritteilchen vom Mangetoplumbit-Typ, erhalten nach der Wärmebehandlung

Beispiel 10

100 g plättchenförmiger Ba-Ferritteilchen, umfassend Ni und Ti, erhalten gemäß Beispiel 1, wurden in eine wäßrige Lösung aus 0,12 Mol Zinkchlorid dispergiert und gemischt, und nachdem das Hydroxid aus Zink auf der Teilchenoberfläche bei einem pH von 9 niedergeschlagen worden ist, wurden die Teilchen abfiltriert, getrocknet und dann zum Kalzinieren eine Stunde lang bei 900ºC erhitzt.
Durch elektronenmikroskopische Beobachtung wurde festgestellt, daß die resultierenden Teilchen einen durchschnittlichen Durchmesser von 0,12 um aufwiesen. Im Hinblick auf die magnetischen Eigenschaften dieser Teilchen zeigten sie eine Koerzitivkraft Hc von 73 000 Am&supmin;¹ (920 Oe) und eine Magnetisierung von 60,5 Am²/kg (60,5 emu/g). Die Teilchen zeigten ebenfalls eine Temperaturstabilität von 32 Am&supmin;¹/ºC (+0,4 Oe/ºC) und einen Löscheigenschaftswert von 32 dB. Das Ergebnis der Fluoreszenzröntgenstrahlenanalyse der Teilchen zeigte, daß sie 5,0 Atom-% Co und 5,0 Atom-% Ti, bezogen auf Fe, und 4,9 Gew.-% Zn, bezogen auf das Endprodukt enthielten.
Da die chemische Analyse der Teilchen kein Zinkoxid und Zinkhydroxid ermittelte, die normalerweise beim Erhitzen einer alkalischen Lösung extrahiert werden, wurde bestätigt, daß Zink in eine feste Lösung umgewandelt worden war.

Beispiele 11 bis 18 und Vergleichsbeispiele 4 bis 11

Plättchenformige Ferritteilchen vom Mangetoplumbit-Typ wurden auf gleiche Weise wie bei Beispiel 10 erhalten mit der Ausnahme, daß die Art und Menge des zugegebenen Zn, die Wärmebehandlungstemperaturen und -Zeit, die Verwendung des Flußmittels und die Art und Menge des Flußmittels, wenn es verwendet wurde, auf verschiedene Arten geändert wurden.
Die Hauptherstellungsbedingungen und die Eigenschaften der erhaltenen Teilchen sind in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 1 Beispiel und Vergl.Bsp. Herstellung der plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbittyp aus einer wäßrigen Lösung Ferri-Salz-Lösung Ba-Salz- oder Sr-Salzlösung Art Menge Metall (II) Verbindung Metall (II)/Fe (Atom%) Temp. Zeit Hergestellte plättchenförmige Ferritteilchen vom Magnetoplumbittyp Durchsch. Durchmesser Natriumstannat Zirconiumoxychlorid Tabelle 2 Bsp. und Vergl.Bsp. Art des Ausgangsmaterials (Bsp. Nr. und Vergl.Bsp. Nr. Behandlung der festen Zn-Lösung Zugegebenes Zn Art Menge Wärmebehandlung Temp. Zeit Flußmittel Gehalt der festen Zn-Lösung Plättchenförmige Ferritteilchen vom Magnetoplumbittyp Durch. Durchm. Koerzitivkraft Magnetisierung Temp. Stabilität Löscheigenschaften Beispiel Die Löscheigenschaften waren wegen der hohen Koerzitivkraft nicht bestimmbar.

Claims

1. Ba- und /oder Sr-haltige, plättchenförmige Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ, die für das magnetische Aufzeichnen geeignet sind, wobei die Teilchen von 4,0 bis 14,0 Atom-%, bezogen auf Fe (III), an Ionen aus einem Metall (II), ausgewählt aus Ni und Zn, und von 2,0 bis 14,0 Atom-%, bezogen auf Fe (III), an Ionen aus einem Metall (IV), ausgewählt aus Ti, Sn und Zr, aufweisen, von 0,2 bis 6,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Teilchen, an Zink als eine feste Lösung in der Nähe der Teilchenoberfläche eingefügt aufweisen und eine Änderung der Koerzitivkraft bei einer Temperatur von -20 bis 120ºC von -39,8 bis +39,8 Am&supmin;¹/ºC (- 0,5 bis +0,5 oe/ºC) entfalten.

2. Teilchen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen durchschnittlichen Durchmesser von 0,08 bis 0,20 um, eine Koerzitivkraft von 4,38 · 10&sup4; bis 7,80 · 10&sup4; Am&supmin;¹ (550 bis 980 Oe), eine Magnetisierung von nicht weniger als 51,6 Am²/kg (51,6 emu/g) und einen Löscheigenschaftswert von nicht weniger als 27 dB aufweisen.

3. Teilchen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an Zink, das als eine feste Lösung eingefügt ist, von 0,5 bis 5,0 Gew.-% ist.

4. Teilchen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie von 5,0 bis 13,0 Atom-%, bezogen auf Fe (III) des Metalls, ausgewählt aus Ni und Zn,, und von 3,0 bis 13,0 Atom-%, bezogen auf Fe (III), des Metalls (IV), ausgewählt aus Ti, Sn und Zr, enthalten.

5. Verfahren zur Herstellung von plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ, die für das magnetische Aufzeichnen geeignet sind, umfassend:

(i) Durchführung einer Behandlung einer alkalischen Eisenhydroxid (III)-Suspension, umfassend von 4,0 bis 14,0 Atom-%, bezogen auf Fe (III), an Ionen aus einem Metall (II), ausgewählt aus Ni und Zn, von 2,0 bis 14,0 Atom-%, bezogen auf Fe (III), an Ionen aus einem Metall (IV), ausgewählt aus Ti, Sn und Zr, und Ba- und/oder Sr-Ionen, in einem Autoklaven bei einer Temperatur von 150 bis 330ºC, zur Erzeugung der plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ, die die Metalle (II) und (IV) enthalten,

(ii) Suspendieren der Teilchen in einer zinkionenhaltigen, wäßrigen Lösung mit einem pH von 4,0 bis 12,0, unter Erhalt von plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ, umfassend die Metalle (II) und (IV) und mit einem Hydroxid aus Zink, das auf der Teilchenoberfläche niedergeschlagen ist,

(iii) nach Filtrieren der Teilchen, die in dem Schritt (ii) erhalten worden sind, Erhitzen und Kalzinieren der Teilchen bei einer Temperatur von 600 bis 900ºC, so daß Zink als eine feste Lösung in der Nähe der Teilchenoberfläche in einer Menge von 0,2 bis 6,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Teilchen, eingefügt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schritt (i) das Metall (II), ausgewählt aus Ni und Zn, in einer Menge von 5,0 bis 13,0 Atom-%, bezogen auf Fe (III) vorhanden ist, und daß das Metall (IV), ausgewählt aus Ti, Sn und Zr, in einer Menge von 3,0 bis 13,0 Atom-%, bezogen auf Fe (III) vorhanden ist.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schritt (i) eine alkalische Eisenhydroxid (III)- Suspension verwendet wird, die ein Chlorid, Nitrat oder Acetat von Ni oder Zn; Titantetraoxid, Titansulfat, Zinntetrachlorid, Natriumstannat oder Zirconoxychlorid; und Bariumhydroxid, Bariumchlorid, Bariumnitrat, Strontiumhydroxid, Strontiumchlorid oder Strontiumnitrat enthält, und daß in Schritt (ii) eine wäßrige Lösung aus Zinkchlroid, Zinkbromid, Ziniodid, Zinknitrat, Zinsulfat oder Zinkacetat verwendet wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur in den Schritten (i) und (iii) von 180 bis 300ºC bzw. von 700 bis 900ºC ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schritt (iii) das Erhitzen zum Kalzinieren der in dem Schritt (ii) erhaltenen Teilchen durchgeführt wird, indem zumindest ein Flußmittel verwendet wird, ausgewählt aus Halogeniden und Sulfaten von Alkalimetallen und Erdalkalimetallen.

10. Verfahren zur Erzeugung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums, umfassend das Herstellen des Mediums unter Verwendung von Ba- und/oder Sr-haltigen, plättchenförmigen Ferritteilchen vom Magnetoplumbit-Typ nach einem der Ansprüche 1 bis 4, oder die durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9 hergestellt worden sind, als die magnetischen Teilchen für das Medium.

11. Magnetisches Aufzeichnungsmedium, umfassend Teilchen nach einem der Ansprüche 1 bis 4 als magnetische Teilchen.