JP2000203847A - Ｆｅ及びＣｏを主成分とする紡錘状合金磁性粒子粉末用Ｃｏ含有紡錘状ヘマタイト粒子粉末 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、紡錘状合金磁性粒子粉末を得るた
めの加熱還元工程における形状破壊を可及的に防止する
ことができるので、高保磁力、大きな飽和磁化値、優れ
た酸化安定性及び磁性塗膜での優れたＳＦＤを有する、
Ｆｅ及びＣｏを主成分とする紡錘状合金磁性粒子粉末用
材料として好適であるＣｏ含有紡錘状ヘマタイト粒子粉
末を提供する。 【解決手段】 紡錘状合金磁性粒子粉末用材料として好
適なＣｏ含有紡錘状ヘマタイト粒子粉末とは、平均長軸
径が０．０５〜０．１４μｍ、軸比（平均長軸径／平均
短軸径）が４〜８、結晶子サイズＤ₁₀₄が５０〜８０Å
であって、飽和磁化値σsが０．５〜２Ａｍ^２／ｋｇで
あり、且つ、全Ｆｅに対してＣｏ換算で２０原子％を超
えて４５原子％以下のコバルト、Ａｌ換算で５〜１５原
子％のアルミニウム及び希土類元素換算で５〜１５原子
％の希土類化合物を含有するＣｏ含有紡錘状ヘマタイト
粒子粉末からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紡錘状合金磁性粒
子粉末を得るための加熱還元工程における形状破壊を可
及的に防止することができるので、高保磁力、大きな飽
和磁化値、優れた酸化安定性及び磁性塗膜での優れたＳ
ＦＤを有する、Ｆｅ及びＣｏを主成分とする紡錘状合金
磁性粒子粉末用材料として好適であるＣｏ含有紡錘状ヘ
マタイト粒子粉末に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、オーディオ用、ビデオ用、コンピ
ュータ用の磁気記録再生用機器の小型軽量化、長時間記
録化、記録の高密度化、若しくは記憶容量の増大化が激
化しており、磁気記録媒体である磁気テープ、磁気ディ
スクに対する高性能化、高密度記録化の要求が益々高ま
ってきている。

【０００３】即ち、磁気記録媒体の高画像画質、高出力
特性、殊に周波数特性の向上及び保存特性、耐久性の向
上が要求され、その為には、高い保磁力Ｈｃと保磁力分
布ＳＦＤ、耐候性ΔＢｍが優れていることが要求されて
いる。

【０００４】磁気記録媒体のこれらの諸特性は磁気記録
媒体に使用される磁性粒子粉末と密接な関係を有してお
り、近年においては、従来の酸化鉄磁性粒子粉末に比較
して高い保磁力と大きな飽和磁化値σｓを有する鉄を主
成分とする金属磁性粒子粉末が注目され、デジタルオー
ディオテープ（ＤＡＴ）、８ｍｍビデオテープ、Ｈｉ−
８テープ、さらにハイビジョン用のＷ−ＶＨＳテープ、
デジタル記録方式のＤＶＣテープ等に使用され、コンピ
ューター用ではＺｉｐ，スーパーディスク等のリムーバ
ブルディスクに使用され、最近では大容量のＨｉ−ＦＤ
で採用され、現在その事業化段階にある。

【０００５】そこで、これらの鉄を主成分とする金属磁
性粒子粉末についても更に特性改善が強く望まれてい
る。

【０００６】即ち、より高い保磁力、優れた保磁力分布
ＳＦＤ、優れた耐候性ΔＢｍを有する磁気記録媒体を得
るためには、鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末がより
高い保磁力とより大きい飽和磁化値を有するとともに、
粒子サイズの分布ができるだけ狭く、分散性が優れ、且
つ、酸化安定性Δσｓに優れていることが強く要求され
ている。

【０００７】しかしながら、これら諸特性をともに満た
す金属磁性粒子粉末を得ることは、その製造法に起因し
て困難である。

【０００８】即ち、一般に、鉄を主成分とする金属磁性
粒子粉末は、第一鉄塩水溶液とアルカリ水溶液とを反応
して得られる鉄含有沈殿物を含む水溶液を空気等の酸素
含有ガスを通気して酸化反応を行い得られる紡錘状ゲー
タイト粒子粉末を加熱脱水して得られる紡錘状ヘマタイ
ト粒子粉末、又は該紡錘状へマタイト粒子粉末に鉄以外
の異種元素を含有させた紡錘状へマタイト粒子粉末を出
発原料粒子粉末として用い、該出発原料粒子粉末を還元
性ガス雰囲気下で加熱還元することにより得ることがで
きる。

【０００９】前記加熱還元工程における雰囲気や温度等
の条件は非常に過酷であるため、紡錘状へマタイト粒子
粉末は粒子及び粒子相互間で焼結を生起しやすい。特
に、金属磁性粒子粉末の長所である大きな飽和磁化値を
得るためには、加熱還元温度をできるだけ高くして十分
に還元を進めておくことが必要であるが、加熱還元温度
を高くした場合には、逆に紡錘状へマタイト粒子粉末は
形状破壊を生起しやすくなる。

【００１０】近年、高い保磁力を有する金属磁性粒子粉
末を得るために粒子サイズは益々微粒子化し、紡錘状ヘ
マタイト粒子も微粒子化している。殊に、０．１４μｍ
以下の微粒子になると、加熱還元工程における粒子形状
の破壊がより顕著となる傾向にある。このように形状破
壊された金属磁性粒子粉末は、形状異方性の低下により
高い保磁力を得ることができず、粒子サイズの分布は低
下する。そして、磁気記録媒体の製造に当っても、ビヒ
クル中での結合剤との混練、分散過程における粒子間力
の増大、あるいは磁気的凝集力の増大によって、分散性
が低下し、磁性塗膜とした時の角型比が低下し、優れた
ＳＦＤを有する磁気記録媒体を得ることはできない。

【００１１】そこで、加熱還元工程で粒子形状の破壊が
可及的に防止することのできる紡錘状へマタイト粒子粉
末が強く要求される。

【００１２】一方、微粒子、殊に長軸径が０．１４μｍ
以下の鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末は、加熱還元
工程後、空気中に取り出した時に、空気中の酸素により
酸化反応が急激に進行して大幅な磁気特性の低下、殊
に、飽和磁化値の低下を起こし、目的とする大きな飽和
磁化値を有する金属磁性粒子粉末を得ることができず、
更に、磁性塗膜とした時の耐候性ΔＢｍに劣るものであ
る。そこで、還元直後の飽和磁化値が大きな金属磁性粒
子粉末であるとともに、酸化安定性に優れた金属磁性粒
子粉末であることが強く要求されている。

【００１３】従来、高い保磁力を有する鉄を主成分とす
る金属磁性粒子粉末を得るための方法として、鉄を主成
分とする金属磁性粒子粉末の粒子径を微粒子化させる方
法（特開昭５７−１３５４３６号公報等）が知られてい
る。また、酸化安定性を改良するために、Ｆｅ以外の異
種元素としてＣｏを２０原子％を超えて多量に含有させ
ること（特開平３−１７４７０４号公報、特開平３−２
９３７０３号公報、特開平５−１０１９１７号公報、特
開平６−１７６９１２号公報、特開平８−１６５５０１
号公報、特開平９−２２５２２号公報、特開平９−２２
５２３号公報等）が広く知られている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】前記加熱還元工程にお
ける形状破壊が可及的に防止することのできるＣｏ含有
紡錘状ヘマタイト粒子粉末は、現在最も要求されている
ところであるが、これら諸特性を満たす出発原料粒子粉
末は未だ提供されていない。

【００１５】即ち、鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末
の粒子径を微粒子化させる方法による場合は、前述した
通り、紡錘状ヘマタイト粒子粉末が微粒子であることに
より加熱還元する際、粒子及び粒子相互間の焼結が生起
しやすく、形状破壊が起こりやすい。このため、得られ
た金属磁性粒子粉末は所望の高い保磁力を得ることが難
しく、高々１５９．２ｋＡ／ｍ（２０００Ｏｅ）の保磁
力しか得られていない。そして、微粒子を加熱還元する
ことによる粒子の形状破壊により分散性が低下し、磁性
塗膜としたときのＳＦＤに劣るのもである。

【００１６】また、前出公知のコバルトを多量に含有し
た場合、酸化安定性が改善された金属磁性粒子粉末が得
られるが、加熱処理の際に過度の粒子成長が起こりやす
く、形状破壊を誘起するため、得られた金属磁性粒子粉
末は形状異方性が低下していることにより、高い保磁力
を得ることはできず、サイズ分布が低下し分散性が低下
していることにより磁性塗膜のＳＦＤは高々０．４０程
度の金属磁性粒子粉末しか得られていない。

【００１７】そこで、本発明は、前記加熱還元工程にお
ける形状破壊を可及的に防止することができるので、よ
り高い保磁力、殊に１５９．２ｋＡ／ｍ（２０００Ｏ
ｅ）以上の保磁力、大きな飽和磁化値、殊に１３０Ａｍ
^２／ｋｇ（１３０ｅｍｕ／ｇ）以上であって、酸化安定
性に優れ、且つ、磁性塗膜での優れたＳＦＤ、殊に０．
４０未満をともに有するＦｅ及びＣｏを主成分とする紡
錘状合金磁性粒子粉末用材料として好適なＣｏ含有紡錘
状へマタイト粒子粉末を提供することを技術的課題とす
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段】前記技術的課題は、次の
通りの本発明によって達成できる。

【００１９】即ち、本発明は、平均長軸径が０．０５〜
０．１４μｍ、軸比（平均長軸径／平均短軸径）が４〜
８、結晶子サイズＤ_１０４が５０〜８０Åであって、飽
和磁化値σｓが０．５〜２Ａｍ^２／ｋｇであり、且つ、
全Ｆｅに対してＣｏ換算で２０原子％を超えて４５原子
％以下のコバルト、Ａｌ換算で５〜１５原子％のアルミ
ニウム及び希土類元素換算で５〜１５原子％の希土類化
合物を含有しているＣｏ含有紡錘状ヘマタイト粒子粉末
からなることを特徴とするＦｅ及びＣｏを主成分とする
紡錘状合金磁性粒子粉末用Ｃｏ含有紡錘状ヘマタイト粒
子粉末である。

【００２０】本発明の構成をより詳しく説明すれば次の
通りである。

【００２１】本発明に係るへマタイト粒子粉末の粒子形
状は、紡錘状である。紡錘状へマタイト粒子粉末は、紡
錘状ゲータイト粒子を加熱脱水処理することにより得る
ことができる。

【００２２】周知の通り、紡錘状ヘマタイト粒子粉末は
紡錘状ゲータイト粒子粉末の粒子形状を継承するため、
中央部が太く該中央部から両先端部に向かって徐々に先
細りとなっている形状を有しており、樹枝状粒子が混在
しておらず、粒子サイズの分布が優れている粒子粉末で
ある。

【００２３】本発明に係る紡錘状ヘマタイト粒子粉末
は、コバルトを全Ｆｅに対してＣｏ換算で２０原子％を
超えて４５原子％以下、好ましくは２１〜４０原子％、
更に好ましくは２１〜３５原子％含有し、アルミニウム
を全Ｆｅに対してＡｌ換算で５〜１５原子％、好ましく
は６〜１４原子％含有し、また、希土類元素を、全Ｆｅ
に対して希土類元素換算で５〜１５原子％、好ましくは
５〜１２原子％含有している。

【００２４】コバルトの含有量が全Ｆｅに対して２０原
子％以下の場合には、得られたＦｅ及びＣｏを主成分と
する紡錘状合金磁性粒子粉末は酸化安定性を十分に改良
することができず、また、大きな飽和磁化値が得られ難
い。４５原子％を超える場合には、還元速度の制御が非
常に難しくなり、加熱還元時に粒子及び粒子相互間で形
状破壊や焼結を生じ、高い保磁力が得られ難くなる。

【００２５】アルミニウムの含有量が全Ｆｅに対して５
原子％未満の場合には還元速度の制御が難しく、還元工
程における形状破壊が生起し、得られるＦｅ及びＣｏを
主成分とする紡錘状合金磁性粒子粉末は、官能基を有す
るバインダーとの吸着が弱く、高い角型比が得られ難
い。１５原子％を超える場合は、還元そのものが進行し
難く、また、非磁性分の割合が大きくなるため大きな飽
和磁化値が得られ難くなる。

【００２６】希土類元素の含有量が全Ｆｅに対して５原
子％未満の場合には、還元速度の制御が非常に難しくな
り、形状破壊により高い保磁力が得られ難くなる。ま
た、焼結防止効果が十分でなく、磁性塗膜でのＳＦＤが
悪化する。１５原子％を超える場合は、還元そのものが
進行し難く、また、非磁性分の割合が大きくなるため大
きな飽和磁化値が得られ難くなる。

【００２７】前記希土類元素としては、スカンジウム、
イットリウム、ランタン、セリウム、プラセオジウム、
ネオジウム、サマリウム等の１種又は２種以上が好適で
ある。特に、イットリウム、ネオジウムが好ましい。

【００２８】本発明に係る紡錘状へマタイト粒子粉末の
平均長軸径は、０．０５〜０．１４μｍである。平均長
軸径が０．０５μｍ未満の場合は、得られる紡錘状合金
磁性粒子が超常磁性となるため大きな飽和磁化値が得ら
れず、同時に高い保磁力も得られ難くなる。逆に０．１
４μｍを超える場合は、目的とする高い保磁力が得られ
ない。

【００２９】本発明に係る紡錘状ヘマタイト粒子粉末の
軸比は４〜８である。軸比が４未満の場合は得られる紡
錘状合金磁性粒子の形状異方性が低下するため、高い保
磁力が得られない。８を超える場合は、長軸径に依存す
るが、比較的高い保磁力は得られるものの、大きな飽和
磁化値が得られ難くなる。

【００３０】本発明に係る紡錘状へマタイト粒子粉末の
結晶子サイズＤ_１０４は、５０〜８０Åである。結晶子
サイズＤ_１０４が５０Å未満の場合は、紡錘状ヘマタイ
ト粒子の結晶成長が小さく、還元速度の制御が不十分と
なり、形状破壊により目的とする高い保磁力が得られ難
くなる。８０Åを超える場合は、紡錘状ヘマタイト粒子
での過度の結晶成長により、短軸方向の成長が促進され
て、形状異方性が低下し、高い保磁力が得られ難くな
る。

【００３１】本発明に係る紡錘状へマタイト粒子粉末の
飽和磁化値σｓは、０．５〜２Ａｍ ^２／ｋｇ（０．５〜
２ｅｍｕ／ｇ）である。σｓが０．５Ａｍ^２／ｋｇ
（０．５ｅｍｕ／ｇ）未満の場合、紡錘状へマタイト粒
子粉末の分布はよいが、紡錘状合金磁性粒子粉末とした
場合に、分散性に劣るものである。σｓが２Ａｍ^２／ｋ
ｇ（２ｅｍｕ／ｇ）を超える場合には、コバルトを含有
していることに起因して脱水加熱時にスピネル化合物を
多量に生じ、短軸成長が生起し、更に、過度の場合には
紡錘状へマタイト粒子での形状破壊が起きるため、高い
保磁力を有する紡錘状合金磁性粒子粉末が得られ難い。

【００３２】本発明に係る紡錘状へマタイト粒子粉末の
平均短軸径は、０．０１０〜０．０２２μｍが好まし
い。平均短軸径が０．０１０μｍ未満の場合は、得られ
る紡錘状合金磁性粒子が超常磁性となるため大きな飽和
磁化値が得られず、同時に高い保磁力も得られ難くな
る。０．０２２μｍを超える場合は、目的とする高い保
磁力が得られない。

【００３３】本発明に係る紡錘状へマタイト粒子粉末の
サイズ分布（標準偏差／平均長軸径）は０．２０以下が
好ましい。サイズ分布が０．２０を超える場合は、得ら
れた紡錘状合金磁性粒子粉末は当然のことながら、サイ
ズ分布も劣るため、磁性塗膜でのＳＦＤが劣り、結果テ
ープとして使用する場合、高出力化させ難くなる。

【００３４】本発明に係る紡錘状ヘマタイト粒子粉末
は、ＢＥＴ比表面積が３０〜１５０ｍ ^２／ｇ、殊に、５
０〜１２０ｍ^２／ｇが好ましい。

【００３５】次に、本発明に係る紡錘状へマタイト粒子
粉末を用いて得られるＦｅ及びＣｏを主成分とする紡錘
状合金磁性粒子粉末について述べる。

【００３６】本発明におけるＦｅ及びＣｏを主成分とす
る紡錘状合金磁性粒子粉末は、Ｃｏを全Ｆｅに対して２
０原子％を超えて４５原子％以下、好ましくは２１〜４
０原子％、さらに好ましくは２１〜３５原子％含有す
る。また、Ａｌを全Ｆｅに対して５〜１５原子％、好ま
しくは６〜１４原子％含有する。また、希土類元素を全
Ｆｅに対して５〜１５原子％、好ましくは５〜１２原子
％含有する。

【００３７】本発明におけるＦｅ及びＣｏを主成分とす
る紡錘状合金磁性粒子粉末は、平均長軸径が０．０５〜
０．１４μｍ、好ましくは０．０５〜０．１３μｍであ
り、軸比は４〜８であって、粒子の結晶子サイズＤ
_１１０は１２０〜１７０Åである。また、サイズ分布は
０．１８以下であり、平均短軸径は０．０１０〜０．０
２０μｍである。

【００３８】本発明におけるＦｅ及びＣｏを主成分とす
る紡錘状合金磁性粒子粉末は、ＢＥＴ比表面積が３５〜
６５ｍ^２／ｇ、好ましくは４０〜６０ｍ^２／ｇである。

【００３９】本発明におけるＦｅ及びＣｏを主成分とす
る紡錘状合金磁性粒子粉末は、保磁力が１５９．２〜１
９８．９ｋＡ／ｍ（２０００〜２５００Ｏｅ）である。
また、飽和磁化値が１３０〜１６０Ａｍ^２／ｋｇ（１３
０〜１６０ｅｍｕ／ｇ）、好ましくは１３５〜１６０Ａ
ｍ^２／ｋｇ（１３５〜１６０ｅｍｕ／ｇ）である。

【００４０】本発明におけるＦｅ及びＣｏを主成分とす
る紡錘状合金磁性粒子粉末は、温度６０℃、相対湿度９
０％の環境下における促進経時試験の１週間後における
飽和磁化値σｓの経時劣化Δσｓ（酸化安定性）が絶対
値として１０％以下であり、好ましくは８％以下であ
る。

【００４１】本発明におけるＦｅ及びＣｏを主成分とす
る紡錘状合金磁性粒子粉末を用いた磁性塗膜の特性は、
角型比（Ｂｒ／Ｂｍ）が０．８５以上、好ましくは０．
８６以上であり、ＳＦＤが０．４０未満、好ましくは
０．３９以下である。

【００４２】本発明におけるＦｅ及びＣｏを主成分とす
る紡錘状合金磁性粒子粉末を用いた磁性塗膜の特性は、
温度６０℃、相対湿度９０％の環境下における促進経時
試験の１週間後における飽和磁束密度Ｂｍの経時劣化Δ
Ｂｍ（耐候性）が絶対値として８％以下であり、好まし
くは６％以下である。

【００４３】次に、本発明に係る紡錘状へマタイト粒子
粉末の製造法について述べる。

【００４４】本発明に係る紡錘状ヘマタイト粒子粉末
は、例えば、紡錘状ゲータイト粒子粉末を酸化性雰囲気
下で３５０℃以下で加熱脱水し、更に、同雰囲気下で４
５０℃を超えて７００℃未満の温度範囲で加熱処理する
ことにより得ることができる。

【００４５】出発原料粒子粉末である紡錘状ゲータイト
粒子粉末は、平均長軸径が０．０５〜０．１７μｍ、好
ましくは０．０５〜０．１５μｍであり、サイズ分布は
０．２４以下である。また、平均短軸径が０．０１０〜
０．０２５μｍ、好ましくは０．０１０〜０．０２３μ
ｍである。軸比が４〜８である。

【００４６】出発原料粒子粉末である紡錘状ゲータイト
粒子粉末は、コバルトを全Ｆｅに対してＣｏ換算で２０
原子％を超えて４５原子％以下含有するとともに、アル
ミニウムを全Ｆｅに対してＡｌ換算で５〜１５原子％含
有する。

【００４７】出発原料粒子粉末である紡錘状ゲータイト
粒子粉末は、ＢＥＴ比表面積が１００〜２５０ｍ^２／
ｇ、好ましくは１２０〜２３０ｍ^２／ｇである。

【００４８】出発原料粒子粉末である紡錘状ゲータイト
粒子粉末は、まず、紡錘状ゲータイト種晶粒子を生成さ
せ、次いで、該種晶粒子表面にゲータイト層を成長させ
ることによって得られる。

【００４９】得られた紡錘状ゲータイト粒子粉末は、加
熱脱水処理に先立って焼結防止のために紡錘状ゲータイ
ト粒子の粒子表面をＣｏ元素の化合物、Ａｌ元素の化合
物及び焼結防止剤により被覆処理しておく。

【００５０】前記焼結防止剤としては、前記希土類元素
の化合物を用いる。

【００５１】なお、焼結防止効果の向上のため、あるい
は、必要によりその他の元素としてＳｉ、Ｂ、Ｃａ、Ｍ
ｇ、Ｂａ、Ｓｒ等から選ばれる元素の化合物の１種又は
２種以上を使用してもよい。これらの化合物は、焼結防
止効果を有するだけでなく、還元速度を制御する働きも
有するので、必要に応じて組み合わせて使用すればよ
い。

【００５２】前記焼結防止剤によってあらかじめ被覆し
ておくことにより、粒子及び粒子相互間の焼結が防止さ
れ、紡錘状ゲータイト粒子の粒子形状及び軸比を保持継
承した紡錘状ヘマタイト粒子粉末を得ることができ、こ
れによって、前記形状等を保持継承し、個々に独立した
Ｆｅ及びＣｏを主成分とする紡錘状合金磁性粒子粉末が
得られやすくなる。

【００５３】紡錘状ゲータイト粒子粉末の加熱脱水処理
及び加熱処理の雰囲気は酸化性ガス雰囲気である。不活
性ガス雰囲気で行った場合は、脱水反応及び粒子成長の
制御が難しく、粒子変形による軸比低下、分布悪化など
を引き起こし、得られる紡錘状合金磁性粒子粉末の保磁
力も低下し易くなる。

【００５４】加熱脱水温度が３５０℃を超える場合は、
脱水反応が急激に起こり、粒子変形による軸比低下、分
布悪化などを引き起こす。

【００５５】加熱温度が４５０℃以下の場合、十分な粒
子成長が起こらず、加熱還元時の還元速度の制御が不十
分となり、形状破壊などにより目的とする高い保磁力が
得られない。一方、加熱温度が７００℃以上の場合、過
度の結晶成長が起こり、特に短軸方向の成長が促進さ
れ、紡錘状合金磁性粒子粉末では高い保磁力が得られな
い等の現象が起こる。

【００５６】また、Ｎａ_２ＳＯ_４などの不純物塩を除去
するために加熱処理後の紡錘状ヘマタイト粒子粉末を洗
浄してもよい。この場合において、被覆された焼結防止
剤が溶出しない条件で洗浄を行うことにより、不要な不
純物の除去を行うことが好ましい。

【００５７】具体的には、陽イオン性不純物の除去には
ｐＨを上げて行い、陰イオン性不純物の除去にはｐＨを
下げて行うことで、焼結防止剤を溶出させることなく、
より効率的に洗浄できる。

【００５８】次に、本発明におけるＦｅ及びＣｏを主成
分とする紡錘状合金磁性粒子粉末の製造法について述べ
る。

【００５９】本発明においては、本発明に係る紡錘状ヘ
マタイト粒子粉末を還元性ガス雰囲気下で加熱還元する
ことによって、Ｆｅ及びＣｏを主成分とする紡錘状合金
磁性粒子粉末を得ることができる。

【００６０】本発明における加熱還元の温度範囲は、４
００〜７００℃の温度範囲で行うことが好ましい。加熱
還元温度は、紡錘状ゲータイト粒子粉末の被覆処理に用
いた化合物の種類に応じて適宜選択することがより好ま
しい。４００℃未満である場合には、還元反応の進行が
遅く長時間を要する。７００℃を越える場合には、還元
反応が急激に進行して粒子の変形と粒子及び粒子相互間
の焼結を引き起こしてしまう。

【００６１】本発明における加熱還元後のＦｅ及びＣｏ
を主成分とする紡錘状合金磁性粒子粉末は、周知の方
法、例えば、トルエン等の有機溶剤中に浸漬する方法、
還元後のＦｅ及びＣｏを主成分とする紡錘状合金磁性粒
子粉末の雰囲気を一旦不活性ガスに置換した後、不活性
ガス中の酸素含有量を徐々に増加させながら最終的に空
気とする方法及び酸素と水蒸気を混合したガスを使用し
て徐酸化する方法等により空気中に取り出すことができ
る。

【００６２】

【発明の実施の形態】本発明の代表的な実施の形態は次
の通りである。

【００６３】本発明における紡錘状ゲータイト粒子粉
末、紡錘状へマタイト粒子粉末及びＦｅ及びＣｏを主成
分とする紡錘状合金磁性粒子粉末の平均長軸径及び平均
短軸径は、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。また、軸比は平均長軸径／平均短軸径
として求めた。

【００６４】本発明における紡錘状ゲータイト粒子粉
末、紡錘状へマタイト粒子粉末及びＦｅ及びＣｏを主成
分とする紡錘状合金磁性粒子粉末のＣｏ量、Ａｌ量、希
土類元素量及びその他の金属元素の含有量は、「誘導結
合プラズマ発光分光分析装置ＳＰＳ４０００」（セイコ
ー電子工業（株）製）を使用し、測定した。

【００６５】粒子粉末の比表面積は、「モノソーブＭＳ
−１１」（カンタクロム（株）製）を使用し、ＢＥＴ法
により測定した値で示した。

【００６６】ヘマタイト粒子の結晶子サイズＤ_１０４及
び紡錘状合金磁性粒子結晶子サイズＤ_１１０は、「Ｘ線
回折装置」（Ｒｉｇａｋｕ製）（測定条件：ターゲット
Ｃｕ、管電圧４０ｋＶ、管電流４０ｍＡ）を使用し、Ｘ
線回折法で測定される結晶粒子の大きさを、ヘマタイト
粒子の（１０４）結晶面、紡錘状合金磁性粒子の（１１
０）結晶面のそれぞれに垂直な方向における結晶粒子の
厚さを表したものであり、各結晶面についての回折ピー
ク曲線から、下記のシェラーの式を用いて計算した値で
示したものである。

【００６７】Ｄ_１０４又はＤ_１１０＝Ｋλ／βｃｏｓθ 但し、β＝装置に起因する機械幅を補正した真の回折ピ
ークの半値幅（ラジアン単位）。 Ｋ＝シェラー定数（＝０．９）、 λ＝Ｘ線の波長（Ｃｕ Ｋα線 ０．１５４２ｎｍ）、 θ＝回折角（（１０４）面又は（１１０）面の回折ピー
クに対応）

【００６８】紡錘状へマタイト粒子粉末のＸ線回折測定
は、前記Ｘ線回折装置を使用し、回折角２θが１０〜６
０°で測定した。Ｘ線チャートのスピネル型酸化鉄の生
成量が少ないほど、紡錘状へマタイト粒子粉末の飽和磁
化値σｓも低くなる。

【００６９】Ｆｅ及びＣｏを主成分とする紡錘状合金磁
性粒子粉末の磁気特性は、「振動試料磁力計ＶＳＭ−３
Ｓ−１５」（東英工業（株）製）を使用し、外部磁場７
９５．８ｋＡ／ｍ（１０ｋＯｅ）で測定した。

【００７０】磁性塗膜片の磁気特性は、下記の成分を１
００ｍｌのポリビンに下記の割合で入れた後、ペイント
シェーカー（レッドデビル社製）で８時間混合分散を行
うことにより調製した磁性塗料を厚さ２５μｍのポリエ
チレンテレフタートフィルム上にアプリケータを用いて
５０μｍの厚さに塗布し、次いで、５００ｍＴ（５ｋＧ
ａｕｓｓ）の磁場中で乾燥させることにより得た磁性塗
膜片の磁気特性を測定した。 ３ｍｍφスチールボール ８００重量部、 Ｆｅ及びＣｏを主成分とする紡錘状合金磁性粒子粉末 １００重量部、 スルホン酸ナトリウム基を有するポリウレタン樹脂 ２０重量部、 シクロヘキサノン ８３．３重量部、 メチルエチルケトン ８３．３重量部、 トルエン ８３．３重量部。

【００７１】粉体の飽和磁化値の酸化安定性の評価であ
るΔσｓ及び磁性塗膜の飽和磁束密度Ｂｍの耐候性の評
価であるΔＢｍは、温度６０℃、相対湿度９０％の恒温
槽に粉体又は磁性塗膜片を一週間静置する促進経時試験
の後、粉体の飽和磁化値及び磁性塗膜の飽和磁束密度を
それぞれ測定し、試験開始前のσｓ及びＢｍと促進経時
試験一週間後のσｓ’及びＢｍ’との差（絶対値）を試
験開始前のσｓ及びＢｍでそれぞれ除した値をΔσｓ、
ΔＢｍとして算出した。Δσｓ、ΔＢｍが０％に近いほ
ど酸化安定性が優れていることを示す。

【００７２】＜紡錘状ゲータイト粒子粉末の製造＞炭酸
ナトリウム２５ｍｏｌと、水酸化ナトリウム水溶液を２
０ｍｏｌ（混合アルカリに対し水酸化ナトリウムは規定
換算で２８．６ｍｏｌ％に該当する。）を含む混合アル
カリ水溶液３０ｌを気泡塔の中に投入し、窒素ガスを空
塔速度２．２１ｃｍ／ｓで通気しながら４７℃に調整す
る。次いでＦｅ^２＋として２０ｍｏｌを含む硫酸第一鉄
水溶液２０ｌ（硫酸第一鉄に対し混合アルカリ水溶液は
規定換算で１．７５当量に該当する。）を気泡塔中に投
入して２０分間熟成した後、Ｃｏ^２＋４．２ｍｏｌを含
む硫酸コバルト水溶液４ｌ（全Ｆｅに対しＣｏ換算で２
１原子％に該当する。）を添加し、さらに４時間４０分
間熟成した後、空気を空塔速度１．３２ｃｍ／ｓで通気
してＦｅ^２＋の酸化率４０％まで酸化反応を行ってゲー
タイト種晶粒子を生成させた。

【００７３】次いで、空気の通気量を空塔速度３．３１
ｃｍ／ｓに増加させた後、Ａｌ^３＋２．４ｍｏｌを含む
硫酸アルミニウム水溶液１ｌ（全Ｆｅに対しＡｌ換算で
１２原子％に該当する。）を３ｍｌ／ｓｅｃ以下の速度
で添加して酸化反応を行った後、フィルタープレスで電
気伝導度６０μＳまで水洗を行ってプレスケーキとし
た。

【００７４】前記ケーキの一部を常法により乾燥、粉砕
を行って得られた紡錘状ゲータイト粒子粉末は、粒子形
状が図１の透過型電子顕微鏡写真に示されるように紡錘
状を呈しており、ＢＥＴ比表面積が１７９．２ｍ^２／
ｇ、平均長軸径が０．１３１μｍ、σ（標準偏差）が
０．０２５０μｍ、サイズ分布（標準偏差／長軸径）が
０．１９１、平均短軸径が０．０１７５μｍ、軸比が
７．５で樹枝状粒子が全く存在していないものであり、
粒子全体としてＣｏ含有量が全Ｆｅに対して２１原子
％、Ａｌ含有量が全Ｆｅに対して１２原子％であった。

【００７５】＜紡錘状へマタイト粒子粉末の製造＞次い
で、ここに得た紡錘状ゲータイト粒子粉末１０００ｇ
（Ｆｅとして７．８ｍｏｌ）を含有するプレスケーキを
４０ｌの水中に十分分散させた後、２４３ｇの硝酸イッ
トリウム６水塩を含む硝酸イットリウム水溶液２ｌ（紡
錘状ゲータイト粒子粉末中の全Ｆｅに対しＹとして８原
子％に該当する。）と１９７ｇの硫酸コバルト７水塩を
含む硫酸コバルト溶液２ｌを添加し（紡錘状ゲータイト
粒子粉末中の全Ｆｅに対しＣｏとして９原子％に該当す
る。）、攪拌し、次いで濃度２５．０重量％の炭酸ナト
リウム水溶液を沈澱剤として添加してｐＨ９．５に調整
した後、フィルタープレスで水洗し、得られたプレスケ
ーキを圧縮成型機を用いて孔径３ｍｍの成型板で押し出
し成型して１２０℃で乾燥してＹとＣｏ化合物が被覆さ
れた紡錘状ゲータイト粒子粉末を得た。得られた紡錘状
ゲータイト粒子粉末中のＣｏの含有量は全Ｆｅに対して
３０原子％、Ａｌの含有量は全Ｆｅに対して１２原子
％、Ｙの含有量は全Ｆｅに対して８原子％であった。

【００７６】上記Ｙ、Ｃｏ化合物が被覆された紡錘状ゲ
ータイト粒子粉末を空気中３００℃で脱水し、その後、
同雰囲気中６００℃で加熱脱水して紡錘状ヘマタイト粒
子粉末を得た。

【００７７】得られた紡錘状ヘマタイト粒子粉末は、図
２の透過型電子顕微鏡写真に示されるように、平均長軸
径が０．１２２μｍ、σ（標準偏差）が０．０２１８μ
ｍ、サイズ分布が０．１７９、平均短軸径が０．０１６
８μｍ、軸比が７．３、ＢＥＴ比表面積が９５．７ｍ^２
／ｇであり、該粒子中のＣｏの含有量は全Ｆｅに対して
３０原子％、Ａｌの含有量は全Ｆｅに対して１２原子
％、Ｙの含有量は全Ｆｅに対して８原子％であった。ま
た、結晶子サイズＤ_１０４が７６Å、飽和磁化値が１．
０Ａｍ^２／ｋｇ（１．０ｅｍｕ／ｇ）であった。

【００７８】＜紡錘状合金磁性粒子粉末の製造＞次い
で、ここに得た紡錘状ヘマタイト粒子粉末１００ｇを内
径７２ｍｍの固定層還元装置に投入し、毎分３５ｌのＨ
_２ガスを通気し、還元温度６００℃で加熱還元した後、
窒素ガスに切り替えて８０℃まで冷却し、次いで、水蒸
気を通気しながら酸素分圧を徐々に増加させて空気と同
じ比率として粒子表面に安定な酸化被膜を形成した。

【００７９】得られた紡錘状合金磁性粒子粉末は、図３
の透過型電子顕微鏡写真に示されるように、平均長軸径
が０．１０５μｍ、σ（標準偏差）が０．０１６３μ
ｍ、サイズ分布（標準偏差／長軸径）が０．１５５、平
均短軸径が０．０１５４μｍ、軸比が６．８、ＢＥＴ比
表面積が５０．１ｍ^２／ｇ、結晶子サイズＤ_１１０が１
５２Åの粒子からなり、紡錘形状で粒度が均斉で樹枝状
粒子の少ないものであった。また、該粒子中のＣｏの含
有量は全Ｆｅに対して３０原子％、Ａｌの含有量は全Ｆ
ｅに対して１２原子％、Ｙの含有量は全Ｆｅに対して８
原子％であった。

【００８０】また、このＦｅ及びＣｏを主成分とする紡
錘状合金磁性粒子粉末の磁気特性は、保磁力が１８８．
０ｋＡ／ｍ（２３６２Ｏｅ）と高いものであり、飽和磁
化値が１４０．５Ａｍ^２／ｋｇ（１４０．５ｅｍｕ／
ｇ）、角形比（σｒ／σｓ）が０．５４３、飽和磁化値
の酸化安定性Δσｓが絶対値として７．０％（実測値−
７．０％）であった。また、磁性塗膜特性は、塗膜Ｈｃ
が１９１．９ｋＡ／ｍ（２４１１Ｏｅ）、飽和磁束密度
Ｂｍが３８９．５ｍＴ（３８９５Ｇ）、角形比（Ｂｒ／
Ｂｍ）が０．８７３、ＳＦＤが０．３８２、ΔＢｍが
５．１％（実測値−５．１％）であった。

【００８１】

【作用】本発明において最も重要な点は、平均長軸径が
０．０５〜０．１４μｍ、軸比が４〜８、結晶子サイズ
Ｄ_１０４が５０〜８０Åであって、飽和磁化値が０．５
〜２Ａｍ^２／ｋｇ（０．５〜２ｅｍｕ／ｇ）であり、且
つ、全Ｆｅに対してＣｏ換算で２０原子％を超えて４５
原子％以下のコバルト、Ａｌ換算で５〜１５原子％のア
ルミニウム及び希土類元素換算で５〜１５原子％の希土
類化合物を含有しているＣｏ含有紡錘状ヘマタイト粒子
粉末は、加熱還元工程における形状破壊が可及的に防止
できるということである。

【００８２】形状破壊が可及的に防止できる理由につい
ては、未だ明らかではないが、本発明者は、紡錘状ヘマ
タイト粒子粉末のスピネル型酸化鉄の生成を抑制し、適
度な結晶子サイズを有し、更に、紡錘状ヘマタイト粒子
粉末中に特定量のアルミニウムと特定量の希土類元素を
含有していることの相乗効果によるものと考えている。

【００８３】また、本発明に係る紡錘状へマタイト粒子
粉末は、紡錘状ゲータイト粒子粉末を酸化性雰囲気中で
３５０℃以下で加熱脱水処理を行い、更に、酸化性ガス
雰囲気中で４５０〜７００℃の温度範囲で加熱処理を行
うことにより、スピネル型酸化鉄の生成を抑制できるた
め、粒子の形状破壊を可及的に防止することができ、適
度な結晶子サイズを有し、サイズ分布が良好である紡錘
状へマタイト粒子粉末を得ることができるものと本発明
者は考えている。

【００８４】更に、本発明に係る紡錘状へマタイト粒子
粉末を用いることにより、加熱還元時の形状破壊を防止
することができ、保磁力の低下を防止し、分散性の優れ
たＦｅ及びＣｏを主成分とする紡錘状合金磁性粒子が得
られる。

【００８５】更に、Ｃｏを全Ｆｅに対して２０原子％を
超えて４５原子％以下含有させており、組成的にも酸化
安定性を向上させる事が可能となり、上述のように焼結
防止性を一層向上させたことにより各種熱処理時の形状
分布が更に改善され、分布の狭いものとなり、相乗的に
酸化安定性が向上した紡錘状合金磁性粒子が得られる。

【００８６】本発明に係る紡錘状へマタイト粒子粉末を
出発原料としてＦｅ及びＣｏを主成分とする紡錘状合金
磁性粒子粉末を製造した場合、該紡錘状合金磁性粒子粉
末が高い保磁力と大きな飽和磁化値を有し、酸化安定性
にも優れ、また、結合剤樹脂への分散性が良好なことに
より、磁性塗膜においても高い保磁力を有し、角型比
（Ｂｒ／Ｂｍ）、ＳＦＤ、耐候性が良好なＦｅ及びＣｏ
を主成分とする紡錘状合金磁性粒子粉末を得ることがで
きる。

【００８７】

【実施例】次に、実施例、比較例及び参考例を挙げる。

【００８８】ゲータイト粒子粉末１〜４：出発原料粒子
粉末として表１に示した特性を有する紡錘状ゲータイト
粒子粉末を準備した。

【００８９】

【表１】

【００９０】実施例１〜４、比較例１〜４：出発原料粒
子の種類、焼結防止処理に用いる被覆物の種類、組成
比、ヘマタイト化時における脱水温度、加熱温度、雰囲
気を種々変化させた以外は、前記発明の実施の形態と同
様の方法で、紡錘状ヘマタイト粒子を得た。

【００９１】この時の焼結防止処理の条件及びヘマタイ
ト化の条件を表２、得られた紡錘状へマタイト粒子粉末
の諸特性を表３に示す。

【００９２】参考例１〜２：出発原料粒子の種類を変化
させ、脱水することなく１段階で加熱処理して紡錘状ヘ
マタイト粒子を得た。

【００９３】このときの処理条件を表２、紡錘状へマタ
イト粒子の諸特性を表３に示す。

【００９４】

【表２】

【００９５】

【表３】

【００９６】使用例１〜４、参考使用例１、２及び比較
使用例１〜４：表３に示した各紡錘状へマタイト粒子粉
末を６００℃で加熱還元して、紡錘状合金磁性粒子粉末
を得た。

【００９７】このときの紡錘状合金磁性粒子粉末の諸特
性を表４及び表５に示す。

【００９８】

【表４】

【００９９】

【表５】

【０１００】表４及び表５に示した各紡錘状合金磁性粒
子粉末を用いて、前記発明の実施の形態と同様にして磁
性塗膜片を得た。

【０１０１】得られた磁性塗膜片の諸特性を表６に示
す。

【０１０２】

【表６】

【０１０３】

【発明の効果】本発明に係る紡錘状ヘマタイト粒子粉末
は、スピネル型酸化鉄が特定範囲内であって、適当な結
晶子サイズを有していることにより、加熱還元時におけ
る形状破壊を可及的に防止できるので、Ｆｅ及びＣｏを
主成分とする紡錘状合金磁性粒子粉末用出発材料として
好適である。

【０１０４】また、本発明に係る紡錘状へマタイト粒子
粉末を用いて製造したＦｅ及びＣｏを主成分とする紡錘
状合金磁性粒子粉末は、微粒子であってサイズ分布が良
好であり、樹枝状粒子が混在しておらず、しかも、高い
保磁力と大きな飽和磁化値と優れた酸化安定性を有して
おり、結合剤樹脂への分散性が良好であるので、高密度
記録、高出力の磁気記録媒体用のＦｅ及びＣｏを主成分
とする紡錘状合金磁性粒子粉末として好適である。

【０１０５】本発明におけるＦｅ及びＣｏを主成分とす
る紡錘形合金磁性粒子粉末を用いた磁気記録媒体は、高
い保磁力、優れたＳＦＤ、優れた耐候性を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の実施の形態で得られた紡錘状ゲータイト
粒子粉末の粒子形状を示す透過型電子顕微鏡写真（３０
０００倍）

【図２】発明の実施の形態で得られた紡錘状ヘマタイト
粒子粉末の粒子形状を示す透過型電子顕微鏡写真（３０
０００倍）

【図３】発明の実施の形態で得られた紡錘状合金磁性粒
子粉末の粒子形状を示す透過型電子顕微鏡写真（３００
００倍）

【図４】実施例における紡錘状ゲータイト粒子粉末１の
粒子形状を示す透過型電子顕微鏡写真（３００００倍）

【図５】実施例における紡錘状ゲータイト粒子粉末２の
粒子形状を示す透過型電子顕微鏡写真（３００００倍）

【図６】実施例における紡錘状ゲータイト粒子粉末３の
粒子形状を示す透過型電子顕微鏡写真（３００００倍）

【図７】実施例３で得られた紡錘状ヘマタイト粒子粉末
の粒子形状を示す透過型電子顕微鏡写真（３００００
倍）

【図８】実施例４で得られた紡錘状ヘマタイト粒子粉末
の粒子形状を示す透過型電子顕微鏡写真（３００００
倍）

【図９】比較例１で得られた紡錘状ヘマタイト粒子粉末
の粒子形状を示す透過型電子顕微鏡写真（３００００
倍）

【図１０】比較例３で得られた紡錘状ヘマタイト粒子粉
末の粒子形状を示す透過型電子顕微鏡写真（３００００
倍）

【図１１】実施例３で得られた紡錘状へマタイト粒子粉
末を用いて使用例３で得られた紡錘状合金磁性粒子粉末
の粒子形状を示す透過型電子顕微鏡写真（３００００
倍）

【図１２】実施例４で得られた紡錘状へマタイト粒子粉
末を用いて使用例４で得られた紡錘状合金磁性粒子の粒
子形状を示す透過型電子顕微鏡写真（３００００倍）

【図１３】発明の実施の形態で得られた紡錘状へマタイ
ト粒子粉末のＸ線回折パターン（○：ヘマタイト、△：
スピネル型酸化鉄）。

【図１４】比較例１で得られた紡錘状へマタイト粒子粉
末のＸ線回折パターン（○：ヘマタイト、△：スピネル
型酸化鉄）。

【図１５】比較例２で得られた紡錘状へマタイト粒子粉
末のＸ線回折パターン（○：ヘマタイト）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平均長軸径が０．０５〜０．１４μｍ、
   軸比（平均長軸径／平均短軸径）が４〜８、結晶子サイ
   ズＤ_１０４が５０〜８０Åであって、飽和磁化値σｓが
   ０．５〜２Ａｍ^２／ｋｇであり、且つ、全Ｆｅに対して
   Ｃｏ換算で２０原子％を超えて４５原子％以下のコバル
   ト、Ａｌ換算で５〜１５原子％のアルミニウム及び希土
   類元素換算で５〜１５原子％の希土類化合物を含有して
   いるＣｏ含有紡錘状ヘマタイト粒子粉末からなることを
   特徴とするＦｅ及びＣｏを主成分とする紡錘状合金磁性
   粒子粉末用Ｃｏ含有紡錘状ヘマタイト粒子粉末。