JPH02130803A - 磁性粉末の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、特に磁気記録媒体用の金属、金属窒化物等の
金属系非酸化物磁性粉末の耐酸化性を改善する磁性粉末
の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

磁気テープ、磁気ディスク等の磁気記録媒体はビデオ分
野、オーディオ分野、コンブエータ分野等で広く使用さ
れている。このような磁気記録媒体には、強磁性金属を
基材に蒸着法等により成膜した薄膜型の磁気記録媒体と
、磁性粉末、樹脂、溶剤、分散剤その他の添加剤からな
る磁性塗料を基材に塗布・乾燥し、磁性塗膜を形成した
塗布型の磁気記録媒体とが使用されている。

この塗布型の磁気記録媒体には、特に高密度記録媒体用
磁性粉として、ｒ−Ｆｅ２０Ｂに比べ保磁力（Ｈｃ）が
高く、残留磁束密度（Ｂｓ）が大きい金属磁性粉、例え
ばＦｅｓ　Ｆｅ−Ｃｏ　−、Ｐａ−Ｎｉ−Ｃｏ等の磁性
粉）及び金属窒化物磁性粉（Ｆｅ　、　Ｆｅ−Ｎ１−Ｇ
ｏ等の窒化物）が用いられている。

これらの金属系非酸化物磁性粉はそのまま空気等と接す
ると、急激な酸化が起こり、発熱し、甚だしい場合には
発火燃焼する。また、これらの金属系非酸化物磁性粉を
用いた磁気塗料を有機フィルム上に塗布して、磁気テー
プを作成したものでも、その使用時に磁気ヘッドに接触
させて走行させると、磁気テープ表面が摩耗し、磁性粉
が露出し、空気酸化される。

このように急激に金属系非酸化物磁性粉が酸化されると
、その酸化膜は粗になり、上記の磁気特性が悪くなり、
特に例えば飽和磁束密度の経時劣化を起こし、磁気テー
プの磁気特性を良くできない。

そこで、金属磁性粉末、金属窒化物粉末をこれと反応し
ない有機溶剤（例えばトルエン）に浸積しながら放置し
て有機溶剤中で徐々に初期酸化させ、その後、空気中に
放置して有機溶剤を蒸発させて、金属磁性粉末等を空気
によってさらに徐々に酸化し、上記初期酸化膜の酸化を
進ませる。さらにこれを恒温槽に入れ、室温から徐々に
段階的に温度を上昇させ、各段階毎に一定時間加熱して
徐々に酸化を促進して酸化膜を緻密にする方法が知られ
ている。

この方法によれば、金属磁性粉末等の急激な酸化は抑制
され、その処理されたものは空気と短時間接触しても今
度は急激な酸化が生じないようになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記方法によれば、金属磁性粉末等はそ
の酸化の最も起こり易いときに、例えばトルエン中に浸
積され、その溶存酸素により表面が酸化されるので、単
に放置しただけでもその酸化熱によりトルエンは自然蒸
発して減少する。トルエンが蒸発して減少すると、金属
磁性粉末等は露出して部分的に空気と接触するようにな
る。

そうすると、その部分が急激に酸化し、その酸化熱が多
く発生してトルエン液状物の温度が急に上昇し始める。

これによりトルエンの蒸発は速められ、その金属磁性粉
末等を浸積する溶剤量が減るので、他の部分の金属磁性
粉末等が空気と接触するようになり、これがまた先の場
合と同様に温度を高めて金属磁性粉末等の酸化を加速度
的に速め、金属磁性粉末全体を急激に酸化させることに
なる。

そこで、温度の急激な上昇をさけるために、金属磁性粉
末等を浸積したトルエン液の温度を検出しながら、逐次
トルエンを追加して、金属磁性粉末等が空気と接触しな
いように注意している。こうして金属磁性粉末等が空気
と短時間接触しても急激な酸化が起こらないようになる
まで、トルエンの追加を繰り返し、金運磁性粉末等が露
出しても温度の上昇が無くなるまでこれを継続していた
。

したがって、従来、金属磁性粉末等の表面に初期の酸化
膜を形成するには、熟練者によって細心の注意を払いな
がら、長い時間をかけて行われていたが、それでもなお
部分的な急激な酸化や、甚だしい場合には発火するに至
る事態を確実に避けることができず、そのため緻密な酸
化膜が形成されずその磁気特性の同上が求められていた
。

本発明の目的は、冷媒による冷却を利用して温度の急激
な上昇を抑制することによって、金属磁性粉末等の急激
な酸化、発火を防止し、誰でも容易に金属磁性粉末等の
酸化膜形成処理を行えるようにするとともに、その磁気
特性を向上させることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記課題を解決するために、酸化性の金属系
非酸化物磁性粉末を有機溶剤に浸積しながら酸化させて
酸化膜を形成する方法において、この酸化膜の形成を冷
媒による冷却を利用して行なうことを特徴とする磁性粉
末の製造方法、特に非酸化性冷媒を加えることを併用し
た磁性粉末の製造方法を提供するものである。

本発明において、冷媒による冷却を利用するとは、冷媒
を直接反応系に加える方法、冷媒を有機溶剤に加えて冷
却した有機溶媒を反応系に加える方法、冷媒を通した冷
却器、例えば蛇管を反応系に投入する方法、容器を冷却
する方法の単独又は複数を併用した方法が使用できる。

特に冷媒を直接反応系に加える方法、冷媒を通した有機
溶剤を反応系に加える方法は、これに非酸化性冷媒を使
用したときは特に前者において、酸化性磁性粉末と酸素
との反応を抑制し、その冷却効果も大きいのでその酸化
反応制御を効率よく行うことができる。

冷媒としては、液体窒素、液体ヘリウム、液化フレオン
が挙げられ、これらは反応系の有機溶剤に直接加えられ
ても良い。これらは乾燥剤を通し脱水することにより加
えることも好ましい、直接加えない場合には液化炭酸ガ
ス等も使用できる。

本発明において金属系非酸化物磁性粉としては、強磁性
合金粉末があげられ、これには例えば金属分が７５重量
％以上であり、金属分の８０重量％以上がＦｅｓ　Ｃｏ
、Ｎｉ、、　Ｆｅ−Ｃｏ　、Ｆｅ−Ｎｉ　、　Ｃｏ−Ｎ
ｉ又はＣｏ−Ｎｆ−Ｆｅの内の少なくとも１種であり、
金属分の２０重量％以下、好ましくは０．５〜５重量％
がＡｊ！、Ｓｉ、Ｓ　、、Ｓ０％　Ｔｉ、　Ｖ　ＳＣＩ
”％　ｎｎ５Ｃｕ、　２１１％　Ｙ　、　Ｍｏ、Ｒｈ。

Ｐｄｓ　ＡｇＸＳｎ、　Ｓｂｓ　Ｔｅ５Ｂａｓ　Ｔａ、
　Ｗ　、Ｒｅ、　Ａ１１％　Ｈｙ、。

Ｐｂｓ　Ｂ１５Ｌａ、　Ｃｅ、　Ｐｒｓ　Ｎｄ、　Ｂ　
ＳＰなどの組成を有するものであり、少量の水、水酸化
物を含む場合もある。この強磁性合金粉末は長径が約０
．５μｍ以下の粒子が好ましい。

また金属窒化物も挙げられ、これには窒化鉄磁性粉が挙
げられ、これには、窒化鉄磁性粉はＮｉ、Ｃｏ５Ｚｎ、
　　ＡＩ、Ｓｆ、、　Ｚｒ、　Ｍｎ、　ＣｒＳＭｏ、Ｂ
ａｓ　ＣａｓＨｇｓ　７１％　Ｎａｓ　Ｃ１１％　Ｓｒ
等の一種以上を含む鉄を主成分とするものが挙げられる
。その粒径は、好ましくは平均長軸０．０５〜１．０　
ｐｍ　、平均短軸０．００５〜０．３μｍである。

〔作用〕

金属系非酸化物磁性粉を浸積する有機溶剤を冷媒による
冷却を利用して冷却したので、その温度の上昇が抑制さ
れ、金属系非酸化物磁性粉の酸化反応を抑制する制御を
行える。特に非酸化性冷媒を直接反応系に加えることに
よりその反応の制御を効率よく行える。

実施例 次に本発明の詳細な説明する。

ゲーサイト（針状のα−Ｆｅ００）１、平均長軸０．３
４μ＋１１、軸比６．０）　（金属磁性粉末）と、　Ｎ
ｉ（ＮＯ３）２−６Ｈ２０、Ｃｏ（ＮＯ３）２−６Ｈ２
０とをそれぞれ鉄に対して５重量％づつ熔解した溶液に
、アンモニアを滴下してｐＨを８に調整して沈澱させ、
これを濾別した。

この濾過物を乾燥し、６５０℃まで昇温し、脱水焼成し
た。その後炉内を水素雰囲気に変えて４５０℃で６０分
間加熱し水素還元処理を施した。こうして得られたＣ０
％　Ｎｌ被着金属粉末を不活性ガス（Ｎ２）雰囲気中で
トルエン中に浸積した。

このようにして従来の方法に従って得たトルエンと金属
磁性粉末とをステンレス製のバットに入れた。バット内
は金属磁性粉末が約６ｍｍの厚さに均らされ、トルエン
は金属磁性粉末がようや（没する程度に収容されている
。これに温度計をさし込み、室温で乾燥空気中に放置し
た。

これとは別に設定温度に達したら自動的に所定時間液体
窒素を噴出する冷媒供給装置を設ける。

この設定温度を５０℃にして上記温度針がこの温度にな
ったとき、自動的に液体窒素を上記トルエン液中に適量
供給し、温度を下げて放置を継続した。

そして再度５０℃になったとき、先と同様に適量の液体
窒素を供給する。この繰り返しを１０回行ったらトルエ
ンは蒸発して除去された。そのまま１時間放置したが金
属粉末の温度の上昇は認められなかった。これにより初
期酸化膜形成処理を終了した。この間、トルエンをバッ
トに移してからトルエンを除去し、温度上昇の認められ
ない金属磁性粉末を得るまでに要した初期酸化処理時間
は約１５時間であった。

引き続き、上記の初期酸化膜形成処理済み金属磁性粉末
を大気中、４０℃で２時間、６０℃で２時間、７０℃で
１時間、８０℃で２時間、９０℃で２時間順次各工程終
了後昇温して熱処理を連続して行ってから自然冷却した
。

この金属磁性粉末を試料振動式磁束針によって飽和磁束
密度を測定した後、６０℃の温度で相対湿度９０％中に
７５時間放置し、その後の飽和磁束密度を測定し、初期
の飽和磁束密度との変化率を求めた結果、５．８％の低
下であった。

実施例２ 実施例１において、液体窒素に代えて、液体フレオン（
Ｆ−２２ＣＨＦ２ＣＩ）を用いた以外は同様にして初期
酸化膜形成処理を行った。その初期酸化処理時間は１２
時間であった。また、実施例１と同様に飽和磁束密度の
変化率を求めたところ、６．４％の低下であった。

実施例３ 実施例１において、Ｃ０１Ｎｉ被着鉄磁性粉の代わりに
、窒化鉄磁性粉末（Ｆｅ４Ｎ）を用いたことと、液体窒
素に代えて液体ヘリウムを用いた以外は同様にして初期
酸化膜形成処理を行った。初期酸化処理時間は１８時間
であり、実施例１と同様に求めた飽和磁束密度の変化率
は５．４％の低下であった。

比較例 実施例１において、液体窒素を用いず、温度が５０℃に
なる毎にトルエンを追加して初期酸化膜形成処理を行っ
たところ、初期酸化処理時間は３８時間であった。また
、実施例１と同様にして求めた飽和磁束密度の変化率は
８．２％の低下であった。

上記の結果から、実施例の金属磁性粉末は初期酸化処理
時間が比較例の１／２以下であり、しかも飽和磁束密度
の変化率も小さいことがわかる。これは実施例のものが
緻密な酸化膜を効率よく形成され、比較例のものは粗な
酸化膜が速く形成されるものの飽和磁束密度の変化率が
小さくなるまでには相当の時間がかかることを示す。

〔発明の効果〕

本発明によれば、金属系非酸化物磁性粉を有機溶剤中で
冷媒により冷却を利用しながらその初期酸化膜形成処理
を行ったので、有機溶媒の温度を一定温度以下に抑制す
ることができ、これにより金属系非酸化物磁性粉の酸化
反応をコントロールでき、緻密な酸化膜を効率良く形成
できる。そしてこの効率がよいことによりその処理時間
を大幅に短縮することができる。

また、この緻密な酸化膜により高温湿中に放置しても飽
和磁束密度の変化率が小さく、信頼性のある磁気特性を
有する磁性粉末を提供することができる。

また、従来のように監視しながら逐次有機溶媒を追加す
る必要もなく、自動化も容易であるので、その製造管理
が容易で熟練者でなくても誰でもでき、しかも人手を省
き、製造コストを著しく低減できる。

昭和６３年１１月１１日

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸化性の金属系非酸化物磁性粉末を有機溶剤に浸
   積しながら酸化させて酸化膜を形成する方法において、
   この酸化膜の形成を冷媒による冷却を利用して行なうこ
   とを特徴とする磁性粉末の製造方法。
2. （２）冷媒による冷却は非酸化性冷媒を金属系非酸化物
   磁性粉末と有機溶剤の反応系に加えることを特徴とする
   磁性粉末の製造方法。