JPH02188429A - コバルト含有強磁性酸化鉄粉末の製造方法 - 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、オーディオテープ、ビデオテープなどの磁気
記録媒体の材料として有用な優れた磁気特性をもつコバ
ルト含有強磁性酸化鉄粉末の製造方法に関する。

（従来の技術〕 磁性粉末の分散性を改善して、角形比、配向性などの磁
気特性を向上させるために、例えばマグネタイト、マグ
ネタイト、コバルト含有マグネタイト、金属鉄、バリウ
ムフェライトなどの磁性粉末の表面をシランカップリン
グ剤で処理する方法が多数提案されている。数例を挙げ
ると、例えば特開昭４９−５９６０８号、特開昭５９−
１７２５６２号及び特開昭６０−１９６９０５号では、
有機シラン化合物の有機溶剤溶液中に磁性粉を投入して
分散混合したのち取り出して乾燥している。特開昭５１
−８６７９６号及び特開昭５１−１０７３００号では、
シランカフプリング剤の溶液中に二酸化クロム成はオキ
シ水酸化鉄などの磁性粉末を分散させ、攪拌した後、噴
霧乾燥したり、真空乾燥したりしている。特開昭５４−
４６５１０号では、まずシリコーンオイルとシラン化合
物とを有機溶媒中で反応させ、この反応により得られた
反応生成物を含む溶液中にコバルト含有強磁性酸化鉄粉
末を加え、ボールミルで分散し、その後、有機溶媒を揮
散させて乾燥している。特開昭５８−１５５７０３号、
特公昭６２−５６５７２号では、まず磁性酸化鉄粉末を
シランカフブリング剤で処理し、更に有機オリゴマー化
合物や炭素数６〜２２の酸無水物及びアルキルケテンダ
イマーによる処理を有機溶媒中で行なっている。このよ
うに、従来法では磁性粉末を水、有機溶剤或は混合溶剤
に溶解又は分散させたシランカフブリング剤中に浸漬、
分散処理するのが一般的である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

シランカンプリング剤の溶液中に磁性粉末を浸漬、分散
処理する従来の技術では、シランカップリング剤のすべ
てを磁性粉末に有効に被覆処理することがむづかしく、
被覆効率が悪い、また、浸漬、分散処理後、濾過、水洗
して磁性粉末を取り出した後のシランカフプリング剤の
廃液、有機溶剤などの処理も煩雑で、これらの解決が望
まれている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者等は、上記従来法の問題を解決すべく種々研究
した結果、コバルト含有強磁性酸化鉄粉末とシランカッ
プリング剤溶液とを加熱下に混合するという比較的簡便
な方法で、上記問題が解決できることを見出して本発明
を完成したものである。

すなわち本発明は、コバルト含有強磁性酸化鉄粉末とシ
ランカップリング剤溶液とを、１００℃以上の温度に加
熱しながら、該粉末が湿潤しない状態で乾式混合して、
該粉末の表面をシランカップリング剤で被覆することを
特徴とするコバルト含有強磁性酸化鉄粉末の製造方法で
ある。

本発明方法によってコバルト含有強磁性酸化鉄粉末への
シランカフプリング剤の被覆効率が向上する理由は明ら
かではないが、コバルト含有強磁性酸化鉄粉末の表面に
おける次のような反応に起因しているものと推察される
。

すなわち、一般に無機酸化物粉体は大気中の水分で表面
に水酸基が形成され、これが粉体表面を覆っているが、
コバルト含有強磁性酸化鉄粉末も同様である。シランカ
ップリング剤を水成は有機溶剤に溶解した溶液の所定量
とコバルト含有強磁性酸化鉄粉末とを１００℃以上の温
度に加熱しながら混合すると、該粉末が湿潤することな
く、しかもシランカップリング剤を構成するアルコキシ
基とコバルト含有強磁性酸化鉄粉末表面の水酸基とが反
応して該粉末とシランカップリング剤が結合し、更に粉
末表面にシランカフプリング剤分子の反応層が均一かつ
強固に形成されると同時に溶剤が揮散する。

従って、本発明では、従来法の浸漬、分散処理の欠点で
ある廃液処理の問題が発生しないという効果がもたらさ
れる。

本発明で使用するコバルト含有強磁性酸化鉄粉末は、コ
バルト化合物をＧｏとして０．３〜７重量％、第１鉄化
合物をｐ　ｅ　ｔ　４として０．６〜２５重量％含有す
るものである。

シランカフプリング剤とは、複合材の有機相と無機相の
間の接着を改善するために１１広く使用されている一般
式Ｒ’　５ｉ（ＯＲ）ｓ（Ｒ’はメチル基、アミノ基、
メルカプト基、ビニル基、エポキシ基またはメタクリロ
キシ基のような有機官能基をもち、通常短いアルキル基
を介してケイ素原子に結合しており、Ｒはメチル基、エ
チル基またはプロピル基を示す）で表わされる有機ケイ
素化合物であって、本発明では、これらの有機ケイ素化
合物を、有機溶剤、水、有機溶剤と水との混合溶剤など
の溶剤に溶解した、或は分散した溶液として用いる。

有機溶剤としては、例えばエタノール、メタノール、メ
チルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジエチル
ケトン、アセトン、シクロヘキサノン、ベンゼン、トル
エン、キシレンなどが挙ケられる。有機ケイ素化合物と
溶剤との混合割合は、有機ケイ素化合物１００重量部に
対し溶剤１００〜５００重量部が適当である。

本発明においては、前記のコバルト含有強磁性酸化鉄粉
末とシランカップリング剤溶液とを１００℃以上の温度
に加熱しながら該粉末が湿潤しない状態で乾式混合して
該粉末の表面をシランカップリング剤で被覆する。

コバルト含有強磁性酸化鉄粉末に対するシランカップリ
ング剤の被Ｎ量は、０．１〜５重量％、望ましくは０．
５〜２重量％である。従って、被ｆｆ１ｆｆｉがこの範
囲内になり、かつ該強磁性酸化鉄粉末が湿潤しないよう
に、前記シランカップリング剤溶液の濃度及びコバルト
含有強磁性酸化鉄粉末とシランカップリング剤溶液の混
合割合を適宜選定する。シランカップリング剤溶液の濃
度が希薄すぎたり、混合量が多すぎたりすると、コバル
ト含有強磁性酸化鉄粉末とシランカップリング剤溶液と
の混合の際コバルト含有強磁性酸化鉄粉末が湿潤し、被
覆効率が低下する。一方、シランカップリング剤溶液の
濃度が高すぎたり、混合量が少なずぎたりすると、混合
状態が悪くなり、所望量の被覆層が形成されなくなる。

普通、前記濃度のシランカップリング剤溶液を用いる場
合、コバルト含有強磁性酸化鉄粉末とシランカップリン
グ剤溶液の混合割合は、該強磁性酸化鉄粉末１００重量
部に対しシランカップリング剤溶液１５重量部以下が適
当であり、望ましくは１０重量部以下である。

このような混合割合とすることが、該強磁性酸化鉄粉末
の湿潤を回避するために重要である。

本発明においては、特に前記コバルト含有強磁性酸化鉄
粉末とシランカフプリング剤との混合を１００℃以上の
加熱下に行なうことに特徴がある。

混合時の温度が低くなり過ぎると溶剤の揮発が困難とな
り、コバルト含有強磁性酸化鉄粉末が湿潤し、均一かつ
強固な被覆層が形成されなくなって、所望の効果が得ら
れなくなる。一方、加熱温度がシランカフプリング剤の
分解温度より高くなると所望の効果が得られなぐなるの
で、混合時の上限の温度はシランカフプリング剤の分解
温度、好ましくは２５０℃である。

なお、本発明方法におけるコバルト含有強磁性酸化鉄粉
末とシランカップリング剤溶液との混合は、これらを高
速で撹拌しながら行なうのが望ましく、そのためにヘン
シェルミキサー、スーパーミキサー、ジェットミルなど
の高速混合機を使用するのがよい。

上記の混合により所望のコバルト含有強磁性酸化鉄粉末
が得られるので、本発明方法は、従来法と異なって、シ
ランカフプリング剤処理後の濾過、水洗、乾燥などの手
段を施す必要のない工業的に優れた方法である。

〔実施例〕

つぎに、具体的な実施例により、本発明を説明する。

実施例１ シランカップリング剤としてメチルトリメトキシシラン
Ａ−１６３（商品名、日本ユニカー製）１０ｇをメチル
エチルケトン３０ｇに溶解し、シランカップリング剤溶
液を調製した０次に、コバルト含有強磁性酸化鉄粉末（
平均長軸径０．１５μｍ。

平均軸比８．保磁カフ５００ｃ、Ｃｏ含有量３．８重量
％＋　Ｆｅ”含有量４．４重量％）１０００ｇをヘンシ
ェルミキサーに入れ、ミキサー内の温度を１３０℃に設
定し、高速攪拌（回転数１２０　Ｏｒ、ｐ、ｍ）　Ｌな
がら、該シランカップリング剤溶液を３分間添加し、更
に３分間高速攪拌を行なった。シランカフプリング剤の
添加量はコバルト含有強磁性酸化鉄粉末に対する重量基
準で１％とした０以上のようにして、目的のコバルト含
有強磁性酸化鉄粉末（Ａ）を得た。

実施例２ 実施例１において、シランカフプリング剤としてγ−グ
リシドキシプロビルトリメトキシシランへ−１８７（商
品名、日本ユニカー製）を用いたこと以外は、実施例１
と同様にして目的のコバルト含有強磁性酸化鉄粉末（Ｂ
）を得た。

実施例３ 実施例１において、シランカップリング剤としてγ−ア
ミノプロピルトリエトキシシランＴＳＬ−８３３１（ｉ
品名、東芝シリコーン製）を用いたこと以外は、実施例
１と同様にして目的のコバルト含有強磁性酸化鉄粉末（
Ｃ）を得た。

比較例１ 実施例１において、ヘンシェルミキサーの温度を７０℃
とした以外は、実施例１と同様にして、コバルト含有強
磁性酸化鉄粉末（Ｄ）を得た。

比較例２ シランカフプリング剤として３ｇのメチルトリメトキシ
シランＡ−１６３を水１４７ｇに溶解し、シランカップ
リング剤水溶液を調製した。次に実施例１で用いたコバ
ルト含有強磁性酸化鉄粉末１００ｇを水１１に分散して
スラリーとし、攪拌しながら、該シランカップリング剤
水溶液を添加し、８０℃で１時間加熱処理し、濾過、水
洗後、窒素ガス雰囲気中１２０℃で乾燥して、コバルト
含有強磁性酸化鉄粉末（Ｅ）を得た。

比較例３ 比較例２において、該シランカフプリング剤水溶液を添
加したコバルト含有強磁性酸化鉄スラリーをオートクレ
ーブにて１５０℃で１時間加熱処理し、濾過、水洗後、
窒素ガス雰囲気中１２０℃で乾燥して、コバルト含有強
磁性酸化鉄粉末（Ｆ）を得た。

比較例４ 実施例１で用いたコバルト含有強磁性酸化鉄粉末１００
ｇをメチルエチルケトン１１に入れ攪拌しながら、この
中にシランカップリング剤として５ｇのメチルトリメト
キシシランＡ−１６３を添加し、引続き常温で１時間攪
拌し、濾過、水洗後、風乾してコバルト含有強磁性酸化
鉄粉末（Ｇ）を得た。

比較例５ 実施例１において、シランカフプリング剤、を被覆する
前のコバルト含有強磁性酸化鉄粉末を（Ｈ）とした。

前記の実施例および比較例で得られたサンプル（Ａ）〜
（Ｈ）について通常の方法によってタップ密度（ｇ／１
１１）を測定し、また、Ｓｉ分析を行なってシランカフ
ブリング剤被覆率（重量％）を算出した。更に、下記の
配合組成にしたがって磁性塗料を調製し、この塗料をポ
リエステルフィルム上に塗布、配向した後、乾燥して約
９μｍ厚の磁性塗膜を有する磁気テープを作成した。得
られたそれぞれの磁気テープについて通常の方法により
、角形比（Ｂｒ／Ｂａｄ）　、配向比（ＯＲ）を測定し
た。

（磁性塗料の配合組成） コバルト含有強磁性酸化鉄粉末　１００．０重量部ポリ
ウレタン樹脂　　　　　　　　１１．２重量部塩化ビニ
ル−酢酸ビニル共重合　　１１．２重量部体樹脂 界面活性剤（リン酸エステル）４．０重量部メチルエチ
ルケトン　　　　　　　９４．９重量部シクロヘキサノ
ン　　　　　　　　３７．８重量部トルエン　　　　　
　　　　　　１０４．８重量部以上のようにして求めら
れた結果を第１表に示す。

〔発明の効果〕

本発明では、コバルト含有強磁性酸化鉄粉末とシランカ
ップリング剤とを加熱下に乾燥状態で混合するので、被
覆効率が高（、かつ均一、強固な被覆層が形成される。

得られるコバルト含有強磁性酸化鉄粉末は、タップ密度
が高く充填性に優れ、角形比、配向比も高く優れた分散
性を示すものである。しかも、本発明は、シランカップ
リング剤の全量が有効に被覆されるので、廃液の発生が
な（、工業的に有利な方法である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. コバルト含有強磁性酸化鉄粉末とシランカップリング剤
   溶液とを、１００℃以上の温度に加熱しながら、該粉末
   が湿潤しない状態で乾式混合して、該粉末の表面をシラ
   ンカップリング剤で被覆することを特徴とするコバルト
   含有強磁性酸化鉄粉末の製造方法。