JPH03199301A - 金属磁性粉末、その製造法及び磁気記録媒体 - 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用テープ、８ｍｍＶＴＲテープ、磁
気カメラ用ディスク、ＤＡＴ用テープ等の塗布型磁気記
録媒体に用いることのできる金属磁性粉末に関するもの
である。

［従来の技術］ 近年、記録媒体に対する高性能化の必要性が強く求めら
れており、高密度記録、高出力特性及びノイズレベルの
低下が要求されている。このような要求を満足する磁性
粉末の特性は粉体特性としては微細で表面積が大きく且
つ針状性が優れていることであり、磁気特性としては飽
和磁化が大きく所望する最適な保磁力を有し、さらに磁
性粉末をテープ化した場合、角型比（Ｒｓ）が大きく、
５ＦＤ（反転磁化率分布）が小さいことが重要である。

−膜内に金属磁性粉末は、α−オキシ水酸化鉄（α−Ｆ
ｅ００Ｈ）あるいは酸化鉄をＨ２。

Ｃｏ等の還元性ガスで還元して製造されるが、従来、磁
性粉末のＳＦＤを小さくするために、出発原料となるα
−オキシ水酸化鉄の形状を均一にし、還元中の粉末の焼
結、形崩れを防止して金属磁性粉末の粒度分布を狭くす
ることが提案されている（例えば特開昭５２−１３９８
５８号公報、特開昭５７−２３００２号公報、特開昭５
９−５７９１７号公報など）。

しかしながら、金属磁性粉末の形状を均一にすることは
非常に困難であるため、上記方法によりＳＦＤを小さく
することには限界があった。

また、金属磁性粉末を塗布して用いる場合、塗布物の残
留磁束密度とＲｓを大きくし、ＳＦＤを小さくするため
に金属磁性粉末は塗布後、磁石により長手方向に配向さ
れるが、この配向によって金属磁性粉末の磁化容易軸を
長手方向に完全にそろえることは不可能であり、このた
め前記した形状の均一な磁性粉末を塗布して得た塗布物
であっても保磁力の分布は広がってしまうという問題が
あった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、ＳＦＤが小さく、かつ塗布したときの
磁気特性に優れた金属磁性粉末及びその製造法を提供す
ることにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討を行な
った結果、保磁力の角度依存性の小さい金属磁性粉末を
見出し、本発明を完成するに至った。すなわち本発明は
、塗布して用いられる金属磁性粉末であって、これを塗
布して得られる塗布物の配向方向に対する比保磁力が塗
布面内のｏ″〜±５０″の範囲の全ての角度で９０％以
上となりかつ±９０＠で０％となる金属磁性粉末である
。

ここでいう保磁力の角度依存性が小さいとは、通常磁化
反転機構がコヒーレントモードの場合、磁化容易軸が磁
場方向とθ°傾いている時の保磁力をＨｅ（θ０）とし
、磁場と同方向の保磁力Ｈｅ　（０’　）−ＡならＨｃ
（４５°）−Ａ／２となりファンニングモードの場合Ｈ
ｅ　（０’　）＝Ａ′ならＨｃ　（４５’　）：１．Ｉ
　ＸＡ’　となると言われており、この場合ファンニン
グモードの方がコヒーレントモードより保磁力の角度依
存性が小さいといい、磁化容易軸と磁場方向との角度が
変化しても保磁力の変化が小さいことである。

また、本発明における比保磁力は、金属磁性粉末を磁性
塗料としてポリエステルフィルム等に塗布し、これを外
部磁場等によって配向させ、配向方向に対して塗布面内
で００傾けて磁場をかけたときの保磁力Ｈｃ（θ″）を
振動試料型磁力計で測定することにより、下記の式から
求めることができる。

ＩｔＨｅ（θ”　）−１１ｃ（９０’　））／１Ｈｃ（
０°）−Ｈｅ（９０°）＋１　Ｘ１００（％）但し、式
中Ｈｃ　（０°）は配向方向の保磁力、Ｈｃ（９０”）
は配向方向と直角の方向の保磁力を示す。

本発明の金属磁性粉末は上記のとおり保磁力の角度依存
性が小さいので、ＳＦＤが小さく、塗布したときの磁気
特性も優れたものとなる。

以下、本発明の金属磁性粉末の製造法について述べる。

本発明の金属磁性粉末は、水酸化第一鉄を含む懸濁液を
温度１５〜４０℃、酸素濃度１５〜４０容量％の雰囲気
中で酸化率１０〜５０％となるまで一次酸化し、次いで
温度４０〜６０℃、酸素濃度０．５〜１５容量％の雰囲
気中で二次酸化することにより得られたα−オキシ水酸
化鉄を乾式還元することにより製造することができる。

上記方法において用いられる水酸化第一鉄を含む懸濁液
としては例えば塩化第一鉄、硫酸第一鉄。

硝酸第−鉄等の第一鉄塩と水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウム等の水酸化アルカリを混合して含む水溶液から得
ることができる。この懸濁液中にはニッケル、コバルト
、クロム、カルシウム、亜鉛。

マンガン等の金属を一種以上、媒晶剤として加えること
ができる。なお、媒晶剤の添加量は鉄に対して２．０重
量％以下とすることが好ましい。媒晶剤が上記の量を越
える場合、得られる金属磁性粉末の角度依存性が小さく
ならないおそれがある。

また、水酸化第一鉄を得る際に、非酸化性雰囲気下で温
度４０℃以下の条件で晶出を行なうことにより、針状比
の大きい水酸化第一鉄を得ることができる。このとき、
水酸化第一鉄の針状比を大きくすることにより、製造さ
れる金属磁性粉末の磁気特性が向上する。

次に上記水酸化第一鉄を含む懸濁液の酸化を行ない、α
−オキシ水酸化鉄を得るが、該酸化反応は二段階の反応
により行なわれる。また、この酸化は懸濁液を撹拌しな
がら酸化性ガス雰囲気下で行なうことができる。上記酸
化反応の一次酸化は温度１５〜４０°Ｃ１酸素濃度１５
〜４０容量％の雰囲気中で酸化率１０〜５０％となるま
で行なうが、この酸化により適度な大きさに成長したα
−オキシ水酸化鉄が生じる。更に一次酸化後、温度４０
〜６０℃、酸素濃度０．５〜１５容量％の雰囲気中で二
次酸化を行なうが、この酸化によりα−オキシ水酸化鉄
の新たな核発生が抑制され、すでに生じているα−オキ
シ水酸化鉄の結晶が成長する。以上のように酸化反応を
二段階にすることにより、α−オキシ水酸化鉄の針状比
を大きくすることができる。なお、−吹酸化を酸化率１
０％未満で終了した場合、得られるα−オキシ水酸化鉄
の結晶は大きくなりすぎてしまうおそれがあり、５０％
を越えて終了した場合、得られるα−オキシ水酸化鉄の
針状比が小さくなってしまう。

その後、得られたα−オキシ水酸化鉄を乾式還元するこ
とにより、本発明の金属磁性粉末を得ることができる。

この乾式還元は例えば通常行なわれているように、α−
オキシ水酸化鉄を焼結防止のためにアルミニウム化合物
、ケイ素化合物などにより表面処理し、これを脱水、焼
成し、て酸化第二鉄とした後に還元性ガス雰囲気中で還
元することにより行なうことができる。このときの脱水
。

焼成は大気中で行なってもよいが、粉末の型くずれを防
止することができることから窒素雰囲気中で行なうこと
が好ましい。また窒素雰囲気中で脱水、焼成を行なうと
きは５００〜７５０℃の温度で行なうことが好ましく、
５００℃未満で行なった場合、粉末の形状がくずれるお
それがあり、７５０℃を越える温度で行なった場合、粉
末が焼結するおそれがある。また、還元の際に用いられ
るガスは水素ガス、−酸化炭素ガス等があり、特に限定
されないが、水素ガスが好ましく用いられる。水素ガス
を用いて還元を行なう場合、還元時間が５〜１５時間と
なるように還元温度、水素ガス供給量等を調節すること
により、粉末間の焼結や粉末の型くずれ等が抑制される
。上記条件は通常還元温度を３５０〜５５０℃、水素ガ
ス供給量を酸化第二鉄１　ｋｇ当たり３〜２ＯＮｆｆｌ
／時とすることにより達成される。

以上の方法により本発明の金属磁性粉末が得られるが、
還元直後の粉末は空気中において発火することがあり得
るので、粉末表面に薄い酸化膜を形成した後に空気中に
取り出すことが好ましく、この酸化膜の形成は還元後に
酸素を含む不活性ガスを粉末と接触させることにより行
なうことができる。

また、本発明の金属磁性粉末は、バインダと共に混練し
、磁性塗料として使用され、これを非磁性支持体上に塗
布することにより磁気記録媒体を得ることができる。

（実施例） 以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれ
らに限定されない。

実施例１ 塩化第二鉄２．２ｋｇを含む水溶液５０ｊ２に苛性ソー
ダ１１ｋｇを含む水溶液５０ｕを窒素雰囲気下で加え】
８℃で撹拌し水酸化第一鉄の懸濁液を得た。次いで温度
を１８℃に保ちながら毎分６１の割合で空気を４５分間
通気し酸化反応前半を終了した。この時の酸化率は３５
％であった。次に空気を窒素で希釈し酸素含有量を４％
としたガスを毎分１１１の割合で１０時間通気し、酸化
反応後半を終了しα−オキシ水酸化鉄を得た。得られた
α−オキシ水酸化鉄を濾過、水洗しケイ酸ソーダ水溶液
とアルミン酸ソーダ水溶液を用いてケイ素化合物とアル
ミ化合物からなる被膜を形成した。

その後得られたα−オキシ水酸化鉄粉末を窒素気流中６
００°Ｃで３時間焼成し酸化第二鉄とした。

この酸化第二鉄１　ｋｇにＨ２ガスを１２ＮＴＩ！／時
で供給し４５０℃で１０時時間式還元し磁性鉄粉を得た
。

次いで酸素濃度０．２％の窒素気流中、８０℃で該鉄粉
の表面酸化を行い強磁性鉄粉を得、該強磁性鉄粉１００
重量部に、塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマー２５重量
部、レシチン１重量部、メチルエチルケトン１００ｍ１
、シクロヘキサノン１００ｍ１及びトルエン１００ｍ１
をガラスピーズを入れたサンドグラインダーで６時間混
合し、分散して磁性塗料を調製した。これをポリエチレ
ンテレフタレートフィルムの上に塗布し、磁束中で磁性
粒子の配向を行い、磁気テープを作製し、得られた磁気
テープの比保磁力と他の磁気特性を振動試料型磁力計で
測定した。

電磁変換特性をシバツク社の電磁変換特性測定システム
（型式：ＷＶ２４ＡＯ）及びソニー社の８ミリビデオデ
ツキで測定した。その結果を第１図及び表１に示す。

実施例２ 塩化第二鉄水溶液にＮ　ｉＣｊ２２を２５ｇ加えること
以外は実施例１と同様に行った。本実施例において金属
磁性粉末中の鉄に対し１．１重量％のＮｉを含有してい
た。

実施例１と同様の測定条件で求めた結果を第２図及び表
１に示す。

実施例３ 塩化第二鉄水溶液にＣａ　Ｃｉ２を１５ｇ加えること以
外は実施例１と同様に行った。本実施例において金属磁
性粉末中の鉄に対し０．５重量％のＣａを含有していた
。

実施例１と同様の測定条件で求めた結果を第３図及び表
１に示す。

比較例１ 塩化第二鉄水溶液にＮ　ｉ　Ｃｆｌ□を１３０ｇ加える
こと以外は実施例１と同様に行った。金属磁性粉末中の
鉄に対し６．０重量％のＮｉを含有していた。

実施例１と同様の測定条件で求めた結果を第４図及び表
１に示す。

［発明の効果］ 本発明の金属磁性粉末はＳＦＤが小さく、保磁力の角度
依存性が小さいのでこれによってヒステリシス・ループ
の第２象限の保磁力付近での立上がりは急峻となり記録
分解能が向上すると共に、有効残留密度が大きいため、
短波長の記録に適したものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明の実施例１〜３の金属磁性粉末を塗
布した塗布物の配向方向に対する角度と比保磁力の関係
を示す図である。 第４図は比較例１の金属磁性粉末を塗布した塗布物の配
向方向に対する角度と比保磁力の関係を示す図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）塗布して用いられる金属磁性粉末であって、これ
   を塗布して得られる塗布物の配向方向に対する比保磁力
   が塗布面内の０°〜±５０°の範囲の全ての角度で９０
   ％以上となりかつ±９０°で０％となる金属磁性粉末。
2. （２）水酸化第一鉄を含む懸濁液を温度１５〜４０℃，
   酸素濃度１５〜４０容量％の雰囲気中で酸化率１０〜５
   ０％となるまで一次酸化し、次いで温度４０〜６０℃，
   酸素濃度０．５〜１５容量％の雰囲気中で二次酸化する
   ことにより得られたα−オキシ水酸化鉄を乾式還元する
   ことを特徴とする請求項第１項に記載の金属磁性粉末の
   製造法。
3. （３）金属磁性粉末を非磁性支持体上に塗布して得られ
   る磁気記録媒体において、金属磁性粉末が請求項第１項
   に記載の金属磁性粉末であることを特徴とする磁気記録
   媒体。