JPH03290904A - 金属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〕 本発明は磁気記録に用いられる金属磁性粉末の製造方法
ム二関し、特に比表面積が大きく、高保磁力を有し分散
性の優れた金属磁性粉末の製造方法に関するものである
。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕近年、
各種の記録方式の発展は著しいものがあるが、中でも磁
気記録再生装置の小型軽量化の進歩は顕著である。これ
につれて磁気テープ・磁気ディスク等の磁気記録媒体に
対する高性能化の要求が大きくなってきている。

磁気記録に対するこのような要求を満足するためには高
い保持力と高い飽和磁化を有する磁性粉末が必要である
。従来、磁気記録用の磁性粉末として一般には針状のマ
グネタイトやマグネタイト又はこれらの磁性酸化鉄粉末
をコバルトで変性したいわゆるコバルト含有酸化鉄が用
いられているが、より高出力の媒体を得るためにはより
高い保磁力・飽和磁化を持つ強磁性金属粉末いわゆるメ
タル磁性粉が用いられ始めている。

メタル磁性粉の製造方法としては種々の方法が提案され
ているが、経済的な優位性から一般的には、針状のゲー
サイトまたはこれを加熱脱水して得られる酸化鉄粒子を
水素等の還元性ガス雰囲気中で加熱して金属鉄にまで還
元する方法が用いられている。

ところがこの方法では還元を高温で行なうため、粒子の
融着、形状の崩壊等を生じ易く充分に満足できる性能が
得られないため種々の提案がなされている。その−例は
、ゲーサイトに水ガラス処理後、焼成して還元を行なう
もの（特公昭６３−４９７２２号）、ゲーサイトを加熱
脱水した後その表面に珪素化合物を付着処理して加熱還
元を行なうもの（特開昭５９−８０９０１号）、ゲーサ
イトに燐酸アルミニウムを被着処理して加熱還元を行な
うもの（特開昭６３−６７７０５号）等である。

しかし、これらの提案で問題を解決できるのは比較的粒
子径の大きな場合に限られ、最近の高密度記録に対応す
る６０ｍ”／ｇに近い比表面積を有する微粒子メタル磁
性粉の場合には満足できるものではない。

本発明はこのような微粒子メタル磁性粉の製造段階にお
ける粒子同志の焼結を防止し、分散性に優れたメタル磁
性粉の製造法を提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、ゲーサイトから金属磁性粉末（メタル磁
性粉）を得る過程について検討を行った結果、還元の途
中で生じるマグネタイトの段階で還元を中断し、このマ
グネタイトに形状維持処理を行なうと、還元時の焼結防
止、形状維持が容易であることを見出し特許出願済みで
あるが（特願平１−１１９１３４号）、さらに検討を重
ねた結果、特定の条件で形状維持処理を行なうことによ
り分散性がいっそう優れることを見出し本発明の完成に
至った。

即ち、本発明は、針状ゲーサイトまたは鉄以外の金属で
変性された針状ゲーサイトを原料とし、形状維持処理を
行なった後、これを還元し金属磁性粉末を製造するに際
し、分散機による分散を行ないながら形状維持処理を行
なうことを特徴とする分散性の優れた微細な金属磁性粉
末の製造方法に係わるものである。

本発明の方法のように分散機による分散を行ないながら
形状維持処理をした後、還元することにより分散性の優
れた金属磁性粉末が得られるが、マグネタイトの段階で
還元を中断し、再び分散機による分散を行ないながら形
状維持処理を行なうとより優れた効果が発揮される。

分散機による分散を行ないながら形状維持処理を行なう
とメタル粉の性能が向上する理由は明らかでないが、分
散力の存在下で形状維持処理を行なうことにより処理剤
がより均一に付着し有効に作用し易くなることがその理
由のひとつであろうと推定される。

一般に、粉末を液体と混合しスラリーを調製する場合、
分散・混合・撹拌等の語で表わされる粉末を液体と均一
化する操作が行なわれるが、本発明で言う°′分散機に
よる分散”とは単なる混合・撹拌を指すのではなく、ス
ラリーの単位液量当り一定値以上の動力を付与すること
をさしている。すなわち、通常用いられる分散・混合・
撹拌ではスラリーの単位液量当りの撹拌動力（Ｐ／Ｖ値
）は０．１〜１０ｋＷ／１Ｔ：あるノニ対し、“分散機
による分散”ではＰ／ＶはＩ　ＸＩＯ’　ｋｈ／−以上
、好ましくはＩ　ＸＩＯ”　ｋ賀／ｖａ”以上の値であ
る。

ここで、Ｐ：撹拌機、分散機等の撹拌動力（ｋＷ）ｖ：
撹拌については槽内液量〔−〕、 分散については分散部のホール ドアツブ量〔１〕である。

本発明に用いられる分散機としては高速回転で生しる剪
断力による分散機構を有するもので十分であるが、剪断
力に加え超音波による分散＠構を有するものであればさ
らに好ましい。また、分散機は反応槽内に設置できるが
、反応層の外部に循環ラインを設けこのラインの途中に
分散機を設置するとより効率的である。

本発明に用いられる針状ゲーサイトの軸比、大きさは一
数的番こ金属磁性粉末の原料として用いられるものであ
れば良いが、粒子径の小さいものに於て本発明の効果が
顕著になる。

本発明で言うゲーサイトは一般式Ｆｅ００Ｈで表わされ
る水和酸化鉄を主とした粉末であり、面間隔４．１８±
０．０５．２．６９±０．０５．２．４５±０．０５オ
ングストロームに相当する位置にＸ線回折の主要ピーク
を有し、大気中の加熱により約１２％の重量減少を生じ
、ヘマタイトを生成するものを指しており、若干量の鉄
以外の金属元素を含有しても差し支えない。また、本発
明で言うマグネタイトとは酸化鉄を主とした酸化物であ
り、面間隔２．９７±０．０５．２．５３±０．０５．
２．１０±０．０５オングストロームに相当する位置に
Ｘ線回折の主要ピークを有し、大気中での加熱により２
．５％以上の重量増加を生しるものを言い、Ｘ＆！回折
で実質的にゲーサイトあるいはへマタイトおよび金属鉄
に相当する回折ピークが認められない状態をさしている
。

これらの典型的な粉末のＸ線回折パターンを図１に示し
た。図１に於て、（Ａ）はゲーサイト、（Ｂ）はマグネ
タイト、（Ｃ）は金属鉄の回折パターン図である。

本発明で言うゲーサイトおよびマグネタイトへの形状維
持処理とはゲーサイトをマグネタイトや金属鉄に還元す
るとき、さらにはマグネタイトを金属鉄に還元するとき
に生しる融着や形状崩壊を防止するための処理を総称す
るものであり、焼結防止処理、融着防止処理とも言われ
るものである。

針状ゲーサイトへの形状維持処理としてはＳｉ＋ＡＬ　
Ｚｒ、　Ｔｉ、　Ｓｎ＋　Ｍｇ、　Ｃａ＋　Ｂ＋　Ｐ等
の化合物の単独あるいは混合による処理が用いられ、溶
液状態からの不溶物の析出、コロイド状化合物の沈着等
により行なわれる。その具体例としてはゲーサイトのス
ラリーに水ガラス、アル業ン酸ソーダ、硫酸マグネシウ
ム等の水溶性化合物水溶液を加えた後、系のｐＨを調節
することにより不溶性水酸化物を析出させる方法、燐酸
塩、はう酸塩等の不溶性塩を析出させる方法や、ゲーサ
イトスラリーにトリイソプロポキシアルミニウム、テト
ラエトキシシラン、テトライソプロポキシチタン等の金
属アルコキシドを加え加水分解物を析出させる方法等が
用いられる。また、Ｓｉ化合物としてはシリコン樹脂、
シリコンオイルを用いることもできる。

ゲーサイトからマグネタイトや金属鉄への還元は形状維
持処理後のゲーサイトを例えば水素気流中で２５０〜５
５０″Ｃに保つことに依って行われる。この時、形状維
持処理や還元に先立って空気中で加熱脱水を行ってもよ
いが、還元雰囲気で加熱脱水を行った方が最終的に得ら
れる金属磁性粉末の磁気特性が良好となる。

マグネタイトへの形状維持処理としてはＳｉ。

ＡＩ、　Ｚｒ、　Ｔｉ、　Ｓｎ、　Ｍｇ、　Ｃａ＋　Ｂ
等の化合物による処理の他に、フェノール樹脂、フラン
樹脂等の熱硬化性樹脂による処理も有効である。Ｓｉ、
　ＡｌＺｒ、　Ｔｉ＋　Ｓｎ、　Ｆ！Ｉｇ、　Ｃａ、　
Ｂ等の化合物による処理はゲーサイトに対すると同様の
方法が用いられ、熱硬イヒ性樹脂による処理の例として
はこれらの樹脂の水溶性有機溶剤（アセトン、エタノー
ル等）溶液をマグネタイトのスラリーに加え不溶化する
ことに依って行なわれる。勿論、これらの処理剤は単独
で用いてもよく、組み合わせて用いてもよい。

形状維持処理後のマグネタイトの金属磁性粉末への還元
も水素気流中で３００〜５５０°Ｃに保てば良い。

［実施例］ 以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本
発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

実施例１ 図２に示すように、反応槽１の外部にパイプライン製分
散機マイルダ−２（荏原製作所製）を設置した循環ライ
ンを設けた装置を用い、ゲーサイト（長軸径；　０．１
８ｍ、軸比；８）１ｋｇを、ポイズ５３０（花王■製ポ
リカルボン酸系オリゴマー）の３％溶液１１に約１時間
分散した後３号ケイソー（ＳｉＯｚ分２９％）７０ｇを
加え、更に１時間分散を続けた。さらに分散を続けなが
ら希硝酸を加え、系のｐＨを６．５に下げ１時間分散を
行なった後、濾過・洗浄・乾燥してケイ素化合物層を有
するゲーサイトを得た。

尚、図２において、３は滴下槽、４は滴下ポンプである
。

このケイ素化合物処理ゲーサイトをレトルト炉（内容積
３０１）で、水素／窒素＝１／１混合ガスを５０１／分
で流しながら２．５°Ｃ／分で３００°Ｃまで昇温した
後３００　’Ｃに保ち、Ｘ線回折でゲーサイト、ヘマタ
イトのピークが見られなくなるまで還元を行ないマグネ
タイトを得た。このマグネタイトを再び先の装置で分散
しながら、３号ケイソー６０ｇを加え１時間、希硝酸を
加え系のｐＨを６．５とした後さらに１時間分散した。

その後、濾過・洗浄・乾燥し、新たにケイ素化合物層を
形成したマグネタイトを得た。このマグネタイトをレト
ルト炉で水素気流中３５０″Ｃで還元し、メタル粉１を
得た。

メタル粉の形状を透過型電子顕微鏡（以下ＴＥＭと略記
）により観察したところ原料ゲーサイトの針状が維持さ
れていた。メタル粉１の磁気特性を他の例とともに表１
に示す。

次いで、下記塗料配合の配合物をバ・ンチ式サンドミル
で６時間混合後、混合物にコロネートしく日本ポリウレ
タン工業■製）２．５重量部を添加し、さらに１５分間
混合を行った後、濾過してガラスピーズを分離し、磁性
塗料を調製した。

この塗料を１０μ厚のＰＥ↑フィルム上に乾燥膜厚が３
−になるように塗布し、磁場配向処理後乾燥してＰＥＴ
フィルム上に磁性層を形成した。次いで、カレンダー処
理により鏡面加工して塗膜１を得た。

得られた塗膜の静磁気特性を他の例とともに表２に示す
。

く塗料配合〉 メタル粉１１００重量部 レシチン　　　　　　　　　２　〃 カーボンブラック　　　　　３　〃 γ−アルごす　　　　　　５　〃 ＶＡＧＨ”　　　　　　　　　　１５　　〃ニラポラン
２３０４”２　　　　１０　〃メチルエチルケトン　　
　１５０重量部トルエン　　　　　　　　　５０〃 シクロヘキサノン　　　　　７５〃 （註）　ｍｌ　：ユニオンカーバイド社製塩化ビニル／
酢酸ビニル／ポリビニルアルコー ル共重合体　゛ ＊２二日本ポリウレタン工業株製のポリウレタン樹脂 実施例２ 実施例１と同じ操作で得たケイ素化合物層含有ゲーサイ
トを還元してマグネタイトを得た。

このマグネタイトを再びボイズ５３０の３％溶液で１時
間分散した。このスラリーにレジンＭ（丸善石油化学■
製のフェノール樹脂）５０ｇをエタノール０．３１に溶
かした溶液を滴下した後１時間撹拌後、濾過・洗浄・乾
燥し、フェノール樹脂で被覆したマグネタイトを得た。

このマグネタイトをレトルト炉で水素気流中３５０℃で
還元し、メタル粉２、および塗膜２を得た。

ＴＥＭによる観察では針状性はよく保持されていた。

比較例１ 実施例１で用いたゲーサイトＩｋｇを、ボイズ５３０の
３％溶液１０ｆｆｉに分散し、ＴＫホモミキサーＳＬ型
（特殊機化工業■製）で約１時間分散・撹拌した後、３
号ケイソー（Ｓｉ（ｈ分２９％）７０ｇを加え、更に１
時間分散を続けた。その後、希硝酸を加え、系のｐＨを
６．５に下げ、１時間撹拌後、濾過・洗浄・乾燥してケ
イ素化合物層を有するゲーサイトを得た。

このケイ素化合物処理ゲーサイトを実施例１と同様に還
元しマグネタイトを得た。このマグネタイトを再びボイ
ズ５３０の３％溶液に分散し、３号ケイソー６０ｇを加
え１時間分散した後、希硝酸を加え、系のｐＨを６．５
とし、１時間撹拌後濾過・洗浄・乾燥し、新たにケイ素
化合物層を形成したマグネタイトを得、実施例１と同様
に還元しメタル粉１１を得た。ＴＥＨによる観察では粒
子の融着、形状の崩壊も観られなかった。

更に、このメタル粉１１を用い実施例１と同様の操作に
より塗８１１を得た。

実施例３ 実施例１における３号ケイソー、希硝酸に変えて、硫酸
バンド水溶液（ＡＩ□０３分２．１％）６ｆ、アンモニ
ア水溶液を用い系のｐＨを７．０とすること以外は実施
例１と同様にしてアルミニウム化合物層を有するゲーサ
イトを得た。ついで、実施例１と同様にレトルト炉で還
元しマグネタイトとした後、実施例１と同様の処理によ
りケイ素化合物層を形成したマグネタイトとした後、実
施例１と同様に還元し、メタル粉３および塗膜３を得た
。

比較例２ 比較例１における３号ケイソー、希硝酸に変えて、硫酸
バンド水溶液（Ａｌ□０３分２．１％）６ｆｆ、アンモ
ニウム水溶液を用い系のｐＨを７．０　とすること以外
は比較例１と同様にしてアルミニウム化合物層を有する
ゲーサイトを得た後、ついで、比較例１と同様にレトル
ト炉で還元しマグネタイトとした後、比較例１と同様の
処理によりケイ素化合物層を形成したマグネタイトとし
た後、比較例１と同様に還元し、メタル粉１２および塗
膜１２を得た。

実施例１〜３及び比較例１〜２で得られたメタル粉及び
塗膜の磁気特性をそれぞれ表１及び表２に示す。

表　　１ 表２ ＰＳ

【図面の簡単な説明】

図１はゲーサイト、マグネタイト及び金属鉄のｘ１回折
パターン図であり、（Ａ）　はゲーサイト、（Ｂ）はマ
グネタイト、（Ｃ）は金属鉄の回折パターン図を示す。 図２は実施例１で用いた分散機付きの循環ラインの略示
図である。 １：反応槽 ２：マイルダー ３：滴下槽 ４：滴下ポンプ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．針状ゲーサイトまたは鉄以外の金属で変性された針
   状ゲーサイトを原料とし、形状維持処理を行なった後、
   これを還元し金属磁性粉末を製造するに際し、分散機に
   よる分散を行ないながら形状維持処理を行なうことを特
   徴とする金属磁性粉末の製造方法。
2. ２．分散機による分散を行ないながら形状維持処理を行
   なったゲーサイトをマグネタイトとした後、再び分散機
   による分散を行ないながら形状維持処理を行ない還元す
   ることを特徴とする請求項１記載の金属磁性粉末の製造
   方法。