JPH05326233A

JPH05326233A - 磁性粉末の製造方法

Info

Publication number: JPH05326233A
Application number: JP4123281A
Authority: JP
Inventors: Satoru Hagiwara; 哲萩原
Original assignee: Toshiba Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Techno Glass Co Ltd
Priority date: 1992-05-15
Filing date: 1992-05-15
Publication date: 1993-12-10

Abstract

(57)【要約】【目的】六方晶系フェライト基本成分と、保磁力低減
化のための置換成分と、ガラス形成成分とを含む原料混
合物を加熱溶融し、得られた溶融物を急速冷却して非晶
質体を作製し、次いでこの非晶質体に熱処理を施して六
方晶系フェライトを析出させた後、酸処理および水洗浄
を施して六方晶系フェライト粉末を分離抽出するにあた
り、六方晶系フェライトの粗大粒子を含まないようにす
る。【構成】抽出された六方晶系フェライト粉末を含むス
ラリーをｐＨ 2.5〜 4.5に調整したのち、六方晶系フェ
ライト粉末を分散媒中に分散させ、得られた分散液を濾
過して粗大粒子を分離除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高密度磁気記録媒体に
適する磁性粉の製造方法に関し、さらに詳しくは、ガラ
ス結晶化法により粗大粒子を含まない六方晶系フェライ
ト磁性粉末を製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】塗布型の磁気記録媒体は、ポリエステル
フィルムなどの非磁性基体上にγ−フェライトや鉄粉な
どの磁性粉を、樹脂バインダとともに塗布することによ
り得られており、従来、塗布面内長手方向の磁化を用い
て磁気記録が行われていた。近年、磁気記録媒体に対す
る高記録密度化の要求に応え、高密度記録に適した磁気
記録方式として、支持体の塗布面と垂直な方向の磁化を
用いる垂直磁気記録方式が開発されている。この垂直磁
気記録方式に適した磁性粉末としては、たとえば、六角
板状で板面に垂直な方向の磁化容易軸を有し、磁化容易
軸を基体に垂直な方向に向けやすい六方晶系フェライト
粉などがあげられる。

【０００３】このような磁気記録媒体に使用される六方
晶系フェライトとしては、化学式BaFe₁₂Ｏ₁₉で表される
Ｍ型のバリウムフェライトなどが例示される。しかしな
がらこのような六方晶系フェライトは、磁気記録に対し
ては保磁力が大きすぎて、記録時に磁気ヘッドが飽和し
て磁気記録が困難となる。そこで、その保磁力を磁気記
録に適する値まで低減させるため、六方晶系フェライト
の構成原子の一部を特定の他の原子で置換して、置換型
の六方晶系フェライトとすることが行われている。その
ように構成原子の一部を特定の原子で置換された六方晶
系フェライトとしては、たとえば、化学式BaMe₂Fe₁₆Ｏ
₂₇（Meは置換金属元素を表す）で表されるＷ型のバリウ
ムフェライト、Ｍ型フェライトとスピネルフェライトを
同時に含むものなど、およびそれらの原子の一部が他の
元素で置換された六方晶系フェライトなどがあげられ
る。

【０００４】また、上記した六方晶系フェライト結晶
は、粒径0.01〜0.3 μm の範囲のものが好適に使用され
る。その理由は、結晶の粒径が0.01μm 未満では磁気記
録に要する強い磁性を呈し得ず、0.3 μm を超えると高
密度記録としての垂直磁気記録が有利に行い難いからで
ある。粒径がこの範囲にあれば、面内磁気記録方式に対
する垂直磁気記録方式の有為性が明らかになる記録波長
１μm 以下の領域において、十分な記録・再生が行われ
る。

【０００５】六方晶系フェライト磁性粉を製造する方法
としては、一般に、ガラス結晶化法、共沈法、水熱合成
法、フラックス法などが知られている。とくに、ガラス
結晶化法によって形成した六方晶系フェライトの磁性粉
末は、粒径が微細で、かつ粒度分布が狭いことから、高
密度磁気記録媒体の製造に適する磁性粉末の製造方法と
して注目されている。

【０００６】一般に、ガラス結晶化法による六方晶系フ
ェライトの磁性粉末の製造は、次のようにして行われ
る。まず、六方晶系フェライトの基本成分、保磁力低減
のための置換成分およびガラス形成成分を混合して加熱
溶解させ、この溶融物を急速に冷却して非晶質体とす
る。そして、得られた非晶質体に熱処理を施して六方晶
系フェライトの結晶を析出させたのち、これを粉砕して
微粉末とする。得られた微粉末をリン酸や酢酸などの希
酸で処理して、ガラス形成成分を洗浄除去することによ
り、六方晶系フェライト粉末が分離抽出される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の製造方法では、得られた粉末の中に、粒径が
0.5μm 以上の六方晶系フェライト粗大粒子、または不
純物粒子が混入するという問題があった。このような粗
大粒子が存在した場合には、作製した磁気媒体の再生出
力の低下、ノイズの増大を招いて、Ｓ／Ｎ比の低下とい
う不都合をもたらしていた。また、所望の粒径の六方晶
系フェライト微粒子粉末が製造された場合であっても、
このような微粒子は表面活性が大きいため凝集性が失わ
れず、堅固な凝集体が形成され易かった。そして、この
ような凝集体の存在は、粗大粒子の存在と同様であり、
そのため同様な不都合をもたらしていた。

【０００８】このようなことから、ガラス結晶化法によ
り六方晶系フェライト粉末を製造する場合には、単に濾
過処理を行って粗大粒子だけを除去しようとしても、凝
集体となって存在している微粒子をも粗大粒子とともに
除去することになってしまう。したがって、濾過処理を
行っても、凝集せずに存在しているごく僅かの微粒子し
か得られないことになる。このようなことから、六方晶
系フェライト粗大粒子や凝集体を除去しようとすること
は、非常に困難であった。

【０００９】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
であり、作製した磁気記録媒体の特性を低下させる原因
となる粗大粒子を効果的に除去することが可能な、ガラ
ス結晶化法による六方晶系フェライトの磁性粉末の製造
方法を提供することを、その目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、六方晶系フェ
ライト基本成分と、保磁力低減化のための置換成分と、
ガラス形成成分とを含む原料混合物を加熱溶融し、得ら
れた溶融物を急速冷却して非晶質体を作製し、次いでこ
の非晶質体に熱処理を施して六方晶系フェライトを析出
させた後、酸処理および水洗浄を施して六方晶系フェラ
イト粉末を分離抽出するにあたり、抽出された六方晶系
フェライト粉末を含むスラリーをｐＨ 2.5〜 4.5に調整
し、六方晶系フェライト粉末を分散媒中に分散させ、得
られた分散液を濾過して粗大粒子を分離除去するように
したことを特徴としている。

【００１１】なお本発明は、下記の一般式ＡＯ・ｎ（Ｆｅ_12-xＭ_x）₂Ｏ₃ （式中、ＡはＢａ、Ｓｒ、Ｐｂ、Ｃａから選ばれた少な
くとも１種の元素を表し、ＭはＣｏ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃ
ｕ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｎｂ、Ｖ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｓｂか
ら選ばれた少なくとも１種の元素を表す。ｎは５〜６の
数を、ｘは0.08〜0.2 の数をそれぞれ表す。）で示され
るような置換型六方晶系フェライトからなる磁性粉末の
製造に適しているが、これに限定されるものではない。

【００１２】本発明の磁性粉末の製造方法においては、
六方晶系フェライト粉末をスラリー状で抽出するまで
は、従来のガラス結晶化法と同様にして製造することが
できる。

【００１３】本発明においては、抽出された六方晶系フ
ェライト磁性粉末を含むスラリーに必要に応じてさらに
水などの分散媒を加えて流動性を調整するとともに、そ
のｐＨを酸性域に、好ましくはｐＨ 2.5〜 4.5の範囲内
に調整する。ｐＨ 2.5未満であると酸エッチングが発生
して磁性粉末の表面が侵されやすい。また、ｐＨ 4.5を
超えると、磁性粉末の粒子間の反発力が弱まるため、凝
集体の分離が困難となる。ｐＨ調整にあたっては、たと
えば酢酸や希塩酸などの酸が使用可能である。そして、
ｐＨを 2.5〜 4.5の酸性域に調整された分散媒中に、六
方晶系フェライト磁性粉末を十分に分散させための分散
操作を行う。分散にあたっては、たとえば超音波発振装
置を備えた分散槽などを使用することができる。

【００１４】そして、上記操作により凝集体が消失し、
個々の粒子がほぼ１次粒子に近い状態に独立した、分散
状態の良好な分散液が得られる。得られた分散液を、た
とえば孔径0.45μm の高分子膜のような多孔質フィルタ
などを濾過器として用いて濾過することにより、 0.5μ
m 以上の粗大粒子を含まない磁性粉末を得ることができ
る。

【００１５】

【作用】本発明の磁性粉末の製造方法においては、六方
晶系フェライト粉末を含むスラリーのｐＨを酸性域に調
整することにより、六方晶系フェライト粉末間の反発力
が強められると考えられる。したがって、酸性域に調整
された状態で六方晶系フェライト粉末を分散媒中に分散
させることにより、凝集体が消失しやすくなる。そのた
め、凝集体を形成していた粉末の粒子が、個々の独立し
た粒子として分散媒中に分散される程度にまで良好な分
散状態が実現される。

【００１６】

【実施例】以下本発明を六方晶系フェライトたとえばマ
グネトプランバイト型Ｂａフェライトに対して実施した
実施例にしたがって説明する。

【００１７】実施例１、２Ｂａフェライト中のＦｅ³⁺イオンの一部をＴｉ⁴⁺イオン
およびＣｏ²⁺イオンで置換した置換マグネトプランバイ
ト型Ｂａフェライトからなる磁性粉末を、図１に示す製
造装置を使用して製造した。六方晶系フェライト粉末を
スラリー状で抽出するまでは、従来のガラス結晶化法と
同様にして行った。

【００１８】製造にあたり、フェライト成分としてＦｅ
₂Ｏ₃と、保磁力低減のための置換成分としてＴｉＯ₂
およびＣｏＯと、ガラス形成成分としてＢａＯおよびＢ
₂Ｏ₃とを、重量百分率で組成比：Ｆｅ₂Ｏ₃31.3％、
ＴｉＯ₂2.59％、ＣｏＯ2.42％、ＢａＯ45.8％、Ｂ₂Ｏ
₃17.8％の組成比となるように、それぞれ原料の弁柄、
酸化チタン、酸化コバルト、炭酸バリウムおよびホウ酸
を所定量秤量し、これらを充分に混合した。次いで、こ
の混合物を白金るつぼに収容し、高周波加熱装置を用い
て1350℃で加熱溶融した。その後、この溶融物を、直径
50cm、回転数500rpm、線圧５ton の水冷双ロール上に注
いで急冷して非晶質体を作製した。次に、この非晶質体
を所定容器に充填し電気炉内で 780℃× 4時間の条件で
熱処理して置換型Ｂａフェライトの結晶を析出させた
後、これを微粉砕した。得られた粉末を10％酢酸溶液中
に投入して、５時間超音波をかけながらＢａＯ・Ｂ₂Ｏ
₃相やＢａＯ相のガラス形成成分を溶解した。酢酸処理
の後、60℃〜85℃の温水による洗浄をｐＨが中性域（ｐ
Ｈ６〜７）となるまで繰り返して、ガラス形成成分を除
去した。

【００１９】このようにしてガラス形成成分を除去して
得られたＢａフェライトを含むスラリーを、図１に示す
スラリータンク１中に収容し、そのｐＨが 2.5〜 4.5の
範囲になるまで 80 ％酢酸を添加した。スラリータンク
１内部には撹拌羽根２が備えられている。次いで、ｐＨ
を上記のように調整したＢａフェライトスラリーを、ポ
ンプ３により超音波発生装置４の付いた分散槽５に送っ
た。この分散槽５中でＢａフェライト粒子は、凝集した
状態から個々の独立した粒子に分離される。

【００２０】分散槽５を通過したスラリーは高分子膜の
多孔質フィルタ６に送られ、 0.5μm 以下の微細な粒子
と、 0.5μm より大きい粗大な粒子または凝集体に分離
される。この粗大粒子および凝集体を含むスラリーは配
管７を通り、再びスラリータンク１に戻る。 0.5μm 以
下の微細粒子を含むスラリーは配管８を通り、スラリー
タンク９へと移送される。このスラリータンク９に送ら
れた 0.5μm 以下の微細粒子を含むスラリーを水洗後、
脱水・乾燥することにより、Ｂａフェライト磁性粉が得
られた。

【００２１】そして、このようにして製造した磁性粉末
実施例１、２の比表面積を測定した。比表面積の測定に
あたっては、カンタクローム社製モノソーブによる窒素
ガス吸着量測定から、ＢＥＴ 1点法により測定した。さ
らにこれらの磁性粉を用い常法に従ってテープ状の磁気
記録媒体実施例１、２を作製した。そして、ＬＶＲ固定
ヘッド型記録再生装置を用いて、記録波長 0.5μm にお
けるそれらのＳ／Ｎ比を測定した。以上の評価結果を表
１に示す。

【００２２】比較例１、２また、本発明との比較のため、粗大粒子の除去工程を行
わない他は、実施例１、２と同様にして、Ｂａフェライ
ト磁性粉末比較例１、２を製造した。そして、実施例と
同様の比表面積測定を行った。さらに、磁性粉末比較例
１、２を用いて常法に従って、テープ状の磁気記録媒体
比較例１、２を作成した。そして実施例と同様にしてそ
れらのＳ／Ｎ比を測定した。この結果も併せて次の表１
に示す。

【００２３】

【表１】表１からも明らかなように、本発明にしたがって得られ
た実施例１、２のＢａフェライト磁性粉末は、比表面積
の小さい粗大粒子が除去されているため、従来法により
製造した比較例１、２の磁性粉末に比べて、比表面積が
大きくなっている。これら磁性粉末実施例１、２を使用
して作製した磁気記録媒体は、ノイズの原因となる粗大
粒子や不純物が除去されているため、比較例１、２の磁
性粉末を使用して作製した磁気記録媒体に比べて、Ｓ／
Ｎ比が向上している。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ガ
ラス結晶化法により六方晶系フェライトの結晶粉末を作
製し分離抽出するにあたり、抽出された六方晶系フェラ
イト粉末を含むスラリーのｐＨを 2.5〜 4.5の酸性域に
調整し、六方晶系フェライト粉末を分散媒中に分散させ
たのち、得られた分散液を濾過しているので、粗大粒子
を効果的に分離除去することが可能になる。

【００２５】そのため、本発明にしたがって製造された
六方晶系フェライト粉末を用いた場合には、Ｓ／Ｎ比の
高いすぐれた磁気記録媒体が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例において、粗大粒子を分離除去
する工程を示す概略図である。

【符号の説明】

１………スラリータンク２………撹拌羽根３………スラリーポンプ４………超音波発振装置５………分散槽６………多孔質フィルタ７………配管８………配管９………スラリータンク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】六方晶系フェライト基本成分と、保磁力
低減化のための置換成分と、ガラス形成成分とを含む原
料混合物を加熱溶融し、得られた溶融物を急速冷却して
非晶質体を作製し、次いでこの非晶質体に熱処理を施し
て六方晶系フェライトを析出させた後、酸処理および水
洗浄を施して六方晶系フェライト粉末を分離抽出するに
あたり、抽出された六方晶系フェライト粉末を含むスラリーをｐ
Ｈ 2.5〜 4.5に調整したのち、六方晶系フェライト粉末
を分散媒中に分散させ、得られた分散液を濾過して粗大
粒子を分離除去するようにしたことを特徴とする磁性粉
末の製造方法。