JPH06163232A - 高密度磁気記録媒体用磁性粉末 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】磁気記録媒体の高密度、高出力化及びＳＮ比を
向上させる、Ａｌ及びＳｉ化合物で被着した金属磁性粉
末の提供にある。 【構成】本発明はＡｌ及びＳｉ化合物で被着した金属磁
性粉末において、Ａｌ及びＳｉ化合物の被着量がＦｅに
対しそれぞれ、Ｓｉとして３〜１０モル％、Ａｌとして
０．１〜３モル％で、平均長軸径が３００〜５００ｎ
ｍ、軸比が５〜１０、比表面積が４０〜６０ｍ² ／ｇ
で、保磁力が１１００〜１３００Ｏｅ、飽和磁化が１２
０〜１６０ｅｍｕ／ｇである事を特徴とする高密度磁気
記録媒体用金属磁性粉末に関する。

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用
磁性粉末に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、磁気記録媒体用磁性粉末は、針状
或いは紡錘状の含水酸化鉄、又は酸化鉄を出発原料と
し、これらの形状を保ち、かつ粒子間の焼結を防ぐ為
に、含水酸化鉄、又は酸化鉄に珪素ないしアルミニウム
化合物を主体とする表面処理を施した後還元する事によ
り製造されるものが主流を占めている（特公昭５６−２
８９６７号公報、特公昭５７−２９５２３号公報、特公
昭６１−１８３２３号公報等）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年、磁気テープや磁
気ディスク等の磁気記録媒体に対してより一層の高密度
化、高出力化及びＳＮ比の向上が求められている。高密
度化を達成する為には、磁気記録媒体の磁性層を形成す
る磁性粉末粒子を微細化する必要がある。又、塗料に対
する分散性を向上させ、磁性層に於ける充填密度を高く
する事も不可欠である。

【０００４】又、ＳＮ比は磁性層の単位体積当たりの粒
子数の平方根に比例する事が一般に知られている（色
材，５８〔４〕２０４−２１０ １９８５等）ので、磁
性粉末粒子を微細化し、かつ粒子の充填密度を高くする
事はＳＮ比向上の為にも効果的である。更に、高出力化
を達成するためには、これらに加え磁性粉末自体の飽和
磁化の向上及び配向性の向上が必要となる。

【０００５】従って、これからの高密度磁気記録媒体用
磁性粉末に求められる性能は、微細化、高分散、
高飽和磁化、高配向の四つであるといえる。しかしな
がら、の磁性粉末粒子の微細化には不可避的に磁性粉
末の高保持力化が供なってくる。又、の磁性粉末の高
配向化には磁性粉末の高軸比化が必要となり、これに伴
った磁性粉末の高保持力化も必然的に起こる事となる。

【０００６】ところが、磁性粉末の高保持力化は一般的
には高密度記録には好ましいが、磁気記録装置に使用さ
れるヘッド材料による制約、記録媒体の規格がある為、
磁性粉末の保持力の制御技術が必要となる。従来から、
含水酸化鉄、又は酸化鉄にニッケル化合物を添加或いは
被着処理する事により磁性粉末の保持力が低下する事は
知られているが、要求される保持力を有する磁性粉末を
得るにはニッケル化合物が多量に必要となる場合が多
い。この場合、含水酸化鉄、又は酸化鉄の還元中に磁性
粉末の粒子形状の悪化、粒子間の焼結が起こり易く磁性
粉末の分散性の低下が起こる。

【０００７】その他、含水酸化鉄、又は酸化鉄合成時に
クロム化合物、マンガン化合物、アンチモン化合物、等
を添加する事によって保磁力を制御する方法（特公平３
−４３３２５号公報）、アルミニウム化合物を添加する
事によって保磁力を制御する方法（特公平３−４３３２
４号公報）、コバルト化合物、ニッケル化合物等を添加
する事によって保磁力を制御する方法（特公平３−４３
３２３号公報）、含水酸化鉄、又は酸化鉄にアンチモン
化合物を被着処理する事によって保磁力を制御する方法
（特開昭６３−３０２４２０号公報）等が公知である。

【０００８】しかしながら、前三者は磁気テープ化した
場合の特性について何ら検討されておらず、後者に於い
ても磁気テープのＳＮ比及び配向性の検討はなされてい
ない。又、いずれの場合に於いても、原料含水酸化鉄又
は酸化鉄、及び得られた磁性粉末のサイズ等に対し具体
的な検討がなされていない。従って、前に述べた高密度
磁気記録媒体用磁性粉末に求められる性能、即ち、その
磁性粉末によって作られる高密度磁気記録媒体に求めら
れている性能が満たされているとは到底いえないのであ
る。次に、の飽和磁化を向上させるためには還元温度
を高くする等して還元度を高める必要がある。

【０００９】しかし、還元温度を高くすると磁性粉末の
粒子形状の悪化、粒子間の焼結が起こり、比表面積も減
少する。これに伴い、磁性粉末の分散性、配向性が低下
する。従って、の高分散及びの高配向という要求を
も満たす為には高温での還元に於いても粒子間の焼結や
比表面積の減少を防止する技術が必要となる。本発明者
らは、上記の従来の問題点の無い、磁性粉末のＳＮ比の
向上、保持力の制御及び比表面積の減少防止が可能であ
る事を見い出し本発明を完成するに至った。

【００１０】本発明の目的は磁気記録媒体の高密度、高
出力化及びＳＮ比を向上させる、磁性粉の提供にある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、珪素化
合物及びアルミニウム化合物を被着した金属磁性粉末に
おいて、珪素化合物及びアルミニウム化合物の被着量が
Ｆｅに対しそれぞれ、Ｓｉとして３〜１０モル％、Ａｌ
として０．１〜３モル％で、平均長軸径が３００〜５０
０ｎｍ、軸比が５〜１０、比表面積が４０〜６０ｍ² ／
ｇで、保磁力が１１００〜１３００Ｏｅ、飽和磁化が１
２０〜１６０ｅｍｕ／ｇである事を特徴とする高密度磁
気記録媒体用金属磁性粉末に関する。以下、本発明を更
に詳細に説明する。

【００１２】本発明で用いる含水酸化鉄は、目的とする
磁性粉末の粒子形状が平均長軸径が３００〜５００ｎ
ｍ、軸比が５〜１０、比表面積が４０〜６０ｍ² ／ｇで
ある為以下の形状の粒子を用いる必要がある。即ち、平
均長軸径が４００〜７００ｎｍ、軸比が５〜１５、比表
面積が５０〜８０ｍ² ／ｇの範囲である含水酸化鉄を用
いる事により目的とする粒子形状の磁性粉末を得る事が
できる。

【００１３】本発明に使用される含水酸化鉄の製造方法
は特に限定はないが、含水酸化鉄粒子の物性を上記の範
囲にする事が条件となる。例えば、硫酸第１鉄を炭酸ア
ルカリで中和後、酸化性ガスを吹き込む含水酸化鉄の製
法において、その酸化速度をコントロールする、より具
体的には、酸化の際の温度、酸化性ガスの吹き込み速度
をコントロールすることにより目的とする物性の含水酸
化鉄を得ることができる。

【００１４】含水水酸化鉄にＮｉ、Ｃｕ、Ｃｏ等を含
有、或いは被着せしめる事が還元を促進する事から非常
に有効であり、その量はＦｅに対し０．１〜８モル％が
望ましい。なお、これらの化合物をアルミニウム化合
物、或いは珪素化合物被着処理段階に於いて添加しても
差し支えない。含水酸化鉄へのアルミニウム化合物の被
着は、表面処理工程のどの時期に行っても良く、アルミ
ニウム化合物が被着していれば保持力の制御効果が現れ
る。生成した磁性粉末の保持力はアルミニウム化合物の
被着量に応じて変化し、被着量がＦｅ／Ａｌ原子比１％
で約１３０Ｏｅ低下する。

【００１５】従って、磁性粉末に要求される保持力に応
じてアルミニウム化合物の被着量を変化させれば良い。
更に、このアルミニウム化合物の被着により、含水酸化
鉄表面の酸化珪素水和物が安定化し水洗時の溶出が抑制
される為、酸化珪素水和物の被着量が安定する。加え
て、アルミニウム化合物にも焼結防止効果が有る為還元
中の粒子形状の悪化や粒子間焼結、比表面積の減少等の
防止効果を高める。特に、比表面積の減少防止効果は珪
素化合物のみの場合より著しく高い。

【００１６】含水酸化鉄の表面処理に使用するアルミニ
ウム化合物としては含水アルミナ、アルミナゾル等の酸
化物、塩化アルミニウム、塩基性塩化アルミニウム、硝
酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、酢酸アルミニウ
ム、みょうばん等のアルミニウム塩、アルミン酸ナトリ
ウム等のアルミン酸塩、アルミニウムアルコキサイド、
水酸化アルミニウム等が挙げられる。

【００１７】アルミニウム化合物の被着量としてはＦｅ
に対しＡｌとして０．１〜３モル％、好ましくは０．５
〜３モル％である。ここでアルミニウム化合物の被着量
は、必要とする保磁力に応じて調節すれば良いが、Ｆｅ
に対しＡｌとして０．１モル％未満では十分な保磁力制
御効果が得られず、３モル％を越えると他の磁気特性等
を悪化させる。

【００１８】珪素化合物としてはシリカ、含水シリカ、
コロイダルシリカ等の酸化物、珪酸ナトリウム、珪酸カ
リウム、珪酸マグネシウム、珪酸カルシウム、珪酸バリ
ウム等の珪酸塩化合物、シリコーンオイル、アルコキサ
イド等の有機珪素化合物等が挙げられる。被着量として
はＦｅに対しＳｉとして３〜１０モル％、好ましくは３
〜８モル％が望ましい。

【００１９】還元方法に関しては、限定されるものでは
なく、公知の方法を用いれば良い。又、高密度磁気記録
媒体用磁性粉末として十分な飽和磁化を得るために、還
元温度としては４５０〜５５０℃が望ましい。このよう
にして得た、本発明の高密度磁気記録媒体用磁性粉末
は、平均長軸径が３００〜５００ｎｍ、軸比が５〜１
０、比表面積が４０〜６０ｍ² ／ｇ、保磁力が１１００
〜１３００Ｏｅ、飽和磁化が１２０〜１６０ｅｍｕ／ｇ
である。

【００２０】以下の実施例に示すように、本発明によっ
て得られた磁性粉末は優れたＳＮ比を実現し、平均長軸
径が３００〜５００ｎｍと微細であるにも関わらず分散
性、配向性に優れ、かつ保磁力が１１００〜１３００Ｏ
ｅに制御されており、更には１２０〜１６０ｅｍｕ／ｇ
と高い飽和磁化を持つ高密度磁気記録媒体用磁性粉末で
ある。

【００２１】

【実施例】次に、実施例を挙げて本発明を説明するが、
本発明はこれらに限定されるものではない。 実施例１ 攪拌機付１０ｌの反応容器に窒素ガスの流通下、０．５
モル／ｌの炭酸ナトリウム水溶液４ｌを仕込み、この溶
液に０．２５モル／ｌの硫酸第１鉄水溶液４ｌをゆっく
り滴下し中和した。得られた懸濁液に５０℃で空気を
２．５ｌ／分の割合いで吹き込みゲーサイトを得た。得
られたゲーサイトは平均長軸径６００ｎｍ、軸比１２、
比表面積６０ｍ²/ｇであった。このゲーサイト１００ｇ
を５ｌの純水中に分散した。この分散液にＮｉ／Ｆｅ原
子比で３．０％相当の硝酸ニッケルを添加した後、攪拌
しながら徐々にｐＨ１１とした。

【００２２】次に、Ｓｉ／Ｆｅ原子比１０％相当の水ガ
ラス及びＡｌ／Ｆｅ原子比３．０％相当のアルミン酸ナ
トリウムを添加した後、攪拌しながら徐々にｐＨ７とし
た。これを水洗、ろ過後乾燥し、表面処理ゲーサイト粉
末を得た。この粉末を４６０℃水素気流中にて還元し、
還元終了後、冷却し、窒素と空気の混合ガス中の窒素と
空気の比を段階的に変化させ徐酸化処理を行い目的とす
る磁性粉末を得た。

【００２３】得られた磁性粉末１００部に対し、ポリウ
レタン系バインダー２０部、硬化剤３部、研磨材（アル
ミナ）１２部、分散剤３部並びにトルエン、メチルエチ
ルケトンからなる溶剤３００部をサンドミルで混合して
塗料化した。この塗料をポリエステルフィルム上に乾燥
塗膜厚４．０μｍになるように塗布し、磁場配向後乾燥
し、磁気テープを得た。被着物の量、磁性粉末の物性並
びに磁気特性（外部磁場１０ＫＯｅ）、及び磁気テープ
の磁気特性（外部磁場５ＫＯｅ）並びにＳＮ比を表１に
示す。

【００２４】実施例２ アルミン酸ナトリウムの量をＡｌ／Ｆｅ原子比１．８％
とする以外は実施例１と同様にして磁性粉末及び磁気テ
ープを得た。被着物の量、磁性粉末の物性並びに磁気特
性（外部磁場１０ＫＯｅ）、及び磁気テープの磁気特性
（外部磁場５ＫＯｅ）並びにＳＮ比を表１に示す。

【００２５】実施例３ アルミン酸ナトリウムの量をＡｌ／Ｆｅ原子比１．２％
とする以外は実施例１と同様にして磁性粉末及び磁気テ
ープを得た。被着物の量、磁性粉末の物性並びに磁気特
性（外部磁場１０ＫＯｅ）、及び磁気テープの磁気特性
（外部磁場５ＫＯｅ）並びにＳＮ比を表１に示す。

【００２６】実施例４ アルミン酸ナトリウムの量をＡｌ／Ｆｅ原子比０．５％
とする以外は実施例１と同様にして磁性粉末及び磁気テ
ープを得た。被着物の量、磁性粉末の物性並びに磁気特
性（外部磁場１０ＫＯｅ）、及び磁気テープの磁気特性
（外部磁場５ＫＯｅ）並びにＳＮ比を表１に示す。

【００２７】実施例５ 水ガラスの量をＳｉ／Ｆｅ原子比１５％とする以外は実
施例３と同様にして磁性粉末及び磁気テープを得た。被
着物の量、磁性粉末の物性並びに磁気特性（外部磁場１
０ＫＯｅ）、及び磁気テープの磁気特性（外部磁場５Ｋ
Ｏｅ）並びにＳＮ比を表１に示す。

【００２８】実施例６ 水ガラスの量をＳｉ／Ｆｅ原子比１２％とする以外は実
施例３と同様にして磁性粉末及び磁気テープを得た。被
着物の量、磁性粉末の物性並びに磁気特性（外部磁場１
０ＫＯｅ）、及び磁気テープの磁気特性（外部磁場５Ｋ
Ｏｅ）並びにＳＮ比を表２に示す。

【００２９】実施例７ 水ガラスの量をＳｉ／Ｆｅ原子比７．０％とする以外は
実施例３と同様にして磁性粉末及び磁気テープを得た。
被着物の量、磁性粉末の物性並びに磁気特性（外部磁場
１０ＫＯｅ）、及び磁気テープの磁気特性（外部磁場５
ＫＯｅ）並びにＳＮ比を表１に示す。

【００３０】実施例８ 実施例１と同じゲーサイト１００ｇを５ｌの純水中に分
散する。この分散液にＮｉ／Ｆｅ原子比３．０％相当の
硝酸ニッケル及びＡｌ／Ｆｅ原子比１％相当の硝酸アル
ミニウムを添加した後、攪拌しながら徐々にｐＨ１１と
した。次に、Ｓｉ／Ｆｅ原子比１０％相当の水ガラスを
添加した後、攪拌しながら徐々にｐＨ７とした。これを
水洗、ろ過後乾燥し、表面処理ゲーサイト粉末を得た。

【００３１】得られたゲーサイト粉末は水素気流中４６
０℃で還元し、冷却後に窒素と酸素の混合気流中で徐酸
化処理を行う事により目的とする磁性粉末を得た。得ら
れた磁性粉末は実施例１と同様にして磁気テープ化し
た。被着物の量、磁性粉末の物性並びに磁気特性（外部
磁場１０ＫＯｅ）、及び磁気テープの磁気特性（外部磁
場５ＫＯｅ）並びにＳＮ比を表２に示す。

【００３２】実施例９ 実施例１と同じゲーサイト１００ｇを５ｌの純水中に分
散する。この分散液にＮｉ／Ｆｅ原子比３．０％相当の
硝酸ニッケルを添加した後、攪拌しながら徐々にｐＨ１
１とした。次に、Ｓｉ／Ｆｅ原子比１０％相当の水ガラ
スを添加した後、攪拌しながら徐々にｐＨ６とした。

【００３３】更に、Ａｌ／Ｆｅ原子比１．２％相当の硝
酸アルミニウムを添加した後、攪拌しながら徐々にｐＨ
９とした。これを水洗、ろ過後乾燥し、表面処理ゲーサ
イト粉末を得た。得られたゲーサイト粉末は水素気流中
４６０℃で還元し、冷却後に窒素と酸素の混合気流中で
徐酸化処理を行う事により目的とする磁性粉末を得た。

【００３４】得られた磁性粉末は実施例１と同様にして
磁気テープ化した。被着物の量、磁性粉末の物性並びに
磁気特性（外部磁場１０ＫＯｅ）、及び磁気テープの磁
気特性（外部磁場５ＫＯｅ）並びにＳＮ比を表２に示
す。

【００３５】比較例１ アルミン酸ナトリウムの量をＡｌ／Ｆｅ原子比４．０％
とする以外は実施例１と同様にして磁性粉末及び磁気テ
ープを得た。被着物の量、磁性粉末の物性並びに磁気特
性（外部磁場１０ＫＯｅ）、及び磁気テープの磁気特性
（外部磁場５ＫＯｅ）並びにＳＮ比を表２に示す。

【００３６】比較例２ アルミン酸ナトリウムの量をＡｌ／Ｆｅ原子比０．８％
とする以外は実施例１と同様にして磁性粉末及び磁気テ
ープを得た。被着物の量、磁性粉末の物性並びに磁気特
性（外部磁場１０ＫＯｅ）、及び磁気テープの磁気特性
（外部磁場５ＫＯｅ）並びにＳＮ比を表２に示す。

【００３７】比較例３ 実施例１と同じゲーサイト１００ｇを５ｌの純水中に分
散する。この分散液にＮｉ／Ｆｅ原子比で３．０％相当
の硝酸ニッケルを添加した後、攪拌しながら徐々にｐＨ
１１とした。次に、Ｓｉ／Ｆｅ原子比１０％相当の水ガ
ラスを添加した後、攪拌しながら徐々にｐＨ７とした。
これを水洗、ろ過後乾燥し、表面処理ゲーサイト粉末を
得た。

【００３８】得られたゲーサイト粉末は水素気流中４６
０℃で還元し、冷却後に窒素と酸素の混合気流中で徐酸
化処理を行う事により目的とする磁性粉末を得た。得ら
れた磁性粉末は実施例１と同様にして磁気テープ化し
た。 被着物の量、磁性粉末の物性並びに磁気特性（外
部磁場１０ＫＯｅ）、及び磁気テープの磁気特性（外部
磁場５ＫＯｅ）並びにＳＮ比を表２に示す。

【００３９】比較例４ 実施例１と同じゲーサイト１００ｇを５ｌの純水中に分
散する。この分散液にＮｉ／Ｆｅ原子比で３％相当の硝
酸ニッケルを添加した後、攪拌しながら徐々にｐＨ１１
とした。次に、Ｓｉ／Ｆｅ原子比１０％相当の水ガラス
及びＳｂ／Ｆｅ原子比２％相当の塩化アンチモンを添加
した後、攪拌しながら徐々にｐＨ７とした。これを水
洗、ろ過後乾燥し、表面処理ゲーサイト粉末を得た。

【００４０】得られたゲーサイト粉末は水素気流中４６
０℃で還元し、冷却後に窒素と酸素の混合気流中で徐酸
化処理を行う事により目的とする磁性粉末を得た。得ら
れた磁性粉末は実施例１と同様にして磁気テープ化し
た。被着物の量、磁性粉末の物性並びに磁気特性（外部
磁場１０ＫＯｅ）、及び磁気テープの磁気特性（外部磁
場５ＫＯｅ）並びにＳＮ比を表２に示す。

【００４１】比較例５ 原料となるゲーサイトが、平均長軸径１０００ｎｍ、軸
比１３、比表面積４８ｍ² ／ｇである以外は実施例１と
同様にして磁性粉末及び磁気テープを得た。

【００４２】被着物の量、磁性粉末の物性並びに磁気特
性（外部磁場１０ＫＯｅ）、及び磁気テープの磁気特性
（外部磁場５ＫＯｅ）並びにＳＮ比を表２に示す。表中
の被着量の単位はＦｅに対するモル％。磁性粉末物性の
うちＨｃは保磁力（単位：Ｏｅ）、σｓは飽和磁化（単
位：ｅｍｕ／ｇ）、ＳＱは角型比、Ｌは長軸径（単位：
ｎｍ）、ＡＲは軸比、Ｓｗは比表面積（単位：ｍ2／
ｇ）を表す。テープ特性のうちＢｒは残留磁化（単位：
Ｇ）、Ｒｓは角型比、ＭＲは配向度、Ｓ／Ｎは比較例５
を基準とした場合のＳＮ比（単位：ｄＢ）を表す。

【００４３】

【表１】

【００４４】注；Ｓ／Ｎは比較例５を基準とした場合の
ＳＮ比（単位：ｄＢ）を表す。

【００４５】

【表２】

【００４６】注；Ｓ／Ｎは比較例５を基準とした場合の
ＳＮ比（単位：ｄＢ）を表す。

【００４７】

【発明の効果】本発明によって得られた磁性粉末は次の
特徴を有している。第一に、磁性粉末粒子は平均長軸径
３００〜５００ｎｍと微細である為、これにより得られ
る磁気テープのＳＮ比が向上する。第二に、磁性粉末の
保持力はアルミニウム化合物の被着量に応じて低下させ
る事ができ、任意の保持力を有する磁性粉末が得られ
る。

【００４８】第三に、得られた磁性粉末は原料酸化鉄の
高い軸比を保持しており、これにより得られる磁気テー
プの配向性が向上する。第四に、磁性粉末は粒子同士の
焼結が少なく、かつ比表面積が４０〜６０ｍ²／ｇに保
たれている為、各粒子が塗料樹脂を十分に吸着できると
共に塗料への分散性に優れ、これにより得られる磁気テ
ープの配向性及び磁性層に於ける磁性粉末の充填密度が
向上する。第五に、磁性粉末は高い飽和磁化及び角型比
を有しており、得られる磁気テープの残留磁化が向上す
る。

【００４９】これらの効果により、本発明の高密度磁気
記録媒体用磁性粉末を使用した磁気テープは、高密度、
高出力、高ＳＮ比化が高度に達成される。

フロントページの続き (72)発明者 高橋 和弘 富山県婦負郡婦中町笹倉635日産化学工業 株式会社富山工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 珪素化合物及びアルミニウム化合物を被
   着した鉄を主体とする磁性粉末において、珪素化合物及
   びアルミニウム化合物の被着量がＦｅに対しそれぞれ、
   Ｓｉとして３〜１０モル％、Ａｌとして０．１〜３モル
   ％で、平均長軸径が３００〜５００ｎｍ、軸比が５〜１
   ０、比表面積が４０〜６０ｍ² ／ｇで、保磁力が１１０
   ０〜１３００Ｏｅ、飽和磁化が１２０〜１６０ｅｍｕ／
   ｇである事を特徴とする高密度磁気記録媒体用磁性粉
   末。