JPH0618131B2 - 磁気記録媒体用磁性粉末の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、磁気記録媒体用磁性粉末の製造方法に係り、
特に金属磁性粉末等の酸化性磁性粉末を磁気記録媒体に
使用したときの耐酸化性を改善した磁性粉末の製造方法
に関する。

従来の技術 磁性粉末は、ビディオテープ、オーディオテープ、コン
ピュータ用情報記録テープ、フロッピーディスク等の磁
気記録媒体に広く使用されている。この磁性粉末には、
金属粉末、金属窒化物粉末、金属酸化物粉末があり、前
二者は後者より飽和磁束密度、保持力が大きく、これら
磁気特性の点で優れている。しかし、これらの金属粉
末、金属窒化物粉末は、酸化され易く、例えば磁気テー
プとして使用されているときに空気に触れて酸化され、
その磁気特性を低下させる欠点がある。

このため、金属粉末、金属窒化物粉末の耐酸化性を高め
るために、予めこれらの粉末表面に比較的安定な酸化膜
を形成させる酸化処理を行ない、空気中で使用しても急
激な酸化が起こらないような工夫がいくつか提案されて
いる。

例えば、トルエン等の有機溶媒中にその重量の1/2〜1/5
程度の磁性粉末を浸漬して毎分１〜100回の回転速度で
撹拌し、この状態で乾燥空気等の酸化性ガスを吹き込み
ながら80〜100℃に加温して溶剤を蒸発させ、これを溶
剤が蒸発し尽くすまで行なう方法が知られている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、このような方法で表面酸化処理をした例
えば窒化鉄粉末は、第４図に示すように酸化処理温度を
高くすると、飽和磁化（σ_s）が小さくなり、磁性粉の
発火を生じる危険もある。しかし、第５図に示すよう
に、酸化処理温度を高くすると、比較的高湿度中におい
ても飽和磁化（σ_s）の劣化率が小さくなり好ましい。

実際には例えば60℃、90％相対湿度下に75時間保持した
ときの飽和磁化の低下率を劣化率とし、これを耐蝕性の
目安としている。

したがって、高い温度で酸化処理された磁性粉を使用し
て作成された磁性塗料を用いて得られる磁気テープは電
磁変換特性を低下させ好ましくない。

このように酸化性磁性粉末の酸化処理温度の飽和磁化の
大きさ及びその劣化率に対する関係は逆相関になるの
で、これらの両方を満足できる酸化性磁性粉末の製造方
法が望まれていた。

本発明の目的は、酸化性磁性粉末について飽和磁化が大
きいとともにその劣化率を小さくできるような磁性粉末
の製造方法を提供するものである。

問題点を解決するための手段 本発明は、上記問題点を解決するために、酸化性磁性粉
末表面にニッケル、コバルトの少なくとも１種の金属化
合物を添加する工程と、この金属化合物を添加した酸化
性磁性粉末を焼成する工程と、この焼成により得られた
酸化性磁性粉末を用いかつ空気中で段階的に昇温させ酸
化処理をする段階酸化工程を主要工程に用い段階酸化処
理磁性粉を得る工程を有することを特徴とする磁気記録
媒体用磁性粉末の製造方法を提供するものである。

次に本発明を詳細に説明する。

本発明においては、酸化性磁性粉末にニッケル、コバル
トの内の少なくとも１種の金属化合物を添加する工程を
有するが、この金属化合物としては、硝酸塩、塩化塩、
硫酸塩、リン酸塩等の無機塩、酢酸塩等の有機塩が挙げ
られる。

例えばNi(NO₃)₂・6H₂O、CoSO₄・7H₂O、CoCl₂・6H₂O等が
挙げられる。

これらの金属化合物は例えばα-FeOOHとともに例えばNa
OH等のアルカリ剤によりpHを調整されて水中に混合され
る。ついで、濾過し、濾過物の付着水を乾燥してから結
晶水を有するものについては脱水焼成を行う。この後水
素還元処理を行う。さらに磁性粉を窒化鉄にするには窒
化処理を行う。ついでトルエン等の非極性溶媒に浸漬し
てからこの溶媒を常温で揮発させながら放置して自然酸
化させる。

このようにして処理された磁性粉は空気中に取り出され
て空気中で段階的に昇温させる酸化処理を施される。こ
の酸化処理は、例えば40℃から140℃、好ましくは60℃
以上120℃までの昇温過程で段階的にいくつかの温度レ
ベルを決め、主として各温度レベルで加熱酸化処理を行
うもので、各温度レベルにおける処理時間も例えば0.5
〜３時間のように任意に定めることができる。この場合
低温レベルで時間を長くすると高温レベルにおける短時
間処理と同じ効果を得られることがある。もっとも高い
温度レベルまで順次酸化処理された磁性粉末は自然又は
強制冷却されて耐酸化性処理を完成される。なお、段階
的な酸化処理工程には各温度レベルにおける加熱酸化処
理のみの場合でも良いが、これに付随する温度変化過程
も含めることができる。

本発明において、酸化性磁性粉末とは、金属磁性粉末、
窒化鉄粉末が挙げられ、これらはその形状、組成に限定
されるものではない。

金属磁性粉末としては強磁性合金粉末が挙げられ、これ
には金属分が75重量％以上で、金属分の80重量％以上が
少なくともFe、Co、Ni、Fe-Co、Fe-Ni、Co-Ni又はCo-Ni
-Feの一種の強磁性金属、金属分の20重量％以下、好ま
しくは0.5〜５重量％がAl、Si、S、Sc、Ti、V、Cr、M
n、Cu、Zn、Y、Mo、Rh、Pd、Ag、Sn、Sb、Te、Ba、Ta、
W、Re、Au、Hy、Pb、Bi、La、Ce、Pr、Nd、B、Pなどの
組成を有するものであり、少量の水、水酸化物又は酸化
物を含有する場合がある。これらの強磁性合金粉末は長
径が0.5μｍ以下の粒子が好ましい。

また、本発明において、窒化鉄磁性粉としては、Ni、C
o、Zn、Al、Si、Zr、Mn、Cr、Mo、Ba、Ca、Mg、Ti、N
a、Cu、Sr等の一種以上を含む鉄を主成分とするもの
で、その表面が酸化安定性向上のため酸化されているも
のも含む。その粒径は、平均長軸が0.05〜1.0μｍ、平
均短軸が0.005〜0.3μｍであるものが好ましい。

作用 段階的に昇温させ、各温度レベル毎に酸化処理を行うの
で、低温度領域及び高温領域の双方について酸化処理を
行うことができ、低温領域での酸化処理による飽和磁化
の低下の抑制と高温領域の酸化処理による飽和磁化の劣
化の抑制の両方の特長を調和させることができる。この
際ニッケル、コバルトの金属化合物を酸化性磁性粉末の
表面に添加して焼成すると、金属化合物の結晶水等の揮
発分は除かれて、その金属成分が酸化性磁性粉末の表面
に緻密に被着されかつ焼成の過程で金属成分が拡散して
均一化され、それだけ酸化性磁性粉末は酸化され難くな
る。このように表面処理された酸化性磁性粉末を酸化処
理すると、この酸化処理による飽和磁化の低下の抑制及
び劣化率の悪化の抑制の効果を更に強めることができ
る。

また、このように段階的酸化処理、ニッケル等の金属の
効果により酸化処理における酸化性磁性粉の発火の危険
を少なくでき、高温酸化処理を可能にする。

実施例 次に本発明の実施例を説明する。

実施例１（窒化鉄の場合） ゲーサイト〔針状α-FeOOH（平均長軸0.24μｍ、軸比6.
0）〕100gを１の水の中に分散させた後、Ni(NO₃)₂・6
H₂Oと94g加え、ミキサーにより120分撹拌した後、アン
モニアでpHを８に調整する。

この後濾過して濾過物を加熱炉中100℃で乾燥し、つい
で650℃まで昇温して脱水焼成する。この後水素雰囲気
に変えてから450℃で60分加熱して水素還元処理を行
う。さらに400℃でアンモニアガスと水素ガスの体積比
4:1の混合ガスを60分通して窒化処理を行った。このよ
うにして得られた窒化鉄粉末を不活性ガス(N₂)中にてト
ルエンに浸漬し、空気に触れても急激な酸化が起こらな
いような状態にしてから大気中に取り出した。このとき
のNi含有量はX線分析の結果Feに対して30重量％であっ
た。

次に上記窒化鉄粉末を室温にてトルエンが10重量％以下
になるまで大気中に放置して酸化した後、ステンレス製
のパットに粉末の層厚が１cm以下になるように収容す
る。ついでこのパットを箱型乾燥器に入れ、加熱する。
第１図に示すように40℃になったらこの温度を維持しな
がらそのまま１時間加熱し、続いて60℃に昇温し、この
温度を維持しながらそのまま１時間加熱する。この後さ
らに80℃まで昇温し、この温度を維持しながらそのまま
２時間加熱する。この加熱終了後自然冷却して取り出
す。

このようにして得られた耐酸化処理済み窒化鉄磁性粉に
ついて、熱天秤により残留トルエン量を求めてから、振
動型磁束計を用いて飽和磁化（σ_s）（表中初期飽和磁
化）を測定し、さらに60℃、90％相対湿度下の空気中に
75時間放置した後の飽和磁化（σ_s）（表中劣化試験後
の飽和磁化）を測定し、劣化率を求めた結果をX線分析
で得られたFeに対する金属の重量％とともに表１に示
す。

実施例２（金属粉の場合） 実施例１において、Ni(NO₃)₂・6H₂Oを用いる代わりにCo
Cl₂・6H₂Oを26g用いたことと、窒化処理を行わなかった
ことと、酸化処理を第２図に示すように昇温しながら50
℃で３時間、75℃で２時間、100℃で１時間行なった以
外は同様にして耐酸化処理済み金属磁性粉を得る。これ
についても実施例１と同様にして求めた飽和磁化
（σ_s）及び劣化率を表１に示す。

実施例３（窒化鉄に２つの金属化合物を併用した場合） 実施例１において、Ni(NO₃)₂・6H₂Oを94g用いる代わり
に、NiCl₂・６H₂O51gとCoSO₄・7H₂O30gを用いたこと
と、酸化処理を第３図に示すように昇温しながら45℃で
1.5時間、55℃で１時間、65℃で１時間、75℃で１時
間、85℃で１時間、95℃で１時間、105℃で１時間、115
℃で１時間行なった以外は同様にして耐酸化処理済み金
属磁性粉を得る。これについても実施例１と同様にして
求めた飽和磁化（σ_s）及び劣化率を表１に示す。

比較例１ 実施例１において、ニッケル化合物を用いず、実施例１
と同様に水素還元処理、窒化処理、トルエンへの浸漬処
理、このトルエンを大気中で揮発させながら自然酸化処
理を行った後、40℃（低温領域）と60℃（高温領域）の
それぞれの温度で加熱酸化処理して得たそれぞれの磁性
粉末について実施例１と同様にして求めた結果を表２に
示す。

比較例２ 実施例２において、コバルト化合物を用いず、実施例２
と同様に水素還元処理、トルエンへの浸漬処理、このト
ルエンを大気中で揮発させながら自然酸化処理を行った
後、50℃（低温領域）と80℃（高温領域）のそれぞれの
温度で加熱酸化処理して得たそれぞれの磁性粉末につい
て実施例１と同様にして求めた結果を表２に示す。

比較例３ 実施例３において、実施例３と同様に水素還元処理、窒
化処理、トルエンへの浸漬処理、このトルエンを大気中
で揮発させながら自然酸化処理を行った後、45℃（低温
領域）と100℃（高温領域）のそれぞれの温度で加熱酸
化処理して得たそれぞれの磁性粉末について実施例１と
同様にして求めた結果を表２に示す。

なお、比較例１〜３において加熱酸化処理をそれぞれ80
℃、100℃、115℃で行ったときは10〜30分後に粉末は発
火した。

なお、上記各実施例において金属化合物を使用しなかっ
たもの、酸化処理を行わなかったもの、両方を行わなか
った未処理のものについて上記と同様に測定した結果を
表３に示す。

上記の結果より、実施例１〜３のものはいずれも初期飽
和磁化が大きく、劣化率が低いが、比較例１〜３は低温
酸化では劣化率が大きく、高温酸化では飽和磁化が小さ
いことがわかる。

比較例４ 実施例１において、脱水焼成を行わなかった以外は同様
にして水素還元処理、窒化処理、トルエンへの浸漬処理
を行い、このトルエンを大気中で揮発させながら自然酸
化処理を行った後、45℃（低温領域）と100℃（高温領
域）のそれぞれの温度で加熱酸化処理して得たそれぞれ
の磁性粉末について実施例１と同様にして求めた結果は
以下の通りであった。

発明の効果 本発明によれば、酸化性磁性粉末の表面にニッケル、コ
バルトの少なくとも１種の金属化合物を添加した後焼成
したので、これらの金属が酸化性磁性粉末の表面に緻密
かつ均一に被着され、これにより空気中で酸化処理を行
っても発火する等の危険がないのみならず、均一に酸化
処理されるので、上記金属の被着量が過多のもの、過少
のものでは飽和磁化の磁気特性が落ちたり、飽和磁化の
劣化率が落ちたりして両者の特性のバラツキが大きくな
るという問題を解決することができる。

また、上記酸化処理を空気中で段階的に行うことにより
酸化濃度の調整、不活性ガスの必要等の煩わしさがなく
主に温度管理を行えば良いので工程を簡素化でき、コス
トを低減できる。

また、このような段階酸化処理により、飽和磁化の大き
さは低い温度レベルにおける酸化処理で得られ、飽和磁
化の劣化率を小さくすることは高い温度レベルにおける
酸化処理により得られ、酸化温度が高低どちからに偏っ
た場合にはいずれか一方の特性を実現できるにすぎない
相反する特性を両方満足させることができる。

これにより電磁変換特性に優れ、しかも長期使用によっ
てもその劣化の少ない磁気記録媒体を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第1 図は本発明の方法の一実施例における加熱酸化処理
のプロフィールを示す図、第2 図は他の実施例の加熱酸
化処理のプロフィールを示す図、第3 図はさらに他の実
施例の加熱酸化処理のプロフィールを示す図、第4 図は
従来の窒化鉄磁性粉の酸化処理温度と飽和磁化の関係を
示すグラフ、第5 図はその酸化処理温度と飽和磁化の劣
化率を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−221325（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−128202（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−98401（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−159306（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】酸化性磁性粉末表面にニッケル、コバルト
   の少なくとも1 種の金属化合物を添加する工程と、この
   金属化合物を添加した酸化性磁性粉末を焼成する工程
   と、この焼成により得られた酸化性磁性粉末を用いかつ
   空気中で段階的に昇温させ酸化処理をする段階酸化工程
   を主要工程に用い段階酸化処理磁性粉を得る工程を有す
   ることを特徴とする磁気記録媒体用磁性粉末の製造方
   法。