JPH0674146B2 - バリウムフエライト粉末の製法 - Google Patents

バリウムフエライト粉末の製法

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JPH0674146B2
JPH0674146B2 JP60193098A JP19309885A JPH0674146B2 JP H0674146 B2 JPH0674146 B2 JP H0674146B2 JP 60193098 A JP60193098 A JP 60193098A JP 19309885 A JP19309885 A JP 19309885A JP H0674146 B2 JPH0674146 B2 JP H0674146B2
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和生 橋本
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、水熱合成法で六角板状のマグネトプランバイ
ト型バリウムフェライト粉末を製造する方法の改良に関
するものである。
近年磁気記録の高密度化の要求に伴い,バリウムフェラ
イト(マグネトプランバイト型)を磁気記録媒体として
用いる垂直磁気記録方式の開発が進められている。
垂直磁気記録方式に用いられるバリウムフェライトとし
ては,保磁力が適当な値(400〜1500Oe)で,飽和磁化
ができるだけ高く,しかも各粒子の磁気特性が均一で,
また粒子が小さく均一で,粒子の凝集,焼結などがな
く,分散性のよいものが望まれている。
〔従来の技術〕
従来バリウムフェライトの製造法としては,例えば共沈
法,フラックス法,水熱合成法など種々の方法が知られ
ており,フラックス法については特公昭60-15574号公
報,水熱合成法については,例えば特公昭46−3545号公
報,特開昭56−149328号公報,特開昭56−160328号公
報,特開昭58−2224号公法,特開昭59−161002号公報,
特開昭59−164640号公報,特開昭59−164641号公報,特
公昭60−12973号公報,特公昭60−15576号公報などで提
案されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
水熱合成法によるバリウムフェライトは,一般に粒子の
凝集が少なく,比較的分散性はよいが,従来公知の方法
では,粒径の大きなものしかできなかったり,粒度分布
幅が広くて均一でなかったり,またバリウムフェライト
の結晶化を進行させてしっかりした形状の粒子にしよう
とすると粒子間の焼結が生じ易くなったりして,塗料化
(インク化)の際の分散性,塗膜の平滑性などが悪くな
ったり,また飽和磁化が50emu/g程度かそれよりも低い
ものしか得られなかったり,各粒子の保磁力が均一でな
く保磁力分布が広い消去特性の悪いものが得られたりす
る難点がある。
本発明の目的は,水熱合成法における前記難点が改良さ
れた均一な磁気特性を有するバリウムフェライト粉末の
製造法を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、バリウム1グラム原子に対して鉄5〜11グラ
ム原子を含む金属塩の水溶液に,水酸化アルカリを加え
た後の溶液中の水酸化アルカリの濃度が3モル/以上
になるように中和当量以上の水酸化アルカリを加え,生
成した沈殿物のスラリを150〜300℃で水熱処理した後,
沈殿物に塩化ナトリウムおよび/または塩化バリウムを
混合して乾燥し、50℃/分以上の昇温速度で急速加熱し
て700〜950℃の温度で焼成した後、焼成物を50℃/分以
上の降温速度で急速冷却し、次いで洗浄することを特徴
とするバリウムフェライト粉末の製法に関するものであ
る。
本発明において,バリウム1グラム原子に対して鉄5〜
11グラム原子を含む金属塩の水溶液の調製は,一般に硝
酸第二鉄,塩化第二鉄,硝酸バリウム,塩化バリウムの
如き水に可溶性で比較的溶解度の高い金属塩をバリウム
と鉄とが前記原子比の範囲になるように水に溶解させる
方法で行われる。その際,従来のバリウムフェライトに
添加されている種々の元素,例えばCo,Ni,Mn,Zn,Ca,Pb,
Sr,Ti,In,Nb,La,Ce,Pr,Smなどの水に可溶性の化合物を
若干添加することができ,特にCoおよびTiの化合物の添
加は,磁気特性の向上および粒子径をコントロールする
うえで好ましい。CoおよびTiの化合物としては,一般に
塩化物,硝酸塩,アルコキシドなどが使用されるが,そ
の添加量は,金属塩の水溶液中の鉄原子に対する原子
比,Co/Fe,Ti/Feがそれぞれ,0.01〜0.20,好ましくは0.02
〜0.15になるようにするのが好適である。金属塩の水溶
液中のバリウムと鉄との原子比Fe/Baが5よりも小さく
なるとマグネトプランバイト型バリウムフェライトの生
成量が少なく,六角板状の形状も悪くなり,Fe/Baが11よ
り大きくなるとα‐Fe2O3の生成があり,またバリウム
フェライトの粒径も大きく,磁気特性も劣ってくる。ま
た金属塩の水溶液を調製する場合は,バリウム塩の濃度
が30〜230mmol/の範囲になるようにするのが六角板状
の形状のよいバリウムフェライトを得るうえで望まし
い。
バリウムおよび鉄を含む金属塩の水溶液は,加温,好ま
しくは30〜130℃に加温し,水酸化アルカリと混合す
る。水酸化アルカリの添加量は,水酸化アルカリを混合
した後の溶液中の水酸化アルカリの濃度が3mol/以
上,好ましくは5〜8mol/になるように中和当量以
上,好ましくは2〜8倍当量の範囲で使用される。
水酸化アルカリを混合した後の溶液中の水酸化アルカリ
の濃度が低かったり,水酸化アルカリの量が少なすぎる
と,粒径が大きく,板状比(粒径/厚さ)が小さくな
り,粒度分布が悪かったり,またγ‐Fe2O3の生成があ
り,また過度に水酸化アルカリを多くするのは経済的で
ない。
水酸化アルカリとしては,水酸化ナトリウム,水酸化カ
リウムなどが好適であり,水に溶解させて添加しても,
また溶解させずに添加してもよい。また添加にあっては
一度に添加する方法をとっても段階的に添加する方法を
とってもよく,金属塩の水溶液調製時に添加する方法を
採用してもよい。
金属塩の水溶液に水酸化アルカリを加えることによって
得られる前記金属水酸化物を含む沈殿物のスラリは,150
〜300℃,好ましくは180〜270℃に加熱保持して水熱処
理すると,微細でよく揃ったバリウムフェライの微細粒
子が生成,沈殿する。なおこの微細粒子は化学組成的に
はマグネトプランバイト型のバリウムフェライトと同じ
構造を有しているが,磁気特性,特に飽和磁化が充分で
ない。水熱処理時間は普通0.5〜40時間程度であり,水
熱処理には普通オートクレーブが採用される。
水熱処理によって生成する微細粒子は後の工程で核(種
晶)の役割を果すが,水熱処理温度が低すぎると結晶の
生成が充分でなく,また高すぎると最終的に得られるバ
リウムフェライト粉末の粒径が大きくなったり,α‐Fe
2O3が生成したりするので適当でない。
水熱処理して生成させた微細粒子の沈殿物を含むスラリ
は,これから沈殿物を分離し,好ましくは水洗して遊離
のアルカリ分を除去してから,沈殿物に塩化ナトリウム
および/または塩化バリウムを加えるのが好ましい。
塩化ナトリウムおよび/または塩化バリウムは両者を添
加しても,一方だけを添加してもよいが,塩化バリウム
または塩化ナトリウムと塩化バリウムの混合物を用いた
方が板状比が大きくなる。
塩化ナトリウムおよび/または塩化バリウムの添加量
は,その量が少なすぎると焼結しやすく,また多すぎて
も多くしたことによる利点はなく経済的でないので,沈
殿物に対して10〜180重量%,好ましくは15〜150重量%
が適当である。
塩化ナトリウムおよび/または塩化バリウムを混合した
沈殿物は乾燥し、50℃/分以上の昇温速度で急速に加熱
昇温して700〜950℃で焼成した後、50℃/分以上の降温
速度で急速冷却し、粒子の適度な成長ならびに結晶化度
を促進させる。
均一な磁気特性を有するバリウムフェライト粉末を得る
ためには焼成前の条件もさることながら焼成をすばやく
行うのが有効である。焼成に要する時間が余りにも長い
と粒子の成長が大きくなり各粒子間の成長度合が相違
し,また結晶化度も異なるので各粒子の形状が変り,そ
の結果として各粒子の保磁力,飽和磁化等の磁気特性が
異なって保磁力分布が広くなり,消去特性が悪く記録媒
体用として好ましくなる。従って焼成する際は急速に加
熱して焼成温度にまで昇温し,焼成後は急速に降温させ
て室温付近にまで冷却する必要がある。昇温および降温
速度は,それぞれ50℃/分以上であり,50℃/分より遅
い速度で昇降温させるとバリウムフェライト粒子の粒度
分布が広くなり保磁力分布が広くなり易くなる。また焼
成温度に保持する時間は2時間以内にするのが粒度,各
粒子の保持力等を均一にするうえで好適である。
焼成温度は,これがあまり低すぎると飽和磁化が低くな
ったり,結晶化が進まなかったりし,また高すぎると粒
子の成長が大きく粒径が大きくなったり,粒子間の焼結
が生じるので700〜950℃,好ましくは750〜900℃がよ
い。焼成雰囲気は特に制限されないが,一般には空気雰
囲気が便利である。
焼成物(バリウムフェライト)は,これを洗浄し,適宜
乾燥すると,目的とするバリウムフェライト粉末が得ら
れる。洗浄は焼成物中の不純物,例えばアルカリ金属イ
オン,過剰の水酸化バリウムなど不純物を十分に除去で
きればどのような方法で行ってもよい。洗浄液としては
水や酢酸,硝酸,塩酸などを用いることができる。十分
に洗浄した焼成物は次いで乾燥するが,乾燥方法は特に
制限されない。
〔実施例〕
実施例1 水75に,撹拌下,Fe(NO3・9H2Oを27.8Kg,Ba(O
H)・8H2Oを3.79Kg,Co(NO3・6H2Oを1.32kg,TiCl
4を0.86KgおよびNaOHを32.3Kg添加,撹拌し,中和して
沈殿を生成させた。
沈殿物を含むスラリをオートクレーブに入れ,200℃まで
昇温して5時間水熱処理した後,沈殿物を水洗し,沈殿
物に対して重量で1:1の割合になるように,塩化バリウ
ムと塩化ナトリウムの混合物(重量比でBaCl2・2H2O:Na
Cl=1:1)を混合した後,乾燥した。
乾燥物を整粒してロータリーキルンによって空気雰囲気
下に870℃の温度にまで約3分間で昇温(昇温速度240℃
/分)し,30分間870℃に保持して焼成した後,降温速度
100℃/分で室温にまで急冷した。
焼成物を水および酢酸で洗浄した後,ドラムドライヤで
乾燥してバリウムフェライト粉末を得た。
このバリウムフェライト粉末について透過型電子顕微鏡
(TEM)で粒子形状(粒径,厚さ,分布)を測定した結
果(粒子50個の平均値)および振動試料式磁力計で磁気
特性を測定した結果を第2表に示す。
また,分散性をみるためにバリウムフェライト粉末をバ
インダーおよび溶媒とサンドミルでミーリングした後の
インキを篩目が1μmの篩でろ過したときのろ過率(イ
ンキ全量が篩を通過した場合をろ過率100%とする)お
よび塗膜後の磁気特性ならびに平滑性をみるために塗膜
での光沢度を測定した結果を第2表に示す。またバリウ
ムフェライト粉末のTEMによる写真(倍率35000倍)を第
1図に示す。またバリウムフェライト粉末の消去特性を
測定した結果を第3図の曲線1で示す。
実施例2〜4 実施例1の焼成条件を,第1表のとおりにかえたほか
は,実施例1と同様にしてバリウムフェライト粉末を製
造し,実施例1と同様に各特性を測定した。その結果を
第2表に示す。
実施例5 実施例1の水熱処理温度を250℃,沈殿物に対する塩化
バリウムと塩化ナトリウムの混合物の使用量を1/2にか
えたほかは,実施例1と同様にしてバリウムフェライト
粉末を製造し,実施例1と同様に各特性を測定した。そ
の結果を第2表に示す。また消去特性の測定結果を第3
図の曲線2で示す。
比較例1 実施例1と同様にして得た乾燥物をルツボに入れ,マツ
フル炉を用いて昇温速度200℃/時で860℃に昇温し,2時
間保持した後,放冷し,焼成物を水および酢酸で洗浄
し,ドラムドライヤで乾燥してバリウムフェライト粉末
を得た。実施例1と同様に各特性を測定した結果を第2
表に示す。またTEM写真(倍率35000倍)を第2図に示
す。また消去特性を第3図の曲線3で示す。
〔発明の効果〕 本発明によると,結晶状態のよい六角板状のマグネトプ
ランバイト型の平均粒径0.1μ以下,粒度分0.15〜0.03
の均一な微小粒子からなる保磁力分布の非常に狭い磁気
特性の均一なバリウムフェライト粉末を得ることができ
る。またこのバリウムフェライト粉末は分散性,平滑性
などがよく,板状比は7〜15の範囲にあり,400〜1500Oe
の保磁力および55emu/gをこえる高い飽和磁化を示す。
更に,保磁力については,前記したTiおよびCoを添加す
ることにより自由にコトロールすることができる。
【図面の簡単な説明】 第1図は,実施例1で得られたバリウムフェライト粉末
の粒子形状を示す図面に代える透過型電子顕微鏡写真
(倍率35000倍)である。 第2図は,比較例1で得られたバリウムフェライト粉末
の粒子形状を示す図面に代える透過型電子顕微鏡写真
(倍率35000倍)である。 第3図は,バリウムフェライト粉末の消去特性図で,縦
軸は消去(dB),横軸は交流磁界(KOe)を示し,曲線
1は実施例1,曲線2は実施例5および曲線3は比較例1
のバリウムフェライト粉末の消去特性を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】バリウム1グラム原子に対して鉄5〜11グ
    ラム原子を含む金属塩の水溶液に、水酸化アルカリを加
    えた後の溶液中の水酸化アルカリの濃度が3モル/以
    上になるように中和当量以上の水酸化アルカリを加え、
    生成した沈殿物のスラリを150〜300℃で水熱処理した
    後、沈殿物に塩化ナトリウムおよび/または塩化バリウ
    ムを混合して乾燥し、50℃/分以上の昇温速度で急速加
    熱して700〜950℃の温度で焼成した後、焼成物を50℃/
    分以上の降温速度で急速冷却し、次いで洗浄することを
    特徴とするバリウムフェライト粉末の製法。
JP60193098A 1985-09-03 1985-09-03 バリウムフエライト粉末の製法 Expired - Lifetime JPH0674146B2 (ja)

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