JPH07106910B2 - 磁気カ−ド用マグネトプランバイト型フエライト粒子粉末及びその製造法 - Google Patents

磁気カ−ド用マグネトプランバイト型フエライト粒子粉末及びその製造法

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JPH07106910B2 JP62017621A JP1762187A JPH07106910B2 JP H07106910 B2 JPH07106910 B2 JP H07106910B2 JP 62017621 A JP62017621 A JP 62017621A JP 1762187 A JP1762187 A JP 1762187A JP H07106910 B2 JPH07106910 B2 JP H07106910B2
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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、磁気カード用マグネトプランバイト型フェラ
イト粒子粉末及びその製造法に関するものである。
〔従来の技術〕
従来から、磁気カード用磁性材料としてマグネトプラン
バイト型フェライト粒子粉末が使用されている。マグネ
トプランバイト型フェライト粒子粉末は、バリウム、ス
トロンチウム及び鉛からなる群より選ばれた少なくとも
1種の金属元素の化合物と酸化鉄とを所定のモル比にな
るよう混合配合し、焼成、粉砕するという製法によって
得られるものであり、従前は主にモーター、発電機等の
励磁界用磁石材料等永久磁石材料として用いられていた
が、最近では、その高保磁力に着目して粒度調整を施し
た上で、磁気カード用の磁性材料として使用されてい
る。
近年、各種交通切符、グレジットカード等の磁気カード
応用製品の普及は目覚ましく、磁気カード応用製品に対
する高記録密度化の要求が益々高まってきている。
磁気カードの高記録密度化の条件、即ち、所望の保磁力
を有し、且つ角型比が高く、しかも塗膜の表面性が優れ
ているという条件を備えた磁気カードを得るためには、
磁性材料として使用される磁性粉末の粒度分布が狭く、
適度の粒子サイズを有し、配向性が優れていることが必
要である。
磁気カード角型比は、磁性粉末の粒度分布、粒子サイズ
及び配向性に影響を受け、特に配向性の影響は大きく、
磁性粉末の配向性が向上する程高くなる傾向にあるとさ
れている。
この現象は、例えば日経エレクトロニクス(日経マグロ
ウヒル社発光)1976.5.3第85頁の「角型比を高くするに
は、粒子の大きさが揃っており、針状比が大きく、磁場
配向性に優れている磁性粉が有利である。」なる記載か
ら明らかである。
この関係は、粒子形状が不定形のマグネトプランバイト
型フェライト粒子粉末についても同様に言えることなの
である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
現在、磁気カード用として用いられているマグネトプラ
ンバイト型フェライト粒子粉末は、粒子サイズが0.8μ
m程度、配向度が0.75〜0.90程度のものであり、これを
磁気カード用の磁性材料として使用した場合、磁気カー
ドの角型比は0.70〜0.80程度のものとなっている。もっ
とも高い角型比を有した磁気カードを得る為の対応策と
して、ボンド磁石用に用いられているフェライト粒子粉
末を使用して角型比の高い磁気カードを得ようと検討さ
れてはいるが、この場合には用いる磁性粉末の粒子サイ
ズが1〜1.5μm程度と大きく、カード表面に塗布した
時、表面性の悪い塗膜となり、高記録密度の磁気カード
を得ることは困難である。また、磁気カード用の磁性材
料として平均粒径0.7〜0.9μm程度のマグネトプランバ
イト型フェライト粒子粉末も使用されてはいるが、周知
の通り、加熱焼成→粉砕して製造される従来のマグネト
プランバイト型フェライト粒子粉末は粗大粒子と超微粒
子とが混在している所謂粒度分布の拡いものであり、こ
のような磁性粉末を磁気カード用の磁性材料として使用
した場合、結果的には角型比が低く、しかも表面性の悪
い磁気カードしか得られなかったのである。
他方、最近、用途によっては保磁力の小さい磁気カード
も要求されており、この要求を満たす磁気カードの磁性
材料に、従来から保磁力低減下の為にTi、Co、Zn等の金
属元素が含有しているマグネトプランバイト型フェライ
ト粒子粉末が使用されている。この場合、保磁力低減下
の為のTi、Co、Zn等が含有されていることにより、必然
的に保磁力の低下は認められるものの同時に角型比も低
下するという欠点が生じ、高記録密度の磁気カードとは
言う難いものとなってしまうのである。
〔問題を解決する為の手段〕
本発明者らは、マグネトプランバイト型フェライト粒子
粉末を高記録密度の磁気カード用の磁性材料として用い
るに当たり、適当な保磁力である500〜3000Oeの範囲の
保磁力を得ると同時に、表面性が優れ、且つ角型比の高
い磁気カードを得るために、粒度分布が狭く、表面性に
悪影響を与えない適度の粒子サイズを有し、且つ配向性
が優れているマグネトプランバイト型フェライト粒子粉
末を探究して来た。この探究過程において、適度の粒子
サイズを得る方法及び各種添加剤の作用効果について検
討を重ねた結果、Al2O3、SiO2とBaCl2又は/及びBi2O3
の組合わせたものの所定量を焼成前のフェライト組成に
添加することにより高記録密度の磁気カード用磁性材料
として好適な粒度分布が狭く、適度の粒子サイズを有
し、配向性が優れているマグネトプランバイト型フェラ
イト粒子粉末が得られることを見出し、本発明を完成す
るに至ったのである。
即ち、本発明は、フィッシャーサブシーブサイザー法に
よる平均粒径が0.2〜0.7μmで且つ配向度が0.92以上で
ある磁気カード用マグネトプランバイト型フェライト粒
子粉末及びバリウム又は/及びストロンチウムの化合物
と酸化鉄との混合物を焼成、粉砕する工程から成るモル
比Fe2O3/MO(M:Ba又は/及びSr)=5.6〜6.1の組成を有
した磁気カード用マグネトプランバイト型フェライト粒
子粉末の製造法において、バリウム又は/及びストロン
チウムの化合物と酸化鉄との混合物に酸化鉄(Fe2O3
算)に対して0.05〜3.00重量%のAl2O3、0.10〜3.00重
量%のSiO2と0.95〜25.00重量%のBaCl2又は/及び0.25
〜1.55重量%のBi2O3を添加混合した後、800〜1100℃の
温度範囲で焼成し、次いで粉砕してフィッシャーサブシ
ーブサイザー法による平均粒径が0.2〜0.7μmで且つ配
向度(Br/4πIs)が0.92以上であるマグネトプランバイ
ト型フェライト粒子粉末を得ることを特徴とする磁気カ
ード用マグネトプランバイト型フェライト粒子粉末の製
造法である。
〔作用〕
先ず、本発明に係る磁気カード用マグネトプランバイト
型フェライト粒子粉末は、フィッシャーサブシーブサイ
ザー法による平均粒径が0.2〜0.7μmで且つ配向度(Br
/4πIs)が0.92以上のフェライト粒子粉末からなり、そ
の配向度の大きさに応じてこれを用いた磁気カードの角
型比も向上し、また、粒度分布が狭く、適度の粒子サイ
ズを有している為、表面性の優れた高記録密度の磁気カ
ード用の磁性材料として好適である。
次に、本発明実施にあたっての諸条件について説明す
る。
本発明におけるマグネトプランバイト型フェライト粒子
粉末の組成は、Fe2O3/MO(M:Ba又は/及びSr)のモル比
を5.6〜6.1の範囲にする必要がある。この範囲外では磁
気特性、殊に飽和磁化が極端に低くなり磁気カード用の
磁性粉末として実用上望ましくない。
平均粒径は、フィッシャーサブシーブサイザー法による
測定で0.2〜0.7μmの範囲の大きさにする必要がある。
0.2μm以下の場合、角型比の低い磁気カードとなり、
0.7μm以上の場合には表面性の悪い塗膜を有した磁気
カードが得られ、高記録密度の磁気カード用には適さな
いものとなる。
配向度(Br/4πIs)は、マグネトプランバイト型フェラ
イト粒子粉末110g EVA(エチレン−酢酸ビニル共重合樹
脂)(三井ポリケミカル(株)製)15g及びステアリン
酸亜鉛0.5gを混合した後、80℃に加熱して混練し、次い
で、冷却固化した後、粉砕し、更に、該粉砕物を所定の
金型に投入し加熱溶解して10000Oeの磁場を印可した
後、冷却固化して得た成形測定試料を15KOeの磁場で測
定し、0.92以上とする必要がある。0.92以下の配向度を
有したフェライト粒子粉末を磁気カードの磁性材料とし
て使用した場合、角型比の低い磁気カードが得られ好ま
しくない。
本発明に於ける酸化鉄原料としてはα−Fe2O3、γ−Fe2
O3あるいはFe3O4等のいずれもが使用できる。また、バ
リウム、ストロンチウムの原料としてはBaCO3、SrCO3
使用できるが、加熱してBaO、SrOとなるBa化合物、Sr化
合物も使用できる。
次に、本発明に於ける添加剤について説明する。本発明
に於けるAl2O3は、酸化アルミニウム、水酸化アルミニ
ウム等のアルミニウム化合物が使用できる。その添加量
としては、酸化鉄(Fe2O3換算)に対してAl2O3換算で0.
05〜3.00重量%の間で有効である。0.05重量%以下では
本発明の目的とする効果は得られず、また、3.00重量%
以上添加した場合、生成物フェライトの飽和磁化が低下
し、且つ配向度の低い微粒子のフェライト粒子となり好
ましくない。
本発明に於けるSiO2の添加量としては、酸化鉄(Fe2O3
換算)に対して0.10〜3.00重量%の間で有効である。0.
10重量%以下では、その添加効果が少なく、また焼成時
結晶の異常発生が見られ粒子サイズの大きいフェライト
粒子となる。また、3.00重量%以上の場合、生成物フェ
ライトの飽和磁化が低下し、しかも配向度の低いフェラ
イト粒子となり好ましくない。尚、SiO2としては二酸化
ケイ素、水ガラス等が使用できる。
本発明に於けるBaCl2の添加量としては、酸化鉄(Fe2O3
換算)に対して0.95〜25.00重量%の間で有効である。
0.95重量%以下の場合は、粒子間の焼結が部分的に発生
し単一粒子化が困難となる。他方、25.00重量%以上の
場合、本発明の目的とする効果は得られるが、経済的で
なく必要以上に添加する意味がない。
本発明に於けるBi2O3の添加量としては、酸化鉄(Fe2O3
換算)に対して0.25〜1.55重量%である。0.25重量%以
下である場合には、本発明の目的を達成することができ
ない。1.55重量%以上の場合、飽和磁化が低下し、また
経済的でない。
以上、本発明の目的とする磁気カード用マグネトプラン
バイト型フェライト粒子粉末、即ち、粒子分布が狭く、
適度の粒子サイズを有し、配向性が優れているフェライ
ト粒子粉末を得ることを考慮した場合、酸化鉄(Fe2O3
換算)に対して0.05〜3.00重量%のAl2O3、0.10〜3.00
重量%のSiO2、0.95〜25.00重量%のBaCl2及び0.25〜1.
55重量%のBi2O3が好ましい。
尚、本発明に於ける各添加剤を添加する時期は、焼成工
程の直前が適当である。即ち、原料配合工程、焼成工
程、粉砕工程の各工程において、焼成工程の直前の工程
である原料配合の時点に添加することができる。
本発明に於ける焼成温度範囲は、800〜1100℃の間であ
れば差支えない。800℃以下の場合、フェライト化反応
を十分に生起させることが出来ない。1100℃以上の温度
の場合には、粒子の粗大化及び粒子間相互の焼結が生起
するので好ましくない。
尚、上記焼成温度の場合、焼成後の粉砕は例えばアトマ
イザー、アトライター等の通常の粉砕機を使用して比較
的緩和な条件で行うことができ、特別な粉砕機や強力な
粉砕は必要でない。
〔実施例〕
次に、実施例並びに比較例により本発明を説明する。
尚、実施例、比較例に於ける平均粒子はフィッシャーサ
ブシーブサイザー法により測定したものであり、生成物
の構造解析にはX線を用いた。
マグネトプランバイト型フェライト粒子粉末の保磁力及
び配向度は、マグネトプランバイト型フェライト粒子粉
末110g EVA(エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂)(三井
ポリケミカル(株)製)15g及びステアリン酸亜鉛0.5g
を混合した後、80℃に加熱して混練し、次いで冷却固化
した後、粉砕し、更に該粉砕物を所定の金型に投入し加
熱溶融して10000Oeの磁場を印加した後、冷却固して得
た成形測定試料を直流BHトレーサー((株)横河電機
製)を使用し、測定磁場15KOeで測定した。また磁性塗
膜シートの磁気特性はV.S.M.で外部磁場10KOeの下で測
定した値である。
実施例1 Fe2O3/BaOのモル比が5.9になるように、酸化鉄(α−Fe
2O3)粉末1150gと炭酸バリウム245gとを混合するに際し
て、Al2O3 2.0g(Fe2O3に対して0.18重量%に相当)、S
iO2 3.5g(Fe2O3に対して0.30重量%に相当)及びBaCl2
・2H2O 51.0g(Fe2O3に対してBaCl2換算で4.00重量%に
相当)とを複合添加し、充分混合させた後、該混合物を
1080℃で2時間焼成した。次いでこの焼成物を粉砕機で
粉砕した後、水洗し、水可溶物を除去した。得られた粒
子はX線分析の結果、マグネトプランバイト型バリウム
フェライト粒子であり、組成分析の結果、Fe2O3/BaO=
5.98であった。
得られたマグネトプランバイト型バリウムフェライト粒
子粉末の平均粒径はフィッシャーサブシーブサイザー法
により測定した結果、0.55μmであり、電子顕微鏡観察
の結果、粒度分布の狭いものであった。また、磁気測定
の結果、保磁力IHcは2480Oe、配向度(Br/4πIs)は0.9
40であった。
続いて、上記のマグネトプランバイト型フェライト粒子
粉末を用いて、下記に示した通りの組成に配合し、ボー
ルミルにより8時間混合分散させ磁性塗料を得た。
マグネトプランバイト型バリウム フェライト粒子粉末 100.0重量% 塩化ビニル酢酸ビニル共重合体: 25.5重量% ブタジエンアクリロニトリルゴム(5:1) トルエン 83.3重量% メチルエチルケトン 138.0重量% メチルイソブチルケトン 46.0重量% レシチン 4.0重量% リン酸エステル 4.0重量% 得られた磁性塗料を20μmのポリエチレンテレフタレー
トのフィルム上に厚さ4μmに塗布して磁場配向処理
後、乾燥して磁性塗料膜シートを作成した。得られた磁
性塗膜シートの磁気特性を測定した結果、保磁力IHc:24
60Oe、角型比は0.91であり、表面性の優れたものであっ
た。
実施例2〜9、比較例1〜6; 酸化鉄原料の種類、Ba若しくはSr化合物の種類及び量、
添加剤の種類及び量、及び焼成温度を種々変化させた以
外は、実施例1と同様にしてマグネトプランバイト型バ
リウムフェライト粒子粉末、マグネトプランバイト型ス
トロンチウムフェライト粒子粉末又はマグネトプランバ
イト型バリウム−ストロンチウム複合フェライト粒子粉
末を得た。
実施例2〜9で得られたマグネトプランバイト型フェラ
イト粒子粉末は、電子顕微鏡観察の結果、いずれも粒度
分布幅の狭いものであり、適度の粒子サイズを有し、且
つ配向度(Br/4πIs)の高いものであった。
また、得られたマグネトプランバイト型フェライト粒子
を用いて、実施例1と同様にして磁性塗膜シートを作製
した。得られた磁性塗膜シートはいずれも角型比が高
く、しかも表面性の優れたものであった。
比較例1、3、5及び6で得られたマグネトプランバイ
ト型バリウムフェライト粒子粉末は、適度の粒子サイズ
を有するものの粒度分布が広く、配向度の低いものであ
った。また、比較例2及び4で得られたマグネトプラン
バイト型バリウムフェライト粒子粉末は、角型比の高い
磁気カードに適したものではあるが、粒子サイズが大き
い為に表面性の悪い塗膜となり、結果的に高記録密度の
磁気カード用磁性材料としては適さないものであった。
この時の主要製造条件及び諸特性を表1に示す。
〔効果〕 本発明に係る磁気カード用マグネトプランバイト型フェ
ライト粒子粉末は、前述実施例に示した通り、粒度分布
がより狭く、適度の粒子サイズを有し、且つ配向度(Br
/4πIs)が大きいので、これを用いてなる磁気カードも
所望の保磁力を有し、且つ角型比が高く、しかも表面性
の優れた高記録密度のものとなる。
また、本発明方法によれば、Fe2O3/MO(M:Ba又は/及び
Sr)モル比5.6〜6.1の組成からなるバリウム又は/及び
ストロンチウムの化合物と酸化鉄との混合物にAl2O3、S
iO2とBaCl2又は/及びBi2O3とを添加する系において、
粒度分布がより狭く、フィッシャーサブシーブサイザー
法による平均粒径が0.2〜0.7μmを有し、配向度(Br/4
πIs)が0.92以上の磁気カード用マグネトプランバイト
型フェライト粒子粉末が得られる。
更に、保磁力低減下の為に用いられるTi、Co、Zn等を添
加しても角型比を低下させることなく保磁力を制御する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
図1は、実施例1で得られたマグネトプランバイト型バ
リウムフェライト粒子の粒子構造を示す電子顕微鏡写真
(×5,000)であり、図2は比較例1で得られたマグネ
トプランバイト型バリウムフェライト粒子の粒子構造を
示す電子顕微鏡写真(×5,000)である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】フィッシャーサブシーブサイザー法による
    平均粒径が0.2〜0.7μmで且つ配向度(Br/4πIs)が0.
    92以上であることを特徴とする磁気カード用マグネトプ
    ランバイト型フェライト粒子粉末。
  2. 【請求項2】バリウム又は/及びストロンチウムの化合
    物と酸化鉄との混合物を焼成、粉砕する工程から成るモ
    ル比Fe2O3/MO(M:Ba又は/及びSr)=5.6〜6.1の組成を
    有した磁気カード用マグネトプランバイト型フェライト
    粒子粉末の製造法において、バリウム又は/及びストロ
    ンチウムの化合物と酸化鉄との混合物に、酸化鉄(Fe2O
    3換算)に対して0.05〜3.00重量%のAl2O3、0.10〜3.00
    重量%のSiO2と0.95〜25.00重量%のBaCl2又は/及び0.
    25〜1.55重量%のBi2O3を添加混合した後、800〜1100℃
    の温度範囲で焼成し、次いで粉砕してフィッシャーサブ
    シーブサイザー法による平均粒径が0.2〜0.7μmで且つ
    配向度(Br/4πIs)が0.92以上であるマグネトプランバ
    イト型フェライト粒子粉末を得ることを特徴とする磁気
    カード用マグネトプランバイト型フェライト粒子粉末の
    製造法。
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