JPS6013972B2 - 磁気記録材料用磁性酸化鉄粒子粉末の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、磁気記録材料用の磁性酸化鉄粒子粉末特にコ
バルト、第一鉄及び鉛で変成された磁性酸化鉄粒子粉末
の製造法に関するものである。

従来、磁気記録材料用の磁性酸化鉄粒子として一般的に
は針状のマグネタィト粒子あるいはマグヘマイト粒子又
はこれらの磁性酸化鉄粒子にコバルト等の金属を含有さ
せたもの（樽公昭３７一凶５７号公報、特公昭４９−４
２Ｍ号公報参照）更には磁性酸化鉄粒子をコバルトある
いはコバルトと第一鉄とで変成させたもの（特公昭５２
一２４２３７号公報、侍公略５２−２４２斑号公報、侍
公昭５２−３６７５１号公報、特公昭５２−３粥筋号公
報参照）が使用されている。特にコバルトあるいはコバ
ルトと第一鉄とで変成させた磁性酸化鉄粒子粉末は高操
磁力、高飽和磁化で且つ磁気特性の経時変化、加圧およ
び温度に対する安定性が高いことから高密度高忠実度磁
気記録用の材料として種々の分野で使用されているもの
である。上記した種々の磁性酸化鉄粒子粉末のうち、コ
バルトと第一鉄とで変成させた磁性酸化鉄粒子粉末は、
特に高保磁力の特性を示すものであり、例えば磁気縁画
等の高記録密度の分野に最適のものである。

上記したコバルトと第一鉄とで変成させた磁性酸化鉄粒
子粉末においては、第一鉄は、係磁力の向上効果を示す
ものであるが、一方、該第一鉄は、上言己磁性粒子粉末
を使用して磁気テープ等の磁気記録材料とした際に、転
写特性を蓬下させてしまうのである。

本発明者は、コバルトと第一鉄とで変成させた磁性酸化
鉄粒子粉末の転写特性の抵下を防ぐべく研究を重ねて来
た。

そして、コバルトと第一鉄とで磁性酸化鉄粒子を変成さ
せる際に同時に鉛を使用すると、第一鉄の変成量を少く
しても高保磁力の磁性酸化鉄粒子が得られ、且つ該磁性
酸化鉄粒子を使用して磁気テープ等の磁気記録材料を製
造した場合には、第一鉄の変成量を少くしたことに起因
して、転写特性の低下が少〈なるということを知ったの
である。本発明者は、上記知見に基づき、コバルトと第
一鉄及び鉛を用いて磁性酸化鉄粒子を変成させる各種条
件について検討を重ねた結果、本発明を完成するに至っ
たのである。

即ち本発明は、磁性酸化鉄粒子（Ｆｅ○ｘ‘Ｆｅ２０３
但しＯＳｘ≦１）の分散液中に、コバルト塩水溶液、第
一鉄塩水溶液及び鉛塩を添加し、次いでアルカリを加え
て溶液中のＯＨ基濃度を０．０５〜３．肌ｏｌ／夕とし
、溶液温度５０〜１００ｑｏにおいて非酸化性雰囲気で
縄梓保持することにより磁性酸化鉄粒子をコバルト、第
一鉄及び鉛で変成させた後、炉別、乾燥することを特徴
とする磁気記録材料用磁性酸化鉄粒子粉末の製造法であ
る。

次に本発明の構成の詳細について説明する。

本発明において最も特徴とする鉛の使用は、磁性酸化鉄
粒子を核晶とし、コバルトと第一鉄とで変成させる際に
同時に行わなければならない。コバルトと第一鉄及び鉛
の両者又は一方を磁性酸化鉄粒子を得る過程、即ちゲー
タィトの生成反応時あるいはゲータィト粒子に対して添
加しておき、結果的に最終目的物である磁性酸化鉄粒子
に含有させるという方法を探っても本発明と同じ効果を
期待することはできない。上記万法においては、保磁力
の向上は認められても、飽和磁化の低いものとなって、
磁気記録材料に適したものとは言い難くなってしまう。

（比較例３参照）一方、従来マグヘマィト粒子を核晶と
し、該マグヘマィト粒子を分散した液中に硝酸金台等の
鈴塩と塩化第二鉄等の第二鉄塩を加え、Ｐｂ什とＦｅ川
を沈澱させ、核晶と前記沈澱物の混合物を乾燥した後、
該混合物を嫌なます（少なくとも１４８．９℃、望まし
くは３１５．６〜５３７．がｏの温度。

）ことにより、核晶の表面にマグネトプランバィト型の
鈴フェライトを形成することにより保磁力を向上させる
技術が存在する（特公昭５５一２５１３４号公報参照。
）。本発明においては、コバルトと第一鉄及び鉛は、核
晶として磁性酸化鉄粒子（Ｆｅ○ｘ・Ｆｅ２０３但しＯ
ＳｘＳＩ）を用い、該磁性酸化鉄粒子を分散させた液中
にコバルト塩及び第一鉄塩、更に鉛塩を添加し、以下に
詳細に説明する条件下に縄梓保持するだけで、核晶であ
る磁性酸化鉄粒子をコバルト「第一鉄及び鉛で変成させ
るという方法を採るのであり、前記した袴公昭５５−２
５１３４号公報に記載されているような競なまし処理は
必要としない。

上記方法を採ることによって、高保磁力且つ高飽和磁化
であり、磁気記録材料とした際の転写特性の優れたもの
となるのである。尚、上記方法において、コバルト、第
一鉄及び鉛の変成がどのような機構で生起しているかは
定かではないが、核晶である磁性酸化鉄粒子を鉛を固溶
したコバルトフェライトで変成し、結果として、従来か
らよく知られているコバルトと第一鉄とで変成させるこ
とにより得られる保磁力等の磁気特性の向上効果に鉛の
存在による効果が相乗的に働くこととなり、従って特に
保磁力について言えば、従来コバルトと第一鉄による変
成で知られているものよりも極めて少量の第一鉄量で高
い保磁力の磁性酸化鉄粒子を得ることができるのである
。次に変成させるコバルトと第一鉄及び鉛の量について
説明する。

コバルトの変成量は、核晶（磁性酸化鉄粒子）に対しＣ
ｏとして０．１〜１の重量％が好ましい。

０．１重量％以下の変成ではコバルトによる変成効果は
顕著に表われない。

一方、１の重量％以上の場合には、得られる磁性酸化鉄
粒子の保磁力の分布が大きくなる恐れがあり好ましくな
い。尚、コバルト塩としては水可溶性塩、例えば硫酸コ
バルト等が使用できる。第一鉄の変成量は、核晶に対し
ＦｅＨとして０．１〜１５重量％が好ましい。

０．１重量％以下の場合には、保磁力向上の効果が低く
なり、また電気抵抗が上る。

一方、１５重量％以上の場合には、鉛の効果が表われ難
く、転写効果が悪くなる。尚、第一鉄塩としては硫酸第
一鉄、塩化第一鉄等が使用できる。鉛の変成量は、核晶
に対してＰｂとして０．０５〜１０重量％が好ましい。

０．０５重量％以下の場合には、変成の効果、即ち保磁
力向上の効果が期待できない。

一方、１の重量％以上の場合には、飽和磁化が低下し好
ましくない。尚、鉛塩としては、例えば塩化鉛、硫酸鉛
、炭酸鉛等が使用できる。上記したコバルト、第一鉄及
び鉛の変成量は、目的とする磁性酸化鉄粒子の磁気特性
に合わせて種々組合わせを変化させることが必要である
。

尚、工業的に磁気記録材料用として適した磁性酸化鉄粒
子粉末を得るには、コバルト２．０〜３．の重量％、第
一鉄１．５〜４．の重量％、鉛０．１〜２．の重量％の
範囲で組合わせることが望ましい。次に本発明で変成の
対象となる核晶としては、Ｆｅ○ｘ・Ｆｅ２０３（但し
ＯＳｘＳＩ）で表わされる磁性酸化鉄粒子が使用でき、
マグヘマイト粒子（ｘ＝０）、マグネタイト粒子（ｘ＝
１）あるいはこれらの中間組成物である磁性酸化鉄粒子
のいずれであってもよい。

尚、上記磁性酸化鉄粒子は、例えば一般的な製法、即ち
湿式反応により生成した針状ゲータィト粒子を脱水、還
元、更には酸化することにより得られるものが適してい
る。また、その他の条件について説明すると、溶液中の
ＯＨ基濃度は０．０５〜３．伍ｈｏｌ／そでなければな
らない。０．０靴ｏｌ／と以下の場合には変成が充分生
起しない。一方、３．瓜ｈｏｌ／そ以上の場合には、水
酸化コバルトが溶解いまじめるため好ましくない。溶液
温度は、５０〜１０ぴ０の範囲であることが必要である
。

５び０以下の場合には、本発明の目的生成物が生成し難
く、生成するとしても極めて長時間の処理を必要とする
。

一方、１００℃以上とする場合は特殊な袋贋を必要とす
る。また、本発明を非酸化性雰位気下で行うのは、酸化
性雰囲気下の場合には分散液中の水酸化コバルトが核晶
を変成することなく酸化物となり、そのまま分散液中に
残存するため好ましくないからである。

以上詳細に説明した本発明により得られるコバルト、第
一鉄及び鉛で変成された磁性酸化鉄粒子粉末は、高保磁
力、高飽和磁化の特性を有しているものである。

従って、同一の保磁力のものを得ようとする場合には、
コバルトと第一鉄で変成する場合に比し、第一鉄の使用
量は少量でよく、磁気テープ等とした際の転写特性は大
幅に向上するのである。次に本発明を実施例及び比較例
により説明する。

実施例 １ 針状マグヘマィト粒子（保磁力Ｈｃ：３５幻ｅ、飽和磁
化ｏｓ：７３．＄ｍｕ／ｇ）を核晶とし、該核晶ｌｋ９
を１２その水に分散させ、該分散液にＣＯＳ０４・７日
２０９５．傘（核晶に対しＣｏとして２．０重量％に相
当する。

）を５００の‘の水に溶解した溶液、Ｆｅ日１．２雌舵
ｏｌ／〆を含む硫酸第一鉄溶液２２２地（核晶に対しＦ
ｅとして１．５重量％に相当する。）及びＰ槌０４１４
．７ｇ（核晶に対し１．０重量％に相当する。）を５０
０の‘の水に溶解した溶液を加えて充分分散させ、得ら
れた分散液を９ぴ０に昇温保持し、空気の混入を防止し
て鷹拝しながら１８一ＮのＮａＯＨ水溶液６８０叫を加
え、ＯＨ基濃度を０．８ｍｏｌ／その分散液とした。上
記分散液の温度を９９００に保持し蝿梓を続けて１２０
分後にスラリーを取り出し、水洗、炉８Ｕした後、７５
℃の温度で乾燥してコバルト、第一鉄及び鉛で変成した
針状マグヘマィト粒子粉末とした。得られた針状マグヘ
マィト粒子粉末の磁気特性を測定した結果、保磁力Ｈｃ
：６３のｅ、飽和磁化ＯＳ：７３．１ｅｍｕ／ｇであっ
た。

．上記コバルト、第一鉄及び鈴で変成されたマグヘマィ
ト粒子粉末を用いて下記に示す通りのバインダー組成で
配合した後、混合分散して磁気塗料とした。

磁性酸化鉄粒子粉末 １００ｇビニル
樹脂（酢酸ビニル：塩化ビニル＝３：９１共重合体）
２０ｇニトリゴム
５ｇトルエン
１００ｇメチルエチルケトン
７５ｇメチルイソブチルケトン
７５ｇレシチン
０．を得られた磁気塗料に溶剤（トルェン：
メチルエチルケトン：メチルイソブチルケトン＝１：１
：１）を加えて適正な塗料粘度になるように調整し、ポ
リエステル樹脂フィルム上に塗布して磁気塗膜を製造し
た。

この磁気塗腰の保磁力Ｈｃは６７Ｘたであった。次いで
、上記磁気塗膜を、所定の幅に裁断して磁気テープとし
、ＧＩＳＣ５５４２「磁気記録テープ試験方法」５．頚
転写の方法に従って、テープに規定バイアス電流、規定
入力レベルより１Ｍ旧商い入力レベルで１０００ＨＺ信
号をリールの１回転以内に録音し、その後約ｌｑ団転し
た後再び録音し、これを数回操返して温度３０ｑｏで２
独特間放直した後、レベル記録計を使用してこれを再生
し、原信号と最大転写信号の再生出力レベルを測定し、
その差を船で表わして転写特性とした値は６５．母旧で
あった。

実施例 ２〜６、比較 １〜２ 核晶の種類、コバルト塩、第一鉄塩、鉛塩の種類及び量
、更には溶液温度、ＯＨ基濃度を種々変化させ、実施例
１と同様にしてコバルト、第一鉄及び鉛で変成された磁
性酸化鉄粒子粉末を得た。

変成条件及び諸特性を表に示す。尚、実施例５は核晶と
して、保磁力Ｈｃ：３７ぶた、飽和磁化。

ｓ８２．比ｍｕノｇの針状マグネタイト粒子を使用した
ものである。比較例 ３ 長藤の平均粒子径０．５山ｍ、鞠比７／１の針状ゲータ
ィト粒子１．１５ｋ９を１２その水に分散させ、該分散
液にＣＯＳ０４・７日２０９５．略（ゲータィトをＦｅ
２Ｑに換算したものに対してＣｏとして２．の重量％に
相当する。

）を５００羽の水に溶解したコバルト溶液及びＰｂＳ０
４８６．笹（ゲータィトをＦｅ２Ｑに換算したものに対
してＰｂとして５．＄重量％に相当する。）を５００の
‘の水に溶解した溶液を加えて充分分散させ、燭拝しな
がら１８−ＮのＮａＯＨ溶液聡０の‘を加え、そのまま
３０分間嬢拝した。得られたスラリーを炉別、水洗し、
１００℃で乾燥し、更に空気中３０ぴ○で脱水し、次い
で水素気流中４３０℃で環元し、空気中２７０ｑｏで再
酸化して、コバルト及び鉛含有針状マグヘマィト粒子粉
末とした。得られたコバルト及び鉛含有針状マグヘマィ
ト粒子粉末の磁気特性及び実施例１と同様にして得た磁
気テープの特性を測定した結果を表に示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 磁性酸化鉄粒子（ＦｅＯ＿ｘ Ｆｅ＿２Ｏ＿３但し
   ０≦ｘ≦１）の分散液中に、コバルト塩水溶液、第一鉄
   塩水溶液及び鉛塩を添加し、次いでアルカリを加えて溶
   液中のＯＨ基濃度を０．０５〜３．０ｍｏｌ／ｌとし、
   溶液温度を５０〜１００℃において非酸化性雰囲気で撹
   拌保持することにより磁性酸化鉄粒子をコバルト、第一
   鉄及び鉛で変成させた後、濾別、乾燥することを特徴と
   する磁気記録材料用磁性酸化鉄粒子粉末の製造法。 ２ コバルトの変成量が、磁性酸化鉄粒子に対しＣｏと
   して０．１〜１０重量％である特許請求の範囲第１項に
   記載の磁気記録材料用磁性酸化鉄粒子粉末の製造法。 ３ 第一鉄の変成量が、磁性酸化鉄粒子に対しＦｅ＾＋
   ＾＋として０．１〜１５重量％である特許請求の範囲第
   １項又は第２項に記載の磁気記録材料用磁性酸化鉄粒子
   粉末の製造法。 ４ 鉛の変成量が、磁性酸化鉄粒子に対しＰｂとして０
   ．０５〜１０重量％である特許請求の範囲第１〜３項の
   いずれかに記載の磁気記録材料磁性酸化鉄粒子粉末の製
   造法。 ５ 磁性酸化鉄粒子がマグネタイト粒子である特許請求
   の範囲第１〜４項のいずれかに記載の磁気記録材料用磁
   性酸化鉄粒子粉末の製造法。 ６ 磁性酸化鉄粒子がマグヘマイト粒子である特許請求
   の範囲第１〜４項のいずれかに記載の磁気記録材料用磁
   性酸化鉄粒子粉末の製造法。