JPH0831366B2

JPH0831366B2 - 強磁性金属粉末およびその製造方法

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Publication number: JPH0831366B2
Application number: JP62164277A
Authority: JP
Inventors: 通人井垣; 裕嗣市川; 正明古賀; 由郎青木
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1987-07-01
Filing date: 1987-07-01
Publication date: 1996-03-27
Anticipated expiration: 2011-03-27
Also published as: JPS649603A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は磁気記録に用いられる強磁性金属粉末及びそ
の製造方法に関し、特に安定性の向上を目指した強磁性
金属粉末及びその製造方法に関するものである。

〔従来の技術及びその問題点〕近年、各種の記録方式の発展は著しいものがあるが、
中でも磁気記録再生装置の小型軽量化の進歩は顕著であ
る。これにつれて磁気テープや磁気ディスク等の磁気記
録媒体に対する高性能化の要求が大きくなってきてい
る。磁気記録に対するこのような要求を満足するために
は高い保磁力と高い飽和磁化を有する磁性粉末が必要で
ある。

従来、磁気記録用の磁性粉末として一般には針状のマ
グネタイトやマグヘマイト又はこれらの磁性酸化鉄粉末
をコバルトで変性したいわゆるコバルト含有酸化鉄が用
いられているが、より高出力の媒体を得るためにはより
高い保磁力と飽和磁化を持つ強磁性金属粉末いわゆるメ
タル粉が用いられ始めている。

しかし、この強磁性金属粉末は化学的に不安定である
ため酸化を受け、時間の経過と共に飽和磁化と保磁力が
低下するという欠点がある。このような強磁性金属粉末
を用いて磁気記録媒体を作った場合に、高密度記録は可
能となるものの、長期保存するうちに記録内容の逸失や
変質を起こし、記録媒体として極めて致命的な欠陥を生
むこととなる。このような欠点を解決しようとして合金
化或いは表面保護層の形成等多くの提案がなされている
が、保磁力、飽和磁化等の磁気特性と耐酸化安定性を同
時に満足できる結果はまだ得られていない。

〔発明の目的〕

本発明は以上のような従来技術の問題点を解決するた
めになされたもので、耐酸化安定性の優れた強磁性金属
粉末とこれを得るための製造法を提供し、併せて高出力
かつ高記録密度の、安定性の優れた磁気記録媒体を提供
することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

鉄を主成分とする強磁性金属粉末をコバルト、ニッケ
ル等の遷移金属と合金化することにより耐酸化性が改善
されることは良く知られているが、遷移金属が多くなる
と鉄本来の磁気特性が失われ高保磁力、高飽和磁化の両
者を満足できるものは得られないのが実情である。

そこで、強磁性金属粉末の前駆体である酸化鉄を主成
分とする酸化物の表面に遷移金属を含む層を形成した
後、この酸化物粉末を還元して表面のみを合金化する方
法も提案されているが、十分な磁気特性と耐酸化性を満
足するものは得られていない。

本発明者等はこの合金層の形成方法により、得られた
強磁性金属粉末の耐酸化性が大きく異なることを見出し
た。また前駆体即ち、その表面に特定条件で形成した遷
移金属含有層を有する酸化鉄粉末を還元することによっ
て、優れた耐酸化性を有する、鉄を主成分とする強磁性
金属粉末が得られることを見出し、既に特許出願済みで
ある（特願昭61−206534号）。

ここで本発明者らは、更に検討を重ねた結果、表面合
金層にアルカリ土類金属を導入することにより従来以上
に磁気特性、耐酸化性が向上することを見出し本発明の
完成に至った。

即ち、本発明は、実質的に鉄からなる強磁性金属粉末
の表面に、コバルトの層を有し、その上にマグネシウム
又はカルシウムから選ばれるアルカリ土類金属元素の層
を有することを特徴とする磁気記録用強磁性金属粉末を
提供するものであり、更に本発明は、実質的に酸化鉄か
らなる酸化物粉末を、ａ）コバルトの塩、又は第一鉄塩
及びコバルトの塩と、ｂ）アルカリとを含む水溶液中で
処理し、表面にコバルト化合物の層を形成せしめた後、
ｃ）マグネシウム又はカルシウムから選ばれるアルカリ
土類金属元素の塩を含む水溶液を加え、コバルト化合物
の層の上にアルカリ土類金属元素化合物の層を有する酸
化物を得、これを還元して、実質的に鉄からなる粒子表
面にコバルトの層を形成させ、更にその上にマグネシウ
ム又はカルシウムから選ばれるアルカリ土類金属元素の
層を形成させることを特徴とする磁気記録用強磁性金属
粉末の製造方法を提供するものである。

本発明の強磁性金属粉末中のコバルトの量は鉄に対し
て２〜15重量％が好ましく、４〜10重量％が更に好まし
い。またアルカリ土類金属元素の量は鉄に対して0.05〜
５重量％が好ましく、0.1〜２重量％が更に好ましい。
コバルトおよびアルカリ土類金属元素の量が上記範囲よ
りも多くなると望ましい磁気特性が得難く、少ないと十
分な耐酸化性が得られない。

本発明で用いる酸化鉄としては、γ−Fe₂O₃、α−Fe₂
O₃、Fe₃O₄等が挙げられる。

本発明において、コバルトの層の形成に用いるコバル
トの塩としては水溶性のものであれば対イオンは特に問
題とはならない。しかし、ハロゲン化物を用いた場合、
洗浄が不十分なまま還元すると残留ハロゲンにより酸化
が促進されるので洗浄を完全にする必要がある。その点
で硝酸塩、硫酸塩、酢酸塩等のハロゲンを含まない塩が
有利である。

本発明において、アルカリ土類金属元素含有層の形成
に用いるアルカリ土類金属元素の塩としては水溶性のも
のであれば対イオンは特に問題とはならない。しかし、
コバルトの塩と同様の理由から、アルカリ土類金属がマ
グネシウムであれば、硝酸塩、硫酸塩、酢酸塩等、また
カルシウムの場合であれば硝酸塩、酢酸塩等が有利であ
る。

また、本発明の方法において、水溶液中のアルカリ濃
度は水１当たりアリカリ0.5〜５モルの範囲が好まし
い。

コバルトの層及びアルカリ土類金属の層の形成反応は
酸化鉄又は酸化鉄を主成分とする酸化物を懸濁したアル
カリ溶液にコバルトの塩又は第一鉄塩及びコバルトの塩
の水溶液を加えて反応せしめた後、アルカリ土類金属元
素の塩の水溶液を加えることにより行われる。この場
合、アルカリ土類金属元素の塩の水溶液を加える前に実
質的に非酸化性の雰囲気中で70℃以下で２〜15時間反応
を行った後、系の温度を80〜180℃に上げ更に反応を５
〜20時間続けることが望ましい。またアルカリ土類金属
元素の塩の水溶液を加えた後も実質的に非酸化性の雰囲
気中で70℃以下で２〜15時間反応を行った後、系の温度
を80〜100℃に上げ更に反応を５〜20時間続けることが
望ましい。

コバルト塩または第一鉄塩及びコバルト塩の水溶液の
添加は一回で行ってもよいが、二回以上に分けて行って
もよい。

また、系内に分散剤その他の添加剤が含まれても差し
支えない。

本発明において、コバルト化合物の層及びアルカリ土
類金属元素化合物の層を有する酸化鉄又は酸化鉄を主成
分とする酸化物を還元する際の条件は特に限定されず、
従来の酸化鉄粉末の還元技法に見られる一般的な条件を
採用できる。

〔発明の効果〕

本発明により、高保磁力及び高飽和磁化と、高い耐酸
化安定性とを併せ持った、磁気記録媒体用として極めて
優れた特性を持つ強磁性金属粉末を提供することができ
る。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、
本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

実施例１６％苛性ソーダ水溶液700gに針状γ−Fe₂O₃を100g加
えて得たスラリーにチッ素ガスを吹き込みながら硫酸コ
バルト７水塩33gを水160mlに溶解した溶液を加え、40℃
で６時間反応し、その後温度を上げリフラックスを６時
間行った。更にこのスラリーに硫酸マグネシウム７水塩
3.5gを水80mlに溶解した溶液を加え、リフラックスを６
時間行い、コバルト及びマグネシムウを含む酸化鉄を得
た。

このコバルトおよびマグネシウム含有酸化鉄10gを回
転式管状炉に入れ、水素ガスを流しながら400℃に４時
間保ち、強磁性金属粉末を得た。冷却後、オキシン0.1g
を含むトルエン約20mlを炉中に流し込みトルエンを浸漬
した状態で強磁性金属粉末を抜き出し、その後乾燥して
コバルトおよびマグネシウム含有強磁性金属粉末を得
た。

得られた強磁性金属粉末中の鉄に対するコバルトの含
有量（以下Co/Feと略記する）は５重量％、鉄に対する
マグネシウムの含有量（以下Mg/Feと略記する）は１重
量％であった。

上記のようにして得た乾燥強磁性金属粉末を用い発火
点測定および加熱安定性試験を行った。

発火点の測定はアルミナを標準試料、乾燥強磁性金属
粉末を測定試料として理学電機（株）製熱分析装置を用
い昇温速度10℃／分で示差熱測定を行い、試料が急に発
熱する温度をもって発火点とした。

加熱安定性試験は乾燥強磁性金属粉末を60℃、90％RH
に保存し、経時的に飽和磁束密度を測定することにより
行った。

発火点測定の結果を表１に、加熱安定性試験の結果を
第１図に示す。

実施例２〜４実施例１において硫酸コバルト７水塩、硫酸マグネシ
ウム７水塩の量を変えて、コバルト及びマグネシウムの
含量の異なる酸化鉄を得、実施例１と同様にして強磁性
金属粉末を得た。

得られた強磁性金属粉末について、実施例１と同様に
発火点測定および加熱安定性試験を行った。

強磁性金属粉末中のコバルト及びマグネシウムの含量
及び発火点測定の結果を表１に、加熱安定性試験の結果
を第１図に示す。

比較例１実施例１において硫酸マグネシウム７水塩の水溶液を
加えることなくリフラックスを12時間行ってコバルト含
有酸化鉄を得、実施例１と同様に還元を行ってコバルト
含有強磁性金属粉末を得た。

比較例２実施例３において硫酸マグネシウム７水塩の水溶液を
加えることなくリフラックスを12時間行ってコバルト含
有酸化鉄を得、実施例１と同様に還元を行ってコバルト
含有強磁性金属粉末を得た。

比較例３実施例１と同じγ−Fe₂O₃を原料として用い、コバル
ト及びマグネシウムを含有させることなく実施例１と同
様に還元を行って強磁性金属粉末を得た。

実施例５ポリアクリル酸ナトリウム（MW約3000）1gを含む６％
苛性ソーダ水溶液700gに針状γ−Fe₂O₃を100g加えて得
たスラリーにチッ素ガスを吹き込みながら硝酸コバルト
６水塩35gを水160mlに溶解した溶液を加え、40℃で６時
間反応し、その後温度を上げリフラックスを６時間行っ
た。更に、このスラリーに硝酸カルシウム４水塩4.1gを
水80mlに溶解した溶液を加え、リフラックスを６時間行
いコバルト及びカルシウムを含む酸化鉄を得た。その
後、実施例１と同様に還元を行ってコバルト及びカルシ
ウムを含む強磁性金属粉末を得た。

得られた強磁性金属粉末中のコバルト及びカルシウム
の含有量はそれぞれCo/Fe＝５重量％、Ca/Fe＝１重量％
であった。

得られた強磁性金属粉末について、実施例１と同様に
加熱安定性試験を行った。結果を第２図に示す。

比較例４実施例５において硝酸カルシウム４水塩の水溶液を加
えることなく、リフラックスを12時間行ってコバルト含
有酸化鉄を得、実施例１と同様に還元を行ってコバルト
含有強磁性金属粉末を得た。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１〜４及び比較例１〜３の加熱安定性試
験結果を示すグラフ、第２図は実施例５及び比較例４の
加熱安定性試験結果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57−161006（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】実質的に鉄からなる強磁性金属粉末の表面
に、コバルトの層を有し、その上にマグネシウム又はカ
ルシウムから選ばれるアルカリ土類金属元素の層を有す
ることを特徴とする磁気記録用強磁性金属粉末。
【請求項２】コバルトの含有量が鉄に対して２〜15重量
％、アルカリ土類金属元素の含有量が鉄に対して0.05〜
５重量％である特許請求の範囲第１項記載の強磁性金属
粉末。
【請求項３】実質的に酸化鉄からなる酸化物粉末を、
ａ）コバルトの塩、又は第一鉄塩及びコバルトの塩と、
ｂ）アルカリとを含む水溶液中で処理し、表面にコバル
ト化合物の層を形成せしめた後、ｃ）マグネシウム又は
カルシウムから選ばれるアルカリ土類金属元素の塩を含
む水溶液を加え、コバルト化合物の層の上にアルカリ土
類金属元素化合物の層を有する酸化物を得、これを還元
して、実質的に鉄からなる粒子表面にコバルトの層を形
成させ、更にその上にマグネシウム又はカルシウムから
選ばれるアルカリ土類金属元素の層を形成させることを
特徴とする磁気記録用強磁性金属粉末の製造方法。
【請求項４】コバルトの含有量が鉄に対して２〜15重量
％、アルカリ土類金属元素の含有量が鉄に対して0.05〜
５重量％である特許請求の範囲第３項記載の強磁性金属
粉末の製造方法。