JPS63162531A - バリウムフエライト粉末の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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１ヘプランバ
イト型バリウムフエライ１〜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（３００〜１５ｏｏｏｅ）で、
飽和磁化ができるだけ高く、粒子が小さく均一で、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方法としては、例えば
共沈法、ガラス結晶化法、水熱合成法等種々の方法が知
られており、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５８−２２２
４号公報、特開昭５９−１６１００２号公報、特開昭５
９−１６４６４１号公報等で提案されている。

（発明が解決しようとする問題点） 水熱合成法により得られるバリウムフエライト粉末は一
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つかり、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）の際の分散性が悪くなったりす
る難点があった。

（発明の目的） 本発明の目的は、水熱合成法における前記難点を解決し
、微粒子で粒度分布が狭く、分散性のよいバリウムフェ
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、六方晶バリウムフェライト粉末を製造するに
当り、出発原料としてバリウム１グラム原子に対して、
鉄３−１１グラム原子、カルシウム０．０１〜０．５グ
ラム原子およびケイ素０．００１〜０．１グラム原子の
割合のそれぞれの元素の化合物を用い、該出発原料を水
に溶解し、これに混合後の溶液中の水酸化アルカリ濃度
が３モル／９以上となるように水酸化アルカリを加えて
沈澱物を生成させ、該沈澱物を含むスラリを１５０〜２
７０℃で水熱処理した後、生成した沈澱物に融剤を混合
し、混合物を８００〜９５０℃で焼成し、得られた焼成
物を洗浄することを特徴とするバリウムフェライト粉末
の製造法に関するものである。

本発明においては、まず出発原料であるバリウム、鉄、
カルシウムおよびケイ素のそれぞれの化合物を水に溶解
し、これに水酸化アルカリを加えて沈澱物分生成させる
。

バリウム化合物としては、硝酸バリウム、塩化バリウム
、水酸化バリウム等が用いられる。゛バリウムの使用量
は、バリウム濃度が０．０３〜０，２３モル／ｌの範囲
になるようにするのが六角板状の形状のよい粒子を得る
うえで望ましい。

鉄化合物としては、硝酸第二鉄、塩化第二鉄等が用いら
れる。鉄の使用量はバリウム１グラム原子に対して、３
〜１１グラム原子である。鉄の量が少なすぎると、マグ
ネトブランバイト型バリウムフェライトの生成量が少な
く、形状も六角板状でなくなる。また鉄の量が多ずぎる
とへマタイトが副生じたり、またバリウムフェライトの
粒子が大きくなり、磁気特性も劣ってくる。

カルシウム化合物としては、硝酸カルシウム、塩化カル
シウム等が用いられる。カルシウムの使用量は、バリウ
ム１グラム原子に対して、０．０１〜０．５グラム原子
である。カルシウムの量が少なすぎると粒度分布が広く
なり、分散性が悪くなる。

さらに塗膜した場合の飽和、ｆｆｌ東密度が小さくなる
。またカルシウムの量が多すぎると飽和磁化が低下する
ので好ましくない。

ケイ素化合物としては、ケイ酸、ケイ酸ナトリウム等が
用いられる。ケイ素の使用量はバリウム１グラム原子に
対して、Ｏ，ＯＯ１〜０．１グラム原子、好ましくは０
．００５〜０．０８グラム原子である。ケイ素の量が少
なすぎると粒子が大きくなったり、粒度分布が広くなっ
たりし、また粒子間の焼結が生じ易くなり、塗料化の際
の分散性が悪くなる。また多すぎると磁気特性が悪くな
るので好ましくない。

水酸化アルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウム等が用いられる。水酸化アルカリの使用量は水酸
化アルカリを混合した後の溶液中の水酸化アルカリ濃度
が３モル／、１１以上となる量が必要であり、４〜８モ
ル／１の範囲が好ましい。

水酸化アルカリの量が少なすぎると粒子が大きくなった
り、粒度分布が広くなったり、またベマタイトが生成す
る。また水酸化アルカリを過度に多くするのは経済的で
ない。

前記出発原料の水溶液に水酸化アルカリを混合する方法
については、特に制限はないが、例えば出発原料の水溶
液に、直接水酸化アルカリを添加するか、あるいは水酸
化アルカリの水溶液を添加する方法がある。あるいは鉄
以外の出発原料の少なくとも一種を水酸化アルカリの水
溶液側に加えて、これと鉄を含む水溶液を混合する方法
がある。

さらに、予め出発原料の水溶液に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Ｃ０１Ｎｉ、
Ｍｎ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｓｒ、Ｔｉ、Ｉ　ｎ、Ｎｂ、Ｌａ、
Ｃｅ、Ｐｒ、Ｓｍなどの化合物、例えば塩化物、硝酸塩
などを若干添加することができ、特にＣｏおよびＴｉの
化合物の添加は保磁力をコントロールするうえで好まし
い。Ｃ。

およびＴｉの化合物と１−では、塩化物、硝酸塩、アル
コキシドなどが使用される。その添加量は鉄原：ｆ−に
対（−で、原子比でＣｏ／Ｆｅ、Ｔｉ／Ｆｅがそれぞれ
０．０１・〜０．２０の範囲が好適である。

次に、沈澱物分含むスラリを水熱処理することにより、
バリウムフェライトの微細な結晶が生成、沈澱する。水
熱処理の温度は１５０〜２７０℃である。温度が低すぎ
ると結晶の生成が充分でなく、また温度が高すぎると最
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
なるので好ま１７．＜ない、水熱処理時間は普通、０．
５〜２０時間程度であり、水熱処理には通常、オートク
レーブが採用される。

次いで、水熱処理により生成した微細な結晶の沈澱物を
水洗して、遊離のアルカリ分を除去した後、得られた沈
澱物に融剤を混合する。融剤としては、塩化す１−リウ
ム、塩化カリウム、塩化バリウム、塩化スト１］ンチウ
ムおよびフッ化すＩ−リウムのうぢ少なくとも一種が用
いられる。融剤の使用量は沈澱物（乾燥物基準）に対し
て、１０〜１８０重殖％、特に３０〜１２０重量％であ
ることが好ましい。融剤の量が少なずぎると粒子の焼結
が起り、また多すぎても多くシｔ：ことによる利点はな
く、経済的でない。沈澱物と融剤の混合方法は特に制限
はなく、例えば沈澱物のスラリに融剤を加えて湿式混合
した後、スラリと乾燥してもよく、あるいは沈澱物を乾
燥した後、融剤を加えて乾式混合してもよい。

次いで、得られた混合物を焼成することにより、バリウ
ムフェライＩ−の結晶化が完全に行われる。

焼成温度は８００〜９５０°Ｃ１好ましくは８２０〜９
３０℃である。温度が低すぎると結晶化が進まず、飽和
磁化が低くなる。また温度が高すぎると粒子が大きくな
ったり、焼結が起こるので好ましくない。焼成時間は１
〜３０時間程度が適当である。焼成雰囲気は特に制限さ
れないが、例えば空気、窒素等が用いられる。

得られた焼成物を洗浄後、濾過、乾燥することにより、
バリウムフェライト粉末が得られる。洗浄は焼成物中の
融剤、過剰のバリウムなどの不純物Ｐ上背に除去できれ
ばよとのような方法で行うでもよい。洗浄液としては水
や硝酸、塩酸などの無ｆｉ酸、酢酸、プロピオン酸など
の有機酸などを用いることができる。

（実施例） 実施例１ 水１２００ｍＪに、硝酸第二鉄［ＦＣ（ＮＯ３）３・９
Ｉ−＋２ｏ１１を２．６７モル、硝酸コバルト［Ｃ。

（ＮＯ３）２　・６　Ｈ２０］と０．２２モルおよび四
塩化チタン（ＴＩＣ！Ｊ　４）を０．２２モル溶解し、
別に水１５００ｍρに、水酸化バリウム［Ｂａ　（ＯＩ
］）２・８■−■２０］を０．３２モル、塩化カルシウ
ム（Ｃａ　ＣＥ　　・２　Ｈ２０）を０．０７モル、ケ
イ酸ナトリウム（Ｎ　ａ　２　Ｓ　Ｉ　Ｏ３）を０．０
１モルおよび水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を３０モル
溶解し、両溶液を混合して沈澱物を生成させた。沈澱物
生成後のスラリ中のＮ　ａ　ＯＨ濃度は７．３モル／ｌ
であった。得られた沈澱物を含むスラリをオ・−トクレ
ーブに入れ、２５０℃で２時間水熱処理を行った８次い
で得られた沈澱物を十分に水洗した後、濾過、乾燥し、
これに融剤としてＮａＣ，ｌ！を沈澱物に対して１００
重景手簡えて乾式混合した。

この混合物を空気雰囲気下で８８０℃で４０分間焼成し
た。得られた焼成物を水で上背水洗した後、濾過、乾燥
してバリウムフェライト粉末を得た。

得られた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、厚み、分布）を測定
した結果（粒子１００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１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リングした後のイ
ンキを篩目が１μｍの篩て′濾過したときの濾過率（イ
ンキ全量が篩を通過した場合を濾過率１００％とする）
および充填性をみるために塗膜での飽和磁束密度を測定
した結果を第１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４００００倍）を第１図に示
す。

実施例２〜６ 実施例１の塩化カルシウムの添加量０．０７モルを０．
０５モル、ケイ酸ナトリウムの添加ｆｉｏ、０１モルを
０．００５モルにかえた（実施例２）、融剤ＮａｃＪを
Ｂ　ａ　Ｃ，０２に、また焼成温度を８８０℃から９０
０℃にかえた（実施例３）、水熱処理温度を２５０℃か
ら１８０℃に、ケイ酸ナトリウムの添加量０．０１モル
を０．０２モルに、また融剤の添加量１００重量％を５
０重量％にかえた（実施例４）、水熱処理温度を２５０
℃から２００℃に、塩化カルシウムの添加ｉｏ、０７モ
ルを０．０４モルに、また焼成温度を８８０℃から９０
０℃にかえた（実施例５）、焼成雰囲気を空気から窒素
にかえた〈実施例６）、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、粒子形状、磁気特性
、濾過率および塗膜の飽和磁束密度を測定した。その結
果を第１表に示す。

比較例１〜４ 実施例１の塩化カルシウムとケイ酸すＩ〜リウムを添加
しなかった（比較例１）、ＮａＯＨの添加量３０モルを
１５．４モル（沈澱物生成後のスラリ中のＮａＯＨ濃度
２濃度２澄ル／ｌえたく比較例２）、焼成温度を８８０
℃から１ｏｏｏ℃にかえたく比較例３）、融剤のＮａＣ
１１を添加しなかったく比較例４）、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、粒子形
状、磁気特性、濾過率および塗膜の飽和磁束密度を測定
した。その結果を第１表に示す。また比較例１で得られ
たバリウムフェライト粉末のＴＥＭによる写真（倍率４
００００倍）を第２図に示す。

（発明の効果） 本発明によれば、結晶状態が良く、六角板状で平均粒径
１１００ｎ以下、粒度分布１００〜３００ｍ、標準偏差
３５ｎｍ以下の微小で均一なマグネトブランバイト型バ
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、充填性も良好で、板状
比が２〜５の範囲にあり、３００〜］、５０００ｅの保
磁力および５５　ｅ　ｍ　ｕ　／　ｇ以上の高い飽和磁
化を示す、さら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、自由にコントロールする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、それぞれ実施例１、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（４００００倍）である
。 特許出願人　　宇部興産株式会社 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 六方晶バリウムフェライト粉末を製造するに当り、出発
   原料としてバリウム１グラム原子に対して、鉄３〜１１
   グラム原子、カルシウム０．０１〜０．５グラム原子お
   よびケイ素０．００１〜０．１グラム原子の割合のそれ
   ぞれの元素の化合物を用い、該出発原料を水に溶解し、
   これに混合後の溶液中の水酸化アルカリ濃度が３モル／
   ｌ以上となるように水酸化アルカリを加えて沈澱物を生
   成させ、該沈澱物を含むスラリを１５０〜２７０℃で水
   熱処理した後、生成した沈澱物に融剤を混合し、混合物
   を８００〜９５０℃で焼成し、得られた焼成物を洗浄す
   ることを特徴とするバリウムフェライト粉末の製造法。