JP2010100489A - フェライト粒子、フェライト粉末及び磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた配向性、充填性及び磁気特性を有するフェライト粒子及びフェライト粉末を提供する。
【解決手段】六方晶フェライトを含有し、板状比が１．５未満、且つ板径が４０ｎｍ以下であるフェライト粒子、及び当該フェライト粒子を複数含み、平均板状比が１．５未満、且つ平均板径が４０ｎｍ以下であるフェライト粉末であり、液相反応法によってフェライト前駆体を合成する前駆体合成工程と、フェライト前駆体に熱処理を施してフェライト粒子を合成するフェライト化工程とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、フェライト粒子、フェライト粉末及び磁気記録媒体に関する。

フェライト粉末は、フェライトコア、フェライト磁石、電波吸収体、磁気記録媒体等、様々な用途に用いられている。このうち、磁気記録媒体に用いられるフェライト粉末には、微細なものが求められており、例えば、平均粒径が１０〜３０ｎｍ程度のフェライト粉末が提案されている（特許文献１参照）。

従来の六方晶フェライトを含むフェライト粒子は、板状比が少なくとも１．５以上、一般的には１．８〜４．０の扁平な形状を有している。このような形状を有するのは、六方晶フェライトは、フェライト化反応時の加熱によって、磁化容易軸に垂直な板径方向に粒成長しやすいためである。したがって、六方晶フェライトを含むフェライト粒子は、板状比が大きくなって、扁平な形状になる傾向がある。

このように、六方晶フェライトを含むフェライト粒子は、その結晶構造が有する属性によって特定形状（扁平形状）となる傾向があることから、扁平形状以外の形状とした場合の影響について詳細に検討された事例は殆どなかった。
特開２００７−９９５９５号公報

ところで、フェライト粒子は、粒径を小さくすると、それに比例して磁化容易軸方向の大きさも小さくなることになる。六方晶フェライトの結晶構造は、磁化容易軸方向に長くなっているため、板径を小さくしていくと、磁化容易軸方向に沿って重なる結晶の単位格子（ユニットセル）の数が少なくなり、保磁力等が極端に低下することが懸念される。

このフェライト粒子を有する磁気記録媒体は、フェライト粒子を含むペーストをベースフィルム等に塗布することによって作製される。磁気記録媒体を作製する際、磁化容易軸方向が塗布面に垂直になるように個々の六方晶フェライト粒子を配向させる場合には、フェライト粒子が扁平形状を有していても、良好な充填密度及び配向性を得ることができる。これに対し、六方晶フェライト粒子の磁化容易軸方向が塗布面に平行になるように六方晶フェライト粒子を配向させる必要がある場合には、扁平なフェライト粒子を塗布面に垂直に立たせるように配置させることが必要となり、配向性や充填密度が低下して、十分に優れた磁気特性が得られないという問題があった。

一方で、磁気記録媒体に関しては、記録密度を向上することが強く求められており、それに伴って、トラック幅及びビット長を小さくすることが検討されている。このため、従来よりも、小さい粒子サイズを有するフェライト粒子を含むフェライト粉末が求められている。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、優れた配向性、充填性及び磁気特性を備えるフェライト粒子及びフェライト粉末を提供することを目的とする。また、このフェライト粉末を用いることによって、優れた磁気特性を有する磁気記録媒体を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、六方晶フェライトを含有し、板状比が１．５未満、且つ板径が４０ｎｍ以下であるフェライト粒子を提供する。このようなフェライト粒子は優れた磁気特性、充填性及び配向性を有する。本発明者らは、かかる効果が得られる理由を以下の通り推察する。

例えば、板状比が２．０、板径が１０ｎｍであり、主相が六方晶フェライトであるフェライト粒子の場合、当該フェライト粒子の板厚は５ｎｍと極めて小さい。ここで、六方晶フェライトのうち、M型フェライトの磁化容易磁区方向の格子定数は約２．３ｎｍ、W型フェライトの格子定数は約３．３ｎｍである。これらの格子定数を鑑みれば、板厚が５ｎｍのフェライト粒子には、磁化容易軸方向（厚み方向）にユニットセルが１〜２つしか並んでないことになる。このため、フェライト粒子自体が非常に不安定となり、優れた磁気特性が得られ難くなる。

つまり、優れた磁気特性を得るためには、磁化容易軸方向（板厚方向）にユニットセルが少なくとも２〜３個以上並んでいる必要がある。ここで、本発明のフェライト粒子は、板状比が従来のものよりも小さいため、同一板径で比較した場合に、板厚を大きくすることが可能となり、磁化容易軸方向（板厚方向）に並ぶユニットセルの数を従来のフェライト粒子よりも多くすることができる。したがって、本発明のフェライト粉末は、従来のフェライト粒子よりも磁気特性に優れている。

また、フェライト粒子の板状比が小さくなると形状が球形に近づくこととなる（例えば、板状比が１付近となったフェライト粒子は実質的に球状となり得る）。このようなフェライト粒子を含有する塗料を塗布して磁気記録媒体を作製する際、当該フェライト粒子は板状比が小さいため、フェライト粒子の形状に基づく機械的な配向が抑制されて、塗布面に垂直な方向にも平行な方向にも容易に配向させることが可能となる。また、板状比が大きい従来の扁平なフェライト粒子の場合、配向が乱れると磁気記録媒体に塗布した際に塗布層におけるフェライト粒子の充填密度が低下してしまう。これに対して、球状に近い形状を有する本発明のフェライト粒子では、仮に配向が乱れたとしても、充填密度の低下を抑制することが可能となる。したがって、本発明のフェライト粉末は、従来のフェライト粒子よりも優れた配向性及び充填性を有している。

また、本発明のフェライト粒子は、上記六方晶フェライトがＷ型の結晶構造を有することが好ましく、構成元素としてＳｒを有することがより好ましい。これによって、磁気特性に一層優れたフェライト粒子とすることができる。

本発明ではまた、上述のフェライト粒子を複数含み、平均板状比が１．５未満、且つ平均板径が４０ｎｍ以下であるフェライト粉末を提供する。

本発明のフェライト粉末は、上記特徴を有するフェライト粒子を含むため、優れた磁気特性、充填性及び配向性を有する。また、このようなフェライト粉末は、従来のフェライト粉末に比べて平均板状比が大きいため、従来のフェライト粉末よりも比表面積が小さい。このため、ペーストを作製する際に必要となる分散剤やバインダー樹脂の量を削減することが可能となり、塗料中のフェライト粒子の比率を高くすることができる。したがって、本発明のフェライト粉末を磁気記録媒体の作製に用いることによって、単位面積当たりのフェライト粒子の数が従来のものよりも多い磁性層を備える磁気記録媒体を形成することが可能となる。

また、本発明では、上記フェライト粉末を含む磁性層を備える磁気記録媒体を提供する。この磁気記録媒体は、優れた配向性、充填性及び磁気特性を有する上記フェライト粉末を含む磁性層を備えるため、磁気特性に優れている。

本発明によれば、優れた配向性、充填性及び磁気特性を有するフェライト粒子及びフェライト粉末を提供することができる。また、このフェライト粉末を用いることによって、優れた磁気特性を有する磁気記録媒体を提供することができる。

以下、場合により図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。

本実施形態のフェライト粉末は、主相として六方晶フェライトを含有し、平均板状比が１．５未満であり、平均板径が４０ｎｍ以下である。本明細書における「板径」とは、フェライト粉末に含まれる六角柱状の一次粒子（フェライト粒子）における六角柱底面の最大径を意味する。「板厚」とは、上記六角柱底面に垂直な方向（磁化容易軸方向）の厚みをいい、「板状比」とは、板厚に対する板径の比率（板径／板厚）をいう。なお、「一次粒子」とは、複数のフェライト粒子が凝集して凝集体を形成している場合に、凝集体を構成する個々のフェライト粒子を意味する。

本明細書における「平均板径」及び「平均板厚」は、フェライト粉末のＴＥＭ写真より、フェライト粒子を無作為に３００個抽出してそれぞれのフェライト粒子の「板径」及び「板厚」を測定し、算術平均を計算することによって求めることができる。また、「平均板状比」は、平均板厚に対する平均板径の比率（平均板径／平均板厚）をいう。

本実施形態のフェライト粉末の平均板状比及びフェライト粒子の板状比の下限に特に制限はない。ただし、以下に述べる理由から、フェライト粉末の平均板状比及びフェライト粒子の板状比は、０．０５以上であることが好ましい。

六方晶フェライトの結晶構造は、結晶を構成する元素によって若干の変化はあるものの、磁化容易軸方向に相当するｃ軸の格子定数は、上述の通り、M型フェライトで約２．３ｎｍ、W型フェライトで約３．３ｎｍである。また、磁化容易軸と直交するａ軸の格子定数は、M型フェライト及びW型フェライトの双方において約０．６ｎｍである。したがって、これらの格子定数以下にまでフェライト粒子を微細化することは通常不可能である。実際には、六方晶フェライト結晶の最も外側の原子は、結晶内部の原子とは状態が異なるため、目的の六方晶フェライト結晶として存在するためには、ユニットセルの周囲が、六方晶フェライト結晶を構成する原子で囲まれている必要がある。

したがって、結晶構造的な見地から、少なくとも上記ユニットセルの周囲を、全て六方晶フェライトを構成する原子で囲うような形をとるとすれば、フェライト粒子の板径及び板厚は、M型フェライトの場合、それぞれ２ｎｍ以上及び７ｎｍ以上であることが好ましく、W型フェライトの場合、それぞれ２ｎｍ以上及び１０ｎｍ以上であることが好ましい。

一方、熱力学的な見地からは、外部からの磁界等により磁化されたフェライト粒子の異方性磁気エネルギーＫｕＶ（ここで、Ｋｕは単位体積あたりの磁気異方性エネルギー、Ｖはフェライト粒子の体積を表す。）が、磁化の熱揺らぎｋＴ（kはボルツマン定数、Ｔは絶対温度）よりも小さくなると、熱揺らぎｋＴによって磁化がランダムに配向しようとして減磁する現象が生じる。このような現象が発生する状態を、超常磁性限界と呼んでいる。フェライト粒子の場合、Ｋｕの値は、組成によって変動するものの、概ね３×１０^６〜４×１０^６ｅｒｇ／ｃｍ^３である。この値に基づいて、超常磁性限界に到達するフェライト粒子の粒子径（板径、板厚）を計算すると、球状粒子を前提とした場合、９ｎｍということになる。

ここで、本実施形態におけるフェライト粒子の板径は４０ｎｍ以下であるから、当然、板厚も４０ｎｍ以下である。したがって、結晶構造的及び熱力学的な見地から、フェライト粒子の板状比は０．０５以上（＝２ｎｍ／４０ｎｍ）であることが好ましい。また、同様の理由から、フェライト粉末の平均板状比は０．０５以上（＝２ｎｍ／４０ｎｍ）であることが好ましい。

フェライト粒子の板径は、１０〜３０ｎｍであることが好ましく、１０〜２０ｎｍであることが好ましい。板径を１０〜２０ｎｍとすることによって、優れた飽和磁化と優れた保磁力とを兼ね備えたフェライト粉末とすることができる。また、同様の理由により、フェライト粉末の平均板径は、１０〜３０ｎｍであることが好ましく、１０〜２０ｎｍであることが好ましい。

フェライト粒子に含まれる六方晶フェライトは、例えばM型の場合には下記一般式（１）で、W型の場合には下記一般式（２）で表される。

ＡＦｅ_１２Ｏ_１９ （１）
ＡＦｅ_１８Ｏ_２７ （２）

上記式（１）及び（２）中、ＡはＳｒ，Ｂａ，Ｐｂ及びＣａからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素を示す。本発明の効果が損なわれない範囲であれば、式（１）及び（２）におけるＡ及びＦｅは、それぞれ他の金属元素で置換されていてもよい。このように他の金属で置換することによって、例えば、粒成長の抑制や、粒成長が起った際の成長方向を磁化容易軸方向が優先的になるようにして、扁平化を防止することもできる。

六方晶フェライトは、優れた磁気特性を得る観点から、Ａ元素として、Ｓｒ及び／又はＢａを含有することが好ましい。Ａ元素としてＢａを含有する六方晶フェライト（Ｂａフェライト）は、Ａ元素としてＳｒを含有する六方晶フェライト（Ｓｒフェライト）よりも異方性定数が小さい傾向がある。したがって、一層高い保磁力を有するフェライト粒子とする観点から、六方晶フェライトは、Ａ元素としてＳｒを含有することがより好ましい。

六方晶フェライトとしては、Ｗ型、Ｍ型、Ｙ型、Ｚ型等が挙げられる。本実施形態のフェライト粒子は、好ましくはＷ型及び／又はＭ型の六方晶フェライトを含有し、より好ましくはＷ型の六方晶フェライトを含有する。Ｗ型及びＭ型の六方晶フェライトは、他の六方晶フェライトよりも磁気特性に優れており、Ｗ型の六方晶フェライトは、Ｍ型の六方晶フェライトよりも磁気特性に一層優れている。磁気特性を一層向上させる観点から、フェライト粒子は、Ａ元素としてＳｒを含有するＷ型の六方晶フェライトを含むことが好ましい。

なお、Ａ元素がＢａであると、Ｓｒである場合よりも、後述するフェライト化工程において、フェライト化反応が進行し易く、フェライト粒子の粒成長が進行し易い傾向及び板状化し易い傾向がある。

本実施形態のフェライト粒子は、主相として六方晶フェライトを含有することが好ましく、六方晶フェライト単相であることがより好ましい。ただし、本発明の効果が損なわれない範囲で、六方晶フェライトとは異なる相を含んでいてもよい。なお、ここでいう主相とは、フェライト粒子に主成分（フェライト粒子全体に対する比率が５１質量％以上の成分）として含まれる成分をいう。

次に、本発明のフェライト粉末の製造方法の好適な実施形態を以下に説明する。本発明のフェライト粉末の製造方法は、上記一般式（１）又は（２）で表される六方晶フェライトを含有する複数のフェライト粒子を含有するフェライト粉末の製造方法であって、液相反応法によってフェライト前駆体を合成する前駆体合成工程と、フェライト前駆体に熱処理を施してフェライト粒子を合成するフェライト化工程とを有する。以下、各工程の詳細について説明する。

（前駆体合成工程）
前駆体合成工程では、液相反応法によって、六方晶フェライトを構成する金属元素を含有する金属化合物からフェライト前駆体を合成する。該金属化合物は、鉄化合物と、鉄化合物とは異なる他の金属化合物とを含む。ここでいう液相反応法としては、有機酸塩法と共沈法とが挙げられる。

＜共沈法＞
鉄化合物としては、硝酸第二鉄（（Ｆｅ（ＮＯ_３）_３）、硫酸第二鉄（Ｆｅ_２（ＳＯ_４）_３）、塩化第二鉄（ＦｅＣｌ_３）などの３価の鉄を有する水溶性の第二鉄塩などを用いることができる。

鉄化合物とは異なる他の金属化合物は、目的とするフェライト組成によって適宜選択される。例えば、六方晶フェライトがＭ型（マグネトプランバイト型）又はＷ型であるフェライト粒子を作製する場合、硝酸ストロンチウム（Ｓｒ（ＮＯ_３）_２）、硝酸バリウム（Ｂａ（ＮＯ_３）_２）などの水溶性の金属塩を用いることができる。なお、必要に応じて、希土類金属元素を含む金属塩やＣｏ、Ｚｎを含む金属塩を用いてもよい。

共沈法では、鉄化合物、他の金属化合物及び金属塩を水に溶解して混合し、水溶液を調製する。この水溶液に沈澱剤を混合して、沈殿物（フェライト前駆体）を調製する。沈殿剤としては、アルカリ性化合物を用いることができる。アルカリ性化合物としては、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）などの水酸化アルカリや、アンモニア（ＮＨ_３）などを用いることができる。これらのアルカリ性化合物のうち、水酸化ナトリウム、又はアンモニアを用いることが好ましい。

生成した沈殿物（フェライト前駆体）は、六方晶フェライトを構成する金属元素を有する酸化物及び水酸化物、並びに塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）などのナトリウム塩及びアンモニウム（ＮＨ_４Ｃｌ）などのアンモニウム塩を含有する。

＜有機酸塩法＞
有機酸塩法では、クエン酸やシュウ酸など、金属イオンと錯形成能力を有する有機酸を用いる。有機酸としては、クエン酸を用いることが好ましい。有機酸塩法では、まず、共沈法と同様にして、上述の鉄化合物、他の金属化合物及び金属塩を水に溶解して混合し、水溶液を調製する。他の金属化合物としては、共沈法と同様に、硝酸ストロンチウム（Ｓｒ（ＮＯ_３）_２）、硝酸バリウム（Ｂａ（ＮＯ_３）_２）などの水溶性の金属塩、又は希土類金属元素を含む金属塩やＣｏ、Ｚｎを含む金属塩を用いることができる。

調製した水溶液に、上記有機酸を添加して混合して、フェライトを構成する金属イオンと有機酸とを含む錯塩を調製する。この錯塩に、空気中で２００〜６００℃に加熱する熱処理を施して有機物を分解し、脱炭素をして、フェライト前駆体を得ることができる。

生成したフェライト前駆体は、六方晶フェライトを構成する金属元素を有する酸化物等を含有する。

共沈法や有機酸塩法などの液相反応法で得られる、フェライト前駆体を構成する一次粒子の平均粒径は、好ましくは１００ｎｍ以下であり、より好ましくは５０ｎｍ以下であり、さらに好ましくは３０ｎｍ以下である。一次粒子の粒径が十分に小さいフェライト前駆体を用いることによって、フェライト化工程を経て得られるフェライト粒子の板径を十分に小さくすることができる。

前駆体に、フェライト化反応を生じさせるための熱処理を施す。この熱処理によって、フェライト化反応を瞬時に行う。これによって、生成したフェライト粒子の粒成長を抑制することができる。

（フェライト化工程）
フェライト化工程では、前駆体合成工程で得られたフェライト前駆体に熱処理を施すことによって、フェライト化反応を進行させてフェライト粒子を合成する。フェライト化反応を極力短時間で行うことが好ましい。これによって、生成するフェライト粒子の粒成長を抑制することができる。

熱処理は、例えば、通常の加熱装置を用いて、常温から温度を昇温する昇温段階、一定温度に保持する温度保持段階、及び温度を降温する降温段階の３段階、又は昇温段階及び降温段階の２段階で行うことができる。

本実施形態においては、昇温段階における昇温速度、及び降温段階における降温速度をともに大きくし、温度保持段階における保持時間を短くすることが好ましい。これによって、熱処理時におけるフェライト粒子の粒成長を抑制することが可能となり、平均板径が小さいフェライト粉体を合成することができる。

昇温段階における昇温速度は、好ましくは５０℃／ｍｉｎ以上であり、より好ましくは１００℃／ｍｉｎ以上である。昇温速度の上限に特に制限はなく、焼成炉の能力等を勘案すると、実用上１０００℃／ｓｅｃ以下であることが好ましい。

昇温段階によって到達する温度（到達温度）、すなわち温度保持段階で保持する温度は、好ましくは７５０〜１２００℃であり、より好ましくは７５０〜１０００℃であり、さらに好ましくは８００〜９００℃である。到達温度が１２００℃を超える場合、焼成炉のエネルギー効率が低下する傾向がある。一方、到達温度が７５０℃未満の場合、フェライト化反応が十分に進行せず、六方晶フェライトとは異なる異相が生成する傾向がある。

温度保持段階で上記到達温度に保持する時間は、好ましくは０〜５秒間であり、より好ましくは０〜３秒間である。この時間は０であってもよい。この場合、昇温段階と降温段階とを連続して行うこととなるため、温度保持段階は行われないこととなる。上記到達温度に保持する時間が５秒間を超える場合、粒成長が生じて、得られるフェライト粉末の平均板径が大きくなるとともに、粒子形状が扁平化してしまう傾向がある。

降温段階における降温速度は、好ましくは１００℃／ｍｉｎ以上であり、より好ましくは１０００℃／ｍｉｎ以上である。降温速度の上限に特に制限はなく、焼成炉の能力等を勘案すると、実用上１０００℃／ｓｅｃ以下であることが好ましい。降温段階では、５００℃まで冷却することが好ましい。５００℃以下の温度における降温速度に特に制限はない。

上述のようなフェライト化工程には、例えば、加熱された常圧の空間を、前駆体を落下させることによって、フェライト化反応を進行させるタイプの焼成炉を用いることができる。このようなタイプの焼成炉を用いることによって、加熱時における粒子同士の凝集を十分に抑制することができる。

なお、フェライト化工程は、六角板状結晶の基板上に結晶を成長させてナノワイヤーを作製することによって行ってもよい。作製したナノワイヤーを切断又は粉砕することで、例えば平均板状比が1以下のフェライト粉末を作製することができる。

また、フェライト磁石は、焼成して得られた粒径の大きな粒子（仮焼粒子）を粉砕して、微細な磁石粒子とした後、結晶の向きが揃うように成型して焼結したり、樹脂で固めたりして作製される。ここで、板径（粒径）が小さい本実施形態のフェライト粒子を用いると、粉砕を行うことなくフェライト磁石を作製することも可能となる。

本実施形態のフェライト粉末は、磁気テープ、磁気カード、磁気ディスク等の公知の磁気記録媒体に適用することができる。本実施形態のフェライト粉末は、平均板状比が小さいため、樹脂などと混合する場合にフェライト粉末の充填量を多くすることができる。このため、電波吸収体やフェライトコア等の材料としても好適に用いられる。また、本実施形態のフェライト粉末は、小さい平均板径を有することから、優れた充填性を有しており、磁気記録媒体のトラック幅及びビット長が小さくなっても、安定した磁気特性を実現することが可能となる。

次に、本発明の磁気記録媒体の好適な実施形態を以下に説明する。磁気記録媒体としては、磁気テープ、磁気カード、磁気ディスク等の公知の磁気記録媒体が挙げられる。このような磁気記録媒体に、上述の特徴を有する本発明のフェライト粉末を含有させることによって、磁気特性を向上させることができる。

図１は、本発明の磁気記録媒体の一例である磁気テープの好適な実施形態を示す模式断面図である。

磁気テープ１００では、ベースフィルム１０の一方の主面上に下層非磁性層２０が積層され、この下層非磁性層２０のベースフィルム１０側とは逆側の主面上に磁性層３０が積層されている。また、ベースフィルム１０の下層非磁性層２０側とは逆側の主面上にバックコート層４０が形成されている。すなわち、磁気テープ１００は、バックコート層４０、ベースフィルム１０、下層非磁性層２０及び磁性層３０がこの順で積層された積層構造を有している。

磁気テープ１００は、例えば、記録再生装置によって各種記録データの記録再生を行うことができる。なお、磁気テープの構造は、上記の積層構造に限定されず、他の公知の構造を用いることができる。以下、磁気テープ１００を構成する各層について詳細に説明する。

ベースフィルム１０には、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド等の市販の樹脂材料を用いることができる。ベースフィルム１０の厚みは、例えば３〜２０μｍとすることができる。

下層非磁性層２０は、所定の材料を含む塗料をベースフィルム１０上に塗布・乾燥させることによって形成することができる。下地非磁性層の材料としては、非磁性粉末及び結合剤を含む材料を用いることができる。尚、必要に応じて、分散剤、研磨剤、潤滑剤等を添加することができる。

非磁性粉末は、カーボンブラック、α−酸化鉄、酸化チタン、炭酸カルシウム、α−アルミナ等の無機質粉末を単独で又は組み合わせて用いることができる。下層非磁性層２０の厚みは、例えば１００〜１０００ｎｍとすることができる。

磁性層３０は、磁性塗料を下層非磁性層２０上に塗布・乾燥させることによって形成することができる。磁性塗料は、上述のフェライト粉末及び結合剤を溶媒中に分散させたものである。磁性塗料には、必要に応じて、公知の分散剤、潤滑剤、研磨剤、硬化剤、帯電防止剤等を添加することができる。これらの結合剤や分散剤、研磨剤、潤滑剤は磁性塗料と同様のものを用いることができる。磁性層３０の厚みは、例えば１０〜８０ｎｍとすることができる。結合剤としては、塩化ビニル系共重合体、ポリウレタン系樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル系樹脂、等の熱硬化性樹脂、放射線硬化性樹脂等、公知のものを用いることができる。

バックコート層４０は、テープ走行性を向上させると共に、ベースフィルム１０の傷付き（摩耗）や磁気テープ１００の帯電を防止する機能を有する。バックコート層４０は、公知の構造や組成を用いることができるが、例えば、カーボンブラック、カーボンブラック以外の非磁性無機粉末、及び結合剤を含む塗料を用いてバックコート層を形成することができる。磁性層３０の厚みは、例えば１００〜１０００ｎｍとすることができる。

上述の層構造を有する磁気テープ１００の作製方法は特に限定されず、公知の方法によって作製することができる。例えば、各層の材料を混合、混練、分散、希釈することにより、それぞれの塗料を作成し、公知の塗布方法により塗布することができる。支持体の一方の主面上に、下層非磁性層、磁性層の塗料を塗布し、該支持体の他方の主面上に、バックコート層用の塗料を塗布することで磁気テープ用の積層体を形成することができる。

積層体には、必要に応じて、配向、乾燥、カレンダー処理を施すことができる。塗布後に当該積層体の硬化処理を行ない、所望の形状に切断し、場合によりカートリッジに組み込むことにより、磁気テープ１００や種々の磁気記録媒体を製造することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。例えば、磁気記録媒体としては、磁気テープの他、磁気カード、磁気ディスク等が挙げられる。

実施例及び比較例に基づいて、以下に本発明の内容をより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。

（製造例１−１〜１−４１）
＜フェライト粉末の作製＞
硝酸第二鉄（Ｆｅ(ＮＯ_３)_３・９Ｈ_２Ｏ）、硝酸ストロンチウム（Ｓｒ(ＮＯ_３)_２）、硝酸亜鉛(Ｚｎ(ＮＯ_３)_２・６Ｈ_２Ｏ)、及び硝酸ニッケル（Ｎｉ(ＮＯ_３)_２・６Ｈ_２Ｏ）を、Ｆｅ：Ｓｒ：Ｚｎ：Ｎｉ＝１５.０：１.０：０.７５：０.７５のモル比となるように秤量した。これらの原料を、Ｆｅ濃度で０．２ｍｏｌ／Ｌとなるようにイオン交換水に溶解して溶液を調製した。

この溶液に、金属イオンの総ｍｏｌに対して、クエン酸が５倍当量となるように、１０ｍｏｌ％の濃度のクエン酸水溶液を混合した。得られた混合溶液を、８０℃で３時間加熱した後、ゲル化するまで１２０℃で加熱した。得られたゲルを、窒素気流中１２０℃で脱水した後、酸素分圧が制御できる炉を用いて、酸素濃度２０ｐｐｍ〜２１体積％、３００〜６００℃の条件で焼成し、有機物を分解させた。得られた固形物を粉砕し、フェライト前駆体を得た。

赤外線イメージ炉（アルバック理工社製、商品名：ＭＩＬＡ−３０００）を用いて、フェライト前駆体に熱処理を施して、Ｗ型のＳｒフェライトを主相とするフェライト粉末を作製した。熱処理は、１００℃／ｍｉｎの昇温速度で所定の到達温度にまで昇温し、所定の時間保持した後（保持時間）、５００℃まで１０００℃／ｍｉｎで冷却し、その後、２０℃まで６０℃／ｍｉｎの速度で冷却した。到達温度及び保持時間は、表１に示すとおりとした。

＜フェライト粉末の評価＞
得られたフェライト粉末の平均板径、平均板厚、飽和磁化（Ｍｓ）及び保磁力（Ｈｃ）を測定した。なお、フェライト粉末の平均板径と平均板厚は、ＴＥＭ（Transmission Electron Microscope）画像において、無作為に３００個の一次粒子（フェライト粒子）を抽出してそれぞれのフェライト粒子の板径及び板厚を測定し、それらの平均値を平均板径及び平均板厚とした。また、飽和磁化（Ｍｓ）及び保磁力（Ｈｃ）は、ＶＳＭ（Vibrating Sample Magnetometer）を用いて測定した。なお、フェライト粒子の主相は、ＸＲＤ分析によって同定した。

Ｗ型のＳｒフェライトを主相とするフェライト粉末の平均板径、平均板厚、飽和磁化（Ｍｓ）及び保磁力（Ｈｃ）の結果は、表１に示すとおりであった。

（製造例２−１〜２−７）
硝酸ストロンチウム（Ｓｒ(ＮＯ_３)_２）に代えて、硝酸バリウム（Ｂａ(ＮＯ_３)_２）を用いたこと以外は、製造例１−１〜１−４１と同様にして、Ｗ型のＢａフェライトを主相とするフェライト粉末を作製し、評価を行った。

Ｗ型のＢａフェライトを主相とするフェライト粉末の平均板径、平均板厚、飽和磁化（Ｍｓ）及び保磁力（Ｈｃ）の結果は、表２に示すとおりであった。

（製造例３−１〜３−４０）
硝酸第二鉄（Ｆｅ（ＮＯ_３)_３・９Ｈ_２Ｏ）、硝酸ストロンチウム（Ｓｒ（ＮＯ_３）_２）、硝酸ランタン（Ｌａ(ＮＯ_３)_３・６Ｈ_２Ｏ）、及び硝酸コバルト（Ｃｏ(ＮＯ_３)_２・６Ｈ_２Ｏ）を、Ｆｅ：Ｓｒ：Ｌａ：Ｃｏ＝１１.７：０.７：０.３：０.３のモル比となるように秤量した。これらの原料を用いたこと以外は、製造例１−１〜１−４１と同様にして、Ｍ型のＳｒフェライトを主相とするフェライト粉末を作製し、評価を行った。

Ｍ型のＳｒフェライトを主相とする平均板径、平均板厚、飽和磁化（Ｍｓ）及び保磁力（Ｈｃ）の結果は、表３に示すとおりであった。

（製造例４−１〜４−８）
硝酸ストロンチウム（Ｓｒ(ＮＯ_３)_２）に代えて、硝酸バリウム（Ｂａ(ＮＯ_３)_２）を用いたこと以外は、製造例３−１〜３−４０と同様にして、Ｍ型のＢａフェライトを主相とするフェライト粉末を作製し、評価を行った。

Ｍ型のＢａフェライトを主相とするフェライト粉末の平均板径、平均板厚、飽和磁化（Ｍｓ）及び保磁力（Ｈｃ）の結果は、表４に示すとおりであった。

表１〜表４に示す結果から、フェライト化反応が十分に進行する熱処理条件において、到達温度と保持時間とを調整することによって、平均板径と平均板状比とが小さいフェライト粉末を得ることができた。そして、平均板径及び平均板状比が小さいフェライト粉末は、飽和磁化を十分に高い水準に維持しつつ十分に優れた保磁力を有することが確認された。

例えば、Ｗ型のＳｒフェライト及びＷ型のＢａフェライトでは、平均板状比を１．５未満とすることによって、Ｈｃを１０００Ｏｅ以上にすることができた。また、Ｍ型のＳｒフェライト及びＭ型のＢａフェライトでは、Ｈｃを１５００Ｏｅ以上にすることができた。

次に、上述の製造例１−２９〜１−３３で作製したフェライト粉末を用いて、磁気記録媒体を作製し、特性評価を行った。

（実施例５−１）
＜非磁性層の作製＞
連続式ニーダー（栗本鐵工製、商品名：ＫＥＸ）を用いて原材料を混練し、希釈した後、φ０．３ｍｍＺｒＯ_２ビーズを８０質量％充填したビーズミル（アシザワファインテック社製、商品名：ＬＭＺ）を用いて分散処理を行い、分散液を得た。その後、この分散液を３μｍのフィルターでろ過し、塗布液（固形分３２．５質量％）を得た。非磁性層の作製に用いた原材料とその配合比（質量部）を表５に示す。

この塗布液を、乾燥後の厚みが２．０μｍになるように、ノズルコーターを用いてベースフィルム（ＰＥＴフィルム、Ｒａ：２．５ｎｍ、厚み：６０μｍ）上に塗布した。

塗布後、温度１００℃、圧力３００ｋｇ／ｃｍ^２の条件で、３段カレンダーを用いて表面平滑処理を行い、その後、電子線照射を行って塗膜を硬化させた。硬化させて得られた非磁性層の表面粗さ（Ｒａ）は８ｎｍであった。なお、非磁性層の表面粗さは、後述する磁性層の表面粗さと同様にして測定した。

＜磁性層の作製＞
連続式ニーダー（栗本鐵工製、商品名：ＫＥＸ）を用いて、原材料を混練して希釈した後、φ０．１ｍｍＺｒＯ_２ビーズを８０質量％充填したビーズミル（アシザワファインテック社製、商品名：ＬＭＺ）を用いて分散処理を行い、分散液を得た。その後、この分散液を１μｍのフィルターでろ過し、得られた濾過液に、硬化剤を配合して、塗布液（固形分１０質量％）を得た。磁性層の作製に用いた原材料とその配合比（質量部）を表６に示す。

この塗布液を、乾燥後の厚みが０．８μｍになるように、ノズルコーターを用いてベースフィルム上に形成された非磁性層上に塗布した。塗布後、温度１００℃、圧力３００ｋｇ／ｃｍ^２の条件で、５段カレンダーを用いて表面平滑処理を行い、その後、塗膜を硬化させて磁性層を形成した。このようにして磁気記録媒体（磁気テープ）を作製した。

＜表面粗さの測定＞
磁性層の表面粗さ（Ｒａ）を、ランク・テーラ・ホブソン社製の表面粗さ測定装置（商品名：タリステップ）を用いて、倍率５万倍、測定波長λ＝３．３〜１６７μｍの条件で、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（１９８２）に準拠して測定した。測定サンプル長は０．５ｍｍであり、ｎ＝５の平均値として求めた（単位はｎｍに換算）。結果は表７に示すとおりであった。

＜保磁力の測定＞
上記の通り作製した磁気テープを３．５インチの長さに切断して測定サンプルとし、ＶＳＭ（Vibrating Sample Magnetometer）を用いて保磁力（媒体Ｈｃ）を測定した。結果は表７に示すとおりであった。

＜Ｓ／Ｎの測定＞
上記の通り作製した磁気テープを３．５インチの長さに切断して測定サンプルとし、Ｓ／Ｎの測定を行った。具体的には、書き込みヘッドを用いて１０ＭＨｚの矩形波を測定サンプル上に記録して読み込みヘッドで再生し、信号の出力と回りのノイズとの比をＳ／Ｎとした。なお、書き込みヘッドにはインダクティブヘッドを、読み込みヘッドにはＴＭＲヘッドをそれぞれ用いた。結果は表７に示すとおりであった。

（実施例５−２〜５−３，比較例５−１〜５−２）
製造例１−２９で作製したフェライト粉末の代わりに、表７に示すとおり製造例１−３０〜１−３３で作製したフェライト粉末をそれぞれ用いたこと以外は、実施例５−１と同様にして磁気テープを作製し、評価を行った。評価結果は表７に示すとおりであった。

本発明の磁気記録媒体の一例である磁気テープの好適な実施形態を示す模式断面図である。

符号の説明

１００…磁気テープ、４０…バックコート層、１０…ベースフィルム、２０…下層非磁性層、３０…磁性層。

Claims (5)

1. 六方晶フェライトを含有し、板状比が１．５未満、且つ板径が４０ｎｍ以下であるフェライト粒子。
2. 前記六方晶フェライトがＷ型の結晶構造を有する請求項１記載のフェライト粒子。
3. 前記六方晶フェライトが構成元素としてＳｒを有する請求項１又は２記載のフェライト粒子。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のフェライト粒子を複数含み、
   平均板状比が１．５未満、且つ平均板径が４０ｎｍ以下であるフェライト粉末。
5. 請求項４記載のフェライト粉末を含む磁性層を備える磁気記録媒体。
   

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