JP2735281B2 - 磁気記録媒体用磁性粉末の製造方法 - Google Patents

磁気記録媒体用磁性粉末の製造方法

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JP2735281B2 JP1081940A JP8194089A JP2735281B2 JP 2735281 B2 JP2735281 B2 JP 2735281B2 JP 1081940 A JP1081940 A JP 1081940A JP 8194089 A JP8194089 A JP 8194089A JP 2735281 B2 JP2735281 B2 JP 2735281B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野] 本発明は、主に高密度垂直磁気記録媒体に用いられる
磁性粉末の製造方法に関する。
(従来の技術) 一般に、塗布形の磁気記録媒体は、たとえばポリエチ
レンテレフタレートフィルムなどからなる基体と、この
基体上に形成されたフェライト粉末およびバインダを主
成分とする磁性層で構成されている。ところで、この磁
気記録媒体には、従来、γ−Fe2O3、Co被着−γ−Fe
2O3、Coドープ−γ−Fe2O3、CrC2、金属Feなどの針状フ
ェライトが広く用いられており、磁気記録は面内長手方
向の磁化を用いる方式によって行われている。
この面内長手方向の磁化による磁気記録媒体の製造に
あっては、針状のフェライトを、基体上に塗布した後、
たとえばソレノイド中にて面内長手方向に配向し、乾燥
させて得ることができる。また、この配向により、面内
長手方向の磁性粉末の充填率を高めることもできる。し
かしながら、針状のフェライトを面内長手方向に配向さ
せて得た磁気記録媒体においては、高周波域における記
録再生の向上を図ろうとすると、記録媒体内の減磁界が
増加するため、記録密度をそれ程向上させることができ
ないという問題がある。
一方、磁気記録密度の大幅な改善を図るために、磁気
記録媒体の基板と垂直な方向の磁化を用いる垂直磁気記
録方式が提案されている。この方式による磁気記録媒体
は、高周波域においても、記録媒体内の減磁界の問題が
生じないので、高密度デジタル記録に適している。
このような垂直記録方式に適した磁気記録媒体とし
て、磁気記録媒体の基体と垂直な方向に磁化容易軸を向
け易い六方晶系フェライトを使用した塗布型の記録媒体
が開発されている。すなわち、平板状で、しかも磁化容
易軸が基体面に垂直な、たとえばM型のBaFe12O19やW
型のBaMe2Fe16O27(Meは置換金属元素)など、もしくは
それらの原子の一部を他の原子で置換したものなどの六
方晶系フェライト粉末を使用することが試みられてい
る。このような垂直磁気記録方式の磁気記録媒体は、六
方晶フェライト粉末とバインダとを混合し、これを非磁
性基体表面に塗布し、この塗布層中の強磁性粉の磁化容
易軸が磁界の方向と直交するように配向させた後、乾燥
させることにより得ることができる。
このような磁場配向により垂直磁気記録媒体を得よう
とする場合、板状比が大きい磁性粉末を用いると高配向
媒体は得易いが、逆に板状比が大き過ぎると磁性粉末の
飽和磁化の低下や媒体中での磁性粉末の充填率の低下が
起こり、結果として残留磁化が小さくなり出力の低下を
招くため、板状比を適当な範囲に選ぶ必要がありその範
囲はおよそ3.5〜5.0であることが判明している(特願昭
63−37042号)。
(発明が解決しようとする課題) 上記のような板状比を有する磁性粉末の製造方法とし
ては、ガラス結晶化法、水熱合成法、フラックス法など
が知られている。しかして板状比の大きい磁性粉末を製
造しようとすると、磁性粉末の粒度分布が広がり、混在
する粒子径の大きい粒子に起因するノイズが高くなり、
また、磁性粉末の飽和磁化が低下するため、結果として
媒体出力が低くなり、磁気記録媒体のC/N特性が低くな
るという欠点を有していた。つまり、磁気記録媒体に用
いられる六方晶系フェライト粉末は、200〜2000エルス
テッド(Oe)程度の保磁力を有するとともに、垂直磁化
記録が面内記録より優位性の明らかとなる記録波長1μ
m以下の領域で、十分な記録・再生が行われるために、
粒径が0.01〜0.3μmで、しかも高いC/Nを確保するため
には粒径の揃ったものが望まれる。しかるに上記のよう
に従来の製造方法によった場合は、得られる磁性粉末の
粒度分布が広がっており、実用上満足し得るものではな
い。
本発明は、高い記録密度と大きい再生出力を有する磁
気記録媒体を得るのに適する適正な板状比を有する粒度
分布の狭い六方晶フェライト粉末の製造方法を提供する
ことを目的とする。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は、一般式 AO・n(Fe1-xMx2O3 (但し、AはBa、Sr、CaおよびPbの中から選ばれる少な
くとも1種の元素、MはCo、Ti、In、Ni、Cu、Zn、Nb、
Zr、V、Ta、Al、Cr、Sb、Hf、Mo、W、Ir、SnおよびMg
の中から選ばれる少なくとも1種の元素、5.0≦n≦6.
5、0.02≦x≦0.24)で示される六方晶系フェライトが
形成される組成分と、 その他の成分として、R2O・B2O3(RはLi、Na、K、R
b、Csの中から選ばれる少なくとも1種)およびAO・B2O
3が形成され、かつmol比で0.01≦R2O・B2O3/AO・B2O3
0.70となるように選ばれた組成分とを混合溶融し、急速
冷却をほどこして非晶質化した後、この非晶質体に熱処
理を施して六方晶系フェライトを析出せしめ、洗浄処理
を施して、六方晶系フェライト粉末を抽出することを特
徴とする磁気記録媒体用磁性粉末の製造方法である。
ここで、元素Mは六方晶系フェライトの保磁力を製造
するためのものであるが、その置換量xが0.02より小さ
すぎると保磁力が大きくなり過ぎ、0.24を越えると逆に
保磁力が小さくなり過ぎて好ましくない。
また、その他の成分として形成される、R2O3・B2O3
よびAO・B2O3のmol比は、1.0以上となるような組成にす
ると、非晶質体が水分や炭酸ガスを激しく吸収するた
め、安定に六方晶系フェライトを製造し難くなる。ま
た、非晶質体の保存状態がよく水分や炭酸ガスを吸収し
ないとしても、非晶質体の融点が低下するため、置換が
十分に行われ、しかも焼結の起こらないような結晶化の
温度の選択ができなくなる。つまり、融点以下で結晶化
するとフェライトの成長が十分でないため角型比が低
く、また、融点以上ではフェライト粒子の焼結が起こる
ため、角型比が低くいばかりでなく粒度分布が広くなっ
てしまう。したがって、その比率は1.0より小さいこと
が必要で、より安定に特性の良い六方晶系フェライトを
得ようとすると、0.6以下が好ましい。さらに、その比
率が0.01より小さいと粒所分布の狭化がさほど効果的に
なされず、しかも、板状比も大きくならない。
(作用) 本発明の磁気記録媒体用磁性粉の製造方法において
は、六方晶系フェライトが形成されるような成分に、そ
の他の成分としてR2O2・B2O3およびAO・B2O3が形成さ
れ、かつmol比で0.01≦R2O・B2O3/AO・B2O3<1.0となる
ような成分を特に混在させて溶融し、急冷圧延して非晶
質化したものを結晶化している。しかして、この所定の
組成比に出発原料を選択したことにより、理由は明確で
ないが高い記録密度媒体を得るに適した板状比を有し、
かつ粒度分布の狭い磁性粉末を容易に,再現性よく得る
ことができる。したがって、前記で得た磁性粉末を用い
て製造される媒体は高い記録密度と大きい再生出力を実
現し得る。
(実施例) 以下に、本発明を実施例により詳細に説明する。
目的とする磁性粉末としてBaフェライトを選び、前記
一般式AO・n(Fe1−xMx)2O3において、保磁力制御の
ための置換元素をCoとTiイオンの組合わせとし、置換量
x0.14、n=6.0となる組成を試みた。また、その他の成
分としては、Na2O・B2O3およびBaO・B2O3が形成される
場合を試みた。
Baフェライトとなる原料成分とその他の成分となるBa
O・B2O3およびNa2O・B2O3を比率を変えて混合し、実施
例1〜5および比較例1〜5の10種の出発原料混合物を
それぞれ調製した。これら10種の出発原料混合物をそれ
ぞれ1400℃にて溶融の後、双ロールにて急冷圧延して非
晶質体を得た。この非晶質体を第1表に示す温度で5時
間の熱処理を施して六方晶系フェライトを析出させた
後、酢酸および純水にて洗浄して抽出し乾燥を行って磁
性粉を得た。第1表には本発明にて特性に顕著な効果を
及ぼす非晶質体中のNa2O・B2O3とBaO・B2O3の比率とそ
れらの非晶質体の融解温度およびフェライトを析出させ
るためにかけた温度を示す。
上記で得たそれぞれの六方晶系フェライト粉末につい
て、磁気特性を試料振動型磁力計で、形状を透過電子顕
微鏡による写真からそれぞれ測定した。なお、粒度分布
の広狭は、粒子の分布が対数正規分布に従うことから幾
何標準偏差を求めることで調べた。得られた粒子の特性
は、第2表に示す通りであった。
実施例1〜5から明らかのように、その他の成分とし
てNa2O・B2O3を0.01≦Na2O・B2O3/BaO・B2O3≦0.7の範
囲で形成されるような組成にすることにより、Na2O・B2
O3ができない場合(比較例1)に比べ、粒子の幾何標準
偏差小すなわち粒度分布が狭くなり、また板状比も配向
媒体に適したフェライトが得られる。また、比較例2お
よび3から明らかのようにNa2O・B2O3とBaO・B2O3の比
率が1以上の場合は非晶質体の融解温度が急に低くなる
ため、その温度以上で結晶化した場合は焼結が生じ角型
比が低下し、また粒度分布が広がり、かつ板状比も大き
くならない。そして、比較例4から明らかのように非晶
質体の融解温度より低い温度で結晶化した場合は結晶性
が悪く角型比が低下し、板状比も大きくならず所望のフ
ェライトが得られない。
上記で得た各磁性粉末を用い第3表の組成にて磁性塗
料を調製した。
第3表 成分 配合量 磁性粉末 100重量部 スルホン化塩酸ビ樹脂 10重量部 分散剤(レシチン) 3重量部 研磨剤(Al3O3) 2重量部 潤滑剤(StA/StBu) 2重量部 硬化剤(コロネート) 4重量部 メチルエチルケトン 40重量部 トルエン 40重量部 シクロヘキサノン 40重量部 これらをサンドグラインダーにて十分に混練した塗料
化した後、9μmのポリエチレンテレフタレートフィル
ム上に塗布、5KOeの磁界中で垂直配向を施し磁界中で乾
燥後、カレンダー処理しキュアを行って磁気記録媒体を
得た。
使用した磁性粉末の特性および磁気記録媒体の特性を
第4表に示す。
実施例1〜5では、フェライトの角型比が大きく、か
つ板状比も大きいため出力か高く、また粒度分布が狭い
ためノイズの低い配向媒体が得られた。それに対し、比
較例2および3では、フェライトの角型比が小さく、か
つ板状比も小さいため出力か低く、粒度分布が広いため
ノイズの高い媒体となった。比較例4では、フェライト
の角型比が小さいため出力の低い媒体となった。すなわ
ち、その他の成分としてNa2O・B2O3が0.01≦Na2O・B2O3
/BaO・B2O3≦0.7の範囲で形成されるような組成にして
製造した六方晶系フェライトにより高いC/Nの媒体が得
られた。
なお、フェライトとその他の成分の比率がいかなる場
合でも、またBaフェライトの代わりにSrフェライトなど
の他のフェライト、Co−Tiイオン以外の置換元素、その
他の成分としてNa2O・B2O3以外の成分においても同様の
効果が得られた。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明の製造方法によれば、高
い記録密度と高い再生出力を兼備した磁気記録媒体を得
ることができる、適正な板状比を有した粒度分布の狭い
磁性粉末を容易にかつ、再現性よく製造することが可能
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井戸 忠 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1 株式 会社東芝総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−81608(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式 AO・n(Fe1-xMx2O3 (但し、AはBa、Sr、CaおよびPbの中から選ばれる少な
    くとも1種の元素、MはCo、Ti、In、Ni、Cu、Zn、Nb、
    Zr、V、Ta、Al、Cr、Sb、Hf、Mo、W、Ir、SnおよびMg
    の中から選ばれる少なくとも1種の元素、5.0≦n≦6.
    5、0.02≦x≦0.24)で示される六方晶系フェライトが
    形成される組成分と、 その他の成分として、R2O・B2O3(RはLi、Na、K、R
    b、Csの中から選ばれる少なくとも1種)およびAO・B2O
    3が形成され、かつmol比で0.01≦R2O・B2O3/AO・B2O3
    0.70となるように選ばれた組成分 とを混合溶融し、急速冷却をほどこして非晶質化した
    後、この非晶質体に熱処理を施して六方晶系フェライト
    を析出せしめ、洗浄処理を施して、六方晶系フェライト
    粉末を抽出することを特徴とする磁気記録媒体用磁性粉
    末の製造方法。
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