JPH0692254B2 - 六方晶系フエライト粒子粉末の製造方法 - Google Patents

六方晶系フエライト粒子粉末の製造方法

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JPH0692254B2 JP60122819A JP12281985A JPH0692254B2 JP H0692254 B2 JPH0692254 B2 JP H0692254B2 JP 60122819 A JP60122819 A JP 60122819A JP 12281985 A JP12281985 A JP 12281985A JP H0692254 B2 JPH0692254 B2 JP H0692254B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、主に塗布型の垂直時期記録媒体において磁性
粉として使用される六方晶系フェライト粒子粉末の製造
方法に関するものである。
〔発明の概要〕
本発明は、ガラスマトリックス中に六方晶系フェライト
微粒子を析出させる、いわゆるガラス結晶化法におい
て、 六方晶系フェライトの基本成分のうち、Feの一部をCoお
よびGe,Mnのの少なくとも一種で置換するとともに、ガ
ラス形成物質としてホウ酸ナトリウムを使用し、 アモルファス化条件の緩和を図るとともに、得られる六
方晶系フェライト粒子の板状比,角形比の向上を図ろう
とするものである。
〔従来の技術〕
従来、磁気テープ等の磁気記録媒体における磁気記録再
生方式としては、γ−Fe2O3やコバルト被着型γ−Fe
2O3,CrO2等の針状結晶からなる磁性粉末を記録媒体の長
手方向に配向させ、これら磁性粉末における上記長手方
向の残留磁化を利用するいわゆる長手方向記録が一般的
である。
しかしながら、この種の磁気記録媒体は高記録密度化に
伴ってこの磁気記録媒体内の反磁界が増加するという性
質を有しており、例えば上記高記録密度化に対応して短
波長記録を行おうとすると自己減磁損失や記録減磁損失
が増して記録再生特性が悪くなってしまう虞れがある。
そして、上記減磁損失を抑えようとして磁気記録媒体の
記録層を薄くしたり抗磁力を高くすると、再生信号の出
力が低下したり記録ヘッドが飽和して十分な記録ができ
ない等の弊害が現れる等、上記長手方向記録による高密
度化には限界がある。
そこでさらに従来は、磁気記録媒体の面に対して垂直方
向の残留磁化を用いる垂直磁気記録方式が提案されてい
る。この垂直磁気記録方式では記録密度を高める程記録
媒体中の反磁界が減少することが知られており、高密度
記録に適したものである。
この垂直磁気記録方式に用いられる磁気記録媒体におい
ては、磁性層表面とは垂直な方向に磁化容易軸を有する
ことが必要であるので、従来の針状磁性粉を用いること
が困難であり、例えばCo−Cr合金等を真空蒸着法やスパ
ッタ法によりベースフィルム上に直接披着して磁気記録
層を形成するいわゆる蒸着テープの如き磁気記録媒体が
提案されている。しかしながら、この種の磁気記録媒体
にあっては、走行耐久性や生産効率の点等で問題を有し
ており、このため一方では塗布方式により製造できる垂
直磁気記録用記録媒体が考えられている。そして、この
塗布型の垂直磁気記録媒体の磁性粉末としては、例えば
BaFe12O19等の六方晶系フェライト粒子粉末が用いられ
ている。この六方晶系フェライト粒子粉末を用いる理由
は、このフェライトが平板状をなしており、しかも磁化
容易軸が板面に垂直であるため、塗布後六方晶系フェラ
イト粒子の板面が記録媒体面に平行になり易く、かつ磁
場配向処理もしくは機械的配向処理によって容易に垂直
配向を行い得るからである。このように、上述の六方晶
系フェライトの微粉末を使用し塗布方式によって垂直磁
気記録媒体を製造することにより、走行耐久性に優れ垂
直磁気記録に対応することが可能な記録媒体を高い生産
効率で製造することが可能となる。
上述の六方晶系フェライト粒子粉末の製造方法として
は、六方晶系フェライト原料とガラス形成物質とを混合
溶融、非晶質化し熱処理を施してガラスマトリックス中
に六方晶系フェライト微粒子を析出させるいわゆるガラ
ス結晶化法が知られている。
そしてこの場合、先に本願出願人が特願昭59−203595号
明細書において提案したように、ガラス形成物質として
ホウ酸ナトリウムを使用することにより、アモルファス
化の条件を緩和することができ、六方晶系フェライト粒
子の生産効率を向上することができることが判明した。
ところで、上述の六方晶系フェライトは抗磁力が極めて
高く、磁気記録媒体の磁性粉として使用する場合には、
何らかの添加元素を加えてこの抗磁力を抑制する必要が
ある。
例えば、CoおよびTiを添加すると、上述の方法により適
度な六方晶系フェライト粒子が得られる。
しかしながら、このようにし得られた六方晶系フェライ
ト粒子は、その板状比が5〜6程度と小さく、より高い
板状比の六方晶系フェライト粒子を得る技術が要求され
ている。一般に、垂直磁気記録媒体としては、垂直方向
に高い角形比が求められるが、この角形比は粒子の板状
比に強く関連しており、板状比の高い六方晶系フェライ
ト粒子ほど高い配向度が得られ、角形比も高くなる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このようにガラス結晶化法においてガラス形成物質とし
てホウ酸ナトリウムを用いた場合には、特に磁気記録媒
体に適用し得る程度に抗磁力Hcを低減するために基本成
分にCoやTiを添加すると、得られる六方晶系フェライト
粒子の板状比が不足し、磁気記録媒体を作成したときに
垂直方向の角形比が小さいものとなってしまう。
そこで本発明は、このような欠点を解消するために提案
されたものであって、ガラス結晶化法における非晶質化
の条件を緩和すると同時に、得られる六方晶系フェライ
ト粒子の板状比を高めることが可能な六方晶系フェライ
ト粒子粉末の製造方法を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段) 本発明者等は、上述の目的を達成するために鋭意研究の
結果、ガラス形成物質としてホウ酸ナトリウムを用いる
とともに、Feの一部をCoおよびGe,Mnの少なくとも一種
で置換することが抗磁力及び板状比の制御に有効である
ことを見出し本発明を完成するに到ったものであって、
一般式 BaFe12-2x(CoyM1-y)2xO19 0.6≦x≦1.0 0.3≦y≦0.7 (但し、MはGeまたはMnを表す。) で示される組成となるような六方晶系フェライトの基本
成分とガラス形成物質であるホウ酸ナトリウムとを含む
原料混合物を溶融し、急速冷却を施して非晶質体化した
後、この非晶質体に熱処理を施すことを特徴とするもの
である。
すなわち、本発明においては、得られる六方晶系フェラ
イト粒子の組成が一般式 BaFe12-2x(CoyM1-y)2xO19 (但し、MはGeまたはMnのうち少なくとも一種を表
す。)となるように、各構成元素の酸化物(Fe2O3,BaO,
CoO,GeO2,MnO2等)等を所定の割合で混合し、六方晶系
フェライトの基本成分とする。
ここで、CoおよM(GeまたはMn)は、得られる六方晶系
フェライト粒子の抗磁力をコントロールするのに効果を
発揮するが、その置換量xが0.6未満では効果が不足し
抗磁力が高くなりすぎ、逆に1.0を越えると抗磁力が小
さくなりすぎる。したがって、磁気記録媒体の磁性粉末
として使用するには、上記一般式において、0.6≦x≦
1.0となるように添加量を調整することが好ましい。
また、上記添加元素中、特にGeおよびMnは、得られる六
方晶系フェライト粒子の板状比を制御するのに有効であ
るが、Coに対する割合yが0.3未満では効果が不足し、
0.7を越えると抗磁力制御が難しくなるので、0.3≦y≦
0.7とすることが好ましい。
一方、上記ガラス形成物質としては、ホウ酸ナトリウム
を使用する。このホウ酸ナトリウムとしては、Na2O・2B
2O3(Na2B4O7)や、2Na2O・3B2O3,Na2O・B2O3,Na2O・3B
2O3,Na2O・4B2O3,Na2O・5B2O3,Na2O・9B2O3等が使用可
能である。
上記ガラス形成物質の六方晶系フェライト基本成分に対
する割合は、あまり多すぎても、逆に少なすぎても、非
晶質化や析出する結晶の性状に悪影響を及ぼす虞れがあ
る。
そして、本発明においては、先ずこれら六方晶系フェラ
イトの基本成分とガラス形成物質とを混合し、溶融す
る。
この場合、ガラス形成物質としてホウ酸ナトリウムを用
いることにより、上記溶融時の溶融温度を下げることが
でき、上記溶融はアルミナルツボ等を用いて行うことが
できる。なお、この溶融は、上記アルミナルツボ等の容
器中で電気炉加熱等周知の手段で加熱溶融すればよく、
また、溶融時の雰囲気は空気中でよい。
次いで、この溶融物を急速冷却して非晶質体化する。こ
の非晶質体化は、上記ガラス形成物質としてホウ酸ナト
リウムを用いたために急冷条件が緩和され、例えば単な
る水中投入や、銅板上等に流すなどの方法が採用可能で
ある。
得られる非晶質体中にも、六方晶系フェライトを構成す
る各元素は含まれているものの、未だ結晶化するには至
っていない。したがって、上記急速冷却によって得られ
る非晶質体をさらに熱処理することによって結晶化を促
進する。このときの熱処理温度としては600〜670℃程度
の低温でよい。
続いて、この熱処理による結晶化が行われ六方晶系フェ
ライト粒子が析出した非晶質体を希酸処理し、ガラス母
材を溶解除去して六方晶系フェライト粒子粉末を分離す
る。上記希酸処理に用いられる希酸としては、希酢酸,
希塩酸,希硝酸等の有機酸あるいは無機酸が挙げられ
る。
最後に、分離された結晶を水により洗浄し、乾燥して六
方晶系フェライト粒子粉末を得る。
〔作用〕
このように、ガラス結晶化法において、ガラス形成物質
としてホウ酸ナトリウムを使用することにより、溶融温
度が下がりアモルファス化条件が緩和されるとともに、
六方晶系フェライトの基本成分にFeの一部を置換するた
めのCoおよびGe,Mnを添加することにより、得られる六
方晶系フェライト粒子の抗磁力および板状比が制御され
る。
〔実施例〕
以下、具体的な実施例により本発明を説明するが、本発
明がこれら実施例に限定されるものでないことは言うま
でもない。
実施例1. Na2B4O740モル%,BaO26モル%,Fe2O326モル%,C0O4モル
%およびGeO24モルとなるようにNa2B4O7・10H2O,BaCO3,
Fe2O3,CoCO3,GeO2を混合し、アルミナルツボ中で1200
℃、15分間溶融した。
次いで、この溶融物を水中に投入し非晶質化した。
さらに620℃、4時間熱処理を施した後、加熱した弱酸
(20%酢酸,80℃)によりガラス分を除去し、水による
洗浄して六方晶系フェライト粒子粉末を得た。
得られた六方晶フェライト粒子粉末の飽和磁化量σsお
よび抗磁力Hcを測定したところ、飽和磁化量σs=54.0
(emu/g),抗磁力Hc=530(0e)であり、σr/σsは0.
43であった。
また、その粒径を測定したところ、およし0.1μmであ
り、板状比はおよそ20であった。
第1図に得られた六方晶系フェライト粒子粉末の電子顕
微鏡写真を示す。
実施例2. 先の実施例1において、GeO2のかわりにMnO2を用い、先
の実施例1と同様の操作により六方晶系フェライト粒子
粉末を作成した。
得られた六方晶系フェライト粒子粉末の飽和磁化量σは
54.3(emu/g),抗磁力Hcは625(0e)であり、σr/σs
は0.40であった。
また、その粒径を測定したところ、およそ0.1μmであ
り、板状比はおよそ20であった。
比較例1. 先の実施例1において、GeO2のかわりにTiO2を用い、先
の実施例1と同様の操作により六方晶系フェライト粒子
粉末を作成した。
得られた六方晶系フェライト粒子粉末の飽和磁化量σは
53.0(emu/g),抗磁力Hcは675(0e)であり、σr/σs
は0.38であった。
また、その粒径を測定したところ、および0.03μmであ
り、板状比はおよそ4と極めて小さいものであった。
比較例2. 先の比較例1において、非晶質化後の熱処理温度を720
℃にかえ、他は比較例1と同様の走査により六方晶系フ
ェライト粒子粉末を作成した。
得られた六方晶系フェライト粒子粉末の飽和磁化量σは
56.0(emu/g)、抗磁力Hcは860(0e)であり、σr/σs
は0.46であった。
また、その粒径を測定したところおよそ0.06μm,板状比
は6と、熱処理温度を高めてもあまり効果が認められな
かった。
〔発明が効果〕
以上説明したように、本発明においては、Feの一部を置
換するように六方晶系フェライト基本成分にCoおよびG
e,Mnの少なくとも一種を添加し、ガラス形成物質として
ホウ酸ナトリウムを用いて結晶化法を行っているので、
六方晶系フェライト粒子の抗磁力および板状比を制御す
ることでき、20程度の高い板状比を有し、磁気記録媒体
の磁性粉として使用できる程度の抵抗磁力を有する六方
晶系フェライト粒子粉末を得ることができる。
また、特にガラス形成物質としてホウ酸ナトリウムを用
いることにより、溶融温度を下げることができ、貴金属
ルツボを使用せずアルミナルツボのような安価なルツボ
で溶融することが可能となるとともに、非晶質化条件が
広くなり、双ロール性によらず例えば水中投入や銅板上
へ流す等の簡単な手法により非晶質化を図ることが可能
となり、したがって六方晶系フェライト粒子含末の生産
効率を大幅に向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明により得られる六方晶系フェライト粒子
粉末の電子顕微鏡写真である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式 BaFe12-2x(CoyM1-y)2xO19 0.6≦x≦1.0 0.3≦y≦0.7 (但し、MはGeまたはMnを表わす。) で示される組成となるような六方晶系フェライトの基本
    成分とガラス形成物質であるホウ酸ナトリウムとを含む
    原料混合物を溶融し、 急速冷却を施して非晶質体化した後、 この非晶質体に熱処理を施すことを特徴とする六方晶系
    フェライト粒子粉末の製造方法。
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