JP5454037B2 - 六方晶フェライト粒子粉末の製造法並びに磁気記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、六方晶フェライト粒子粉末に関するものであり、詳しくは、工業的な生産性に優れた共沈−焼成法による平均板面径が２０．５ｎｍを超えて３０ｎｍ以下である六方晶フェライト粒子粉末に関するものである。

磁気記録技術は、従来、オーディオ用、ビデオ用、コンピューター用等をはじめとしてさまざまな分野で幅広く用いられている。近年、機器の小型軽量化、記録の長時間化及び記録容量の増大等が求められており、記録媒体に対しては、記録密度のより一層の向上が望まれている。

従来の磁気記録媒体に対してより高密度記録を行うためには、高いＣ／Ｎ比が必要であり、ノイズ（Ｎ）が低く、再生出力（Ｃ）が高いことが求められている。近年では、これまで用いられていた誘導型磁気ヘッドに替わり、磁気抵抗型ヘッド（ＭＲヘッド）や巨大磁気抵抗型ヘッド（ＧＭＲヘッド）等の高感度ヘッドが開発されており、これらは誘導型磁気ヘッドに比べて再生出力が得られやすいことから、高いＣ／Ｎ比を得るためには、出力を上げるよりもノイズを低減する方が重要となってきている。

磁気記録媒体のノイズは、粒子性ノイズと磁気記録媒体の表面性に起因して発生する表面性ノイズに大別される。粒子性ノイズの場合、粒子サイズの影響が大きく、微粒子であるほどノイズ低減に有利であることから、磁気記録媒体に用いる磁性粒子粉末の粒子サイズはできるだけ小さいことが必要となるが、磁性粒子粉末は微細化することによって粒子体積が小さくなるため、磁化の熱的安定性を表す磁気異方性エネルギーと熱エネルギーとの比（ＫｕＶ／ｋＴ）（Ｋｕ：磁気異方性定数、Ｖ：粒子体積、ｋ：ボルツマン定数、Ｔ：絶対温度）が小さくなり、熱揺らぎの影響を受けやすくなる。

一般に、微粒子、且つ、高保磁力値を有する磁性粒子粉末としては、鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末及び六方晶フェライト粒子粉末等が知られており、六方晶フェライト粒子粉末は針状の金属磁性粒子粉末に比べ短波長領域で高い出力が得られるという特徴があり、再生にＭＲヘッドやＧＭＲヘッドを用いた高密度記録の磁気記録媒体用磁性粉末として非常に有望である。

共沈−焼成法による六方晶フェライト粒子粉末としては、所望のフェライト組成のアルカリ性懸濁液を５０〜１５０℃の温度範囲で液相加熱し、洗浄・乾燥した後９００℃前後で熱処理し、粉砕して六方晶フェライト粒子粉末を得る方法（特許文献１）、所望のフェライト組成のアルカリ性懸濁液を５０〜１５０℃の温度範囲で液相加熱し、得られた鉄塩とバリウム塩の共沈物を水洗・乾燥した後８００℃で熱処理し、粉砕して六方晶フェライト粒子粉末を得る方法（特許文献２）等が知られている。

特開平１−３１０５１１号公報 特開平７−１７２８３９号公報

共沈−焼成法による平均板面径が２０．５ｎｍを超えて３０ｎｍ以下である微細な六方晶フェライト粒子粉末は未だ得られていない。

即ち、前出特許文献１には、所望のフェライト組成のアルカリ性懸濁液を５０〜１５０℃の温度範囲で液相加熱し、洗浄・乾燥した後９００℃前後で熱処理し、粉砕して六方晶フェライト粒子粉末を得る方法が記載されているが、六方晶フェライト粒子粉末を構成する金属塩からなる懸濁液をアルカリ水溶液に徐添加することは考慮されておらず、また、実施例において共沈反応は水熱合成により行われており、本発明の目的とする平均板面径が２０．５ｎｍを超えて３０ｎｍ以下である六方晶フェライト粒子粉末を得ることは困難であった。

また、前出特許文献２には、共沈−焼成法によって得られた六方晶フェライト粒子粉末が記載されているが、六方晶フェライト粒子粉末を構成する金属塩からなる懸濁液をアルカリ水溶液に徐添加することは考慮されておらず、そのため、実施例で得られている六方晶フェライト粒子粉末は平均粒子径が一番小さいもので５３ｎｍであり、高密度記録用磁気記録媒体に用いるには粒子サイズが大きすぎると共に、保磁力（Ｈｃ）が９５．５ｋＡ／ｍ以上のものは得られていない。

そこで、本発明は、平均板面径が２０．５ｎｍを超えて３０ｎｍ以下である六方晶フェライト粒子粉末を共沈−焼成法によって得ることを技術的課題とする。

前記技術的課題は、次の通りの本発明によって達成できる。

即ち、本発明は、バリウム、ストロンチウム、及びカルシウムより選ばれた少なくとも１種の金属イオンを含む金属塩と鉄化合物、並びに、２価乃至５価の金属元素から選ばれる１種又は２種以上の金属塩を混合した懸濁液を、アルカリ水溶液に添加した後、６０〜１００℃の温度範囲で反応し、得られた共沈物を濾別・乾燥し、次いで、融剤の存在下で６００〜８００℃の温度で焼成した後、融剤を除去することによって得られる六方晶フェライト粒子粉末の製造法において、前記懸濁液をアルカリ水溶液に添加する際に、２０分以上かけて徐添加することを特徴とする平均板面径が２０．５を超えて３０ｎｍ以下である六方晶フェライト粒子粉末の製造法である（本発明１）。

また、本発明は、得られる六方晶フェライト粒子粉末の保磁力（Ｈｃ）が９５．５ｋＡ／ｍ（１２００Ｏｅ）以上であることを特徴とする本発明１の六方晶フェライト粒子粉末の製造法である（本発明２）。

また、本発明は、得られる六方晶フェライト粒子粉末の平均板面径（Ｌ）（ｎｍ）とＢＥＴ比表面積値（ＳＳＡ）（ｍ^２／ｇ）が下記式（１）の関係にあることを特徴とする本発明１の六方晶フェライト粒子粉末の製造法である（本発明３）。
−１．０×Ｌ（ｎｍ）＋１２０ ≧ ＳＳＡ（ｍ^２／ｇ） ≧ −１．０×Ｌ（ｎｍ）＋９０ ・・・ （１）

また、本発明は、非磁性支持体上の上に形成される磁性粒子粉末と結合剤樹脂とを含む磁気記録層からなる磁気記録媒体において、前記磁性粒子粉末として本発明１〜３のいずれかに記載の六方晶フェライト粒子粉末の製造法によって得られた六方晶フェライト粒子粉末を用いることを特徴とする磁気記録媒体である（本発明４）。

本発明に係る共沈−焼成法による六方晶フェライト粒子粉末の製造法は、平均板面径が２０．５ｎｍを超えて３０ｎｍ以下の微細な六方晶フェライト粒子粉末を工業的に有利に提供できるので、高密度磁気記録媒体の磁性粒子粉末の製造法として好適である。

本発明に係る製造法によって得られた六方晶フェライト粒子粉末は、平均板面径が２０．５ｎｍを超えて３０ｎｍ以下であると共に、平均板面径（Ｌ）とＢＥＴ比表面積値（ＳＳＡ）が特定の範囲にあることから分散性に優れているため、高密度磁気記録媒体の磁性粒子粉末として好適である。

本発明の構成をより詳しく説明すれば、次の通りである。

先ず、本発明に係る六方晶フェライト粒子粉末の製造法について述べる。

本発明に係る六方晶フェライト粒子粉末は、バリウム、ストロンチウム、及びカルシウムより選ばれた少なくとも１種の金属イオンを含む金属塩と鉄化合物、並びに、２価乃至５価の金属元素から選ばれる１種又は２種以上の金属塩を混合した懸濁液を、アルカリ水溶液に添加した後、６０〜１００℃の温度範囲で反応し、得られた共沈物を濾別・乾燥し、次いで、融剤の存在下で６００〜８００℃の温度で焼成した後、融剤を除去することによって得られる六方晶フェライト粒子粉末の製造法において、前記懸濁液をアルカリ水溶液に添加する際に、２０分以上かけて徐添加することによって得ることができる。

本発明における鉄化合物としては、塩化物、臭化物、沃化物等のハロゲン化物、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、有機酸塩及び錯塩等の水溶性の鉄塩から選ばれる１種又は２種以上を用いることができる。水への溶解性及び経済性を考慮すれば、塩化第二鉄及び硝酸第二鉄が好ましい。

本発明におけるバリウム、ストロンチウム、及びカルシウムより選ばれた少なくとも１種の金属イオンを含む金属塩としては、水溶性の塩化物、臭化物、沃化物等のハロゲン化物又は硝酸塩を用いることができる。水への溶解性及び経済性を考慮すれば、塩化物が好ましい。

本発明における２価乃至５価の金属元素（置換元素）から選ばれる１種又は２種以上の金属塩としては、水溶性の塩化物、臭化物、沃化物等のハロゲン化物又は硝酸塩を用いることができる。２価乃至５価の金属元素としては、具体的にはＣｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｖ、Ｓｉ、Ｓｃ、Ｓｂ、Ｙ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｎｄ、Ｎｂ、Ｂ、Ｐ、Ｇｅ、Ａｌ、Ｒｕ、Ｐｒ、Ｂｉ、Ｗ、Ｒｅ等を用いることができる。

本発明におけるアルカリ水溶液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の水酸化アルカリ水溶液を用いることができ、好ましくは、水酸化ナトリウムである。

アルカリ水溶液の濃度は、六方晶系フェライト粒子を構成する金属塩（鉄塩及び金属塩）の総量に対して、２．５〜１０倍であることが好ましく、より好ましくは４〜８倍である。アルカリ水溶液の濃度が高くなるに従って、得られる六方晶フェライト粒子粉末は微粒子化する傾向にあるが、１０倍程度でその効果は飽和するため、それ以上の添加は工業的に不利となる。

本発明において、前記バリウム、ストロンチウム、及びカルシウムより選ばれた少なくとも１種の金属イオンを含む金属塩と鉄化合物、並びに、２価乃至５価の金属元素から選ばれる１種又は２種以上の金属塩を混合した懸濁液を、前記アルカリ水溶液に添加する際に、２０分以上かけて徐添加することが重要であり、徐添加することで微細な六方晶フェライト粒子粉末を得ることが可能となる。懸濁液をアルカリ水溶液中に一度に添加した場合には、粗大粒子が生成しやすくなるため、微細な六方晶フェライト粒子粉末を得ることが困難となる。また、混在する粗大粒子に起因して粉体ＳＦＤが大きくなるため、良好な磁気特性を得ることが困難となる。

懸濁液をアルカリ水溶液に２０分以上かけて徐添加した後、６０〜１００℃の温度範囲で反応し、共沈物のスラリーを得る。反応温度は６０〜９０℃が好ましく、より好ましくは６０〜８０℃である。また、反応時間は３０分〜２４時間が好ましく、より好ましくは１時間〜２０時間である。

得られた共沈物のスラリーは、反応により生成した塩及び未反応のアルカリを常法に従って水洗し、塩酸、硝酸及び酢酸等の酸を用いてｐＨを１０未満に調整した後、融剤を添加して攪拌・混合する。融剤としては、塩化ナトリウム及び塩化バリウム等の塩化物を用いることが好ましく、好ましくは塩化ナトリウムである。また、融剤の添加量は共沈物に対して１〜１００重量％であり、好ましくは５〜５０重量％である。

次いで、融剤を添加した共沈物のスラリーの乾燥・粉砕を常法に従って行う。乾燥温度は１００〜２００℃が好ましく、より好ましくは１２０〜１８０℃である。

得られた乾燥共沈物の焼成は、６００〜８００℃の温度範囲で行う。焼成温度が６００℃未満の場合には、粒子の結晶化度が上がらないため良好な磁気特性を有する六方晶フェライト粒子粉末を得ることが困難となる。焼成温度が８００℃を超える場合には、粒子が粗大化する傾向にあるため好ましくない。好ましくは６５０〜７５０℃である。また、焼成時間は３０分〜６時間が好ましく、より好ましくは１時間〜５時間である。

得られた結晶化物は、湿式粉砕により粉砕後、該粉砕された結晶化物を含むスラリーを、塩酸、酢酸及び硝酸等の酸を用いて酸洗する。湿式粉砕には、ボール型混練機、ブレード型混練機、ホイール型混練機、ロール型混練機を用いることができ、振動ミル、回転ミル、サンドグラインダ等のボール型混練機及びラインミル、ヘンシェルミキサー、プラネタリーミキサー、ナウターミキサー等のブレード型混練機がより効果的に使用できる。

酸洗後のスラリーに水酸化ナトリウム等のアルカリ水溶液を添加してｐＨを５に調整した後、常法に従って水洗・乾燥・粉砕を行い、本発明に係る六方晶フェライト粒子粉末を得る。

本発明に係る六方晶フェライト粒子粉末は、六方晶フェライト粒子粉末の表面がアルミニウムの水酸化物、アルミニウムの酸化物、ケイ素の水酸化物及びケイ素の酸化物から選ばれた１種又は２種以上の化合物（以下、「アルミニウムの水酸化物等」という。）によって被覆されていることが好ましい。

アルミニウムの水酸化物等により被覆された六方晶フェライト粒子粉末は、六方晶フェライト粒子粉末を分散して得られる水懸濁液に、アルミニウム化合物、ケイ素化合物又は当該両化合物を添加して混合攪拌することにより、又は、必要により、混合攪拌後にｐＨ値を調整することにより、前記六方晶フェライト粒子粉末の粒子表面を、アルミニウムの水酸化物、アルミニウムの酸化物、ケイ素の水酸化物及びケイ素の酸化物から選ばれる一種又は二種以上の表面被覆物で被覆し、次いで、濾別、水洗、乾燥、粉砕することにより得ることができる。

アルミニウム化合物としては、酢酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム等のアルミニウム塩や、アルミン酸ナトリウム等のアルミン酸アルカリ塩等が使用できる。

ケイ素化合物としては、３号水ガラス、オルトケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム等が使用できる。

次いで、本発明に係る六方晶フェライト粒子粉末について述べる。

本発明に係る磁気記録媒体用六方晶フェライト粒子粉末は、前述の共沈―焼成法によって得られたものであり、平均板面径が２０．５ｎｍを超えて３０ｎｍ以下であることを特徴とする。

本発明に係る六方晶フェライト粒子粉末は、Ｂａ、Ｓｒ及びＣａから選ばれる１種又は２種以上の元素を含有するマグネトプランバイト型（Ｍ型）フェライト微粒子粉末又はＷ型フェライト微粒子粉末、あるいはそれらの原子の一部が他の元素で置換された六方晶フェライト粒子粉末である。置換元素としては、具体的にはＣｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｖ、Ｓｉ、Ｓｃ、Ｓｂ、Ｙ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｎｄ、Ｎｂ、Ｂ、Ｐ、Ｇｅ、Ａｌ、Ｒｕ、Ｐｒ、Ｂｉ、Ｗ、Ｒｅ、等の元素を１種又は２種以上を用いることができる。通常、マグネトプランバイト型（Ｍ型）フェライトは基本組成がＡＦｅ_１２Ｏ_１９（Ａ：Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ）と表されるものであり、Ｗ型フェライトは基本組成がＡＦｅ_１６Ｏ_２７（Ａ：Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ）と表されるものであって、前記置換元素によって置換されていてもよい。

本発明に係る六方晶フェライト粒子粉末の平均板面径は２０．５ｎｍを超えて３０ｎｍ以下であり、好ましくは２０．５ｎｍを超えて２８ｎｍ、より好ましくは２０．５ｎｍを超えて２６ｎｍである。六方晶フェライト粒子粉末の平均板面径が３０ｎｍを超える場合には、粒子サイズが大きいため、粒子性ノイズを低減することが難しく、高いＣ／Ｎ比を有する磁気記録媒体を得ることが困難となる。また、平均板面径が２０．５ｎｍ以下である場合には、磁性粒子粉末の微細化に伴う熱揺らぎの影響が大きくなるため好ましくない。

本発明に係る六方晶フェライト粒子粉末の板状比（平均板面径と平均厚みの比）（以下、「板状比」という。）は１．５〜１０．０が好ましく、より好ましくは１．７５〜８．０、更により好ましくは２．０〜６．０である。板状比が１０を超える場合には、粒子間のスタッキングが多くなり、磁性塗料の製造時におけるビヒクル中への分散性が低下すると共に、粘度が増加する場合があるため好ましくない。

本発明に係る六方晶フェライト粒子粉末の平均板面径（Ｌ）（ｎｍ）とＢＥＴ比表面積値（ＳＳＡ）（ｍ^２／ｇ）との関係は下記式（１）で表される。
−１．０×Ｌ（ｎｍ）＋１２０ ≧ ＳＳＡ（ｍ^２／ｇ） ≧ −１．０×Ｌ（ｎｍ）＋９０ ・・・ （１）

平均板面径（Ｌ）とＢＥＴ比表面積値（ＳＳＡ）との関係が上記式（１）の範囲にある場合、これを用いて磁気記録媒体を作製する際、磁性塗料中における分散性が向上するため、表面性に優れた磁気記録媒体を得ることができる。平均板面径（Ｌ）とＢＥＴ比表面積値（ＳＳＡ）との関係が上記式（１）の上限値を超える場合には、粒子の微細化による分子間力の増大により凝集を起こしやすいため、磁性塗料の製造時におけるビヒクル中への分散性が低下する。

本発明に係る六方晶フェライト粒子粉末の磁気特性は、保磁力（Ｈｃ）が９５．５〜３９７．９ｋＡ／ｍが好ましく、より好ましくは１１９．４〜３１８．３ｋＡ／ｍであり、飽和磁化値が４０〜７０Ａｍ^２／ｋｇが好ましく、より好ましくは４５〜７０Ａｍ^２／ｋｇである。また、粉体ＳＦＤは１．５以下であることが好ましく、より好ましくは１．４以下である。

本発明に係る六方晶フェライト粒子粉末は、必要により、六方晶フェライト粒子粉末の粒子表面を、アルミニウムの水酸化物、アルミニウムの酸化物、ケイ素の水酸化物及びケイ素の酸化物から選ばれた１種又は２種以上の化合物（以下、「アルミニウムの水酸化物等」という。）で被覆しておいてもよい。アルミニウムの水酸化物等で被覆処理を行うことにより、磁性塗料中に分散させた場合に、結合剤樹脂とのなじみがよく、所望の分散度がより得られ易い。

次に、本発明に係る磁気記録媒体について述べる。

本発明に係る磁気記録媒体は、本発明に係る六方晶フェライト粒子粉末と結合剤樹脂とを含む磁気記録層が非磁性支持体上に形成されてなる。また、必要に応じて、非磁性支持体と磁気記録層との間に非磁性下地層を形成してもよく、更に、非磁性支持体の一方の面に形成される磁気記録層に対し、非磁性支持体の他方の面にバックコート層を形成させてもよい。殊に、コンピューター記録用のバックアップテープの場合には、巻き乱れの防止や走行耐久性向上の点から、非磁性下地層やバックコート層を設けることが好ましい。

本発明における非磁性支持体としては、現在、磁気記録媒体に汎用されている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類、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン類、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、芳香族ポリアミド、芳香族ポリイミド、芳香族ポリアミドイミド、ポリスルフォン、セルローストリアセテート、ポリベンゾオキサゾール等の合成樹脂フィルム、アルミニウム、ステンレス等金属の箔や板及び各種の紙を使用することができる。

結合剤樹脂としては、磁気記録媒体の製造にあたって汎用されている熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、電子線硬化型樹脂等を単独又は組み合わせて用いることができる。

本発明の磁気記録媒体において、非磁性支持体と磁気記録層との間に非磁性下地層を形成する場合、非磁性下地層中には非磁性粒子粉末と結合剤が含まれている。

非磁性下地層に用いられる非磁性粒子粉末としては、アルミナ、ヘマタイト、ゲータイト、酸化チタン、シリカ、酸化クロム、酸化セリウム、酸化亜鉛、チッ化珪素、窒化ホウ素、炭化ケイ素、炭酸カルシウム及び硫酸バリウム等を、単独又は組合せて用いることができる。好ましくはヘマタイト、ゲータイト、酸化チタンであり、より好ましくはヘマタイトである。

前記非磁性粒子粉末の粒子形状は、針状、紡錘状、米粒状、球状、粒状、多面体状、フレーク状、鱗片状及び板状等のいずれの形状であってもよい。粒子サイズは、好ましくは０．００５〜０．３０μｍであり、より好ましくは０．０１０〜０．２５μｍである。また、必要により、粒子表面をアルミニウムの水酸化物、アルミニウムの酸化物、ケイ素の水酸化物及びケイ素の酸化物から選ばれた１種又は２種以上の化合物で被覆してもよく、化合物で被覆しない場合に比べ、非磁性塗料中での分散性を改善することができる。

結合剤樹脂としては、前記磁気記録層を作製するために用いた結合剤樹脂を使用することができる。

本発明の磁気記録媒体において、非磁性支持体の一方の面に形成される磁気記録層に対し、非磁性支持体の他方の面にバックコート層を形成する場合、バックコート層中には、結合剤樹脂と共に、バックコート層の表面電気抵抗値及び強度向上を目的として、帯電防止剤及び無機粒子粉末を含有させることが好ましい。

無機粉末としては、アルミナ、ヘマタイト、ゲータイト、酸化チタン、シリカ、酸化クロム、酸化セリウム、酸化亜鉛、チッ化珪素、窒化ホウ素、炭化ケイ素、炭酸カルシウム及び硫酸バリウム等から選ばれる１種又は２種以上を用いることができる。粒子サイズは、好ましくは０．００５〜１．０μｍであり、より好ましくは０．０１０〜０．５μｍである。

帯電防止剤としては、カーボンブラック、グラファイト、酸化スズ、酸化チタン−酸化スズ−酸化アンチモン等の導電性粉末及び界面活性剤等を用いることができる。帯電防止の他に、摩擦係数低減、磁気記録媒体の強度向上といった効果が期待できることから、帯電防止剤としては、カーボンブラックを用いることが好ましい。

結合剤樹脂としては、前記磁気記録層、及び非磁性下地層を作製するために用いた結合剤樹脂を使用することができる。

本発明における磁気記録層、非磁性下地層及びバックコート層中には、必要に応じて、磁気記録媒体の製造に通常用いられている潤滑剤、研磨剤、分散剤、帯電防止剤等を添加してもよい。

本発明に係る磁気記録媒体は、保磁力（Ｈｃ）が９５．５〜３５８．１ｋＡ／ｍ、好ましくは５１．７〜３１８．３ｋＡ／ｍ、保磁力分布ＳＦＤ（Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｆｉｅｌｄ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）が、０．７０以下、好ましくは０．６７以下、より好ましくは０．６５以下である。

次に、本発明における磁気記録媒体の製造法について述べる。

前記非磁性下地層、磁気記録層、及びバックコート層の形成にあたって用いる溶剤としては、磁気記録媒体に汎用されているアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン及びテトラヒドロフラン等のケトン類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、イソブチルアルコール及びイソプロピルアルコール等のアルコール類、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル及び酢酸グリコール等のエステル類、グリコールジメチルエーテル、グリコールモノエチルエーテル及びジオキサン等のグリコールエーテル類及びその混合物等を使用することができる。

非磁性下地層、磁気記録層、バックコート層は、各層を構成する成分及び溶剤を一般に使用される混練機及び分散機により混練・分散処理を行い、各塗料を作製する。該各塗料を用いて、非磁性支持体上の一面に非磁性下地層、磁気記録層の順に塗布、乾燥後、カレンダー処理を行う。その際の塗布方法としては、磁性層と非磁性層をほぼ同時に塗布するＷｅｔ ｏｎ Ｗｅｔ法でも、非磁性下地層を塗布・乾燥後、その上に磁気記録層を塗布するＷｅｔ ｏｎ Ｄｒｙ法のどちらでもよい。また、必要により、バックコート層を設ける場合には、非磁性下地層及び磁気記録層とは反対面の非磁性支持体上にバックコート層用塗料を塗布、乾燥後、カレンダー処理を行い、磁気記録媒体を得る。

＜作用＞
本発明において重要な点は、バリウム、ストロンチウム、及びカルシウムより選ばれた少なくとも１種の金属イオンを含む金属塩と鉄化合物、並びに、２価乃至５価の金属元素から選ばれる１種又は２種以上の金属塩を混合した懸濁液を、アルカリ水溶液に添加した後、６０〜１００℃の温度範囲で反応し、得られた共沈物を濾別・乾燥し、次いで、融剤の存在下で６００〜８００℃の温度で焼成した後、融剤を除去することによって得られる六方晶フェライト粒子粉末の製造法において、前記懸濁液をアルカリ水溶液に添加する際に、２０分以上かけて徐添加することにより、平均板面径が２０．５を超えて３０ｎｍ以下である六方晶フェライト粒子粉末を得ることができるという事実である。

本発明に係る六方晶フェライト粒子粉末の製造法によって、平均板面径が２０．５を超えて３０ｎｍ以下である微細な六方晶フェライト粒子粉末を得ることができた理由として、本発明者は次のように考えている。懸濁液をアルカリ水溶液中に一度に添加した場合には粗大粒子が生成しやすくなるが、２０分以上かけて徐添加することにより、得られる共沈物は微細な粒子となり、これをプリカーサーとして用いることにより、微細な六方晶フェライト粒子粉末を得ることができたものと考えている。

以下に、本発明における実施例を示し、本発明を具体的に説明する。

六方晶フェライト粒子粉末及び磁気記録媒体用磁性微粒子粉末の平均板面径及び平均厚さは、透過型電子顕微鏡を用いて粒子の写真を撮影し、該写真を用いて粒子３６０個以上について板面径、厚さをそれぞれ測定し、その平均値で粒子の平均板面径及び平均厚さを示した。なお、粒子の選定基準としては、粒子同士が重なっており、境界がはっきりしていないものは測定を行わないものとした。

板状比は、平均板面径と平均厚さとの比で示した。

比表面積は、「モノソーブＭＳ−１１」（カンタクロム株式会社製）を用いて、ＢＥＴ法により測定した値で示した。

六方晶フェライト粒子粉末に含有される各種元素の含有量は、「蛍光Ｘ線分析装置３０６３Ｍ型」（理学電機工業株式会社製）を使用し、ＪＩＳ Ｋ０１１９の「けい光Ｘ線分析通則」に従って測定した。

六方晶フェライト粒子粉末及び磁気テープの磁気特性は、「振動試料型磁力計ＶＳＭ ＳＳＭ−５−１５」（東英工業株式会社製）を用いて外部磁場１１９３．７ｋＡ／ｍの条件で測定した。また、粉体ＳＦＤ及び磁気テープのＳＦＤは、印加磁場が０〜３９７．９ｋＡ／ｍの範囲ではスイープ速度を７９．６（ｋＡ／ｍ）／分とし、３９７．９〜１，１９３．７ｋＡ／ｍの範囲ではスイープ速度を３９７．９（ｋＡ／ｍ）／分として測定した。

磁気テープの塗膜表面の光沢度は、「グロスメーター ＵＧＶ−５Ｄ」（スガ試験機株式会社製）を用いて入射角４５°で測定した値であり、標準板光沢を８６．３％とした時の値を％で示したものである。

表面粗度Ｒａは、「ＺＹＧＯ ＮｅｗＶｉｅｗ６００Ｓ」（ＺＹＧＯ株式会社製）を用いて塗膜の中心線平均粗さを測定した。

磁気記録媒体を構成する非磁性支持体及び磁気記録層の各層の厚みは、デジタル電子マイクロメーターＫ３５１Ｃ（安立電気株式会社製）を用いて測定した。

＜実施例１−１：磁気記録媒体用六方晶フェライト粒子粉末の製造＞
ＢａＣｌ_２・２Ｈ_２Ｏ ０．７９８ｍｏｌ、ＦｅＣｌ_３・６Ｈ_２Ｏ ６．００ｍｏｌ、ＮｉＣｌ_２ ０．１８ｍｏｌ、ＴｉＣｌ_４ ０．１８ｍｏｌに純水を加えて溶解し、７Ｌの混合溶液を調製した。次いで、１８．５５ｍｏｌ／ＬのＮａＯＨ水溶液５Ｌを攪拌させながら前記混合溶液を２００ｍＬ／ｍｉｎ．の流量で３５分間かけてＮａＯＨ水溶液中に添加した後、８０℃で２４０分反応を行った。

次に、得られた共沈物のスラリーを、純水を用いて十分に水洗して共沈物を含む１０Ｌのスラリーとした後、塩酸を用いてｐＨ８．５に調整し、フラックスとしてＮａＣｌを前記共沈物に対して３０重量％添加し、ろ過・乾燥して乾燥共沈物を得た。なお、乾燥温度は１５０℃で行った。

得られた乾燥共沈物を、空気雰囲気下７００℃の温度で１２０分焼成し、得られた焼成物に純水１Ｌを加えて分散スラリーとした。得られたスラリーを、湿式粉砕した後、塩酸を用いてｐＨ値を２に調製して６０分保持して酸処理を行い、水酸化ナトリウム水溶液を用いてｐＨ値を５に調整した後、水洗・ろ過・乾燥・粉砕して、実施例１−１の六方晶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は、マグネトプランバイト型フェライト粒子粉末であり、粒子形状は板状であり、平均板面径は２１．２ｎｍ、平均厚みは６．６ｎｍ、板状比は３．２、ＢＥＴ比表面積値（実測値）は７８．９ｍ^２／ｇ、保磁力（Ｈｃ）は１８７．５ｋＡ／ｍ、飽和磁化（σｓ）は４７．８Ａｍ^２／ｋｇ、粉体ＳＦＤは０．８１であった。

＜実施例２−１：磁気記録媒体の製造＞
非磁性下地層形成用の非磁性塗料組成
非磁性下地層用ヘマタイト粒子粉末 １００．０重量部、
スルホン酸カリウム基を有する塩化ビニル系共重合樹脂 １１．８重量部、
スルホン酸ナトリウム基を有するポリウレタン樹脂 １１．８重量部、
シクロヘキサノン ７８．３重量部、
メチルエチルケトン １９５．８重量部、
トルエン １１７．５重量部、
硬化剤（ポリイソシアネート） ３．０重量部、
潤滑剤（ブチルステアレート） １．０重量部。

非磁性下地層用ヘマタイト粒子粉末と結合剤樹脂溶液（スルホン酸カリウム基を有する塩化ビニル系共重合樹脂３０重量％とシクロヘキサノン７０重量％）及びシクロヘキサノンとを固形分が７２ｗｔ％となるよう混合し、自動乳鉢を用いて３０分間混練して混練物を得た。

次いで、上記非磁性塗料組成となるように、上記混練物と、追加の結合剤樹脂溶液（スルホン酸ナトリウム基を有するポリウレタン樹脂３０重量％、溶剤（メチルエチルケトン：トルエン＝１：１）７０重量％）、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン及びトルエン１．５ｍｍφガラスビーズ９５ｇと共に１４０ｍｌガラス瓶に添加し、ペイントシェーカーで６時間混合・分散を行って非磁性塗料組成物を得た。その後、潤滑剤及び硬化剤を加え、更に、ペイントシェーカーで１５分間混合・分散した後、３μｍの平均孔径を有するフィルターを用いてろ過し、非磁性下地層用非磁性塗料を調整した。

上記非磁性下地層用非磁性塗料を厚さ４．５μｍの芳香族ポリアミドフィルム上に塗布し、次いで、乾燥させることにより非磁性下地層を形成した。

磁気記録層形成用の磁性塗料組成
六方晶フェライト粒子粉末 １００．０重量部、
スルホン酸カリウム基を有する塩化ビニル系共重合樹脂 １２．５重量部、
スルホン酸ナトリウム基を有するポリウレタン樹脂 ７．５重量部、
研磨剤（ＡＫＰ−５０） ５．０重量部、
カーボンブラック ２．０重量部、
潤滑剤（ミリスチン酸：ステアリン酸ブチル＝１：２） ３．０重量部、
硬化剤（ポリイソシアネート） ５．０重量部、
シクロヘキサノン １７０．０重量部、
メチルエチルケトン １７０．０重量部。

六方晶フェライト粒子粉末と研磨剤、カーボンブラック、結合剤樹脂溶液（スルホン酸カリウム基を有する塩化ビニル系共重合樹脂３０重量％とシクロヘキサノン７０重量％）及びシクロヘキサノンとを固形分が７６ｗｔ％となるよう混合し、自動乳鉢を用いて４０分間混練して混練物を得た。

次いで、上記磁性塗料組成となるように、上記混練物と、追加の結合剤樹脂溶液（スルホン酸ナトリウム基を有するポリウレタン樹脂３０重量％、溶剤（メチルエチルケトン：トルエン＝１：１）７０重量％）、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン及びトルエン１．５ｍｍφガラスビーズ９５ｇと共に１４０ｍｌガラス瓶に添加し、ペイントシェーカーで６時間混合・分散を行って非磁性塗料組成物を得た。その後、潤滑剤及び硬化剤を加え、更に、ペイントシェーカーで１５分間混合・分散した後、３μｍの平均孔径を有するフィルターを用いてろ過し、磁気記録層用磁性塗料を調整した。

上記磁気記録層用塗料を、乾燥後の厚さが１．５μｍになるよう前記非磁性下地層の上に塗布した後、磁場中において配向・乾燥した。その後、６０℃で２４時間硬化反応を行い、１２．７ｍｍ幅にスリットして磁気記録媒体を得た。

得られた磁気記録媒体は、保磁力Ｈｃが１９９．４ｋＡ／ｍ、Ｂｒ／Ｂｍが０．８２、保磁力分布ＳＦＤが０．５５、光沢度が１７９％、表面粗度Ｒａが９．８ｎｍであった。

前記実施例１−１及び実施例２−１に従って六方晶フェライト粒子粉末及び磁気記録媒体を作製した。各製造条件及び得られた六方晶フェライト粒子粉末及び磁気記録媒体の諸特性を示す。

実施例１−２〜１−４及び比較例１−１：
共沈物の生成反応及び共沈物の焼成における条件を種々変更することにより、六方晶フェライト粒子粉末を得た。

このときの製造条件を表１に、得られた六方晶フェライト粒子粉末の諸特性を表２に示す。

＜磁気記録媒体の製造＞
実施例２−２〜２−３及び比較例２−１：
六方晶フェライト粒子粉末の種類を種々変化させた以外は、前記実施例２−１の磁気記録媒体の作製方法に従って磁気テープを製造した。

得られた磁気テープの諸特性を表３に示す。

本発明に係る共沈−焼成法による六方晶フェライト粒子粉末の製造法は、平均板面径が２０．５ｎｍを超えて３０ｎｍ以下の微細な六方晶フェライト粒子粉末を工業的に有利に提供できるので、高密度磁気記録媒体の磁性粒子粉末の製造法として好適である。

本発明に係る六方晶フェライト粒子粉末は、平均板面径が２０．５ｎｍを超えて３０ｎｍ以下であり、磁性粒子粉末の微細化に伴う熱揺らぎの影響が小さいため、高密度磁気記録媒体の磁性粒子粉末として好適である。

Claims (4)

1. バリウム、ストロンチウム、及びカルシウムより選ばれた少なくとも１種の金属イオンを含む金属塩と鉄化合物、並びに、２価乃至５価の金属元素から選ばれる１種又は２種以上の金属塩を混合した懸濁液を、アルカリ水溶液に添加した後、６０〜１００℃の温度範囲で反応し、得られた共沈物を濾別・乾燥し、次いで、融剤の存在下で６００〜８００℃の温度で焼成した後、融剤を除去することによって得られる六方晶フェライト粒子粉末の製造法において、前記懸濁液をアルカリ水溶液に添加する際に、２０分以上かけて徐添加することを特徴とする平均板面径が２０．５を超えて３０ｎｍ以下である六方晶フェライト粒子粉末の製造法。
2. 得られる六方晶フェライト粒子粉末の保磁力（Ｈｃ）が９５．５ｋＡ／ｍ（１２００Ｏｅ）以上であることを特徴とする請求項１記載の六方晶フェライト粒子粉末の製造法。
3. 得られる六方晶フェライト粒子粉末の平均板面径（Ｌ）（ｎｍ）とＢＥＴ比表面積値（ＳＳＡ）（ｍ^２／ｇ）が下記式（１）の関係にあることを特徴とする請求項１記載の六方晶フェライト粒子粉末の製造法。
   −１．０×Ｌ（ｎｍ）＋１２０ ≧ ＳＳＡ（ｍ^２／ｇ） ≧ −１．０×Ｌ（ｎｍ）＋９０ ・・・ （１）
4. 非磁性支持体上の上に形成される磁性粒子粉末と結合剤樹脂とを含む磁気記録層からなる磁気記録媒体において、前記磁性粒子粉末として請求項１〜３のいずれかに記載の六方晶フェライト粒子粉末の製造法によって得られた六方晶フェライト粒子粉末を用いることを特徴とする磁気記録媒体。