JPH02180003A - 強磁性超微粒子、その製造方法、磁気記録媒体および熱磁気記録媒体 - 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、強磁性超微粒子およびその製造方法と、この
強磁性超微粒子を含有する記録層を有する磁気記録媒体
および熱磁気記録媒体に関する。

〈従来の技術〉 音声あるいは映像記録用、さらには各種情報処理用とし
て、磁気記録の応用範囲はますます広がる傾向を示して
いる。

これらの磁気記録に用いられる磁気配録媒体にとって重
要な点は、原信号をいかに忠実に記録し再現するかとい
うことと、狭い領域にどれだけ情報を詰め込むかという
ことである。　このため、高忠実度、高信頼性、高密度
を目指した磁気記録媒体と磁気材料の開発が続けられて
いる。　また、このような事情は、高密度記録を行なう
ことができる光磁気記録媒体等の熱磁気記録媒体の記録
層に用いられる磁気材料でも同様である。

磁気記録媒体の記録密度を向上させるためには記録波長
を短くする必要がある。　記録波長を短（していくと記
録されるビットの長さが媒体の厚さよりはるかに小さく
なり、磁性粉のサイズに近づいてくる。　従って、媒体
の長さ方向の磁化成分より、等方ないし垂直磁化成分の
寄与がより重要になってくる。

このため、高密度記録には、媒体の長さ方向に配向しや
すい針状粒子より、等方的あるいは垂直方向に配列しや
すい粒状ないし球状粒子の方が適していると考えられる
。

また、フレキシブルタイプの磁気ディスクの場合、磁性
粒子は原反フィルムの長さ方向に塗布されるが、最終的
に円形に打ち抜かれるため、円周方向に均一な特性が要
求される。

従って、塗布方向に配向されやすい針状粒子より、塗布
方向によらず無配向となる粒状ないし球状粒子の方が、
特性の均一性を確保する点ですぐれている。

さらに、光磁気記録媒体では一般に媒体面に対し垂直方
向に記録を行なうため、上記と同様な理由により粒状な
いし球状粒子が好適である。

これらの観点から見たとき、Ｂａフェライト系の板状粒
子は高密度記録材料としてすぐれた材料である。　しか
し、この材料は酸化物絶縁体粒子のため帯電しやすく、
塗膜にした場合に磁性層の電気抵抗が高くなることや、
また比較的高温の熱処理で粒子が合成されるため凝集が
大きく、分散しにくいと言った欠点がある。

また、さらに、Ｂａフェライト系の板状粒子はキュリー
点が４００℃以上のため、光および熱磁気記録用として
は使用することができない。

これに対し、現在、磁気記録用として使用されてい−る
磁性粒子は一般に針状形がほとんどである。　これは、
保磁力を大きくするためで、例えば金属鉄（α−Ｆｅ）
の場合も、鉄の結晶磁気異方性が小さいので粒状ないし
球状の状態では高い保磁力は期待できない。　このため
、形状磁気異方性を付与することにより保磁力を増加さ
せた針状α−Ｆｅ磁性粉が用いられている。

一方、金属コバルトは、室温で六方晶構造が安定であり
、比較的大きな結晶磁気異方性を有している。　従って
、この大きな結晶磁気異方性をいかすことができれば、
粒状ないし球状粒子の状態でも高い保磁力の発生が期待
される。

しかしながら、金属コバルトは記録材料として好ましい
サイズまで小さ（するとエネルギー的に面心立方晶の方
が安定となり、高い磁気異方性を与える六方晶構造が実
現できないとされている（Ｂ、５ｚｐｕｎａｒ：Ｊ、Ｍ
ａｇｎｅｔｉｓｍ　ｏｆ　ＭａｇｎｅｔｉｃＭａｔｅｒ
ｉａｌｓ、　ｖｏｌ、４９．　（１９８５）、　ｐ、９
３）ので、期待されるほど大きな保磁力が得られていな
いのが現状である。

これらの理由から、鉄やコバルトを主体とした金属磁性
材料の場合、微粒子化と同時に針状ないしチエイン状化
させて、形状効果によって高保磁力化をはかっている。

これらのメタル磁性粉に対し、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｐ系の六方
晶金属間化合物は、結晶磁気異方性が大きいため、粒状
ないし球状粒子の状態で高い保磁力が期待される。

例えば、特公昭３８−４７５５号公報には、Ｆｅ：コバ
ルトの成分比が６０　＋　４０以下で、燐含有量が２０
〜２２％の六方晶系結晶構造を有する３成分の金属間化
合物（Ｆｅ、Ｃｏ）２Ｐを含有する永久磁石が記載され
ている。

同公報において、この金属間化合物は下記のようにして
製造される。

まず、燐−銅（Ｃｕ９０％、ＰＩＯ％）の温浴を造り、
これに電解鉄粉とコバルト片とを所定重量比として添加
し、燐−銅９５％と、鉄コバルト５％とより成る浴を造
る。　次にこの浴材料を鋼製型内に注入して鋳物とする
。　この鋳物を弱酸あるいは強酸で浸出し、（Ｆｅ。

Ｃｏ）２　Ｐを得るものである。　このようにして得ら
れる（Ｆｅ、Ｃｏ）２　Ｐ金属間化合物は、微粒子の形
態で生成する旨が同公報に記載されているが、粉砕工程
を別に設けない限り、本発明により得られる程度の粒径
の粒子を得ることはできない。　しかも、一般に、粉砕
粒子は粒度分布が悪く、球状度も低いものであり、また
０、１−以下の超微粒子にまで粉砕することは困難であ
る。

また、特公昭３９−５７５７号公報には、上記した特公
昭３８−４７５５号公報に記載されている（Ｆｅ、Ｃｏ
）ｔ　Ｐ金属間化合物の製造工程において、鋳物を得る
際の金型内での冷却速度を制御することにより、保磁力
を向上させることができる旨が記載されている。

しかし、このようにして製造された場合でも、保磁力は
最大で７３５Ｏｅであり、本発明において同様な組成、
すなわち化学量論組成で得られるような２０００Ｏｅを
超える保磁力は得られない。

特公昭３９−５７５７号公報に記載されている（Ｆｅ、
Ｃｏ）２　Ｐ金属間化合物で本発明の超微粒子に匹敵す
る保磁力を得るためには、同公報に示されるように、さ
らに熱処理を行なう必要があり、工程が複雑となってし
まう。

さらに、上記特公昭３９−５７５７号公報および特公昭
３８−４７５５号公報に記載の（Ｆｅ、Ｃｏ）２　Ｐ金
属間化合物は耐食性が不十分なため、磁気特性の劣化を
生じ易い。

このため、特公昭５８−１１０８５号公報には、上記（
Ｆｅ、Ｃｏ）２　Ｐ金属間化合物にＣｒを含有させて耐
食性を向上させた （Ｆｅ　Ｎ−＋＋−ＭＩ　Ｃｏｘ　Ｃｒｙ　）　２　Ｐ
（ただし、０．０４５＜ｘ＋ｙ＜０．４０．０．００５
＜ｙ＜０．１０） で示される六方晶金属リン化物を含有する平均粒径０．
０２〜１．０）１＋１１の強磁性粒子が提案されている
。

しかし、この強磁性粒子は、上記特公昭３９５７５７号
公報および特公昭３８−４７５５号公報に記載の（Ｆｅ
、Ｃｏ）２　Ｐ金属間化合物と同様な方法により製造さ
れるものであり、平均粒径０．０２〜１．０μｍの強磁
性粒子とするためには同公報に示されるように粉砕工程
を設ける必要がある。

また、同公報に示されるように、この磁性体粒子の保磁
力は化学量論組成のＰを含んでいるにも関わらず２００
〜５００Ｏｅであり、しかも２．０００Ｏｅまで保磁力
を向上させるためには、熱処理という新たな工程を必要
としている。

ところで、金属あるいは合金の超微粒子の製造方法とし
ては、気相法を用いる方法も知られている。

気相法としては、特公昭５２−２１７１９号公報、特公
昭５５−４４１２３号公報、特公昭５Ｃ１−５１４９号
公報、特公昭５０−５６６５号公報、特公昭５０−５６
６６号公報、特開昭４ｇ−５５４００号公報等に記載さ
れているいわゆる真空蒸発法、あるいは、特公昭５７−
４４７２５号公報、特開昭５８−１０４１０３号公報、
特開昭６０−１６２７０５号公報等に記載されているい
わゆる活性プラズマアーク蒸発法がよ（知られている。

これらの方法は、基本的には原料インゴット金属を電子
ビーム、アークプラズマ等で高温に加熱し、金属表面か
ら蒸発した原子を凝縮回収する方法である。

しかし、これらの方法を上記のようなＦｅ−Ｃｏ−Ｐ系
の六方晶金属間化合物を含有する微粒子の製造に適用す
る場合、以下のような問題が生じる。

■　原料インゴットを溶融蒸発させるため、Ｆｅ、Ｃｏ
、Ｐのように、融点、沸点の差の大きい物質の連続的な
化合物化ないし複合化が困難である。

■　原料としてインゴット合金を使用しているため高価
である。

上記■の問題に対し、例えば特開昭６０−１４９７０５
号公報では、沸点の異なる一部の物質の複合化に成功し
ているが、装置の構造はかなり複雑であり、量産化には
不適と考えられる。

しかも、この方法では、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｐ系の六方晶金属
間化合物の製造は困難と考えられ、特に、本発明におけ
る組成範囲の全てにおいて、この六方晶金属間化合物を
含有する微粒子を製造することは困難である。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明は、上記のような事情からなされたものであり、
磁気特性が良好でかつ高密度記録が可能であり、磁気記
録媒体、あるいは光磁気記録媒体等の熱磁気記録媒体に
好適に用いられるＦｅ−Ｃｏ−Ｐ系の強磁性超微粒子と
、この強磁性超微粒子を容易に製造する方法と、この強
磁性超微粒子を用いた磁気特性が良好で高密度記録可能
な磁気記録媒体および熱磁気記録媒体とを提供すること
を目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 このような目的は、下記の（１）〜（１６）により達成
される。

（１）Ｆｅ、ＣｏおよびＰを含有し、Ｆｅ／Ｃｏ＝９５
１５〜７０／３０であり、かつ、（Ｆ　ｅ　＋　Ｃｏ　
）　／　Ｐ　＝　８５　／　１５〜６０　／　４０であ
って、気相反応法により製造されることを特徴とする強
磁性超微粒子。

（２）Ｆｅ、ＣｏおよびＰを含有し、Ｆｅ／Ｃｏ　＝　
９５　／　５〜７０／３０であり、かつ、（Ｆ　ｅ　＋
　Ｃｏ　）　／　Ｐ　＝　８５　／　１５〜７０　／　
３０であることを特徴とする強磁性超微粒子。

（３）Ｆｅ、ＣｏおよびＰを含有し、Ｆｅ／ｃｏ＝９５
１５〜７０／３０であり、かつ、（Ｆ　ｅ　＋　Ｃｏ　
）　／　Ｐ　＝　８５　／　１５〜６０　／　４０であ
って、保磁力が２０００Ｏｅより大きく、平均粒径が０
．００５〜０．１戸であることを特徴とする強磁性超微
粒子。

（４）保磁力が２０００Ｏｅより大きい上記（１）また
は（２）に記載の強磁性超微粒子。

（５）気相反応法により製造される上記（２）ないしく
４）のいずれかに記載の強磁性超微粒子。

（６）平均粒径が０．００５〜０．ｉ、ｍである上記（
１）、（２）、（４）および（５）のいずれかに記載の
強磁性超微粒子。

（７）キュリー温度が２００　’Ｃ以下である上記（１
）ないしく６）のいずれかに記載の強磁性超微粒子。

（８）ほぼ球状である上記（１）ないしく７）のいずれ
かに記載の強磁性超微粒子。

（９）少なくともＦｅおよびＣｏを含有する原料粉体を
気相中で蒸発させた後、急冷して、強磁性超微粒子を得
ることを特徴とする強磁性超微粒子の製造方法。

（１０）前記原料粉体が、Ｐを含有する上記（９）に記
載の強磁性超微粒子の製造方法。

（１１）前記気相中にＰが含有される上記（９）または
（１０）に記載の強磁性超微粒子の製造方法。

（１２）前記蒸発が、熱プラズマによる加熱によって行
なわれる上記（９）ないしく１１）のいずれかに記載の
強磁性超微粒子の製造方法。

（１３）前記原料粉体を構成する原料粒子の平均粒径が
、１００　ＩＬｍ以下である上記（９）ないしく１２）
のいずれかに記載の強磁性超微粒子の製造方法。

（１４）上記（１）ないしく８）のいずれかに記載の強
磁性超微粒子が製造される上記（９）ないしく１３）の
いずれかに記載の強磁性超微粒子の製造方法。

（１５）上記（１）ないしく８）のいずれかに記載の強
磁性超微粒子を含有する記録層を有することを特徴とす
る磁気記録媒体。

（１６）上記（１）ないしく８）のいずれかに記載の強
磁性超微粒子を含有する記録層を有することを特徴とす
る熱磁気記録媒体。

〈作用〉 本発明では、原料粉体をプラズマジェット等により加熱
し、融点および沸点の異なる元素あるいはその化合物を
含有する原料粉体を瞬間的に蒸発させる。　次いで急冷
することにより、原料粉体中の原料元素同士を化学的に
反応させ、主としてＦｅ、ＣｏおよびＰから構成され六
方晶Ｆ　ｅ　２　Ｐ構造を主体とする強磁性超微粒子を
得る。

〈具体的構成〉 本発明の強磁性超微粒子（以下、超微粒子と略称する）
は、Ｆｅ、ＣｏおよびＰを主成分として含有し、通常、
六方晶ＦｅｚＰ構造を主体とする。

本発明の超微粒子中におけるこれらの元素の含有量は、
下記の範囲であることが好ましい。

Ｆ　ｅ　／　Ｃｏ　＝　９５　／　５〜７０　／　３０
、より好ましくはＦ　ｅ　／　Ｃｏ　＝　９０　／　１
０〜８０　／　２０である。

Ｆｅに対するＣｏの含有量が上記範囲未満となると、キ
ュリー温度の低下が著しくなるために室温における保磁
力が５００Ｏｅ程度以下まで低下してしまう。　また、
上記範囲を超えると、結晶磁気異方性が小さ（なるため
、やはり保磁力が５００Ｏｅ程度以下まで低下してしま
う。

一方、（Ｆ　ｅ　＋　Ｃｏ　）　／　Ｐ　＝　８５　／
　１５〜６０／４０であり、より好ましくは（Ｆｅ＋Ｃ
ｏ　）　／　Ｐ　＝　８０　／　２０〜６５／３５であ
る。

Ｆｅ＋Ｃｏに対するＰの含有量が上記範囲未満となると
、結晶磁気異方性の増大に寄与するＰの効果が減少し、
保磁力が５００Ｏｅ程度以下となってしまう。

化学量論組成の六方晶ＦｅａＰ構造の場合、理論的なＰ
量は約３３％である。　Ｐの含有量が３０％以下となる
と通常Ｆ　ｅ　２　Ｐ構造を形成しないと考えられるが
、本発明では、３０％以下で１５％までの範囲において
六方晶Ｆ　ｅ　２Ｐ構造を形成できることが大きな特徴
である。

この理由は、後述する方法により高温の気相状態からの
急冷によって微粒子を合成するため、高温下で安定な六
方晶構造がそのまま凍結されるためであると考えられる
。　化学量論組成よりＰ量が少ない場合、Ｐの不足分は
そのまま空孔になっているものと思われるが、あるいは
原料中もしくは反応過程で添加される他の元素、例えば
Ｓｉ、Ｓｎ、Ｂ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ａｊ２、Ｃ
ｒ等がＰ位置に置換した構造となることも考えられる。

また、Ｐ量が化学量論組成を超えた場合、超微粒子中の
Ｐ量は過剰となるが、本発明では少なくとも上記範囲内
であればＸ線回折像に変化は見られず、磁気特性にも悪
影響は生じない。

しかし、Ｐ量が上記範囲を超えた場合、飽和磁化が４０
　ｅｍｕ／ｇ以下に低下するので好ましくない。

本発明の超微粒子中において、Ｆｅ、Ｃ。

およびＰの大部分は、六方晶Ｆ　ｅ　２　Ｐ構造を形成
する。　このため、保磁力が高（、キュリー温度の低い
超微粒子が実現する。　六方晶Ｆｅ２Ｐ構造の存在は、
Ｘ線回折により確認することができる。

なお、磁気特性に支障を生じない限り、超微粒子中には
六方晶Ｆ　ｅ　２　Ｐ構造の他、若干のＦ　ｅ　３Ｐ構
造あるいはａＦｅ構造が存在していてもよい。

このような超微粒子の組成は、プラズマ発光分析、蛍光
Ｘ線分析、その他の化学分析等により測定することがで
きる。

なお、本発明の超微粒子には、上記各元素の他、必要に
応じ、添加元素としてＳｉ、Ｓｎ、Ｂ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｔ
ｉ、Ｍｎ、Ａｊ２、Ｃｒ等が含有されていてもよい。

本発明の超微粒子は、ほぼ球状の粒子であり、この様子
は透過型電子顕微鏡等により確認することができる。

このような超微粒子の平均粒径は、好ましくは０．００
５〜Ｏ，１戸であり、さらに好ましくは０．０１〜０．
０５戸である。

平均粒径が上記範囲未満であると、超常磁性的な振舞い
が著しくなり、保磁力が太き（低下する。　また、上記
範囲を超えると、粒子同士のＭ巣作用が太き（なり、分
散しにくくなるので好ましくない。

後述する本発明の製造方法によれば、このような平均粒
径の超微粒子が、粉砕等の手段を必要とせずに単一のほ
ぼ球状粒子として得られる。　このため、分散性の高い
強磁性超微粒子を、容易に実現することができる。

本発明の製造方法により得られる本発明の超微粒子は、
保磁力を５００Ｏｅ以上、特に８００Ｏｅ以上、さらに
は２０００Ｏｅより大、特に２１００〜４０００Ｏｅと
することができ、飽和磁化を４０　ｅｍｕ／ｇ以上、特
に５０〜８０　ｅｍｕ／ｇとすることができる。

また、本発明の超微粒子のキュリー温度は、８０〜２０
０℃、特に９０〜１６０℃に設定することができる。

本発明によれば、上記のようなＦｅ、ＣｏおよびＰの組
成範囲のすべてにおいて、六方晶Ｆ　ｅ　２　Ｐ構造を
基本とする超微粒子を製造することができるので、主と
して保磁力およびキュリー温度を、目的に応じて上記範
囲内で自由に制御することが可能である。

次に、本発明の製造方法を説明する。

本発明の超微粒子は、気相反応法により製造される。

本発明において用いられる好適な気相反応法は、少なく
ともＦｅおよびＣｏを含有する原料粉体な、気相中で蒸
発させた後、急冷して超微粒子を得るものである。

原料粉体中において、ＦｅおよびＣＯは単体で含有され
ていてもよく、酸化物、リン化物あるいはリン酸塩など
のような化合物の形で含有されていてもよい。　また、
これらの混合物であってもよい。

用いる化合物の種類に特に制限はないが、本発明では、
ＦｅおよびＣｏの酸化物、リン酸鉄等を好適に用いるこ
とができる。

本発明では、Ｐを原料粉体に含有させてもよく、また、
気相中に含有させてもよい。

Ｐが原料粉体に含有される場合、上記と同様に単体で含
有されていてもよく、化合物の形で含有されていてもよ
い。　また、これらの混合物であってもよい。

用いる化合物の種類に特に制限はないが、特に好適に用
いられるＰの化合物は、リン酸アンモニウム、リン酸鉄
、リン酸コバルト、酸化リン等である。

Ｐを気相中に含有させることは、例えば、Ｐの供給源と
なるホスフィン等のリン化水素ガスを反応系内に導入す
ることにより実現できる。

また、原料粉体、中には、Ｆｅ、ＣｏおよびＰの他、上
記したような添加元素、あるいはそれらの合金または化
合物、さらにはこれらの混合物が、添加物として含有さ
れていてもよい。

上記各元素およびこれら添加物は、超微粒子としたとき
所望の含有量となるように、原料粉体中に含有されれば
よい。

また、本発明では、上記したような各元素を含む混合物
として、スクラップ、鉱石、ミルスケール等を用いるこ
ともできる。　このような低コストの原料を用いた場合
でも、本発明によれば磁気特性が良好なほぼ球状の超微
粒子を得ることができる。

上記の各元素が含有される原料粉体を構成する原料粒子
の平均粒径は、１００ｐＲ以下であることが好ましく、
特に１０−以下であることが好ましい。

この程度の平均粒径とすることにより、ＦｅおよびＣｏ
の蒸発効率を高め、また、原料粒子の反応炉内への定量
的な供給を、容易に行なうことができる。

このような原料粒子は、上記の各元素あるいは化合物等
の原料を、ジェットミル、ボールミル等の公知の粉砕手
段により粉砕混合して得ることができる。

また、原料粒子の流動性を向上させるために、公知のバ
インダを用いて顆粒化させてもよい。　なお、顆粒化に
は、スプレードライ等を用いることが好ましい。　用い
るバインダに特に制限はないが、好適なバインダとして
は、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリ
ドン、エチルセルロース等が挙げられる。

本発明では、反応炉内において、上記のような原料粒子
を気相中で加熱し、原料粒子全体を瞬間的に蒸発させた
後、急冷・凝縮させて、超微粒子化する。

この場合、反応系全体は、大気圧以下で、不活性あるい
は還元性雰囲気中にて行なうことが好ましい。

用いる加熱手段としては、原料粒子を瞬間的に蒸発させ
ることができる手段であれば特に制限はないが、本発明
では、熱プラズマ、特にプラズマジェットを用いること
が好ましい。

プラズマジェットを発生させる手段としては、例えば、
ＤＣプラズマが挙げられ、これは、ノズル型の陽極の尖
端部内面とこの陽極内に設けられた陰極尖端との間に直
流アーク放電を発生させ、陽極内に供給されるプラズマ
ガスな超高温に加熱して熱プラズマとし、陽極尖端部の
ノズルからジェットとして噴出させるものである。

また、この他、誘導結合プラズマ（以下、ＩＣＰと略称
する）によるプラズマジェットも好ましく用いられる。

これは、石英管内にガスを流し、この石英管に巻回され
たコイルに高周波電流を流すことにより生じる高周波磁
場によって、プラズマを誘導的に発生させるものである
。

このようなプラズマジェット中に原料粒子を投入するこ
とにより、原料粒子の瞬間的な加熱と、それによる瞬間
的な蒸発が行なわれる。

第１図および第２図に、本発明の超微粒子を製造する装
置の好適例を示す。

第１図および第２図に示す反応炉１は、蒸発部２、冷却
部３および捕集部４を連続して有する。

蒸発部２の炉内には、プラズマジェット発生手段２１に
よりプラズマジェット２１１が噴出される。　プラズマ
ジェット発生手段２１は、第１図ではＤＣプラズマ発生
装置を用いており、第２図ではＩＣＰ発生装置を用いて
いる。

このプラズマジェット２１１中に、原料粉体供給手段２
２からキャリアガスにより原料粉体が投入される。

第１図に示したＤＣプラズマの場合は、超高温のプラズ
マガスの流速が非常に速いため、原料粉体はプラズマの
中心部に達せず、高速で流れる炎の外側で跳ね飛ばされ
易い。　このため、蒸発部の炉の内壁をできるだけプラ
ズマの炎に接近させ、炉内を高温に保持し、かつプラズ
マを乱流状態にして原料粉体の高温下での滞留時間を長
くした方がよい。

このような構成をとるために、蒸発部２の炉内壁面は、
耐熱材２３によって被覆されている。　耐熱材２３の材
質としては、グラファイト、窒化ホウ素、タングステン
、その他の耐熱性合金材料を用いることが好ましい。

耐熱材２３は、さらに、断熱材２４により被覆される。

　断熱材２４の材質としては、繊維状カーボン、アルミ
ナ、ジルコニアなどが好ましい。

これら耐熱材２３および断熱材２４により蒸発部内に熱
が保持される。　なお、この場合、蒸発部２の内壁が、
少なくとも１０００℃以上の高温状態に維持されている
ことが好ましい。

一方、ＩＣＰは、ＤＣプラズマ−に比ベプラズマの炎の
径が大きく、また、ガス流速も遅いこと、さらに、プラ
ズマの中心軸から原料粉体を供給できることなどから、
高温のプラズマ内における原料粉体の滞留時間を長くす
ることができる。　このため、第２図に示す反応炉の内
壁径をより大きくして炉壁の温度を低下させることによ
り、他物質の混入を防ぎながら蒸発反応を有効に進行さ
せることができる。

この場合、第２図に示すように、プラズマジェット発生
手段２１の中心軸上に原料粉体供給手段２２を設置し、
原料をプラズマジェット２１１の中心に直接運び込むこ
とが可能となる。

蒸発部２で原料粉体の蒸発により生じた気体は、キャリ
アガスにより冷却部３に運ばれる。

そして、冷却ガス供給口３１から供給される冷却ガスに
より急冷され、凝縮して目的とする超微粒子１０となる
。　得られた超微粒子１゜は、キャリアガスにより捕集
部４に搬送され、反応炉１外に排出される。

このようにして得られる超微粒子は、鉄やコバルトなど
の金属超微粒子の場合と異なり、粒子同士の融着やチエ
イン状化のないものであり、単分散状態のほぼ球状の粒
子である。

プラズマガス、冷却ガス、原料粉体およびその蒸発ガス
を搬送するキャリアガスとしては、Ａｒ、Ｈ２、Ｈｅ、
Ｎ２　、ＮＨ３，Ｃｏ、各種炭化水素等の１種以上を目
的に応じて適当に選択すればよいが、プラズマガスとし
ては、ＡｒＨ２混合ガス、Ａｒ　　Ｉ’ｌａａ合ガス、
Ｎ２Ｈ２混合ガス等が好ましく、また、冷却ガスとして
は、Ｈ２，Ｎ２あるいはＮ８３等が好ましい。

本発明の磁気記録媒体および熱磁気記録媒体は、上記の
本発明の超微粒子を、磁気記録材料あるいは熱磁気記録
材料として記録層中に含有する。

これらの用途に用いる場合、上記超微粒子は、公知のバ
インダおよびその他の添加剤と混練され、非磁性基体上
に塗布されて、いわゆる塗布型媒体とされる。

〈実施例〉 以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明をさらに詳
細に説明する。

［実施例１］ 酸化鉄粉末、酸化コバルト粉末およびリン酸鉄粉末を粉
砕混合し、さらにスプレードライにより顆粒化し、原料
粒子とした。

この原料粒子から構成される原料粉体を反応炉内に投入
し、プラズマジェットにより蒸発させ、さらに冷却ガス
により急冷・凝縮させて、超微粒子サンプルを作製した
。　原料粒子中のＦ　ｅ　／　Ｃｏおよび（Ｆ　ｅ　＋
　Ｃｏ　）　／　Ｐの原子比、原料粒子の平均粒径、用
いたプラズマガス、プラズマ出力および冷却ガスを、表
１に示す。　なお、プラズマジェットの発生は、サンプ
ルＮ０１４および５ではＤＣプラズマにより、その他の
サンプルではＩＣＰにより行なった。

また、得られたサンプルのＦ　ｅ　／　Ｃｏおよび（Ｆ
ｅ＋ｃｏ）／Ｐの原子比、平均粒径、主な結晶構造、２
５℃における保磁力Ｈｃ、飽和磁化σ□、角型比ＳＱな
らびにキュリー温度Ｔｃを、表１に示す。

なお、Ｆ　ｅ　／　Ｃｏおよび（Ｆｅ十Ｃｏ）／Ｐの原
子比は、プラズマ発光分析により、平均粒径は透過型電
子顕微鏡により、結晶構造はＸ　Ｌ！ｉ１回折により測
定した。　また、保磁力、飽和磁化および角型比は、室
温下で印加磁界１０ｋＯｅにおいてＶＳＭにより測定し
て求めた。

第３図にサンプルＮｏ、１の透過型電子顕微鏡写真を示
す。

第４図に、サンプルＮ００３のＸ線回折チャートを示す
。

また、第５図に、サンプルＮｏ、２．６および９の保磁
力の温度特性を示す。

［実施例２］ 超微粒子サンプルＮｏ、４を含有する磁性層を有する磁
気テープを作製した。

超微粒子　　　　　　　　　４００重量部塩化ビニル酢
酸ビニル樹脂　　５０重量部ウレタン樹脂　　　　　　
　　５０重量部ステアリン酸　　　　　　　　　２重量
部ステアリン酸ブチル　　　　　　２重量部を、メヂル
エヂルケトン３００重坦部ならびにＭＩＢＫおよびトル
エン８２５０重量部に溶解し、十分分散させて磁性塗料
を調製した。

この磁性塗料に硬化剤を添加して厚さ１２胛のポリエス
テルフィルム上にグラビアコート法によって乾燥膜厚３
戸になるように塗布し、表面平滑化処理をした後、６０
℃にて４８時間加熱して途膜な硬化させ、磁気テープサ
ンプルを作製した。

この磁気テープサンプルについて、保磁力Ｈｃおよび飽
和磁束密度Ｂｍを測定した。

この結果、Ｈｃ＝１３００Ｏｅであり、Ｂｍ＝１７２０
Ｇであり、キュリー温度は１４５℃であった。

［実施例３］ 超微粒子サンプルＮｏ、３を含有する記録層を有する磁
気記録ディスクを作製した。

超微粒子　　　　　　　　　１００重量部α−アルミナ
微粒子　　　　　１０重量部エポキシ樹脂　　　　　　
　　３０重量部フェノール樹脂　　　　　　　２０重量
部ビニル樹脂　　　　　　　　　１０重量部を、シクロ
へキサノン３００重量部に溶解し、ボールミル中で２４
時間混練した。

さらに、これにシクロへキサノン２００重量部を添加し
、４８時間混練して磁性塗料を調製した。

得られた磁性塗料を、回転するアルミニウム基板上にス
ピンコードし、２００°Ｃにて２時間加熱・硬化を行な
い、磁性途膜を形成した。

次いで、塗膜厚が０．５痔となるまで研磨を行ない、フ
レオン溶剤中にパーフルオロポリエーテルを１０重量％
溶解した液中に浸漬し、引き上げ速度１５ｍｍ／秒で引
き上げることにより潤滑剤層を形成した。

このようにして得られた磁気ディスクについて、保磁力
Ｈｃおよび飽和磁束密度Ｂｍを測定した。

この結果、Ｈｃ＝１０８０Ｏｅであり、Ｂｍ＝１１９０
Ｇであり、キュリー温度は１４５℃であった。

以上の実施例から、本発明の効果が明らかである。

すなわち、第３図に示されるように、本発明の超微粒子
はきわめて球状度が高く、表面が滑らかである。

また、第４図に示されるように、六方晶Ｆｅ１Ｐ構造を
含有し、表１に示されるように保磁力および飽和磁化が
高い。　そして、化学量論組成に近いサンプルＮｏ、８
では、保磁力が３９００Ｏｅと極めて高い超微粒子が得
られている。　また、表１に示される本発明のサンプル
のうち、化学量論組成に対しＰの含有率が低いサンプル
でも、前記した特公昭３９−５７５７号公報、特公昭３
８−４７５５号公報および特公昭５８−１１０８５号公
報に記載されている（Ｆｅ、Ｃｏ）２　Ｐ金属間化合物
の保磁力と同等以上の保磁力を示している。

さらに、表１および第５図に示されるように、温度増加
に伴なう保磁力の減少は極めてシャープであり、キュリ
ー温度（外挿して保磁力が零になる温度）が２００℃以
下、９０〜１６０℃程度であることがわかる。　この特
徴は、本発明の超微粒子が、磁気記録のみならず、光磁
気記録媒体等の熱磁気記録媒体用としても極めて有用で
あることを示している。　光磁気記録等の熱磁気記録方
式では、媒体上にレーザービームを照射して媒体の一部
を局部的に１５０℃程度まで加熱し、２００Ｏｅ程度以
上の弱磁界で局部加熱部分を磁化反転させて記録する。

　従って、低キユリー温度を有する本発明の超微粒子を
使用した媒体を用いれば、局部加熱部分の保磁力は充分
２００Ｏｅ以下に低下するので、極めて効率よく記録す
ることが可能である。

このように、本発明の超微粒子を含有する記録層を有す
る配録媒体は、キュリー温度が低いことから熱磁気記録
媒体として好適であり、また、通常の磁気記録媒体とし
ても特性が良好である。

〈発明の効果〉 本発明では、原料元素あるいはその化合物を含有する原
料粉体を瞬間的に蒸発させるため、融点および沸点の異
なるＦｅ、Ｃｏ、Ｐ等を同時に蒸発させることができる
。　このため、六方晶Ｆ　ｅ　２　Ｐ構造を主体とする
磁気特性の良好な超微粒子が容易に得られる。

しかも、本発明によれば、Ｆｅ、ＣｏおよびＰの組成比
の広い範囲において六方晶Ｆ　ｅ　２　Ｐ構造を出現さ
せることができる。　このため、Ｆｅ、ＣｏおよびＰの
組成比を変化させることにより、実用的な範囲内で磁気
特性の制御を行なうことが容易であるＪ 本発明の超微粒子はほぼ球状であるため、塗布型の磁気
記録媒体としたときに垂直方向の磁化成分を有効に利用
することができ、短波長記録、すなわち高密度記録に好
適である。　また、塗布による配向性がないので、磁気
ディスク用、特にフロッピーディスク用の記録材料にも
好適である。　さらに、キュリー温度が９０〜１６０℃
程度と低いため、垂直磁化を利用する光磁気記録等の熱
磁気記録にも好適に用いることができる。

そして、本発明の製造方法によれば、このようなほぼ球
状の超微粒子を、きわめて簡易な構成で直接容易に得る
ことができる。　しかも、原料として、スクラップ、鉱
石、ミルスケール等の純度の低い材料を用いることがで
きるため、製造コストが低順となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の超微粒子製造装置の好適例であるＤ
Ｃプラズマを用いる反応炉の概略断面図である。 第２図は、本発明の超微粒子製造装置の好適例であるＩ
ＣＰを用いる反応炉の概略断面図である。 第３図は、粒子構造を示す図面代用写真であって、本発
明の強磁性超微粒子の透過型電子顕微鏡写真である。 第４図は、強磁性超微粒子のＸ線回折チャートである。 第５図は、本発明の強磁性超微粒子の保磁力の温度特性
を示すグラフである。 ２・・・蒸発部 ２１・・・プラズマジェット発生手段 ２１１・・・プラズマジェット ２２・・・原料粉体供給手段 ２３・・・耐熱材 ２４・・・断熱材 ３・・・冷却部 ３１・・・冷却ガス供給口 ４・・・捕集部 特許出願人　ティーデイ−ケイ株式会社符号の説明 １・・・反応炉 １０・・・超微粒子 手続ネ甫正書（自発） １．事件の表示 昭和６３年特許願第３３４１９６号 発明の名称 強磁性超微粒子、その製造方法、 磁気記録媒体および熱磁気記録媒体 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 名　　称　　ティーデイ−ケイ株式会社４代理人 住　　所 〒１１３ 東京都文京区湯島３丁目２３番１号 天神弥栄興産ビル３階 ２Ｓ　８３９−０３６７　　Ｆａｘ、　８３９−０３２
７明細書の「発明の詳細な説明」の欄 ６、補正の内容 （１）明細書第１９ページ第５行のｒＦｅｚ　Ｐ構造」
をｒＦｅ２Ｐ単相構造」に訂正する。 （２）同第１９ページ第７行〜第８行の「六方晶Ｆ　ｅ
　２　Ｐ構造」を「ほぼ六方晶Ｆ　ｅ　２　Ｐ単相構造
」に訂正する。 （３）同第１９ページ第１３行の「不足分」を「格子点
」に訂正する。 （４）同第２０ページ第４行のｒ　４０　ｅｍｕ／ｇ以
下に」を削除する。 （５）同第２２ページ第３行〜第４行の１飽和磁化を４
０　ｅｍｕ／ｇ以上、特に５０〜８０　ｅｍｕ／ｇとす
ることができる。」を「飽和磁化を３５ｅｍｕ／ｇ以上
、特に４０　ｅｍｕ／ｇ以上、さらには５０〜８０　ｅ
ｍｕ／ｇとすることができる。Ｊに訂正する。

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｆｅ、ＣｏおよびＰを含有し、Ｆｅ／Ｃｏ＝９５
   ／５〜７０／３０であり、かつ、（Ｆｅ＋Ｃｏ）／Ｐ＝
   ８５／１５〜６０／４０であって、気相反応法により製
   造されることを特徴とする強磁性超微粒子。
2. （２）Ｆｅ、ＣｏおよびＰを含有し、Ｆｅ／Ｃｏ＝９５
   ／５〜７０／３０であり、かつ、（Ｆｅ＋Ｃｏ）／Ｐ＝
   ８５／１５〜７０／３０であることを特徴とする強磁性
   超微粒子。
3. （３）Ｆｅ、ＣｏおよびＰを含有し、Ｆｅ／Ｃｏ＝９５
   ／５〜７０／３０であり、かつ、（Ｆｅ＋Ｃｏ）／Ｐ＝
   ８５／１５〜６０／４０であって、保磁力が２０００Ｏ
   ｅより大きく、平均粒径が０．００５〜０．１μｍであ
   ることを特徴とする強磁性超微粒子。
4. （４）保磁力が２０００Ｏｅより大きい請求項１または
   ２に記載の強磁性超微粒子。
5. （５）気相反応法により製造される請求項２ないし４の
   いずれかに記載の強磁性超微粒子。
6. （６）平均粒径が０．００５〜０．１μｍである請求項
   １、２、４および５のいずれかに記載の強磁性超微粒子
   。
7. （７）キュリー温度が２００℃以下である請求項１ない
   し６のいずれかに記載の強磁性超微粒子。
8. （８）ほぼ球状である請求項１ないし７のいずれかに記
   載の強磁性超微粒子。
9. （９）少なくともＦｅおよびＣｏを含有する原料粉体を
   気相中で蒸発させた後、急冷して、強磁性超微粒子を得
   ることを特徴とする強磁性超微粒子の製造方法。
10. （１０）前記原料粉体が、Ｐを含有する請求項９に記載
    の強磁性超微粒子の製造方法。
11. （１１）前記気相中にＰが含有される請求項９または１
    ０に記載の強磁性超微粒子の製造方法。
12. （１２）前記蒸発が、熱プラズマによる加熱によって行
    なわれる請求項９ないし１１のいずれかに記載の強磁性
    超微粒子の製造方法。
13. （１３）前記原料粉体を構成する原料粒子の平均粒径が
    、１００μｍ以下である請求項９ないし１２のいずれか
    に記載の強磁性超微粒子の製造方法。
14. （１４）請求項１ないし８のいずれかに記載の強磁性超
    微粒子が製造される請求項９ないし１３のいずれかに記
    載の強磁性超微粒子の製造方法。
15. （１５）請求項１ないし８のいずれかに記載の強磁性超
    微粒子を含有する記録層を有することを特徴とする磁気
    記録媒体。
16. （１６）請求項１ないし８のいずれかに記載の強磁性超
    微粒子を含有する記録層を有することを特徴とする熱磁
    気記録媒体。