(57)【要約】  本発明のＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子は、Ｆｅを４４〜６０質量％、Ｍｎを１０〜１６質量％、Ｚｎを１〜１１質量％含有するＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子であって、当該フェライト粒子は、平均粒径が１〜２０００ｎｍの単結晶体であり、且つ、平均球形度が０．８５以上０．９５未満であって多面体状の粒子形状を備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｆｅを４４〜６０質量％、Ｍｎを１０〜１６質量％、Ｚｎを１〜１１質量％含有するＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子であって、
当該フェライト粒子は、平均粒径が１〜２０００ｎｍの単結晶体であり、且つ、平均球形度が０．８５以上０．９５未満であって多面体状の粒子形状を備えることを特徴とするＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子。
【請求項２】
前記フェライト粒子の飽和磁化が５０〜６５Ａｍ２／ｋｇである請求項１に記載のＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子。
【請求項３】
前記フェライト粒子の平均粒径が５〜１５００ｎｍである請求項１又は請求項２に記載のＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子を含有することを特徴とする樹脂成形体。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子と、軟磁性粉末とを含むことを特徴とする軟磁性混合粉。
【請求項６】
請求項５に記載の軟磁性混合粉を含むことを特徴とする磁芯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト粒子、当該フェライト粒子を含有する樹脂成形体、軟磁性混合粉及び磁芯に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般家庭電気製品、ＯＡ機器、産業機器等の直流電源を必要とする各種電気機器の電源部分にはスイッチング電源が組み込まれている。このスイッチング電源を構成するトランスの磁芯（コア・ヨーク）に使用される磁性材料には、高飽和磁束密度、低保磁力、高透磁率であることが要求される。【０００３】
従来、磁芯材料として、平均粒径が０．１〜３０μｍの単結晶体であり、且つ、粒子形状が球状であるＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト粒子の飽和磁束密度が３８８０〜３９７０ガウスであることや、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト粒子を加圧成形したリングコアの比透磁率μ’が１〜１００ＭＨｚの周波数帯域では３２程度で一定であるが、１００ＭＨｚを超えるにつれて上昇して４００〜５００ＭＨｚの周波数帯域では７０に近い値となることが示されている。【０００４】
そして、軟磁性金属粉末と絶縁体ナノパウダーとが樹脂に分散された軟磁性金属複合体をインダクタに用いる技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２には、軟磁性金属粉末としてＦｅ−Ｓｉ−Ｃｒ系、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｏ系、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系の粉末を用いること、そして、絶縁体ナノパウダーとしてＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２等のセラミックナノパウダーやＮｉＺｎ系、ＮｉＣｕＺｎ系フェライトを用いることが示されている。上記軟磁性金属複合体によれば、軟磁性金属粉末単体の場合と比較して、耐電圧特性を向上させ、透磁率を維持できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】日本国特開２００２−２５８１６号公報
【特許文献２】日本国特開２０１６−９２４０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されたＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子は、球形度が０．９５〜１の範囲であって真球状である。真球状の粒子は粒子表面が強制的に球状化されることにより結晶格子のひずみが大きい。そのため、様々な磁気特性、特に透磁率の周波数依存性に影響を与えるおそれがあるため好ましくない。そして、特許文献２に開示された軟磁性金属複合体は、軟磁性金属粉末単体の場合と比較して透磁率を維持できるとされているが、厳密には透磁率が低下しているため好ましくない。従って、鉄粉、鉄合金粉、フェライト粒子等の軟磁性粉末と共に用いられたときに当該軟磁性粉末単体よりも透磁率を向上できるＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子が望まれる。【０００７】
そこで、本発明の課題は、軟磁性粉末と共に用いられたときに当該軟磁性粉末単体よりも透磁率を向上することができるＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子を提供することである。さらに本発明の課題は、当該Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト粒子を含む樹脂成形体、軟磁性混合粉及び磁芯を提供することである。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の課題は、具体的には下記の手段により達成される。
［１］
Ｆｅを４４〜６０質量％、Ｍｎを１０〜１６質量％、Ｚｎを１〜１１質量％含有するＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子であって、
当該フェライト粒子は、平均粒径が１〜２０００ｎｍの単結晶体であり、且つ、平均球形度が０．８５以上０．９５未満であって多面体状の粒子形状を備えることを特徴とするＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子。
［２］
前記フェライト粒子の飽和磁化が５０〜６５Ａｍ２／ｋｇである［１］に記載のＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子。
［３］
前記フェライト粒子の平均粒径が５〜１５００ｎｍである［１］又は［２］に記載のＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子。
［４］
［１］から［３］のいずれか一項に記載のＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子を含有することを特徴とする樹脂成形体。
［５］
［１］から［３］のいずれか一項に記載のＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子と、軟磁性粉末とを含むことを特徴とする軟磁性混合粉。
［６］
［５］に記載の軟磁性混合粉を含むことを特徴とする磁芯。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子は、軟磁性粉末と共に用いられたときに当該軟磁性粉末単体よりも高い透磁率を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施例１のフェライト粒子のＳＴＥＭ観察による二次電子像の画像である。
【図２Ａ】図２Ａは、実施例１のフェライト粒子のＴＥＭ像（倍率２０万倍）の画像である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、実施例１のフェライト粒子のＴＥＭ像（倍率４０万倍）の画像である。
【図３】図３は、実施例１のフェライト粒子の電子線回折による画像である。
【図４】図４は、実施例１〜２及び比較例１〜３のフェライト粒子の複素透磁率の実部μ´の周波数依存性を示すグラフである。
【図５】図５は、実施例３〜４及び比較例４〜６の軟磁性混合粉の体積抵抗の電界強度依存性を示すグラフである。
【図６】図６は、実施例３〜４及び比較例４〜６の軟磁性混合粉の複素透磁率の実部μ´の周波数依存性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
＜本発明に係るＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子＞
本発明に係るＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子（以下、「本発明のフェライト粒子」ともいう）は、Ｆｅを４４〜６０質量％、Ｍｎを１０〜１６質量％、Ｚｎを１〜１１質量％含有するＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子であって、当該フェライト粒子は、平均粒径が１〜２０００ｎｍの単結晶体であり、且つ、平均球形度が０．８５以上０．９５未満であって多面体状の粒子形状を備えることを特徴とする。本発明に係るＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子によれば、飽和磁束密度が高く、軟磁性粉末と共に用いられたときに当該軟磁性粉末単体よりも高い透磁率を得ることができる。
【００１２】
（組成）
本発明に係るＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子は、Ｆｅを４４〜６０質量％、Ｍｎを１０〜１６質量％、Ｚｎを１〜１１質量％含有する。このため、本発明に係るＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子は、所望の飽和磁束密度と所望の透磁率を得ることができる。
【００１３】
本発明のフェライト粒子におけるＦｅの含有量が４４質量％未満の場合には、所望の透磁率を得られないため好ましくない。一方、Ｆｅの含有量が６０質量％を超えると、組成がマグネタイトに近くなり残留磁化が大きくなってフェライト粒子同士が凝集し易くなるため好ましくない。
本発明のフェライト粒子におけるＦｅの含有量は、好ましくは４５質量％以上であり、更に好ましくは、４５．５質量％以上である。
本発明のフェライト粒子におけるＦｅの含有量は、好ましくは５８質量％以下であり、更に好ましくは、５５質量％以下である。
【００１４】
本発明のフェライト粒子におけるＭｎの含有量が１０質量％未満の場合には、所望の透磁率を得られなくなるおそれがあるため好ましくない。また、残留磁化が大きくなってフェライト粒子同士が凝集し易くなるため好ましくない。一方、Ｍｎの含有量が１６質量％を超える場合には、高い飽和磁束密度を得られなくなるおそれがあるため好ましくない。
本発明のフェライト粒子におけるＭｎの含有量は、好ましくは１１質量％以上であり、更に好ましくは、１２質量％以上である。
本発明のフェライト粒子におけるＭｎの含有量は、好ましくは１５質量％以下であり、更に好ましくは、１４質量％以下である。
【００１５】
本発明のフェライト粒子におけるＺｎの含有量が１質量％未満の場合には、保磁力が大きくなりすぎたり、粒子形状が多面体状でなく球体状に近付くため好ましくない。一方、Ｚｎの含有量が１１質量％を超える場合には、高い飽和磁束密度が得られなくなるため好ましくない。
本発明のフェライト粒子におけるＺｎの含有量は、好ましくは２質量％以上であり、更に好ましくは、３質量％以上である。
本発明のフェライト粒子におけるＺｎの含有量は、好ましくは１０質量％以下であり、更に好ましくは、９質量％以下である。
【００１６】
（平均粒径）
本発明に係るＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子は、平均粒径が１〜２０００ｎｍであり、５〜１５００ｎｍであることが好ましく、１０〜３００ｎｍであることがより好ましい。平均粒径がこの範囲であることにより、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト粒子と軟磁性粉末とを混合して軟磁性混合粉を調製して当該軟磁性混合粉によって磁芯を形成するときに、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト粒子が軟磁性粉末の粒子間の空隙に入り込み、優れた充填性を得ることができる。Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト粒子の平均粒径が１ｎｍ未満では、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト粒子に表面処理を行ったとしても当該粒子が凝集してしまうため好ましくない。一方、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト粒子の平均粒径が２０００ｎｍを超えると、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト粒子が軟磁性粉末の粒子間の空隙に入り込みづらくなって充填性が低下したり、単結晶を得るのが困難になるため好ましくない。
【００１７】
上記フェライト粒子の平均粒径は、次のようにして求めることができる。まず、走査型電子顕微鏡としてのＦＥ−ＳＥＭ（ＳＵ−８０２０、株式会社日立ハイテクノロジーズ）を用いて倍率１０〜２０万倍でフェライト粒子を撮影する。このとき、１視野にフェライト粒子５〜５０粒子が入っていて、フェライト粒子の形状がはっきりと視認できる状態で、複数の視野を撮影する。撮影したＳＥＭ画像を画像解析ソフト（Ｉｍａｇｅ−Ｐｒｏ  ＰＬＵＳ、メディアサイバネティクス（ＭＥＤＩＡ  ＣＹＢＥＲＮＥＴＩＣＳ）社）に読み込ませ画像解析を行う。そして、倍率１０〜２０万倍で撮影した画像から、マニュアル測定によって少なくとも２００粒子以上のフェライト粒子の水平フェレ粒径を計測し、その平均値を「平均粒径」とする。
【００１８】
（結晶形態）
本発明に係るＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子は、その形態が単結晶体である。単結晶体である当該フェライト粒子は、交流磁場により生成された磁壁が粒界面を通過することがないため周波数特性に優れる上に、磁壁の共鳴による透磁率の極大があったとしても低周波側から高周波側までの幅広い帯域においてほぼ一定の透磁率を得ることができる。一方、多結晶体であるフェライト粒子の場合には、焼成による結晶成長の過程で１粒子内の微細構造において結晶粒界が生じる。そして、交流磁場により生成された磁壁が粒界面を通過するときに結晶粒界で磁壁が足止めされ、周波数特性が低下するため好ましくない。
フェライト粒子の結晶形態は、例えば、透過型電子顕微鏡ＨＦ−２１００  Ｃｏｌｄ−ＦＥ−ＴＥＭ（株式会社日立ハイテクノロジーズ製）を用いてフェライト粒子のＴＥＭ像からフェライト粒子の結晶粒界の有無を観察することで測定することができる。
【００１９】
また、フェライト粒子の結晶形態は、例えば、透過型電子顕微鏡ＨＦ−２１００  Ｃｏｌｄ−ＦＥ−ＴＥＭ（株式会社日立ハイテクノロジーズ製）を用いて制限視野電子回折像を撮影することにより観察することができる。
【００２０】
（粒子形状）
本発明に係るＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子は、平均球形度が０．８５以上０．９５未満である多面体状である。当該フェライト粒子は、単結晶体であることを反映して多面体状となる。そのため、平均球形度が０．８５未満である粒子は、組成の偏析により単結晶構造が崩れていることがある。一方、平均球形度が０．９５以上である粒子では、多面体状というよりもむしろ球体状である。球体状である粒子は、粒子表面が強制的に球状化されることで結晶格子のひずみが大きい。その場合、様々な磁気特性に影響を与えるおそれがあるため好ましくない。
【００２１】
本発明に係るＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子は、平均球形度が０．８５以上０．９５未満であるが、この場合は多面体状となる。
なお、多面体状（多面体形状）とは、典型的には１０面体以上であり、１０面体以上１００面体以下が好ましく、１２面体以上７２面体以下がより好ましく、１４面体以上２４面体以下がさらに好ましい。
本発明に係るＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子の形状は、例えば、走査透過電子顕微鏡ＨＤ−２７００  Ｃｓ−ｃｏｒｒｅｃｔｅｄ  ＳＴＥＭ（株式会社日立ハイテクノロジーズ製）を用いて観察することができる。
【００２２】
（平均球形度）
上記フェライト粒子の平均球形度は、Ｗａｄｅｌｌの実用球形度の平均値であり、次のようにして求めることができる。まず、平均粒径と同様に画像解析を行い、少なくとも２００粒子以上のフェライト粒子について、粒子の投影面積に等しい円の直径と、粒子の投影像に外接する最小円の直径とを求める。そして、以下の式（１）によって各粒子の球形度を算出し、その平均値を「平均球形度」とする。
球形度＝（粒子の投影像に外接する最小円の直径）／（粒子の投影面積に等しい円の直径）・・・（１）
【００２３】
（ＢＥＴ比表面積）
上記Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト粒子は、ＢＥＴ比表面積が１〜３０ｍ２／ｇであることが好ましい。ＢＥＴ比表面積が１ｍ２／ｇ未満では粒子が大きいことを意味している。ＢＥＴ比表面積が１以上の場合、当該粒子を樹脂に混合してフィラーとして使用する際に粒子間の空隙が大きくならず、フィラー充填率を高くすることができるため好ましい。一方、本特許記載のＭｎ、Ｚｎ及びＦｅから組成されるフェライト粒子では表面状態が平滑な粒子が生成されることが多いため、通常、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト粒子のＢＥＴ比表面積が３０ｍ２／ｇを超えることはない。
【００２４】
そして、本発明に係るＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子は、上記組成及び上記粒子形態を備えることにより、所定の磁気特性を得ることができる。なお、これらの磁気特性は、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト粒子を粉末の状態で測定したものではなく、セルに充填したり加圧成形した状態で測定したものである。
【００２５】
（飽和磁束密度）
本発明に係るＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子は、４０００〜５０００ガウスの飽和磁束密度を得ることができる。飽和磁束密度が４０００ガウス以上では、当該フェライト粒子を磁芯の構成材料としたときに磁芯の小型化を実現できるため好ましい。飽和磁束密度が５０００ガウスを超えてもよいが、上記組成及び上記粒子形態のＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子において、通常、５０００ガウスを超える飽和磁束密度を実現するのは困難である。
なお、１００００ガウス（Ｇ）＝１テスラ（Ｔ）である。
【００２６】
（飽和磁化）
本発明に係るＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子は、飽和磁化が５０〜６５Ａｍ２／ｋｇであることが好ましい。なお、本明細書において、前記フェライト粒子を所定のセルに充填し、磁気測定装置で５Ｋ・１０００／４π・Ａ／ｍの磁場を印加したときの磁化を「飽和磁化」と称す。飽和磁化が５０Ａｍ２／ｋｇ以上であると、４０００〜５０００ガウスの飽和磁束密度を得られ易くなるため好ましい。飽和磁化が６５Ａｍ２／ｋｇを超えてもよいが、上記組成及び上記粒子形状のＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子において、６５Ａｍ２／ｋｇを超える場合、残留磁化が大きくなりやすく、フェライト粒子の透磁率の周波数特性が悪くなる可能性がある。
【００２７】
（残留磁化）
本発明に係るＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子は、残留磁化が８Ａｍ２／ｋｇ未満であることが好ましい。なお、本明細書において、前記フェライト粒子を所定のセルに充填し磁気測定装置で５Ｋ・１０００／４π・Ａ／ｍの磁場を印加した後に、印加磁場を減少させ、記録紙上にＭ−Ｈヒステリシスループを作成し、このループにおいて印加磁場が０Ｋ・１０００／４π・Ａ／ｍであるときの磁化を「残留磁化」と称す。当該フェライト粒子は、残留磁化が８Ａｍ２／ｋｇ未満であることにより、粒子の凝集を防ぎ優れた分散性を得ることができる。残留磁化が８Ａｍ２／ｋｇ以上であると、粒子が凝集して優れた分散性を得られないため好ましくない。また、当該フェライト粒子を鉄粉などの磁性金属粉と混合したときに当該磁性金属粉に吸着する等して、当該フェライト粒子と当該磁性金属粉とを均一に混合することができないため好ましくない。
【００２８】
（保磁力）
本発明に係るＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子は、保磁力が６０〜８０Ｏｅであることが好ましい。なお、本明細書において、上記Ｍ−Ｈヒステリシスループにおいて残留磁化がある状態から逆向きの外部磁化を印加して磁化がゼロになったときの磁場の大きさを保磁力とした。当該フェライト粒子は、保磁力が６０〜８０Ｏｅと低いために、低損失を実現することができる。平均粒径が１〜２０００ｎｍであるＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子では、通常、保磁力が６０Ｏｅを下回ることはない。保磁力が８０Ｏｅ以下であれば、所望の透磁率を得られ易くなるため好ましい。
なお、１Ａ／ｍ＝４π／１０３Ｏｅである。
【００２９】
（透磁率）
透磁率μは、一般的に複素透磁率μ＝μ’−ｊμ”として表現される（ｊは虚数単位）。複素透磁率の実部μ’は通常の透磁率成分を表し、虚部μ”は損失を表す。本件発明に係るＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子では、縦軸を複素透磁率の実部μ’としてグラフ化したときに、複素透磁率の実部μ’は、低周波数側では一定の値を示すものの、周波数が高くなるにつれて直線的に低下する。そして、複素透磁率の実部μ’は、１〜１００ＭＨｚの周波数帯域だけでなく１００ＭＨｚ〜１ＧＨｚの周波数帯域においても１を上回る一定以上の数値を示す。なお、本件発明に係るＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子の複素透磁率の実部μ’は極大を示す場合と示さない場合があり、実部μ’の極大は磁壁共鳴が起こりやすさに起因すると考えられている。
【００３０】
（Ｆｅ２＋量）
本発明のフェライト粒子において、Ｆｅ２＋量は、０．１質量％以下であることが好ましい。Ｆｅ２＋量を０．１質量％以下とすることで、フェライト粒子の表面にマグネタイトが多く存在しないため好ましい。マグネタイトは、フェライト粒子の電気抵抗を低下させ、且つ、残留磁化を高くする方向に作用する。
フェライト粒子において、Ｆｅ２＋量は、過マンガン酸カリウム溶液による酸化還元滴定によって、測定することができる。酸化還元滴定はＪＩＳ  Ｍ  ８２１３に準じて行うことができ、二クロム酸カリウムの代わりに過マンガン酸カリウムを用いることもできる。
【００３１】
（真密度）
本発明のフェライト粒子の真密度は、樹脂と混合する際、高い充填率を上げることで、樹脂組成物における磁気特性の能力を最大限に発揮させる観点で、４．９ｇ／ｃｍ３〜５．０ｇ／ｃｍ３であることが好ましい。
真密度の測定は、ＪＩＳ  Ｚ  ８８０７：２０１２に準拠して、気体置換法で行うことができる。
【００３２】
本発明のフェライト粒子は、Ｆｅを４４〜６０質量％、Ｍｎを１０〜１６質量％、Ｚｎを１〜１１質量％含有するが、その他の金属成分を含有していても良い。その他の金属成分としては、Ｌｉ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｔｉ，Ａｌ、Ｃｕ等が挙げられる。
本発明のフェライト粒子は、金属成分としてＦｅ、Ｍｎ、Ｚｎ以外の成分を含有していても良いが、金属成分として、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｚｎのみ含有することが好ましい。
【００３３】
＜Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト粒子の製造方法＞
上記Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト粒子は、例えば、次のようにして得ることができる。まず、フェライト原料からなる造粒物を一次焼成した後に、大気中で溶射することにより、一次焼成粉を溶融してフェライト化する。そして、得られたフェライト粒子を急冷凝固させた後、粒径が所定範囲以下のフェライト粒子のみを回収する。以下、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト粒子の製造方法について詳しく説明する。
【００３４】
上記フェライト原料を調製する方法は、特に制限はなく、従来公知の方法が採用することができ、乾式による方法を用いてもよく、湿式による方法を用いてもよい。
【００３５】
フェライト原料（造粒物）の調製方法の一例を挙げると、Ｚｎ原料と、Ｍｎ原料と、Ｆｅ原料とを所望のフェライト組成となるように秤量した後、水を加えて粉砕しスラリーを調製する。調製したスラリーをスプレードライヤーで造粒し、分級して所定粒径の造粒物を調製する。造粒物の粒径は、得られるフェライト粒子の粒径を考慮すると、５〜３０μｍ程度が好ましい。また、他の例としては、組成が調製されたフェライト原料を混合し、乾式粉砕を行い、各原材料を粉砕分散させ、その混合物をグラニュレーターで造粒し、分級して所定粒径の造粒物を調製してもよい。
【００３６】
続いて、このように調製された造粒物を大気中で一次焼成する。一次焼成は、温度８５０〜１２５０℃、２〜６時間保持することにより行い、その後粉砕する。これにより、平均粒径３．５〜２８μｍの一次焼成粉を得る。
【００３７】
次に、得られた一次焼成粉を本焼成してフェライト化する。本焼成は、大気中で溶射することにより行う。溶射温度は、１０００〜３５００℃が好ましく、２０００〜３５００℃がより好ましい。
【００３８】
溶射には、可燃性ガス燃焼炎として燃焼ガスと酸素との混合気体を用いることができ、燃焼ガスと酸素の容量比は１：３．５〜６．０である。可燃性ガス燃焼炎における酸素の割合が燃焼ガスに対して３．５未満では、溶融が不十分となることがあり、酸素の割合が燃焼ガスに対して６．０を超えると、フェライト化が困難となる。例えば燃焼ガス１０Ｎｍ３／ｈｒに対して酸素３５〜６０Ｎｍ３／ｈｒの割合で用いることができる。
【００３９】
上記溶射に用いられる燃焼ガスとしては、プロパンガス、プロピレンガス、アセチレンガス等を用いることができ、特にプロパンガスを好適に用いることができる。また、造粒物を可燃性ガス燃焼中に搬送するために、造粒物搬送ガスとして窒素、酸素又は空気を用いることができる。搬送される造粒物の流速は、２０〜６０ｍ／ｓｅｃが好ましい。
【００４０】
上記溶射によって、一次焼成粉が溶融してフェライト化すると共に、フェライト成分の一部が気化する。より具体的には、一次焼成粉を構成する元素であるＦｅ、Ｍｎ、Ｚｎのいずれの沸点よりもガスフレームの温度が高温であるため、一次焼成粉が高温のガスフレーム中を通過する際に、一次焼成粉の表面においてそれらの元素が気化する。そして、ガスフレーム中を通過した粒子が冷却される過程でそれらの元素が析出することにより、単結晶粒子が生成する。ただし、一次焼成粉はすべて気化するわけではなく、気化しなかった一次焼成粉はガスフレーム中を通過する際に溶融し、表面張力によって球状化され、ガスフレーム通過後に冷却される。そのため、気化しなかった一次焼成粉から生じたフェライト粒子は一次焼成粉に近い粒径を有するのに対し、一次焼成粉から気化した成分から生じたフェライト粒子は、一次焼成粉よりもはるかに小さい粒径を有するものとなる。
【００４１】
続いて、溶射によって生成したフェライト粒子を、大気中で空気給気による気流に乗せて搬送することにより、平均粒径が１〜２０００ｎｍであるフェライト粒子を捕集し回収する。
【００４２】
また、上記捕集は、急冷凝固及び析出したフェライト粒子を空気給気による気流に乗せて搬送し、粒径が大きい粒子は気流搬送の途中で落下する一方、それ以外の粒子は下流まで気流搬送されることを利用し、上記範囲の平均粒径を備えるフェライト粒子を気流の下流側に設けたフィルターによって捕集する方法により行うことができる。
【００４３】
前記気流搬送時の流速を２０〜６０ｍ／ｓｅｃとすることにより、粒径が大きいフェライト粒子を気流搬送の途中で落下させ、気流の下流で上記範囲の平均粒径を備えるフェライト粒子のみを効率よく回収することができる。上記流速が２０ｍ／ｓｅｃ未満では、粒径の小さいフェライト粒子までも気流搬送の途中で落下してしまうため、気流の下流で回収されるフェライト粒子の平均粒径が１ｎｍ未満となるか、或いは、気流の下流で回収されるフェライト粒子の絶対量が少なくなって生産性が低下するため好ましくない。一方、上記流速が６０ｍ／ｓｅｃを超えると、粒径の大きいフェライト粒子までも下流まで気流搬送され、気流の下流で回収されるフェライト粒子の平均粒径が２０００ｎｍを超えることがあるため好ましくない。
【００４４】
その後、回収されたフェライト粒子について、必要に応じて分級を行い、所望の粒径に粒度調整する。分級方法としては、既存の風力分級、メッシュ濾過法、沈降法等を用いることができる。例えば、分級によって粒径が２０００ｎｍを超えるフェライト粒子を除去してもよい。以上により、平均粒径が１〜２０００ｎｍであるＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子を得ることができる。
【００４５】
また、得られたＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子に対して、カップリング剤で表面処理を施すことが好ましい。カップリング剤で表面処理することにより、フェライト粒子の樹脂への分散性をより向上することができる。カップリング剤としては、各種シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤を用いることができ、より好ましくはデシルトリメトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、ｎ−オクチルトリエトキシシランを用いることができる。表面処理量は、フェライト粒子のＢＥＴ比表面積にもよるが、シランカップリング剤換算でフェライト粒子に対して０．０５〜２質量％であるのが好ましい。
【００４６】
＜Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト粒子の用途＞
本発明に係るＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子は、上記磁気性能を備えることから、磁芯（コア、ヨーク）やインダクタ等に好適である。その場合、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト粒子単独で磁芯等を構成してもよく、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト粒子と樹脂とを含む樹脂成形体によって磁芯等を構成してもよく、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト粒子と軟磁性粉末とを含む軟磁性混合粉によって磁芯等を構成してもよい。
本発明は、前記軟磁性混合粉を含む磁芯にも関する。
【００４７】
本件発明に係るＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子と軟磁性粉末とを含む軟磁性混合粉によれば、当該軟磁性粉末単体と比較して、透磁率を高くすることができる上に、電気抵抗を高くすることができる。前記軟磁性混合粉の透磁率は、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト粒子と軟磁性粉末との重量混合比を考慮した透磁率の算術計算値よりも高い値を実現することができる。
【００４８】
前記樹脂成形体を構成する際にＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子と共に用いられる樹脂として、本発明の効果を損なわない範囲であれば特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＬＣＰ樹脂を用いることができる。
樹脂成形体における本発明のＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子の含有量は、樹脂成形体の全量に対して、１０〜９８質量％であることが好ましく、３０〜９８質量％であることがより好ましく、４５〜９８質量％であることが更に好ましい。
【００４９】
前記軟磁性混合粉を構成する際にＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子と共に用いられる軟磁性粉末として、本発明の効果を損なわない範囲であれば特に限定されないが、例えば、金属磁性体である鉄粉、鉄合金粉や、酸化物磁性体であるフェライト粒子を用いることができる。鉄粉、鉄合金粉としては、カルボニル鉄粉、Ｆｅ−Ｓｉ合金粉、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金粉、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ合金粉、Ｆｅ−Ｎｉ合金粉等、種々の鉄粉や鉄合金粉を用いることができる。カルボニル鉄粉は、酸化第二鉄を還元して得られる還元鉄と一酸化炭素を加圧下で加熱反応させて生成された粉末である。フェライト粒子としては、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｃｕ系フェライト、Ｍｇ−Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ−Ｍｇ系フェライト、（本発明のＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子以外の）Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト等を用いることができる。
【００５０】
これらの軟磁性粉末は、例えば平均粒径が２〜２０μｍのものを好適に使用することができる。軟磁性粉末の平均粒径が２μｍ未満の場合には、粒径が本件発明に係るフェライト粒子の粒径と同程度であるために、軟磁性粉末の粒子間の空隙にＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子が入り込みにくなる。そのため、軟磁性粉末の粒子間に空隙が残存することとなり、反磁場の影響が大きくなるため、透磁率向上効果を期待できない。一方、軟磁性粉末の平均粒径が２０μｍを超える場合には、軟磁性粉末の粒子間の空隙が大きいために、その空隙をフェライト粒子によって充填するためにはフェライト粒子を大量に添加する必要がある。
【００５１】
上記軟磁性混合粉におけるＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子と軟磁性粉末との混合比は、５〜５０：９５〜５０（Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト粒子：軟磁性粉末（質量比）が、５〜５０：９５〜５０）とすることが好ましく、７．５〜５０：９２．５〜５０とすることがより好ましく、１０〜３０：９０〜７０とすることが更に好ましい。
軟磁性混合粉におけるＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子の含有量は、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト粒子と軟磁性粉末の合計量に対して、５〜５０質量％であることが好ましく、７．５〜５０質量％であることがより好ましく、１０〜３０質量％であることが更に好ましい。
Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト粒子の含有量が５質量％以上の場合には、電気抵抗を高くする効果が減少しないため好ましい。一方、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト粒子の含有量が５０質量％以下の場合には、透磁率が大きくなり易いため好ましい。
【実施例】
【００５２】
以下、実施例等に基づき本発明を具体的に説明する。
１．フェライト粒子の作製
〔実施例１〕
酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）と酸化マンガン（ＭｎＯ）と酸化亜鉛（ＺｎＯ）とをモル比で５９：３０：１１の割合で計量し、混合した。得られた原料混合物に水を加えて粉砕し固形分５０質量％のスラリーを作製した。作製されたスラリーをスプレードライヤーで造粒し、一次焼成を行い、気流分級機により分級して平均粒径２５μｍの造粒物を作製した。【００５３】
続いて、得られた造粒物を大気中で１１００℃で４時間保持した後に、ハンマーミルにより粉砕することにより、平均粒径２０μｍの一次焼成粉を得た。【００５４】
次に、得られた一次焼成粉をプロパン：酸素＝１０Ｎｍ３／ｈｒ：３５Ｎｍ３／ｈｒの可燃性ガス燃焼炎中に流速約４０ｍ／ｓｅｃの条件で溶射を行うことによりフェライト化した。溶射温度（焼成温度）は２０００℃であった。続いて、空気給気による気流に乗せて搬送することによって大気中で急冷した。造粒物を連続的に流動させながら溶射し急冷したため、得られた粒子は互いに結着することなく独立していた。続いて、冷却された粒子を気流の下流側に設けたバグフィルターによって捕集した。このとき、粒径が大きい粒子は、気流の途中で落下したため、バグフィルターで捕集されなかった。次に、捕集（回収）された粒子について、分級によって粒径が２０００ｎｍを超える粗粉を除去し、フェライト粒子を得た。よって、得られたフェライト粒子のうち粒径が最大である粒子の粒径は２０００ｎｍ以下であった。表１に、造粒物の製造条件及び一次焼成粉の化学分析結果を示す。一次焼成粉の化学分析は、後述するＩＣＰ分析装置によってフェライト粒子の化学分析と同様に行った。【００５５】
〔実施例２〕
本実施例では、酸化鉄と酸化マンガンと酸化亜鉛とをモル比で５２．５：３６．６：１０．９として原料混合物を調製した以外は、実施例１と同様にしてフェライト粒子を作製した。【００５６】
〔比較例１〕
本比較例では、酸化鉄と酸化マンガンと酸化亜鉛とをモル比で５０：３５．５：１４．５として原料混合物を調製した以外は、実施例１と同様にしてフェライト粒子を作製した。【００５７】
〔比較例２〕
本比較例では、酸化亜鉛を添加せずに酸化鉄と酸化マンガンとをモル比で８０：２０として原料混合物を調製した以外は、実施例１と同様にしてフェライト粒子を作製した。【００５８】
〔比較例３〕
本比較例では、酸化マンガン及び酸化亜鉛を添加せず酸化鉄のみを用いて原料混合物を調製した以外は、実施例１と同様にしてフェライト粒子を作製した。【００５９】
２．フェライト粒子の評価
得られた実施例１〜２及び比較例１〜３のフェライト粒子について、化学分析を行うと共に、平均粒径、粒子形状、平均球形度、結晶形態、スピネル相の有無、Ｆｅ２＋量、ＢＥＴ比表面積、真密度及び磁気特性（飽和磁化、残留磁化、保磁力、飽和磁束密度）を測定した。各測定方法は以下のとおりである。結果を表２に示す。【００６０】
（化学分析）
フェライト粒子における金属成分の含有量は、次のようにして測定した。まず、フェライト粒子０．２ｇを秤量し、純水６０ｍＬに１Ｎの塩酸２０ｍＬ及び１Ｎの硝酸２０ｍＬを加えたものを加熱し、フェライト粒子を完全溶解させた水溶液を調製した。得られた水溶液をＩＣＰ分析装置（ＩＣＰＳ−１０００ＩＶ、株式会社島津製作所）にセットし、フェライト粒子における金属成分の含有量を測定した。なお、フェライト粒子の組成比（化学分析結果）は、原料混合物における組成比（計算値）とは一致しない。その理由は、Ｆｅ、Ｍｎ及びＺｎの各元素の飽和蒸気圧が異なるために、一次焼成粒子を溶射してフェライト粒子を生成する過程における各元素の気化速度及び析出速度が異なるからであると考えられる。【００６１】
（平均粒径）
上述した方法によって測定した水平フェレ径を平均粒径とした。【００６２】
（粒子形状）
フェライト粒子の粒子形状は、走査透過電子顕微鏡ＨＤ−２７００  Ｃｓ−ｃｏｒｒｅｃｔｅｄ  ＳＴＥＭ（株式会社日立ハイテクノロジーズ製）を用いて観察した。加速電圧は２００ｋＶとした。図１に、実施例１のフェライト粒子のＳＴＥＭ観察による二次電子像（倍率２０万倍）の画像を示す。【００６３】
（平均球形度）
上述した方法によってフェライト粒子１００粒子について球形度を測定し、その平均値（平均球形度）を算出した。【００６４】
（結晶形態）
フェライト粒子の結晶形態を評価するために、フェライト粒子を、透過型電子顕微鏡ＨＦ−２１００  Ｃｏｌｄ−ＦＥ−ＴＥＭ（株式会社日立ハイテクノロジーズ製）を用いて観察した。加速電圧は２００ｋＶとした。図２Ａ及び図２Ｂに実施例１のフェライト粒子のＴＥＭ像の画像を示す。図２Ａは倍率２０万倍、図２Ｂは倍率４０万倍である。【００６５】
さらに、透過型電子顕微鏡ＨＦ−２１００  Ｃｏｌｄ−ＦＥ−ＴＥＭ（株式会社日立ハイテクノロジーズ製）を用いて制限視野電子回折像を撮影した。図３に実施例１のフェライト粒子の電子線回折像を示す。【００６６】
（スピネル相）
測定装置としてパナリティカル社製「Ｘ’Ｐｅｒｔ  ＰＲＯ  ＭＰＤ」を用いた。Ｘ線源としてＣｏ管球（ＣｏＫα線）を用い、集中型光学系によって０．２°／ｓｅｃの連続スキャンで測定した。高速検出器として「Ｘ’Ｃｅｌａｒａｔｏｒ」を用いた。測定結果は、通常の粉末の結晶構造解析と同様に解析用ソフトウエア「Ｘ’Ｐｅｒｔ  ＨｉｇｈＳｃｏｒｅ」を用いて解析した。解析結果においてスピネル相の存在が確認されたときには「有」と判定し、存在が確認されなかったときには「無」と判定した。なお、スピネル相の存在が確認されたとき、その粒子（粉末）がソフトフェライトであることを意味している。【００６７】
（Ｆｅ２＋量）
過マンガン酸カリウム溶液による酸化還元滴定によって、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト粒子におけるＦｅ２＋の有無を評価した。酸化還元滴定はＪＩＳ  Ｍ  ８２１３に準じて行い、二クロム酸カリウムの代わりに過マンガン酸カリウムを用いた。【００６８】
そして、Ｆｅ２＋量が０．１質量％以下であるときには「無」と判定し、Ｆｅ２＋量が０．１質量％を超える場合には「有」と判定した。Ｆｅ２＋が「有」であるとき、フェライト粒子の表面にマグネタイトが多く存在することを意味している。マグネタイトは、フェライト粒子の電気抵抗を低下させ、且つ、残留磁化を高くする方向に作用する。そのため、Ｆｅ２＋量は「無」であることが好ましい。【００６９】
（ＢＥＴ比表面積）
ＢＥＴ比表面積の測定は、比表面積測定装置（Ｍａｃｓｏｒｂ  ＨＭ  ｍｏｄｅｌ−１２０８、株式会社マウンテック）を用いて行った。まず、得られたフェライト粒子約１０ｇを薬包紙に載せ、真空乾燥機で脱気して真空度が−０．１ＭＰａ以下であることを確認した後に、２００℃で２時間加熱することにより、フェライト粒子の表面に付着している水分を除去した。続いて、水分が除去されたフェライト粒子を当該装置専用の標準サンプルセルに約０．５〜４ｇ入れ、精密天秤で正確に秤量した。続いて、秤量したフェライト粒子を当該装置の測定ポートにセットして測定した。測定は１点法で行った。測定雰囲気は、温度１０〜３０℃、相対湿度２０〜８０％（結露なし）であった。【００７０】
（真密度）
真密度の測定は、ＪＩＳ  Ｚ  ８８０７：２０１２に準拠して、ピクノメーターを用いて行った。溶媒としてメタノールを用い、温度２５℃にて測定を行った。【００７１】
（磁気特性）
磁気特性（飽和磁化、残留磁化、保磁力及び飽和磁束密度）の測定は、振動試料型磁気測定装置（ＶＳＭ−Ｃ７−１０Ａ、東英工業株式会社）を用いて行った。まず、得られたフェライト粒子を内径５ｍｍ、高さ２ｍｍのセルに充填し、上記装置にセットした。上記装置において、磁場を印加し、５Ｋ・１０００／４π・Ａ／ｍまで掃引した。次いで、印加磁場を減少させ、記録紙上に、磁化Ｍと磁場Ｈとの関係を表すＭ−Ｈヒステリシスループを作成した。このループにおいて、印加磁場が５Ｋ・１０００／４π・Ａ／ｍであるときの磁化を飽和磁化とし、印加磁場が０Ｋ・１０００／４π・Ａ／ｍであるときの磁化を残留磁化とし、残留磁化がある状態から逆向きの外部磁化を印加して磁化がゼロになったときの磁場の大きさを保磁力とした。また、印加磁場が５Ｋ・１０００／４π・Ａ／ｍであるときの磁束密度を飽和磁束密度とした。【００７２】
（フェライト粒子の透磁率）
実施例１〜２及び比較例１〜３のフェライト粒子について、以下のようにして透磁率を測定した。透磁率の測定は、アジレントテクノロジー社製Ｅ４９９１Ａ型ＲＦインピーダンス／マテリアル・アナライザ  １６４５４Ａ磁性材料測定電極を用いて行った。まず、実施例１〜２及び比較例１〜３のフェライト粒子４．５ｇとフッ素系粉末樹脂（ＫＹＮＡＲ（登録商標）３０１Ｆ、平均粒径０．５μｍ）０．５ｇとを１００ｃｃのポリエチレン製容器に収容し、１００ｒｐｍのボールミルで３０分間撹拌して混合した。撹拌終了後、得られた混合物０．８ｇ程度を、内径４．５ｍｍ、外径１３ｍｍのダイスに充填し、プレス機で４０ＭＰａの圧力で１分間加圧した。得られた成形体を熱風乾燥機によって温度１４０℃で２時間加熱硬化させることにより、測定用サンプルを得た。そして、測定用サンプルを測定装置にセットする共に、事前に測定しておいた測定用サンプルの外径、内径、高さを測定装置に入力した。測定は、振幅１００ｍＶとし、周波数１ＭＨｚ〜３ＧＨｚの範囲を対数スケールで掃引し、透磁率（複素透磁率の実部μ’）を測定した。但し、周波数２ＧＨｚを超える周波数帯域では測定冶具の影響が大きいために、測定結果は得られたが信頼できるものではないので考慮しないこととする。得られたグラフを図４に示す。【００７３】
次に、実施例１〜２のＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子を軟磁性粉末に混合した実施例３〜４の軟磁性混合粉について、体積抵抗及び透磁率を評価した。結果を表３及び図５〜６に示す。【００７４】
（体積抵抗）
体積抵抗の測定は次のように行った。まず、実施例１〜２のＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子と軟磁性粉末とを１００ｃｃのポリエチレン製容器に収容し、１００ｒｐｍのボールミルで３０分間撹拌して混合することにより実施例３〜４の軟磁性混合粉を調製した。前記軟磁性粉末としては、平均粒径３．５μｍの鉄粉（カルボニル鉄粉）を用いた。【００７５】
そして、実施例３の軟磁性混合粉は、実施例１のフェライト粒子と鉄粉とを１０：９０の質量比で混合することにより調製したものであり、実施例４の軟磁性混合粉は、実施例１のフェライト粒子に代えて実施例２のフェライト粒子を用いたものである。また、比較例４〜６の軟磁性混合粉を用意した。比較例４の軟磁性混合粉は、フェライト粒子を全く用いずに鉄粉のみを用いたものであり、比較例５の軟磁性混合粉は実施例１のフェライト粒子に代えて平均粒径２００ｎｍのＴｉＯ２粒子を用いたものであり、比較例６の軟磁性混合粉は平均粒径１２ｎｍ（一次粒子径）のＳｉＯ２粒子を用いたものである。【００７６】
続いて、得られた実施例３〜４及び比較例４〜６の軟磁性混合粉を、断面積が１．７７ｃｍ２のフッ素樹脂製のシリンダーに１ｋｇの分銅を乗せた状態で高さ４ｍｍとなるように充填することにより測定用サンプルを作製した。測定用サンプルの両端に電極を取り付けた後、ケースレー社製６５１７Ａ型絶縁抵抗測定器を用いて、上記電極に測定電圧を０〜１０００Ｖの範囲で印加し、印加後１０秒間が経過した時点の電流値を測定した。そして、治具の断面積、測定用サンプルの高さ、印加電圧、電流値から体積抵抗を算出した。結果を図５及び表３に示す。なお、比較例４〜５の軟磁性混合粉は、電気抵抗が過度に低かったため、体積抵抗を算出できなかった。【００７７】
（透磁率）
ここでは、フェライト粒子４．５ｇに代えて、実施例３〜４及び比較例４〜６の軟磁性混合粉４．５ｇを用いたこと以外は、上記フェライト粒子の透磁率の測定方法と同様にして、軟磁性混合粉の透磁率を測定した。さらに、実施例１〜２のフェライト粒子、鉄粉、ＴｉＯ２粒子及びＳｉＯ２粒子の周波数１０ＭＨｚにおける透磁率（複素透磁率の実部μ’）の実測値を基に、実施例３〜４及び比較例４〜６の軟磁性混合粉について、１０ＭＨｚにおける透磁率の算術計算値を算出した。結果を図６及び表３に示す。【００７８】
【表１】
2019065923.tif 000003
【００７９】
【表２】
2019065923.tif 000004
【００８０】
【表３】
2019065923.tif 000005
【００８１】
３．フェライト粒子の評価結果
図１及び図２Ａから、実施例１のフェライト粒子は多面体状の粒子形状を備えることが分かる。図２Ｂから、フェライト粒子の内部に結晶粒界が観察されないことから、実施例１のフェライト粒子は単結晶体であることが分かる。また、図３からも、実施例１のフェライト粒子は単結晶体であることが分かる。そして、実施例２のフェライト粒子について、実施例１と同様に観察したところ、実施例１のフェライト粒子と同様の粒子形状及び結晶形態を備えることが判明した。【００８２】
そして、表２に示すように、実施例１〜２のフェライト粒子は、特許文献１に開示されたＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子と比較して高い飽和磁束密度を備えている。【００８３】
一方、比較例１のフェライト粒子は、Ｆｅ含有量が４４質量％未満、Ｚｎ含有量が１１質量％を超えており、実施例１〜２のフェライト粒子と比較して、Ｆｅ含有量が少なく且つＺｎ含有量が多い。そして、比較例１のフェライト粒子は、実施例１及び実施例２のフェライト粒子と比較して、飽和磁化及び飽和磁束密度が低い。【００８４】
比較例２のフェライト粒子は、Ｆｅ及びＭｎを含むがＺｎを含有しておらず、比較例３のフェライト粒子はＦｅを含むが実質的にＭｎ及びＺｎを含有していない。なお、比較例３のフェライト粒子に含まれるＭｎは、原料である酸化鉄に含まれる不純物に由来する不可避的不純物である考えられる。そして、比較例２〜３のフェライト粒子は、実施例１〜２のフェライト粒子と比較して、飽和磁化及び飽和磁束密度は高いものの保磁力が高いため、磁芯やインダクタとしての用途には不向きであると考えられる。【００８５】
そして、図４に示すように、実施例１〜２のフェライト粒子の透磁率（複素透磁率の実部μ’）は、１〜１００ＭＨｚの周波数帯域で５．５〜６．５であって、２００〜３００ＭＨｚの周波数帯域で６〜７のピークとなり、３００ＭＨｚを超えると徐々に低下していき、１ＧＨｚでも３程度である。このことから、実施例１〜２のフェライト粒子は、特許文献１に開示されたＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子と比較して、透磁率の周波数変動を小さくすることができることが分かる。そして、実施例１〜２のフェライト粒子は、比較例１、３のフェライト粒子と比較して、高い透磁率を得ることができる。【００８６】
さらに、図５及び表３に示すように、実施例１〜２のフェライト粒子と軟磁性粉末とを含む実施例３〜４の軟磁性混合粉は、比較例４の軟磁性混合粉としての軟磁性粉末単体と比較して、体積抵抗を高くすることができる。【００８７】
そして、図６及び表３に示すように、実施例１〜２のフェライト粒子と鉄粉とを含む実施例３〜４の軟磁性混合粉は、比較例４の軟磁性粉末単体と比較して、透磁率（複素透磁率の実部μ’）を高くすることができ、その実測値は算術計算値よりも高い。これに対し、特許文献２に開示された軟磁性金属複合体（軟磁性混合粉）は、軟磁性金属粉末（軟磁性粉末）と絶縁体ナノパウダーとしてのＮｉＺｎ系フェライトナノパウダーを含むものであって、軟磁性金属粉末単体と比較して、透磁率が低下している。よって、実施例１〜２のＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子は、特許文献２に絶縁体ナノパウダーとして開示されたＮｉＺｎ系フェライトやＮｉＣｕＺｎ系フェライトとは異なり、軟磁性粉末と共に用いたときに、軟磁性粉末単体よりも透磁率を向上することができることが分かる。【００８８】
さらに、図５〜６から、ＴｉＯ２粒子と鉄粉とを含む比較例５の軟磁性混合粉は、実施例３〜４の軟磁性混合粉と比較して、体積抵抗が低く、透磁率も低い。ＳｉＯ２粒子と鉄粉とを含む比較例６の軟磁性混合粉は、実施例３〜４の軟磁性混合粉と比較して、体積抵抗は大幅に高いものの、透磁率が低い。このことから、軟磁性粉末と組み合わせる粉体としては、ＴｉＯ２粒子やＳｉＯ２粒子よりも実施例１〜２のフェライト粒子が好ましく、体積抵抗を高くし、且つ、透磁率を高くする効果に優れることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明に係るＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子は、高飽和磁束密度である上に、軟磁性粉末と混合されて軟磁性混合粉として用いられたときに、軟磁性粉末単体よりも高い透磁率を得ることができる。そのため、当該フェライト粒子は、磁芯、インダクタ等の用途に好適である。【００９０】
さらに、本発明に係るＭｎ−Ｚｎ系フェライト粒子は、粒径が小さく、かつ、残留磁化、及び、保磁力が小さいため、当該フェライト粒子を樹脂溶液や分散媒中に分散させたときに凝集しにくいという利点がある。そのため、当該フェライト粒子は、磁性インクや、当該磁性インクを用いた成型方法、回路パターン形成方法に好適に用いることができる。【００９１】
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本出願は、２０１７年９月２９日出願の日本特許出願（特願２０１７−１９００７１）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【図１】
2019065923.tif 000006
【図２Ａ】
2019065923.tif 000007
【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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2019065923.tif 000014
2019065923.tif 000015
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