(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
形状が真球状であり、単結晶からなるＭｎ系フェライト粒子であり、平均粒径が１〜２０００ｎｍであり、飽和磁化が４５〜９５Ａｍ２／ｋｇであることを特徴とするフェライト粒子。
【請求項２】
金属成分がＭｎ及びＦｅからなり、Ｍｎを１〜２３重量％含有し、Ｆｅを５８〜６５重量％含有する請求項１に記載のフェライト粒子。
【請求項３】
残留磁化が０〜１２Ａｍ２／ｋｇである請求項１又は請求項２のいずれかに記載のフェライト粒子。
【請求項４】
ＢＥＴ比表面積が１〜３０ｍ２／ｇである請求項１〜３のいずれかに記載のフェライト粒子。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のフェライト粒子をフィラーとして含有することを特徴とする樹脂組成物。
【請求項６】
請求項５に記載の樹脂組成物からなることを特徴とする樹脂フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フェライト粒子、該フェライト粒子を含有する樹脂組成物及び該樹脂組成物からなる樹脂フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子機器への配線、ケーブル等に用いられるフレキシブルプリント配線板として、平均粒径が１〜１０μｍの酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミ等のフィラーを含有する樹脂フィルムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような樹脂フィルムは、例えば、樹脂と水系又は溶剤系の溶媒とを含む樹脂組成物にフィラーを分散させた後、フィラーを含有する当該樹脂組成物を基材上に塗布し、溶媒を揮発させ樹脂を硬化させることにより形成される。そして、樹脂フィルム上に銅層等の金属層を積層することによって、金属配線が形成される。このとき、金属層を積層する際には土台として作用する樹脂フィルムが必要である一方、金属層を積層した後には金属配線の形状に応じて不要になった樹脂フィルムを取り除く必要がある。
【０００４】
そこで、樹脂フィルムの除去を簡便且つ効率よく行うために、フィラーとして、酸化ケイ素等に代えてフェライト粒子を用い、樹脂フィルムに対して磁場を印加することによって樹脂フィルムを吸着して除去することが考えられる。
【０００５】
上記フェライト粒子として、例えば、特許文献２に開示された、平均粒径が２０〜５０μｍであり磁化（飽和磁化）が約６０Ａｍ２／ｋｇであるＭｎ−Ｍｇ系フェライト粒子を用いることが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−０７４１３３号公報
【特許文献２】特開２００８−２１６３３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２に開示されたフェライト粒子を樹脂フィルムに用いた場合には、フェライト粒子の樹脂、溶媒又は樹脂組成物に対して十分な分散性を得られなかったり、フェライト粒子によってフィルム表面に凹凸が生じる虞がある。
【０００８】
本発明の課題は、高い飽和磁化を有し、且つ、樹脂、溶媒又は樹脂組成物に対する分散性に優れるフェライト粒子、該フェライト粒子を含有する樹脂組成物及び該樹脂組成物からなる樹脂フィルム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】
【０００９】
本発明者らは、上記のような課題を解決すべく鋭意検討した結果、特定のフェライト組成を有し、且つ、特定の範囲の粒径を有し、真球状であり、単結晶からなるフェライト粒子が上記目的を満足する特性を有することを知見し、本発明に到達した。
【００１０】
すなわち、本発明に係るフェライト粒子は、形状が真球状であり、単結晶からなるＭｎ系フェライト粒子であり、平均粒径が１〜２０００ｎｍであり、飽和磁化が４５〜９５Ａｍ２／ｋｇであることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係るフェライト粒子は、金属成分がＭｎ及びＦｅからなり、Ｍｎを１〜２３重量％含有し、Ｆｅを５８〜６５重量％含有することが好ましい。
【００１２】
また、本発明に係るフェライト粒子は、残留磁化が０〜１２Ａｍ２／ｋｇであることが好ましい。
【００１３】
また、本発明に係るフェライト粒子は、ＢＥＴ比表面積が１〜３０ｍ２／ｇであることが好ましい。
【００１４】
また、本発明に係る樹脂組成物は、上記フェライト粒子をフィラーとして含有することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る樹脂フィルムは、上記樹脂組成物からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るフェライト粒子は、単結晶からなるＭｎ系フェライト粒子であるので、４５〜９５Ａｍ２／ｋｇである高い飽和磁化を得ることができると共に、残留磁化を低くすることができる。また、本発明に係るフェライト粒子は、真球状であって平均粒径が１〜２０００ｎｍであると共に、残留磁化が低いことにより粒子同士の凝集を低減することができるので、樹脂、溶媒又は樹脂組成物に対する優れた分散性を得ることができる。このため、本発明に係るフェライト粒子は、当該フェライト粒子をフィラーとして含有する樹脂フィルムに好適に用いたときに、フェライト粒子の凝集を防ぐことができ、平滑な表面を得ることができる。また、樹脂フィルムに磁場を印加することによって樹脂フィルムを吸着することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、実施例１のフェライト粒子の透過電子顕微鏡写真である。
【図２】図２は、実施例１のフェライト粒子の電子回折像である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
【００１９】
＜本発明に係るフェライト粒子＞
本発明に係るフェライト粒子は、下記に示すように、特定のフェライト組成を有し、且つ、特定の範囲の平均粒径を有し、真球状であることにより、高い飽和磁化を得ることができると共に、樹脂、溶媒又は樹脂組成物に対する優れた分散性を得ることができる。ここでいう樹脂組成物は、１種以上の樹脂と溶媒とからなるものであってもよく、１種以上の樹脂からなるものであってもよい。
【００２０】
ここでいう真球状とは、平均球状率が１〜１．２、好ましくは１〜１．１、更に好ましくは、１に限りなく近い形状をいう。平均球状率が１．２を超えると、フェライト粒子の球状性が損なわれる。
【００２１】
（平均球状率）
球状率は、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２０万倍でフェライト粒子を撮影する。このとき、フェライト粒子を１００粒子以上カウント可能な視野において撮影する。撮影したＳＥＭ画像をスキャナーで読み込み、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）を用いて画像解析を行う。マニュアル測定によって各粒子に対する外接円直径、内接円直径を求め、その比（外接円直径／内接円直径）を球状率とする。２つの直径が同一である、すなわち、真球であれば、この比が１となる。本実施形態では、フェライト粒子１００粒子における球状率の平均値を平均球状率とした。
【００２２】
（平均粒径）
本発明に係るフェライト粒子の平均粒径は１〜２０００ｎｍである。平均粒径が１ｎｍ未満では、表面処理を行ったとしても粒子が凝集してしまい、樹脂、溶媒又は樹脂組成物に対する優れた分散性を得ることができない。一方、平均粒径が２０００ｎｍを超えると、上記分散性を確保できるものの、フェライト粒子を含有する成形体を構成したときに、フェライト粒子の存在によって成形体の表面に凹凸が生じることがある。成形体が電子機器への配線、ケーブル等に用いられるフレキシブルプリント配線板である場合には、その表面に形成される金属配線が上記凹凸によって損傷する虞がある。フェライト粒子の平均粒径は、好ましくは１〜８００ｎｍであり、さらに好ましくは１〜３００ｎｍである。
【００２３】
フェライト粒子の平均粒径は、例えば、平均球状率と同様に、倍率２０万倍で撮影した画像について、マニュアル測定によって水平フェレ径を計測し、その平均値を平均粒径とすることができる。
【００２４】
（結晶形態）
また、本発明に係るフェライト粒子は、その形態が単結晶である。多結晶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内に微細な気孔が生じてしまう。その結果、フェライト粒子を樹脂、溶媒又は樹脂組成物に混合したときに、当該気孔に樹脂組成物等が侵入しようとするため、フェライト粒子と樹脂組成物等とが均一に分散されるまでに長時間を要することがある。また、条件によっては、必要以上の量の樹脂、溶媒又は樹脂組成物を必要とし、コスト的にも不利である。これに対し、単結晶であるフェライト粒子の場合には、このような不都合は解消される。
【００２５】
（組成）
本発明に係るフェライト粒子は、Ｍｎ系フェライト粒子である。上記フェライト粒子は、金属成分がＭｎ及びＦｅからなり、Ｍｎを１〜２３重量％含有し、Ｆｅを５８〜６５重量％含有することが好ましい。この場合、Ｆｅ及びＭｎ以外の金属成分を含まない（但し、不可避的不純物を除く）ことがより好ましい。本発明のフェライト粒子は、Ｍｎ系フェライト粒子であることにより、高い飽和磁化と低い残留磁化とを両立して得ることができる。
【００２６】
Ｍｎの含有量が１重量％未満の場合には、フェライト粒子の残留磁化が大きくなり、フェライト粒子同士が凝集し易くなることがある。その場合、樹脂、溶媒又は樹脂組成物に当該フェライト粒子を均一に分散させるのが困難になる。一方、Ｍｎの含有量が２３重量％超の場合には、フェライト粒子において所望の飽和磁化を得ることができないことがある。
【００２７】
Ｆｅの含有量が５８重量％未満の場合には、フェライト粒子において所望の飽和磁化を得ることができないことがある。一方、Ｆｅの含有量が６５重量％超の場合には、フェライト粒子の残留磁化が大きくなり、フェライト粒子同士が凝集し易くなることがある。その場合、樹脂、溶媒又は樹脂組成物に当該フェライト粒子を均一に分散させるのが困難になる。
【００２８】
これらＦｅ及びＭｎの含有量は、次のように測定することができる。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することにより、フェライト粒子を完全溶解させたフェライト含有溶液を調製する。続いて、当該フェライト含有溶液について、ＩＣＰ分析装置（島津製作所製ＩＣＰＳ−１０００ＩＶ）を用いてＦｅ及びＭｎの含有量を測定する。
【００２９】
（ＢＥＴ比表面積）
本発明に係るフェライト粒子は、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、フェライト粒子を含有する樹脂組成物を構成したときに、粒子表面と樹脂組成物との親和性が不十分となり、粒子表面に存在する樹脂組成物が局所的に盛り上がることがあり、この樹脂組成物を用いて成形体を構成したときに、成形体の表面に凹凸が生じることがある。一方、Ｍｎ及びＦｅから組成されるフェライト粒子は、表面状態が平滑な粒子が生成されることが多く、ＢＥＴ比表面積が３０ｍ２／ｇを超えることはない。フェライト粒子のＢＥＴ比表面積は、５〜２０ｍ２／ｇであることがさらに好ましい。
【００３０】
（飽和磁化）
本発明に係るフェライト粒子は、飽和磁化が４５〜９５Ａｍ２／ｋｇである。飽和磁化を上記範囲とすることにより、所望の性能を得ることができる。飽和磁化が４５Ａｍ２／ｋｇ未満では、所望の性能を得られない。一方、Ｍｎ及びＦｅから組成されるフェライト粒子においては、９５Ａｍ２／ｋｇを超える飽和磁化を実現するのは困難である。
【００３１】
（残留磁化）
本発明に係るフェライト粒子は、飽和磁化が０〜１２Ａｍ２／ｋｇであることが好ましい。残留磁化を上記範囲とすることにより、樹脂、溶媒又は樹脂組成物に対する分散性をより確実に得ることができる。残留磁化が１２Ａｍ２／ｋｇを上回ると、フェライト粒子同士が凝集し易くなることがあり、その場合、樹脂、溶媒又は樹脂組成物に当該フェライト粒子を均一に分散させるのが困難になることがある。
【００３２】
＜フェライト粒子の製造方法＞
次に、上記フェライト粒子の製造方法について説明する。
【００３３】
上記フェライト粒子は、Ｍｎ及びＦｅを含むフェライト原料を大気中で溶射してフェライト化し、続いて急冷凝固した後に、粒径が所定範囲内の粒子のみを回収することにより、製造することができる。
【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、Ｆｅ原料及びＭｎ原料を所望のフェライト組成となるように適量秤量した後、水を加えて粉砕しスラリーを調製する。調製した粉砕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０．５〜１０μｍ程度が好ましい。また、他の例としては、組成が調整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する。
【００３６】
このようにして調製された造粒物を大気中で溶射してフェライト化する。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。
【００３７】
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。また、上記溶射は、温度１０００〜３５００℃で行うことが好ましく、２０００〜３５００℃で行うことがより好ましい。
【００３８】
続いて、溶射によってフェライト化され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って急冷凝固した後に、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。前記捕集は、例えば、急冷凝固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、粒径が上記範囲を超えるフェライト粒子については気流の途中で落下させ、上記範囲の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。
【００３９】
その後、回収し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。なお、サイクロン等で、粒径の大きい粒子を除去することも可能である。
【００４０】
また、得られた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、溶媒又は樹脂組成物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、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重量％であるのが好ましい。
【００４１】
＜本発明に係るフェライト粒子の用途＞
本発明に係るフェライト粒子は、例えば、フレキシブルプリント配線板用の樹脂フィルムに用いることができる。まず、フェライト粒子を、樹脂と水系又は溶剤系の溶媒とを含む樹脂組成物に添加し、撹拌、混合することにより、樹脂組成物中にフェライト粒子を分散させる。続いて、得られたフィラーを含有する樹脂組成物を基材上に塗布し、溶媒を揮発させ樹脂を硬化させることにより、樹脂フィルムを作製することができる。
【００４２】
フェライト粒子は、上記樹脂フィルムにおいて磁性フィラーとして作用する。フェライト粒子は飽和磁化が高く且つ残留磁化が低いので、樹脂フィルム上に金属層を積層して金属配線を形成する際に、磁場を印加することにより、不要となった樹脂フィルムを吸着して除去することができる。
【００４３】
また、本発明に係るフェライト粒子は、フレキシブルプリント配線板用の樹脂フィルムに限定されるものでなく、種々の用途に用いることができる。フェライト粒子をフィラー、特に磁性フィラーと用いてもよく、成型体用原料として用いてもよい。フェライト粒子を成型用原料として用いる場合には、成型、造粒、塗工等を行うことができ、焼成を行ってもよい。
【００４４】
以下、実施例等に基づき本発明を具体的に説明する。
【実施例】
【００４５】
１．フェライト粒子の作製
〔実施例１〕
酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）及び酸化マンガン（ＭｎＯ）をモル比で８０：２０の割合で計量し、混合した。水を加えて粉砕し固形分５０重量％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、分級して平均粒径５μｍの造粒物を作製した。
【００４６】
次に、得られた造粒物をプロパン：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、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。このとき、造粒物を連続的に流動させながら溶射したため、溶射・急冷後の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、フィルターによって捕集されなかった。次に、捕集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。すなわち、得られたフェライト粒子は、最大粒径が２０００ｎｍ以下であった。
【００４７】
〔実施例２〕
本実施例では、酸化鉄及び酸化マンガンをモル比で５０：５０の割合とした以外は、実施例１と同様にしてフェライト粒子を作製した。
【００４８】
〔実施例３〕
本実施例では、酸化鉄及び酸化マンガンをモル比で９０：１０の割合とした以外は、実施例１と同様にしてフェライト粒子を作製した。
【００４９】
〔実施例４〕
本実施例では、実施例１のフェライト粒子を用いて、シランカップリング剤で表面処理されたフェライト粒子を作製した。まず、シランカップリング剤としてのデシルトリメトキシシラン（ＫＢＭ３１０３Ｃ、信越化学株式会社）を含有する酢酸水溶液を調製した。続いて、得られた酢酸水溶液に、実施例１のフェライト粒子を固形分１０重量％となるように添加し、撹拌することにより、フェライト粒子が当該酢酸水溶液中に分散したスラリーを調製した。次に、得られたスラリーに、ｐＨが８になるまでアンモニア水溶液を添加することにより、フェライト粒子をカップリング剤で表面処理した。このとき、表面処理量は、シランカップリング剤換算でフェライト粒子に対して１重量％であった。次に、表面処理されたフェライト粒子を含有するスラリーを１８０℃で６時間熱処理することにより水分を除去した後、サンプルミルで粉砕することにより、シランカップリング剤で表面処理されたフェライト粒子を作製した。
【００５０】
〔比較例１〕
本比較例では、実施例１と同様にして造粒物を得た後に、造粒物を匣鉢に収容し、電気炉で１２００℃、４時間、酸素濃度０体積％の窒素雰囲気下で焼成してフェライト化することにより、匣鉢の形状に即した塊となった焼成物を得た。得られた焼成物を大気中で急冷し、冷却された焼成物を乳鉢で磨砕することによって粉砕し、フェライト粒子を得た。
【００５１】
〔比較例２〕
本比較例では、スプレードライヤーの条件を変更して、平均粒径３９μｍの造粒物を作製した以外は、実施例１と同様にして造粒物を得た。得られた造粒物を用いて、比較例１と同一にして焼成し、得られた焼成物を大気中で急冷した。そして、冷却された焼成物をハンマーミルで解砕し、フェライト粒子を得た。
【００５２】
〔比較例３〕
本比較例では、冷却された粒子を気流に乗せることなく直接捕集した（全て捕集した）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。
【００５３】
〔比較例４〕
本比較例では、酸化鉄及び酸化マンガンをモル比で４０：６０の割合とした以外は、実施例１と同様にしてフェライト粒子を作製した。
【００５４】
〔比較例５〕
本比較例では、酸化鉄及び酸化マンガンをモル比で１００：０の割合とした以外は、実施例１と同様にしてフェライト粒子を作製した。
【００５５】
２．塗膜作成用インクの調製及び樹脂フィルムの作製
実施例１〜４及び比較例１〜５で得られたフェライト粒子をフィラーとして含有する樹脂フィルムを作製するために、まず、次のようにして、当該フェライト粒子を含有する樹脂組成物としての塗膜作成用インクを調製した。
【００５６】
（塗膜作製用インクの調製（水系））
実施例１〜３及び比較例１〜５のフェライト粒子については、Ｎ−メチル−２−ピロリドン及び水を溶媒とするポリイミドワニス（固形分２０重量％）に、フェライト粒子を添加した後、撹拌機を用いて撹拌し混合することにより、塗膜作成用インクを調製した。フェライト粒子の添加量は、ポリイミドに対して３０重量％であった。
【００５７】
（塗膜作製用インクの作製（溶剤系））
実施例４のフェライト粒子については、トルエンを溶媒とするポリプロピレンワニス（固形分２５重量％）に、フェライト粒子を添加した後、撹拌機を用いて撹拌し混合することにより、塗膜作成用インクを調製した。フェライト粒子の添加量は、ポリプロピレンに対して３０重量％であった。
【００５８】
次に、得られた塗膜作成用インクを用い、ベーカー式アプリケーター（ＳＡ−２０１、テスター産業株式会社）によって、基材としてのＰＥＴフィルム或いはガラス板上に塗膜を形成した。塗膜厚さは４ｍｉｌ（１０１．６μｍ）とし、塗膜幅は１０ｃｍとした。その後、溶媒を乾燥させ樹脂を硬化させることにより、樹脂フィルムが得られた。
【００５９】
３．フェライト粒子の評価方法
得られた実施例１〜３及び比較例１〜５のフェライト粒子について、化学分析を行うと共に、粉体特性・磁気特性（形状、結晶形態、平均粒径、ＢＥＴ比表面積、飽和磁化、残留磁化及び炭素含有量）を評価した。化学分析、ＢＥＴ比表面積、磁気特性、抵抗及び炭素含有量の測定方法は下記のとおりであり、その他の測定方法は上述のとおりである。結果を表１に示す。さらに、得られた実施例４のフェライト粒子について炭素含有量を測定した。結果を表２に示す。
【００６０】
（化学分析：Ｆｅ及びＭｎの含有量）
フェライト粒子におけるＦｅ及びＭｎの含有量を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。
【００６１】
（形状）
平均球状率は、上述の方法によって測定した。平均球状率が１．２以下である場合に「真球状」であると判定した。
【００６２】
（結晶形態）
実施例１のフェライト粒子を透過電子顕微鏡写真（倍率１０万倍）によって観察し、得られた透過電子顕微鏡写真から電子回折像を得た。結果を図１及び図２に示す。
【００６３】
（平均粒径）
実施例１〜３のフェライト粒子については、上述した水平フェレ径を平均粒径とし、比較例１〜５のフェライト粒子については、下記の体積平均粒径を平均粒径とした。
【００６４】
（体積平均粒径（マイクロトラック））
体積平均粒径は、マイクロトラック粒度分析計（Ｍｏｄｅｌ９３２０−Ｘ１００、日機装株式会社）を用いて測定した。まず、得られたフェライト粒子１０ｇを、分散媒としての水８０ｍｌと共にビーカーにいれ、分散剤としてのヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液を２〜３滴添加した。次いで、得られた溶液に対して、超音波ホモジナイザー（ＵＨ−１５０、株式会社エスエムテー）によって、出力レベル４で２０秒間発振させることにより、溶液中にフェライト粒子を分散させた。次に、ビーカー中の溶液の表面に生じた泡を取り除いた後、固液分離し、フェライト粒子を回収した。回収したフェライト粒子について体積平均粒径を測定した。
【００６５】
（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。
【００６６】
（磁気特性）
磁気特性の測定は、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、３Ｋ・１０００／４π・Ａ／ｍまで掃引した。次いで、印加磁場を減少させ、記録紙上にヒステリシスカーブを作成した。このカーブにおいて、印加磁場が５Ｋ・１０００／４π・Ａ／ｍであるときの磁化を飽和磁化とすると共に、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た。
【００６７】
（炭素含有量）
炭素含有量の測定は、炭素分析装置（Ｃ−２００、ＬＥＣＯ社）を用いて行った。酸素ガス圧は２．５ｋｇ／ｃｍ２とし、窒素ガス圧は２．８ｋｇ／ｃｍ２とした。まず、フェライト粒子と同程度の炭素含有率であって炭素含有率が明らかな標準試料について、上記装置によって測定した。また、試料自体を全く用いずに測定した（空試験）。そして、得られた測定値から下記式によって換算係数を算出した。
換算係数＝標準試料のはかり取り量（ｇ）／｛（標準試料の測定値）−（空試験での測定値）｝×標準試料の炭素含有率（重量％）／１００
続いて、フェライト粒子について上記装置によって測定し、下記式によって炭素含有量を算出した。
炭素含有量（重量％）＝｛（フェライト粒子の測定値）−（空試験での測定値）｝×換算係数／フェライト粒子のはかり取り量（ｇ）×１００
【００６８】
【表１】
0006547229.tif 000002
【００６９】
【表２】
0006547229.tif 000003
【００７０】
４．塗膜作製用インク及び樹脂フィルムの評価方法
実施例１〜４及び比較例１〜５で得られたフェライト粒子を用いた塗膜作成用インク、及び、当該塗膜作成用インクを用いて形成された樹脂フィルムについて、次のように評価した。結果を表３に示す。
（分散性）
実施例１〜４及び比較例１〜５で得られたフェライト粒子を用いた塗膜作成用インクについて、撹拌の際に均一に分散するまでに要した時間から、フェライト粒子の樹脂組成物に対する分散性を評価した。表３中の各記号の意味は以下のとおりである。尚、均一に分散されたか否かの判定は、目視によって行った。
○：均一に分散するまでの撹拌時間が５分間未満。
△：均一に分散するまでの撹拌時間が５分間以上３０分間未満。
×：均一に分散するまでの撹拌時間が３０分間以上。
【００７１】
（表面平滑性）
上記塗膜作成用インクを用いて形成された樹脂フィルムについて、マイクロメーターを使用して膜厚を測定した。測定は、位置を変えて９回行った。そして、最大膜厚を最小膜厚との差（最大膜厚−最小膜厚）を算出し、その差から樹脂フィルムの表面平滑性を評価した。表３中の各記号の意味は以下のとおりである。
○：最大膜厚−最小膜厚＝１０μｍ以下。
△：最大膜厚−最小膜厚＝１０〜２０μｍ。
×：最大膜厚−最小膜厚＝２０μｍ以上。
【００７２】
（磁気吸着性能）
上記樹脂フィルムについて、飽和磁化を測定することにより磁気吸着性能を評価した。測定は、上述した振動試料型磁気測定装置を用い、フェライト粒子に代えて、１ｍｍ角に裁断された磁気フィルム１００ｍｇをセルに充填し、磁場を１０Ｋ・１０００／４π・Ａ／ｍまで掃引した以外は、上述したフェライト粒子の飽和磁化の測定と同様に行った。飽和磁化の測定値から樹脂フィルムの磁気吸着性能を評価した。表３中の各記号の意味は以下のとおりである。
○：１０．０Ａｍ２/ｋｇ以上。
△：５．０〜１０．０Ａｍ２/ｋｇ。
×：５．０Ａｍ２/ｋｇ未満。
【００７３】
【表３】
0006547229.tif 000004
【００７４】
５．フェライト粒子の評価結果
図２は、電子回折像がスポット状であることを示している。従って、実施例１のフェライト粒子は単結晶であることが明らかである。
【００７５】
また、表１に示すとおり、実施例１〜３のフェライト粒子は、単結晶からなり、形状が真球状であって平均粒径が１〜２０００ｎｍの範囲内であった。また、実施例１〜３のフェライト粒子は、金属成分がＭｎ及びＦｅからなり、Ｍｎの含有量が１〜２３重量％の範囲内であり、Ｆｅの含有量が５８〜６５重量％であるＭｎ系フェライト粒子であった。なお、Ｍｎ及びＦｅ以外の金属成分については検出限界以下であった。また、実施例１〜３のフェライト粒子は、飽和磁化が４５〜９５Ａｍ２／ｋｇの範囲内であり、残留磁化が０〜１２Ａｍ２／ｋｇの範囲内であった。従って、実施例１〜３のフェライト粒子は、高い飽和磁化と低い残留磁化とを両立して備えることが明らかである。
【００７６】
一方、比較例１〜２のフェライト粒子は、実施例１〜３と同様に、Ｍｎの含有量が１〜２３重量％の範囲内であり、Ｆｅの含有量が５８〜６５重量％内であった。しかしながら、比較例１〜２のフェライト粒子は、多結晶からなり、不定形又は粒状であって、平均粒径が２０００ｎｍを上回っていた。
【００７７】
また、比較例３のフェライト粒子は、実施例１〜３と同様に、単結晶からなり、真球状であって、Ｍｎの含有量が１〜２３重量％の範囲内であるＭｎ系フェライト粒子であった。また、比較例３のフェライト粒子は、実施例１〜３と同様に、飽和磁化が４５〜９５Ａｍ２／ｋｇの範囲内であり、残留磁化が０〜１２Ａｍ２／ｋｇの範囲であった。しかしながら、比較例３のフェライト粒子は、平均粒径が２０００ｎｍを上回っていた。
【００７８】
また、比較例４のフェライト粒子は、実施例１〜３と同様に、単結晶からなり、真球状であって平均粒径が２０００ｎｍ以下であった。また、比較例４のフェライト粒子は、金属成分がＭｎ及びＦｅからなり、Ｍｎの含有量が２３．３重量％であるＭｎ系フェライト粒子であった。しかしながら、比較例４のフェライト粒子は、飽和磁化が４５Ａｍ２／ｋｇ未満であり、実施例１〜３よりも低かった。
【００７９】
また、比較例５のフェライト粒子は、実施例１〜３と同様に、単結晶からなり、真球状であって平均粒径が２０００ｎｍ以下であった。比較例５のフェライト粒子は、Ｍｎの含有量が０．３重量％であったが、これは、原料の酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）に含まれる不可避的不純物である。よって、比較例５のフェライト粒子は、実質的にＭｎ系フェライト粒子ではないと考えられる。そして、比較例５のフェライト粒子は、飽和磁化は４５〜９５Ａｍ２／ｋｇの範囲内であるが、残留磁化が１２Ａｍ２／ｋｇを上回っており、実施例１〜３よりも高かった。
【００８０】
すなわち、比較例４〜５のフェライト粒子は、実施例１〜３と同様に、単結晶からなり、真球状であって平均粒径が２０００ｎｍ以下であったものの、高い飽和磁化と低い残留磁化とを両立することができなかった。
【００８１】
また、表２に示すとおり、シランカップリング剤で表面処理された実施例４のフェライト粒子は、表面処理されていない実施例１のフェライト粒子と比較して炭素含有量が増大していることが明らかである。しかしながら、実施例４のフェライト粒子において、炭素含有量が０．０５重量％と微量であることから、シランカップリング剤による表面処理はフェライト粒子の表面のごく薄い領域に限られ、表面処理の前後でフェライト粒子の抵抗が変化しないと考えられる。そのため、表面処理の前後で磁気特性（飽和磁化及び残留磁化）は変化せず、実施例４のフェライト粒子においても、実施例１のフェライト粒子と同様の磁気特性を備えていると考えられる。
【００８２】
６．塗膜作製用インク及び樹脂フィルムの評価結果
表３に示すとおり、実施例１〜４のフェライト粒子は、いずれも、樹脂組成物に対する分散性に優れていた。このため、実施例１〜４のフェライト粒子は、樹脂フィルムを製造する際に優れた生産性を確保することができると考えられる。特に、シランカップリング剤によって表面処理された実施例４のフェライト粒子は、樹脂組成物に含まれる溶媒が溶剤系溶媒（非水系溶媒）であるにもかかわらず、当該樹脂組成物に対する分散性に優れていた。また、実施例１〜４の樹脂フィルムは、樹脂フィルム表面の凹凸が小さく表面平滑性に優れると共に、飽和磁化が大きく磁気吸着性能が良好であった。
【００８３】
一方、比較例１のフェライト粒子は、樹脂組成物に対する分散性が低く、分散するまでに長時間を要した。このため、比較例１のフェライト粒子は、樹脂フィルムを製造する際の生産性が低いと考えられる。また、比較例１の樹脂フィルムは、フィルム表面の凹凸が大きく表面平滑性が劣っていた。これは、比較例１のフェライト粒子は、粒径が約５．６μｍであり実施例１〜３よりも大きいこと、形状が不定形であること、残留磁化が大きいために粒子同士が凝集しやすいことが原因であると考えられる。
【００８４】
比較例２のフェライト粒子は、樹脂組成物に対する分散性が低く、分散するまでに長時間を要した。このため、比較例２のフェライト粒子は、樹脂フィルムを製造する際の生産性が低いと考えられる。また、フェライト粒子の粒径が３７μｍと大きく粒状であるために樹脂フィルムを形成することができず、樹脂フィルムの膜厚及び飽和磁化を測定できなかった。
【００８５】
比較例３のフェライト粒子は、実施例１〜３と比較して、樹脂組成物に対する分散性が低かった。また、比較例３の樹脂フィルムは、フィルム表面の凹凸が大きく表面平滑性が劣っていた。これは、比較例３のフェライト粒子は、粒径が約１２μｍであり実施例１〜３よりも大きいことが原因であると考えられる。
【００８６】
比較例４のフェライト粒子は、実施例１〜３と同様に、樹脂組成物に対する分散性が優れていた。また、比較例４の樹脂フィルムは、実施例１〜３と同様に、フィルム表面の凹凸が小さく表面平滑性が優れていた。しかしながら、比較例４の樹脂フィルムは、飽和磁化が小さく磁気吸着性能が低かった。これは、比較例４のフェライト粒子は飽和磁化が小さいことが原因であると考えられる。
【００８７】
比較例５のフェライト粒子は、樹脂組成物に対する分散性が低く、分散するまでに長時間を要した。このため、比較例５のフェライト粒子は、樹脂フィルムを製造する際の生産性が低いと考えられる。また、比較例５の樹脂フィルムは、十分な表面平滑性を得られなかった。これは、比較例５のフェライト粒子は残留磁化が大きいために粒子同士が凝集しやすいことが原因であると考えられる。
【００８８】
以上から、平均粒径が１〜２０００ｎｍであり、形状が真球状であり、単結晶からなるＭｎ系フェライト粒子であり、飽和磁化が４５〜９５Ａｍ２／ｋｇであるフェライト粒子は、高い飽和磁化と低い残留磁化とを両立して備えると共に、樹脂組成物に対する分散性が高いことが明らかである。また、上記Ｍｎ系フェライト粒子は、樹脂フィルムを構成したときに優れた表面平滑性と優れた磁気吸着性能とを両立して備えることが明らかである。また、上記実施例によって、Ｍｎ系フェライト粒子の樹脂組成物に対する分散性が高いことが明らかになったが、上記Ｍｎ系フェライト粒子は樹脂又は溶媒に対しても優れた分散性を示すと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明に係るフェライト粒子によれば、高い飽和磁化を得ることができると共に、樹脂、溶媒又は樹脂組成物に対する優れた分散性を得ることができる。このため、当該フェライト粒子は、当該フェライト粒子をフィラーとして含有する樹脂組成物を調製し、当該樹脂組成物からなる樹脂フィルム等の成形体を構成したときに、成形体の表面においてフェライト粒子の凝集を防ぎ平滑な表面を得ることができると共に、磁場を印加することによって上記成形体を吸着することができる。また、上記フェライト粒子をフィラーとして含有する樹脂組成物又は当該樹脂組成物からなる上記樹脂フィルムを電子機器への配線、ケーブル等に用いられるフレキシブルプリント配線板として用いることにより、金属配線を形成する工程の中で、不要となった上記樹脂組成物又は上記樹脂フィルムを磁場によって吸着し除去することができるため、簡便且つ効率よく金属配線を形成することができる。また、本発明に係るフェライト粒子は、磁性フィラーや成型体原料として好適に用いることができる。
【図１】
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【図２】
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