JP2014216034A - 磁気記録用磁性粒子およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
更に本発明は、前記製造方法により得られた磁気記録用磁性粒子に関する。
そこで本発明者は更に検討を重ね、加熱を伴う保磁力低減処理を行う前に、磁性粒子にガラス成分を被着させることにより、上記加熱時の磁性粒子の焼結を防止することによって、磁性粒子の微粒子化と保磁力調整(保磁力低減)の両立が可能となることを新たに見出し、本発明を完成させた。
なお従来、ガラス成分の一種であるシリカを焼結防止剤として用いることが、例えば特開2008−277726号公報などに提案されていた。同公報をはじめとする従来の技術では、粒子を焼結防止剤により完全に覆うことが求められていた。しかし、磁性粒子表面をガラス成分によって完全に被覆した場合、ガラス成分被着後に行われる保磁力低減処理の作用を磁性粒子に及ぼすことは容易ではない。その結果、磁性粒子の保磁力を低下させることが困難になるか、またはできなくなってしまう場合がある。
そこで本発明の好ましい態様では、保磁力低減処理を妨げない程度に磁性粒子にガラス成分を被着させる。即ち、磁性粒子の全表面をガラス成分により完全に被覆せず、ガラス成分を磁性粒子の表面に部分的に、例えば海島状(磁性粒子表面(海)の上に複数の島状にガラス成分が被着している状態)に、被着させる。その結果、原料磁性粒子に対して保磁力が低減された磁性粒子を容易に得ることができるのである。そしてこうして得られた磁性粒子は、ガラス成分の被着なしで加熱を伴う保磁力低減処理を施し得られた磁性粒子に対して、微粒子化が達成されたものとなる。これは、ガラス成分の存在により保磁力低減処理時の加熱における粒子の焼結が防止された結果である。
[1]原料磁性粒子にガラス成分を被着させるガラス成分被着処理を施すこと、および、
前記ガラス成分被着処理後の磁性粒子に、加熱を伴う保磁力低減処理を施すことにより、前記原料磁性粒子よりも低い保磁力を有する磁性粒子を得ること、
を含む磁気記録用磁性粒子の製造方法。
[2]前記ガラス成分被着処理において、原料磁性粒子表面をガラス成分により部分的に被覆する[1]に記載の磁気記録用磁性粒子の製造方法。
[3]前記原料磁性粒子は、フェライト磁性粒子である[1]または[2]に記載の磁気記録用磁性粒子の製造方法。
[4]前記ガラス成分は、ケイ素化合物の加水分解物である、[1]〜[3]のいずれかに記載の磁気記録用磁性粒子の製造方法。
[5]前記ケイ素化合物は、アルコキシシランである、[4]に記載の磁気記録用磁性粒子の製造方法。
[6]前記原料磁性粒子を含む溶液に前記ガラス成分の前駆体を添加し撹拌することにより、該前駆体の加水分解物であるガラス成分を前記原料磁性粒子に被着させることを含む、[1]〜[5]のいずれかに記載の磁気記録用磁性粒子の製造方法。
[7]前記保磁力低減処理後の磁性粒子表面からガラス成分を除去する工程を更に含む、[1]〜[6]のいずれかに記載の磁気記録用磁性粒子の製造方法。
[8]前記ガラス成分を、アルカリにより溶解除去する、[7]に記載の磁気記録用磁性粒子の製造方法。
[9]前記保磁力低減処理を、前記ガラス成分被着処理後の磁性粒子を還元性雰囲気中で加熱処理することにより行う、[1]〜[8]のいずれかに記載の磁気記録用磁性粒子の製造方法。
[10]前記還元性雰囲気は、水素ガスおよび炭化水素ガスからなる群から選ばれる還元性ガスを含む、[9]に記載の磁気記録用磁性粒子の製造方法。
[11]前記加熱処理前に、前記ガラス成分被着処理後の磁性粒子表面に遷移金属塩を被着させることを更に含む、[9]または[10]に記載の磁気記録用磁性粒子の製造方法。
[12]前記保磁力低減処理を、前記ガラス成分被着処理後の磁性粒子表面に遷移金属含有有機化合物を付着させた後、該化合物を熱分解することにより行う、[1]〜[8]のいずれかに記載の磁気記録用磁性粒子の製造方法。
[13]前記熱分解を気相熱分解により行う、[12]に記載の磁気記録用磁性粒子の製造方法。
[14]前記遷移金属含有有機化合物は、アセチルアセトナート化合物を配位子とする遷移金属錯体である、[12]または[13]に記載の磁気記録用磁性粒子の製造方法。
[15]前記原料磁性粒子は、六方晶フェライト粒子である、[1]〜[14]のいずれかに記載の磁気記録用磁性粒子の製造方法。
[16]前記原料磁性粒子は、ε−酸化鉄粒子である、[1]〜[14]のいずれかに記載の磁気記録用磁性粒子の製造方法。
[17][1]〜[16]のいずれかに記載の製造方法により得られた磁気記録用磁性粒子。
前述の通り、上記工程を経て磁性粒子を製造することにより、原料磁性粒子に対して保磁力が低減された、微粒子の磁気記録用磁性粒子を得ることが可能となる。
以下、本発明の磁性粒子の製造方法について、更に詳細に説明する。
原料磁性粒子としては、磁気記録用途に用いられる各種磁性粒子を用いることができる。中でも、高密度記録化のために微粒子化しても高い熱的安定性を示すことができる高い結晶磁気異方性を有する磁性粒子(異方性定数Kuの高い高Ku磁性粒子)を用いることが好ましい。そのような磁性粒子としては、FePt等の貴金属、NdFeB等の希土類、Fe16N2のような窒化物、および六方晶フェライト、ε−酸化鉄等のフェライト磁性粒子を挙げることができる。
ただし、高Ku磁性粒子は保磁力が高く情報の書き込みが困難であり記録性に劣る点が課題である。これに対し、本発明によれば、原料磁性粒子よりも保磁力の低い磁性粒子を得ることができるため、上記磁性粒子の記録性の改善が可能である。
日立製透過型電子顕微鏡H−9000型を用いて粒子を撮影倍率100000倍で撮影し、総倍率500000倍になるように印画紙にプリントして粒子写真を得る。粒子写真から目的の粒子を選びデジタイザーで粒子の輪郭をトレースしカールツァイス製画像解析ソフトKS−400で粒子のサイズを測定する。粒子が集合した粉体については、500個の粒子のサイズを測定し、それら粒子サイズの平均値を粒子サイズ(平均粒子サイズ)とする。
また、該粉体の平均粉体サイズは、上記粉体サイズの算術平均であり、500個の一次粒子について上記の如く測定を実施して求めたものである。一次粒子とは、凝集のない独立した粉体をいう。
そして、粉体の形状が特定の場合、例えば、上記粉体サイズの定義(1)の場合は、平均粉体サイズを平均長軸長と言い、同定義(2)の場合は平均粉体サイズを平均板径と言い、(最大長径/厚さ乃至高さ)の算術平均を平均板状比という。同定義(3)の場合は平均粉体サイズを平均直径(平均粒径、平均粒子径ともいう)という。
形状異方性は(2)、(3)、(1)の順に大きくなる。磁化容易軸を面内に配向させる場合には形状異方性を単純に大きくできる方を選択することが、微粒子化の観点から好ましい。一方、垂直記録用に磁化容易軸を面に対し垂直に配向する場合には、塗布等の流動配向の観点を加味すべきであるため、(2)、(1)、(3)の順に好ましくなっていく。一方、後述するε−酸化鉄は、熱的安定性の観点から、(3)の形態をとることが好ましく、球形をとることがより好ましい。
原料磁性粒子へのガラス成分の被着は、乾式法により行ってもよく、湿式法により行ってもよい。ガラス成分の被着処理の容易性の観点からは、湿式法により行うことが好ましく、共沈法または逆ミセル法によりフェライト磁性粒子を得る工程において、磁性粒子にガラス成分を被着させることが、より好ましい。
以下、フェライト磁性粒子である六方晶フェライト、ε−酸化鉄のそれぞれについて、湿式でガラス成分を被着させる方法の具体的態様について、説明する。
共沈法では、フェライトを構成するために必要な金属元素(鉄、アルカリ土類金属、Co等)の水溶性塩および必要に応じて保磁力制御用の元素(Ti、Zn等)の水溶性塩を水に溶解した水溶液とアルカリ水溶液とを混合し、鉄塩とアルカリ土類金属塩(および任意に含まれる上記元素の塩)を共沈させる。
一方、逆ミセル法では、フェライトを構成するために必要な金属元素の塩を溶解した水溶液に、界面活性剤および水と混ざり合わない有機溶媒を添加しW/Oエマルジョンを形成し、これにアルカリを加えて沈殿させることにより、鉄塩とアルカリ土類金属塩との共沈物を得る。逆ミセル法では、例えば界面活性剤と水との混合比により、共沈物の粒子サイズをコントロールすることができる。
上記水溶性塩としては、硝酸塩、塩化物等を挙げることができ、アルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、等を挙げることができる。
共沈法、逆ミセル法はいずれも六方晶フェライトの製造方法として公知であり、本発明でも公知技術により、鉄塩およびアルカリ土類金属塩を含む粒子(共沈物)を得ることができる。粒子中に含まれる鉄塩およびアルカリ土類金属塩の種類は、使用した水溶性塩の種類により定まるものである。例えば硝酸鉄(III)およびアルカリ土類金属の硝酸塩を使用することにより、鉄塩として水酸化鉄を、アルカリ土類金属塩として炭酸塩を含む共沈物を得ることができる。なおアルカリ土類金属としてバリウムを使用することによりバリウムフェライトを、ストロンチウムを使用することによりストロンチウムフェライトを、カルシウムを使用することによりカルシウムフェライトを得ることができる。
後述するように本発明では粒子にガラス成分を被着させる。アルカリ土類金属はガラスに取込まれやすいため、ここでは化学両論組成以上の量、例えば化学両論組成の1倍〜5倍の量のアルカリ土類金属を加えることが好ましく、化学両論組成の1.5倍〜4倍の量のアルカリ土類金属を加えることがより好ましい。
共沈法の詳細については、例えば特開2010−1171号公報段落[0043]〜[0050]および実施例1〜5、特開平4−32005号公報第4欄37行目〜第6欄31行目および実施例、逆ミセル法については特開平3−204909号公報の2頁左下欄3行目〜3頁左下欄12行目の記載および実施例、特開2007−91517号公報段落[0011]〜[0024]、[0027]〜[0030]および実施例、の記載を参照できる。
例えば、水酸化鉄と炭酸バリウムを含む粒子を焼成することによりバリウムフェライト磁性粒子を得ることができる。焼成中には、Fe(OH)2が酸化されFeOが生成し、BaCO3が分解しBaOとCO2が生成し、生成されたFeOとBaOによりバリウムフェライトが合成される。ただし、六方晶フェライトの合成において、粒子が完全にガラス成分に覆われた状態では、生成したCO2は反応系内に留まってしまう。これによりBaCO3からBaOを生成する反応の進行が妨げられることが、ヘマタイトの生成が優位に進行する理由と考えられる。他の鉄塩およびアルカリ土類金属塩を含む粒子を焼成する場合も同様に、アルカリ土類金属塩の分解反応の進行が妨げられることが、フェライト形成が妨げられる理由と推察される。また、六方晶フェライトの合成には酸素分圧依存性があることが知られており、粒子をガラス成分で完全に覆った場合、酸素が供給されなくなり、六方晶フェライトの合成が阻害されると推察される。
したがって本作製例では、X線回折による分析において主成分として六方晶フェライトが検出される焼成物を得られる量のガラス成分により、粒子表面を被着する。粒子の一部が未被着の状態となるようにガラス成分を粒子に被着させれば、例えば先に例示した反応系では、生成したCO2が未被着部分から反応系外に出るため、BaCO3からBaOを生成する反応の進行が妨げられることなく、その結果、X線回折による分析において主成分として六方晶フェライトが検出される焼成物を得ることができる。例えば、溶液中に存在する鉄(粒子に含まれているものと溶液中に含まれているものを含む)1モルに対して0.05〜0.4モル%の範囲の量で、ガラス成分の前駆体を溶液に添加することにより、ガラス成分が被着していない部分を有する粒子を得ることができる。また、こうしてガラス成分を被着させることにより、本発明では保磁力低減処理における加熱により、磁性粒子同士が焼結し粗大粒子化してしまうことを防ぐことができる。
前述のように、焼成については、共沈法および逆ミセル法に関する公知技術を適用することができる。焼成後の粒子は、X線回折による分析において、主成分として六方晶フェライトが検出されるものである。
こうして得られた六方晶フェライト磁性粒子は、後述する加熱を伴う保磁力低減処理に付される。六方晶フェライトの形成を優位に進行させるために、粒子をガラス成分により完全には被覆していないため、ガラス成分の存在により保磁力調整が妨げることなく、磁性粒子の保磁力を容易に低減することができる。
ε−酸化鉄の調製方法としては、逆ミセル法による方法が好ましく用いられる。逆ミセル法によるε−酸化鉄の調製は、
(1)ε−酸化鉄の前駆体である鉄塩粒子(以下、「前駆体粒子」ともいう。)の作製工程;
(2)好ましくはゾル−ゲル法による、ガラス成分による前駆体粒子の被覆工程;
(3)ガラス成分に被覆された前駆体粒子の加熱焼成
を含むことができる。これにより、加熱焼成により前駆体粒子が転換することでε−酸化鉄磁性粒子が得られる。こうして得られたε−酸化鉄磁性粒子は、工程(2)により前駆体粒子に被着させたガラス成分が被着している。
以下、各工程について、順次説明する。
そのためには、例えば、溶液中に存在する鉄(粒子に含まれているものと溶液中に含まれているものを含む)1モルに対して0.05〜0.4モル%の範囲の量で、ガラス成分の前駆体を溶液に添加することが好ましい。本作製例で用いるガラス成分およびその前駆体については、先に六方晶フェライト磁性粒子に関する作製例について、説明した通りである。
こうして得られたε−酸化鉄磁性粒子は、工程(2)においてガラス成分が、好ましくは後述する保磁力低減処理における保磁力調整を妨げない程度に被着されたものである。
また、本発明におけるガラス成分被着処理は、上記具体的態様に限定されるものではない。加熱を伴う保磁力低減処理を施す前の磁性粒子にガラス成分を被着可能な方法であれば、何ら制限なく用いることができる。
本発明において、前述のガラス成分被着処理によりガラス成分が被着した磁性粒子は、保磁力低減処理に付される。ここで行われる保磁力低減処理は加熱を伴う処理であるため、ガラス成分の被着なしでは、微粒子の磁性粒子を得ることは困難である。これは、加熱時に粒子同士が焼結、凝集することで粗大粒子が形成されるためである。これに対し本発明では、保磁力低減処理の前に磁性粒子に被着させたガラス成分の存在により、焼結を低減ないし防止することができるため、保磁力低減と微粒子化を同時に達成することが可能である。
(態様A)ガラス成分被着処理後の磁性粒子を、還元性雰囲気中で加熱処理(以下、「加熱還元処理」ともいう。)する態様;
(態様B)ガラス成分被着処理後の磁性粒子表面に遷移金属含有有機化合物を付着させた後、この遷移金属含有有機化合物を熱分解する態様。
態様Aは、ガラス成分被着処理後の磁性粒子に加熱還元処理を施すことにより、原料磁性粒子よりも低い保磁力を示す磁性粒子を得る。加熱還元処理の一態様としては、ガラス成分被着処理後の磁性粒子を、炭化水素ガスを含有する還元性雰囲気中で加熱する方法を挙げることができる。本方法の詳細については、特開2012−160486号公報の段落0019〜0021、および同公報の実施例を参照できる。
態様Bは、ガラス成分被着処理後の磁性粒子表面に遷移金属含有有機化合物を付着させた後、この遷移金属含有有機化合物を熱分解することにより、原料磁性粒子よりも低い保磁力を示す磁性粒子を得る。磁性粒子表面に付着させる遷移金属含有有機化合物は、例えばアセチルアセトナート化合物を配位子とする遷移金属錯体である。また、上記熱分解は、気相または液相で行うことができ、好ましくは気相で行われる。
その他、本態様の詳細については、特開2012−27978号公報の段落0028〜0046、および同公報の実施例を参照できる。本態様による処理が施された磁性粒子は、特開2012−27978号公報の段落0008、0044に記載されているように、硬磁性粒子であるコアの表面に上記有機化合物の熱分解物がシェルとして存在するコア/シェル構造を取り得る。また、同公報に記載されているように、このコア/シェル構造においてコアとシェルが交換結合することが、磁性粒子の保磁力低減に寄与し得ると推察される。本態様についても、磁性粒子と遷移金属含有有機化合物が直接接触することが保磁力低減に大きく寄与すると推察される。したがって、ガラス成分被着処理により磁性粒子の全表面をガラス成分で被覆してしまうと、その後の処理により保磁力を低減することは困難になると考えられる。したがって、本態様により保磁力低減処理を行う場合にも、ガラス成分被着処理において磁性粒子表面を部分的に被覆するようにガラス成分を被着させることが好ましい。
本発明の磁気記録用磁性粒子は、加熱を伴う保磁力低減処理により、原料磁性粒子よりも低い保磁力を示すものである。更に、ガラス成分により加熱を伴う保磁力低減処理における粒子の焼結が防止されることで粗大粒子化が抑制される結果、原料磁性粒子に近い粒子サイズを有するものとなり得る。本発明の磁気記録用磁性粒子は、原料磁性粒子と同等の粒子サイズ、例えば8~30nmnmの範囲の粒子サイズを有することができ、更には8〜20nmの範囲の粒子サイズを有することができる。
〔手順1:ミセル溶液の作製〕
ミセル溶液Iおよびミセル溶液IIを、以下の方法で作製した。
(1)ミセル溶液Iの作製
硝酸鉄(III)9水和物10.46g、硝酸バリウム0.846g、臭化セチルトリメチルアンモニウム123.7gに純水207.9gを添加した後、n−オクタン439.8g、1−ブタノール101.2gを添加し撹拌し溶解した。
(2)ミセル溶液IIの作製
臭化セチルトリメチルアンモニウム247.5gに10%アンモニア水178.5g、純水255.2gを添加した後、n−オクタン879.6g、1−ブタノール202.3gを添加し撹拌し溶解した。
ミセル溶液Iと混合する10分前にミセル溶液IIに炭酸ナトリウム8.2gを添加し撹拌しながら、撹拌したミセル溶液Iを滴下した。滴下終了後、混合液を30分間撹拌し続けた。
手順2で得られた混合液中には、水酸化鉄Fe(OH)2と炭酸バリウムBaCO3との共沈物が含まれている。上記ミセル溶液にはアンモニアが過剰量含まれていること、および水酸化鉄の溶解度は比較的低いことから、ミセル溶液に含まれていた鉄は、すべて共沈物に取り込まれていると考えられる。
当該混合液を撹拌しながら、テトラエトキシシラン(TEOS)を、溶液中の鉄1モルに対して0.14モルとなる量で加えた。約1日そのまま、撹拌し続けた。これにより、TEOSが加水分解し、混合液中の共沈物表面にシリカが被着する。
手順3で得られた溶液を分液ロートに入れ、純水、エタノールの1:1混合液を200ml加え、静置し、赤褐色の部分とそれ以外の部分に分かれるのを待ち、赤褐色の部分以外を捨てた。この操作を3回繰返した後、遠心分離機にセットして遠心分離処理した。
以上の処理で得られた沈殿物を回収した。回収された沈殿物をクロロホルムとエタノールの混合溶液を用いて再分散し、遠心分離を行い得られた沈殿物を回収した。
手順4で得られた沈殿物を風乾により乾燥した後、乳鉢で粉砕した。その後、アルバック理工製イメージ炉で1L/minで酸素を送りながら炉内温度を800℃として5分間、熱処理を施した。
〔手順1:ミセル溶液の作製〕
ミセル溶液Iおよびミセル溶液IIの2種類のミセル溶液を、以下の方法で作製した。
(1)ミセル溶液Iの作製
硝酸鉄(III)9水和物10.46g、臭化セチルトリメチルアンモニウム123.7gに純水207.9gを添加した後、n−オクタン439.8g、1−ブタノール101.2gを添加し撹拌し溶解した。
(2)ミセル溶液IIの作製
臭化セチルトリメチルアンモニウム123.7gに10%アンモニア水178.5g、n−オクタン439.8g、1−ブタノール101.2を添加し撹拌し溶解した。
ミセル溶液Iにミセル溶液IIを撹拌しながら滴下した。滴下終了後、混合液を30分間撹拌し続けた。
手順2で得られた混合液には、前駆体粒子である水酸化鉄Fe(OH)2が析出している。当該混合液を撹拌しながら、当該混合液にテトラエトキシシラン(TEOS)を48.9g加えた。約1日そのまま、撹拌し続けた。これにより、TEOSが加水分解し、混合液中の前駆体粒子表面にシリカが被着する。
手順3で得られた溶液を分液ロートに入れ、純水、エタノールの1:1混合液を200ml加え、静置し、赤褐色の部分とそれ以外の部分に分かれるのを待ち、赤褐色の部分以外を捨てた。この操作を3回繰返した後、遠心分離機にセットして遠心分離処理した。この処理で得られた沈殿物を回収した。回収された沈殿物をクロロホルムとエタノールの混合溶液を用いて再分散し、遠心分離を行い得られた沈殿物を回収した。
手順4で得られた沈殿物を風乾により乾燥した後、乳鉢で粉砕した。その後、アルバック理工製イメージ炉で1L/minで空気を送りながら炉内温度を1030℃として2時間加熱処理を施した。これにより、表面にシリカが被着したε−酸化鉄粒子が得られた。得られた粒子がε−酸化鉄であることは、PANalytical社製X’Pert PRO(線源CuKα線、電圧45kV、電流40mA)による粉末X線回折分析により確認した。
手順1におけるミセル溶液Iの作製を以下の方法で行った点、および手順5における炉内温度を1050℃、加熱処理時間を1時間とした点以外、上記B.と同様の方法でFeの一部がAlに置換されたAl置換ε−酸化鉄粉末を得た。
<ミセル溶液Iの作製>
硝酸鉄(III)9水和物8.37g、硝酸アルミニウム1.94g、臭化セチルトリメチルアンモニウム123.7gに純水207.9gを添加した後、n−オクタン439.8g、1−ブタノール101.2gを添加し撹拌し溶解した。
上記A.(シリカ被着バリウムフェライトの調製)で得た表面にシリカが被着したバリウムフェライト磁性粒子を3モル/Lの水酸化ナトリウム水溶液中で24時間撹拌し、粒子表面のシリカの除去処理を行った。次いで、遠心分離処理し沈殿物を回収して純水で再分散し遠心分離処理をすることで洗浄を行い、その後、風乾により乾燥した。
上記B.(シリカ被着無置換ε−酸化鉄の調製)で得た表面にシリカが被着した無置換ε−酸化鉄粒子1gを5Nの水酸化ナトリウム水溶液25ccの中に入れ、70℃の温度で超音波をかけながら4時間処理し、その後、一昼夜撹拌した。こうして、ε−酸化鉄粒子表面からシリカを除去した。
その後、水洗、遠心分離を繰返し、上澄み液のpHが8未満になるまで洗浄を行った後、風乾により乾燥した。
上記C.(シリカ被着Al置換ε−酸化鉄の調製)で得た表面にシリカが被着したAl置換ε酸化鉄粒子に対して上記E.と同様の処理を施すことにより、表面からシリカが除去されたε−酸化鉄粒子を得た。
処理対象の磁性粒子を反応炉内で、純水素ガス気流中で加熱処理した。還元処理中、反応炉のガス流入口から純水素ガス気流ガス気流を常時流入させつつ排気口から反応後のガスを排出した。反応炉としては、アルバック理工製ゴールドイメージ炉(P810C)を用い、昇温速度150℃/minで表1に示す加熱処理温度まで昇温し、該温度で表1に示す時間加熱処理を行い、その後、降温速度20℃/minで炉内を40℃まで冷却した後、空気を導入した。その後、温度が数度上昇した後、室温まで冷却した。
処理対象の磁性粒子を反応炉内で、メタンガス含有還元性雰囲気ガス気流(4vol%CH4+96Vol%N2)中で加熱処理した。還元処理中、反応炉のガス流入口から還元性雰囲気ガス気流を常時流入させつつ排気口から反応後のガスを排出した。還元性雰囲気ガスは、炉にガスを供給する前に、表1記載の濃度になるよう混合調整した。反応炉としては、アルバック理工製ゴールドイメージ炉(P810C)を用い、昇温速度150℃/minで表1に示す加熱処理温度まで昇温し、該温度で表1に示す時間加熱処理を行い、その後、降温速度20℃/minで炉内を室温まで冷却し、還元処理後の磁性粒子を窒素ガス気流中で炉から取り出した。
塩化コバルト6水和物を用いて、溶液100gあたりの塩化コバルト量が2mmolの塩化コバルト溶液を調製した。
処理対象の磁性粒子を、粒子表面が濡れるように調製した塩化コバルト溶液(粒子1gに対し溶液1g)に浸漬し、アスピレーターで減圧しながら、溶媒を除去した。この際、30分毎に塩溶液中の粒子を攪拌する処理を行った。
溶媒除去により得られた乾燥粉体を4vol%CH496vol%N2気流中で表1に示す温度で表1に示す時間処理することで、粒子表面の被覆層に含まれるCo塩を還元分解した。
以上の工程により、処理対象の磁性粒子をコアとし、Co含有軟磁性相をシェルとするコア/シェル磁性粒子が得られる。
(1)鉄(III)アセチルアセトナートをアセトンで溶解し6質量%の赤色の溶液を作製した。
(2)処理対象の磁性粒子を、粒子表面が濡れるように上記溶液に浸漬した後(粒子1gに対し溶液1g(鉄(III)アセチルアセトナート含有量:340μmol)使用)、アスピレーターで減圧しながら、溶媒を除去した。この際、30分毎に溶液中の粒子を攪拌する処理を行った。
(3)上記(2)の溶媒除去により得られた乾燥粉体を加熱炉(アルバック理工社製ゴールドイメージ炉QH−P810P)において、窒素気流中で表1に示す温度および時間で加熱処理することにより、粒子表面に析出(付着)した鉄(III)アセチルアセトナートを熱分解した。
(1)保磁力
上記G.〜J.のいずれかにより保磁力低減処理を施す前後の磁性粒子の保磁力を、玉川製作所製超電導振動式磁力計VSM(外部磁場3T)より測定した。
(2)粒子サイズ測定
上記F.〜I.のいずれかにより保磁力低減処理を施す前後の磁性粒子の粒子サイズを、透過型電子顕微鏡により前述の方法で測定した。
以上の結果から、本発明によれば、記録に適した保磁力を有する微粒子磁性体が得られることが確認できる。
Claims (17)
- 原料磁性粒子にガラス成分を被着させるガラス成分被着処理を施すこと、および、
前記ガラス成分被着処理後の磁性粒子に、加熱を伴う保磁力低減処理を施すことにより、前記原料磁性粒子よりも低い保磁力を有する磁性粒子を得ること、
を含む磁気記録用磁性粒子の製造方法。 - 前記ガラス成分被着処理において、原料磁性粒子表面をガラス成分により部分的に被覆する請求項1に記載の磁気記録用磁性粒子の製造方法。
- 前記原料磁性粒子は、フェライト磁性粒子である請求項1または2に記載の磁気記録用磁性粒子の製造方法。
- 前記ガラス成分は、ケイ素化合物の加水分解物である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の磁気記録用磁性粒子の製造方法。
- 前記ケイ素化合物は、アルコキシシランである、請求項4に記載の磁気記録用磁性粒子の製造方法。
- 前記原料磁性粒子を含む溶液に前記ガラス成分の前駆体を添加し撹拌することにより、該前駆体の加水分解物であるガラス成分を前記原料磁性粒子に被着させることを含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の磁気記録用磁性粒子の製造方法。
- 前記保磁力低減処理後の磁性粒子表面からガラス成分を除去する工程を更に含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の磁気記録用磁性粒子の製造方法。
- 前記ガラス成分を、アルカリにより溶解除去する、請求項7に記載の磁気記録用磁性粒子の製造方法。
- 前記保磁力低減処理を、前記ガラス成分被着処理後の磁性粒子を還元性雰囲気中で加熱処理することにより行う、請求項1〜8のいずれか1項に記載の磁気記録用磁性粒子の製造方法。
- 前記還元性雰囲気は、水素ガスおよび炭化水素ガスからなる群から選ばれる還元性ガスを含む、請求項9に記載の磁気記録用磁性粒子の製造方法。
- 前記加熱処理前に、前記ガラス成分被着処理後の磁性粒子表面に遷移金属塩を被着させることを更に含む、請求項9または10に記載の磁気記録用磁性粒子の製造方法。
- 前記保磁力低減処理を、前記ガラス成分被着処理後の磁性粒子表面に遷移金属含有有機化合物を付着させた後、該化合物を熱分解することにより行う、請求項1〜8のいずれか1項に記載の磁気記録用磁性粒子の製造方法。
- 前記熱分解を気相熱分解により行う、請求項12に記載の磁気記録用磁性粒子の製造方法。
- 前記遷移金属含有有機化合物は、アセチルアセトナート化合物を配位子とする遷移金属錯体である、請求項12または13に記載の磁気記録用磁性粒子の製造方法。
- 前記原料磁性粒子は、六方晶フェライト粒子である、請求項1〜14のいずれか1項に記載の磁気記録用磁性粒子の製造方法。
- 前記原料磁性粒子は、ε−酸化鉄粒子である、請求項1〜14のいずれか1項に記載の磁気記録用磁性粒子の製造方法。
- 請求項1〜16のいずれか1項に記載の製造方法により得られた磁気記録用磁性粒子。
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