铁系氧化物磁性粉及其制造方法技术

本发明专利技术提供粒度分布狭窄、且无助于磁记录特性的微细粒子的含量少，其结果矫顽力分布狭窄、适于磁记录介质的高记录密度化的铁系氧化物磁性粉的制造方法。通过湿式法得到ε型的铁系氧化物磁性粉后，向包含该磁性粉的浆料中添加作为表面改性剂的0.009mol/kg以上且1.0mol/kg以下的四烷基铵盐，并且将pH设为11以上且14以下，实施分散处理后进行分级，由此得到粒度分布狭窄、且矫顽力分布狭窄的铁系氧化物磁性粉。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铁系氧化物磁性粉及其制造方法
本专利技术涉及适于高密度磁记录介质、电磁波吸收体等的铁系氧化物磁性粉，特别是粒子的平均粒径为纳米级的磁性粉及其制造方法。
技术介绍
ε-Fe2O3是氧化铁中极为稀有的相，但在室温下纳米级尺寸的粒子呈现20kOe(1.59×106A/m)程度的巨大矫顽力(Hc)，因此，以往一直进行着以单相合成ε-Fe2O3的制造方法的研究(专利文献1、非专利文献1、2)。另外，将ε-Fe2O3用于磁记录介质的情况下，目前不存在与其对应的、具有高水平的饱和磁通密度的磁头用的材料，因此，也进行着用Al、Ga、In等的三价金属置换ε-Fe2O3的Fe位点的一部分，从而调整矫顽力，也在调查矫顽力和电磁波吸收特性的关系(专利文献2、非专利文献3、4、5)。另一方面，在磁记录领域，正在进行再生信号水平和粒子性噪声的比(C/N比：CarriertoNoiseRatio)较高的磁记录介质的开发，为了记录的高密度化，要求构成磁记录层的磁性粒子的微细化。但是，一般而言，磁性粒子的微细化容易导致其耐环境稳定性、热稳定性的劣化，担心使用或保存环境下的磁性粒子的磁特性降低，因此，通过利用耐热性优异的其它金属置换ε-Fe2O3的Fe位点的一部分，开发了以通式ε-AxByFe2-x-yO3或ε-AxByCzFe2-x-y-zO3(其中，A为Co、Ni、Mn、Zn等的二价金属元素，B为Ti等的四价金属元素，C为In、Ga、Al等的三价金属元素)表示的、降低粒子尺寸、使矫顽力可变、并且耐环境稳定性、热稳定性均优异的各种ε-Fe2O3的部分置换体(专利文献3、非专利文献6)。ε-Fe2O3在纳米级的尺寸上作为稳定相得到，因此其制造需要特殊的方法。上述的专利文献1～3中，公开了将通过液相法生成的羟基氧化铁的微细结晶用作前体，采用溶胶凝胶法对该前体被覆硅氧化物后进行热处理的ε-Fe2O3的制造方法，作为液相法分别公开了使用有机溶剂作为反应介质的反胶束法和仅使用水溶液作为反应介质的方法。但是，通过这些方法得到的ε-Fe2O3或ε-Fe2O3的部分置换体的磁性质存在不均(波动)，因此，提出了在热处理后除去硅氧化物涂层并进行分级处理从而改善它们的磁特性。例如，专利文献4和专利文献5中公开了将通过反胶束法制造的ε-Fe2O3或ε-Fe2O3的部分置换体在超纯水中进行离心分离的技术。在此，使用超纯水作为分散介质是为了缩小介质的离子强度、提高浆料的分散性。但是，ε-Fe2O3或ε-Fe2O3的部分置换体原本在中性附近不呈现良好的分散性，因此专利文献4和专利文献5中公开的分级方法的情况下，存在如下问题：为了在中性区域得到良好的分散性，需要使硅氧化物被覆部分地残存于ε-Fe2O3或ε-Fe2O3的部分置换体，需要在分级处理后再次进行硅氧化物被覆的除去。专利文献6中，作为改善上述分散处理方法的方法，公开了如下技术：向包含使用水系溶剂制造的ε-Fe2O3或ε-Fe2O3的部分置换体的粒子的浆料中添加NaOH，将分散液的pH调整为10以上11以下后进行分级处理。与通过上述专利文献4或专利文献5所记载的方法得到的磁性粉相比，该方法中得到的ε型的铁系氧化物磁性粉的粒度分布和矫顽力分布较窄，非磁性成分的含量少，但将其用于磁记录介质时，不能说粒度分布以及矫顽力分布是充分的。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2008-174405号公报专利文献2：国际公开第2008/029861号专利文献3：国际公开第2008/149785号专利文献4：日本特开2008-063199号公报专利文献5：日本特开2008-063201号公报专利文献6：日本特开2016-174135号公报非专利文献非专利文献1：S.Ohkoshi,A.Namai,K.Imoto,M.Yoshikiyo,W.Tarora,K.Nakagawa,M.Komine,Y.Miyamoto,T.Nasu,S.Oka,andH.Tokoro,ScientificReports,5,14414/1-9(2015).非专利文献2：S.Sakurai,A.Namai,K.Hashimoto,andS.Ohkoshi,J.Am.Chem.Soc.,131,18299-18303(2009).非专利文献3：A.Namai,S.Sakurai,M.Nakajima,T.Suemoto,K.Matsumoto,M.Goto,S.Sasaki,andS.Ohkoshi,J.Am.Chem.Soc.,131,1170-1173(2009).非专利文献4：A.Namai,M.Yoshikiyo,K.Yamada,S.Sakurai,T.Goto,T.Yoshida,TMiyazaki,M.Nakajima,T.Suemoto,H.Tokoro,andS.Ohkoshi,NatureCommunications,3,1035/1-6(2012).非专利文献5：S.Ohkoshi,S.Kuroki,S.Sakurai,K.Matsumoto,K.Sato,andS.Sasaki,Angew.Chem.Int.Ed.,46,8392-8395(2007).非专利文献6：S.Ohkoshi,A.Namai,M.Yoshikiyo,K.Imoto,K.Tamasaki,K.Matsuno,O.Inoue,T.Ide,K.Masada,M.Goto,T.Goto,T.YoshidaandT.Miyazaki,Angew.Chem.Int.Ed.,55,11403-11406(2016).(HotPaper)
技术实现思路
专利技术所要解决的课题通过上述专利文献1～5中公开的以往的制造方法制造的ε型的铁系氧化物磁性粉具有优异的磁特性，但根据制造条件不同，有时在矫顽力分布中观察到不均。根据本专利技术人等的研究，判明了该矫顽力分布的不均是铁系氧化物磁性粉中包含的矫顽力较小的微细粒子的存在所引起的。另外，与通过专利文献1～5的制造方法制造的磁性粉相比，通过专利文献6所公开的制造方法得到的ε型的铁系氧化物磁性粉的所述微细粒子的含量少，但考虑作为涂布型的高记录密度磁记录介质使用时，仍需要进一步降低微细粒子的含量。即，将对通过以往的方法得到的磁性粉进行测定得到的磁滞曲线(B-H曲线)进行数值微分而得到的曲线(以下，称为微分B-H曲线。)中，观察到两个峰。认为这些峰中，出现于施加磁场较高的位置的峰、即与高Hc成分对应的磁性粉有助于磁记录，但出现于施加磁场较低的位置的峰、即与低Hc成分对应的磁性粉无助于磁记录。所述微细粒子的含量减少时，微分B-H曲线的低Hc成分的峰降低，因此，通过降低所述微细粒子的含量，能够改善磁性粉的磁特性。此外，目前尚不清楚所述微细粒子的Hc较低的原因，推测是因为包含α型的铁系氧化物或γ型的铁系氧化物等这样的对于ε型的铁系氧化物而言的异相、或者由于粒径小而显示超顺磁性。本专利技术中，鉴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.铁系氧化物磁性粉，由利用透射电子显微镜测定的平均粒径为8nm以上30nm以下、且粒径的变动系数为30％以下的ε氧化铁的粒子构成，下述定义的I

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180329 JP 2018-0648561.铁系氧化物磁性粉，由利用透射电子显微镜测定的平均粒径为8nm以上30nm以下、且粒径的变动系数为30％以下的ε氧化铁的粒子构成，下述定义的IL/IH的值为0.55以下，
其中，IH是对在施加磁场3979kA/m(50kOe)、M测定范围0.005A·m2(5emu)、施加磁场变化速度13(kA/m·s)、时间常数0.03sec、等待时间0.8sec的条件下测定得到的B-H曲线进行数值微分而得到的微分B-H曲线中出现于高磁场侧的峰的强度，另外，IL是所述微分B-H曲线的零磁场处的纵轴截距的强度。


2.铁系氧化物磁性粉，由利用透射电子显微镜测定的平均粒径为8nm以上30nm以下、且粒径的变动系数为30％以下的Fe位点的一部分被其它金属元素置换的ε氧化铁的粒子构成，下述定义的IL/IH的值为0.55以下，
其中，IH是对在施加磁场1035kA/m(13kOe)、M测定范围0.005A·m2(5emu)、施加磁场变化速度15(kA/m·s)、时间常数0.03sec、等待时间0.1sec的条件下测定得到的B-H曲线进行数值微分而得到的微分B-H曲线中出现于高磁场侧的峰的强度，另外，IL是所述微分B-H曲线的零磁场处的纵轴截距的强度。


3.根据权利要求2所述的铁系氧化物磁性粉，其中，置换所述Fe位点的一部分的金属元素为Ga、Co和Ti的一种或两种以上。


4.根据权利要求1或2所述的铁系氧化物磁性粉，其中，矩形比SQ为0.54以上。


5.铁系氧化物磁性粉的制造方法，包括：
准备包含利用透射电子显微镜测定的平均粒径为5nm以上100n...

【专利技术属性】
技术研发人员：大越慎一，生井飞鸟，坂根坚之，川人哲也，
申请(专利权)人：国立大学法人东京大学，同和电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP