DE602004009129T2

DE602004009129T2 - Verfahren zur Herstellung magnetischen Aufzeichnungsmittels

Info

Publication number: DE602004009129T2
Application number: DE200460009129
Authority: DE
Inventors: Yasushi Hattori; Koukichi Waki
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2003-05-13
Filing date: 2004-01-02
Publication date: 2008-06-19
Anticipated expiration: 2024-01-03
Also published as: EP1477968A1; EP1477968B1; DE602004009129D1

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einmagnetisches Aufzeichnungsmedium und das Verfahren zur Herstellung desselben.
Zur Erhöhung der magnetischen Aufzeichnungsdichte eines magnetischen Aufzeichnungsmediums ist es notwendig, die Größe von magnetischen Teilchen zu verringern, die in einer Magnetschicht enthalten sind. Zum Beispiel würde hinsichtlich eines magnetischen Aufzeichnungsmediums, das weithin für ein Videoband, ein Computerband, eine Disk und dergleichen verwendet wird, das Hintergrundrauschen verringert werden, wenn die Teilchen eine kleinere Größe unter den Bedingungen besitzen, dass eine ferromagnetische Substanz die gleiche Masse aufweist.
JP-A-2003-73705 offenbart Legierungen mit ferromagnetischer Ordnung vom CuAu-Typ oder Cu₃Au-Typ als Materialien für magnetische Teilchen, von denen erwartet wird, dass sie die magnetische Aufzeichnungsdichte verbessern. Die Legierungen mit ferromagnetischer Ordnung besitzen eine hohe magnetokristalline Anisotropie aufgrund der Spannung, die erzeugt wird, wenn sie geordnet werden, und sie sind für ihren Ferromagnetismus bekannt, sogar wenn die magnetische Teilchengröße klein ist.
Beispiele für eine Legierung mit ferromagnetischer Ordnung vom CuAu-Typ schließen FePt ein, das ein Material mit der höchsten magnetischen Anisotropiekonstante ist und das hinsichtlich der Miniaturisierung der Teilchengröße vorteilhaft ist. Ferner ist es bekannt gewesen, dass die magnetischen Teilchen selbstausgerichtet werden können, in die Teilchengröße gleichförmig gemacht wird (vergleiche z.B. Science, Band 287, 1989 (2000)).
Die Legierungen mit ferromagnetischer Ordnung vom CuAu-Typ oder Cu₃Au-Typ werden durch ein Flüssigphasenverfahren, ein Dampfphasenverfahren oder dergleichen hergestellt. Magnetische Teilchen sind sofort nach der Herstellung durch ein Flüssigphasenverfahren insbesondere in einer ungeordneten Phase und besitzen eine flächenzentrierte kubische Kristallstruktur. Magnetische Teilchen können in eine geordnete Phase umgewandelt werden, indem bei einer Temperatur einer Umwandlungstemperatur oder einer höheren Temperatur gehärtet wird, die diese aus einer ungeordneten Phase in eine geordnete Phase umwandelt. In diesem Fall wird eine Richtung aus äquivalenten drei Richtungen des kubischen Systems eine leichte Magnetisierungsachse auf zufällige Weise. Jedoch werden die jeweiligen Teilchen, die geometrisch durch Selbstorganisation ausgerichtet sind, nicht gleichförmig, sondern statistisch vom Standpunkt der Richtung der leichten Magnetisierungsachse geordnet.
Von einem industriellen Standpunkt aus betrachtet, ist es hoch erwünscht, die leichte Magnetisierungsachse gleichförmig in der gleichen Richtung auszurichten. Zum Beispiel hinsichtlich eines Magnetaufzeichnungsbands wird der Ausstoß verbessert, indem die leichte Magnetisierungsachse in einer Ebene in der Längsrichtung des Bands gegen die zufällige Orientierung gleichförmig ausgerichtet wird. Darüber hinaus ist hinsichtlich einer Disk die zufällige Orientierung in einer Ebene erwünscht, während hinsichtlich einer Hard-Disk die Orientierung in der senkrechten Richtung zu der Diskfläche erwünscht ist. Mit anderen Worten, ist es erwünscht, den dreidimensionalen zufälligen Orientierungszustand zu steuern, und ein magnetisches Aufzeichnungsmedium in einen zufällig orientierten Zustand in einer Ebene oder in einem einachsig orientierten Zustand herzustellen. Zudem wird vorgeschlagen, die leichte Magnetisierungsachse, senkrecht zu der magnetisierten Fläche auszurichten, um den Selbstverlust zu verringern und die Magnetisierung zu stabilisieren.
Eine erfindungsgemäße Aufgabe ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums bereitzustellen, wobei das Verfahren den Orientierungszustand der Magnetteilchen steuern kann. Eine andere Aufgabe ist es, ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit einer hohen Zurückspulleistung bereitzustellen.
Die Erfinder haben als Folge ihrer ernsthaften Untersuchungen herausgefunden, dass die vorstehend erwähnten Probleme durch die Erfindung, wie nachstehend beschrieben, gelöst werden können.
Ein erfindungsgemäßer Aspekt stellt ein magnetisches Aufzeichnungsmedium-Herstellungsverfahren bereit, das einschließt: Erzeugen einer Legierungsteilchenschicht, die eine Legierungsphase mit ferromagnetischer Ordnung vom CuAu-Typ oder Cu₃Au-Typ auf einem Träger erzeugen kann; Oxidieren der Legierungsteilchenschicht und Härten der Legierungsteilchenschicht in einem magnetischen Feld mit einer magnetischen Feldstärke von 7,96 bis 7961 kA/m (100 bis 100 000 Oe) und unter einer reduzierenden Atmosphäre, wobei die Anzahl der Bindungen zwischen einem Basismetall des Mediums und Sauerstoff auf 0,5 bis 4 durch die Oxidationsbehandlung gesteuert wird.
Das Quadratverhältnis des magnetischen Aufzeichnungsmediums, das so hergestellt wurde, beträgt vorzugsweise 0,75 oder mehr.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmediums beinhaltet die Schritte der Erzeugung, auf einem Träger, einer Legierungsteilchenschicht, die eine Legierungsphase mit ferromagnetischer Ordnung vom CuAu-Typ oder Cu₃Au-Typ erzeugen kann, Unterziehen der Legierungsteilchenschicht einer Oxidationsbehandlung, und Durchführen einer Härtungsbehandlung mit der Legierungsteilchenschicht in ein Magnetfeld unter einer reduzieren Atmosphäre. Das Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmediums kann den Orientierungszustand der Magnetteilchen steuern. Diese Steuerung stammt von der Umwandlung der Legierungsteilchen in der Legierungsteilchenschicht, die auf dem Träger erzeugt wurde, aus einer ungeordneten Phase in eine geordnete Phase durch eine Härtungsbehandlung. Das Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmediums wird nachstehend detailliert beschrieben.
«Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums»
Dieser Abschnitt wird die Schritte des Umwandelns von Legierungsteilchen aus einer ungeordneten Phase in eine geordnete Phase, und die Herstellung von Magnetteilchen in die Legierungsphase mit ferromagnetischer Ordnung vom CuAu-Typ oder Cu₃Au-Typ in dem Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmediums erläutern. Die Schritte können z.B. einschließen, einen Schritt zur Herstellung von Legierungsteilchen, die eine Legierungsphase mit ferromagnetischer Ordnung vom CuAu-Typ oder Cu₃Au-Typ erzeugen können, durch ein Flüssigphasenverfahren oder ein Dampfphasenverfahren, einen Schritt zum Erzeugen einer Schicht der hergestellten Legierungsteilchen auf einem Träger, einen Schritt zum Unterziehen der Legierungsteilchenschicht einer Oxidationsbehandlung, und einen Schritt zum Unterziehen der Legierungsteilchenschicht einer Härtungsbehandlung in einem Magnetfeld unter reduzierender Atmosphäre.
Die jeweiligen Schritte werden nachstehend beschrieben.
<Legierungsteilchen-Herstellungsschritt>
Die Legierungsteilchen, die durch Härtungsbehandlung magnetische Teilchen sind, können durch ein Dampfphasenverfahren oder ein Flüssigphasenverfahren hergestellt werden. Unter Berücksichtigung der herausragenden Massenproduzierbarkeit, ist ein Flüssigphasenverfahren bevorzugt. Als ein Flüssigphasenverfahren können eine Vielzahl von herkömmlicherweise bekannten Verfahren verwendet werden. Es ist bevorzugt, eines der reduzierenden Verfahren zu verwenden: modifizierte Verfahren dieser herkömmlichen Verfahren. Von den reduzierenden Verfahren ist ein inverses Mizellenbildungsverfahren bevorzugt, worin die Teilchengröße leicht gesteuert werden kann.
(Inverses Mizellenbildungsverfahren)
Das inverse Mizellenbildungsverfahren beinhaltet mindestens (1) einen Schritt zum Durchführen einer reduzierenden Reaktion durch Mischen zweier Arten von Lösungen zur inversen Mizellenbildung und (2) einen Schritt zum Durchführen der Alterung bei einer eingestellten Temperatur nach der reduzierenden Reaktion.
Die jeweiligen Schritte werden nachstehend beschrieben.
(1) Reduktionsschritt
Zunächst wird eine Lösung (I) zur inversen Mizellenbildung hergestellt, indem ein nicht-wässriges organisches Lösungsmittel, das ein Tensid enthält, mit einer wässrigen Lösung eines reduzierenden Mittels vermischt wird.
Ein öllösliches Tensid kann als das Tensid verwendet werden. Spezifische Beispiele hierfür schließen einen Sulfonattyp (z.B. Aerosol OT, hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), einen quatären Ammoniumsalz-Typ (z.B. Cetyltrimethylammoniumbromid), einen Ether-Typ (z.B. Pentaethylenglykoldodecylether) und dergleichen ein.
Die Menge des Tensids in dem nicht-wässrigen organischen Lösungsmittels beträgt vorzugsweise 20 bis 200 g/l.
Beispiele für das nicht-wässrige organische Lösungsmittel, das das vorstehend erwähnte Tensid auflöst, schließen ein Alkan, einen Ether und einen Alkohol ein.
Bevorzugte Alkane sind diejenigen mit 7 bis 12 Kohlenstoffatomen, im Einzelnen Heptan, Octan, Isooctan, Nonan, Decan, Undecan, Dodecan und dergleichen.
Bevorzugte Ether schließen Diethylether, Dipropylether, Dibutylether und dergleichen ein.
Bevorzugte Alkohole schließen Ethoxyethanol, Ethoxypropanol und dergleichen ein.
Beispiele für das Reduktionsmittel in der wässrigen Reduktionsmittellösung schließen Alkohole; Polyalkohole; H₂; HCHO; und Verbindungen, die S₂O₆ ^2–, H₂PO₂ ^–, BH₄ ^–, N₂H₆ ⁺, H₂PO₃ ^– und dergleichen ein, und diese können allein oder in Kombination aus zwei oder mehreren verwendet werden.
Die Menge des Reduktionsmittels in der wässrigen Lösung beträgt vorzugsweise 3 bis 50 mol pro 1 mol des Metallsalzes.
Es ist bevorzugt, das Gewichtsverhältnis (Wasser/Tensid) zwischen Wasser und dem Tensid in der Lösung zur inversen Mizellenbildung (I) auf 20 oder weniger einzustellen. Wenn das Gewichtsverhältnis 20 übersteigt, findet eine Ausfällung leicht statt, und es besteht die Tendenz, dass die Teilchen ungleichförmig werden. Das Gewichtsverhältnis beträgt vorzugsweise 15 oder weniger, und weiter bevorzugt 0,5 bis 10.
Zusätzlich zu der vorstehend erwähnten Lösung wird eine Lösung zur inversen Mizellenbildung (II) hergestellt, indem ein nicht-wässriges organisches Lösungsmittel, das ein Tensid darin enthält, und eine wässrige Metallsalzlösung vermischt werden.
Die Bedingungen (zu verwendenden Substanzen, Konzentrationen und dergleichen) des vorstehend erwähnten Tensids und des nicht-wässrigen organischen Lösungsmittels sind die gleichen wie in dem Fall der Lösung zur inversen Mizellenbildung (I).
Es kann eine Lösung verwendet werden, die der Lösung zur inversen Mizellenbildung (I) entspricht oder nicht. Das Gewichtsverhältnis zwischen Wasser und dem Tensid in der Lösung zur inversen Mizellenbildung (II) wird auf die gleiche Weise wie in der Lösung zur inversen Mizellenbildung (I) eingestellt. Das Gewichtsverhältnis kann gleich oder unterschiedlich von demjenigen der Lösung zur inversen Mizellenbildung (I) sein.
Hinsichtlich des Metallsalzes in der wässrigen Metallsalzlösung kann ein geeignetes Metallsalz so ausgewählt werden, dass die hergestellten magnetischen Teilchen eine Legierung mit ferromagnetischer Ordnung vom CuAu-Typ oder Cu₃Au-Typ erzeugen können.
Beispiele für die Legierung mit ferromagnetischer Ordnung vom CuAu-Typ schließen FeNi, FePd, FePt, CoPt und CoAu. Von diesen sind FePd, FePt und CoPt bevorzugt.
Beispiele für die Legierung mit ferromagnetischer Ordnung vom Cu₃Au-Typ schließen Ni₃Fe, FePd₃, Fe₃Pt, FePt₃, CoPt₃, Ni₃Pt, CrPt₃ und Ni₃Mn ein. Von diesen sind FePd₃, FePt₃, CoPt₃, Fe₃Pd, Fe₃Pt und Co₃Pt bevorzugt.
Spezifische Beispiele für das Metallsalz schließen H₂PtCl₆, K₂PtCl₄, Pt(CH₃COCHCOCH₃)₂, Na₂PdCl₄, Pd(OCOCH₃)₂, PdCl₂, Pd(CH₃COCHCOCH₃)₃, HAuCl₄, Fe₂(SO₄9₃, Fe(NO₃)₃, (NH₄)₃Fe(C₂O₄)₃, Fe(CH₃COCHCOCH₃)₃, NiSO₄, CoCl₂, Co(OCOCH₃)₂ und dergleichen ein.
Die Konzentration (die Metallsalzkonzentration) der wässrigen Metallsalzlösung beträgt vorzugsweise 0,1 bis 1 000 μmol/ml, und weiter bevorzugt 1 bis 100 μmol/ml.
Indem ein geeignetes Metallsalz ausgewählt wird, werden Legierungsteilchen hergestellt, wobei die Legierungsteilchen eine Legierung mit ferromagnetischer Ordnung vom CuAu-Typ oder Cu₃Au-Typ zwischen einem Basismetall und einem Edelmetall erzeugen können.
Es ist notwendig, dass die Legierungsteilchen in der Legierungsschicht aus einer ungeordneten Phase in eine geordnete Phase umgewandelt werden, indem sie einer Härtungsbehandlung unterzogen werden, die nachstehend beschrieben wird. Um die Umwandlungstemperatur herabzusetzen, wird ein drittes Element, wie etwa Sb, Pb, Bi, Cu, Ag, Zn und In vorzugsweise zu der vorstehend erwähnten binären Legierung zugegeben. Das dritte Element wird vorzugsweise im Vorhinein zu der Metallsalzlösung in der Form eines Vorläufers jedes dritten Elementes zugegeben. Die Menge des dritten Elementes, das zuzugeben ist, beträgt vorzugsweise 1 bis 30 Atom-%, und weiter bevorzugt 5 bis 20 Atom-%, basierend auf der binären Legierung.
Die Lösungen zur inversen Mizellenbildung (I) und (II), die auf die vorstehend erwähnte Weise hergestellt wurden, werden miteinander vermischt. Das Mischverfahren ist nicht besonders begrenzt. Jedoch wird angesichts der Reduktionsgleichförmigkeit das Mischen vorzugsweise durchgeführt, indem die Lösung zur inversen Mizellenbildung (II) zugegeben und vermischt wird, während die Lösung zur inversen Mizellenbildung (I) gerührt wird. Bei Vervollständigung des Mischens wird die reduzierende Reaktion gefördert und zu dieser Zeit wird die Temperatur vorzugsweise in einem Temperaturbereich von –5 bis 30°C konstant gehalten.
Wenn die reduzierende Temperatur niedriger als –5°C ist, kann die reduzierende Reaktion aufgrund des Einfrierens der Wasserphase ungleichförmig werden. Wenn sie andererseits 30°C übersteigt, kann eine Agglomeration oder Ausfällung, die zu einer Instabilität des Systems führt, auftreten. Die reduzierende Temperatur beträgt weiter bevorzugt 0 bis 25°C, und insbesondere bevorzugt 5 bis 25°C.
Hierbei bedeutet der Ausdruck "konstante Temperatur", dass, wenn eine eingestellte Temperatur als T (°C) definiert ist, eine tatsächliche Temperatur immer innerhalb eines Bereichs von T ± 3°C) liegt. Im Übrigen sollte eine obere Grenze und eine untere Grenze des Bereichs (T ± 3°C) innerhalb des vorstehend erwähnten bevorzugten Bereichs der reduzierenden Temperatur (–5 bis 30°C) liegen.
Es ist notwendig, dass eine geeignete Dauer der reduzierenden Reaktion abhängig von der Menge der Lösungen zur inversen Mizellenbildung eingestellt wird. Die Dauer beträgt vorzugsweise 1 bis 30 Minuten, und weiter bevorzugt 5 bis 20 Minuten.
Da die reduzierende Reaktion signifikante Effekte auf die Monodispergierfähigkeit der Teilchengrößenverteilung ausübt, wird diese vorzugsweise unter Rühren bei einer möglichst großen Geschwindigkeit durchgeführt.
Ein bevorzugtes Rührgerät ist ein Rührgerät mit hoher Scherkraft. Im Einzelnen besitzt die Rührklinge des Rührgeräts grundsätzlich eine Struktur vom Turbinentyp oder Paddeltyp, und es ist eine scharfe Kante an dem Endteil der Klinge oder an einer Position, die in Kontakt mit der Klinge gebracht wird, angebracht. Die Klinge wird durch einen Motor rotiert. Konkrete Beispiele hierfür schließen eine Auflösungsvorrichtung (hergestellt von Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.), eine Omni-Mischvorrichtung (hergestellt von Yamato Scientific Co., Ltd.), eine Homogenisiervorrichtung (hergestellt von SMT) und dergleichen ein. Indem ein solches Gerät verwendet wird, können Legierungsteilchen im Monodispersionszustand in der Form einer stabilen Dispersion synthetisiert werden.
Es ist bevorzugt, mindestens ein Dispergiermittel mit 1 bis 3 Aminogruppen oder Carboxylgruppen in mindestens eine der Lösungen zur inversen Mizellenbildung (I) und (II) in einer Menge von 0,001 bis 10 mol pro 1 mol Legierungsteilchen, die herzustellen sind, zu geben.
Die Zugabe eines solchen Dispergiermittels ermöglicht es, Legierungsteilchen in einem besseren Monodispersionszustand und ohne Agglomeration zu erhalten.
Wenn die Menge weniger als 0,001 mol beträgt, kann die Monodispergierfähigkeit der Legierungsteilchen nicht verbessert werden. Wenn sie andererseits 10 mol übersteigt, kann eine Agglomeration auftreten.
Bevorzugte Dispergiermittel schließen organische Verbindungen mit einer Gruppe ein, die auf der Oberfläche der Legierungsteilchen adsorbiert wird. Spezifische Beispiele schließen diejenigen mit 1 bis 3 Aminogruppen, Carboxygruppen, Sulfonsäuregruppen oder Sulfinsäuregruppen ein. Diese Dispergiermittel können allein oder in Kombination verwendet werden.
Solche Verbindungen sind diejenigen mit einer Strukturformel von R-NH₂, NH₂-R-NH₂, NH₂-R(NH₂)-NH₂, R-COOH, COOH-R-COOH, COOH-R(COOH)-COOH, R-SO₃H, SO₃H-R-SO₃H, SO₃H-R(SO₃H)-SO₃H, R-SO₂H, SO₂H-R-SO₂H und SO₂H-R(SO₂H)-SO₂H. Hierbei stellt R in der Formel einen geradkettigen, verzweigten oder cyclischen und entweder gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoff dar.
Eine insbesondere bevorzugte Verbindung als das Dispergiermittel ist Ölsäure, die zur Kolloidstabilisierung wohlbekannt ist und zum Schützen von Metallteilchen, wie etwa Eisen, verwendet worden ist. Die relativ lange Kette [z.B. besitzt Ölsäure eine Kette aus 18 Kohlenstoffen mit einer Länge von ungefähr 20 Å (ungefähr 2 nm), sie ist keine aliphatische Verbindung, und sie besitzt eine Doppelbindung] von Ölsäure stellt eine wichtige sterische Hinderung zum Löschen der intensiven magnetischen Wechselwirkung zwischen den Teilchen bereit.
Langkettige Carbonsäuren, wie etwa Erucinsäure, Linoleinsäure und dergleichen, die der Ölsäure ähnlich sind, können verwendet werden (z.B. langkettige organische Säuren mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen können allein oder in Kombination verwendet werden). Ölsäure (z.B. Olivenöl) ist bevorzugt, da es leicht erhältlich ist und aus kostengünstigen natürlichen Quellen gewonnen werden kann. Oleylamin, das aus Ölsäure abgeleitet ist, ist auch ein nützliches Dispergiermittel.
In dem reduzierenden Reaktionsschritt, wie vorstehend beschrieben, wird angenommen, dass ein Basismetall, wie etwa Co, Fe, Ni, Cr oder dergleichen mit einem niedrigeren Redoxpotential [ein Metall mit ungefähr –0,2 V (gegenüber NHE) oder weniger] in der Legierungsphase mit ferromagnetischer Ordnung vom CuAu-Typ oder Cu₃Au-Typ reduziert wird, um mit extremer feiner Größe und in einem Monodispersionszustand auszufallen. Danach wird in dem Temperaturerhöhungsschritt und dem Alterungsschritt, die nachstehend beschrieben werden, ein Metall, wie etwa Pt, Pd, Rh oder dergleichen mit einem höheren Redoxpotential [ein Metall mit ungefähr –0,2 V (gegenüber NHE) oder mehr] reduziert, um durch das Basismetall auf der Oberfläche substituiert und ausgefällt zu werden, wobei das ausgefallene Basismetall als ein Kern verwendet wird. Das ionisierte Basismetall wird vermutlich wiederum durch das Reduktionsmittel reduziert, und fällt so aus. Legierungsteilchen, die eine Legierung mit ferromagnetischer Ordnung vom CuAu-Typ oder Cu₃Au-Typ erzeugen können, können durch die Wiederholung dieser Schritte hergestellt werden.
(2) Alterungsschritt
Bei Vervollständigung der Reduktionsreaktion wird die Lösung nach der Reaktion auf eine Alterungstemperatur erhitzt.
Die Alterungstemperatur wird vorzugsweise in einem Bereich von 30 bis 90^C konstant gehalten, und die Temperatur sollte höher als die vorstehend erwähnte Temperatur bei der Reduktionsreaktion eingestellt werden. Die Dauer für die Alterung beträgt vorzugsweise 5 bis 180 Minuten. Wenn die Alterungstemperatur und die Dauer höher und länger als der vorstehende Bereich sind, besteht die Tendenz, dass eine Agglomeration und Ausfällung leicht stattfindet. Wenn sie andererseits niedriger und kürzer als der vorstehende Bereich sind, kann die Reaktion nicht vervollständigt werden und die Zusammensetzung kann eine unterschiedliche werden. Die Alterungstemperatur und die Dauer betragen vorzugsweise 40 bis 80°C und 10 bis 150 Minuten, und weiter bevorzugt 40 bis 70°C und 20 bis 120 Minuten.
Die Definition des Ausdrucks "konstante Temperatur" ist die gleiche wie in dem Fall der Reduktionstemperatur. Der Ausdruck "konstante Temperatur" bedeutet, dass, wenn eine eingestellte Temperatur als T (°C) definiert ist, eine tatsächliche Temperatur immer innerhalb eines Bereichs von T ± 3°C liegt. Im Übrigen sollten eine obere Grenze und eine untere Grenze des Bereichs (T ± 3°C) innerhalb des bevorzugten Bereichs der Alterungstemperatur (30 bis 90°C) liegen. Die Alterungstemperatur ist vorzugsweise um 5°C oder mehr höher als die Reduktionstemperatur, und weiter bevorzugt um 10°C oder mehr innerhalb des vorstehend erwähnten Alterungstemperaturbereichs (30 bis 90°C). Wenn der Abstand weniger als 5°C beträgt, kann eine erwünschte Zusammensetzung nicht erhalten werden.
In dem vorstehenden Alterungsschritt wird ein Edelmetall auf einem Basismetall, das in dem Reduktionsschritt reduziert und ausgefällt wird, ausgefällt.
Mit anderen Worten das Edelmetall wird nur auf dem Basismetall reduziert, und das Basismetall und das Edelmetall werden nie separat ausgefällt. Daher wird es möglich, die Legierungsteilchen, die effizient die Legierung mit ferromagnetischer Ordnung vom CuAu-Typ oder Cu₃Au-Typ erzeugen können, mit einer hohen Ausbeute zu erhalten. Die Legierungsteilchen würden ein gewünschtes Zusammensetzungsverhältnis besitzen und ihre Zusammensetzung kann, wie erwünscht, gesteuert werden. Darüber hinaus kann der Durchmesser der Legierungsteilchen gesteuert werden, indem die Alterungstemperatur und die Rührgeschwindigkeit während der Alterung eingestellt wird.
Nach dem Alterungsverfahren ist es bevorzugt, ein Waschverfahren und einen Dispergierschritt durchzuführen. In den Wasch- und Dispergierschritten wird die Lösung nach der Alterung mit einer gemischten Lösung aus Wasser und primärem Alkohol gewaschen; Präzipitate werden gebildet, indem mit einem primären Alkohol ausgefällt wird; und die Präzipitate werden in einem organischen Lösungsmittel dispergiert.
Ein solcher Wasch- und Dispergierschritt entfernt Verunreinigungen und verbessert die Auftragungseigenschaften zur Zeit der Erzeugung einer Magnetschicht eines magnetischen Aufzeichnungsmediums durch Beschichten.
Die Wasch- und Dispergierschritte werden vorzugsweise mindestens jeweils einmal durchgeführt, und weiter bevorzugt jeweils 2 oder mehrmals.
Der zum Waschen zu verwendende primäre Alkohol ist nicht besonders beschränkt, aber Methanol und Ethanol sind bevorzugt. Das Mischverhältnis, bezogen auf das Volumen (Wasser/primärer Alkohol) liegt vorzugsweise in einem Bereich von 10/l bis 2/l, und weiter bevorzugt in einem Bereich von 5/l bis 3/l.
Wenn das Verhältnis an Wasser hoch ist, kann es schwierig werden, das Tensid zu entfernen. Wenn das Verhältnis des primären Alkohols andererseits hoch ist, kann eine Agglomeration auftreten.
Legierungsteilchen, die in der Lösung (ein Legierungsteilchen enthaltender Lösung) dispergiert sind, können durch das vorstehend beschriebene Verfahren erhalten werden.
Da die Legierungsteilchen in einem Monodispersionszustand sind, sogar wenn sie auf den Träger aufgetragen werden, können sie den gleichförmig dispergierten Zustand bewahren, ohne agglomerisiert zu werden. Demgemäß kommt es sogar bei Durchführung einer Härtungsbehandlung nicht zu einer Agglomeration der Legierungsteilchen. Folglich kann eine Ferromagnetisierung der Teilchen auf effiziente Weise durchgeführt werden, und die Teilchen besitzen herausragende Beschichtungseigenschaften.
Der Durchmesser der Legierungsteilchen vor der Oxidationsbehandlung, die nachstehend beschrieben wird, ist angesichts der Unterdrückung von Hintergrundrauschen vorzugsweise klein. Wenn dieser andererseits zu klein ist, können die Teilchen nach dem Härten super-paramagnetisch werden, was sie zum magnetischen Aufzeichnen ungeeignet macht. Im Allgemeinen beträgt diese 1 bis 100 nm, weiter bevorzugt 1 bis 20 nm, und insbesondere bevorzugt 3 bis 10 nm.
(Reduktionsverfahren)
Eine Reihe von Verfahren sind zur Herstellung von Legierungsteilchen, die eine Legierung mit ferromagnetischer Ordnung vom CuAu-Typ oder Cu₃Au-Typ durch ein Reduktionsverfahren erzeugen können, verfügbar. Es ist bevorzugt, ein Verfahren zur Reduktion eines Metalls mit einem niedrigeren Redoxpotential (nachstehend manchmal als ein Basismetall bezeichnet) und ein Metall mit einem höheren Redoxpotential (nachstehend manchmal einfach als ein Edelmetall bezeichnet) zu verwenden, indem ein Reduktionsmittel oder dergleichen in einem organischen Lösungsmittel, Wasser oder einer gemischten Lösung aus einem organischen Lösungsmittel und Wasser verwendet wird.
Die Reduktionsreihenfolge des Basismetalls und des Edelmetalls ist nicht besonders begrenzt und beide Metalle können gleichzeitig reduziert werden.
Alkohole und Polyalkohole sind als das organische Lösungsmittel verwendbar. Beispiele für die Alkohole schließen Methanol, Ethanol, Butanol und dergleichen ein, und Beispiele für die Polyalkohole schließen Ethylenglykol, Glycerin und dergleichen ein.
Im Übrigen sind die Beispiele für die Legierung mit ferromagnetischer Ordnung vom CuAu-Typ oder Cu₃Au-Typ die gleichen wie diejenigen, die im Fall des inversen Mizellenbildungsverfahrens beschrieben wurden.
Hinsichtlich eines Verfahrens zum Herstellen der Legierungsteilchen durch Ausfällen des Edelmetalls im Vorhinein kann das Verfahren, das in Absätzen 18 bis 30 von JP-A-2003-73705 offenbart ist, verwendet werden.
Bevorzugte Beispiele für das Metall mit einem höheren Redoxpotential schließen Pt, Pd, Rh und dergleichen ein, die durch Auflösen von H₂PtCl·6H₂O, Pt(CH₃COCHCOCH₃)₂, RhCl₃·3H₂O, Pd(OCOCH₃)₂, PdCl₂, Pd(CH₃COCHCOCH₃)₂ oder dergleichen in einem Lösungsmittel hergestellt werden. Die Konzentration des Metalls in der Lösung beträgt vorzugsweise 0,1 bis 1 000 μmol/ml, und weiter bevorzugt 0,1 bis 100 μmol/ml.
Bevorzugte Beispiele für das Metall mit einem niedrigeren Redoxpotential schließen Co, Fe, Ni und Cr ein, und insbesondere verwendbare sind Fe und Co. Solche Metalle können hergestellt werden, indem FeSO₄·7H₂O, NiSO₄·7H₂O, CoCl₂·6H₂O, Co(OCOCH₃)₂·4H₂O oder dergleichen in einem Lösungsmittel aufgelöst werden. Die Konzentration des Metalls in der Lösung beträgt vorzugsweise 0,1 bis 1 000 μmol/ml, und weiter bevorzugt 0,1 bis 100 μmol/ml.
Ferner ist es bevorzugt, ein drittes Element zu der binären Legierung zuzugeben, auf ähnliche Weise wie bei dem vorstehend beschriebenen inversen Mizellenbildungsverfahren, um die Temperatur herabzusetzen, bei welcher Legierungsteilchen in eine Legierung mit ferromagnetischer Ordnung umgewandelt werden. Die zuzugebende Menge ist die gleiche wie bei dem inversen Mizellenbildungsverfahren.
Zum Beispiel ist es in dem Fall, dass ein Basismetall und ein Edelmetall in dieser Reihenfolge unter Verwendung eines Reduktionsmittel reduziert werden, bevorzugt, zunächst das Basismetall oder das Basismetall mit einem Teil des Edelmetalls, das unter Verwendung eines Reduktionsmittels reduziert wird, das ein Redoxpotential besitzt, das niedriger als –0,2 V (gegenüber NHE) ist, zu einer Edelmetallquelle zu geben, anschließend eine Reduktion unter Verwendung eines Reduktionsmittels mit einem Redoxpotential, das höher als –0,2 V (gegenüber NHE) ist, durchzuführen, und danach eine weitere Reduktion unter Verwendung eines Reduktionsmittels durchzuführen, das ein Redoxpotential besitzt, das niedriger als –0,2 V (gegenüber NHE) ist.
Obwohl das Redoxpotential von dem pH-Wert des Reaktionssystems abhängt, sind Alkohole, wie etwa 1,2-Hexadecandiol, Glycerine, H₂ und HCHO als das Reduktionsmittel mit einem Redoxpotential von mehr als –0,2 V (gegenüber NHE) bevorzugt.
S₂O₆ ^2–, H₂PO₂ ^–, BH₄ ^–, N₂H₅ ⁺ und H₂PO₃ ⁺ werden vorzugsweise als das Reduktionsmittel mit einem Redoxpotential verwendet, das niedriger als –0,2 V (gegenüber NHE) ist.
Im Übrigen ist bei Verwendung einer Metallverbindung mit einer Valenz von Null, wie etwa Carbonyl-Fe oder dergleichen, als ein Rohmaterial für das Basismetall, ein Reduktionsmittel für das Basismetall nicht insbesondere notwendig.
Das Vorhandensein eines Adsorptionsmittels zur Zeit der Reduktion und des Ausfällens des Edelmetalls stabilisiert die Herstellung von Legierungsteilchen auf effektive Weise. Ein Polymer und ein Tensid werden vorzugsweise als das Adsorptionsmittel verwendet.
Beispiele für das vorstehend erwähnte Polymer schließen Polyvinylalkohol (PVA), Poly(N-vinyl-2-pyrrolidon) (PVP), Gelatine und dergleichen ein. Von diesen ist PVP insbesondere bevorzugt.
Das Molekulargewicht beträgt vorzugsweise 20 000 bis 60 000, und weiter bevorzugt 30 000 bis 50 000. Die Menge des Polymers beträgt vorzugsweise das 0,1- bis 10-Fache, und weiter bevorzugt das 0,1- bis 5-Fache des Gewichts der herzustellenden Legierungsteilchen.
Das als das Adsorptionsmittel zu verwendende Tensid enthält vorzugsweise "ein organisches Stabilisierungsmittel", das eine langkettige organische Verbindung der allgemeinen Formel R-X ist. In der allgemeinen Formel stellt R "eine "kettenartige Gruppe" dar, die eine geradkettige oder verzweigte Kohlenwasserstoff- oder Fluorkohlenstoffkette ist und im Allgemeinen 8 bis 22 Kohlenstoffatome besitzt. X stellt in der allgemeinen Formel "eine Kopfgruppe" dar, wobei ein Abschnitt (X) eine spezifische chemische Bindung auf der Oberfläche der Legierungsteilchen bereitstellt. X ist vorzugsweise ein beliebiges aus Sulfinat (-SOOH), Sulfonat (-SO₂OH), Phosphinat (-POOH), Phosphonat (-OPO(OH)₂), Carboxylat, und Thiol.
So sind die bevorzugten organischen Stabilisierungsmittel Sulfonsäure (R-SO₂OH), Sulfinsäure (R-SOOH), Phosphinsäure (R₂POOH), Phosphonsäure (R-OPO(OH)₂), Carbonsäure (R-COOH) und Thiol (R-SH). Von diesen ist Ölsäure insbesondere bevorzugt, auf ähnliche Weise wie bei dem Fall des inversen Mizellenbildungsverfahrens.
Die Kombination des Phosphins und des organischen Stabilisierungsmittels (Triorganophosphin/Säure etc.) stellt eine herausragende Steuerfähigkeit bezüglich des Wachstums der Teilchen und der Stabilisierung der Teilchen bereit. Didecylether und Didodecylether sind auch verwendbar, und Phenylether oder n-Octylether können vorzugsweise als ein Lösungsmittel aufgrund ihrer niedrigen Kosten und ihres hohen Siedepunktes verwendet werden.
Abhängig von den gewünschten Legierungsteilchen und dem Siedepunkt eines Lösungsmittels wird die Reaktion bei einer Temperatur vorzugsweise in einem Bereich von 80°C bis 360°C, und weiter bevorzugt in einem Bereich von 80°C bis 240°C durchgeführt. Wenn die Temperatur niedriger als der Temperaturbereich ist, können die Teilchen nicht wachsen. Wenn die Temperatur höher als der Temperaturbereich ist, können die Teilchen ohne Steuerung wachsen, was zur Herstellung ungewünschter Nebenprodukte in einer erhöhten Menge führt.
Der Teilchendurchmesser der Legierungsteilchen beträgt vorzugsweise 1 bis 100 nm, weiter bevorzugt 3 bis 20 nm, insbesondere bevorzugt 3 bis 10 nm, auf ähnliche Weise wie bei denjenigen in dem Fall des inversen Mizellenbildungsverfahrens.
Ein Keimkristallisationsverfahren ist als ein Verfahren für das Wachstum der Teilchengröße (des Teilchendurchmessers) effektiv. Um für ein magnetisches Aufzeichnungsmedium verwendet zu werden, werden die Legierungsteilchen vorzugsweise bei höchster Dichte gepackt, um die Aufzeichnungskapazität zu erhöhen. Demgemäß beträgt die Standardabweichung der Größe der Legierungsteilchen vorzugsweise weniger als 10 %, und weiter bevorzugt weniger als 5 %. Der Variationskoeffizient beträgt vorzugsweise weniger als 10 %, und weiter bevorzugt weniger als 5 %.
Wenn die Teilchengröße zu klein ist, werden die Teilchen super-paramagnetisch, was nicht bevorzugt ist. Um die Teilchengröße zu vergrößern, wird das Keimkristallisationsverfahren vorzugsweise verwendet, wie vorstehend beschrieben. In diesem Verfahren kann ein Metall, das edler als das Metall ist, das die Teilchen zusammensetzt, manchmal ausfallen. In einem solchen Fall ist es bevorzugt, die Teilchen einer Hydrierbehandlung im Vorhinein zu unterziehen, um zu verhindern, dass die Teilchen oxidiert werden.
Die äußerste Schicht der Legierungsteilchen wird vorzugsweise vom Standpunkt der Verhinderung der Oxidation aus einem Edelmetall hergestellt. Da jedoch eine Agglomeration leicht stattfinden kann, wenn die Schicht aus einem Edelmetall hergestellt wird, wird die Schicht vorzugsweise aus einer Legierung des Edelmetalls und des Basismetalls hergestellt. Eine solche Legierungszusammensetzung kann leicht und effizient durch ein Flüssigphasenverfahren, wie vorstehend beschrieben, erhalten werden.
Es ist bevorzugt, Salze aus der Lösung nach der Synthese der Legierungsteilchen zur Verbesserung der Dispersionsstabilität der Legierungsteilchen zu entfernen. Zur Entsalzung gibt es ein Verfahren zur Entfernung von Salzen zusammen mit einer überstehenden Lösung durch Zugabe von überschüssigem Alkohol, um eine Agglomeration leicht hervorzurufen und eine spontane oder Zentrifugensedimentation zu bewirken. Jedoch verursacht ein solches Verfahren leicht eine Agglomeration, und so ist es bevorzugt, ein Ultrafiltrationsverfahren zu verwenden.
Wie vorstehend beschrieben, können die Legierungsteilchen, die in der Lösung (der Legierungsteilchen enthaltenden Lösung) dispergiert sind, erhalten werden.
Die Größe der Legierungsteilchen kann unter Verwendung eines Transmissionselektronenmikroskops (TEM) gemessen werden. Obwohl eine Elektronendiffraktion durch das TEM zur Bestimmung des Kristallsystems der Legierungsteilchen oder magnetischen Teilchen verwendet werden kann, wird eine Röntgenstrahldiffraktion vorzugsweise verwendet, da sie eine höhere Genauigkeit besitzt. Zur Zusammensetzungsanalyse der Innenseite der Legierungsteilchen oder magnetischen Teilchen ist ein FE-TEM, das einen Elektronenstrahl dünn konvergieren kann, das mit EDAX ausgestattet ist, für die Bewertung bevorzugt. Die Bewertung der magnetischen Teilchen der Legierungsteilchen oder magnetischen Teilchen kann unter Verwendung von VSM durchgeführt werden.
<Legierungsteilchenschicht-Erzeugungsschritt>
Eine Legierungsteilchenschicht wird erzeugt, indem eine die Legierungsteilchen enthaltende Lösung auf einen Träger, der nachstehend beschrieben wird, durch ein bekanntes Beschichtungsverfahren, wie etwa Spinn-Beschichten oder dergleichen, beschichtet wird. Die Menge der Legierungsteilchen enthaltenden Lösung, die aufzutragen ist, beträgt vorzugsweise 0,01 bis 1 g/m².
<Oxidationsbehandlungsschritt>
Magnetische Teilchen mit Ferromagnetismus können effizient hergestellt werden, indem die Legierungsteilchenschicht einer Oxidation und Behandlung ohne Erhöhung der Temperatur während einer anschließenden Härtungsbehandlung in einer nicht-oxidierenden Atmosphäre unterzogen wird. Das ist vermutlich einem Phänomen, wie nachstehend beschrieben, zuschreibbar.
Zunächst dringt Sauerstoff in das Kristallgitter ein, indem die Legierungsteilchen oxidiert werden. Bei Durchführen der Härtung in einem Zustand, worin Sauerstoff in dem Gitter enthalten ist, wird Sauerstoff aus dem Kristallgitter durch wärme abgespalten. Defekte werden aufgrund der Dissoziation von Sauerstoff erzeugt. Die Bewegung der Metallatome, die die Legierung zusammensetzen, wird durch die Defekte leicht und demgemäß findet eine Phasenumwandlung sogar bei einer relativ niedrigen Temperatur leicht statt.
Ein solches Phänomen kann angenommen werden, indem EXAFS (erweiterte Röntgenstrahlabsorptionsfeinstruktur) der Legierungsteilchen nach der Oxidationsbehandlung gemessen wird und die magnetischen Teilchen einer Härtungsbehandlung unterzogen werden.
Zum Beispiel kann hinsichtlich der Fe-Pt-Legierungsteilchen, die keiner Oxidationsbehandlung unterzogen wurden, die Existenz von Bindungen zwischen einem Fe-Atom und einem Pt-Atom und zwischen einem Fe-Atom und einem Fe-Atom beobachtet werden.
Andererseits können sichtlich der Legierungsteilchen, die einer Oxidationsbehandlung unterzogen wurden, die Existenz von Bindungen zwischen einem Fe-Atom und einem Sauerstoffatom beobachtet werden, aber Bindungen zwischen einem Pt-Atom und einem Fe-Atom werden kaum beobachtet. Dieses Ergebnis bedeutet, dass Fe-Pt- und Fe-Fe-Bindungen durch die Sauerstoffatome durchtrennt werden. Es kann angenommen werden, dass Pt-Atome und Fe-Atome während der Härtung leicht beweglich werden.
Nach der Härtungsbehandlung der Legierungsteilchen wird das Vorhandensein von Sauerstoff beobachtet, und das Vorhandensein von Bindungen mit Pt-Atomen und Fe-Atomen um Fe-Atome herum wird beobachtet.
Angesichts des vorstehend erwähnten Phänomens, kann verstanden werden, dass ohne Oxidation es sehr schwierig ist, eine Phasenumwandlung zu fördern, und so wird es notwendig, die Härtungstemperatur höher einzustellen. Andererseits würde mit einem Überschuss an Oxidation die Wechselwirkung zwischen einem leicht oxidierbaren Metall, wie etwa Fe oder dergleichen, und Sauerstoff sehr intensiv werden, was manchmal zur Herstellung von Metalloxiden führt.
Daher wird es sehr wichtig, den Oxidationszustand der Legierungsteilchen zu steuern, und hierfür ist es erforderlich, dass die Oxidationsbedingungen auf ein Optimum eingestellt werden.
Die Oxidationsbehandlung kann durchgeführt werden, indem die Legierungsteilchen enthaltende Lösung auf einen Träger aufgetragen wird und der erzeugte Beschichtungsfilm gegenüber Luft, Sauerstoff oder einer Mischung aus Sauerstoff und inertem Gas ausgesetzt wird. Die Aussetzung gegenüber Luft oder dergleichen kann unter Normaldruck oder unter erhöhtem Druck erfolgen.
Die Oxidationsbehandlungstemperatur beträgt vorzugsweise 0 bis 150°C, weiter bevorzugt 0 bis 100°C, und insbesondere bevorzugt 15 bis 80°C.
Der Oxidationszustand der Legierungsteilchen wird vorzugsweise durch EXAFS oder dergleichen bewertet. Die Anzahl von Bindungen eines Basismetalls, wie etwa Fe, mit Sauerstoff beträgt 0,5 bis 4 und vorzugsweise 1 bis 3, vom Standpunkt, dass Sauerstoff Fe-Fe- und Pt-Fe-Bindungen durchschneidet.
<Härtungsbehandlungsschritt>
Die Legierungsteilchen, die einer Oxidationsbehandlung unterzogen wurden, besitzen eine ungeordnete Phase. Wie vorstehend beschrieben, kann kein Ferromagnetismus in einer ungeordneten Phase erhalten werden. Zur Erzeugung der geordneten Phase ist eine Erhitzungsbehandlung (Härtung) erforderlich. Es ist notwendig, die Erhitzungsbehandlung bei einer Temperatur von nicht weniger als der Umwandlungstemperatur der Legierung, die die Legierungsteilchen zusammensetzt, durchzuführen, um eine Ordnungs-/Unordnungs-Umwandlung hervorzurufen, die gemessen wird, indem eine thermische Differenzialanalyse (DTA) verwendet wird. Erfindungsgemäß wird die Härtungsbehandlung in einem Magnetfeld und unter reduzierender Atmosphäre durchgeführt.
Die Umwandlungstemperatur beträgt im Allgemeinen ungefähr 500°C, aber kann durch Zugabe eines dritten Elements herabgesetzt werden. Demgemäß wird die Härtungsbehandlungstemperatur vorzugsweise auf 150°C oder mehr, und weiter bevorzugt 150 bis 500°C eingestellt.
Ferner werden bei Durchführung der Härtungsbehandlung in einem Teilchenzustand die Teilchen leicht umgewandelt und ein Schmelzen der Teilchen findet leicht statt. Hierfür besteht, obwohl eine hohe Koerzitivkraft erhalten werden kann, die Tendenz, dass die Teilchengröße groß wird, was nicht bevorzugt ist. Demgemäß wird die Härtungsbehandlung vorzugsweise vom Standpunkt der Verhinderung der Agglomeration der Legierungsteilchen in einem Zustand hindurchgeführt, dass die Legierungsteilchen auf einem Träger oder dergleichen aufgetragen werden.
Ferner werden die Legierungsteilchen auf einem Träger gehärtet, um magnetische Teilchen zu werden, so dass die erzeugte Schicht der magnetischen Teilchen als eine magnetische Schicht verwendet werden kann und der resultierende Körper als ein magnetisches Aufzeichnungsmedium verwendbar sein kann.
In einem Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmediums wird die Härtung in einem Magnetfeld und unter einer reduzierenden Atmosphäre durchgeführt, um den Orientierungszustand der magnetischen Teilchen zu steuern. Das Magnetfeld kann durch Permanentmagneten, Elektromagneten und einer Kombination aus einem Kondensator und einem Thyristor erzeugt werden. Die Kombination eines Kondensators und eines Thyristors ist hinsichtlich einer starken Magnetfelderzeugung herausragend.
Als das magnetische Feld ist ein magnetisches Feld mit höherer Intensität hinsichtlich der Steuerbarkeit der Orientierung der magnetischen Teilchen bevorzugt. Jedoch muss ein Spezialgerät verwendet werden, wenn das Magnetfeld in nicht notwendiger Weise in einem hohen Ausmaß intensiviert wird, und dies ist angesichts der Herstellungskosten unerwünscht. Demgemäß beträgt das magnetische Feld zur Zeit der Härtung 7,96 bis 7961 kA/m (100 bis 100 000 Oe), und vorzugsweise 7,96 bis 5573 kA/m (100 bis 70 000 Oe).
Es ist notwendig, dass das Magnetfeld mindestens während der Phasenumwandlung angelegt wird. Ferner führt die Anlegung eines starken Magnetfelds in dem Zustand, dass der Beschichtungsfilm der Legierungsteilchen enthaltenden Schicht noch nicht getrocknet ist, zu einer Oberflächenrauigkeit und daher ist dies nicht bevorzugt. Demgemäß ist es bevorzugt, die Schicht zu trocknen oder das Dispergiermittel vor der Anlegung des Magnetfeldes zu karbonisieren.
Die reduzierende Atmosphäre ist, wie es die Bezeichnung besagt, eine Atmosphäre mit Reduktionsfähigkeit. Beispiele hierfür schließen eine H₂-Gasatmosphäre, Methangasatmosphäre, Ethangasatmosphäre und Propangasatmosphäre ein. Vom Standpunkt der Explosionsverhinderung ist eine gemischte Gasatmosphäre aus H₂-Gas und Inertgas bevorzugt.
Die Härtung kann durch eine Erhitzungseinrichtung, wie etwa einem elektrischen Ofen, IR-Erhitzen und Lasererhitzen, durchgeführt werden. Insbesondere ist Lasererhitzen bevorzugt, da hiermit die Temperatur innerhalb einer kurzen Zeit stark erhöht werden kann.
Bei der vorstehend erwähnten Härtungsbehandlung ist es bevorzugt, Lasererhitzen als die Erhitzungseinrichtung und die Kombination aus einem Kondensator und einem Thyristor für das Magnetfeld zu verwenden.
Als der Träger können sowohl anorganische als auch organische Träger verwendet werden, wenn sie für ein magnetisches Aufzeichnungsmedium verwendbar sind.
Die anorganischen Träger schließen Al, Mg-Legierungen, wie etwa Al-Mg und Mg-Al-Zn, Glas, Quarz, Kohlenstoff, Silizium, Keramik und dergleichen ein. Diese Träger besitzen eine herausragende Stoßbeständigkeit und besitzen eine Steifheit, die zum Ausdünnen und zur Hochgeschwindigkeitsrotation geeignet ist. Ferner besitzen sie, verglichen mit organischen Trägern, eine hohe Haltbarkeit gegen Erhitzen.
Die organischen Träger schließen Polyester, wie etwa Polyethylenterephthalat, Polyethylennaphthalat; Polyolefine; Cellulosetriacetat, Polycarbonate, Polyamide (einschließlich aliphatischer Polyamide und aromatischer Polyamide, wie etwa Aramid und dergleichen), Polyimide, Polyamidimide, Polysulfonate, Polybenzoxazole und dergleichen ein.
Wenn die Legierungsteilchen auf den Träger aufgetragen werden, können eine Reihe von Additiven, wenn notwendig, zu einer Legierungsteilchen-enthaltenden Lösung zugegeben werden, die der Oxidationsbehandlung unterzogen worden ist, und die resultierende Lösung wird auf den Träger aufgetragen.
Der Gehalt der Legierungsteilchen wird vorzugsweise so gesteuert, dass eine gewünschte Konzentration (0,01 bis 0,1 mg/ml) erhalten wird.
Das Verfahren zum Auftragen auf den Träger schließt Luftpinselbeschichten, Klingenbeschichten, Stabbeschichten, Extrusionsbeschichten, Luftmesserbeschichten, Abquetschbeschichten, Eintauchbeschichten, umgekehrtes Walzenbeschichten, Übertragungswalzenbeschichten, Gravurbeschichten, Kissenbeschichten, Formbeschichten, Sprühbeschichten, Spinnbeschichten und dergleichen ein.
Zur Verhinderung der Verschmelzung von Teilchen zur Zeit der Härtung ist es bevorzugt, eine Härtungsbehandlung bei einer Temperatur einer Umwandlungstemperatur oder niedriger unter einer Inertgasatmosphäre durchzuführen und so das Dispergiermittel zu karbonisieren und danach eine Härtungsbehandlung bei einer Temperatur einer Umwandlungstemperatur oder höher unter einer reduzierenden Atmosphäre durchzuführen. In diesem Fall ist die am meisten bevorzugte Ausführungsform wie folgt: Nach der Durchführung der Härtungsbehandlung bei der Umwandlungstemperatur oder darunter, wird, soweit notwendig, ein Harz vom Si-Typ oder dergleichen auf die Schicht, die die Legierungsteilchen enthält, aufgetragen und dann wird eine Härtungsbehandlung bei einer Umwandlungstemperatur oder höher durchgeführt.
Die Härtungsbehandlung auf eine solche Weise, wie vorstehend beschrieben, ruft eine Phasenumwandlung der Legierungsteilchen aus einer ungeordneten Phase in geordnete Phase hervor, um Magnetteilchen mit Ferromagnetismus zu erhalten.
Die magnetischen Teilchen, die durch das vorstehend erwähnte erfindungsgemäße Magnetteilchen-Herstellungsverfahren hergestellt werden, besitzen vorzugsweise eine Koerzitivkraft von 95,5 bis 398 kA/m (1 200 bis 5 000 Oe). Wenn auf ein magnetisches Aufzeichnungsmedium aufgetragen, beträgt die Koerzitivkraft weiter bevorzugt von 95,5 bis 278,6 kA/m (1 200 bis 3 500 Oe) angesichts der Geeignetheit mit einem Aufzeichnungskopf.
Ferner beträgt der Teilchendurchmesser der magnetischen Teilchen vorzugsweise 1 bis 100 nm, weiter bevorzugt 3 bis 20 nm, und insbesondere bevorzugt 3 bis 10 nm.
«Magnetisches Aufzeichnungsmedium»
Ein erfindungsgemäßes magnetisches Aufzeichnungsmedium umfasst eine magnetische Schicht, die magnetische Teilchen in der Legierungsphase mit ferromagnetischer Ordnung vom CuAu-Typ oder Cu₃Au-Typ enthält und besitzt ein Quadratverhältnis der magnetischen Schicht von 0,75 oder mehr.
Das erfindungsgemäße magnetische Aufzeichnungsmedium kann durch das vorstehend erwähnte erfindungsgemäße magnetische Aufzeichnungsmedium-Herstellungsverfahren hergestellt werden. Das heißt, es kann hergestellt werden, indem das Quadratverhältnis der magnetischen Schicht durch das vorstehend erwähnte Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums auf 0,75 oder mehr eingestellt wird. Zum Beispiel kann dies erreicht werden, indem die jeweiligen Parameter in dem magnetischen Aufzeichnungsmedium-Herstellungsverfahren innerhalb den folgenden Bereichen gehalten werden:

(1) das Magnetfeld: 796,2 bis 1592,4 kA/m (10 bis 20 kOe); und
(2) die Härtungstemperatur: 300 bis 450°C.

Es sei angemerkt, dass die Mittel zum Erreichen des Quadratverhältnisses von 0,75 oder mehr nicht auf das erfindungsgemäße Magnetaufzeichnungsmedium-Herstellungsverfahren begrenzt sind.
Beispiele für das magnetische Aufzeichnungsmedium schließen ein magnetisches Band, wie etwa Videoband, und ein Computerband; eine magnetische Disk, wie etwa Floppy (R)-Disk, und eine Festplatte und dergleichen ein.
In dem Fall der Anwendung des erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmediums auf ein senkrechtes magnetisches Aufzeichnungsmedium oder ein magnetisches Aufzeichnungsband beträgt das Quadratverhältnis in der Richtung, die zu der Ebene senkrecht ist, 0,75 oder mehr, vorzugsweise 0,8 oder mehr, und weiter bevorzugt 0,9 oder mehr.
Bei Anwendung auf ein ebenes magnetisches Aufzeichnungs-Disk-Medium beträgt das Quadratverhältnis der Ebene vorzugsweise 0,75 bis 0,8. Das Einstellen der ferromagnetischen Teilchen in der magnetischen Schicht auf eine solche Weise stellt eine magnetische Schicht bereit, die Aufzeichnen mit hoher Dichte mit herausragenden elektromagnetischen Umwandlungseigenschaften durchführen kann, und ein hohes Orientierungsgradverhältnis besitzt.
Andererseits beträgt das Orientierungsgradverhältnis der magnetischen Teilchen in der magnetischen Schicht in dem erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmedium vorzugsweise 0,85 oder mehr, weiter bevorzugt 0,90 oder mehr, und insbesondere bevorzugt 0,95 oder mehr. Das Orientierungsgradverhältnis ist ein Wert, der durch Dividieren des minimalen Quadratverhältnisses in der Umlaufrichtung des magnetischen Aufzeichnungsmediums vom Disk-Typ durch das maximale Quadratverhältnis erhalten wurde. Ein höherer Wert bedeutet eine kleine Fluktuation des Ausstoßes in der Umlaufrichtung, und daher ist dieser als ein magnetisches Aufzeichnungsmedium bevorzugt.
Wenn, wie vorstehend beschrieben, Legierungsteilchen (Legierungsteilchen-enthaltende Lösung) auf einen Träger angewendet werden, und zum Erhalt von magnetischen Teilchen gehärtet werden, kann die magnetische Teilchen-enthaltende Schicht als eine magnetische Schicht verwendet werden.
Die Dicke der zu erzeugenden magnetischen Schicht beträgt vorzugsweise 4 nm bis 1 μm, und weiter bevorzugt 4 nm bis 100 nm, abhängig von der Art der magnetischen Aufzeichnungsmedien.
Das erfindungsgemäße magnetische Aufzeichnungsmedium kann eine andere Schicht zusätzlich zu der magnetischen Schicht, wenn notwendig, umfassen. Zum Beispiel ist es im Fall einer Disk bevorzugt, eine magnetische Schicht und eine nicht-magnetische Schicht auf der Seite zu erzeugen, die der magnetischen Schicht entgegengesetzt ist. In dem Fall eines Bands wird eine rückwärtige Schicht vorzugsweise auf einem unlöslichen Träger auf der Seite erzeugt, die der magnetischen Schicht entgegengesetzt ist.
Die Erzeugung eines sehr dünnen Schutzfilms auf der magnetischen Schicht verbessert die Abriebsbeständigkeit. Darüber hinaus verbessert das Auftragen eines Schmiermittels auf den Schutzfilm die Glattheit und bringt ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit ausreichender Zuverlässigkeit demnach mit sich.
Beispiele für das Material für den Schutzfilm schließen Oxide, wie etwa Siliziumdioxid, Aluminiumoxid, Titandioxid, Zirkondioxid, Kobaltoxid, Nickeloxid und dergleichen; Nitride, wie etwa Titannitrid, Siliziumnitrid, Bornitrid und dergleichen; Carbide, wie etwa Siliziumcarbid, Chromcarbid, Borcarbid und dergleichen; und Kohlenstoff, wie etwa Graphit, amorphen Graphit und dergleichen ein, und insbesondere bevorzugt ist im Allgemeinen harter amorpher Kohlenstoff, sogenannter Diamant-ähnlicher Kohlenstoff.
Kohlenstoff ist als ein Material für den Schutzfilm sehr geeignet, da der aus Kohlenstoff hergestellte Schutzfilm eine ausreichende Abriebsbeständigkeit, sogar mit einem extrem dünnen Film besitzt und kaum Einbrennen in einem Gleitelement hervorruft.
Hinsichtlich eines Erzeugungsverfahrens für den Kohlenstoffschutzfilm wird im Allgemeinen ein Sputterverfahren für Hard-Disks bzw. Festplatten verwendet. Andererseits sind viele Verfahren, die Plasma-CVD verwenden, die eine hohe Filmbildungsgeschwindigkeit besitzen, für Produkte, wie etwa Videobänder, vorgeschlagen worden, die kontinuierliche Filmerzeugung erfordern. Demgemäß können diese Verfahren auch als anwendbar betrachtet werden.
Es wird berichtet, dass von diesen Verfahren ein Plasmaeinspritz-CVD (PI-CVD)-Verfahren eine extrem hohe Filmbildungsgeschwindigkeit besitzt und einen hochqualitativen Kohlenstoffschutzfilm bereitstellen kann, der hart ist und wenig Nadellöcher besitzt (z.B. siehe JP-A-61-130487 , 63-279426 und 3-113824 ).
Der Kohlenstoffschutzfilm besitzt vorzugsweise eine Vickers-Härte von 1 000 kg/mm² oder mehr, und weiter bevorzugt 2 000 kg/mm² oder mehr. Ferner besitzt der Film vorzugsweise eine amorphe Struktur als die Kristallstruktur und ist nicht leitend.
Wenn ein Diamant-ähnlicher Kohlenstofffilm als der Kohlenstoffschutzfilm verwendet wird, kann die Struktur durch Raman-Spektroskopieanalyse bestätigt werden. Der Diamant-ähnliche Kohlenstofffilm kann bestätigt werden, indem ein Peak bei 1 520 bis 1 560 cm^–1 in der Raman-spektroskopischen Analyse nachgewiesen wird. Wenn die Struktur des Kohlenstofffilms aus der Diamant-ähnlichen Struktur umgewandelt wird, weicht ein Peak, der durch Raman-spektroskopische Analyse nachgewiesen wird, von dem vorstehend erwähnten Bereich ab, und es besteht die Tendenz, dass die Härte des Schutzfilms abnimmt.
Bevorzugte Beispiele für das Kohlenstoffrohmaterial zum Erzeugen des Kohlenstoffschutzfilms schließen Kohlenstoff-haltige Verbindungen ein, die Alkane, wie etwa Methan, Ethan, Propan und Butan; Alkene, wie etwa Ethylen und Propylen; Alkine, wie etwa Acetylen, ein. Ein Trägergas, wie etwa Argon, oder ein Zusatzgas, wie etwa Wasserstoff und Stickstoff zum Verbessern der Filmqualität, können, sofern notwendig, zugegeben werden.
Wenn der Kohlenstoffschutzfilm zu dick ist, werden die elektromagnetischen Umwandlungseigenschaften verschlechtert und die Adhäsionsfestigkeit an die magnetische Schicht nimmt ab. Wenn der Film andererseits zu dünn ist, wird die Abriebsbeständigkeit unzureichend. Demgemäß liegt die Filmdicke vorzugsweise in einem Bereich von 2,5 bis 20 nm, und weiter bevorzugt in einem Bereich von 5 bis 10 nm.
Darüber hinaus ist es bevorzugt, die Oberfläche einer magnetischen Schicht im Vorhinein mit einem Inertgas zu ätzen oder die Oberfläche im Vorhinein zu verbessern, indem diese Plasma oder ein reaktives Gas, wie etwa Sauerstoff, ausgesetzt wird, um die Adhäsionsfestigkeit zwischen dem Schutzfilm und der magnetischen Schicht, der ein Substrat zusammensetzt, zu verbessern.
Die magnetische Schicht kann eine geschichtete Struktur besitzen oder eine bekannte nicht-magnetische Unterschicht oder Zwischenschicht unter der magnetischen Schicht umfassen, um die elektromagnetischen Umwandlungseigenschaften zu verbessern. Um die Laufhaltbarkeit und Korrosionsbeständigkeit, wie vorstehend beschrieben, zu verbessern, werden ein Schmiermittel und ein Antirostmittel vorzugsweise zu der vorstehend erwähnten magnetischen Schicht oder dem Schutzfilm zugegeben. Beispiele für das Schmiermittel schließen bekannte auf Kohlenwasserstoff basierte Schmiermittel, Schmiermittel vom Fluortyp, Extremdruckadditive und dergleichen ein.
Beispiele für Kohlenwasserstoff-basierte Schmiermittel schließen Carbonsäuren, wie etwa Stearinsäure und Oleinsäure; Ester, wie etwa Butylstearat; Sulfonsäuren, wie etwa Octadecylsulfonsäure; Phosphorsäureester, wie etwa Monooctadecylphosphat; Alkohole, wie etwa Stearylalkohol und Oleylalkohol; Carbonsäureamide, wie etwa Stearinsäureamid; Amine, wie etwa Stearinsäureamin; und dergleichen ein.
Beispiele für die Schmiermittel vom Fluortyp schließen Schmiermittel ein, die durch Substituieren einiger oder aller Alkylgruppen der vorstehend erwähnten Kohlenwasserstoff-basierten Schmiermittel mit Fluoralkylgruppen oder Perfluorpolyethergruppen erhalten wurden.
Beispiele für die Perfluorpolyethergruppen schließen Perfluormethylenoxidpolymere, Perfluorethylenoxidpolymere, Perfluor-n-propylenoxidpolymere (CF₂CF₂CF₂O)_n, Perfluorisopropylenoxidpolymere (CF(CF₃)CF₂O)_n, und ihre Copolymere ein.
Ferner besitzen Verbindungen mit polaren funktionalen Gruppen, wie etwa Hydroxygruppen, Estergruppen und Carboxygruppen in den Enden und Molekülen der Alkylgruppen der Kohlenwasserstoff-basierten Schmiermittel einen signifikanten Effekt zur Verringerung der Reibungskraft und sind daher bevorzugt.
Das Molekulargewicht von diesen beträgt vorzugsweise 500 bis 5 000, und weiter bevorzugt 1 000 bis 3 000. Wenn das Molekulargewicht weniger als 500 beträgt, kann die Volatilität zu hoch werden und die Schmiereigenschaft kann schlecht werden. Wenn diese andererseits 5 000 übersteigt, würde die Viskosität so hoch werden, dass ein Gleitmittel und eine Disk leicht an einander haften können, was zu einem Betriebsstopp, Kopfzerstörung etc. führt.
Im Einzelnen sind die Perfluorpolyether, kommerziell in Handelsnamen von FOMBLIN, hergestellt von Ausimont, Inc. und KRYTOX, hergestellt von DuPont K.K., verfügbar.
Beispiele für die Extremdruckadditive schließen Phosphorsäureester, wie etwa Trilaurylphosphat; Phosphorsäureester, wie etwa Trilaurylphosphit; Thiophosphorsäureester und Thiophosphorsäureester, wie etwa Trilauryltrithiophosphit; und Extremdruckadditive vom Schwefeltyp, wie etwa Dibenzyldisulfid und dergleichen, ein.
Die Schmiermittel können allein oder in Kombination verwendet werden. Als ein Verfahren zum Anwenden dieser Schmiermittel auf die magnetische Schicht oder den Schutzfilm kann ein Schmiermittel, das in einem organischen Lösungsmittel aufgelöst wurde, durch ein Drahtstabverfahren, ein Gravurverfahren, ein Spinnbeschichtungsverfahren, ein Eintauchbeschichtungsverfahren, oder dergleichen aufgetragen werden; oder ein Schmiermittel wird durch ein Vakuumverdampfungsverfahren aufgetragen.
Bespiele für das Antirostmittel schließen Stickstoff-haltige heterocyclische Verbindungen, wie etwa Benzotriazol, Benzoimidazol, Purin und Pyrimidin und ihre Derivate ein, die durch Einführen einer Alkylseitenkette oder dergleichen in ihren Mutterkern erhalten werden; Stickstoff- und Schwefelhaltige heterocyclische Verbindungen, wie etwa Benzothiazol, 2-Mercaptobenzothiazol, cyclische Tetrazaindenverbindungen, Thiouracilverbindungen, und ihre Derivate ein.
Wie vorstehend beschrieben, kann, wenn das magnetische Aufzeichnungsmedium ein Magnetband ist, eine rückwärtige Beschichtungsschicht (eine rückwärtige Schicht) auf einem nicht-magnetischen Träger auf der Seite gebildet werden, wo die magnetische Schicht nicht gebildet ist. Die rückwärtige Beschichtungsschicht ist eine Schicht, die durch Auftragen eines rückwärtigen Beschichtungsschicht-erzeugenden Materials auf einen nicht-magnetischen Träger auf der Seite gebildet wurde, wo eine Magnetschicht nicht gebildet wird. Hierbei wird das rückwärtige Beschichtungsschicht-bildende Material hergestellt, indem eine granuläre Komponente, wie etwa ein Schleifmittel, ein antistatisches Mittel und dergleichen, und ein Binder in einem bekannten organischen Lösungsmittel dispergiert wird.
Beispiele für die granuläre Komponente schließen verschiedene Arten von anorganischen Pigmenten und Ruß ein. Beispiele für den Binder schließen Nitrocellulose, Phenoxyharz, Harz vom Vinylchloridtyp und Harz vom Polyurethantyp ein, die allein oder in Kombination verwendet werden.
Eine bekannte Adhäsionsschicht kann auf der Seite erzeugt werden, wo die Legierungsteilchen enthaltende Lösung beschichtet wird oder auf der Seite, wo die rückwärtige Beschichtungsschicht erzeugt wird.
Die arithmetische mittlere Abweichung der Oberfläche des magnetischen Aufzeichnungsmediums, das auf die vorstehend beschriebene Weise hergestellt wird, ist vorzugsweise in einem Bereich von 0,1 bis 5 nm, und weiter bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 4 nm, mit einem Abschneidewert von 0,25 mm. Es ist erwünscht, dass ein magnetisches Aufzeichnungsmedium zum Aufzeichnen mit hoher Dichte eine Oberfläche mit herausragender Glattheit, wie etwa innerhalb der vorstehenden Bereiche, besitzt.
Ein Verfahren zum Erhalten einer solchen Oberfläche besteht darin, eine Kalandrierbehandlung nach der Erzeugung der magnetischen Schicht durchzuführen. Alternativ kann eine Klarlackbehandlung durchgeführt werden, um eine solche Oberfläche zu erhalten.
Das erhaltene magnetische Aufzeichnungsmedium kann nach dem Lochen mit einem Lochgerät oder genauem Schneiden in eine gewünschte Größe durch ein Schneidegerät verwendet werden.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird detailliert anhand von Beispielen beschrieben. Jedoch sollte diese nicht so verstanden werden, dass die Erfindung auf diese Beispiele begrenzt ist.
[Beispiele 1 bis 4 und Vergleichsbeispiele 1 bis 6]
(Herstellung von FePt-Legierungsteilchen)
Die folgenden Verfahren werden in hochreinem N₂-Gas durchgeführt.
Eine wässrige Reduktionsmittelösung wird hergestellt, indem 0,76 g NaBH₄ (hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in 16 ml Wasser (Deoxygenierung: 0,1 mg/l oder weniger) aufgelöst wird. Eine inverse Mizellenbildungslösung (I) wird hergestellt, indem eine Alkanlösung zugegeben wird, die durch Vermischen von 10,8 g Aerosol OT (hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 80 ml Decan (hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) und 2 ml Oleylamin (hergestellt von Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) zu der wässrigen Reduktionsmittelösung gegeben werden und die resultierende Mischung vermischt wird.
Eine wässrige Metallsalzlösung wird hergestellt, indem 0,46 g Eisentriammoniumtrioxalat (Fe(NH₄)₃(C₂O₄)₃) (hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) aufgelöst werden und 0,38 g Kaliumchlorplatinat (K₂PtCl₄) (hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in 12 ml Wasser (deoxygeniert) aufgelöst werden. Eine inverse Mizellenbildungslösung (II) wird hergestellt, indem eine Alkanlösung, die durch Vermischen von 5,4 g Aerosol OT und 40 ml Decan hergestellt wurde, zu der wässrigen Metallsalzlösung gegeben wird und die resultierende Mischung vermischt wird.
Während die inverse Mizellenbildungslösung (I) bei 22°C und bei einer hohen Rührgeschwindigkeit durch eine Omni-Mischvorrichtung (hergestellt von Yamato Scientific Co., Ltd.) gerührt wird, wird die inverse Mizellenbildungslösung (II) auf einmal hinzugegeben. Nach 10 Minuten wird unter Rühren durch eine. magnetische Rührvorrichtung die gemischte Lösung 60 Minuten bei einer Temperatur, die 50°C erhöht wurde, gealtert.
Danach wird 2 ml Ölsäure (hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) zugegeben und auf Raumtemperatur abgekühlt. Nach dem Abkühlen wird die resultierende gemischte Lösung an die Atmosphäre herausgenommen. Um die inverse Mizelle zu brechen, wird eine gemischte Lösung aus 100 ml Wasser und 100 ml Methanol zugegeben, um die resultierende Lösung in eine Wasserphase und eine Ölphase zu separieren. Legierungsteilchen, die in der Ölphase dispergiert sind, werden erhalten. Die Ölphase wird mit einer gemischten Lösung aus 600 ml Wasser und 200 ml Methanol fünfmal gewaschen.
Danach werden 1 100 ml Methanol zugegeben, um so eine Flokkulation der Legierungsteilchen hervorzurufen, und die Legierungsteilchen werden ausgefällt. Nach Entfernung der überstehenden Flüssigkeit werden die Legierungsteilchen wiederum durch Zugeben von 20 ml Heptan (hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) dispergiert.
Ferner werden die Ausfällungs- und Dispergierschritte, d.h. der Ausfällungsschritt der Zugabe von 100 ml Methanol und der Dispersionsschritt der Zugabe von 20 ml Heptan zweimal wiederholt. Schließlich werden 5 ml Heptan zugegeben und so eine FePt-Legierungsteilchen-enthaltende Lösung hergestellt, die ein Gewichtsverhältnis zwischen Wasser und Tensid (Wasser/Tensid) von 2 besitzt.
Die Legierungsteilchen werden der Messung der Ausbeute, der Zusammensetzung, des Volumendurchschnitts- Teilchendurchmessers und der Verteilung (Variationskoeffizient) unterzogen und so die folgenden Ergebnisse festgestellt.
Die Zusammensetzung und die Ausbeute werden durch ICP-Spektroskopie (induktiv gekoppelte Plasmaemulsionspetrochemische Analyse) gemessen.
Der Volumendurchschnitts-Teilchendurchmesser und die Verteilung werden gemessen, indem die Teilchen gezählt werden, die durch TEM (Transmissionselektronenmikroskop, hergestellt von Hitachi, Ltd., 30 kV) gezählt werden und die Ergebnisse statistisch ausgewertet werden.
Die Legierungsteilchen, die für die Messung verwendet werden, sind Legierungsteilchen, die aus der hergestellten Legierungsteilchen-enthaltenden Lösung gesammelt werden, ausreichend getrocknet werden und dann in einem elektrischen Ofen erhitzt werden.
Zusammensetzung: FePt-Legierung, die 44,5 Atom-% Pt enthält
Ausbeute: 85 %
durchschnittlicher Teilchendurchmesser: 4,2 nm
Variationskoeffizient: 5 %
(Oxidationsbehandlung)
Das Vakuumentgasen wird durchgeführt, um so die hergestellte Legierungsteilchen-enthaltende Lösung zu konzentrieren und die Konzentration der Legierungsteilchen auf 4 Gew.-% einzustellen. Nach der Konzentration wird die Umgebungsatmosphäre auf Normaldruck eingestellt. Zur Oxidation der Legierungsteilchen wird Sauerstoffgas zu der Legierungsteilchen-enthaltenden Lösung 10 Minuten zugeführt. Das Lösungsmittel, das zur Zeit der Oxidationsbehandlung verdampft ist, wird durch Zugeben von Heptan ergänzt. Zu der Lösung nach der Oxidationsbehandlung werden 0,04 ml Oleylamin pro 1 ml der Legierungsteilchen-enthaltenden Lösung gegeben.
(Härtungsbehandlung)
Ein Träger (Dicke von 1 mm) wird hergestellt, indem die Oberfläche eines Si-Trägers gebrannt wird und so SiO₂ aus der Oberfläche zu der Tiefe von ungefähr 300 nm zu erzeugen. Die Legierungsteilchen-enthaltende Lösung, die der Oxidationsbehandlung unterzogen wurde, wird auf den Träger durch eine Spinnbeschichtungsvorrichtung beschichtet. Die Beschichtungsmenge der Legierungsteilchen wird auf 0,5 g/m² eingestellt.
Nach der Beschichtung wird unter der Härtungsatmosphäre von Tabelle 1 die Temperatur auf 300°C von Raumtemperatur bei einer Rate von 50°C/min erhöht. Während extern ein Magnetfeld von Tabelle 1 angelegt wird, wird die Temperatur von 300°C auf die Temperatur in Tabelle 1 erhöht. Die Temperatur wird 30 Minuten beibehalten, und die Temperatur wird auf Raumtemperatur mit einer Rate von 50°C/min herabgesetzt. Die Härtungsbehandlung wird so durchgeführt, und eine magnetische Schicht (Filmdicke: 50 nm), die die magnetischen Teilchen enthält, wird erzeugt, und so ein magnetisches Aufzeichnungsmedium hergestellt. Hierbei wird das Magnetfeld extern angelegt, indem Elektromagnete verwendet werden, die von Toei Industry Co., Ltd. hergestellt wurden.
Die magnetischen Teilchen werden von den magnetischen Schichten der jeweiligen magnetischen Aufzeichnungsmedien, die durch Beispiele 1 bis 4 und Vergleichsbeispiele 1 bis 6 durch Spatyura erhalten wurden, abgekratzt und der Bewertung der magnetischen Eigenschaften und der Messung des Volumendurchschnitts-Teilchendurchmessers unterzogen. Die Ergebnisse werden in der folgenden Tabelle 1 gezeigt.
Hinsichtlich der Messung der magnetischen Eigenschaften (Messung der Koerzitivkraft) werden Proben mit 6 × 8 mm geschnitten und aus einer Disk genommen und die Koerzitivkraft Hc und das Quadratverhältnis (SQ) werden unter Bedingungen einer angelegten Magnetfelddichte von 1,194 kA/m (15 kOe) unter Verwendung eines hochempfindlichen Magnetisierungsvektor-Messgeräts, hergestellt von Toei Kogyo Co., Ltd., und eines Datenverarbeitungsgeräts, das durch die gleiche Firma hergestellt wurde, gemessen.

Der Volumendurchschnitts-Teilchendurchmesser wird bei einer Beschleunigungsspannung von 300 kV unter Verwendung des vorstehend erwähnten TEM gemessen. Der Volumendurchschnitts-Teilchendurchmesser beträgt 5 nm für alle Beispiele und Vergleichsbeispiele. Tabelle 1

	Oxidation	Härtungsatmosphäre	Härtungstemperatur	magnetisches Feld (kA/m)	Hc (kA/m)	SQ
Bsp. 1	Sauerstoff	H₂	400°C	1194 (15 kOe)	254,8 (3200 Oe)	0,8
Bsp. 2	Sauerstoff	H₂	450°C	1194 (15 kOe)	318,5 (4000 Oe)	0,75
Bsp. 3	Sauerstoff	H₂(8 %)N₂(92 %)	400°C	1194 (15 kOe)	159,2 (2000 Oe)	0,8
Bsp. 4	Sauerstoff	H₂(8 %)N₂(92 %)	450°C	1194 (15 kOe)	238,9 (3100 Oe)	0,75
Vgl. Bsp. 1	Sauerstoff	H₂	400°C	Hohlraum	310,5 (3100 Oe)	0,55
Vgl. Bsp. 2	Sauerstoff	H₂	450°C	Hohlraum	310,5 (3900 Oe)	0,5
Vgl. Bsp. 3	Sauerstoff	N₂	400°C	1194 (15 kOe)	15,92 (200 Oe)	0,3
Vgl. Bsp. 4	Sauerstoff	N₂	450°C	1194 (15 kOe)	19,9 (250 Oe)	0,2
Vgl. Bsp. 5	Hohlraum	H₂	400°C	1194 (15 kOe)	17,5 (220 Oe)	0,3
Vgl. Bsp. 6	Hohlraum	H₂	450°C	1194 (15 kOe)	23,9 (300 Oe)	0,2

Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, besitzt jedes beliebige der magnetischen Aufzeichnungsmedien der Beispiele 1 bis 4 eine Koerzitivkraft Hc von 2 000 Oe oder mehr und ein Quadratverhältnis SQ von 0,75 oder mehr. Die magnetischen Aufzeichnungsmedien von Vergleichsbeispielen 1 und 2, die sich von den Beispielen dadurch unterscheiden, dass kein Magnetfeld angelegt wird, besitzen eine hohe Koerzitivkraft Hc, aber stellen keinen gewünschten Wert des Quadratverhältnisses SQ bereit. Ferner wird weder eine ausreichende Koerzitivkraft Hc noch ein ausreichendes Quadratverhältnis in Beispielen 3 und 4 erhalten, worin Härten nicht in einer reduzierenden Atmosphäre durchgeführt wird. Auf ähnliche Weise wird weder eine ausreichende Koerzitivkraft Hc noch ein ausreichendes Quadratverhältnis in Vergleichsbeispielen 5 und 6 erhalten, wo keine Oxidationsbehandlung durchgeführt wird.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums bereit, wobei das Verfahren den Orientierungszustand von magnetischen Teilchen steuern kann. Die Erfindung stellt auch ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit hohem Rückspulausstoß bereit.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums, das die folgenden Schritte umfaßt: Herstellung von Legierungspartikeln, die eine Legierungsphase mit ferromagnetischer Ordnung vom CuAu-Typ oder Cu₃Au-Typ bilden können; Bilden einer Legierungspartikelschicht auf einem Träger unter Verwendung der Legierungspartikel; Oxidieren der Legierungspartikel; und Tempern der Legierungspartikelschicht in einem magnetischen Feld mit einer magnetischen Feldstärke von 7,96 bis 7,961 kA/m (100 bis 100.000 Oe) und unter einer reduzierenden Atmosphäre, wobei die Zahl von Bindungen zwischen einem Basismetall des Mediums und Sauerstoff durch die Oxidationsbehandlung so kontrolliert wird, daß sie 0,5 bis 4 ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, in dem das magnetische Feld eine magnetische Feldstärke von 7,96 bis 5,573 kA/m (100 bis 70.000 Oe) hat.
Verfahren gemäß Anspruch 1, in dem das magnetische Feld eine magnetische Feldstärke von 796,2 bis 1.592,4 kA/m (10.000 bis 20.000 Oe) hat.
Verfahren gemäß Anspruch 1, in dem die Legierungspartikel hergestellt werden durch ein Reduktionsverfahren.
Verfahren gemäß Anspruch 1, in dem die Legierungspartikel hergestellt werden durch ein Verfahren der inversen Mizellenbildung.
Verfahren gemäß Anspruch 1, in dem mindestens ein drittes Element, ausgewählt aus Sb, Pb, Bi, Cu, Ag, Zn und In zu den Legierungspartikeln zugesetzt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, in dem die Legierungspartikel bei einer Temperatur von 0 bis 150°C oxidiert werden.
Verfahren gemäß Anspruch 1, in dem die Legierungspartikel bei einer Temperatur von 0 bis 100°C oxidiert werden.
Verfahren gemäß Anspruch 1, in dem die Legierungspartikel bei einer Temperatur von 15 bis 80°C oxidiert werden.
Verfahren gemäß Anspruch 1, in dem eine Zahl von Bindungen zwischen einem Basismetall des Mediums und Sauerstoff durch die Oxidationsbehandlung so kontrolliert wird, daß sie 1 bis 3 ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, in dem die Legierungspartikelschicht bei einer Temperatur von 150 bis 500°C getempert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, in dem die Legierungspartikelschicht bei einer Temperatur von 300 bis 450°C getempert wird.