JP5556982B2 - 強磁性金属粒子粉末及びその製造法、並びに磁気記録媒体 - Google Patents

強磁性金属粒子粉末及びその製造法、並びに磁気記録媒体 Download PDF

Info

Publication number
JP5556982B2
JP5556982B2 JP2008266731A JP2008266731A JP5556982B2 JP 5556982 B2 JP5556982 B2 JP 5556982B2 JP 2008266731 A JP2008266731 A JP 2008266731A JP 2008266731 A JP2008266731 A JP 2008266731A JP 5556982 B2 JP5556982 B2 JP 5556982B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
particle powder
ferromagnetic metal
particles
magnetic recording
powder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2008266731A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2010098071A (ja
Inventor
峰子 大杉
弘子 森井
俊治 原田
貴裕 松尾
洋介 山本
一之 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toda Kogyo Corp
Original Assignee
Toda Kogyo Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toda Kogyo Corp filed Critical Toda Kogyo Corp
Priority to JP2008266731A priority Critical patent/JP5556982B2/ja
Priority to US12/535,978 priority patent/US20100035087A1/en
Publication of JP2010098071A publication Critical patent/JP2010098071A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5556982B2 publication Critical patent/JP5556982B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Magnetic Record Carriers (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Description

本発明は、微細な粒子、殊に、平均長軸径が100nm以下の微粒子でありながら、超微細な粒子の存在割合が低減された、良好な粉体の保磁力分布SFDを有する強磁性金属粒子粉末及びその製造法並びに該強磁性金属粒子粉末を用いた良好な表面平滑性と優れた保磁力分布SFDを有する磁気記録媒体に関する。
磁気記録技術は、従来、オーディオ用、ビデオ用、コンピューター用等をはじめとしてさまざまな分野で幅広く用いられている。近年、機器の小型軽量化、記録の長時間化及び記録容量の増大等が求められており、記録媒体に対しては、記録密度のより一層の向上が望まれている。
従来の磁気記録媒体に対してより高密度記録を行うためには、高いC/N比が必要であり、ノイズ(N)が低く、再生出力(C)が高いことが求められている。近年では、これまで用いられていた誘導型磁気ヘッドに替わり、磁気抵抗型ヘッド(MRヘッド)や巨大磁気抵抗型ヘッド(GMRヘッド)等の高感度ヘッドが開発されており、これらは誘導型磁気ヘッドに比べて再生出力が得られやすいことから、高いC/N比を得るためには、出力を上げるよりもノイズを低減する方が重要となってきている。
磁気記録媒体のノイズは、粒子性ノイズと磁気記録媒体の表面性に起因して発生する表面性ノイズに大別される。粒子性ノイズの場合、粒子サイズの影響が大きく、微粒子であるほどノイズ低減に有利であることから、磁気記録媒体に用いる磁性粒子粉末の粒子サイズはできるだけ小さいことが必要となる。
しかしながら、磁性粒子粉末の微細化が進むと結晶粒の体積が減少し、結晶磁化が不安定になり磁性を失うこと(スーパーパラマグネティズム)が知られており、磁性粒子粉末の超微細な粒子成分の低減が重要となっている。また、磁性粒子粉末は、微細化に伴って粒度分布が大きく広がり、保磁力値Hcのばらつきが大きくなるため、保磁力分布SFD(Switching Field Distribution)が拡大する傾向にあることから、磁性粒子粉末の粒度を均整化し、粉体の保磁力分布SFDを低減することが求められている。
一方、表面性ノイズの場合、磁気記録媒体の表面平滑性を改良することが重要であり、磁性粒子粉末の磁性塗料中での分散性や磁気記録層中での配向性及び充填性の向上が必要不可欠である。
これまでに、テープ化した際の保磁力分布がシャープであり、優れた分散性及び配向性を示す金属磁性粒子粉末を得ることを目的として、ゲータイト粒子粉末を加熱脱水処理する際の雰囲気を80〜100%の水蒸気雰囲気とする製造法(特許文献1)が提案されている。
また、粒子の大きさ・形状のバラツキが小さく、超微粒子を低減することで粒度分布の広がりを低減した金属磁性粒子粉末を得ることを目的として、ゲータイトの生成反応において、特定の条件下で、Co塩を含む鉄塩溶液をアルカリで中和処理することにより得られたゲータイト粒子粉末を出発原料とする金属磁性粒子粉末の製造法(特許文献2)が提案されている。
また、粒子形状・分布が均整な金属磁性粒子粉末を得ることを目的として、ゲータイトの核晶を急速に成長させた後、特定の酸化率の範囲でアルミニウムを添加してゲータイトを成長させ、酸化終了後に希土類元素で被覆したゲータイト粒子粉末を出発原料として得られた特定の形状を有する金属磁性粒子粉末(特許文献3)が提案されている。
特開平6−136412号公報 特開2005−277094号公報 特開2007−81227号公報
微細な粒子、殊に、平均長軸径が100nm以下の微粒子でありながら、超微細な粒子の存在割合が低減された、良好な粉体の保磁力分布SFDを有する強磁性金属粒子粉末は、現在最も要求されているところであるが、前記諸特性を十分満足する強磁性金属粒子粉末は未だ得られていない。
即ち、前記特許文献1〜3記載には、ゲータイト粒子粉末を加熱脱水・還元することによって強磁性金属粒子粉末を得るにあたり、ゲータイト粒子をあらかじめ100〜250℃の温度範囲で加熱処理を行う記載はなく、ゲータイト超微粒子が存在したままゲータイト粒子の脱水が始まり粒子間で焼結が起こるため、超微細な粒子の存在割合が低減された、粒度が均整な粉体の保磁力分布SFDが改善された強磁性金属粒子粉末を得ることは困難である。
そこで、本発明は、微細な粒子、殊に、平均長軸径が100nm以下の微粒子でありながら、超微細な粒子の存在割合が低減された、良好な粉体の保磁力分布SFDを有する強磁性金属粒子粉末を提供することを技術的課題とする。
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ゲータイト粒子粉末を加熱処理してヘマタイト粒子粉末とした後、該ヘマタイト粒子粉末を加熱還元して強磁性金属粒子粉末を得る製造法において、前記ゲータイト粒子粉末の加熱処理を、前記ゲータイト粒子粉末の加熱処理を、非還元性雰囲気中100〜250℃の温度範囲で行った後、300〜650℃の温度範囲であって、水蒸気が90vol%以上の条件下で行うことにより、超微細な粒子の存在割合が低減された、良好な粉体の保磁力分布SFDを有する強磁性金属粒子粉末を得ることができることを見いだし、本発明をなすに至った。
即ち、本発明は、平均長軸径(L)が5〜100nmであり、前記平均長軸径(L)と粉体SFDが下記関係式を満たすことを特徴とする強磁性金属粒子粉末である(本発明1)。
<式>
粉体SFD ≦ 0.0001L−0.0217L+1.75
また、本発明は、全粒子に対して長軸径が10nm未満の超微細な粒子の存在割合が15%以下であることを特徴とする本発明1の強磁性金属粒子粉末である(本発明2)。
また、本発明は、ゲータイト粒子粉末を加熱処理してヘマタイト粒子粉末とした後、該ヘマタイト粒子粉末を加熱還元して強磁性金属粒子粉末を得る製造法において、前記ゲータイト粒子粉末の加熱処理を、非還元性雰囲気中100〜250℃の温度範囲で行った後、300〜650℃の温度範囲であって、水蒸気が90vol%以上の条件下で行うことを特徴とする本発明1乃至本発明2の強磁性金属粒子粉末の製造法である(本発明3)。
また、本発明は、非磁性支持体、該非磁性支持体上に形成される非磁性粒子粉末と結合剤樹脂とを含む非磁性下地層及び該非磁性下地層の上に形成される磁性粒子粉末と結合剤樹脂とを含む磁気記録層からなる磁気記録媒体において、前記磁性粒子粉末として本発明1又は本発明2に記載の強磁性金属粒子粉末を用いることを特徴とする磁気記録媒体である(本発明4)。
本発明に係る強磁性金属粒子粉末は、微細な粒子、殊に、平均長軸径が100nm以下の微粒子でありながら、超微細な粒子の存在割合が低減された、良好な粉体の保磁力分布SFDを有しているので、高密度磁気記録媒体の強磁性金属粒子粉末として好適である。
また、本発明に係る磁気記録媒体は、上述の超微細な粒子の存在割合が低減された、良好な粉体の保磁力分布SFDを有する強磁性金属粒子粉末を磁気記録媒体の磁性粒子粉末として用いることにより、優れた表面平滑性と保磁力分布SFDを有する高密度磁気記録媒体として好適である。
本発明の構成を詳しく説明すれば、次の通りである。
まず、本発明に係る強磁性金属粒子粉末について述べる。
本発明に係る強磁性金属粒子粉末の平均長軸径(L)は10〜100nmであり、好ましくは10〜90nmであり、より好ましくは10〜80nmである。平均長軸径(L)が10nm未満の場合には、酸化安定性が急激に低下すると共に、結晶粒の体積が減少し結晶磁化が不安定になる(スーパーパラマグネティズム)ために高い保磁力値が得られ難くなる。平均長軸径(L)が100nmを超える場合には、粒子サイズが大きいため、これを用いて得られた磁気記録媒体の表面平滑性が低下し、それに起因して出力も向上し難くなる。また、短波長領域における飽和磁化値や保磁力値が低下すると共に粒子性ノイズが増大するため好ましくない。
本発明に係る強磁性金属粒子粉末の粉体SFDは、上記強磁性金属粒子粉末の平均長軸径(L)と粉体SFDが下記関係式を満たす。
<式>
粉体SFD ≦ 0.0001L−0.0217L+1.75
強磁性金属粒子粉末の平均長軸径(L)と粉体SFDとの関係が前記関係式の範囲外の場合、優れた粉体SFDを有しているとは言い難い。
本発明に係る強磁性金属粒子粉末の形状は針状であって、軸比(平均長軸径と平均短軸径の比)(以下、「軸比」という。)は2.0以上が好ましく、より好ましくは2.3〜8.0である。軸比が2.0未満の場合には高い保磁力値を有する強磁性金属粒子粉末を得ることが困難となる。ここで針状とは、文字通りの針状粒子はもちろん、紡錘状、米粒状も含まれる。
本発明に係る強磁性金属粒子粉末のBET比表面積値は35〜200m/gが好ましく、より好ましくは40〜180m/g、更により好ましくは50〜150m/gである。BET比表面積値が35m/g未満の場合には、強磁性金属粒子粉末の製造工程において粒子間に焼結が生じている可能性があり、これを用いて得られた磁気記録媒体の表面平滑性が低下するため、それに起因して出力も向上し難くなる。BET比表面積値が200m/gを超える場合には、強磁性金属粒子粉末の表面積が大きくなりすぎて磁性塗料中のバインダーにぬれ難くなるため磁性塗料の粘度が高くなり、分散できずに凝集するため好ましくない。
本発明に係る強磁性金属粒子粉末の超微細な粒子成分の存在割合は、全粒子に対して長軸径が10nm未満の粒子が15%以下であることが好ましく、より好ましくは12%以下、更により好ましくは10%以下である。全粒子に対して長軸径が10nm未満の粒子の存在割合が15%を超える場合には、超微細な粒子の存在割合が高いため、保磁力値Hcのばらつきが大きくなり、粉体の保磁力分布SFDが拡大する傾向にあるため好ましくない。
本発明に係る強磁性金属粒子粉末の長軸径の幾何標準偏差値は1.85以下が好ましく、より好ましくは1.75以下、更により好ましくは1.65以下である。長軸径の幾何標準偏差値が1.85を超える場合には、粒度分布が広がっており、保磁力値Hcのばらつきが大きくなり、粉体の保磁力分布SFDが拡大する傾向にあるため好ましくない。
本発明に係る強磁性金属粒子粉末のコバルト含有量は全Feに対してCo換算で4〜60原子%が好ましく、より好ましくは5〜55原子%、更により好ましくは10〜50原子%であり、この範囲でコバルト含有量をコントロールすることによって、後述する磁気特性(保磁力値及び飽和磁化値)を得ることができる。
本発明に係る強磁性金属粒子粉末のアルミニウム含有量は全Feに対してAl換算で4〜40原子%が好ましく、より好ましくは5〜35原子%、更により好ましくは6〜30原子%である。アルミニウム含有量が4原子%未満の場合には、加熱脱水・還元過程における焼結防止効果が低下し、保磁力値が低下するため好ましくない。40原子%を超える場合には、非磁性成分の増大に伴い磁気特性が低下するため好ましくない。
本発明に係る強磁性金属粒子粉末の希土類元素含有量は全Feに対して希土類元素換算で3〜30原子%が好ましく、より好ましくは4〜29原子%、更により好ましくは5〜28原子%である。希土類元素含有量が3原子%未満の場合には、加熱還元過程における焼結防止効果が低下し、保磁力値が低下するため好ましくない。30原子%を超える場合には、非磁性成分の増大に伴い磁気特性が低下するため好ましくない。なお、ここではSc、Yも希土類元素として扱う。
本発明に係る強磁性金属粒子粉末の保磁力値Hcは79.6〜278.5kA/mが好ましく、より好ましくは95.4〜278.5kA/m、更により好ましくは119.4〜278.5kA/mである。保磁力値Hcが前記範囲外の場合、短波長領域で高い出力が得られないため、磁気記録媒体の記録密度を向上させることが困難となる。
本発明に係る強磁性金属粒子粉末の飽和磁化値σsは50〜180Am/kgが好ましく、より好ましくは60〜170Am/kg、更により好ましくは70〜160Am/kgである。飽和磁化値σsが50Am/kg未満の場合には、残留磁化値が低下するため、短波長領域で高い出力が得られない。飽和磁化値σsが180Am/kgを超える場合には、過剰な残留磁化を生じ、磁気抵抗ヘッドの飽和を引き起こし、再生特性に歪みを生じやすく、短波長領域での高いC/N出力が得られない。
次に、本発明に係る強磁性金属粒子粉末の製造法について述べる。
本発明においては、ゲータイト粒子粉末を非還元性雰囲気中100〜250℃の温度範囲で加熱処理を行った後、水蒸気が90vol%以上の雰囲気下、300〜650℃の温度範囲で加熱脱水処理を行ってヘマタイト粒子粉末を得、該ヘマタイト粒子粉末を300〜700℃で加熱還元することによって強磁性金属粒子粉末を得ることができる。
本発明における紡錘状ゲータイト粒子粉末は、従来公知の製造方法によって得られるものである。
ゲータイト粒子粉末中のCo、Al又はYなどの希土類元素の存在状態は特に限定されるものではなく、粒子内部及び/又は粒子表面にあって、均一に存在するか、又は偏在していてもよい。
本発明におけるゲータイト粒子粉末は、平均長軸径が10〜180nm、好ましくは10〜150nmであり、コバルト含有量は全Feに対してCo換算で4〜60原子%、アルミニウム含有量は全Feに対してAl換算で4〜40原子%、希土類元素含有量は全Feに対して希土類元素換算で3〜30原子%が好ましい。
本発明におけるゲータイト粒子粉末の加熱処理の雰囲気は非還元性雰囲気であり、温度範囲は100〜250℃である。1回目の加熱処理の温度が100℃未満の場合は、ゲータイト超微粒子を十分にゲータイト粒子に吸収させることが困難となる。また、250℃を超えるとゲータイト超微粒子が存在したままゲータイト粒子の脱水が始まるため粒子間で焼結が起こり、粒度が均斉な粒子を得ることが困難となる。加熱処理の温度は120〜230℃が好ましく、加熱処理の時間は5〜60分が好ましい。
本発明における加熱脱水処理の温度は300〜650℃である。加熱脱水処理の温度が300℃未満ではヘマタイト粒子の粒子内部及び粒子表面に脱水孔が多数存在しており、その結果、該ヘマタイト粒子粉末を加熱還元して得られた強磁性金属粒子粉末は、磁気記録媒体製造時の分散性が不十分となり表面性ノイズを低下することが困難となる。また、650℃を超えると粒子及び粒子相互間の焼結が生じるため、粒子径が大きくなる傾向にあり、粒子性ノイズを低減することが困難となる。加熱脱水処理の温度は350〜600℃が好ましく、加熱処理の時間は5〜180分が好ましい。
本発明における加熱脱水処理においては、加熱脱水処理時の雰囲気を水蒸気が90vol%以上存在する条件で行う。水蒸気が90vol%以上とすることで、ヘマタイト粒子の粒子内部及び粒子表面の脱水孔を効果的に減少させることができる。より好ましくは95vol%以上である。
次に、ヘマタイト粒子粉末の加熱還元処理を行う。
本発明における加熱還元処理の温度範囲は300〜700℃が好ましい。300℃未満の場合には、還元反応の進行が遅く長時間を要するため好ましくない。また、強磁性金属粒子粉末の結晶成長が不十分であるため、飽和磁化値、保磁力値などの磁気特性が著しく低下する。700℃を超える場合には、還元反応が急激に進行し、粒子の変形と粒子及び粒子相互間の焼結を引き起こすため好ましくない。また、前記加熱還元処理は、1段目と2段目、必要によっては3段目もしくはそれ以上のステップで温度を変える多段加熱還元処理によっても行うことができる。
本発明の加熱還元処理における還元性ガスとしては、水素、アセチレン、一酸化炭素等を用いることができ、殊に、水素が好適である。
本発明における加熱還元後の強磁性金属粒子粉末は、周知の方法により表面酸化処理を行うことで、空気中に取り出すことができる。具体的には、例えば、トルエン等の有機溶剤中に浸漬する方法、還元後の強磁性金属粒子粉末の雰囲気を一旦不活性ガスに置換した後、不活性ガス中の酸素含有量を徐々に増加させながら最終的に空気とする方法及び酸素と水蒸気を混合したガスを使用して徐酸化する方法等が挙げられる。
本発明においては、還元後の強磁性金属粒子粉末の雰囲気を一旦不活性ガスに置換した後、不活性ガス中の酸素含有量を徐々に増加させながら最終的に空気とする方法及び酸素と水蒸気を混合したガスを使用して徐酸化する方法が好ましく、その場合の処理温度は40〜200℃であり、好ましくは40〜180℃である。表面酸化処理の処理温度が40℃未満の場合には、十分な厚さを有する表面酸化層を形成することが困難である。処理温度が200℃を超える場合には、表面酸化層が厚くなり、磁気特性が劣化するため好ましくない。また、粒子の形骸変化、特に酸化物が多量に生成されるため短軸が極端に膨張し、形骸破壊が起こりやすくなる。
次に、本発明に係る磁気記録媒体について述べる。
本発明における磁気記録媒体は、非磁性支持体、該非磁性支持体上に形成された非磁性下地層及び該非磁性下地層上に形成された磁気記録層とからなる。また、必要に応じて、非磁性支持体の一方の面に形成される磁気記録層に対し、非磁性支持体の他方の面にバックコート層を形成させてもよい。殊に、コンピューター記録用のバックアップテープの場合には、巻き乱れの防止や走行耐久性向上の点から、バックコート層を設けることが好ましい。
本発明における非磁性支持体としては、現在、磁気記録媒体に汎用されているポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル類、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン類、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、芳香族ポリアミド、芳香族ポリイミド、芳香族ポリアミドイミド、ポリスルフォン、セルローストリアセテート、ポリベンゾオキサゾール等の合成樹脂フィルム、アルミニウム、ステンレス等金属の箔や板及び各種の紙を使用することができる。
本発明における非磁性下地層は、非磁性粒子粉末及び結合剤樹脂とからなる。また、必要に応じて、磁気記録媒体の製造に通常用いられている潤滑剤、研磨剤、帯電防止剤等を添加してもよい。
非磁性下地層に用いられる非磁性粒子粉末としては、アルミナ、ヘマタイト、ゲータイト、酸化チタン、シリカ、酸化クロム、酸化セリウム、酸化亜鉛、チッ化珪素、窒化ホウ素、炭化ケイ素、炭酸カルシウム及び硫酸バリウム等を、単独又は組合せて用いることができる。好ましくはヘマタイト、ゲータイト、酸化チタンであり、より好ましくはヘマタイトである。
前記非磁性粒子粉末の粒子形状は、針状、紡錘状、米粒状、球状、粒状、多面体状、フレーク状、鱗片状及び板状等のいずれの形状であってもよい。粒子サイズは、好ましくは0.005〜0.30μmであり、より好ましくは0.010〜0.25μmである。また、必要により、粒子表面をアルミニウムの水酸化物、アルミニウムの酸化物、ケイ素の水酸化物及びケイ素の酸化物から選ばれた1種又は2種以上の化合物で被覆してもよく、化合物で被覆しない場合に比べ、非磁性塗料中での分散性を改善することができる。
結合剤樹脂としては、磁気記録媒体の製造にあたって汎用されている熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、電子線硬化型樹脂等を単独又は組み合わせて用いることができる。
帯電防止剤としては、カーボンブラック、グラファイト、酸化スズ、酸化チタン−酸化スズ−酸化アンチモン等の導電性粉末及び界面活性剤等を用いることができる。帯電防止の他に、摩擦係数低減、磁気記録媒体の強度向上といった効果が期待できることから、帯電防止剤としては、カーボンブラックを用いることが好ましい。
本発明における磁気記録層は、本発明に係る強磁性金属粒子粉末と結合剤樹脂とを含んでいる。また、必要に応じて、磁気記録媒体の製造に通常用いられている潤滑剤、研磨剤、帯電防止剤等を添加してもよい。
結合剤樹脂としては、前記非磁性下地層を作製するために用いた結合剤樹脂を使用することができる。
本発明におけるバックコート層中には、結合剤樹脂と共に、バックコート層の表面電気抵抗値及び光透過率低減、並びに強度向上を目的として、帯電防止剤及び無機粒子粉末を含有させることが好ましい。また、必要に応じて、通常の磁気記録媒体の製造に用いられる潤滑剤、研磨剤等が含まれていてもよい。
結合剤樹脂及び帯電防止剤としては、前記非磁性下地層、及び磁気記録層を作製するために用いた結合剤樹脂及び帯電防止剤を使用することができる。
無機粉末としては、アルミナ、ヘマタイト、ゲータイト、酸化チタン、シリカ、酸化クロム、酸化セリウム、酸化亜鉛、チッ化珪素、窒化ホウ素、炭化ケイ素、炭酸カルシウム及び硫酸バリウム等から選ばれる1種又は2種以上を用いることができる。粒子サイズは、好ましくは0.005〜1.0μmであり、より好ましくは0.010〜0.5μmである。
本発明に係る磁気記録媒体は、保磁力値は63.7〜318.3kA/mが好ましく、より好ましくは71.6〜318.3kA/mであり、角形比(Br/Bm)は0.65以上が好ましく、より好ましくは0.70以上である。また、塗膜の表面粗度Raは6.0nm以下が好ましく、より好ましくは5.5nm以下、更により好ましくは5.0nm以下である。
<作用>
本発明において重要な点は、ゲータイト粒子粉末を加熱処理してヘマタイト粒子粉末とした後、該ヘマタイト粒子粉末を加熱還元して強磁性金属粒子粉末を得る製造法において、前記ゲータイト粒子粉末の加熱処理を、非還元性雰囲気中100〜250℃の温度範囲で行った後、300〜650℃の温度範囲であって、水蒸気が90vol%以上の条件下で行うことによって得られた強磁性金属粒子粉末は、微細な粒子、殊に、平均長軸径が100nm以下の微粒子でありながら、超微細な粒子の存在割合が低減された、良好な粉体の保磁力分布SFDを有するという事実である。
本発明に係る強磁性金属粒子粉末が、良好な粉体の保磁力分布SFDを有しており、超微細な粒子の存在割合が低減されている理由として、本発明者は、ゲータイト粒子粉末の加熱処理の条件を制御し、且つ、加熱脱水処理を水蒸気の存在下で行うことによって、微細なゲータイト粒子の存在割合を低減すると共に、微細なゲータイト粒子の極力存在しない状態でヘマタイト粒子に変態させることにより、ゲータイト粒子の粒子間の焼結を抑制して粒度が均整なヘマタイト粒子を得ることができるため、その後、該ヘマタイト粒子粉末を加熱還元処理して得られた強磁性金属粒子粉末も、超微細な粒子の存在割合が低減された、粒度が均整なものとなり、粉体の保磁力分布SFDを改善することができたものと考えている。
本発明の代表的な実施の形態は次の通りである。
本発明における粒子の平均長軸径並びに平均短軸径は、透過型電子顕微鏡を用いて粒子の写真を撮影し、該写真を用いて粒子360個以上について長軸径及び短軸径を測定し、その平均値で粒子の平均長軸径及び平均短軸径を示した。測定に用いた透過型電子顕微鏡写真の粒子の選定基準は下記の通りとした。
A.粒子同士が重なっており、境界がはっきりしていないものは測定を行わない。
B.粒子径が10nm未満の粒子は平均粒子径(平均長軸径、平均短軸径)を算出するための粒子として用いない。
なお、強磁性金属粒子粉末の平均長軸径並びに平均短軸径は、強磁性金属粒子粉末を0.04重量部、分散剤を0.12重量部及び分散媒(分散溶剤)99.84重量部を超音波分散機で3分間分散した後、湿式ジェットミルにて10パス分散させた分散体を透過型電子顕微鏡観察用の試料として用いた。
また、強磁性金属粒子粉末の長軸径の幾何標準偏差値は、下記の方法により求めた値で示した。即ち、上記拡大写真に示される粒子の粒子径を測定した値を、その測定値から計算して求めた粒子の実際の粒子径と個数から、統計学的手法に従って、対数正規確率紙上に横軸に粒子の粒子径を、縦軸に所定の粒子径区間のそれぞれに属する粒子の累積個数(積算フルイ下)を百分率でプロットする。そして、このグラフから粒子の個数が50%及び84.13%のそれぞれに相当する粒子径の値を読みとり、幾何標準偏差値=積算フルイ下84.13%における粒子径/積算フルイ下50%における粒子径(幾何平均径)に従って算出した値で示した。幾何標準偏差値が1に近いほど、粒子の粒度分布が優れていることを意味する。
微細な粒子(10nm未満)の存在割合は、測定した粒子の全体(個数)のうち、長軸径10nm未満の粒子の個数を算出し、全測定粒子に対する割合(%)で示した。
軸比は平均長軸径と平均短軸径との比で示した。
強磁性金属粒子粉末の比表面積値は、「モノソーブMS−11」(カンタクロム株式会社製)を用いて、BET法により測定した値で示した。
本発明におけるゲータイト粒子粉末及び強磁性金属粒子粉末のCo、Al及び希土類元素の含有量は、「誘導結合プラズマ発光分光分析装置 SPS4000」(セイコー電子工業株式会社製)を用いて測定した。
強磁性金属粒子粉末の磁気特性は、「振動試料型磁力計VSM−SSM−5−15」(東英工業株式会社製)を用いて、印加磁場が0〜397.9kA/mの範囲ではスイープ速度を79.6(kA/m)/分とし、397.9〜1,193.7kA/mの範囲ではスイープ速度を397.9(kA/m)/分として測定した。
磁気記録媒体の磁気特性は、振動試料型磁力計「model BHV−35」(理研電子株式会社製)を用いて外部磁場795.8kA/mの下で測定した。
磁気記録媒体の塗膜の表面粗度Raは、非接触表面形状測定機「NewView 600s」(Zygo株式会社製)を用いて塗膜の中心線平均粗さRaを測定した。
<実施例1−1:強磁性金属粒子粉末の製造>
<加熱脱水処理>
ゲータイト粒子1(平均長軸径:76.2nm、Co含有量(Co/Fe):39.7原子%、Al含有量(Al/Fe):20.2%、Y含有量(Y/Fe):20.4原子%)を空気中180℃で30分間加熱処理を行った後、水蒸気量が98vol%以上の440℃の過熱蒸気を用いて30分間加熱脱水処理を行い、ヘマタイト粒子を得た。
<加熱還元処理>
得られたヘマタイト粒子粉末をバッチ式固定層還元装置に入れ、水素ガスを50cm/sで通気しながら550℃で加熱還元した後、窒素ガスに切り替えて80℃まで冷却し、空気を混合して酸素濃度を0.35vol%まで徐々に増加させて表面酸化処理を行い、粒子表面に表面酸化層を形成した。
次いで、表面酸化層を形成した強磁性金属粒子粉末を水素ガス雰囲気下で600℃まで昇温し、水素ガスを60cm/sで通気しながら再度加熱還元した後、再び窒素ガスに切り替えて80℃まで冷却し、水蒸気6g/mと空気を混合して酸素濃度を0.35vol%まで徐々に増加させて表面酸化処理を行い、粒子表面に安定な表面酸化層を形成して実施例1−1の強磁性金属粒子粉末を得た。
得られた実施例1−1の強磁性金属粒子粉末は、粒子形状が針状であり、平均長軸径が42.2nm、軸比が3.6、BET比表面積値が76.5m/gの粒子からなり、微細な粒子成分の存在割合(長軸径が10nm以下の粒子)は、7%であり、長軸径の幾何標準偏差値は1.49であった。該強磁性金属粒子中のCo含有量は全Feに対してCo換算で39.9原子%、Al含有量は全Feに対してAl換算で20.1原子%、Y含有量は全Feに対してY換算で20.5原子%であった。また、該強磁性金属粒子粉末の磁気特性は、保磁力値Hcが183.0kA/m、飽和磁化値σsが104.4Am/kg、粉体SFDは0.95であった。
<実施例2−1:磁気記録媒体の製造>
<非磁性下地層用組成物>
ヘマタイト粒子粉末 100.0重量部、
(粒子形状:紡錘状、平均長軸径:0.099μm、軸比:6.2、BET比表面積値:59.1m/g)
スルホン酸カリウム基を有する塩化ビニル系共重合樹脂 11.8重量部、
スルホン酸ナトリウム基を有するポリウレタン樹脂 11.8重量部、
シクロヘキサノン 78.3重量部、
メチルエチルケトン 195.8重量部、
トルエン 117.5重量部、
硬化剤(ポリイソシアネート) 3.0重量部、
潤滑剤(ブチルステアレート) 1.0重量部。
<磁気記録層用組成物>
強磁性金属粒子粉末 100.0重量部、
スルホン酸カリウム基を有する塩化ビニル系共重合樹脂 10.0重量部、
スルホン酸ナトリウム基を有するポリウレタン樹脂 10.0重量部、
研磨剤(AKP−50) 10.0重量部、
カーボンブラック 1.0重量部、
潤滑剤(ミリスチン酸:ステアリン酸ブチル=1:2) 3.0重量部、
硬化剤(ポリイソシアネート) 5.0重量部、
シクロヘキサノン 65.8重量部、
メチルエチルケトン 164.5重量部、
トルエン 98.7重量部。
上記非磁性下地層用組成物及び磁気記録層用組成物のそれぞれをニーダーで混練した後、ペイントシェーカーで混合・分散を行い、3μmの平均孔径を有するフィルターを用いてろ過し、非磁性下地層用塗料及び磁気記録層用磁性塗料を調整した。
得られた非磁性下地層用塗料を厚さ4.5μmの芳香族ポリアミドフィルム上に塗布し、乾燥させることにより非磁性下地層を形成した後、前記非磁性下地層の上に磁気記録層用磁性塗料を塗布し、磁場中において配向・乾燥した。次いで、カレンダー処理を行った後、60℃で24時間硬化反応を行い、12.7mm幅にスリットして磁気記録媒体を得た。
得られた磁気記録媒体は、保磁力値が197.6kA/m、角型比(Br/Bm)が0.782、保磁力分布SFDが0.526、表面粗度Raが3.9nmであった。
前記実施例1−1及び実施例2−1に従って、強磁性金属粒子粉末及び磁気記録媒体を作製した。各製造条件並びに得られた強磁性金属粒子粉末及び磁気記録媒体の諸特性を示す。
ゲータイト粒子2〜5:
出発原料としてのゲータイト粒子として、表1に示す諸特性を有するゲータイト粒子2〜5を準備した。
Figure 0005556982
実施例1−2〜1−6及び比較例1−1〜1−5:
原料として用いたゲータイト粒子粉末の種類、加熱処理の温度及び時間、加熱脱水処理の温度、時間及び水蒸気量を種々変化させた以外は実施例1−1と同様にして強磁性金属粒子粉末を得た。
このときの製造条件を表2に、得られた強磁性金属粒子粉末の諸特性を表3に示す。
Figure 0005556982
Figure 0005556982
<磁気記録媒体の製造>
実施例2−2〜2−6及び比較例2−1〜2−5:
強磁性金属粒子粉末の種類を種々変化させた以外は、前記実施例2−1と同様にして磁気記録媒体を製造した。
このときの製造条件及び得られた磁気記録媒体の諸特性を表4に示す。
Figure 0005556982
本発明に係る強磁性金属粒子粉末は、微細な粒子、殊に、平均長軸径が100nm以下の微粒子でありながら、超微細な粒子の存在割合が低減された、良好な粉体の保磁力分布SFDを有しているので、高密度磁気記録媒体の強磁性金属粒子粉末として好適である。
また、本発明に係る磁気記録媒体は、上述の超微細な粒子の存在割合が低減された、良好な粉体の保磁力分布SFDを有する強磁性金属粒子粉末を磁気記録媒体の磁性粒子粉末として用いることにより、優れた表面平滑性と保磁力分布SFDを有する高密度磁気記録媒体として好適である。

Claims (3)

  1. 平均長軸径(L)が10〜100nmであり、全粒子に対して長軸径が10nm未満の超微細な粒子の存在割合が15%以下であり、前記平均長軸径(L)と粉体SFDが下記関係式を満たすことを特徴とする強磁性金属粒子粉末。
    <式>
    粉体SFD ≦ 0.0001L−0.0217L+1.75
  2. ゲータイト粒子粉末を加熱処理してヘマタイト粒子粉末とした後、該ヘマタイト粒子粉末を加熱還元して強磁性金属粒子粉末を得る製造法において、前記ゲータイト粒子粉末の加熱処理を、非還元性雰囲気中100〜250℃の温度範囲で行った後、300〜650℃の温度範囲であって、水蒸気が90vol%以上の条件下で行うことを特徴とする請求項1記載の強磁性金属粒子粉末の製造法。
  3. 非磁性支持体、該非磁性支持体上に形成される非磁性粒子粉末と結合剤樹脂とを含む非磁性下地層及び該非磁性下地層の上に形成される磁性粒子粉末と結合剤樹脂とを含む磁気記録層からなる磁気記録媒体において、前記磁性粒子粉末として請求項1記載の強磁性金属粒子粉末を用いることを特徴とする磁気記録媒体。
JP2008266731A 2008-08-08 2008-10-15 強磁性金属粒子粉末及びその製造法、並びに磁気記録媒体 Expired - Fee Related JP5556982B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008266731A JP5556982B2 (ja) 2008-10-15 2008-10-15 強磁性金属粒子粉末及びその製造法、並びに磁気記録媒体
US12/535,978 US20100035087A1 (en) 2008-08-08 2009-08-05 Process for producing ferromagnetic metal particles and magnetic recording medium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008266731A JP5556982B2 (ja) 2008-10-15 2008-10-15 強磁性金属粒子粉末及びその製造法、並びに磁気記録媒体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010098071A JP2010098071A (ja) 2010-04-30
JP5556982B2 true JP5556982B2 (ja) 2014-07-23

Family

ID=42259559

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008266731A Expired - Fee Related JP5556982B2 (ja) 2008-08-08 2008-10-15 強磁性金属粒子粉末及びその製造法、並びに磁気記録媒体

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5556982B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5418754B2 (ja) * 2008-10-15 2014-02-19 戸田工業株式会社 強磁性金属粒子粉末及びその製造法、並びに磁気記録媒体
JP5548234B2 (ja) * 2012-05-10 2014-07-16 Dowaエレクトロニクス株式会社 磁性部品とそれに用いられる金属粉末およびその製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004103217A (ja) * 2002-08-22 2004-04-02 Hitachi Maxell Ltd 磁気記録媒体
JP4534085B2 (ja) * 2004-03-24 2010-09-01 Dowaエレクトロニクス株式会社 高密度化に対応した塗布型磁気記録媒体用磁性粉末およびその製造方法
JP4677734B2 (ja) * 2004-04-19 2011-04-27 Dowaエレクトロニクス株式会社 磁気記録媒体用磁性粉末
JP4505638B2 (ja) * 2004-11-01 2010-07-21 Dowaエレクトロニクス株式会社 金属磁性粉末およびそれを用いた磁気記録媒体

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010098071A (ja) 2010-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4431769B2 (ja) 強磁性粉末ならびにそれを用いた塗料および磁気記録媒体
JP4534059B2 (ja) 窒化鉄系磁性粉末およびその製造法
JP6565933B2 (ja) 磁性粉末およびその製造方法、ならびに磁気記録媒体
JP2008108943A (ja) 磁性粉末およびそれを用いた磁気記録媒体
JP5418754B2 (ja) 強磁性金属粒子粉末及びその製造法、並びに磁気記録媒体
JP5556982B2 (ja) 強磁性金属粒子粉末及びその製造法、並びに磁気記録媒体
JP2010147079A (ja) 窒化鉄系磁性粉末の製造方法と窒化鉄系磁性粉末。
JP5439861B2 (ja) 強磁性金属粒子粉末及びその製造法、並びに磁気記録媒体
EP1343148B1 (en) Magnetic powder for magnetic recording
JP2006059503A (ja) 磁気記録媒体用非磁性粉末およびその製造方法ならびにこれを用いた磁気記録媒体
US20100035087A1 (en) Process for producing ferromagnetic metal particles and magnetic recording medium
JP5447768B2 (ja) 強磁性金属粒子粉末の製造法
EP1343149B1 (en) Ferromagnetic iron alloy powder for magnetic recording medium and method of producing the same
JP5447767B2 (ja) 強磁性金属粒子粉末の製造法
JP5403222B2 (ja) 磁気記録用金属磁性粒子粉末の製造方法、並びに磁気記録媒体
JP2008181916A (ja) 磁性粉末、磁性粉末の製造方法および磁気記録媒体
JP2002327202A (ja) 鉄を主成分とする複合金属磁性粒子粉末及びその製造法並びに磁気記録媒体
JP5700191B2 (ja) 強磁性金属粒子粉末の製造法、磁気記録媒体
JP4146769B2 (ja) 磁気記録媒体
JP2009091595A (ja) 磁気記録用金属磁性粒子粉末及びその製造法、並びに磁気記録媒体
JP6103172B2 (ja) 磁気記録媒体の非磁性下地層用非磁性粒子粉末、並びに磁気記録媒体
JP2009246293A (ja) 磁気記録用金属磁性粒子粉末及びその製造法、並びに磁気記録媒体
JP2012128905A (ja) 磁気記録媒体用六方晶フェライト粒子粉末及び磁気記録媒体
JP5170410B2 (ja) 磁気記録用金属磁性粒子粉末の製造法、並びに磁気記録媒体
JP2009026390A (ja) 磁気記録媒体

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110920

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120914

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130208

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130305

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20130918

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131218

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20140213

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140508

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140521

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5556982

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees