JP6106303B2 - 表面改質鉄系酸化物磁性粒子粉およびその製造方法 - Google Patents
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Description
透過電子顕微鏡で測定した平均粒子径が5nm以上30nm以下であるε−Fe2O3またはε−Fe2O3のFeサイトの一部を他の金属元素で置換した鉄系酸化物磁性粒子粉の表面に、pHが7以上12以下の水溶液中で水酸化物の沈澱を生成する金属元素Sの水酸化物もしくは含水酸化物を被着した表面改質鉄系酸化物磁性粒子粉が提供される。
この表面改質鉄系酸化物磁性粒子粉は、その中に含まれるFeと置換金属元素の総和をMとしたとき、S/Mのモル比が0.02以上0.10以下であることが好ましい。
また、この鉄系酸化物磁性粒子粉はε−AxByCzFe2-x-y-zO3(ただし、AはCo、Ni、Mn、Znから選択される1種以上の2価の金属元素、BはTi、Snから選択される1種以上の4価の金属元素、CはIn、Ga、Alから選択される1種以上の3価の金属元素で、0<x、y、z<1)であることが好ましい。
さらに、この鉄系酸化物磁性粒子粉は、タップ密度が0.30cm3以上1.60g/cm3以下であることが好ましい。
これらの表面改質鉄系酸化物磁性粒子粉は、有機溶媒やその他の添加材と混錬することにより、塗布型磁気記録媒体用塗料とすることができる。
また、これらの表面改質鉄系酸化物磁性粒子粉を含有する塗料を用いて、塗布型磁気記録媒体が得られる。
透過電子顕微鏡で測定した平均粒子径が5nm以上30nm以下であるε−Fe2O3またはε−Fe2O3のFeサイトの一部を他の金属元素で置換した鉄系酸化物磁性粒子粉の表面に、pHが7以上12以下の水溶液中で水酸化物の沈澱を生成する金属元素Sの水酸化物もしくは含水酸化物を被着した表面改質鉄系酸化物磁性粒子粉の製造方法であって、
3価の鉄イオンと前記Feサイトを一部置換する金属のイオンを溶媒、好ましくは水、に溶解した溶液をアルカリ水溶液で中和してオキシ水酸化鉄または置換金属元素を含むオキシ水酸化鉄を含む前駆体を得る工程と、
前記の前駆体にシリコン酸化物を被覆する工程と、
前記のシリコン酸化物を被覆した前駆体を加熱してシリコン酸化物を被覆した置換金属元素を含む酸化鉄とする工程と、
前記の置換金属元素を含む酸化鉄を被覆しているシリコン酸化物を除去する工程と、 前記のシリコン酸化物を除去した置換金属元素を含む酸化鉄を水溶液中に分散させた後、SとしてAlイオンおよびYイオンの一種または二種を添加し、置換金属元素を含む酸化鉄にAlおよびYの一種または二種の水酸化物もしくは含水酸化物を被着させる工程、を含む表面改質鉄系酸化物磁性粒子粉の製造方法が提供される。
また、本発明により製造される表面改質鉄系酸化物磁性粒子粉のタップ密度が0.30g/cm3以上1.60g/cm3以下であっても構わない。
本発明の製造方法は、非磁性の水酸化物もしくは含水酸化物を被着したε−Fe2O3のFeサイトの一部を他の金属元素で置換した鉄系酸化物磁性粒子粉を製造するためのものであり、被着される鉄系酸化物磁性粒子粉はεタイプの酸化物以外に、その製造上不可避的な異相が混在する場合を含む。
ε−Fe2O3のFeサイトの一部を他の金属元素で置換した一部置換体がε構造を有するかどうかについては、X線回折法(XRD)、高速電子回折法(HEED)等を用いて確認することが可能である。
一般式ε−CzFe2-zO3(ここでCはIn、Ga、Alから選択される1種以上の3価の金属元素)で表されるもの。
一般式ε−AxByFe2-x-yO3(ここでAはCo、Ni、Mn、Znから選択される1種以上の2価の金属元素、BはTi、Snから選択される1種以上の4価の金属元素)で表されるもの。
一般式ε−AxCzFe2-x-zO3(ここでAはCo、Ni、Mn、Znから選択される1種以上の2価の金属元素、CはIn、Ga、Alから選択される1種以上の3価の金属元素)で表されるもの。
一般式ε−ByCzFe2-y-zO3(ここでBはTi、Snから選択される1種以上の4価の金属元素、CはIn、Ga、Alから選択される1種以上の3価の金属元素)で表されるもの。
一般式ε−AxByCzFe2-x-y-zO3(ここでAはCo、Ni、Mn、Znから選択される1種以上の2価の金属元素、BはTi、Snから選択される1種以上の4価の金属元素、CはIn、Ga、Alから選択される1種以上の3価の金属元素)で表されるもの。
AおよびBの2元素で置換したタイプは、熱的安定性に優れ、磁性粒子の常温における保磁力を高く維持できるが、ε−Fe2O3と同じ空間群の単一相がやや得にくい。
A、BおよびCの三元素置換タイプは、上述の特性のバランスが最も良く取れたもので、耐熱性、単一相の得易さ、保磁力の制御性に優れるものである。以下、本明細書においては、主としてこの三元素置換体を一例として記述する。
xおよびyは、0<x、y<1の任意の範囲を取ることが可能であるが、xとyの値が大きく異なると、電荷バランスを取るために、磁性粒子に異相が混入しやすくなるため、x≒yが好ましい。磁気記録用途を考えると、三元素置換体の磁性粒子の保磁力を無置換のε−Fe2O3のそれとはある程度変化させる必要があるので、0.01≦x、y≦0.2とすることが好ましい。zも、x、yと同様に0<z<1の範囲であれば良いが、保磁力制御および単一相の得易さの観点から、0<z≦0.5の範囲とすることが好ましい。
本発明の製造法により得られる三元素置換体のFeサイトの一部を置換した磁性粒子は、x、yおよびzを調整することにより常温で適した保磁力の値に制御することが可能である。
本発明の製造法により得られる磁性粒子は、各粒子が単磁区構造となる程度に微細であることが好ましい。その透過電子顕微鏡で測定した平均粒子径が30nm以下であることが好ましく、より好ましくは20nm以下である。しかし、平均粒子径が小さくなり過ぎると、上述した磁気特性向上に寄与しない微細粒子の存在割合が増大し、磁性粒子粉単位重量当たりの磁気特性が劣化するので、5nm以上であることが好ましく、さらに8nm以上であることがより好ましい。
この鉄系酸化物磁性粒子粉は、工業的に用いられる固液分離手段で回収可能であることが好ましい。具体的には、硬質ろ紙4A(保留粒子径:1μm)を用いて鉄系酸化物磁性粒子粉をろ別することが可能な程度の固液分離性を有することが好ましい。
この鉄系酸化物磁性粒子粉は、製造する際に後述する原料溶液をアルカリで中和するプロセス、シリコン酸化物被覆をアルカリで溶解、除去するプロセス、被着物質をアルカリで中和するプロセスを用いるため、上述の様に、不可避的不純物として、NaやK等の水可溶性のアルカリ金属を含有する。水可溶性アルカリ金属の含有量は少ない程好ましく、本発明においては、pHが7以上12以下の水溶液中で水酸化物の沈澱を生成する金属元素Sの水酸化物もしくは含水酸化物を被着して表面改質した後の溶出試験で溶出するアルカリ金属の量を、鉄系酸化物磁性粒子粉の水可溶性アルカリ金属の質量基準の含有量とし、その値が質量基準で5ppm以下であることが好ましい。なお、水可溶性アルカリ金属の含有量はゼロであることが好ましいが、それを実現するのは工業的には困難である。
なお、ここで含有するとは、アルカリ金属が鉄系酸化物磁性粒子粉の内部に存在する場合のみを指すのではなく、鉄系酸化物磁性粒子粉を乾燥する際に原料溶液起因のアルカリ金属がその表面に残存したものを含めた概念である。
この鉄系酸化物磁性粒子粉は、AlおよびYの1種または2種を被着して表面改質した後のタップ密度が0.30g/cm3以上1.60g/cm3以下であることが好ましい。
タップ密度を1.60g/cm3以下とすることで、鉄系酸化物磁性粒子間の距離が増加し、その結果粒子間に液が浸透しやすくなることで、塗料中での粒子の分散性が向上し、テープ配向性を向上させることができる。
なお、タップ密度の下限については、表面改質鉄系酸化物磁性粒子粉のハンドリング性を考慮し、0.30g/cm3以上とする事が好ましい。より好ましくは、1.00g/cm3である。
本発明に係るεタイプの鉄酸化物系磁性粒子粉の製造には、逆ミセル法とゾル−ゲル法との組み合わせを始めとする公知のいかなる製造方法を用いても構わない。すなわち、公知の製造方法としては、出発物質である鉄塩または鉄塩と一部置換金属塩を溶解した有機溶媒をミセル化し、中和剤であるアルカリ性の水溶液と反応させる、いわゆる逆ミセル法や、出発物質を水に溶解し、中和剤であるアルカリ性の水溶液と反応させる、有機溶媒を用いない方法があり、これらの製造方法において、反応系に界面活性剤を共存させる場合もあるが、いかなる製造方法を用いても構わない。
ただし、有機溶媒を用いる製造方法は製造コストが高くなるので、工業的な観点からは、出発物質を水に溶解し、反応系全体を水溶液とする製造方法が好ましい。
以下、本発明の製造方法の流れに沿って、本発明の詳細な内容を説明する。
本発明の製造方法においては、鉄系酸化物磁性粒子粉の出発物質として3価の鉄イオンと最終的にFeサイトを置換する金属元素の金属イオンを水または有機溶剤に溶解した酸性の溶液(以下、原料溶液と言う。)を用いる。これらの鉄イオンもしくは置換元素の金属イオンの供給源としては、入手の容易さおよび価格の面から、硝酸塩、硫酸塩、塩化物の様な水溶性の無機酸塩を用いることが好ましい。これらの金属塩を溶解すると、金属イオンが解離し、溶液は酸性を呈する。
本発明の製造方法においては、前記の工程で生成した前駆体のオキシ水酸化鉄または置換元素を含むオキシ水酸化鉄は、そのままの状態で熱処理を施してもεタイプの鉄系酸化物に相変化しにくいので、熱処理に先立って置換元素を含むオキシ水酸化鉄結晶にシリコン酸化物被覆を施す。シリコン酸化物の被覆法としては、ゾル−ゲル法を適用することが好ましい。なおここでシリコン酸化物とは、化学量論組成のものだけではなく、後述するシラノール誘導体等の非量論組成のものも含む。
本発明の製造方法においては、前記のシリコン酸化物被覆した前駆体のオキシ水酸化鉄または置換元素を含むオキシ水酸化鉄を加熱処理してεタイプの鉄系酸化物を得る。加熱処理前に、洗浄、乾燥の工程を設けても良い。加熱処理は酸化雰囲気中で行われるが、酸化雰囲気としては大気雰囲気で構わない。加熱は概ね700℃以上1300℃以下の範囲で行うことができるが、加熱温度が高いと熱力学安定相であるα−Fe2O3(ε−Fe2O3からすると不純物である)が生成し易くなるので、好ましくは900℃以上1200℃以下、より好ましくは950℃以上1150℃以下で加熱処理を行う。熱処理時間は0.5時間以上10時間以下程度の範囲で調整可能であるが、2時間以上5時間以下の範囲で良好な結果が得られやすい。なお、粒子を覆うシリコン含有物質の存在がαタイプの鉄系酸化物への相変化ではなくεタイプの鉄系酸化物への相変化を引き起こす上で有利に作用するものと考えられる。またシリコン酸化物被覆は、オキシ水酸化鉄または置換元素を含むオキシ水酸化鉄結晶同士の加熱処理時の焼結を防止する作用を有する。
塗布型磁気記録媒体用途においては、テープに塗布された磁性粒子に磁場配向処理を行う必要があること、また、シリコン酸化物を被覆した状態では、非磁性成分であるシリコン酸化物が多く含まれてしまいテープ単位面積当たりの磁化量が落ちてしまうため(テープからの信号が弱くなってしまう。)、被覆しているシリコン酸化物を後述の工程により除去した状態にする。具体的な方法としては、シリコン酸化物は、アルカリ性の水溶液に可溶なので、加熱処理後の粉末をNaOHやKOHなどの強アルカリを溶解させた水溶液中に浸漬し、撹拌することにより溶解・除去できる。溶解速度を上げる場合は、アルカリ水溶液を加温するとよい。代表的には、NaOHなどのアルカリをシリコン酸化物に対して3倍モル以上添加し、水溶液温度が60℃以上70℃以下の状態で、粉末を撹拌すると、シリコン酸化物を良好に溶解することができる。シリコン酸化物被覆除去の程度は、目的に応じて適宜調整する。
なお、本発明の製造方法におけるシリコン酸化物被覆除去工程においては、シリコン酸化物被覆を完全に除去しようとするとコストが増大するので、次工程におけるAl、Yの被着によりシリコン酸化物被覆が隠蔽される程度に残存していても構わない。
前記のシリコン酸化物被覆を除去したεタイプの鉄系酸化物磁性粒子粉は、そのままでは塗布型磁気記録媒体作を形成するための塗料中での分散性が不十分なので、金属Sの非磁性の水酸化物もしくは含水酸化物を被着させることにより、その表面を改質する。非磁性の水酸化物もしくは含水酸化物を被着させる目的の一つは、εタイプの鉄系酸化物磁性粒子粉が乾燥する際に凝集するのを抑制することである。もう一つの目的は、シリコン酸化物被覆除去処理後もεタイプの鉄系酸化物磁性粒子粉の表面に一部残存するシリコン酸化物被覆を隠蔽して、鉄系酸化物磁性粒子粉の塗料中での分散性を向上することである。
これらの物質の被着方法については、乾式法で行うことも可能であるが、本発明においては、生産性に優れた湿式法を採用する。
本発明の製造法により得られた表面を改質した鉄系酸化物磁性粒子粉のTEM観察は、以下の条件で行った。
TEM観察には日本電子株式会社製JEM−1011を使用した。粒子観察については、×100,000倍で撮影した後、現像時に3倍引き伸ばしたTEM写真を用いた。(シリコン酸化物被覆は除去後のものを使用)
平均粒子径の評価にはデジタイズを使用し、一つの粒子の最も距離の離れた2点間の距離を計測した。個数については300個以上を測定した。
アジレントテクノロジー製ICP−720ESにより組成分析を行った。測定波長(nm)についてはFe;259.940nm、Ga;294.363nm、Co;230.786nm、Ti;336.122nm、Al;396.152nm、Y;361.104nmにて行った。
50mLの遠沈管に超純水を50mL分取し、その中に試料として表面を改質した鉄系酸化物磁性粒子粉を5g入れて液温25℃の条件で10分間振とうした後、20分間遠心分離を行い、上澄みと沈殿物を分離した。得られた上澄みを分取後, 日立ハイテクサイエンス社製ZA3300を用い、原子吸光分析法によりNa、Kを始めとする水可溶性成分の濃度を測定して溶出量を算出し、その溶出量の値を試料の質量で除することにより、鉄系酸化物磁性粒子粉に含有される水可溶性成分の質量基準の含有量を算出した。
タップ密度の測定は、特開2007−263860号公報の実施例1に記載の方法を用いて行った。
表面を改質した鉄系酸化物磁性粒子粉をφ6mmのプラスチック製容器に詰め、東英工業株式会社製のVSM装置(VSM−P7−15)を使用して、外部磁場795.8kA/m(10kOe)で、保磁力Hc(Oe、kA/m)、飽和磁化σs(Am2/kg)、角形SQを測定した。
試料粉末(表面改質鉄系酸化物磁性粒子粉)0.31gを秤量し、これをステンレスポット(内径45mm、深さ13mm)に入れる。フタを開けた状態で10分間放置する。次にビヒクル[アセチルアセトン0.25gと、ステアリン酸n−ブチル0.25g、シクロヘキサン97.9mLとの混合溶媒へ、ウレタン樹脂(東洋紡社製UR−8200)34.9gと、塩化ビニル樹脂(日本ゼオン社製MR−555)15.8gとを溶解したもの]をマイクロピペットで1.11mL採取し、これを前記のポットに添加する。その後直ちにスチールボール(2mm径)30g、ナイロンボール(8mm径)10個をポットに加え、蓋を閉じ10分間静置する。その後、このポットを遠心式ボールミル(FRITSCH P−6)にセットし、ゆっくりと回転数を上げ、600rpmに合わせ、10分間、もしくは60分間分散処理を行う。遠心式ボールミルが停止した後、ポットを取り出し、マイクロピペットを使用し、あらかじめ、MEKとトルエンを1:1で混合しておいた調整液を0.70mL添加する。再度遠心式ボールミルにこのポットをセットし、600rpmで5分間分散処理することにより、塗料を調製する。
前記の分散を終了した後に、ポットの蓋を開け、ナイロンボールを取り除き、調製された塗料をスチールボールごとアプリケーター(隙間250μm)に入れ、支持フィルム(東レ株式会社製ポリエチレンフィルム:商品名ルミラー)対して塗布を行う。塗布後素早く、磁束密度0.55Tの配向器のコイルの中心に置き、磁場配向させ、そのまま放置し乾燥させる。
フィルムの磁場配向方向がわかるようにプラスチック板を貼り付けて、ポンチなどで打ち抜いた10mm角の測定ピースを、配向方向と印加磁場方向を合わせてセットし、東英工業株式会社製のVSM装置(VSM−P7−15)を使用して、外部磁場795.8kA/m(10kOe)で、飽和磁束密度Bs(Gauss)、残留磁束密度Br(Gauss)を測定し、磁場配向方向のSQx(=Br/Bs)を求めた。
なお、本発明の製造方法においては、SQxが0.01以上増加した場合に被着の効果があったと判断した。
Fe、Ga、CoおよびTiの出発物質として硝酸第二鉄(III)9水和物3296.53g、Ga濃度10.70mass%の硝酸Ga(III)水溶液854.72g、硝酸コバルト(II)6水和物74.27gおよびTi濃度15.2mass%の硫酸チタン(IV)n水和物77.96gをそれぞれ用い、純水20.31kgを加えて混合水溶液を調製した後、液温30℃で機械撹拌しながら、この原料溶液に22.35mass%のアンモニア溶液を2.78kg添加して中和した後0.5時間撹拌を続けて前駆体が分散したスラリーを得た(手順1)。
得られた表面改質鉄系酸化物磁性粒子粉の物性値、バルクの磁気特性、およびテープの磁気特性を表1に示す。
被着する元素を含む水溶液として2.13mass%の硫酸イットリウム水溶液を用いた以外は実施例1と同じ手順で、Yを被着した表面改質鉄系酸化物磁性粒子粉を得た。
得られた表面改質鉄系酸化物磁性粒子粉の物性値、バルクの磁気特性、およびテープの磁気特性を表1に示す。
本実施例においても実施例1と同様、Yの被着によりタップ密度が減少し、SQxが増加した。
実施例1の手順3までと同じ手順で、その後スラリーを硬質ろ紙4A(保留粒子径:1μm)を用いてろ過処理を行ったところ、固形分である鉄系酸化物磁性粒子がろ紙を通過してしまい、ろ過による固液分離を行うことができなかった。また、ろ紙をオムニポアメンブレンフィルター(型番:JGWP09025、孔径:0.2μm)を用いた場合も、同様の結果で固液分離を行う事ができなかった。そこで、このスラリーを乾燥機にかけて水分を全て蒸発させることで固液分離ならびに乾燥を行い、鉄系酸化物磁性粒子粉を得た。比較例1について得られた鉄系酸化物磁性粒子粉の物性値、バルクの磁気特性、およびテープの磁気特性を表1に示す。比較例では乾燥時に粒子表面に残留したシリコン酸化物が粒子を凝集させるように働いたことにより、タップ密度が大きく、SQxは低い結果であった。
反応槽にて、純水23.64gに、純度99.7%硝酸第二鉄(III)9水和物4659.28g、Ga濃度12.9%の硝酸Ga(III)溶液1421.39g、純度97%硝酸コバルト(II)6水和物157.83g、Ti濃度15.1%の硫酸チタン(IV)119.13gを大気雰囲気中、40℃の条件下で、撹拌羽根により機械的に撹拌しながら溶解した。この仕込み溶液中の金属イオンのモル比は、Fe:Ga:Co:Ti=1.530:0.350:0.070:0.050である。なお、試薬名の後の括弧内の数字は、金属元素の価数を表している。
大気雰囲気中、40℃で、撹拌羽根により機械的に撹拌しながら、23.31%のアンモニア溶液を2698.88gを一挙添加し、2時間撹拌した。
次にクエン酸濃度20mass%のクエン酸溶液2887.51gを、40℃の条件下で、1時間かけて連続添加した後、23.31%のアンモニア溶液を1470.86g一挙添加し、温度40℃の条件下、1時間撹拌しながら保持し、中間生成物である前駆体の置換元素を含むオキシ水酸化鉄の結晶を生成した。(手順1)
限外ろ過膜を用いて電気伝導率1mS/m以下になるまで洗浄した以外は、実施例3に記載の手順3までと同じ方法により、Feサイトの一部をGa、CoおよびTiで置換したεタイプの鉄系酸化物磁性粒子粉を含むスラリーを得た。その後このスラリーを硬質ろ紙4A(保留粒子径:1μm)を用いてろ過処理を行ったところ、固形分である鉄系酸化物磁性粒子がろ紙を通過してしまい、ろ過による固液分離を行うことができなかった。また、ろ紙をオムニポアメンブレンフィルター(型番:JGWP09025、孔径:0.2μm)を用いた場合も、同様の結果で固液分離を行う事ができなかった。そこで、このスラリーを乾燥機にかけて水分を全て蒸発させることで固液分離ならびに乾燥を行って、鉄系酸化物磁性粒子粉を得た。比較例2について得られた鉄系酸化物磁性粒子粉の物性値、バルクの磁気特性、およびテープの磁気特性を表に併せて示す。比較例では乾燥時に粒子表面に残留したシリコン酸化物が粒子を凝集させるように働いたことにより、タップ密度が大きく、SQxは低い結果であった。
上述の様に、水酸化物を被着させていない比較例の鉄系酸化物磁性粒子粉を含むスラリーは、硬質ろ紙4A(保留粒子径:1μm)ならびにオムニポアメンブレンフィルター(型番:JGWP09025、孔径:0.2μm)を用いた場合のいずれも、固形分である鉄系酸化物磁性粒子がろ紙を通過してしまい、ろ過による固液分離を行うことができなかった。そこで、このスラリーを乾燥機にかけて水分を全て蒸発させることで固液分離ならびに乾燥を行った。
一方、実施例の場合、AlおよびYの1種または2種を被着させた鉄系酸化物磁性粒子粉を含むスラリーについては、硬質ろ紙4A(保留粒子径:1μm)により鉄系酸化物磁性粒子粉を回収することができた。
本発明に関わる水酸化物を被着させた鉄系酸化物磁性粒子粉を含むスラリーは、粒子表面に水酸化物を被着させる事で水媒体中での粒子の凝集性が増し、ろ過による固液分離が可能になったものと考えられる。
このように、鉄系酸化物磁性粒子粉に水酸化物を被着させると、ろ過による固液分離が可能となり、固液分離ならびに乾燥に必要なエネルギーを節約できるため、工業生産において好適である。
前記の通り粒子表面に水酸化物を被着させる事で水媒体中での粒子の凝集性が増したと考えられるが、本発明で得られた表面改質鉄系酸化物磁性粒子粉を塗料化して得られた磁気テープは優れた磁気特性を示していた。これは、塗料化時に使用される有機溶剤の媒体中においては、粒子が凝集する問題が生じず、逆に塗料中での分散性が改善されたためと考えられる。
また、前記のようにろ過による固液分離が可能となる事で、水酸化物を被着させた鉄系酸化物磁性粒子粉を含むスラリーの液中に微量含まれているアルカリ金属などの不純物を除去することも可能となる。
比較例においては、得られた鉄系酸化物磁性粒子粉から溶出する水可溶性Na量は、表1に示す通り92ppmならびに10ppmと高い結果であった。特に、比較例2については、限外ろ過膜を用いて電気伝導率1mS/m以下になるまで洗浄した後にスラリーを乾燥させて鉄系酸化物磁性粒子粉を得ており、実施例と同じ1mS/m以下まで電気電導度を低減させているが、実施例よりも鉄系酸化物磁性粒子粉の水溶性Na量が高い結果となった。
これは、比較例においては、ろ過による固液分離を行う事ができなかったので、鉄系酸化物磁性粒子粉を含むスラリーを乾燥機にかける事で固液分離ならびに乾燥を行ったため、液中に微量含まれているNaが除去されず、濃縮され、粒子表面に残存してしたためと考えられる。
また、前記の通り比較例における水溶性Na量が高い原因としては、手順3で実施した限外濾過による洗浄では、鉄系酸化物磁性粒子粉の粒子の表面に付着したNa成分が除去されずに粒子表面に残存してしまっていることも一因と考えられる。
それに対し、実施例1〜3において、得られた表面改質鉄系酸化物磁性粒子粉の水溶性Na量は、表に示す通り3ppm以下と低い結果であった。これは、ろ過による固液分離を行う事で液中に微量含まれる不純物を除去することが可能となったこと、並びに、鉄系酸化物磁性粒子粉の表面に金属Sの水酸化物を被着する事で粒子表面のNa成分量が少ない状態になり、さらに、上記被着物によりNa成分が残存しにくい表面に改質された結果として、限外濾過による洗浄で表面改質鉄系酸化物磁性粒子粉の表面のNa成分が効果的に除去される様になったこと等が考えられ、結果として水溶性Na量の溶出量が低減したものと考えられる。
溶出Na量が少ないため、本発明の表面改質鉄系酸化物磁性粒子粉は、塗布型磁気記録媒体の表面上で生成してしまう脂肪酸Na析出物の発生量を低減することができるため、塗布型磁気記録媒体用途に好適である。
なお本発明の実施例の製造プロセスにおいては、水酸化アルカリとして水酸化Naを用いたが、水酸化Kや水酸化Ca等の他の水酸化アルカリを用いても結果は同じである。
Claims (8)
- 透過電子顕微鏡で測定した平均粒子径が5nm以上30nm以下であるε−Fe2O3のFeサイトの一部を他の金属元素で置換した鉄系酸化物磁性粒子粉の表面に、pHが7以上12以下の水溶液中で水酸化物の沈澱を生成する金属元素Sの水酸化物もしくは含水酸化物を被着した表面改質鉄系酸化物磁性粒子粉であって、金属元素SがAlおよびYの1種または2種であり、鉄系酸化物がε−Co x Ti y Ga z Fe 2-x-y-z O 3 (ただし、0.01≦x≦0.2、0.01≦y≦0.2、0<z<1)である表面改質鉄系酸化物磁性粒子粉。
- 鉄系酸化物磁性粒子粉に含まれるFeと置換金属元素の総和をMとしたとき、S/Mのモル比が0.02以上0.10以下である、請求項1に記載の表面改質鉄系酸化物磁性粒子粉。
- タップ密度が0.30g/cm3以上1.60g/cm3以下である請求項1または2に記載の表面改質鉄系酸化物磁性粒子粉。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の表面改質鉄系酸化物磁性粒子粉を含有する塗布型磁気記録媒体用塗料。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の表面改質鉄系酸化物磁性粒子粉を用いた磁気記録媒体。
- 透過電子顕微鏡で測定した平均粒子径が5nm以上30nm以下であるε−Fe2O3のFeサイトの一部を他の金属元素で置換した鉄系酸化物磁性粒子粉の表面に、pHが7以上12以下の水溶液中で水酸化物の沈澱を生成する金属元素Sの水酸化物もしくは含水酸化物を被着した表面改質鉄系酸化物磁性粒子粉であって、金属元素SがAlおよびYの1種または2種であり、鉄系酸化物がε−Co x Ti y Ga z Fe 2-x-y-z O 3 (ただし、0.01≦x≦0.2、0.01≦y≦0.2、0<z<1)である表面改質鉄系酸化物磁性粒子粉の製造方法であって、
3価の鉄イオンと前記Feサイトを一部置換する金属のイオンを溶媒に溶解した溶液をアルカリ水溶液で中和してオキシ水酸化鉄または置換金属元素を含むオキシ水酸化鉄を含む前駆体を得る工程と、
前記の前駆体にシリコン酸化物を被覆する工程と、
前記のシリコン酸化物を被覆した前駆体を加熱してシリコン酸化物を被覆した置換金属元素を含む酸化鉄とする工程と、
前記の置換金属元素を含む酸化鉄を被覆しているシリコン酸化物を除去する工程と、 前記のシリコン酸化物を除去した置換金属元素を含む酸化鉄を水溶液中に分散させた後、SとしてAlイオンおよびYイオンの1種または2種を添加し、置換金属元素を含む酸化鉄にAlおよびYの1種または2種の水酸化物もしくは含水酸化物を被着させる工程、を含む表面改質鉄系酸化物磁性粒子粉の製造方法。 - 前記の溶媒が水である、請求項6に記載の表面改質鉄系酸化物磁性粒子粉の製造方法。
- 表面改質鉄系酸化物磁性粒子粉のタップ密度が0.30g/cm3以上1.60g/cm3以下である、請求項6または7に記載の表面改質鉄系酸化物磁性粒子粉の製造方法。
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