金屬氧化物粒子的制造方法、金屬氧化物粉末及磁記錄介質(zhì)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明設(shè)及一種金屬氧化物粒子的制造方法。
[0002] 另外，本發(fā)明設(shè)及一種由通過(guò)上述制造方法得到的金屬氧化物粒子構(gòu)成的金屬氧 化物粉末、W及在磁性層中包含該粉末的磁記錄介質(zhì)。
【背景技術(shù)】
[0003] 微粒的金屬氧化物粒子在W磁記錄領(lǐng)域?yàn)槭椎母鞣N領(lǐng)域中為實(shí)用的材料。作為運(yùn) 種金屬氧化物粒子的合成方法，近年來(lái)，提出了水熱合成工藝，且備受矚目（例如，參考專利 文獻(xiàn)1~3)。
[0004] W往技術(shù)文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)1:日本特開2013-60358號(hào)公報(bào)
[0007] 專利文獻(xiàn)2:日本特開2009-208969號(hào)公報(bào) [000引專利文獻(xiàn)3:日本特開2013-34952號(hào)公報(bào)
[0009] 發(fā)明的概要
[0010] 發(fā)明要解決的技術(shù)課題
[0011] 例如，在磁記錄領(lǐng)域中，為了提高磁性層的填充度W及減少噪聲，要求使用微?；?磁性體來(lái)作為包含于磁性層中的強(qiáng)磁性粉末。并且，微粒金屬氧化物粒子并不限定于磁記 錄領(lǐng)域，而在各種領(lǐng)域中是實(shí)用的。另一方面，上述水熱合成工藝為具有較高的生產(chǎn)率而可 W制造金屬氧化物粒子的方法，但是關(guān)于所得到的金屬氧化物粒子的微?；瘎t要求進(jìn)一步 的改善。
[0012] 并且，在磁記錄領(lǐng)域中，即使將磁性體的平均粒子大小設(shè)為較小，但若粒度分布較 廣，則有可能例如粒度分布的微粒側(cè)成分受到熱波動(dòng)的影響，且被記錄的磁能因抵抗不住 熱能而記錄消失。有時(shí)因粒度分布的粗大粒子側(cè)的成分而噪聲增大。因此，對(duì)使用于磁記錄 領(lǐng)域中的金屬氧化物粒子要求粒子大小較小，并且粒子大小均勻、粒度分布較窄（Sharp)。 微粒且粒子大小的均勻性優(yōu)異的金屬氧化物粒子并不限定于磁記錄領(lǐng)域，在各種領(lǐng)域中是 實(shí)用的。
[0013] 于是，本發(fā)明的目的在于通過(guò)水熱合成工藝而制造微粒且粒子大小的均勻性優(yōu)異 的金屬氧化物粒子。
[0014] 用于解決技術(shù)課題的手段
[0015] 上述水熱合成工藝為如下制造方法，即，在存在被加熱加壓且具有較高的反應(yīng)性 的水的狀態(tài)下放置金屬氧化物的前體粒子，從而進(jìn)行前體粒子向金屬氧化物粒子的轉(zhuǎn)換反 應(yīng)，得到金屬氧化物粒子。關(guān)于該水熱合成工藝，本發(fā)明人等經(jīng)過(guò)重復(fù)進(jìn)行深入研究的結(jié)果 獲得了新的發(fā)現(xiàn)，即，在存在有機(jī)化合物的狀態(tài)下進(jìn)行使用于水熱合成工藝中的前體粒子 的合成反應(yīng)，從而能夠得到微粒的金屬氧化物粒子。認(rèn)為前體粒子在粘附有有機(jī)化合物的 狀態(tài)下使用于向金屬氧化物粒子的轉(zhuǎn)換反應(yīng)時(shí)，在高溫高壓的系統(tǒng)內(nèi)暫且瞬間溶解之后結(jié) 晶化，由此析出金屬氧化物粒子(轉(zhuǎn)換為金屬氧化物粒子）。本發(fā)明人推測(cè)在該溶解~結(jié)晶 化為止的期間在粒子附近存在有機(jī)化合物將有助于進(jìn)行結(jié)晶化的金屬氧化物粒子的微粒 化及粒子大小的均勻化。并且，認(rèn)為在存在有機(jī)化合物的狀態(tài)下進(jìn)行合成，從而前體粒子的 凝聚得到抑制，并得到微粒且粒子大小的均勻性優(yōu)異的前體粒子，運(yùn)也有助于通過(guò)該前體 粒子的轉(zhuǎn)換所得到的金屬氧化物粒子的微?；傲Ｗ哟笮〉木鶆蚧Ｏ鄬?duì)于此，在專利文 獻(xiàn)1~3中記載有在水熱合成工藝中，在存在有機(jī)修飾劑的狀態(tài)下，前體粒子進(jìn)行轉(zhuǎn)換為金 屬氧化物粒子的轉(zhuǎn)換反應(yīng)，但是并沒有如本發(fā)明人等獲得的新的發(fā)現(xiàn)那樣的啟示，即，在存 在有機(jī)化合物的狀態(tài)下進(jìn)行作為水熱合成工藝的前期階段的前體粒子的合成反應(yīng)。
[0016] 本發(fā)明是根據(jù)W上見解而完成的。
[0017] 本發(fā)明的一方式設(shè)及一種金屬氧化物粒子的制造方法，其中，包括如下步驟:在存 在有機(jī)化合物的狀態(tài)下進(jìn)行金屬氧化物的前體粒子合成反應(yīng)，從而得到前體粒子，及將包 含所得到的前體粒子的水系溶液加熱到300°CW上，并且施加20PMaW上的壓力進(jìn)行加壓， 從而將前體粒子轉(zhuǎn)換為金屬氧化物粒子。
[0018] 在一方式中，將上述水系溶液連續(xù)輸送的同時(shí)，進(jìn)行上述加熱及加壓。
[0019] 在一方式中，在pH為5~14的范圍的水系反應(yīng)溶液中進(jìn)行上述合成反應(yīng)。
[0020] 一方式中，通過(guò)上述合成反應(yīng)而得到的前體粒子的平均粒子大小為25nmW下。
[0021] -方式中，通過(guò)上述合成反應(yīng)而得到的前體粒子的粒子大小的變動(dòng)系數(shù)為5% W 上且40%W下。
[0022] -方式中，通過(guò)將鐵鹽、堿±類金屬鹽及上述有機(jī)化合物在水溶液中進(jìn)行混合而 進(jìn)行上述合成反應(yīng)，析出六方晶鐵氧體的前體粒子。
[0023] -方式中，前體粒子向金屬氧化物粒子的轉(zhuǎn)換如下進(jìn)行:將包含通過(guò)上述合成反 應(yīng)而得到的前體粒子的前體粒子溶液添加到連續(xù)輸送加熱到300°CW上且被施加20MPaW 上的壓力的水的輸送流路;及在該輸送流路內(nèi)，將上述水和前體粒子溶液的混合液加熱到 300°C W上且施加20PMa W上的壓力的同時(shí)連續(xù)輸送，從而將前體粒子轉(zhuǎn)換為金屬氧化物粒 子。
[0024] -方式中，上述金屬氧化物粒子為選自由領(lǐng)鐵氧體、鎖鐵氧體及所述領(lǐng)鐵氧體和 所述鎖鐵氧體的混合晶體構(gòu)成的組的六方晶鐵氧體粒子。
[0025] -方式中，上述有機(jī)化合物為選自由簇酸及其鹽、陰離子型表面活性劑、及水溶性 聚合物構(gòu)成的組的有機(jī)化合物。
[0026] 本發(fā)明的另一方式設(shè)及一種通過(guò)上述制造方法而得到的金屬氧化物粉末。
[0027] -方式中，上述金屬氧化物粉末為強(qiáng)磁性六方晶鐵氧體粉末。
[0028] -方式中，上述金屬氧化物粉末為磁記錄用磁性粉。
[0029] 一方式中，上述金屬氧化物粉末中平均球當(dāng)量直徑為5nmW上且30nmW下。
[0030] -方式中，上述金屬氧化物粉末中球當(dāng)量直徑的變動(dòng)系數(shù)為5% W上且20% W下。
[0031] 本發(fā)明的另一方式設(shè)及一種磁記錄介質(zhì)，在非磁性支撐體上具有包含強(qiáng)磁性粉末 和粘結(jié)劑的磁性層，其中，上述強(qiáng)磁性粉末為上述金屬氧化物粉末。
[0032] 發(fā)明效果
[0033] 根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)水熱合成工藝而能夠提供微粒且粒子大小的均勻性優(yōu)異的金屬 氧化物粒子。通過(guò)將由如此得到的金屬氧化物粒子構(gòu)成的金屬氧化物粉末作為磁性層的強(qiáng) 磁性粉末而使用，可w提供具有優(yōu)異的電磁轉(zhuǎn)換特性的磁記錄介質(zhì)。
【附圖說(shuō)明】
[0034] 圖1是適合于連續(xù)水熱合成工藝的制造裝置的一方式的概略說(shuō)明圖。
[0035] 圖2是適合于連續(xù)水熱合成工藝的制造裝置的另一方式的概略說(shuō)明圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036] [金屬氧化物粒子的制造方法]
[0037] 本發(fā)明的一方式所設(shè)及的金屬氧化物粒子的制造方法包括如下步驟:在存在有機(jī) 化合物的狀態(tài)下進(jìn)行金屬氧化物的前體粒子合成反應(yīng)，從而得到前體粒子，及將包含所得 到的前體粒子的水系溶液加熱到300°CW上且施加20PMaW上的壓力進(jìn)行加壓，從而將前體 粒子轉(zhuǎn)換為金屬氧化物粒子。
[0038] 將存在水的反應(yīng)系統(tǒng)加熱到300°CW上且施加20MPaW上的壓力進(jìn)行加壓，從而水 成為亞臨界~超臨界狀態(tài)，獲得具有極高的反應(yīng)性的反應(yīng)場(chǎng)。使金屬氧化物粒子的前體粒 子與具有運(yùn)種高反應(yīng)性的狀態(tài)的水接觸，由此前體粒子迅速開始向金屬氧化物粒子轉(zhuǎn)換的 反應(yīng)。在本發(fā)明的一方式所設(shè)及的金屬氧化物粒子的制造方法中，使用于該反應(yīng)中的前體 粒子的合成反應(yīng)在存在有機(jī)化合物的狀態(tài)下進(jìn)行。如前面所記載，通過(guò)將如此得到的前體 粒子使用于水熱合成工藝中而可W得到微粒且粒子大小的均勻性優(yōu)異的金屬氧化物粒子。
[0039] W下，對(duì)上述制造方法進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。
[0040] <前體粒子的合成反應(yīng)>
[004。前體粒子
[0042] 上述前體粒子為通過(guò)放置于存在亞臨界~超臨界狀態(tài)的水的狀態(tài)下而可W轉(zhuǎn)換 為所希望的金屬氧化物的物質(zhì)的粒子。作為金屬可W舉出例如化、Co、Ni、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、 Hg、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、Ti、Zr、Mn、Eu、Y、Nb、Ce、Ba 等，但并不限定于此。作為構(gòu)成微 粒，優(yōu)選作為構(gòu)成具有納米級(jí)粒子大小的粒子(納米粒子)的金屬而能夠從被本領(lǐng)域技術(shù)人 員所熟知的金屬中進(jìn)行選擇。
[0043] 作為金屬氧化物的前體，作為一個(gè)例子可W舉出金屬氨氧化物，但并不限定于此， 能夠使用通過(guò)放置于存在亞臨界~超臨界狀態(tài)的水的狀態(tài)下而可W轉(zhuǎn)換為金屬氧化物的 各種鹽。前體粒子可W對(duì)水顯示出較高的溶解性，且溶解于后述水系溶劑，也可W對(duì)水的溶 解性弱，且在水系溶劑中作為膠體粒子而分散(溶膠狀）。
[0044] -方式中，通過(guò)上述制造方法而得到的金屬氧化物粒子為六方晶鐵氧體粒子。六 方晶鐵氧體粒子為磁性粒子，且在各種用途中是實(shí)用的，尤其，作為磁記錄用磁性粉是實(shí)用 的。
[0045] 不包含取代元素的六方晶鐵氧體為由AFei2〇i9表示的金屬氧化物。在此，A為領(lǐng)、 鎖、巧、鉛等堿±類金屬。另外，在六方晶鐵氧體中，上述金屬元素的一部分也被取代為后述 取代元素。
[0046] W上說(shuō)明的六方晶鐵氧體粒子的前體粒子能夠通過(guò)將鐵鹽和堿±類金屬鹽在水 溶液中進(jìn)行混合而得到。在上述水溶液中，通常，包含鐵和堿±類金屬的鹽呈顆粒狀析出， 優(yōu)選作為膠體粒子析出。在此，所析出的粒子隨后放置于存在亞臨界~超臨界狀態(tài)的水的 狀態(tài)下，由此進(jìn)行鐵氧體化并成為六方晶鐵氧體粒子。而且，在本發(fā)明的一方式中，在上述 水溶液中存在有機(jī)化合物。關(guān)于有機(jī)化合物的詳細(xì)內(nèi)容進(jìn)行后述。
[0047]作為堿±類金屬鹽，能夠使用領(lǐng)、鎖、巧、鉛