(57)【要約】【課題】  次世代記録媒体用磁性材料として有望視されている規則化したＦｅ−Ｐｔナノ粒子の合成において、規則化のための４００〜６００℃程度での二次加熱処理（この二次加熱の際に、一次生成微粒子の焼結、大粒径化や塗布基盤の熱変形等の不都合が発生する）を必要としない一段合成方法を提供する。【解決手段】  Ｆｅ原料化合物とＰｔ原料化合物との混合物に、マイクロ波を吸収して発熱する還元性溶媒の存在下にて、マイクロ波を照射することを特徴とする規則化したＦｅ−Ｐｔ合金微粒子の一段合成方法。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｆｅ原料化合物とＰｔ原料化合物との混合物に、マイクロ波を吸収して発熱する還元性溶媒の存在下にて、マイクロ波を照射することを特徴とする規則化したＦｅ−Ｐｔ合金微粒子の一段合成方法。
【請求項２】
前記照射による合成温度が３００℃以下であることを特徴とする請求項１記載の規則化したＦｅ−Ｐｔ合金微粒子の一段合成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気特性に優れたＦｅ−Ｐｔ合金微粒子が、一段反応で合成できる方法を提供する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩＴ社会の発達と共に、より多くの情報をよりコンパクトなスペースに記録できる技術の開発が益々強く求められており、磁気記録媒体を中心に、記録容量の高密度化、小型化が進められてきた。そして、このような記録密度の向上に対しては、磁気記録媒体である磁性粉の微粒子化が大きく貢献してきた。
【０００３】
しかしながら、従来型の磁性粉を用いた媒体では、その技術ポテンシャルは、ほぼ限界に近づいてきている。即ち、これ以上粒子径を小さくしていくと、記録密度の向上は図れるものの、熱揺らぎに伴う磁化の不安定性が生起し、時間経過と共に記録情報が消滅するという致命的な欠陥が現出する。
【０００４】
そこで、磁化反転のエネルギー障壁を高くして、その不安定性を解消するという観点から、結晶磁気異方性が高く、かつ、保磁力の大きいＦｅ−Ｐｔ規則合金が、今後の記録媒体用磁性材料として大いに注目されている。
【０００５】
Ｆｅ−Ｐｔナノ粒子は、アルコール還元法や逆ミセル法等によって製造できることが知られているが、ここで生成するＦｅ−Ｐｔは、いずれも、ＦｅとＰｔとがランダムに配列した不規則構造をとるので、この構造を規則化するために、４００〜６００℃程度での二次的加熱処理が必要となっている。
【０００６】
その具体的な方法としては、ハードディスクの基盤上に、予め、不規則合金Ｆｅ−Ｐｔ微粒子を塗布した後加熱する、あるいは、基盤に塗布する前に加熱処理する等の方法が挙げられるが、塗布後に熱処理すると、基盤が熱変形する可能性が高く、一方、塗布前のＦｅ−Ｐｔ微粒子を熱処理すると、粒子同士の焼結、大粒径化が生起してしまい、共に、芳しくない結果となる。
【０００７】
そこで、このような不都合を解消する試みとして、特許文献１記載の磁気記録媒体用磁性材料では、二次焼成に際し、ＳｉやＡｌ等の第三成分を添加して焼結抑制を図ろうとしている。
【０００８】
しかし、特許文献１記載の磁気記録媒体用磁性材料においては、煩雑な第三成分添加工程を必要とし、かつ、その工程管理が不充分であれば、二次焼成工程に悪影響を及ぼすという不都合がある。
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−２１７１０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
Ｆｅ−Ｐｔナノ粒子は、次世代磁性材料として非常に有望であるが、これまでのような合成−二次焼成という多段工程を経る製造方法によっては、二次焼成工程での種々の不都合を解消することが容易ではなく、好ましい方法とは言えない。
【００１１】
そこで、本発明では、種々の困難の元凶である二次焼成工程が不要であるＦｅ−Ｐｔ規則合金の製造方法を開示し、簡便かつ経済的な方法によって、微粒子Ｆｅ−Ｐｔ規則合金を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記の目的を達成するために、本発明は、Ｆｅ原料化合物とＰｔ原料化合物との混合物に、マイクロ波を吸収して発熱する還元性溶媒の存在下にて、マイクロ波を照射し、好ましくは温度３００℃以下にて、規則化したＦｅ−Ｐｔ合金微粒子を一段合成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、Ｆｅ−Ｐｔ微粒子合成過程において規則化したＦｅ−Ｐｔ合金が得られるため、従来のような二次的焼成工程が不要となり、好適な磁性を有するナノメートルサイズのＦｅ−Ｐｔ粒子を容易に製造することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る規則化したＦｅ−Ｐｔ微粒子の製造方法につき、好適な実施の形態をあげて詳細に説明する。
【００１５】
本発明においては、先ず、Ｆｅ−Ｐｔ製造用原料であるＦｅ化合物およびＰｔ化合物を、還元性溶媒中に分散、混合する。ここで、各々の原料については特に限定されるものではないが、例えば、Ｆｅ源としては、鉄アセチルアセトナート、塩化鉄、硝酸鉄、鉄ペンタカルボニル等が、また、Ｐｔ源としては、白金アセチルアセトナート、ヘキサクロロ白金酸等が挙げられる。
【００１６】
また、ＦｅとＰｔとの混合比は任意であり、所望する生成物の元素比（Ｆｅ［ｘ］Ｐｔ［１−ｘ］）に応じて適宜選択すればよい。
【００１７】
Ｆｅ原料化合物およびＰｔ原料化合物は、還元性溶剤を含む溶媒中に分散、混合させる。このとき、原料化合物が溶媒中で溶解することが望ましいが、溶けなくても構わない。なお、Ｆｅ源とＰｔ源とが十分に均一に分散、混合するようにすることは、本発明を実施する上で好ましい。
【００１８】
なお、ここで用いる溶媒は、還元性溶剤単独、還元性溶剤の混合物もしくは他の非還元性溶剤との混合物とで構成される。いずれにせよ、このようにして調製される溶媒中には、マイクロ波を吸収して発熱する成分を含むことが不可欠である。
【００１９】
マイクロ波とは、周波数３００ＭＨｚから３００ＧＨｚ程度の低エネルギー電磁波であり、水のように、分子内に永久双極子を有する物質はこれを吸収して発熱する。家庭用の電子レンジは、この原理を応用したものであり、茶碗や皿あるいはプラスチックス容器のように、マイクロ波を吸収しないものは温度が上がらず、容器内の御飯や魚等のみが選択的に加熱できる。
【００２０】
このように、マイクロ波は、従来の伝熱型の加熱とは異なり、特定の反応物質を、直接、加熱することが出来るため、種々の特異な反応結果を呈する可能性がある。本発明も、正に、この効果に基づいて可能となった技術である。
【００２１】
水と同様に、分子内に水酸基を有するグリコール類は、マイクロ波を非常に良く吸収して発熱する。従って、これらの化合物は、本発明の還元性溶媒として好適である。一方、テトラヒドロナフタレンのような還元性溶剤は、マイクロ波をほとんど吸収しないので、これを単独で本発明に用いることは適当ではない。あえて、このような溶剤を用いる場合には、マイクロ波を吸収する他の還元性溶剤あるいは非還元性溶剤等を同時に用いることが必要である。
【００２２】
このようにして準備された溶媒中に金属原料を添加した後、これを、好ましくは耐圧性の密閉反応器に充填し、マイクロ波を照射して昇温、合成反応を行う。本発明で用いるマイクロ波は、最も一般的で安価な波長２．４５ＧＨｚのものを基本とするが、他の波長のものであっても勿論構わない。
【００２３】
更に、マイクロ波の照射方式あるいは照射出力等は、適宜選択すればよい。マイクロ波が金属原料を含む溶媒に照射されると、反応器内の温度は速やかに上昇して、設定温度に到達する。設定温度到達後、所定時間、この温度に保持して反応を完結させ、その後、マイクロ波の照射を停止して、合成反応操作を終了する。
【００２４】
ここで、合成温度としては３００℃以下であることが好ましい。何故なら、それ以上の高温高圧に耐えられるようなマイクロ波合成のための反応器を製作することが容易ではないからである。即ち、高温高圧反応に用いられる最も一般的な材料であるＳＵＳ製の反応器では、マイクロ波が反応器外表面で全反射してしまうために、反応器内にマイクロ波を照射することが出来ない。
【００２５】
そのため、マイクロ波合成においては、反応器材質として、通常は、マイクロ波が容易に通過できるガラスかプラスチックスが用いられる。ガラスは、圧力がかからない条件では、温度３００℃以上でも使用可能であるが、耐圧性に問題があるために、十分とは、言えない。
【００２６】
そこで、マイクロ波合成における高温高圧反応容器の材質としては、現状では、ほとんどの場合、テフロン（登録商標）系が用いられている。従って、これらの材質が熱変質することなく使用可能な３００℃以下程度の温度で合成反応を行うことが、実用上は賢明である。
【００２７】
一方、保持時間は、基本的には何ら制約はないので、任意に設定可能であるが、時間が長くなるほど反応効率が低下するので、出来るだけ短い方が好ましい。３時間を超えない程度に設定することが、実用的である。
【００２８】
冷却後の反応生成物は、必要に応じて、Ｆｅ−Ｐｔ微粒子と溶媒とを分別する。この分離は、濾過、遠心分離等の通常操作を用いることも可能であるが、生成物自身が、既に、この時点で磁性を帯びているので、磁気分離することが最も簡便である。なお、本発明で言及するＦｅ−Ｐｔとは、その元素比が化学量論量（Ｆｅ／Ｐｔ＝１／１）に限定されるものではなく、元素比の化学量論量からのずれにかかわらず、合金微粒子になり得る全てのＦｅ−Ｐｔ合金を意味する。
【００２９】
また、原料溶媒中に、分散剤や塩基等の各種の助剤を予め添加して合成反応を行うこと、あるいは、反応系を不活性ガス等で予め加圧して反応を行うこと等は、全て本発明の好ましい一例である。
【実施例】
【００３０】
次に、本発明の実施例と、それに対する比較例について説明するが、実施例の条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。
【００３１】
（実施例１）
ＴＦＭ（テトラフルオロメタキシル）製の耐圧型密閉反応器に、テトラエチレングリコール４０ｍｌを充填し、これに、鉄アセチルアセトナートおよび白金アセチルアセトナートを各々０．６ｍｍｏｌ加えて十分攪拌混合後、２．４５ＧＨｚの周波数のマイクロ波を照射して２５０℃まで加熱し、その温度で２．５ｈｒ保持した。反応終了後、生成物をガラスビーカーに移して静置した。
【００３２】
このままの状態では、生成物は黒灰色で有るが、ビーカーの底に磁石を近づけると、黒色微粉固体が速やかにガラス越しに磁石に吸い付き、これに伴って、溶媒は透明な淡黄色になった。そこで、上澄みの溶媒を除去し、アセトンで複数回洗浄して、Ｆｅ−Ｐｔ微粉固体を回収した。
【００３３】
この固体をＸＲＤ分析したところ、図１に示すように、Ｆｅ−Ｐｔの規則化を示す明らかなピークが認められた。また、これの磁気特性を測定したところ、保磁力Ｈｃは３．２ｋＯｅ、また、残留磁化Ｍｒは３０．０ｅｍｕ／ｇであった。
【００３４】
これより、本発明によれば、一段の合成反応で良好な磁気特性を示すＦｅ−Ｐｔ規則合金の製造が可能であることが分かる。
【００３５】
（実施例２）
実施例１と同様の材質の反応器にエチレングリコール４０ｍｌを充填し、これに、硝酸第二鉄および塩化白金（ＩＶ）酸六水和物を各々２．５ｍｍｏｌと、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）２５ｍｍｏｌを加えて十分攪拌混合後、これに、更に、水酸化ナトリウム５０ｍｍｏｌを加えた原料液を調製した。
【００３６】
次いで、この原料液が入った容器をＡｒガスで５ＭＰａまで加圧した後、実施例１と同様のマイクロ波を照射して、１９５℃まで昇温し、この温度で１ｈｒ保持した。
【００３７】
反応終了後、実施例１と同様に、生成物をビーカーに移して磁石を近づけたところ、実施例１と同様に、黒色微粉固体が磁石に吸い付いた。また、ＸＲＤ分析を行った結果、実施例１と同様に、Ｆｅ−Ｐｔの規則化を示すピークが現れていた。
【００３８】
（比較例）
実施例２と同様に調製した原料液を、上部に還流器を付けた丸底フラスコに充填し、通常のニクロム線ヒーターを備えたマントルヒーターを用いて還流温度（１９５℃）まで加熱し、この温度で３ｈｒ加熱、還流した。
【００３９】
反応終了後、実施例と同様に、生成物をガラスビーカーに移して磁石を近づけてみたが、何の変化も起きなかった。また、遠心分離によって回収した固形分をＸＲＤ分析したが、実施例のようなＦｅ−Ｐｔの規則化に由来するピークは認められなかった。
【００４０】
これより、マイクロ波を使用しない場合には、本発明のような効果が現出しないことが理解できる。
【００４１】
（実施例３）
実施例１と同様の材質の反応器にエチレングリコール３０ｍｌおよび水１０ｍｌを充填し、これに、塩化第二鉄および塩化白金（ＩＶ）酸六水和物を各々２．５ｍｍｏｌを加えて十分攪拌混合後、これに、更に、水酸化ナトリウム５０ｍｍｏｌを加えた原料液を調製した。次いで、この原料液が入った容器をＡｒガスで５ＭＰａまで加圧した後、実施例１と同様のマイクロ波を照射して、２２０℃まで昇温し、この温度で１ｈｒ保持した。
【００４２】
反応終了後、実施例１と同様に、生成物をビーカーに移して磁石を近づけたところ、実施例１と同様に、黒色微粉固体が磁石に吸い付いた。また、ＸＲＤ分析を行った結果、実施例１と同様にＦｅ−Ｐｔの規則化を示すピークが現れていた。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
前述したように、本発明によれば、好適な磁性を有するナノメートルサイズのＦｅ−Ｐｔ粒子を容易に製造することができる。したがって、本発明は、情報産業の発展に寄与するもので、利用可能性の大きいものである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施例１により生成したＦｅ−Ｐｔ微粉固体のＸＲＤ分析結果を示す図である。
【図１】
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