JP3398430B2 - 磁気記録用磁性粒子粉末の製造法 - Google Patents

磁気記録用磁性粒子粉末の製造法

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JP3398430B2 JP25376893A JP25376893A JP3398430B2 JP 3398430 B2 JP3398430 B2 JP 3398430B2 JP 25376893 A JP25376893 A JP 25376893A JP 25376893 A JP25376893 A JP 25376893A JP 3398430 B2 JP3398430 B2 JP 3398430B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高密度記録用磁性粒子
粉末として好適な分散性に優れた磁性粒子粉末製造法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、磁気記録再生用機器等の小型軽量
化が進むにつれて磁気テープ、磁気ディスク等の磁気記
録媒体に対する高性能化、高記録密度化が要求されてい
る。
【0003】磁気記録媒体の高性能化、高記録密度化の
為には、残留磁束密度Brの向上が必要である。磁気記
録媒体の残留磁束密度Brは、磁性粒子粉末のビヒクル
中での分散性、塗膜中での配向性及び充填性に依存して
いる。
【0004】磁性粒子粉末の分散性の改良は、従来から
種々試みられており、例えば、特開昭55−83207
号公報、特開昭57−56904号公報、特開昭58−
161725号公報、特開昭59−23505号公報、
特開昭60−217529号公報、特開昭61−639
21号公報及び特開昭62−89226号公報等に記載
されている通り、磁性粒子粉末の粒子表面をSi化合物
やAl化合物で被覆することにより粒子表面を改質する
方法がある。
【0005】また、例えば、特開昭63−161522
号公報に記載されている通り、磁性粒子粉末の粒子表面
にSi化合物からなる被膜を形成し、その上にAl化合
物からなる被膜を形成し、そらにその上にSi化合物か
らなる被膜を形成してなる磁性粉末とする方法がある。
【0006】また、磁性粒子粉末の粒子表面をSi化合
物やAl化合物以外の化合物を被覆する方法として、例
えば、特開昭58−60506号公報(Cu、Ag、A
l、Ti、Zr、Sn、V、Nb、Ta、Sb、Cr,
Mo、W、Ni等を被覆する方法)、特開昭59−10
3310号公報(Cu、Al、Ti、Zr、Sn、V、
Nb、Sb、Cr、Mo、W、Ni等を被覆する方
法)、特開昭63−303817号公報(Si、Al、
Ca、Ti、V、Mn、Ni、Zn、P等を被覆する方
法)、特開平2−280301号公報(Zn、Si、A
l、Ga、Zr、Sb、Ti、V、Mg、Ba等を被覆
する方法)等がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】分散性に優れた磁性粒
子粉末は、現在最も要求されているところであるが、前
述したいずれの公知方法による場合にも、未だ分散性に
優れた粒子とは言い難いものである。
【0008】公知方法において未だ分散性に優れた粒子
が得られていない理由は、例えば、「磁気記録材料研究
者の立場からみた磁性ペイント」(粉体粉末冶金「第7
回フェライト夏季ゼミナー講演概要集」(昭和52年)
第14〜16頁)の第16頁の「‥‥一般に高度の分散
を得ることは通常の非磁性顔料の場合でもかなり難しい
問題である。まして、磁性粉の場合は粒子間の磁気的相
互作用のために現象をさらに複雑なものにしている。‥
‥」なる記載の通り、磁性粒子粉末は、磁性による相互
作用により凝集体を形成している為、凝集体のままで表
面被覆されていることに起因している。
【0009】特に、板面に対し垂直方向に磁化容易軸を
有する六方晶系フェライト粒子粉末の場合には、磁性に
よる相互作用により粒子相互が強固に凝集し、単に機械
的処理のみによっては凝集粒子の個々の粒子に分離させ
ることは困難である。
【0010】また、磁性粒子粉末の分散性については、
例えば、(株)テクノシステム発行「分散・凝集の解明
と応用技術」(1992年)第505頁の「‥‥磁性粉
を、結合分散剤としての高分子−溶剤を主成分とする系
中に、安定に分散させた磁性塗料を調合する。次いで、
それを用いて基板上に均一な塗布薄膜を形成する。した
がって、記録媒体としての性能は、上記の分散安定性に
大きく左右されることになる。‥‥」なる記載の通り、
磁性粒子粉末を高分子樹脂中にいかに分散させるかであ
り、そのための分散性改良について多くの研究がされて
いる。
【0011】一方、分散性の評価については、例えば、
前出「分散・凝集の解明と応用技術」第94〜96頁の
「‥‥天然および合成高分子の多くは、コロイド粒子の
表面に吸着して厚い吸着層を形成するので、分散系の安
定性に大きな影響を与える。‥‥高分子の分子量(M)
と飽和吸着量(As)の間には一般に次の関係(出願
人:注:下記の数1)が成立する。
【数1】 ここでK、αは系特有の定数で、特にαは分子量依存
パラメーターと呼ばれ、吸着層の構造によって0から1
まで変化する。‥‥α=1のときは、高分子は分子末端
で吸着しており、Asは分子量(M)に比例する。この
系では高分子は粒子表面に林立した最も厚い吸着層を作
るので、強い立体反発効果を示し、より効果的に分散系
の安定性に寄与する。‥‥」なる記載の通り、分子量依
存パラメーターα(以下、αで示す)で表すことができ
る。
【0012】これまでに得られている磁性粒子粉末のα
を測定したところ、前掲特開昭55−83207号公
報、特開昭57−56904号公報、特開昭58−60
506号公報、特開昭58−161725号公報、特開
昭59−23505号公報、特開昭60−217529
号公報、特開昭61−63921号公報及び特開昭62
−89226号公報等の公知方法による磁性粒子粉末の
粒子表面にSi化合物やAl化合物を被覆した場合に
は、αが0.40〜0.45程度であり、また、これら
の被覆処理を行なわない磁性粒子粉末のαは0.28〜
0.34程度であることがわかった。
【0013】また、前掲特開昭63−161522号公
報による場合や特開昭58−60506号公報、特開昭
59−103310号公報、特開昭63−303817
号公報及び特開平2−280301号公報の場合には、
αが0.40〜0.45程度であった。
【0014】また、磁気テープとした場合に機械的強度
が低下したり摩擦係数による障害が起こったりすること
があり、例えば、工学情報センター出版部発行の「磁気
テープ−ヘッド走行系の摩擦摩耗発生要因とトラブル対
策−総合技術資料集−」(昭和62年)第169頁の
「‥‥磁性層表面の強度(すり傷のつきにくさ)この強
度の強い程使用回数に対するドロップアウト増加が少な
い。‥‥」なる記載及び同第169頁の「‥‥磁気記録
システムに於いて磁気テープは、ヘッドや固定のガイド
と接触しながら走行する。磁気テープと機器の接触部分
の摩擦係数の大小は走行性に直接影響する。‥‥」なる
記載の通りである。
【0015】一般的には、磁気テープの耐久性を改善す
る為に、磁気テープの製造において研磨剤や潤滑剤を添
加している。
【0016】研磨剤や潤滑剤を適量添加することにより
耐久性を向上させる効果はあるが、添加量を多くしすぎ
ると磁気テープの電磁変換特性をそこなうこともあり、
耐久性を悪くすることさえある。従って、研磨剤や潤滑
剤の使用量にはおのずと限界がある。
【0017】本発明者は、磁性粒子粉末の粒子表面を改
質することにより、研磨剤や潤滑剤の使用量を少なくす
ることができ、しかも、磁気テープの耐久性を向上させ
ることができるのではないか考え、改善に取り組んだ。
【0018】そこで、本発明は、より分散性に優れ、α
が大きく、しかも、磁気記録媒体とした場合には、機械
的強度を向上させ、摩擦係数を低減させることにより優
れた耐久性が得られる磁性粒子粉末の製造法を提供する
ことを技術的課題とする。
【0019】
【課題を解決する為の手段】前記技術的課題は、次の通
りの本発明によって達成できる。即ち、本発明は磁性
粒子を含む水性懸濁液にアルカリ水溶液を添加して該懸
濁液のpH値を10以上とし、当該懸濁液に前記磁性粒
子に対しAl換算とSiO 換算との総量で0.01〜
5.0重量%のAl又はSi若しくはAl及びSiとZ
r、Ti、Hf、Moから選ばれる1種又は2種以上と
を含む水溶液を添加し、攪拌しながら、この液のpH値
1〜10分間で中性付近に調節してAl又はSi若し
くはAl及びSiとZr、Ti、Hf、Moから選ばれ
る1種又は2種以上との水酸化物超微粒子を速沈させた
後、当該液中の磁性粒子を水酸化物超微粒子とともに濾
別して磁性粒子と水酸化物超微粒子とからなる混合物を
得、この混合物を水洗・乾燥した後、当該混合物をエッ
ジランナーによって圧密粉砕処理をすることにより磁性
粒子の粒子表面にAl又はSi若しくはAl及びSiを
含む酸化物超微粒子或いは水酸化物超微粒子とZr、T
i、Hf、Moから選ばれる1種又は2種以上の酸化物
超微粒子或いは水酸化物超微粒子とを固着させることか
らなる磁気記録用磁性粒子粉末の製造法、磁性粒子を含
む水性懸濁液にアルカリ水溶液を添加して該懸濁液のp
H値を10以上とし、当該懸濁液に前記磁性粒子に対し
Al換算とSiO 換算との総量で0.01〜5.0重
量%のAl又はSi若しくはAl及びSiとZr、T
i、Hf、Moから選ばれる1種又は2種以上とを含む
水溶液を添加し、攪拌しながら、この液のpH値を1〜
10分間で中性付近に調節してAl又はSi若しくはA
l及びSiとZr、Ti、Hf、Moから選ばれる1種
又は2種以上との水酸化物超微粒子を速沈させた後、当
該液中の磁性粒子を水酸化物超微粒子とともに濾別して
磁性粒子と水酸化物超微粒子とからなる混合物を得、該
混合物を水洗・乾燥した後、この混合物をエッジランナ
ーによって圧密粉砕処理をすることからなる磁性粒子粉
末の製造法において、前記磁性粒子を含む水性懸濁液に
アルカリ水溶液を添加して該懸濁液のpH値を10以上
とする操作から前記混合物をエッジランナーによって圧
密粉砕処理をする操作までを、少なくとも2回以上繰り
返すことにより磁性粒子の粒子表面にAl又はSi若し
くはAl及びSiを含む酸化物超微粒子或いは水酸化物
超微粒子とZr、Ti、Hf、Moから選ばれる1種又
は2種以上の酸化物超微粒子或いは水酸化物超微粒子と
を固着させることからなる磁気記録用磁性粒子粉末の製
造法、磁性粒子を含む水性懸濁液にアルカリ水溶液を添
加して該懸濁液のpH値を10以上とし、当該懸濁液に
前記磁性粒子に対しAl換算とSiO 換算との総量で
0.01〜5.0重量%のAl又はSi若しくはAl及
びSiを含む水溶液を添加し、攪拌しながら、この液の
pH値を1〜10分間で中性付近に調節してAl又はS
i若しくはAl及びSiの水酸化物超微粒子を速沈させ
た後、当該液中の磁性粒子を水酸化物超微粒子とともに
濾別して磁性粒子と水酸化物超微粒子とからなる混合物
を得、この混合物を水洗・乾燥した後、当該混合物をエ
ッジランナーによって圧密粉砕処理をし、次いで、当該
圧密粉砕処理された磁性粒子用いて磁性粒子を含む水
性懸濁液を調製し、この懸濁液にアルカリ水溶液を添加
して該懸濁液のpH値を10以上とし、当該懸濁液にZ
r、Ti、Hf、Moから選ばれる1種又は2種以上を
含む水溶液を添加し、攪拌しながら、この液のpH値を
1〜10分間で中性付近に調節してZr、Ti、Hf、
Moから選ばれる1種又は2種以上の水酸化物超微粒子
を速沈させた後、当該液中の磁性粒子を水酸化物超微粒
子とともに濾別して磁性粒子と水酸化物超微粒子とから
なる混合物を得、この混合物を水洗・乾燥した後、当該
混合物をエッジランナーによって圧密粉砕処理をするこ
とにより磁性粒子の粒子表面にAl又はSi若しくはA
l及びSiを含む酸化物超微粒子或いは水酸化物超微粒
子とZr、Ti、Hf、Moから選ばれる1種又は2種
以上の酸化物超微粒子或いは水酸化物超微粒子とを固着
させることからなる磁気記録用磁性粒子粉末の製造法及
び磁性粒子を含む水性懸濁液にアルカリ水溶液を添加し
て該懸濁液のpH値を10以上とし、当該懸濁液にZ
r、Ti、Hf、Moから選ばれる1種又は2種以上を
含む水溶液を添加し、攪拌しながら、この液のpH値を
1〜10分間で中性付近に調節してZr、Ti、Hf、
Moから選ばれる1種又は2種以上の水酸化物超微粒子
を速沈させた後、当該液中の磁性粒子を水酸化物超微粒
子とともに濾別して磁性粒子と水酸化物超微粒子とから
なる混合物を得、この混合物を水洗・乾燥した後、当該
混合物をエッジランナーによって圧密粉砕処理をし、次
いで、当該圧密粉砕処理された磁性粒子を用いて磁性粒
子を含む水性懸濁液を調製し、この懸濁液にアルカリ水
溶液を添加して該懸濁液のpH値を10以上とし、当該
懸濁液に前記磁性粒子に対しAl換算とSiO 換算と
の総量で0.01〜5.0重量%のAl又はSi若しく
はAl及びSiを含む水溶液を添加し、攪拌しながら、
この液のpH値を1〜10分間で中性付近に調節してA
l又はSi若しくはAl及びSiの水酸化物超微粒子を
速沈させた後、当該液中の磁性粒子を水酸化物超微粒子
とともに濾別して磁性粒子と水酸化物超微粒子とからな
る混合物を得、この混合物を水洗・乾燥した後、当該混
合物をエッジランナーによって圧密粉砕処理をすること
により磁性粒子の粒子表面にZr、Ti、Hf、Moか
ら選ばれる1種又は2種以上の酸化物超微粒子或いは水
酸化物超微粒子とAl又はSi若しくはAl及びSiを
含む酸化物超微粒子或いは水酸化物超微粒子とを固着さ
せることからなる磁気記録用磁性粒子粉末の製造法であ
る。
【0020】次に、本発明実施にあたっての諸条件につ
いて述べる。
【0021】本発明における磁性粒子粉末としては、マ
グヘマイト粒子、マグネタイト粒子及びマグヘマイトと
マグネタイトとの中間酸化物であるベルトライド化合物
粒子等の磁性酸化鉄粒子粉末、これらの磁性酸化鉄粒子
にFe以外のCo等の異種金属を含有させた粒子粉末若
しくはこれら磁性酸化鉄粒子にCoを被着させた粒子粉
末、鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末及び板状Baフ
ェライト微粒子等の六方晶系フェライト粒子粉末等のい
ずれをも用いることができる。
【0022】本発明において磁性粒子を含む水性懸濁液
にアルカリ水溶液を添加して該懸濁液のpH値を10以
上とした後に、Al、Si、Zr、Ti、Hf、Mo等
を含む水溶液を添加するのは、水性懸濁液中における磁
性粒子同士の電気的反撥を利用して、充分且つ均一に混
合するためである。
【0023】pH値を10以上にする為のアルカリ水溶
液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アン
モニア水等の水溶液を用いることができる。
【0024】Alを含む水溶液としては、アルミン酸ナ
トリウム、アルミン酸カリウム等のアルミン酸アルカ
リ、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、硝酸アルミ
ニウム等のアルミニウム塩等の水溶液を用いることがで
きる。
【0025】Alを含む前記化合物の添加量は、磁性粒
子粉末に対し、Al換算で0.01〜5.0重量%であ
る。0.01重量%未満の場合には、本発明の効果は得
られない。5.0重量%を越える場合にも本発明の目的
とする効果を得られるが磁性に関与しないAlを含む酸
化物超微粒子或いは水酸化物超微粒子が増加することに
より飽和磁化が低下する為好ましくない。磁性粒子粉末
の分散性及び飽和磁化を考慮した場合、0.05〜3.
0重量%が好ましい。
【0026】Siを含む水溶液としては、ケイ酸ナトリ
ウム、ケイ酸カリウム、コロイダルシリカ、3号水ガラ
ス等の水溶液を用いることができる。
【0027】Siを含む前記化合物の添加量は、磁性粒
子粉末に対し、SiO換算で0.01〜5.0重量%
である。0.01重量%未満の場合には、本発明の効果
は得られない。5.0重量%を越える場合にも本発明の
目的とする効果を得られるが磁性に関与しないSiを含
む酸化物超微粒子或いは水酸化物超微粒子が増加するこ
とにより飽和磁化が低下する為好ましくない。磁性粒子
粉末の分散性及び飽和磁化を考慮した場合、0.1〜
2.0重量%が好ましい。
【0028】本発明においてAl及びSiを含む混合水
溶液を添加する場合には、磁性粒子に対し、Al換算と
SiO換算との総量で0.01〜5.0重量%、好ま
しくは0.1〜3.0重量%である。
【0029】本発明に用いるZr、Ti、Hf、Mo等
の化合物としては、各元素の硫酸塩、塩化物、硝酸塩及
び酢酸塩等の水可溶性塩を用いることができる。
【0030】前記各化合物の添加量は、磁性粒子粉末に
対し、各元素換算で0.01〜5.0重量%である。
0.01重量%未満の場合には、本発明の効果は得られ
ない。5.0重量%を越える場合にも本発明の目的とす
る効果を得られるが磁性に関与しない酸化物超微粒子或
いは水酸化物超微粒子が増加することにより飽和磁化が
低下する為好ましくない。磁性粒子粉末の分散性及び飽
和磁化を考慮した場合、0.05〜3.0重量%が好ま
しい。
【0031】尚、Al、Si、Zr、Ti、Hf、Mo
等の前記各化合物を水溶液として用いるのは、pH値が
10以上の磁性粒子懸濁液中において充分かつ均一に混
合するためであるが、各化合物を結晶塩として添加し、
当該懸濁液中で充分に溶解・混合させることもできる。
【0032】本発明においては、pH値が10以上の磁
性粒子懸濁液に前記各化合物を含む水溶液を添加し、当
該懸濁液を攪拌しながら急速にpHを中性付近(pH
6.5〜8.5)に調整することにより、Al、Si、
Zr、Ti、Hf、Mo等の略全量を各水酸化物超微粒
子として速沈させて磁性粒子と水酸化物超微粒子とから
なる混合物とする。
【0033】速沈させる時間としては1〜10分間の範
囲である。10分間を越える場合は、磁性粒子の粒子表
面に前記各水酸化物が層状に形成されることもある。従
って、速沈後は速やかに濾別する。1分間未満でもよい
が前記各水酸化物超微粒子として析出させ充分に混合さ
せる場合には1分間程度はかかる。
【0034】pHを調整する為の酸としては、硫酸、塩
酸、酢酸、硝酸、炭酸ガス等を使用することができる。
【0035】また、磁性粒子粉末と水酸化物超微粒子と
からなる混合物を濾別、水洗、乾燥する方法は、常法に
従って行えばよい。
【0036】本発明における圧密粉砕処理に用いるエッ
ジランナーとしては、(株)松本鋳造鉄工所製の「サン
ドミル」や新東工業(株)製の「ミックスマーラー」等
を用いることができる。
【0037】エッジランナーの線加重は15〜80kg
/cmであり、より好ましくは30〜60kg/cmで
ある。15kg/cm未満の場合には、摩砕による剪断
力が弱すぎる為、メカノケミカル効果が得られない。8
0kg/cmを越える場合には、摩砕による剪断力が強
すぎて、粒子そのものを破壊してしまう恐れがある。ま
た、処理時間は15〜120分間であり、好ましくは3
0〜60分間である。
【0038】本発明においては、磁性粒子と水酸化物超
微粒子とからなる混合物をエッジランナーによって圧密
粉砕処理するまでの操作を少なくとも2回以上、好まし
くは2〜5回繰り返してもよい。5回を越える場合にも
効果は得られるが、効果が飽和する傾向にあり、また工
業的ではなくなる。
【0039】
【作用】本発明においては、粒子表面にAl又はSi若
しくはAl及びSiを含む酸化物或いは水酸化物とZ
r、Ti、Hf、Moから選ばれる1種又は2種以上の
酸化物或いは水酸化物とを固着させた、数1のαが0.
50以上である磁性粒子からなる磁気記録用磁性粒子粉
末であって、磁気テープとした場合には極めて耐久性に
優れた磁気記録媒体が得られる。
【0040】詳しくは、六方晶系フェライト粒子からな
る磁性粒子粉末のαは0.50乃至0.70程度、Co
被着型磁性酸化鉄粒子からなる磁性粒子粉末のαは0.
55乃至0.70程度であり、マグヘマイト粒子、マグ
ネタイト粒子及びマグヘマイトとマグネタイトとの中間
酸化物であるベルトライド化合物粒子の磁性酸化鉄粒子
からなる磁性粒子粉末のαは0.55乃至0.70程度
である。
【0041】本発明者は、前掲特開昭55−83207
号公報、特開昭57−56904号公報、特開昭58−
161725号公報、特開昭59−23505号公報、
特開昭60−217529号公報、特開昭61−639
21号公報及び特開昭62−89226号公報等に記載
されている公知方法によって被覆処理した磁性粒子粉末
のαが0.40〜0.45程度と低い理由としては、S
i化合物やAl化合物を磁性粒子の粒子表面に被覆する
ために、当該化合物の水酸化物を比較的長時間かけて析
出させて均一に被覆していたので、高分子樹脂中で分散
させた時に磁性粒子の粒子表面における高分子の吸着点
が少ないからではないかと考えた。
【0042】また、例えば、特開昭63−161522
号公報の方法や前掲特開昭58−60506号公報、特
開昭59−103310号公報、特開昭63−3038
17号公報及び特開平2−280301号公報の場合に
は、被覆処理した磁性粒子粉末のαが0.40〜0.4
5程度と低い理由としては、Si化合物やAl化合物ま
たはZr、Ti、Hf、Moから選ばれる1種又は2種
以上の化合物とを磁性粒子の粒子表面に被覆するため
に、当該化合物の水酸化物を比較的長時間かけて析出さ
せて均一に被覆していたので、高分子樹脂中で分散させ
た時に磁性粒子の粒子表面における高分子の吸着点が少
ないからではないかと考えた。
【0043】従って、磁性粒子の粒子表面における高分
子の吸着点をできるだけ多くすることにより、高分子の
吸着層の厚みが大きくなる方法について検討をした。
【0044】そのためには、Al又はSi若しくはAl
及びSiの酸化物超微粒子或いは水酸化物超微粒子とZ
r、Ti、Hf、Moから選ばれる1種又は2種以上の
酸化物超微粒子或いは水酸化物超微粒子とを磁性粒子の
粒子表面にできるだけ多く、しかも、化学的に吸着させ
る必要があると考えた。
【0045】そこで、磁性粒子を含む懸濁液中にAl又
はSi若しくはAl及びSiの水酸化物超微粒子とZ
r、Ti、Hf、Moから選ばれる1種又は2種以上の
水酸化物超微粒子とを均一に析出・混合させ、その混合
物を圧密処理することによるメカノケミカル効果によっ
て、磁性粒子の粒子表面にAl又はSi若しくはAl及
びSiの酸化物超微粒子或いは水酸化物超微粒子とZ
r、Ti、Hf、Moから選ばれる1種又は2種以上の
酸化物超微粒子或いは水酸化物超微粒子とを固着するこ
とができたので、磁性粒子粉末のαが0.50以上に大
きくすることができた。これは、粒子表面における高分
子の吸着点を多くすることができた結果と考えている。
【0046】磁性粒子の粒子表面にAl又はSi若しく
はAl及びSiの酸化物超微粒子或いは水酸化物超微粒
子とZr、Ti、Hf、Moから選ばれる1種又は2種
以上の酸化物超微粒子或いは水酸化物超微粒子とを固着
するにより得られた磁性粒子粉末を用いて結合剤樹脂等
と共に非磁性支持体上に塗布・乾燥して得られた磁気記
録媒体とした場合には、結合剤樹脂とのなじみがよくな
り分散性が向上したばかりでなく、塗膜組成物を塗布し
硬化した塗膜において、機械的強度(すり傷特性)が向
上し、更に、摩擦係数を低減させることができ、その結
果、極めて優れた走行耐久性を得ることができた。
【0047】これは、実用性に極めて優れた磁気記録媒
体が得られることを示すものである。それは、前述した
通り、本発明者は、磁性粒子粉末の粒子表面を改質する
ことにより、研磨剤や潤滑剤の使用を少なくすることが
でき、しかも、磁気テープの耐久性を向上させることが
できるのではないかと考えて改善に取り組んだ結果であ
り、磁性粒子粉末と磁気テープの耐久性の関係を調べ、
磁性粒子粉末の粒子表面のが磁気テープの耐久性に大き
な影響を与えていることを突き止めた結果である。
【0048】この理由としては、磁気記録媒体とした場
合の磁気テープの最表面に露出した磁性粒子の粒子表面
の性状が、磁気テープのすり傷特性や摩擦特性に影響を
与えることから、本発明の磁性粒子の粒子表面にAl又
はSi若しくはAl及びSiの酸化物超微粒子或いは水
酸化物超微粒子とZr、Ti、Hf、Moから選ばれる
1種又は2種以上の酸化物超微粒子或いは水酸化物超微
粒子とが存在することにより、磁気ヘッドとの摺動によ
るすり傷特性が改善され、更に、固体潤滑剤としての働
きをするために摩擦係数も低下させることができたので
極めて優れた走行耐久性を得ることができたのであると
考えている。
【0049】一方、磁性粒子と水酸化物超微粒子とから
なる混合物は、共に相互作用によって存在しているの
で、濾別・水洗・乾燥を通常通り行なうことができ、特
に作業性が悪くなるということはない。
【0050】尚、特開昭55−157216号公報に開
示されている酸化鉄磁性粉末スラリーに分散剤を添加し
て機械的なせん断力を与える場合及び特開平2−188
429号公報に開示されているシランカップリング剤を
添加する乾式混合する場合においては、本発明の効果は
得られない。
【0051】
【実施例】次に、実施例並びに比較例により、本発明を
説明する。
【0052】本発明における分散性の評価は、数1のα
により行い、αの値は、分子量の異なるバインダー(M
=15000、28000、42000)を用いて、常
法により磁性粒子粉末へのそれぞれのバインダーの飽和
吸着量(As)を測定し、得られたAsとMとを両対数
表にプロットすることにより直線関係が得られ、その直
線の傾きよりαの値を求めた。
【0053】磁性粒子粉末に被覆されたAl、Si、Z
r、Ti、Hf、Mo等の化合物の各元素量は蛍光X線
分析により測定した。
【0054】磁性粒子粉末の磁気特性は、「振動試料型
磁力計VSM−3S−15」(東英工業(株)製)を用
いて外部磁場10KOe(但し、磁性酸化鉄粒子を用い
た場合には5KOe)の下で測定した値であり、磁気テ
ープの諸特性は外部磁場10KOe(但し、Co被着型
磁性酸化鉄粒子及び磁性酸化鉄粒子を用いた場合には5
KOe)の下で測定した結果である。
【0055】塗布膜の表面光沢は、グロスメーター
「UGV−5D」(スガ試験器(株)製)で入射角45
°で測定した値であり、標準板光沢を86.3%とした
時の値を%表示で示したものである。
【0056】表面粗度Raは、「Surfcom−57
5A」(東京精密(株)製)を用いて塗布膜の中心線平
均粗さを測定した。
【0057】塗膜の摩擦係数は、「オートグラフ」
((株)島津製作所製)を用いて塗布面とベースフィル
ムとの間の摩擦係数を引張り応力と加重の関係から求め
た。摩擦係数が低い程すべりの良い塗膜であることを示
す。
【0058】走行耐久性は、「Media Durab
ility Tester MDT−3000」(St
einberg Associates社製)を用い
て、負荷200gw、ヘッドとテープとの相対速度16
m/sにおける実可動時間で評価した。実可動時間が長
い程走行耐久性が良いことを示す。
【0059】すり傷特性は、走行後のテープの表面を顕
微鏡で観察し、すり傷の有無を目視で評価し、下記の4
段階の評価を行った。 A:すり傷なし B:すり傷若干有り C:すり傷有り D:ひどいすり傷有り
【0060】<磁性粒子粉末の表面処理> 実施例1〜8、比較例1〜6;
【0061】実施例1 粒径0.05μm、板状比5.0であって、保磁力が7
36OeであるCo及びTi置換型板状Baフェライト
粒子を用い、該粒子6kgを水に混合・攪拌した後、
0.1mol/lのNaOH水溶液をpH値が11.4
になるまで添加した。上記混合懸濁液を攪拌・混合した
後、0.5mol/lのアルミン酸ソーダ水溶液222
0ml(磁性粒子粉末に対しAl換算で0.5wt%に
該当する。)を添加して攪拌・混合した。次いで、当該
懸濁液を攪拌しながら0.1mol/lのHCl水溶液
を添加してpHを7.0に調整した。その時の所要時間
は5分であった。直ちに、常法により濾別・水洗・乾燥
して磁性粒子粉末を得た。得られた磁性粒子粉末5kg
をエッジランナー「MPUV−2型」((株)松本鋳造
鉄工所製)に投入して線荷重30kg/cmで60分間
圧密粉砕を行なった。得られた磁性粒子粉末の粒子径は
0.05μm、板状比は5.0であって、保磁力は73
8Oe、αは0.57であった。
【0062】更に、得られた磁性粒子粉末4.5kgを
再び水に混合・攪拌した後、0.1molのNaOH水
溶液を加えてpH10.5とした。次いで、0.5mo
l/lの硫酸ジルコニウム水溶液2470ml(磁性粒
子粉末に対しZr換算で2.50wt%に該当する。)
を添加して攪拌・混合して懸濁液を得た。次いで、当該
懸濁液を攪拌しながら0.1mol/lのHCl水溶液
を用いてpH7.0に調整した。その時の所要時間は5
分であった。直ちに、常法により濾別・水洗・乾燥して
磁性粒子粉末を得た。得られた磁性粒子粉末4kgをエ
ッジランナー「MPUV−2型」((株)松本鋳造鉄工
所製)に投入して線荷重60kg/cmで60分間圧密
粉砕を行なった。得られた磁性粒子粉末の粒子径は0.
05μm、板状比は5.0であって、保磁力は748O
e、αは0.64であった。
【0063】実施例2〜8、比較例1〜6 磁性粒子粉末の種類、添加する化合物の種類と添加量、
添加・攪拌の所要時間、圧密処理の線荷重と時間及び処
理回数を種々変えた以外は実施例1と同様にして磁性粒
子粉末を得た。
【0064】各実施例における主要製造条件及び得られ
た磁性粒子粉末の諸特性を表1乃至表4に示す。
【0065】
【表1】
【0066】
【表2】
【0067】
【表3】
【0068】
【表4】
【0069】<磁気テープの製造> 参考例1〜14
【0070】参考例1 実施例1で得られた磁性粒子粉末を用いて、まず、当該
磁性粒子粉末と結合剤樹脂、溶剤とを混合し、固形分率
76重量%でプラストミルを用いて30分間混練した。
しかる後、所定量の混練物を取り出し、ガラス瓶に研磨
剤、カーボンブラック、ガラスビーズ及び溶剤とともに
添加し、ペイントコンディショナーで6時間混合・分散
を行なった。
【0071】その後、潤滑剤及び硬化剤とを加え、さら
に、15分間混合・分散した。得られた磁性塗料の組成
は下記の通りであった。 磁性粒子粉末 100重量部 スルホン酸ナトリウム基を有する 塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂 10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重量部 研磨剤 10重量部 カーボンブラック 3重量部 潤滑剤 2.5重量部 硬化剤 5重量部 シクロヘキサノン 52.5重量部 メチルエチルケトン 130.5重量部 トルエン 78.3重量部
【0072】得られた磁性塗料を厚さ14μmのポリエ
チレンテレフタレートフィルム上にアプリケーターを用
いて15μmの厚さに塗布し、次いで、5KOeの磁場
で配向させた後、乾燥させることによりシート試料片を
得た。得られたシート試料片にカレンダー処理を行なっ
た後、60℃で24時間硬化反応して0.5インチ幅に
スリットして磁気テープを得た。得られた磁気テープの
Hcは795Oe、角型比は0.83、光沢は185
%、表面粗度Raは6.0nm、摩擦係数は0.28、
走行耐久時間は20.7分、すり傷特性はAであった。
【0073】参考例2〜14 得られた磁性粒子粉末の種類を種々変えた以外は参考例
1と同様にして磁気テープを得た。
【0074】各参考例における諸特性を表5及び表6に
示す。
【0075】
【表5】
【0076】
【表6】
【0077】
【発明の効果】本発明に係る磁性粒子粉末は、前出実施
例に示した通り、分散性に優れた粒子であるから、高密
度記録用磁性粒子粉末として好適である。
【0078】本発明に係る磁性粒子粉末を用いて磁気記
録媒体とした場合には、機械的強度(すり傷特性)が向
上し、摩擦係数を低減させることができるので、極めて
優れた走行耐久性を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉田 典生 広島県広島市中区舟入南4丁目1番2号 戸田工業株式会社創造センター内

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁性粒子を含む水性懸濁液にアルカリ水
    溶液を添加して該懸濁液のpH値を10以上とし、当該
    懸濁液に前記磁性粒子に対しAl換算とSiO 換算と
    の総量で0.01〜5.0重量%のAl又はSi若しく
    はAl及びSiとZr、Ti、Hf、Moから選ばれる
    1種又は2種以上とを含む水溶液を添加し、攪拌しなが
    ら、この液のpH値を1〜10分間で中性付近に調節し
    てAl又はSi若しくはAl及びSiとZr、Ti、H
    f、Moから選ばれる1種又は2種以上との水酸化物超
    微粒子を速沈させた後、当該液中の磁性粒子を水酸化物
    超微粒子とともに濾別して磁性粒子と水酸化物超微粒子
    とからなる混合物を得、この混合物を水洗・乾燥した
    後、当該混合物をエッジランナーによって圧密粉砕処理
    をすることにより磁性粒子の粒子表面にAl又はSi若
    しくはAl及びSiを含む酸化物超微粒子或いは水酸化
    物超微粒子とZr、Ti、Hf、Moから選ばれる1種
    又は2種以上の酸化物超微粒子或いは水酸化物超微粒子
    とを固着させることを特徴とする磁気記録用磁性粒子粉
    末の製造法。
  2. 【請求項2】 磁性粒子を含む水性懸濁液にアルカリ水
    溶液を添加して該懸濁液のpH値を10以上とし、当該
    懸濁液に前記磁性粒子に対しAl換算とSiO 換算と
    の総量で0.01〜5.0重量%のAl又はSi若しく
    はAl及びSiとZr、Ti、Hf、Moから選ばれる
    1種又は2種以上とを含む水溶液を添加し、攪拌しなが
    ら、この液のpH値を1〜10分間で中性付近に調節し
    てAl又はSi若しくはAl及びSiとZr、Ti、H
    f、Moから選ばれる1種又は2種以上との水酸化物超
    微粒子を速沈させた後、当該液中の磁性粒子を水酸化物
    超微粒子とともに濾別して磁性粒子と水酸化物超微粒子
    とからなる混合物を得、該混合物を水洗・乾燥した後、
    この混合物をエッジランナーによって圧密粉砕処理をす
    ることからなる磁性粒子粉末の製造法において、前記磁
    性粒子を含む水性懸濁液にアルカリ水溶液を添加して該
    懸濁液のpH値を10以上とする操作から前記混合物を
    エッジランナーによって圧密粉砕処理をする操作まで
    を、少なくとも2回以上繰り返すことにより磁性粒子の
    粒子表面にAl又はSi若しくはAl及びSiを含む酸
    化物超微粒子或いは水酸化物超微粒子とZr、Ti、H
    f、Moから選ばれる1種又は2種以上の酸化物超微粒
    子或いは水酸化物超微粒子とを固着させることを特徴と
    する磁気記録用磁性粒子粉末の製造法。
  3. 【請求項3】 磁性粒子を含む水性懸濁液にアルカリ水
    溶液を添加して該懸濁液のpH値を10以上とし、当該
    懸濁液に前記磁性粒子に対しAl換算とSiO 換算と
    の総量で0.01〜5.0重量%のAl又はSi若しく
    はAl及びSiを含む水溶液を添加し、攪拌しながら、
    この液のpH値を1〜10分間で中性付近に調節してA
    l又はSi若しくはAl及びSiの水酸化物超微粒子を
    速沈させた後、当該液中の磁性粒子を水酸化物超微粒子
    とともに濾別して磁性粒子と水酸化物超微粒子とからな
    る混合物を得、この混合物を水洗・乾燥した後、当該混
    合物をエッジランナーによって圧密粉砕処理をし、次い
    で、当該圧密粉砕処理された磁性粒子用いて磁性粒子
    を含む水性懸濁液を調製し、この懸濁液にアルカリ水溶
    液を添加して該懸濁液のpH値を10以上とし、当該懸
    濁液にZr、Ti、Hf、Moから選ばれる1種又は2
    種以上を含む水溶液を添加し、攪拌しながら、この液の
    pH値を1〜10分間で中性付近に調節してZr、T
    i、Hf、Moから選ばれる1種又は2種以上の水酸化
    物超微粒子を速沈させた後、当該液中の磁性粒子を水酸
    化物超微粒子とともに濾別して磁性粒子と水酸化物超微
    粒子とからなる混合物を得、この混合物を水洗・乾燥し
    た後、当該混合物をエッジランナーによって圧密粉砕処
    理をすることにより磁性粒子の粒子表面にAl又はSi
    若しくはAl及びSiを含む酸化物超微粒子或いは水酸
    化物超微粒子とZr、Ti、Hf、Moから選ばれる1
    種又は2種以上の酸化物超微粒子或いは水酸化物超微粒
    子とを固着させることを特徴とする磁気記録用磁性粒子
    粉末の製造法。
  4. 【請求項4】 磁性粒子を含む水性懸濁液にアルカリ水
    溶液を添加して該懸濁液のpH値を10以上とし、当該
    懸濁液にZr、Ti、Hf、Moから選ばれる1種又は
    2種以上を含む水溶液を添加し、攪拌しながら、この液
    のpH値を1〜10分間で中性付近に調節してZr、T
    i、Hf、Moから選ばれる1種又は2種以上の水酸化
    物超微粒子を速沈させた後、当該液中の磁性粒子を水酸
    化物超微粒子とともに濾別して磁性粒子と水酸化物超微
    粒子とからなる混合物を得、この混合物を水洗・乾燥し
    た後、当該混合物をエッジランナーによって圧密粉砕処
    理をし、次いで、当該圧密粉砕処理された磁性粒子を用
    いて磁性粒子を含む水性懸濁液を調製し、この懸濁液に
    アルカリ水溶液を添加して該懸濁液のpH値を10以上
    とし、当該懸濁液に前記磁性粒子に対しAl換算とSi
    換算との総量で0.01〜5.0重量%のAl又は
    Si若しくはAl及びSiを含む水溶液を添加し、攪拌
    しながら、この液のpH値を1〜10分間で中性付近に
    調節してAl又はSi若しくはAl及びSiの水酸化物
    超微粒子を速沈させた後、当該液中の磁性粒子を水酸化
    物超微粒子とともに濾別して磁性粒子と水酸化物超微粒
    子とからなる混合物を得、この混合物を水洗・乾燥した
    後、当該混合物をエッジランナーによって圧密粉砕処理
    をすることにより磁性粒子の粒子表面にZr、Ti、H
    f、Moから選ばれる1種又は2種以上の酸化物超微粒
    子或いは水酸化物超微粒子とAl又はSi若しくはAl
    及びSiを含む酸化物超微粒子或いは水酸化物超微粒子
    とを固着させることを特徴とする磁気記録用磁性粒子粉
    末の製造法。
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