JPS631003A - 磁性粉末 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、磁気記録媒体用として好適な磁性粉末に関
し、さらに詳しくは、分散性、充填性および配向性に優
れた前記の磁性粉末に関する。

〔従来の技術〕

一般に、磁性粉末を、結合剤成分、有機溶剤およびその
他の必要成分とともに混合分散して磁性塗料を開裂し、
これをポリエステルフィルムなどの基体上に塗布、乾燥
してつくられる磁気記録媒体にあっては、磁性粉末が磁
性層中に良好に分散され、充填され、さらに配向されて
いることが好ましく、磁性粉末の分散性、充填性および
配向性が良好なほど電磁気的特性が向上され、また耐久
性も向上される。

このため、磁気記録媒体に使用される磁性粉末の分散性
、充填性・および配向性を改善する試みが種々なされて
おり、たとえば、磁性粉末の粉末粒子表面に親水性化合
物を被着するなどして比較的多量の水酸基を存在させ、
結合剤樹脂の官能基との間で強固な結合を起こさせて、
磁性粉末の分散性、充填性および配向性を高めることが
行われている。

（発明が解決しようとする問題点〕 ところが、ｌ３ＥＴ法による比表面積が５０ｍ／ｇ以下
の従来−般に使用される磁性粉末を用いる場合は、粉末
粒子表面の水酸基濃度を高くするほど、分散性、充填性
および配向性が向上され、水酸基ｂ１度が高すぎて、か
えって磁性粉末の分１汝性、充填性および配向性に支障
をきたすということもないが、電磁気的特性をより良好
にするため、微ｉｌｌな磁性粉末を使用し、この？Ｉｉ
粉末粒子表面の水酸基濃度を、従来−般に使用されるＢ
ＥＴ法による比表面積が５０ｍ／ｇ以下の磁性粉末と同
等にすると、微粉末粒子表面に存在する水酸基の単位体
積あたりの濃度が高（なりすぎて、かえって磁性粉末の
分散性、充填性および配向性が低下する。そしてこの傾
向は磁性粉末を微粒子化するほど顕著で、ＢＥＴ法によ
る比表面積が６０ｍ２／ｇ以上の微粒子になると、磁性
粉末の分散性、充填性および配向性に支障が生じ、これ
を使用して得られる磁気記録媒体は、電磁気的特性がむ
しろ低下し、耐久性も低下するという難点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明はかかる問題点を解消するため種々検討を行っ
た結果なされたもので、ＢＥＴ法による比表面積が６０
ｍ／ｇ以上の磁性粉末の粒子表面の水酸基濃度を２〜１
０（固／　ｎ　ｍの範囲内にすることによって、微細な
磁性粉末の分散性、充填性および配向性を充分に向上さ
せ、これを使用して得られる磁気記録媒体の電磁気的特
性および耐久性が充分に向上されるようにしたものであ
る。

この発明における磁性粉末は、ＢＥＴ法による比表面積
が６０ｎｒ／ｇ以上で、かつ粒子表面の水酸基の濃度が
２〜１０個／　ｎ　ｍの範囲内にあるものであることが
好ましく、ＢＩＥＴ法による比表面積が６０ｍ／ｇより
小さいものでは、これを使用して得られる磁気記録媒体
のノイズを充分に小さくしたり、また磁性層の表面平滑
性を充分に平滑にすることができず、電磁気的特性を充
分に向上することができない。また、粒子表面の水酸基
の濃度は、２個／　ｎｌより低すぎると、結合剤ト４脂
の官能基と充分に強固に結合させることができず、反対
に１０個／　ｎ　ｇより高すぎると、多すぎる水酸基が
磁性粉末の分散性、充填性および配向性に好ましくない
作用を及ぼし、いずれの場合も磁性粉末の分散性、充填
性および配向性を充分に向上することができない。従っ
て、ＢＥＴ法による比表面積が６０ｍ／ｇ以上で、粒子
表面の水酸基の濃度が２〜１０個／　ｎ　ｌの範囲内に
あるものであることが好ましく、粒子表面の水酸基の濃
度はさらに３〜９１固／　ｎｌの範囲内とし、３〜７１
固／ｎｒ＋？の範囲内にするのがより好ましい。

このようなりＥＴ法による比表面積が６０イ／ｇ以上の
磁性粉末の粒子表面の水酸基の濃度は、この種の微細な
磁性粉末の粒子表面に親水性化合物および疎水性化合物
などを被着することによって調整され、これら親水性化
合物および疎水性化合物の被着量を調整するなどして、
粒子表面の水酸基の濃度が２〜１０（固／　ｎ　ｍの範
囲内に調整される。

このように磁性粉末の粒子表面の水酸基の濃度をシエＭ
整するため、磁性粉末の粒子表面に被着する親水性化合
物としては、たとえば、酸化コバルト、酸化ニッケル、
酸化カルシウム、酸化アルミニウム、酸化クロム、酸化
亜鉛、酸化チタン、その他の無機酸化物などが挙げられ
る。これらの親水性化合物の粒子表面への被着は、硫酸
コバルト、硝酸ニッケル、塩化カルシウム、硫酸アルミ
ニウム、塩化クロム、塩化亜鉛、塩化チタンなどの水可
溶性化合物等を水に溶解し、この溶液中に磁性粉末を分
肢させた後、アルカリを添加したり、酸を添加するなど
の方法でこれらの親水性化合物を磁性粉末の粒子表面に
被着し、次いで、これを１００〜１０００℃の温度で加
熱するなどして行われ、酸化コバルト、酸化ニッケル、
酸化カルシウム、酸化アルミニウム、酸化クロム、酸化
亜鉛、酸化チタンなどの親水性化合物が磁性粉末の粒子
表面に被着される。この際、磁性粉末がオキシ水酸化鉄
あるいは酸化鉄を加熱還元、または還元後酸化して得ら
れる酸化鉄磁性粉末あるいは金属磁性粉末である場合は
、オキシ水酸化鉄あるいは酸化鉄の段階で、これらの親
水性化合物の水和物を被着し、その後これらを加熱還元
、または還元後酸化することによっても容易に親水性化
合物が磁性粉末の粒子表面に被着される。

また、磁性粉末の粒子表面に被着する疎水性化合物とし
ては、たとえば、疎水性シリカ、炭化水素、界面活性剤
などが挙げらる。これらの疎水性化合物の粒子表面への
被着は、たとえば、オルトケイ酸すｌ・リウム、メタゲ
イ酸ナトリウム、メタケイ酸カリウム、種々の組成の水
ガラスなどのケイ素化合物等をアルカリ水溶液に′／′
３解し、この溶液中に磁性粉末を分散させた後、炭酸ガ
スを吹き込んだり、酸を添加するなどの方法で中和して
、これらの疎水性化合物の水和物として磁性粉末の粒子
表面に被着し、次いで、これを１００〜１０００℃の温
度で加熱し疎水性化処理するなどして行われ、疎水性酸
化ケイ素が磁性粉末の粒子表面に被着される。この際、
磁性粉末がオキシ水酸化鉄あるいは酸化鉄を加熱還元、
または還元後酸化して得られる酸化鉄磁性粉末あるいは
金属磁性粉末である場合は、オキシ水酸化鉄あるいは酸
化鉄の段階で、これらの疎水性化合物の水和物を被着し
、次いで、これを１００〜１０００℃の温度で加熱し疎
水性化処理した後、これらを加熱還元、または還元１＆
酸化することによっても容易に疎水性化合物が磁性粉末
の粒子表面に被着される。また、加熱還元または還元後
酸化して得られた磁性粉末の表面に疎水性炭化水素ある
いは界面活性剤等による表面被覆処理を行って疎水性化
することも可能であるが、無機物の方がより好ましい。

このような磁性粉末の粒子表面への親水性化合物および
疎水性化合物の被着は、これらを被着する磁性粉末粒子
表面の水酸基濃度に応じて、いずれか−方のみを被着し
てもよく、また両者を同時に被着してもよい。磁性粉末
粒子表面の水酸基濃度は、これらの親水性化合物および
疎水性化合物の被着量などによって調整され、親水性化
合物が被着されると磁性粉末粒子表面の水酸基′ｂツ度
が高（なり、疎水性化合物が被着されると磁性粉末粒子
表面の水酸基濃度が低くなる。

このようにして、磁性粉末の粉末粒子表面に親水性化合
物、疎水性化合物などを被着し、粒子表面の水酸基の濃
度を２〜１０個／　ｎｌの範囲内としたＢＥＴ法による
比表面積が６　Ｏｎ？　／　ｇ以上の磁性粉末は、特に
限定されるものではないが、強いて挙げるとすれば、た
とえば、Ｆｅ、Ｆｅを主体として各種金属を添加した金
属磁性粉末、Ｃ。

、Ｎｉなどの金属磁性粉末、あるいはこれらの合金磁性
粉末、ｒ−Ｆｅ２０３粉末、Ｆｅ３Ｏ４粉末、ｒ−Ｆｅ
２０３とＦｅ３Ｏ４の中間酸化鉄粉末、Ｃｏ含有ｒＦｅ
２Ｏ３粉末、ＣＯ含有Ｆｅ３Ｏ４粉末、バリウムフェラ
イト磁性粉末、および各種金属を添加したバリウムフェ
ライト磁性粉末などが好適なものとして挙げられる。

以上のように、ＢＥＴ法による比表面積が６０ｍ／ｇ以
上で、かつ粒子表面の水酸基の濃度が２〜１０個／　ｎ
　ｍの範囲内にある磁性粉末は、分散性、充填性および
配向性に優れ、その結果、この種の磁性粉末を使用して
磁気記録媒体を型造すると、電磁気的特性および耐久性
が充分に向上された磁気記録媒体が得られる。

〔実施例〕

次に、この発明の実施例について説明する。

実施例１ 平均長径０．２５μｍ、軸比（長径／短径）１５／１の
ゲータイト粉末２０ｇをＩ　Ｎ　　Ｎ　ａ　ＯＨ水溶液
２１中に分散し、これに０．５モル／ｌの硫酸アルミニ
ウム２５ｍｊ！を加えて充分に分散しながら炭酸ガスを
吹き込み、ゲータイト粉末の表面にアルミナ水和物を被
着した。次いで、これをよく洗浄してから乾燥し、空気
中にて３００℃で加熱焼成した。次に、この焼成後のア
ルミナ被着へマタイＩ・粉末２０ｇを１１のｌＮ−Ｎａ
ＯＨ水溶液に分散し、１モル／ｌのオルトケイ酸ソーダ
１０ｍ１を加えて攪拌した。充分に攪拌した後、この１
懸濁液に炭酸ガスを吹き込み、ｐ　Ｈ１０以下に中和し
て、ヘマタイト粉末の粒子表面にアルミナ水和物および
ケイ酸水和物の２層被膜を形成した。次いで、７００℃
の温度で２時間加熱してケイ酸水和物の疎水性化処理を
行った。

次いで、粒子表面にアルミナ水和物と疎水性化されたシ
リカ被膜とを形成したヘマクイ［粉末を、水素気流中、
５００℃で４時間加熱還元して、粒子表面にアルミナ被
膜および疎水性化されたシリカ被膜を有する金属鉄磁性
粉末を得た。この金属鉄磁性粉末は、保磁力が１６００
エルステント′、飽和磁化量が１２０　ｅｍｕ／　ｇ、
　Ｂ　ＥＴ法による比表面積は６５　ｇ　／　ｇであっ
た。また、アルミナの被着量は、Ａ　ｌ　／　Ｆ　ｅの
原子換Ｗ重量比で５重量％、疎水性化されたシリカの被
着量は、Ｓｉ／Ｆｅの原子換算重量比で０．８重量％で
あった。さらに粒子表面の水酸基濃度は６個／ｎｌＴ？
であった。このようにして得られた金属鉄磁性粉末を使
用し、 金属鉄磁性粉末　　　　　　　　１００重量部ＶＡＧＨ
（Ｕ、Ｃ，Ｃ社製、塩化ビ　　１０〃ニル−酢酸ビニル
−ビニルア ルコール共重合体） バンデソクスＴ−５２０１（大　　６　〃日本インキ化
学工業社製、ポ リウレタン） ミリスチン酸　　　　　　　　　　　５　〃ＪＩＳ−５
００（旭電化社製、力　　１　〃−ボンブラック） メチルイソブチルケトン　　　　　８５／ｌｌ−ルエン
　　　　　　　　　　　　８５　　“の組成からなる組
成物を３ｊ！′ｇｉのスチール裂ボールミル中に入れ、
これを７２時間回転させ、よく分散させて磁性ペースト
を調製した。その後、この磁性ペーストに、トルエン４
０重量部とコロネートしく日本ポリウレタン工業社盟、
三官能性低分子量イソシアネート化合物）２重量部をさ
らに加え、磁性塗料を調製した。この磁性塗料を厚さ１
２μｍのポリエステルフィルム上に、乾燥後の塗布厚が
４μｍとなるように塗布、乾燥し、鏡面加工処理を行っ
た後、ｌ／２インチ幅に裁断して磁気テープをつくった
。

実施例２ 平均長径０．０５μｍ、板状比（長径／短径）３／ｌ、
保磁カフ５０エルステツド、飽和磁化量５５ｅｍｕ／ｇ
、ＢＥＴ法による比表面積６１ｍ／ｇのバリウムフェラ
イト粉末１００ｇをＩ　Ｎ　−Ｎ　ａ　ＯＨ水溶液２β
中に懸濁させてよく分散させた。次いで、これに１モル
／！！のオルトケイ酸ソーダ３Ｑ　Ｑｍｊ！を加えて、
よく攪拌しながら炭酸ガスを通気し、溶液のｐ　Ｈを９
以下にした。これを水洗、乾燥後、７００°Ｃで２時間
空気中で加熱処理し、表面のケイ酸水和物を疎水性化処
理した。このようにして得られたバリウムフェライトは
、保磁力が７５０エルステンド、飽和磁化量が５２　ｅ
ｍｕ／ｇ、ＢＥＴ法による比表面積が６０ｍ／ｇで、疎
水性化されたシリカの被着量は、Ｓｉ／バリウムフェラ
イトのｆｆ１（ｌ比で３．２重量％であった。さらに粒
子表面の水酸基濃度は６１１Ｎ／ｎｎ？であった。次い
で、このようにして得られたバリウムフェライト粉末を
使用し、実施例１と同様にして磁気テープをつくった。

比較例１ 実施例１において、表面に被覆されたケイ酸水和物の疎
水性化処理を省いた以外は、実施例１と同様にして、保
磁力が１５８０エルステツド、飽和磁化量が１２２　ｅ
ｍｕ／　ｇ、　Ｂ　ＥＴ法による比表面積が６６　ｍ　
／　ｇで、アルミナの被着量がＡＩ／Ｆｅの原子換算重
量比で５重量％、ケイ酸水和物の被着量が、Ｓ　ｉ　／
　Ｆ　ｅの原子換算重量比で０．８重量％、粒子表面の
水酸基濃度が１２個／　ｎ　ｍの金属鉄磁性粉末を占、
磁気テープをつくった。

比較例２ 実施例２において、ケイ酸水和物のバリウムフェライト
粉末粒子表面への波管処理およびケイ酸水和物の疎水性
化処理を省き、磁性塗料の組成において、実施例２で使
用した磁性粉末に代えて、保磁力が７５０エルステツド
、飽和磁化量が５５ｅｍｕ／　ｇ　、　Ｂ　ＥＴ法によ
る比表面積が６１ｍ／ｇで、粒子表面の水酸基濃度が１
１（内／　ｎ　ｍのバリウムフェライト粉末を使用した
以外は実施例２と同様にして磁気テープをつくった。

比較例３ 実施例１において、平均長径０．２５μｍ、軸比（長径
／短径）１５／１のゲータイト粉末に代えて、平均辰径
０．５５μｍ、軸比１５／１のデークイ１−粉末を用い
た以外は、実施例１と同様にして、保磁力が１０２０エ
ルステツド、飽和磁化量が１３６　ｅｍｕ／　ｇ、　Ｂ
　ＥＴ法による比表面積が３５ｒｒｒ／ｇで、アルミナ
の被着量がＡ　Ｉ　／　Ｆ　ｅの原子換算重量比で５重
量％、疎水性化されたシリカの被着量がＳ　ｉ　／　Ｆ
　ｅの原子換算重量比で０．８重量％、粒子表面の水酸
基濃度が７個／　ｎ　ｒｒ？の金属鉄磁性粉末を得、磁
気テープをつくった。

比較例４ 実施例２において、平均長径０．０５μｍ、板状比（長
径／短径）３／１、保磁カフ５０エルステツド、飽和磁
化量５５　ｅｍｕ／　ｇ　、　Ｂ　ＥＴ法による比表面
積６１ｒ＋？／ｇのバリウムフェライト粉末に代えて、
平均長径０．２μｍ、板状比３／１、保磁力３７０エル
ステツド、飽和磁化量５７　ｅｍｕ／　ｇ、ＢＥＴ法に
よる比表面積が２９ｍ／ｇのバリウムフェライトを用い
た以外は、実施例２と同様にして、保磁力が３９５エル
ステツド、飽和磁化量が５６　ｅｍｕ／ｇ、ＢＥＴ法に
よる比表面積が２８ｍ／ｇで、疎水性化されたシリカの
被着量がＳｉ／バリウムフェライトの重量比で０．８重
量％、粒子表面の水酸基濃度が６個／　ｎ　ｍのバリウ
ムフェライト粉末を得、磁気テープをつくった。

各実施例および比較例で得られた磁気テープについて、
角型比、残留磁束密度、耐久性および磁性層の表面平滑
性を調べた。角型比の測定は、実施例１．比較例１およ
び３については水平方向の角型比を測定し、実施例２．
比較例２および４については垂直方向の角型比を測定し
た。また耐久性は市販ＶＴＲを使用し、−５°Ｃの恒温
室中で静止画像再生を行った時の出力が３ｄＢ低下する
までの時間を測定することにより判定した。さらに表面
平滑性は触針式粗さ計を使用し、触針速度０．０６ｃｍ
／秒、カットオフ０．０８ｍｍの条件下で磁性層の表面
粗さくＣ，Ｌ、Ａ、）を測定し、実施例１を基準として
下記の式に従って算出される相対値で表面平滑性の良否
を判断した。

下記第１表はその結果である。

〔発明の効果〕

上記第１表から明らかなように、実施例１および２で得
られた磁性粉末を使用して得られた磁気テープ（実施例
１および２）は、いずれも比較例１ないし４で得られた
磁性粉末を使用して得られた磁気テープ（比較例工ない
し４）に比して、角型比および残留磁束密度が高く、耐
久性がよくて、さらに表面平滑性もよく、このことから
この発明で得られる磁性粉末は、分散性、充壜性および
配向性に優れ、このように磁性粉末の分散性、充虜性お
よび配向性が向上された結果、この磁性粉末を使用すれ
ば、電磁気的特性および耐久性が一段と向上された磁気
記録媒体が得られることがわかる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ＢＥＴ法による比表面積が６０ｍ＾２／ｇ以上で、
   かつ粉末粒子表面の水酸基の濃度が２〜１０個／ｎｍ＾
   ２の範囲内にあることを特徴とする磁性粉末