JPS63818A - 磁気記録媒体 - 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に関し、さらに詳しくは磁性層
、下塗層あるいはバンクコート層などの塗布層中に含ま
れる固形粉末の分散性、充填性および配向性が良好で電
磁気的特性などに優れた磁気記録媒体に関する。

〔従来の技術〕

磁気記録媒体は、通常、磁性粉末その他の研り荊、潤滑
剤などの固形粉末、結合剤成分、有機溶剤およびその他
の非固形成分などからなる磁性塗料、下塗層用塗料、バ
ンクコート要用塗料など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、電磁気的特性および
耐久性に優れたものが要求される。

そのため、これら塗布層中に含まれる磁性粉末および研
暦剤、’ｔＱ？’に剤などの固形粉末は、分散性、充填
性等に優れ、磁気記録媒体に優れた電磁気的特性および
耐久性を付与できるものが好ましく、これらの固形粉末
の分散性、充填性等を改善するため、たとえば、これら
磁性粉末、研磐剤、潤滑剤などの固形粉末の粒子表面に
親水性化合物を被着するか、または疎水性化合物を被着
するなどして適当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、これら固形粉
末の分散性、充填性等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、平均粒子径が０．５μｒｎを越える従来−般
に使用される磁性粉末、研麿剤、潤滑剤等の固形粉末を
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、充裟性等が向上され、水酸基濃度が高すぎ
て、かえってこれら固形粉末の分散性、充填性等に支障
をきたすということもないが、塗布層の表面平滑性を良
好にし、電磁気的特性をより良好にするため、微細な固
形粉末を使用し、この微粉末粒子表面の水酸基濃度を、
従来−般に使用される平均粒子径が０．５μｍを越える
固形粉末と同等にすると、微細な固形粉末粒子表面に存
在する水酸基の単位体績あたりの濃度が高くなりすぎて
、かえってこれら固形粉末の分散性、充填性等が低下す
る。そしてこの傾向はこれら固形粉末を微粒子化するほ
ど顕著で、平均粒子径が０．５μｍ以下の微粒子になる
と、これら固形粉末の分散性、充填性さらに配向性等に
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、塗布層中に含有させる磁性粉末
および研屏剤、潤滑剤等の全固形粉末の平均粒子径を０
．５μｍ以下とし、かつこれら固形粉末全体の粒子表面
の水酸基の濃度を６．ＯＸ　Ｉ　Ｑ　１９〜１．２Ｘ　
１０２１個／ｇの範囲内にすることによって、微細な固
形粉末の分散性、充填性および配向性を充分に向上させ
、磁気記録媒体の電磁気的特性および耐久性を充分に向
上させたものである。

この発明において使用される磁性粉末、研あ剤、潤滑剤
などの固形粉末は、固形粉末全体の平均粒子径が０．５
μｍ以下で、かつ固形粉末全体の粒子表面の水酸基の濃
度が６．Ｏｘ　１０１９〜１．２　Ｘ　１０２１ｆ［Ｉ
／ｇの範囲内にあるものであることが好ましく、固形粉
末全体の平均粒子径が０．５μｍより大きいものでは、
これらを例えば磁性層中に含有するような磁気記録媒体
においてはノイズを充分に小さくしたりすることができ
ず、また表面平滑性を充分に平滑にすることができない
。また、固形粉末全体の粒子表面の水酸基の濃度が６．
０Ｘ１０１９１１１ｉ１／　ｇより低すぎると、結合剤
樹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１．２ｘ　１０２１ｉ１ｉ１／　ｇより高すぎる
と、多すぎる水酸基が磁性粉末、研暦剤、潤滑剤などの
固形粉末の分散性、充填性および配向性に好ましくない
作用を及ぼし、いずれの場合も所期の効果を充分に発揮
することができない。従って、塗布層中に含有させる固
形粉末は、全固形粉末の平均粒子径が０．５μｍ以下で
、かつ固形粉末全体の粒子表面の水酸基の濃度が（、Ｑ
×Ｉ　Ｑ　１９〜１．２Ｘ　１０２１　ｆ固／ｇの範囲
内にあるものであることが好ましく、全固形粉末の平均
粒子径はさらに０．４μｍ以下とし、０．３μｍ以下に
するのがより好ましい。また、固形粉末全体の粒子表面
の水酸基の濃度はさらに７．５ｘ　ｌ　０１９〜１．０
　Ｘ　１０”？面／ｇの範囲内とし、７．５ｘ　１０”
　〜５．Ｏｘ　１０”ｔ［Ｈ／ｇ）範囲内にするのがよ
り好ましい。このように塗布層中に含有させる磁性粉末
、研潜剤、潤滑剤などの全固形粉末の平均粒子径を０．
５μｍ以下とし、これらの固形粉末の全体の粒子表面の
水酸基濃度を６．０×１０１９〜１．２Ｘ　１０２１（
固／ｇの範囲内にすると、過度な水酸基が存在する場合
のように、かえって分散性、充填性および配向性が劣化
されるということもなく、これら固形粉末粒子表面の適
度な濃度の水酸基が結合剤樹脂中の官能基と強固に結合
して、これらの固形粉末の分散性、充填性および配向性
が充分に向上され、電磁気的特性および耐久性に優れた
磁気記録媒体が得られる。

このような平均粒子径が０．５μｍ以下の粒子の表面の
水酸基の濃度は、親水性化合物または疎水性化合物など
を被着することによって、６．０Ｘ１０１９〜１．２Ｘ
　１０２’　＋固／ｇの範囲内とされる。

このように、これら固形粉末全体の粒子表面の水酸基の
濃度を調整するため、被着する親水性化合物としては、
たとえば、酸化アルミニウム、酸化ニッケル、酸化コバ
ルト、酸化クロム、酸化亜鉛、酸化チタンなどが挙げら
れる。これらの化合物の被着は、硫酸アルミニウム、硫
酸コバルト、硝酸ニッケル、塩化クロム、塩化亜鉛、塩
化チクンなどの水溶液中に固形粉末を分散させた後、ア
ルカリを添加して水酸化物沈澱として粒子表面に被着さ
せたり、アルカリ溶液を中和して固形分を粒子表面に被
着させ、次いで、１００〜１０００℃の温度で加熱する
などして行われる。

また、疎水性化合物としては、たとえば、酸化ケイ素、
炭化水素、界面活性剤などが挙げられ、これらの被着は
、たとえば、水ガラスなどのケイ素化合物をアルカリ水
溶液に溶解し、この溶液中に固形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粒子表面
に被着し、次いで、１００〜１０００℃の温度で加熱し
疎水性化処理するなどして行われる。また、固形粉末の
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７処理を行って疎水性化することも可能であるが、無
機物による処理の方がより好ましい。

上記の親水性化合物または疎水性化合物の被着は、被着
する固形粉末の粒子表面の水酸基濃度に応じて、いずれ
か−方あるいは両者を同時に被着してもよい。固形粉末
全体の粒子表面の水酸基の濃度は、これらの化合物の被
着量などによって調整され、親水性化合物が被着される
と固形粉末全体の粒子表面の水酸基の濃度が高くなり、
疎水性化合物が被着されると固形粉末全体のＦ、、′ｌ
ｌ裏表面水酸基の濃度が低くなる。

このようにして、全体の粒子表面の水酸基の濃度を６．
０Ｘ　１０１９〜２．ｌＸ１０２１１固／ｇの範囲内と
した平均粒子径が０．５μｍ以下の固形粉末は、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、磁性粉末としては、Ｆｅ、ＦＣを主体として各種
金属を添加した全屈磁性粉末、ＣＯ％　Ｎ　ｉなどの全
屈磁性粉末、あるいはこれらの合金磁性粉末、ｒ−Ｆｅ
２０３粉末、Ｆｅ３Ｏ４粉末、ｒ−Ｆｅ２０３とｆ？ｅ
３０４の中間酸化鉄粉末、ＣＯ含有ｒ−Ｆｅ２０３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。

また、研磨剤、潤滑剤さらに帯電防止剤等のその他の固
形粉末としては、たとえば、α−Ｆｅ２０３粉末、Ｃｒ
２Ｏ３粉末、Ａｌ２Ｏ３粉末、Ｂａ５Ｏ４粉末、ＣａＣ
Ｏ３粉末、Ｍ　ｇ　Ｏ粉末、ＢａｃＯ３粉末、ＺｎＯ粉
末、Ｃｕ２Ｏ粉末、ＣｕＯ粉末、Ｓｉ３Ｎ＋粉末、Ｓｉ
Ｃ粉宋、Ｔ　ｉ　０２粉末、Ｍ　ＯＳ　２粉末、グラフ
ァイトおよびカーボンブランク等の炭素質粉末などが好
適なものとして挙げられる。

この発明の磁気記録媒体を製造するには常法に準じて行
えばよく、例えば、前記の全固形粉末の平均粒子径が０
．５μｍ以下で、かつ固形粉末全体の粒子表面の水酸基
の濃度が６．ＯＸ　１０１ｇ〜１．２×ｌ　Ｑ　２１個
／ｇの範囲内にある磁性粉末、研磨剤、潤滑剤などの固
形粉末を、結合剤樹脂、有機溶剤等とともに混合分散し
て磁性塗料または下塗層用塗料あるいはバックコート層
用塗料を凋製し、これをポリエステルフィルムなどの基
体上に、ロールコータ−など任意の塗布手段によって塗
布し、乾燥すればよい。

ここに用いる結合剤樹脂としては、塩化ビニル−酢酸ビ
ニル系共重合体、ポリビニルブチラール樹脂、繊維素系
樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、イソ
シアネート化合物など従来汎用されている結合剤樹脂が
広く用いられる。

また、有機溶剤としては、トルエン、メチルイソブチル
ケトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、テト
ラヒドロフラン、酢酸エチルなど従来から汎用されてい
る有機溶剤が、単独または二種以上混合して使用される
。

なお、磁性塗料または下学雇用塗料あるいはバックコー
ト層用塗料中には、通常使用されている各種添加剤、た
とえば、分散剤、潤Ｗｌ剤などを任意に添加使用しても
よい。

〔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ｌ容
液２１中に分散し、これに０．５モル／ｐの硫酸アルミ
ニウム２５ｍ１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ト粉末２０ｇを１１のＩＮ−ＮａＱ
ｌ（水溶液中に分散し、１モル／！！のオルトケイ酸ソ
ーダ４０ｍｆｆを加えて攪拌した。充分に攪拌した後、
この懸濁液に炭酸ガスを吹き込み、ｐＨ１０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タイト粉末を、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１６２０
エルステツド、飽和磁化量が１２１　ｅｍｕ／ｇ、　Ｂ
ＥＴ法による比表面積は６２＋ｖ？／ｇであった。また
、アルミナの被着量は、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は、
Ｓｉ／Ｆｅの原子換算重量比で２．５重量％であった。

さらに粒子表面の水酸基濃度は４．５ｔ［ｌｉＩ／　ｎ
　ｍ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、 金泥鉄磁性粉末　　　　　　　　１００重債部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） バンデフクスＴ−５２０１（大　　６　〃ロ本インキ化
学工業社語、ポ リウレタン） ミリスチン酸　　　　　　　　　　　５　〃カーボンブ
ラック（平均粒子径　　１　〃０．０３μｍ、水酸基濃
度ｏ、ｉ個 ／　ｎ　ｍ以下） メチルイソブチルケトン　　　　　８５〃トルエン　　
　　　　　　　　　８５〃の組成からなる組成物を３１
容量のスチール製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４Ｑｉｉ部とコロ
ネートＬ（ロ本ポリウレタン工業社製、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１２μｍのポリエ
ステルフィルム上に、乾Ｂｆ＆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、１／２
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、板伏比（長径／短径）３／１、
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、ｌＮＮａ０　Ｈ水溶液２１中に懸
濁させよく分散させた。次いで、これに１モル／β溶ン
夜のオルトケイ酸ソーダ２８０ｍｆｆを加えてよく攪拌
しながら炭酸ガスを通気し、溶液のｐＨを９以下にした
。これを水洗、乾燥後、７００℃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粉末は、保磁力
が７５０エルステ・７ド、飽和磁化量が５２　ｅｍｕ／
　ｇ　、　Ｂ　ＥＴ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
ライトの原子換算重量比で２．９重量％であった。さら
に粒子表面の水酸基濃度は６．８個／　ｎ　ｒｄ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１５９０エルステツド、飽和磁化量がｌ　２０　
ｅｍｕ／　ｇ、’　Ｂ　ＥＴ法による比表面積が６３ｔ
＋？／ｇで、アルミナの被着量がＡｌ／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０．５重量％、粒子表面の
水酸基濃度が１２．２（固／　ｎ　ｍの金属鉄磁性粉末
を得、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
粉末粒子表面への被着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５４　ｅｍｕ／ｇ、ＢＥＴ法による比表面積が
６１ｍ／ｇで、粒子表面の水酸基濃度が１３．５ｆ固／
　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、平均長径
０．５７μｍ、軸比１５／１のゲータイト粉末を用いた
以外は、実施例１と同様にして保磁力が１１００エルス
テツド、飽和磁化量が１３５ｅｍｕ／ｇ、ＢＥＴ法によ
る比表面積が３５ｍ／ｇで、アルミナの被着量がＡ　１
　／　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３　ｉ　／　Ｆ　ｅの原子換算重
量比で０．７重量％、粒子表面の水酸基濃度が７．５（
円／　ｎ　ｍ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．Ｏ５μｍ、板状比（長
径／短径）３／ｌ、保磁カフ５０エルステツド、飽和磁
化ｆｆ１５５　ｅｍｕ／　ｇ、　Ｂ　ＥＴ法による比表
面［６１ｍ／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、保磁力が３８０エル
ステツド、飽和磁化ｍ　５６　ｅｍｕ／　ｇ、ＢＥＴ法
による比表面積が２８　ｒｒｒ　／　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
３９０エルステンド、飽和磁化量が５５　ｅｍｕ／　ｇ
、　Ｂ　ＥＴ法による比表面積が２７ｍ／ｇで、疎水性
化されたシリカの被、ＩＦｆｆｉがＳｉ／バリウムフェ
ライトの原子換算重量比で１重量％、粒子表面の水酸基
濃度が８．５（固／　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、磁性層の表面平滑性、
全固形粉末の平均粒子径および固形粉末全体の粒子表面
の水酸基の濃度を調べた。

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℃の恒温室中で静止画像
百住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。さらに全固形粉末の平均粒
子径は、透過型電子顕微鏡により観察された１０００固
の粒子の寸法を測定し、その平均値から求めた。また固
形粉末全体の粒子表面の水酸基の濃度は微量電器天秤を
用いて２０℃におけろ水吸着等点線を測定し、ＢＥＴ式
により物理吸着水分量を測定して求めた。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１
４られた磁気テープは、いずれも比較例工ないし４で得
られた磁気テープに比して、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気記録媒体は、磁性層
中に含まれる固形粉末の分肢性、充填性および配向性が
向上され、電磁気的特性および耐久性が一段と向上され
ていることがわかる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、基体上に固形粉末と固形粉末を分散結着する結合剤
   成分とを含む塗布層を設けた磁気記録媒体において、塗
   布層中に含まれる全固形粉末の平均粒子径が０．５μｍ
   以下で、かつ固形粉末全体の粒子表面の水酸基の濃度が
   ６．０×１０＾１＾９〜１．２×１０＾２＾１個／ｇの
   範囲内にあることを特徴とする磁気記録媒体