JPH01239817A - 強磁性金属粉末およびその製造方法ならびにこの強磁性金属粉末を用いた磁気記録媒体 - 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〕 この発明は高密度記録に適した強磁性金属粉末とその製
造方法、並びにこの強磁性金属粉末を（仕置記録素子と
して用いた磁気記録媒体に関し、さらに詳しくは、（〃
気持性および耐久性に優れた強磁性金属粉末とその製造
方法、並びにこの強磁性金属粉末を用いて得られる磁気
特性、電磁変換特性および耐久性に優れた磁気記録媒体
に関する。

（従来の技マネテ〕 従来から高密度記録に適した磁気記録媒体に用いられる
強磁性金属粉末は、たとえば、強磁性金属鉄粉末の場合
、オキシ水酸化鉄または酸化鉄を加熱還元して製造する
際、粒子相互間で焼結が生したりして粒子の均一性や形
状が損なわれやすく、充分に磁気特性および耐久性に優
れたものが得られにくい。

このため、オキシ水酸化鉄粒子または酸化鉄粒子相互間
の焼結を防止する方法として、ケイ素化合物やアルミニ
ウム化合物をこれらの粒子表面に被着した後、加熱還元
して強磁性金属粉末を製造することが行われている。（
特公昭５６−２８６９７号、特公昭６０−１７８０２号
、特公昭５９−１９１６８号） ［発明が解決しようとする課Ｍｉ］ ところが、ケイ素化合物やアルミニウム化合物を用いて
オキシ水酸化鉄粒子または酸化鉄粒子の表面を処理する
方法では、オキシ水酸化鉄粒子または酸化鉄粒子が充分
に分散されず、粒子表面がケイ素化合物やアルミニウム
化合物でもって均一に被覆されないため、これら粒子相
互間の焼結が未だ充分に防止されず、強磁性金属粉末の
（〃気持性および耐久性が充分に改善されない。また、
その結果、これを用いて得られる磁気記録媒体も磁気特
性、電磁変換特性および耐久性が充分に向上されない。

（課題を解決するための手段〕 この発明はかかる現状に鑑み、種々検討を行った結果な
されたもので、鉄を主体とするオキシ水酸化物粒子また
は酸化物粒子の表面を、アルミニウム化合物とケイ素化
合物とリン化合物で処理することによって、鉄を主体と
するオキシ水酸化物粒子または酸化物粒子を良好に一次
分散化すると同時に、その表面にアルミニウム化合物と
ケイ素化合物とリン化合物とを均一に被着させ、これを
還元性ガス雰囲気下で加熱還元して得られる強磁性金属
粉末の磁気特性および耐久性を充分に向上させたもので
ある。また、この強磁性金属粉末を使用して得られる磁
気記録媒体の磁気特性、電磁変換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、鉄を主体とし、アルミニウムとケイ
素とリンとを含存させた強（ｄ性金属粉末は、鉄を主体
とするオキシ水酸化物粒子または酸化物粒子の表面を、
アルミニウム化合物とケイ素化合物とリン化合物で処理
し、アルミニウム化合物とケイ素化合物とリン化合物と
を均一に被着した後、還元性ガス雰囲気下で加熱還元す
ることによって得られ、アルミニウム化合物とケイ素化
合物以外に、リン化合物でもってオキシ水酸化物粒子ま
たは酸化物粒子の表面を処理しているため、これら粒子
間の凝集が効果的に防止され、良好に一次分散化されて
、アルミニウム化合物とケイ素化合物とリン化合物が均
一に被着される。その結果、加熱還元時の焼結が良好に
防止されて、均一性および形状性が良好な強磁性金属粉
末が得られる。従って、強磁性金属粉末の磁気特性およ
び耐久性が充分に向上され、これを用いて得られる磁気
記録媒体は、磁気特性、電磁変換特性および耐久性が充
分に向上される。

ここで、鉄を主体とするオキシ水酸化物粒子または酸化
物粒子の表面を、アルミニウム化合物とケイ素化合物と
リン化合物で処理する方法としては、特に限定されるも
のではないが、まず、鉄を主体とするオキシ水酸化物粒
子または酸化物粒子の表面をリン化合物を含む溶液に浸
漬して処理し、次いで、この処理液中にアルミニウム化
合物およびケイ素化合物を加えて処理すると、リン化合
物の被着によって鉄を主体とするオキシ水酸化物粒子ま
たは酸化物粒子間の凝集が効果的に防止され、−次分散
化されて、この後に被着されるアルミニラム化合物とケ
イ素化合物とが均一に被着されるため、まずリン化合物
で処理した後、アルミニウム化合物およびケイ素化合物
で処理するのが好ましい。また、アルミニウム化合物で
の処理とケイ素化合物での処理は、同時でなくそれぞれ
別個に行ってもよく、この場合いずれが先であってもよ
いが、ケイ素化合物が鉄を主体とするオキシ水酸化物粒
子または酸化物粒子に対する接着性に優れるとともに、
アルミニウム化合物とも良好に結着し、さらにアルミニ
ウム化合物は比較的硬くて強固な被膜を粒子表面に良好
に形成するため、まずケイ素化合物を被着し、次いでア
ルミニウム化合物を被着するのが好ましい。また、これ
らのリン化合物とケイ素化合物とアルミニウム化合物と
は、鉄を主体とするオキシ水酸化物粒子または酸化物粒
子の表面を被覆するように被着させ、被覆後の還元によ
って、強磁性金属粉末の表面に多く存在するように含有
させるのが好ましい。

このように、鉄を主体とするオキシ水酸化物粒子または
酸化物粒子の表面を、リン化合物とアルミニウム化合物
とケイ素化合物とで処理すると、リン化合物の被着によ
って鉄を主体とするオキシ水酸化物粒子または酸化物粒
子間の凝集が効果的に防止され、良好に一次分散化され
るとともに、アルミニウム化合物とケイ素化合物とが均
一に被着され、加熱還元時の焼結が良好に防止されて、
均一性および形状性が良好で、結合剤樹脂中での分散性
に優れた強磁性金属粉末が得られる。また粒子表面に被
着されたアルミニウム化合物は硬さに優れるため、強磁
性金属粉末の表面の硬度が高くなり、耐久性が充分に向
上される。さらに、このアルミニウム化合物は、結合剤
樹脂との親和性に優れるため、強磁性金属粉末の結合剤
樹脂中における分散性が充分に向上される。

従って、このようにして得られた強磁性金属粉末を磁気
記録媒体に用いると、結合剤樹脂中における分散性が向
上され、磁気特性および電磁変換特性が充分に向上され
るとともに、この強磁性金に粉末粒子表面の硬さに優れ
たアルミニウム化合物によって優れた研磨効果が発揮さ
れ、強靭な磁性層が形成されて、磁気記録媒体の耐久性
が充分に向上される。

このような強磁性金属粉末の粒子表面に被着されるケイ
素化合物、゛アルミニウム化合物およびリン化合物は、
ケイ素、アルミニウムまたはリンの酸化物、含水酸化物
、酸化物塩であることが好ましい。また、これらの含有
量は、ケイ素化合物の場合、鉄に対して０．０５〜１５
．０重量％の範囲内とし、さらに２〜１０重量％の範囲
内にするのが好ましく、５〜７重量％の範囲内にするの
より好ましい。またアルミニウム化合物の場合、鉄に対
して０．２〜１５．０重量％の範囲内とし、さらに０．
５〜１０重量％の範囲内にするのが好ましく、１〜１０
重量％の範囲内にするのより好ましい。さらにリン化合
物の場合、鉄に対して０．０５〜５．０重量％の範囲内
とし、さらに０．２〜５重量％の範囲内にするのが好ま
しく、０．３〜３重景重量範囲内にするのより好ましい
。

なお、このようにケイ素化合物とアルミニウム化合物と
リン化合物とを被着した上に、結合剤…脂との結着力を
損なわない範囲内において、さらに有機物や有機金属化
合物などその他の化合物を被着させて強磁性金属粉末の
粒子表面の一部を改質することは何ら差し支えない。

このような鉄を主体として、ケイ素、アルミニウム、リ
ンを含む強磁性金属粉末を、磁気記録素子として使用す
る磁気記録媒体の製造は、常法に準じて行われ、たとえ
ば、この種の強磁性金属粉末を、結合剤樹脂、有機溶剤
およびその他の必要成分とともに分散混合して磁性塗料
を調製し、この磁性塗料をポリエステルフィルムなどの
基体上に、吹きつけもしくはロール塗りなど任意の手段
で塗布し、乾燥するなどの方法で行われる。

ここで、結合剤樹脂としては、ポリ塩化ビニル系樹脂、
塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体、繊維素系樹脂、ブ
チラール系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系
樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエーテル系樹脂、イソシア
ネート化合物など従来から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、シクロヘキサノン、メチルエ
チルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系溶
剤、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル系溶剤、ベ
ンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶
剤、ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド系溶剤、
テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル系溶剤
など、使用する結合剤樹脂を溶解するのに適した溶剤が
、特に制限されることなく単独または二種以上混合して
使用される。

なお、磁性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、潤滑剤、研摩剤、帯電防止剤などを
適宜に添加してもよい。

（実施例〕 次ぎに、この発明の実施例について説明する。

実施例１ 純水３Ｐ中にトリポリリン酸１ｇを加えて溶解し、この
溶液中にα−ＦｅＯＯＨ（長径０．５μｍ、針状比１５
／１）５０ｇを加えてよく分散した。次いで、この懸濁
液を撹拌機で充分にかきまぜながら、Ｎａ４　Ｓ　ｉ０
４　１３　ｇと、Ａ　ｌ　２（Ｓ　Ｏ４）、８８と、Ｎ
ａＯＨ４ｇを溶解したＮａＯＨ水溶液水溶液１０巴 加して、αーＦｅＯＯＨの粒子表面にリン化合物、ケイ
素化合物およびアルミニウム化合物からなる被膜を形成
した。

次いで、被膜を形成したαーＦｅＯＯＨを水洗、乾燥し
た後、水素気流中にて５００°Ｃで８時間還元を行った
。還元後、粉末粒子の表面層を徐々に酸化して安定化さ
せ、リン化合物、ケイ素化合物およびアルミニウム化合
物からなる被膜を有する強（〃性金属鉄粉末を得た。

このようにして得られた強磁性金属鉄粉末を使用し、 強磁性金属鉄粉末　　　　　　　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） バンデックス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　〃Ｈ３−５０
０　（旭電化社製、力　　１　〃ーボンブラック） 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３
２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４０重量部とコ
ロ２−）Ｌ（武田薬品工業社製、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、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 純水３２中にトリポリリン酸１ｇを加えて溶解し、この
溶液中にαーＦｅＯＯＨ（長径０．５μｍ、針状比１５
／１）５０ｇを加えてよく分散した。次いで、この懸濁
液を撹拌機で充分にかきまぜながら、Ｎａ．５ｉ０４　
１３ｇを溶解した水溶液１００ｍ１を、液中にＣＯ□を
通気しつつ添加して、αーＦｅＯＯＨの粒子表面にリン
化合物およびケイ素化合物からなる被膜を形成した。次
いで、被膜を形成したαーＦｅＯＯＨを水洗、乾燥した
後、これをトリポリリン酸１ｇを純水３２中に加えて溶
解した溶液中に分散し、この懸濁液を撹拌機で充分にか
きまぜながら、Ａ　ｌ　ｚ（ｓ　Ｏ４）：、　２　０ｇ
と、ＮａＯＨ１０ｇを溶解したＮａＯＨ水溶液１　０　
０ｍｌとを、液中にＣＯ□を通気しつつ添加して、リン
化合物およびケイ素化合物からなる被膜を形成したαー
ＦｅＯＯＨの粒子表面に、さらにリン化合物およびアル
ミニウム化合物からなる被膜を形成した。

このようにして被膜を形成したαーＦｅＯＯＨを実施例
１と同様にして加熱還元し、粉末粒子の表面層を徐々に
酸化安定化して、リン化合物、ケイ素化合物およびアル
ミニウム化合物からなる被膜を有する強磁性金属鉄粉末
を得、さらにこの強磁性金属鉄粉末を実施例１における
磁性塗料の組成において、実施例１で使用した強磁性金
属鉄粉末に代えて同量使用した以外は、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における強磁性金属鉄粉末の製造において、ト
リポリリン酸の添加を省いた以外は実施例１と同様にし
て、表面にアルミニウム化合物およびケイ素化合物から
なる被膜を有する強磁性金属鉄粉末を得、さらにこの強
磁性金属鉄粉末を、実施例１における磁性塗料の組成に
おいて、実施例１で使用した強磁性金属鉄粉末に代えて
同量使用した以外は、実施例１と同様にして磁気テープ
をつくった。

比較例２ 実施例２における強磁性金属鉄粉末の製造において、ト
リポリリン酸の添加を省いた以外は実施例２と同様にし
て、表面にアルミニウム化合物およびケイ素化合物から
なる被膜を有する強磁性金属鉄粉末を得、さらにこの強
も〃性金属鉄粉末を、実施例２における磁性塗料の組成
において、実施例２で使用した強磁性金属鉄粉末に代え
て同量使用した以外は、実施例２と同様にして磁気テー
プをつくった。

比較例３ 純水３１中にトリポリリン酸１ｇを加えて熔解し、この
溶液中にα−ＦｅＯＯＨ（長径０．５μｍ、針状比１５
／１）５０ｇを加えてよく分散した。次いで、この懸濁
液を撹拌機で充分にかきまぜながら、Ｎａ４Ｓ　１０４
３０　ｇを溶解した水溶液１００ｍ１を、液中にＣＯ７
を通気しつつ添加して、α−ＦｅＯＯＨの粒子表面にリ
ン化合物およびケイ素化合物からなる被膜を形成した。

このようにして被膜を形成したα−ＦｅＯＯＨを実施例
１と同様にして加熱還元し、粉末粒子の表面層を徐々に
酸化安定化して、リン化合物およびケイ素化合物からな
る被膜を有する強磁性金属鉄粉末を得、さらにこの強磁
性金属鉄粉末を実施例１における磁性塗料の組成におい
て、実施例１で使用した強磁性金属鉄粉末に代えて同量
使用した以外は、実施例１と同様にして磁気テープをつ
く　っ　た。

比較例４ 比較例３における強磁性金属鉄粉末の製造において、Ｎ
ａ４ＳｉＯ４に代えてＡ　１２（Ｓ　０４）３を同量使
用した以外は、比較例３と同様にして粒子表面にリン化
合物およびアルミニウム化合物からなる被膜を形成した
強磁性金属鉄粉末を得、さらにこの強磁性金属鉄粉末を
比較例３における磁性塗料の組成において、比較例３で
使用した強磁性金属鉄粉末に代えて同量使用した以外は
、比較例３と同様にして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強磁性金属粉末につい
て、ＡＩとＳｉとＰの含有率を調べ、保磁力、飽和磁化
量および角型を測定した。また各実施例および比較例で
得られた磁気記録媒体について、保磁力、角型、ＲＦ比
出力測定し、耐久性を調べた。ＲＦ比出力５ＭＨｚの信
号を一定レベルで記録した後、再生したときの出力を測
定し、比較例１の磁気テープを７Ｊ＊（ＯａＢ）とする
相対値で示した。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。

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、この発明で得られた強
磁性金属鉄粉末（実施例１および２）は、いずれも比較
例１ないし４で得られた強磁性金属鉄粉末に比し、保磁
力、飽和磁化量および角型が高く、またこの発明で得ら
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で得られた従来の磁気テープに比し、角型
およびＲＦ出力が高くて、耐久性がよく、このことから
この発明で得られるは強磁性金属鉄粉末は、磁気特性お
よび耐久性に優れ、その結果、この強磁性金属鉄粉末を
使用して得られる磁気記録媒体は、磁気特性、電磁変換
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
。

特許出願人　　日立マクセル株式会社

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．鉄を主体とする強磁性金属粉末において、アルミニ
   ウムとケイ素とリンとを含有させたことを特徴とする強
   磁性金属粉末。
2. ２．鉄に対して、アルミニウムを０．２〜１５．０重量
   ％、ケイ素を０．０５〜１５．０重量％、リンを０．０
   ５〜５．０重量％の範囲内で含有させた請求項１記載の
   強磁性金属粉末。
3. ３．アルミニウムとケイ素とリンとを、強磁性金属粉末
   の粒子表面により多く存在させた請求項１および２記載
   の強磁性金属粉末。
4. ４．鉄を主体とするオキシ水酸化物粒子または酸化物粒
   子の表面を、アルミニウム化合物とケイ素化合物とリン
   化合物で処理して、アルミニウム化合物とケイ素化合物
   とリン化合物とを被着させ、次いで、これを還元性ガス
   雰囲気下で加熱還元して、粒子中にアルミニウムとケイ
   素とリンとを含有させたことを特徴とする強磁性金属粉
   末の製造方法。
5. ５．鉄に対して、アルミニウムの含有量を０．２〜１５
   ．０重量％、ケイ素の含有量を０．０５〜１５．０重量
   ％、リンの含有量を０．０５〜５．０重量％の範囲内に
   した請求項４記載の強磁性金属粉末の製造方法。
6. ６．鉄を主体とし、アルミニウムとケイ素とリンとを含
   有させた強磁性金属粉末を、磁性層中に含有させたこと
   を特徴とする磁気記録媒体。
7. ７．磁性層中に含まれる強磁性金属粉末が、鉄に対して
   、アルミニウムを０．２〜１５．０重量％、ケイ素を０
   ．０５〜１５．０重量％、リンを０．０５〜５．０重量
   ％の範囲内で含有させた強磁性金属粉末である請求項６
   記載の磁気記録媒体。
8. ８．磁性層中に含まれる強磁性金属粉末が、アルミニウ
   ムとケイ素とリンとを強磁性金属粉末の粒子表面により
   多く存在させた強磁性金属粉末である請求項６および７
   記載の磁気記録媒体。