JPH031503A - 磁性紛末とこれ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、磁気記録素子として有用な磁性粉末と、こ
の磁性粉末を用いた磁気テープや磁気ディスクなどの磁
気記録媒体に関する。

〔従来の技術〕

磁気記録媒体の記録素子のひとつとして、保磁力や飽和
磁化の高い金属鉄粉末が知られている。

この磁性粉末はこれを分散結着するバインダとともに非
磁性支持体上に塗着することによって磁性層を構成させ
、磁気テープや磁気ディスクなどの磁気記録媒体とされ
る。

従来より、この種の磁気記録媒体の耐久性を改良するた
めに、磁性粉末を分散結着するバインダとして分子内に
リン酸基、カルボン酸基などの酸性の官能基を有するも
のを用いる一方、磁性粉末の表面にアルカリ金属化合物
の被膜を形成しておき、これと上記官能基との相互作用
によってバインダに対する磁性粉末の結着力を強め、磁
性層の機械的強度を高めることがよく行われている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに、上記従来の改良手段によると、金属鉄粉末の
表面に被膜状に設けられるアルカリ金属化合物の水分吸
収作用により、粉末表面が高湿度状態となって腐食しや
すくなるためか、金属鉄粉末の飽和磁化が大きく低下し
、電磁変換特性やさらに耐久性の面で問題があった。

この発明は、上述の事情に照らし、高湿度状態において
も飽和磁化の経口的な低下が抑えられた金属鉄系磁性粉
末を提供するとともに、これを用いて耐久性および電磁
変換特性にすぐれた磁気記録媒体を得ることを目的とし
ている。

〔課題を解決するための手段〕

この発明者らは、上記の目的を達成するために鋭意検討
した結果、金属鉄粉末の表面にあらかじめ特定の下地処
理を施したのちにアルカリ金属化合物の被膜を形成する
ようにすると、飽和磁化の経口的安定性にすぐれた磁性
粉末が得られ、この磁性粉末と分子内に酸性の官能基を
有するバインダとを用いて磁性層を形成した磁気記録媒
体によると、耐久性および電磁変換特性の両面ですぐれ
た性能を発揮させうるものであることを知り、この発明
をなすに至った。

すなわち、この発明の第１は、金属鉄粉末の表面にケイ
素化合物からなる下地被膜を介してアルカリ金属化合物
の被膜が形成されてなる磁性粉末に係るものである。

また、この発明の第２は、非磁性支持体上に上記第１の
発明に係る特定の磁性粉末と酸性の官能基を有するバイ
ンダとを含む磁性層が設けられてなる磁気記録媒体に係
るものである。

〔発明の構成・作用〕

この発明の磁性粉末において、その表面に所要の被膜を
形成するべき金属鉄粉末としては、平均粒子径が通常０
．１〜１μｍ、平均軸比（平均長軸径／平均短軸径）が
通常５〜１５程度の針状の磁性粉末が好ましく用いられ
る。この金属鉄粉末は、金属鉄のみからなるもののほか
、金属鉄と少量のコバルト、ニッケルなどの他の金属と
の合金であってもよい。保磁力は一般に５００〜２．０
００エルステツド、飽和磁化は５０〜２００　ｅ　ｍ　
ｕ　／　ｇ程度である。

この発明においては、このような金属鉄粉末の表面にま
ずケイ素化合物からなる下地被膜を形成する。この下地
被膜の形成は、たとえば金属鉄粉末をエタノールなどの
液中に分散させ、これにテトラアルコキシシランなどの
有機ケイ素化合物を加えたのち、この化合物を加水分解
して、上記粉末の表面にケイ素の水酸化物の被膜を形成
するなどの方法により、行うことができる。

なお、このようなケイ素化合物の被膜を磁性粉末の表面
に形成して、この粉末のバインダ中での分散性などを高
めることは、既に公知の技術である。しかし、この発明
のように、アルカリ金属化合物の被膜を形成するにあた
って、その下地処理としてケイ素化合物の被膜を形成し
、これにより金属鉄粉末の経日的な飽和磁化の劣化を防
ぎ、これを記録素子とした磁気記録媒体の耐久性と電磁
変換特性とを共に高度に満足させることについては全く
知られていなかったことである。

ケイ素化合物からなる下地被膜の量としては、一般に金
属鉄粉末に対しケイ素基準で０．０５〜１０重量％、特
に好適には０．１〜５重量％となるようにするのがよい
。この量が過少では所期の効果が得られず、また過多と
なると飽和磁化などの磁気特性の低下がみられ、好まし
くない。

この発明においては、このようなケイ素化合物からなる
下地被膜を形成したのち、さらにこの上にアルカリ金属
化合物の被膜を形成して、磁気記録素子としての磁性粉
末を得る。ここで、アルカリ金属化合物の被膜の形成は
、たとえば上記の下地被膜を有する金属鉄粉末をエタノ
ールなどの液中に分散させ、これにＬｉ、Ｎａ、になど
のアルカリ金属のアルコラードなどの化合物を加えたの
ち、この化合物を加水分解して、上記粉末の表面にアル
カリ金属の水酸化物の被膜を形成するなどの方法により
、行うことができる。

このアルカリ金属化合物の被膜の量としては、一般に金
属鉄粉末に対しアルカリ金属基準でｏ、０１〜５重量％
、特に好適には０．０５〜１重量％となるようにするの
がよい。この量が過少では耐久性などの改善効果が得ら
れず、また過多となると飽和磁化などの磁気特性の低下
がみられ、好ましくない。

この発明の磁気記録媒体は、このような磁性粉末と酸性
の官能基を有するバインダとを含む磁性層がポリエステ
ルフィルムなどの非磁性支持体の上に設けられてなるも
のであり、常法に準じて製造することができる。たとえ
ば、上記の磁性粉末と上記のバインダと必要に応じて配
合される各種の添加剤とを有機溶媒中に添加混合して磁
性塗料を調製し、この塗料を非磁性支持体上に塗布、乾
燥して所要厚さの磁性層を形成したのち、カレンダー加
工などの適当な後処理を施し、所要の磁気記録媒体の形
状とすればよい。

上記のバインダとしては、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系樹脂、繊維素系樹脂、
ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、架橋剤とし
てのポリイソシアネート化合物、放射線硬化型樹脂など
、従来より磁気記録媒体の磁性層用のバインダとして知
られるものをいずれも単独でまたは二種以上を混合して
使用できる。ただし、これらバインダの一部または全部
は、゛リン酸基、カルボン酸基、スルホン酸基などの酸
性の官能基を分子内に存するものであることが必要であ
る。

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、イ
ソプロピルアルコールなどのアルコール系溶剤、ジメチ
ルホルムアミドなどの酸アミド系溶剤、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、使用するバイ
ンダを溶解するのに適した溶剤が特に制限されることな
く単独でまたは二種以上を混合して使用できる。

また、必要に応じて配合される添加剤としては、分散剤
、潤滑剤、研摩剤、帯電防止剤、充填剤などが挙げられ
る。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明においては、金属鉄粉末の表面
にケイ素化合物の被膜を介してアルカリ金属化合物の被
膜を形成したことにより、飽和磁化の経口的安定性にす
ぐれた磁性粉末が得られ、この磁性粉末と酸性の官能基
を有するバインダとを含む磁性層を非磁性支持体上に設
けることにより、耐久性および電磁変換特性に共にすぐ
れた磁気記録媒体を得ることができる。

〔実施例〕

つぎに、この発明を実施例に基づいて具体的に説明する
。

実施例１ 平均粒子径０．２μｍ、平均軸比１０の針状の金属鉄粉
末１００ｇを、２βのエタノール中に分散させ、これに
７．５ｇのＳ　ｉ　　（ＯＣｚ　Ｈｓ　）　ａを加え、
撹拌しながら６０℃まで昇温後、７．８ｇの水を徐々に
滴下してＳｔ　　（ＯＣｚ　Ｈ５）４を加水分解し、金
属鉄粉末の表面にケイ素の水酸化物の被膜を形成した。

ついで、このようにして下地被膜を形成した金属鉄粉末
を含有するエタノール中に、さらに３００ｇのＬ　ｉ　
ＯＣ２Ｈ３の５重量％エタノール溶液を加え、６０℃を
保ったまま６３ｇの水を徐々に滴下してＬ　ｉ　ＯＣｔ
　Ｈｓを加水分解し、リチウムの水酸化物の被膜を形成
した。この被膜形成後、８０℃で乾燥して、磁性粉末を
得た。

つぎに、この磁性粉末１００重量部、リン酸基を含む塩
化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコル共重合体１０．
５重量部、ミリスチン酸４重量部、トルエン１）０重量
部、メチルエチルケトン１００重量部の組成からなる磁
性塗料を常法により調製した。この塗料を厚さ１０μｍ
のポリエステルフィルム上に乾燥後の厚さが３μｍとな
るように塗布し、配向強度３．０００ガウスで配向処理
し、乾燥して、磁気テープを作製した。

実施例２ 実施例１の磁性粉末の製法におけるＬｉ０ＣｚＨ３の５
重量％エタノール溶液に代えて、１２０ｇのＮａ　ＯＣ
２）（ｓの５重量％エタノール溶液を用いるとともに、
これを加水分解させるための水の量を１９ｇに変更した
以外は、実施例１と同様にして、ケイ素の水酸化物の被
膜上にナトリウムの水酸化物の被膜を有する磁性粉末を
得た。っぎに、この磁性粉末を用いて実施例１と同様に
して、磁気テープを作製した。

実施例３ 実施例１の磁性粉末の製法におけるＬｉ０Ｃ２Ｈ３の５
重量％エタノール溶液に代えて、８６ｇのＫＯＣ，Ｈ５
の５重量％エタノール溶液を用いるとともに、これを加
水分解させるための水の量を１２ｇに変更した以外は、
実施例１と同様にして、ケイ素の水酸化物の被膜上にカ
リウムの水酸化物の被膜を有する磁性粉末を得た。つぎ
に、この磁性粉末を用いて実施例１と同様にして、磁気
テープを作製した。

実施例４ 実施例１の磁性粉末の製法におけるＬｉ０ＣｚＨ１の５
重量％エタノール溶液に代えて、１５０ｇのｌ、１０ｃ
２Ｈｓの５重量％エタノール溶液と６０ｇのＮ　ａ　Ｏ
Ｃｚ　Ｈｓの５重量％エタノール溶液との混合液を用い
るとともに、これを加水分解させるための水の量を４１
ｇに変更した以外は、実施例１と同様にして、ケイ素の
水酸化物の被膜上にリチウムとナトリウムとの混合アル
カリの水酸化物の被膜を有する磁性粉末を得た。つぎに
、この磁性粉末を用いて実施例１と同様にして、磁気テ
ープを作製した。

参考例１ 未処理の金属鉄粉末をそのまま記録素子としての磁性粉
末とし、この粉末を用いて実施例１と同様にして、磁気
テープを作製した。

参考例２ 金属鉄粉末の表面にケイ素の水酸化物の被膜を形成した
だけで、この上にリチウムの水酸化物の被膜を形成しな
かった以外は、実施例１と同様にして磁性粉末を得、こ
の粉末を用いて実施例１と同様にして、磁気テープを作
製した。

比較例１〜４ 下地被膜としてのケイ素の水酸化物の被膜を形成せず、
金属鉄粉末の表面に直接アルカリ金属の水酸化物の被膜
を形成した以外は、それぞれ実施例１〜４と同様にして
、４種の磁性粉末を得、これらの磁性粉末を用いて実施
例１と同様にして、４種の磁気テープを作製した。

以上の実施例、参考例および比較例の各磁性粉末につき
、磁気特性として保磁力〔Ｈｃ〕、飽和磁化〔δＳ〕を
測定し、また耐食性試験として６０℃、９０％ＲＨで１
週間放置したときの飽和磁化を調べ、初期の飽和磁化に
対する劣化率を求めた。また、上記の実施例、参考例お
よび比較例の各磁気テープにつき、耐久性試験として低
温（−５℃）でのスチル特性、電磁変換特性としてＲＦ
比出力調べた。これらの試験結果をまとめて、つぎの第
１表に示す。

なお、上記のスチル特性は、市販ＶＴＲを用い、温度−
５℃の環境下でスチールモールドにおいて出力が初期出
力の２／３に低下するまでの時間（分）を測定した。ま
た、ＲＦ比出力、５　Ｍ　Ｈｚの信号を一定レベルで記
録することにより測定し、この測定結果を参考例１の磁
気テープを基準（ＯｄＢ）とした相対値にて示した。

第１表 上表の結果から、この発明の磁性粉末（実施例１〜４）
は、飽和磁化の経口的安定性にすぐれており、この粉末
と酸性の官能基を有するバインダとを含む磁性層を非磁
性支持体上に設けてなるこの発明の磁気テープ（実施例
１〜４）は、耐久性および電磁変換特性に共にすぐれて
いる。

これに対し、金属鉄粉末の表面に直接アルカリ金属の水
酸化物の被膜を形成した磁性粉末（比較例１〜４）は、
飽和磁化の経口的安定性に劣っており、これを用いた磁
気テープは電磁変換特性に劣り、また耐久性の改善効果
も不充分である。また、金属鉄粉末の表面にケイ素の水
酸化物の被膜のみを形成した参考例２の磁性粉末を記録
素子として用いた磁気テープでは、主に耐久性の改善効
果に乏しいものであることがわかる。

特許出願人　　日立マクセル株式会社

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属鉄粉末の表面にケイ素化合物からなる下地被
   膜を介してアルカリ金属化合物の被膜が形成されてなる
   磁性粉末。
2. （２）ケイ素化合物からなる下地被膜の量が金属鉄粉末
   に対しケイ素基準で０．０５〜１０重量％、アルカリ金
   属化合物の被膜の量が金属鉄粉末に対しアルカリ金属基
   準で０．０１〜５重量％である請求項（１）に記載の磁
   性粉末。
3. （３）非磁性支持体上に請求項（１）または（２）に記
   載の磁性粉末と酸性の官能基を有するバインダとを含む
   磁性層が設けられてなる磁気記録媒体。