JPS6284426A - 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】 イ、産業上の利用分野 本発明は磁気記録媒体、例えば磁気テープ、磁気ディス
ク、磁気カード等の磁気記録媒体に関するものである。

口、従来技術 従来から磁気記録媒体の磁性層としてＴ−ｐｅ　２０３
が用いられているが、これは保磁力（Ｈｃ）が低くて記
録性能に乏しい。高Ｈｃを得るために７Ｆｅ２０３にＣ
ｏを含有させる技術がある。しかし、このＣｏ含有ｒ　
−Ｆ　１３２０３は、高Ｈｃにすればする程、経時安定
性に難があると同時に、飽和磁化（σＳ）も７５ｅｍｕ
　／　ｇ未満であって出力はそれ程太き（ない。

そこで近時、特にビデオテープ用の針状磁性粉として、
高Ｈｃ、高σＳであるメタル（例えばα−ＦｅｉのＦｅ
系）磁性粉が考えられ、実用化されている。しかしなが
ら、メタル磁性粉はそうした特長を有するものの、耐酸
化性が悪い（酸化され易い）と共にコストも高い。また
、記録／再生時のノイズレベルを下げるために、メタル
磁性粉を細かくすると、Ｈｃが所望の値より高くなりす
ぎてしまう傾向がある。

こうしたメタル磁性粉の欠点を解消するものとして、鉄
窒化物（窒化鉄）からなる磁性粉、例えばγ−Ｆ６４Ｎ
磁性粉が知られている。これは、適度なＨＣ１σＳを有
し、メタル磁性粉よりも化学的安定性に優れているが、
金属粉を窒化するためにメタル磁性粉よりもコスト高と
なってしまう。

一方、上記した各磁性粉とは異なる針状炭化鉄磁性粉、
及びこれを用いた磁気記録媒体が特開昭６０−７１５０
９号公報、同６０−１２４０２３号公報に夫々開示され
ている。この炭化鉄磁性粉は、これまでの磁性粉に代わ
るものとして期待はされるが、炭化鉄のもつ優れた性能
が充分に引き出せず、磁気記録媒体としての要求性能に
ついては未だ充分満足し得るものではない。

ハ８発明の目的 本発明の目的は、炭化鉄のもつ特長を生かしつつ磁気記
録媒体としての要求性能を充分に充足せしめてなる磁気
記録媒体を提供することにある。

二０発明の構成及びその作用効果 即ち、本発明は、炭化鉄を主成分とする磁性体が磁性層
に含有され、前記磁性体の比表面積がＢＥＴ値で３５ｎ
ｆ／ｇ以上、飽和磁化が７５〜１２５　ｅｍｕ／ｇ、直
軸の平均粒径が０．０５〜０．３μｍである磁気記録媒
体に係るものである。

本発明によれば、磁性層に用いられる磁性体が炭化鉄を
主成分としているので、炭化鉄の持つ特長、即ち高いＨ
ｃをはじめ、メタル磁性粉よりは低いがＣＯ含有酸化鉄
よりは高いσＳが得られる。

しかも、炭化鉄は、化学的に安定である−にに、硬度も
高くて研磨剤としてのα−／１２０３等の添加量を減ら
すことができ、かつオキシ水酸化鉄等から直接製造でき
るので、コストも安くなる。

本発明は、こうした炭化鉄の特長を牛かしながら、上記
した物性的、磁気的特性条件の特定により磁気記録媒体
としての実際的若しくは有用な構成を実現している。こ
れを次に説明する。

磁性体を微細にすること（比表面積を大きくすること）
はＳ／Ｎ比の向上にとって重要な因子である。しかし、
従来のメタル磁性粉を用いる場合、例えばビデオテープ
用として充分なサイズに微細化し、特にＢＥＴ値で３５
ｒｒｒ／ｇ以上の比表面積を呈するように微細化すると
、ＩＩ　ｃが高くなりすぎてしまう。これに対し、本発
明の炭化鉄では、メタル磁性粉に比べて、同じ大きさに
微細化してもＨｃを充分に低くできることが分かった。

つまり、比表面積を３５ｎｆ／ｇ以上となるように微細
化しても、Ｈｃは５００〜１６００００（望ましくは６
００〜１６０００ｅ）とすることができ、従って高出力
にして適度なＨｃの磁性粉が得られる。また、本発明で
は、磁性体のσＳを７５〜１２５　ｅｍｕ　／　ｇと特
性範囲に設定していることも重要である。σＳが７５ｅ
ｍｕ　／　ｇ未満であると、媒体の最大磁束密度（Ｂ　
ｍ）が２０００Ｇａｕｓｓ以下となって不都合であり、
またσＳが１２５　ｅｎ＋ｕ　／　ｇを越えると、金属
粉と類似の活性を持つようになって発火等が生じ易く、
安定性が悪くなる。こうした観点から、本発明では、磁
性体のσＳを７５〜１２５　ｅｍｕ　／　ｇ　（望まし
くは７５〜１１０ｅｍｕ／ｇ）と従来のものよりも低め
に設定しているのである。

本発明で使用する炭化鉄は高ＨＣ１高σＳによって高い
出力を生せしめるものであるが、磁性体の粒径は適切に
決めておく必要がある。即ち、粒径が大きいときには一
般にノイズが高くなり、また磁性層表面も荒れ易く、高
Ｂｍに見合う程の媒体出力は得難くなる傾向がある。し
かし、本発明によれば、上記したように磁性体の比表面
積を３５ｒｄ／ｇ以上と大きくすると同時に、その平均
粒径（長径）を０．０５〜０．３　μｍ（望ましくは０
．０５〜０．２５μｍ）としているので、上記の如き現
象は防止される。即ち、磁性体の長径を０．３μｍ以下
とすることによって、更に、ノイズを低下させ、高出力
を得ることができる。しかし、０．０５μｍ未満だと、
製造時の焼結の頻度が増して粒径のコントロール等が難
しく、かつ分散性も困難になる。

本発明の磁性体は、炭化鉄（特にＦｅ５Ｃ２、Ｆｅ５Ｃ
等）のみからなっていてよく、また炭化鉄と共に他の磁
性′物質（例えばγ−Ｆｅ２Ｏ３等の酸化鉄、ｒ−Ｆｅ
４Ｎ等の窒化鉄）も含有していてもよい。但し、上記し
た炭化鉄の特長を充分に発揮するには、磁性体中の炭化
鉄の含有率は７０重量％以上であるのが望ましい。

本発明の磁性体を製造するには、従来の針状オキシ水酸
化鉄又は針状酸化鉄にＣＯ又はＣＯとＮ２との混合ガス
を接触させることによって製造できる。針状オキシ水酸
化鉄としては、針状α−ＦｅＯＯＨ（ゲーサイト）又は
針状ｒ−Ｆｅ００Ｈ（レピドクロサイト）が好ましい。

針状酸化鉄としては、針状α−Ｆｅ２Ｏ２（ヘマタイト
）、針状γ−Ｆｅ２０３　（マグネタイト）又は針状Ｆ
ｅ３Ｏ４（マグネタイト）が好ましい。

なお、上記において「比表面積」とは、単位重量あたり
の表面積をいい、平均粒子径とは全く異なった物理量で
あり、例えば平均粒子径は同一であっても、比表面積が
大きなものと、比表面積が小さいものが存在する。比表
面積の測定は、例えばまず、磁性体粉末を２５０℃前後
で３０〜６０分加熱処理しなから脱気して、該粉末に吸
着されているものを除去し、その後、測定装置に導入し
て、窒素の初期圧力を０．５　ｋｇｒ　／　ｒｄに設定
し、窒素により液体窒素温度（−１９５℃）で吸着測定
を行う（一般にＢ、Ｅ、Ｔ法と称されている比表面積の
測定方法。詳しくはＪ、Ａｍｅ、Ｃｈｅｍ、Ｓｏｃ＋　
６０３０９（１９３８）を参照）。この比表面積（ＢＥ
Ｔ値）の測定装置には、温浸電池■ならびに温浸アイオ
ニクス■の共同製造による「粉流体測定装置（カンタ−
ソープ）」を使用することができる。比表面積並びにそ
の測定方法についての一般的な説明は［粉体の測定Ｊ　
　（Ｊ、Ｍ、ＤＡＬＬＡＶＡＬＬＥ、ＣＬｖＤＥＯＲＲ
ＪｒＩ７１ 共著、弁用その他訳；産業図書社刊）に詳しく述べられ
ており、また「化学便覧」　（応用編、１１７０〜１１
７１項、日本化学会編、丸み（１１昭和４１年４月３０
日発行）にも記載されている。（なお前記「化学便覧」
では、比表面積を小に表面ｆｉｉ（ｎ（／ｇｒ）と記載
しているが、本明細書における比表面積と同一のもので
ある。） 本発明による磁性体を用いた磁気記録媒体において、磁
性層のバインダー樹脂としてポリウレタンを使用できる
が、これは、ポリオールとポリイソシアネートとの反応
によって合成できる。

なお、バインダー１１脂として−に記のポリウレタンと
共に、繊維素系樹脂及び／又は塩化ヒニル系共重合体も
含有せしめれば、磁性層に適用する場合に磁性粉の分散
性が向上し、その機械的強度が増大する。但し、繊維素
系樹脂及び／又は塩化ビニル系共重合体のみでは層が硬
くなりすぎる場合があるが、これはポリウレタンの含有
によって防止できる。また、バインダー樹脂成分として
フェノキシ樹脂も使用できる。

第１図は、本発明による磁性体を用いた磁気記録媒体、
例えば磁気テープを示すものであり、支持体１上に下び
き層２（この層は必要に応じて設けられない場合もある
。）、磁性層３が積層せしめられている。そして、本発
明に基づいて、磁性層３中には、上述した炭化鉄系磁性
粉が含有せしめられている。

磁性層のバインダー樹脂としては、前記したバインダー
樹脂の他、このバインダー樹脂と熱可塑性樹脂、熱硬化
性樹脂、反応型樹脂、電子線照射硬化型樹脂との混合物
が使用されてもよい。

なお、本発明で使用するバインダー樹脂の総合計量は、
磁性粉１００重量部当たり５〜５０重量部とするのが記
録密度や強度等の面から望ましい。

更に磁気記録媒体の耐久性を向上させるために磁性層に
各種硬化剤を含有させることができ、例えばイソシアネ
ートを含有させることができる。

磁気記録媒体、例えば磁気テープは、磁性粉とバインダ
ー樹脂と各種添加剤を有機溶媒と混合分散して磁性塗料
を調整し、芳香族イソシアネート及び／又は脂肪族イソ
シアネートを添加した後にこれを支持体（例えばポリエ
ステルフィルム）」二に塗布、必要に応じて乾燥し、カ
レンダー処理、スリッティングを経て作製する。

芳香族イソシアネートと脂肪族イソシアネートを併用す
ることは、磁性塗料の物性を塗布し易いように保持し、
また、形成される磁性層の物性を向上させる上で好まし
い。

上記磁性層を形成するのに使用される塗料には必要に応
して公知の分散剤、潤滑剤、研１ａ剤等の添加剤を含有
させてもよい。

支持体は、帯電防ｌに、転写防１ヒ、走行性改良等の目
的で、磁性層を設けた側の反対の面に、第２図の如くい
わゆるバラフコ−）　（ＢａｃｋｃｏａＬ）　４が施さ
れてもよい。

支持体上へ前記磁性塗料を塗布し磁性層を形成するため
の塗布方法としては、エアードクターコート、ブレード
コート、リバースロールコ−１・等が利用でき、その他
の方法も可能である。

このような方法により支持体」−に塗布された磁外層は
必要により層中の磁性粉体を配向させる処理を施したの
ち、形成した磁性層を乾燥する。また、必要により表面
平滑化加工を施したり所望の形状に裁断したりして、磁
気記録媒体を製造する。

ホ、実施例 以下、本発明を具体的な実施例につき説明する。

以下に示す成分、割合、操作順序等は、本発明の精神か
ら逸脱しない範囲において種々変更しうる。

形状、大きさの異なる針状ゲーサイト粒子を一酸化炭素
／窒素（３０／７０）の混合ガス中で６ｈｒ、３５０℃
で熱処理し、表−１に示す各炭化鉄粒子を得た。

表　　　−１ 次に、上記の各炭化鉄磁性粉を用いて下記組成物を調整
した。

炭化鉄磁性粉（階Ｐ−１〜Ｐ−８）　　　１００重量部
塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体（ＩＪ、　Ｃ，Ｃ０社
製ＶＡＧＨ）　　　　　　　　　　　７重量部ポリウレ
タン（グツドリッチ社製ニスタン５７０１）　　　　　
　　　　　　　　　７重量部粉しシチン　　　　　　　
　　　　４重量部ラウリン酸　　　　　　　　　　　１
重量部ブチルステアレー１−　　　　　　　１重量部シ
クロへキサノン　　　　　　　　８０重量部メチルエチ
ルケトン　　　　　　　８０重量部トルエン　　　　　
　　　　　　８０重量部この組成物をボールミルで均一
に分散した後、この分散液に多官能イソシアネート（日
本ポリウレタン社製コロネートｌ、）を３．５重量部加
え、磁性塗料を作成した。この磁性塗料を厚さ１４μｍ
のポリエチレンテレフタレートフィルム」二に塗布し、
長手方向に磁場配向を施した後に乾燥、カレンダー処理
して所定膜厚の磁性層を有するフィルムを形成し、更に
これを１／２インチ幅にスリットし、上記１１ｈＰ−１
〜Ｐ−８に順次対応した磁気テープ（Ｓ−１、Ｓ−２、
Ｓ−３、Ｓ−４、Ｓ−５、Ｓ−６、Ｒ−１、Ｒ−２）を
夫々作成した。また、Ｃｏ被着（又は含有）ＴＦｅ２０
３を磁性粉として用い、他は上記と同様に処理して磁気
テープ（Ｒ−３）を作成した。

これらの磁気テープについて、ＶＳＭ　（試料振動型磁
力針）で測定した磁気特性をまとめて表−２に示す。

表　　　−２ 以上の各磁気テープについて、ＲＦ出力、Ｙ−Ｃ’／Ｎ
を夫々測定したところ、下記表−３に示す結果が得られ
た。なお、各測定法は次の通りであった。（但し、媒体
とヘッドとの相対速度は３．８ｍ　／　Ｓｅｃ　）　ａ ＲＦ出カニ ５ＭＨｚの信号を記録、再生して測定した。

Ｙ−Ｃ／Ｎ： ５ＭＨｚの出力と４．５　Ｍｌｌｚのベースノイズとの
比で示し、値が大きい程特定良好（ノイズ少ない）。

表　　　−３ この結果から、本発明に基づいて比表面積３５ホ／ｇ以
上、粒径０．０５〜０．３　、ｃａｍ　（更にはＨｃ５
００〜１６０００ｅ１σｓ　７５〜１２５　ｅｍｕ　／
　ｇ　）の炭化鉄磁性粉を用いたテープ（Ｓ−１〜１−
６）はすべて、高出力、高Ｓ／Ｎ比であることが明らか
である。

これに反し、上記の範囲を外れたテープやＣＯ被着７−
Ｆｅ２Ｏ３を用いたテープ（Ｒ−１、Ｒ−２、Ｒ−３、
Ｒ−４）はテープ性能が悪いことが分かる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の実施例による各磁気記録媒体
の一部分の断面図である。 なお、図面に示した符号に於いて、 １・・・・・・・・・支持体 ３・・・・・・・・・磁性層 である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、炭化鉄を主成分とする磁性体が磁性層に含有され、
   前記磁性体の比表面積がＢＥＴ値で３５ｍ＾２／ｇ以上
   、飽和磁化が７５〜１２５ｅｍｕ／ｇ、直軸の平均粒径
   が０．０５〜０．３μｍである磁気記録媒体。