JPS6364305A - 強磁性粉末とその製法および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、磁気記録媒体用記録素子として有用な強磁
性粉末とその製法および該強磁性粉末を用いた磁気テー
プ、などの磁気記録媒体に関する。

〔従来の技術〕

−ＦＱに、オーディオテープ、ビデオテープなどのもＨ
気記１．工媒体においでは、そのノイズレベルを低減す
るために磁気記録素子として使用するγ−Ｆｅｚ０３、
Ｃｏ含有Ｔ−Ｆｅ２ｏ３などの酸化鉄系磁性粉末を微粒
子化する傾向にある。しかるに、このように磁性粉末を
微粒子化するほどこれを含む磁性層の耐摩耗性が低下し
て磁気記録媒体の耐久性が悪くなる欠点がある。

そこで、従来では、使用する磁性粉末を微粒子化する一
方、磁性層中にＡｆ２０３、Ｃｒｚ　Ｏ３、α−Ｆｅ２
０ｊなどの硬度の高い非磁性粉末からなる研摩剤を配合
して磁性層を捕強し、６１１気記録媒体の耐久性の改善
を図っている（文献不詳）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上述のような研ＩＹ剤の使用によって磁
性粉末の充填性および配向性が低下し、磁性層の表面性
が劣化するという問題がおこりやすいうえに、磁気記録
媒体の耐久性はさほど改善されないという問題があった
。

したがって、この発明は、上記問題点を解決することに
より、磁性層の耐摩耗性が高く耐久性にすぐれ、かつ出
力やＣ／Ｎ比などの電磁変換特性も良好な（ｉｌ磁気記
録媒体提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明者らは、上記目的を達成するため↓こ鋭意検討
を重ねた結果、酸化鉄系磁性粉末の粒子表面に特定の被
覆層を形成した強磁性粉末を記録素子として用いた場合
、従来のものに比較して電磁変換特性の低下をきたすこ
となく磁性層の耐摩耗性を大きく改善でき、耐久性にす
ぐれた磁気記録媒体が得られることを知り、この発明を
なすに至った。

すなわち、この発明の第１は、酸化鉄系＋５１性粉末の
粒子表面に少なくともアルミナ層を含む被覆層が形成さ
れてなる強磁性粉末に係る。またこの発明の第２は、酸
化鉄系磁性粉末の粒子表面にアルミニウム水酸化物を被
着させたのち、この粉末を減圧下で１００″Ｃ以上の温
度で加熱脱水して上記アルミニウム水酸化物をアルミナ
に転化する工程を含む表面処理手段により、上記酸化鉄
系磁性粉末の粒子表面に少なくともアルミナ層を含む被
覆層を形成する強（ａ性粉末の製法に係る。さらにこの
発明の第３は、非磁性支持体上に設けられた磁性層中に
、酸化鉄系磁性粉末の粒子表面に少なくともアルミナ層
を含む被覆層を有する強磁性粉末が含有されてなる磁気
記録媒体に係る。

〔発明の構成・作用〕

この発明の強磁性粉末は上述のように酸化鉄系磁性粉末
の粒子表面に少なくともアルミナ層を含む被覆層が形成
されたものであって、個々の粒子が上記アルミナ層によ
る硬い外殻を（Ｉｉｆえて研摩剤としての機能を有して
いることから、これを磁気記録素子として用いることに
より、記１．工再生時に磁気ヘッドと摺接するるは外層
表面において存在するすべての磁性粉末粒子が研摩剤粒
子として作用するため、磁性層の耐摩耗性が従来のもの
に比較して大幅に向上し、磁気記録媒体に極めてずぐれ
た耐久性が付与される。

この発明の強磁性粉末としては、上記被覆層がアルミナ
層単独からなるもの、ならびにアルミナ層を主体として
他の成分からなる層を含むもののいずれであってもよい
。そしてこのようなアルミナ層の被覆量としては、酸化
鉄系磁性粉末１００重量部に対してＡＩ！２０３として
０．５〜２０重量部、好適には２〜１０重量部程度とな
る範囲がよく、この被覆量が少なすぎると磁性層の耐摩
耗性改善効果が不充分となり、またこの被覆量が多すぎ
ると個々の磁性粉末および磁性層全体の非磁性成分の増
大によって磁気特性ひいては電磁変換特性が低下する。

上記後者のアルミナ層を主体として池の成分からなる層
を含む被７ｉ層としては、層構成および上記他の成分が
種々異なるものを包含するが、とくに好適なものとして
アルミナ層とこの表面に被着したシランカップリング剤
または／およびチタネートカップリング剤の処理層とか
らなる被覆層が挙げられる。すなわち、これらカップリ
ング剤による処理層は、ｆ〃性層形成用の塗料中におい
てバインダ成分の磁性粉末粒子表面−１の吸着過多を防
止するとともにこのバインダ成分および分ｔｆｋ媒であ
る有機溶媒との親和性を向上させる機能を有し、とくに
アルミナ層の存在による（■性粉末の吸液量、および親
水性の増大を阻止して分散性を改善する。

このため、上記処理層を有する強磁性粉末を用いたこの
発明の（５１気記１．工媒体は、磁性層における磁性粉
末の充填性、配向性、表面性が向上し、出力やＣ／Ｎ比
などの電Ｅｆｆ変換特性が改善されたものとなる。

上記のシランカップリング剤としては、一般に使用され
るオルガノファンクショナルシランが挙げられる。たと
えば（Ｘ（ＣＩ□）５）、５ｉ（ＯＲ１）ｎ　　（ＲＩ
　は炭素数１〜３のアルキル基、Ｘは水素原子、　Ｎ　
Ｈｚ　、Ｎ　ＨＣＨｚ　ＣＨｚ　Ｎ　ｆｌ　ｚ、１〜３
の整数、ｍは１または２、ｎは２または３）で表される
アルコキシシラン、ＣＨ□＝　ＣＩＩ　Ｓｉ　　（ＯＯ
ＣＣＨ３）　３、＜ＣＨ３）　３　Ｓ　Ｉ　ＮｌｌＳｉ
　　（ＣＨ３）３などの活性水素を有するシラン、ある
いは Ｒｚ　Ｏ（Ｒ”Ｏ）　Ｘ（ＣＨｚ）ｙ　　Ｓ　Ｉ　　　
（ＯＲ３）−（Ｒ４）３−２ （Ｒ２、Ｒ３、Ｒａはアルキル基、Ｒ′はアルキレニア
基、Ｘは１以上の整数、ｙは０〜５の整数、２は１〜３
の整数）で表、わされるシランなどがある。

また上記のチタネートカップリング剤としては既存の種
々のものを使用でき、たとえばイソプロピルトリイソス
テアロイルチタネート、イソプロピルトリドデシルベン
ゼンスルホニルチタネート、イソプロピルトリス（ジオ
クチルパイロホスフェート）チタネート、テトライソプ
ロピルビス（ジオクチルホスファイト）チタネート、テ
トラオクチルビス（ジトリデシルホスファイト）チタネ
ート、テトラ（２・２−ジアリルオキシメチル−１−ブ
チル）ビス（ジ−トリデシル）ホスファイトチタネート
、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）オキシアセテ
ートチタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート
）エチレンチタネートなどがある。

これらカップリング剤による処理層は、シランカップリ
ング剤またはチタネートカップリング剤の単独処理層の
ほか、両カップリング剤の複合処理層もしくは２重処理
層であってもよい。そしてこの処理層におけるカップリ
ング剤の被着量としては、酸化鉄系磁性粉末１００重量
部に対して０゜５〜１０重量部重量部上く、被着量が少
なずぎるとその効果が充分に発揮されず、逆に多すぎる
と磁性層の表面平滑性が却って爪なわれたり耐久性低下
の原因となる。

この発明の強６〃性粉末に使用する上記の酸化鉄系磁性
粉末としては、γ−Ｆｅｚ０３粉末、Ｆｅ３Ｏ４粉末、
前２者の中間酸化状態の酸化鉄磁性粉末、これらにコバ
ルトを含有させた酸化鉄磁性粉末などの従来公知のもの
が広く包含され、とくにコバルトを含有する酸化鉄磁性
粉末はこの発明の通用効果がより顕著である。

上記の酸化鉄系磁性粉末の粒子表面にアルミナ層を形成
する手段は、とくに限定されず種々の方法を採用可能で
あるが、中でも上記磁性粉末の粒子表面にアルミニウム
水酸化物を被着させたのら、このアルミニウム水酸化物
を加熱脱水してアルミナに転化させる方法が緻密で均一
なアルミナ層を形成できる点から好適である。

そして上記のアルミニウム水酸化物を被着させるには、
上記磁性粉末を水中に分散させた状態下で塩化アルミニ
ウム、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウムなどのアル
ミニウム塩とアルカリとを反応させればよく、これによ
って上記磁性粉末の粒子表面にアルミニウム水酸化物が
析出吸着する。

またアルミニウム水酸化物を加熱脱水してアルミナに転
化させる手段としては、上記水酸化物を被着した磁性粉
末を車に加熱してもよいが、とくに硬く緻密なアルミナ
層を得るには減圧下で１００℃以上、最適には１２０〜
１６０°Ｃの温度で加熱脱水するのがよい。なお、この
減圧条件は１０−’Ｔｏｒｒ以下の高真空とすることが
望ましい。

かくして形成したアルミナ層上にシランカップリング剤
または／およびチタネートカップリング剤の処理層を形
成するには、上記アルミナ層を有する（磁性粉末とこれ
らカップリング剤とをイソプロピルアルコール、メチル
イソブチルケトンなどの溶剤中で攪拌混合したのら、ろ
過し、６０〜１００℃程度で乾燥する方法、もしくは上
記磁性粉末とカップリング剤とをニーダ−などで温合す
る方法を採用すればよい。

以上の如き粒子表面に少なくともアルミナ層を含む被覆
層を有する強磁性粉末を用いたこの発明の１．’ｉｌ気
記録媒体を作製するには、常法に！Ｖじて行えばよく、
たとえば上記被覆１層を有する強磁性粉末とバインダを
含む磁性ｑｆ４を調製し、この塗料をポリエステルフィ
ルムなどの非磁性支持体上に塗布、乾燥して６５５性層
を形成したのち、カレンダー処理などの所定の表面処理
を施して所定の大きさに裁断すればよい。

上記バインダとしては、従来より磁気記録媒体の磁性層
用として知られるものをいずれも使用可能であり、たと
えば塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体、繊維素系樹脂
、ポリウレタン樹脂、ブチラール系樹脂、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など
がある。

また、上記磁性＠料中には、ｌｊ来公知の各種添加剤、
たとえば分１１シ剤、潤滑剤、帯電’ｒ’Ｊｊ止剤、充
填剤、研磨剤などを必要に応して適宜添加することがで
きる。

（発明の効果〕 この発明の強磁性粉末は、酸化鉄磁性わ）末の粒子表面
に少なくともアルミナ層を含む被覆層が形成されたもの
であり、個々の％４１４１性扮宋がアルミナ層による硬
い外殻を備えて研摩剤としてのけ能を有しており、しか
も従来のものに比較してバインダに対する分散性や磁性
層中での充填性、配向性、磁性層の表面性などに関し特
に遜色のない特性を備えている。

したがって、上記強磁性粉末を磁気記録素子として磁性
層中に含むこの発明の磁気記録媒体は、通常の（ｄ性粉
末を磁性層中に含む従来の（，５］気記録媒体に比較し
て、磁性層の耐摩耗性が大幅に向上して楔めて良好な耐
久性を（１１３えるとともに、出力やＣ／　Ｎ比などの
電は変換特性においても描足するものである。

また、この発明の強（４１性扮宋の製法によね７ば、」
−記アルミナ層として硬く緻富なものを形成できる利点
があるため、上記効果をより顕著に発圧しうろこの発明
の強磁性粉末を製造できる。

〔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
。なお、以下において部とあるは重量品を意味する。

実施例１ 粒子表面にコバルトフェライト層を有する針状ｒＦａ２
ｏｚ粉末（Ｂ巳′「法による比表面積５ＲＥＴ　＝　４
８．９　ｔｒｉ／　ｇ、保磁力Ｈｃ　−６５１０，、飽
和磁化σｓ　＝７４．Ｌｅｍｕ／ｇ）４，０００ｇを、
７５３ｇのＮ　ａ　ＯＩＩを？ｇ　’Ａ’ｉ　した３０
ｇのアルカリ水溶液中に分散させた。続いてこの分散液
中に、１０１の水に７５８ｇのＡ／、Ｃ１２３・６　Ｈ
□０を溶解させてなる水溶液を撹拌しつつ徐々に添加混
合し、磁性粉末の粒子表面に一？ルミニウム水酸化吻を
被着させたのち、水洗、乾燥してアルミニウム水酸化物
の被着層を有する磁性粉末を（Ｅた。つぎにこの（ｄ性
粉末を１Ｏ−２Ｔｏ　ｒ　ｒの真空中において１４０°
Ｃの温度で６時間加熱脱水して上記アルミニウム水酸化
物をアルミナに転化し、粒子表面にアルミナ層からなる
被覆層を０；ｙえた石！］性扮宋を得た。この（は性扮
末は、Ｈ，＝６５１０８．５σ、＝７２ｅｍｕ／ｇであ
った。

この磁性粉末を用いて下記の配合組成の磁性塗料を調製
し、この塗料を１２μｍ　’ｄ、のポリエステルフィル
ム上に乾燥厚みが５μｍとなるように塗布、乾燥して（
Ｓｌ性層を形成し、カレンダー処理を施したのちに所定
幅に裁断して磁気テープを作製した。

〈磁性塗料の配合組成〉 も■性粉末　　　　　　　　　　　　　１００部ウレタ
ンエラストマー　　　　　　　　１０部ｃｘ−ＦｅｚＯ
ｘ↓う）末　　　　　　　　　２，０部’Ｃ’ｚＯ＋＋
＄５）未　　　　　　　　　　　２．０部バルミチン酸
　　　　　　　　　　　　１．０部シクロヘギサノ７　
　　　　　　　　　　ｉ　５０部トルエン　　　　　　
　　　　　　　１５０部比較例１ 実施例１で原料として使用したコバルトフェライト層を
有する針状γ−ＦｅｚＯ，，粉末をそのまま用いて実施
例１と同様の配合組成の磁性塗料を調製し、実施例１と
同様にして磁気テープを作製した。

実施例２ 粒子表面にコバルトフェライト層を有する実施例１に用
いたのと同様の針状ＴＦｅｚＯ３粉末４．０００ｇを原
料として、この粉末の粒子表面に実施例１と同様にして
アルミナ層を形成した。続いて、この粒子表面にアルミ
ナ層を有する磁性粉末１，０００ｇと、イソプロピルア
ルコール１０６と、シランカップリング剤（ロ本ユニカ
社製の商品名Ｙ９３４２）５００ｇとを混合して１時間
攪拌したのち、ろ過し、６０〜１００℃の温度で乾燥す
ることにより、粒子表面にアルミナ層とその上に被着し
たシランカップリング剤の処理層とからなる被覆層を備
えたル５１性粉末を得た。この磁性■分束は、！（、＝
６５００．．６．＝’７１．５ｅｍｕ／ｇであった。

この磁性粉末を用いて下記の配合組成の磁性塗料を調製
し、この塗料を１２８部厚のポリエステルフィルム上に
乾燥厚みが５μｍ厚となるように塗布、乾燥して磁性層
を形成し、カレンダー処理を施したのちに所定幅に裁断
して（ｄステープを作製した。

〈磁性塗料の配合組成〉 磁性粉末　　　　　　　　　　　　１００部ニトロセル
ロース　　　　　　　　１２．５部ウレタンエラストマ
ー　　　　　　　　１０部三官能性低分子量イソシア　
　　　　２．５部ネート化合物（前出） ミリスチン酸　　　　　　　　　　　　　３部ステアリ
ン酸ｎ−ブチル　　　　　　　１部α　ＦｅｚＯ３２部 シクロへキサノン　　　　　　　　１５０部トルエン　
　　　　　　　　　　　１５０部実施例３ シランカップリング剤として日本ユニカ社製の商品名Ｙ
−９１８７を５００ｇ使用した以外は、実施例２と同様
にして粒子表面にアルミナ層とこの上に被着したシラン
カップリング剤の処理層とからなる被覆層を備えた磁性
粉末を得た。この磁性粉末はＨｃ＝６５２０ｅ　、σｓ
　＝７１．３　ｅｍｕ／ｇであった。つぎに、この磁性
粉末を用いて実施例２と同様にして＋ｘｌ気テープを作
製した。

実施例４ 実施例１で得た粒子表面にアルミナ層を有する磁性粉末
１００部を用いて実施例１と同様にして磁気テープを作
製するにあたり、実施例２で用いたシランカップリング
剤２．４部を実施例１の磁性像相中に追加配合するよう
にした以外は、実施例１と同様にして磁気テープを作製
した。

比較例２ 実施例２で原料として使用したコバルトフェライト層を
有する針状ｒ−ＦｅｚＯ３粉末を用いて、その粒子表面
にアルミナ層を被覆することな〈実施例２に準じてシラ
ンカップリング剤の処理層のみを形成した。得られた磁
性粉末は、Ｈｃ−６５１０ｏ、σｓ　＝　７２．Ｏｅｍ
ｕ／ｇであった。つぎに、この磁性粉末を用いて実施例
２と同様にして磁気テープを作製した。

実施例５ シランカップリング剤に代えてチタネートカップリング
剤であるイソプロピルトリス（ジオクチルパイロホスフ
ェート）チタネート（味の素社製の商品名ＫＲ−３ＢＳ
）３００ｇを使用した以外は、実施例２と同様にして粒
子表面にアルミナ層とその上に被着したチタネートカッ
プリング剤の処理層とからなる被覆層を備えたＣｎ性粉
末を得た。

この磁性粉末は、Ｈｃ−６５００゜、σ、−７１゜４部
ｍｕ／ｇであった。つぎに、このｆｉ磁性粉末用いて実
施例２と同様にしてＣ〃磁気テープ作製した。

実施例６ チタネートカップリング剤として味の素社製の商品名Ｋ
Ｒ−９３を３００ｇを使用した以外は、実施例５と同様
にして粒子表面にアルミリ″■とその上に被着したチク
ネートカップリング剤の処理層とからなる被覆層を備え
た磁性粉末を得た。このＥｆｌ性粉末はＨｃ＝６５３０
０、σ、＝７１．６ｅｍ　ｕ　／　ｇであった。つぎに
、この磁性粉末を用いて実施例５と同様にして（■ステ
ープを作製した。

実施例７ 実施例４において、使用したシランカップリング剤に代
えて実施例５で用いたチタネートカップリング剤を同量
用いた以外は、実施例４と同様にして磁気テープを作製
した。

比較例３ 実施例５で原料として使用したコバルトフェライト層を
有する針状γ−Ｆ６２０　ｙ粉末を用いて、その粒子表
面にアルミナ層を被覆することな〈実施例５に準じてチ
タネートカップリング剤の処理層のみを形成した。得ら
れた磁性わ）末は、ＩＩｃ＝６５１０、、σｓ　＝７２
．２　ｅｍｕ／ｇであった。

つぎに、この磁性粉末を用いて実施例５と同様にして磁
気テープを作製した。

実施例８ 実施例２におけるアルミナ層形成後の磁性粉末１．００
０ｇと、イソプロピルアルコールＩＯＮと、実施例２で
用いたシランカップリング剤２５０ｇと、実施例５で使
用したチタネートカップリング剤２５０ｇとを混合して
１時間攪拌したのら、ろ過し、６０〜１００°Ｃの温度
で乾燥することにより、粒子表面にアルミナ層とその上
に被着したシランカップリング剤およびチタネートカッ
プリング剤の複合処理層とからなる被覆層を備えた磁性
粉末を得た。この磁性粉末は、Ｈ，−６５１０，、σ５
＝７２．Ｏｅｍｕ／ｇであった。つぎに、この磁性粉末
を用いて実施例２と同様にして磁気テープを作製した。

以上の実施例および比較例で得られた各磁気テープにつ
いて、磁気特性として保磁力（Ｈｃ）と角型比（Ｂｒ／
Ｂｓ）および残留磁束密度（Ｂｒ３、電磁変換特性とし
てＲＦ比出力よび４　Ｍ　ｌｌｚにおけるＣ／Ｎ比、耐
久性として温度５°Ｃでのスチール特性および鋼球摩耗
性を測定したところ、下表に示す結果が得られた。なお
、Ｃ／　Ｎ比、ＲＦ比出力いずれも比較例１のテープの
値をＯｄＢとした場合の相対値（ｄ　Ｉ３）である。ま
たスチール特性はＶＨ５方式のビデオカセットを用いて
スチルモードにおいてＲＦ比出力当初の５０％以下とな
るまでの時間（分）にて示し、鋼球摩耗性は６゜２ａｍ
径のクロム鋼球を荷重１０ｇでｔシ２性層表面に４０１
■／秒の速度において２分間摺動させたときの磁性層表
面の損傷度を目視観察して下記のように評価した。

○・・・損傷が認められない △・・・少し損傷が認められる ×・・・著しい損傷が認められる 上表の結果から明らかなように、粒子表面にアルミナ層
を含む被覆層を有するこの発明の％ｉｌ性粉末を使用し
た磁気テープ（実施例１〜８）は、未処理の磁性粉末を
用いた磁気テープ（比較例１）に比しいずれもすぐれた
耐久性を備えてかつ電Ｆｋｉ変換特性も劣ってはいない
。これに対してシランカップリング剤またはナタネート
カツプリング剤の処理層のみを粒子表面に形成した磁性
粉末を用いた磁気テープ（比較例２．３）では、未処理
の磁性粉末を用いた磁気テープ（比較例１）に比較して
耐久性が若干向上するものの、この発明の磁気テープよ
りも大きく劣っていることが判る。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸化鉄系磁性粉末の粒子表面に少なくともアルミ
   ナ層を含む被覆層が形成されてなる強磁性粉末。
2. （２）被覆層がアルミナ層単独からなる特許請求の範囲
   第（１）項記載の強磁性粉末。
3. （３）被覆層がアルミナ層とこの表面に被着したシラン
   カップリング剤または／およびチタネートカップリング
   剤の処理層とからなる特許請求の範囲第（１）項記載の
   強磁性粉末。
4. （４）酸化鉄系磁性粉末の粒子表面にアルミニウム水酸
   化物を被着させたのち、この粉末を減圧下で１００℃以
   上の温度で加熱脱水して上記アルミニウム水酸化物をア
   ルミナに転化する工程を含む表面処理手段により、上記
   酸化鉄系磁性粉末の粒子表面に少なくともアルミナ層を
   含む被覆層を形成する強磁性粉末の製法。
5. （５）表面処理手段が、アルミニウム水酸化物をアルミ
   ナに転化する工程と、得られた粉末をシランカップリン
   グ剤または／およびチタネートカップリング剤で表面処
   理する工程とを含む特許請求の範囲第（４）項記載の強
   磁性粉末の製法。
6. （６）非磁性支持体上に設けられた磁性層中に、酸化鉄
   系磁性粉末の粒子表面に少なくともアルミナ層を含む被
   覆層を有する強磁性粉末が含有されてなる磁気記録媒体
   。