DE69901974T2

DE69901974T2 - Nadelförmige Hämatitteilchen und magnetischer Aufzeichnungsträger

Info

Publication number: DE69901974T2
Application number: DE69901974T
Authority: DE
Inventors: Tosiharu Harada; Kazuyuki Hayashi; Keisuke Iwasaki; Hiroko Morii
Original assignee: Toda Kogyo Corp
Current assignee: Toda Kogyo Corp
Priority date: 1998-03-13
Filing date: 1999-03-12
Publication date: 2003-01-16
Anticipated expiration: 2019-03-13
Also published as: US6153296A; EP0941966A3; EP0941966B1; EP0941966A2; DE69901974D1

Description

Die Verbindung bezieht sich auf nadelförmige Hämatit-Partikel und auf ein magnetisches Aufzeichnungsmedium und insbesondere auf nadelförmige Hämatit-Partikel, die als nicht-magnetische Partikel für eine nicht-magnetische Grundierungsschicht eines magnetischen Aufzeichnungsmediums geeignet sind, das eine geringe Lichtdurchlässigkeit, eine ausgezeichnet glatte Oberfläche, eine hohe Festigkeit und eine ausgezeichnete Haltbarkeit hat und bei dem verhindert werden kann, daß sich die magnetischen Eigenschaften infolge der Korrosion magnetischer nadelförmiger Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten und die in einer magnetischen Aufzeichnungsschicht desselben dispergiert sind, verschlechtern; die Erfindung bezieht sich auch auf ein nicht-magnetisches Substrat für das magnetische Aufzeichnungsmedium, das mit einer nicht-magnetischen Grundierungsschicht ausgestattet ist, die die nadelförmigen Hämatit-Partikel enthält; und sie bezieht sich auf das magnetisches Aufzeichnungsmedium, das das nicht-magnetische Substrat und eine magnetisches Aufzeichnungsschicht, die magnetische nadelförmige Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten, enthält, umfaßt.
Mit der Entwicklung miniaturisierter, leichtgewichtiger Geräte zur magnetischen Bild- oder Tonaufzeichnung und Wiedergabe für eine Langzeitaufzeichnung wurden magnetische Aufzeichnungsmedien, z. B. ein Magnetband und eine Magnetplatte verstärkt und nachhaltig verlangt, um so ein höhere Leistungsfähigkeit zu haben, nämlich eine höhere Aufzeichnungsdichte, einen höheren Output, insbesondere verbesserte Frequenz-Charakteristika und einen niedrigeren Geräuschpegel.
Um diese Eigenschaften eines magnetischen Aufzeichnungsmediums zu verbessern, wurden verschiedene Versuche, sowohl zur Verbesserung der Eigenschaften magnetischer Partikel als auch zur Reduzierung der Dicke einer magnetischen Aufzeichnungsschicht unternommen.
Zunächst wird die Verbesserung der Eigenschaften magnetischer Partikel beschrieben.
Die erforderlichen Eigenschaften von magnetischen Partikeln zur Erfüllung der oben beschriebenen Anforderungen an ein magnetisches Aufzeichnungsmedium sind eine hohe Koerzitivkraft und eine große Sättigungsmagnetisierung.
Als magnetische Partikel, die für eine Aufzeichnung mit hoher Dichte und hohem Output geeignet sind, sind magnetische Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten und die durch Wärmebehandlung nadelförmiger Goethit-Partikel oder nadelförmiger Hämatit-Partikel in einem reduzierenden Gas erhalten werden, allgemein bekannt.
Obgleich magnetische nadelförmige Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten, eine hohe Koerzitivkraft und eine große Sättigungsmagnetisierung haben, korrodieren sie leicht, da die magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten und die für ein magnetisches Aufzeichnungsmedium verwendet werden, sehr feine Partikel mit einer Partikelgröße von nicht mehr als 1 um, insbesondere 0,01 bis 0,3 um sind; außerdem werden die magnetischen Charakteristika verschlechtert, insbesondere nehmen Sättigungsmagnetisierung und die Koerzitivkraft ab.
Um die Charakteristika eines magnetischen Aufzeichnungsmediums, das magnetische nadelförmige Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten, als magnetische Partikel verwendet, über einen langen Zeitraum aufrechtzuerhalten, wird daher nachhaltig verlangt, die Korrosion der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten, soweit wie möglich zu unterdrücken.
Eine Verringerung der Dicke einer magnetischen Aufzeichnungsschicht wird beschrieben. Von Videobändern wird neuerdings mehr und mehr eine höhere Bildqualität verlangt; die Frequenzen der aufgezeichneten Trägersignale sind bei den neueren Videobändern höher als die, die bei herkömmlichen Videobändern aufgezeichnet werden. Mit anderen Worten, neuerdings werden die Signale im Kurzwellenbereich verwendet und als Resultat davon wird die Magnetisierungstiefe von der Oberfläche eines Magnetbandes aus beachtlich klein.
Was die Signale kurzer Wellenlänge angeht, so wird eine Reduzierung der Dicke einer magnetischen Aufzeichnungsschicht gefordert, um die hohen Output-Charakteristika, speziell das S/N-Verhältnis eines magnetischen Aufzeichnungsmediums zu verbessern. Diese Tatsache wird z. B. auf Seite 312 von Development of Magnetic Materials and Technique for High Dispersion of Magnetic Powder, veröffentlicht von Sogo Gijutsu Center Co., Ltd. (1982) beschrieben: "...die Bedingungen für eine hochdichte Aufzeichnung auf einem Band des Überzugsschicht-Typs sind, daß der Geräuschpegel bezüglich der Signale mit kurzer Wellenlänge gering ist und daß die hohen Output-Charakteristika aufrecherhalten werden. Um diese Bedingungen zu erfüllen, ist es notwendig, daß das Band eine hohe Koerzitivkraft Hc und eine hohe Restmagnetisierung Br hat, ... und der Überzugsfilm eine geringere Dicke hat. ...".
Die Entwicklung eines dünneren Films für eine magnetische Aufzeichnungsschicht hat einige Probleme verursacht.
Erstens, es ist notwendig, eine magnetische Aufzeichnungsschicht glatt zu machen und die Ungleichmäßigkeit in der Dicke zu eliminieren. Wie es wohl bekannt ist, muß die Oberfläche des Basisfilms auch glatt sein, um eine glatte magnetische Aufzeichnungsschicht mit einer gleichmäßigen Dicke zu erhalten. Diese Tatsache wird auf den Seiten 180 und 181 von Materials for Synthetic Technology-Causes of Friction and Abrasion of Magnetic Tape and Head Running System and Measures for Solving the Problem (im folgenden "Materials for Synthetic Technology" (1987) genannt, veröffentlicht durch Publishing Department of Technology Information Center," beschrieben: "... die Oberflächenrauheit eines gehärteten magnetischen Überzugsfilms hängt von der Oberflächenrauheit des Basisfilms (Rückoberflächenrauheit) so stark ab, daß sie fast proportional ist, ... da der magnetische Überzugsfilm auf dem Basisfilm ausgebildet ist gilt, je glatter die Oberfläche des Basisfilms ist, desto gleichmäßiger und größer ist der Kopf- Output und desto stärker ist das S/N-Verhältnis verbessert".
Zweitens, mit der Tendenz der Reduzierung der Dicke des Basisfilms als Reaktion auf die Forderung nach einem dünneren magnetischen Überzugsfilm wurde ein Problem bei der Festigkeit des Baisfilms verursacht. Diese Tatsache wird z. B. auf Seite 77 des oben angeführten Artikels Development of Magnetic Materials and Technique for High Dispersion of Magnetic Powder beschrieben: "... eine höhere Aufzeichnungsdichte ist ein großes Problem, das mit dem derzeitigen Magnetband verbunden ist. Dies ist wichtig, um die Länge des Bandes zu verkürzen, um so die Größe einer Kassette zu miniaturisieren und eine Langzeitaufzeichnung zu ermöglichen. Zu diesem Zweck ist es notwendig, die Dicke des Basisfilms zu verringern... . Mit der Tendenz der Reduzierung der Filmdicke reduziert sich die Steifigkeit des Bandes in einem Ausmaß, daß ein glatter Transport in einem Recorder schwierig wird. Daher wird nun vehement die Verbesserung der Steifigkeit eines Videobandes sowohl in Maschinenrichtung wie auch in Querrichtung verlangt. ..."
Der Endbereich eines magnetischen Aufzeichnungsmediums, z. B. eines Magnetbandes, speziell eines Videobandes wird beurteilt, indem ein Teil des magnetischen Aufzeichnungsmediums, in dem die Lichtdurchlässigkeit groß ist, durch ein Videolaufwerk nachgewiesen wird. Wenn die Lichtdurchlässigkeit des ganzen Teils einer magnetischen Aufzeichnungsschicht durch die Herstellung eines dünneren magnetischen Aufzeichnungsmediums oder wenn die ultrafeinen magnetischen Partikel, die in der magnetischen Aufzeichnungsschicht dispergiert sind, größer gemacht werden, ist es schwierig, den Teil, der eine große Lichtdurchlässigkeit hat, durch ein Videolaufwerk nachzuweisen. Zur Reduzierung der Lichtdurchlässigkeit des ganzen Teils einer magnetischen Aufzeichnungsschicht wird Ruß der dgl. der magnetischen Aufzeichnungsschicht zugesetzt. Es ist daher essentiell, Ruß oder dgl. einer magnetischen Aufzeichnungsschicht in derzeitigen Videobändern zuzusetzen.
Allerdings verschlechtert ein Zusatz einer großen Menge an nicht-magnetischen Partikeln, z. B. Ruß nicht nur die Verstärkung der magnetischen Aufzeichnungsdichte, sondern auch die Entwicklung einer dünneren magnetischen Aufzeichnungsschicht. Um die Magnetisierungstiefe von der Oberfläche des Magnetbandes aus zu verringern und eine dünnere magnetische Aufzeichnungsschicht zu produzieren, wird gefordert, die Menge nicht-magnetischer Partikel, z. B. Ruß, die einer magnetischen Aufzeichnungsschicht zugesetzt werden, soweit wie möglich zu verringern.
Es wird daher gefordert, die Lichtdurchlässigkeit einer magnetischen Aufzeichnungsschicht sollte gering sein, selbst wenn Ruß oder dgl., der der magnetischen Aufzeichnungsschicht zugesetzt wird, auf eine geringe Menge reduziert wird. Unter diesem Gesichtspunkt werden nun starke Verbesserungen beim magnetischen Aufzeichnungsmedium gefordert.
Es gibt kein Ende bei der Forderung nach einer höheren Leistungsfähigkeit bei neueren magnetischen Aufzeichnungsmedien. Da die oben beschriebene Verringerung der Dicke einer magnetischen Aufzeichnungsschicht und eines Basisfilms die Haltbarkeit des magnetischen Aufzeichnungsmediums verringert, besteht ein starker Bedarf an einer Verbesserung der Haltbarkeit des magnetischen Aufzeichnungsmediums.
Diese Tatsache wird in der japanischen Offenlegungsschrift (KOKAI) Nr. 5-298679 beschrieben: "... Mit der jüngeren Entwicklung bei der magnetischen Aufzeichnung wurden bei der Aufzeichnung mehr und mehr hohe Bildqualität und hohe Tonqualität verlangt. Die Signalaufzeichnungseigenschaften werden daher verbessert. Es wurden insbesondere feinere ferromagnetische Partikel und ferromagnetische Partikel höherer Dichte verwendet. Es besteht allerdings weiter die Notwendigkeit, die Oberfläche eines Magnetbandes glatt zu machen, um so das Geräusch zu verringern und das C/N zu erhöhen. ... Allerdings erhöht sich der Reibungskoeffizient zwischen der magnetischen Aufzeichnungsschicht und einem Geräts während des Transports des magnetischen Aufzeichnungsbandes, so daß die Gefahr besteht, daß die magnetische Aufzeichnungsschicht des magnetischen Aufzeichnungsmedium sogar in kurzer Zeit beschädigt wird oder abblättert. Speziell bei einem Videoband neigen die ferromagnetischen Partikel, da das magnetische Aufzeichnungsmedium bei hoher Geschwindigkeit in Kontakt mit dem Videokopf transportiert wird, dazu, aus der magnetischen Aufzeichnungsschicht abzufallen, wodurch ein Zusammenklumpen am Magnetkopf verursacht wird. Daher wird eine Verbesserung bei der Laufdauer der magnetischen Aufzeichnungsschicht eines magnetischen Aufzeichnungsmediums erwartet. ..."
Es wurden verschiedene Versuche gemacht, um das nicht- magnetische Substrat für eine magnetische Aufzeichnungsschicht bei der Forderung nach einer dünneren magnetischen Aufzeichnungsschicht und einem dünneren Basisfilms zu verbessern. Es wurde ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, das mindestens eine Grundierungsschicht (im folgenden als "nicht-magnetische Grundierungsschicht" bezeichnet), die ein Bindemittelharz und Hämatit-Partikel, die darin dispergiert sind, umfaßt, auf einem Basisfilm hat, vorgeschlagen und der praktischen Verwendung zugeführt (japanische Patentpublikation (KOKOKU) Nr. 6-93297 (1994), japanische Offenlegungsschrift (KOKAI) Nrn. 62-159338 (1987), 63-187418 (1988), 4-167225 (1992), 4-325915 (1992), 5-73882 (1993), 5-182177 (1993), 5-347017 (1993), 6-60362 (1994), usw.
Außerdem sind als nicht-magnetische Partikel, die in der nicht-magnetischen Grundierungsschicht verwendet werden, solche nicht-magnetischen Partikel bekannt, deren Oberflächen mit einer Zirkonium-Verbindung behandelt sind, um die Dispergierbarkeit in einem Vehikel oder dgl. zu verbessern (japanische Patent Nr. 2 566 088, 2 571 350 und 2 582 051 und die japanischen Patent-Offenlegungsschriften (KOKAI) Nrn. 6-60362 (1994), 9-22524 (1997), 9-27117 (1997), 5-73883 (1993), 6-60360 (1994), 8-50718 (1996), 8-255334 (1996), 9-27116 (1997), 9-27117 (1997) und 9-35245 (1997)).
Mit der Reduzierung der Dicke nicht nur der magnetischen Aufzeichnungsschicht, sondern auch des nicht-magnetischen Substrats wurde am heftigsten die Bereitstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums gefordert, das eine geringe Lichtdurchlässigkeit, eine glatte Oberfläche, eine hohe Festigkeit und eine ausgezeichnete Haltbarkeit aufweisen kann und in dem magnetische Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten und die in der magnetischen Aufzeichnungsschicht dispergiert sind, vor einer Korrosion geschützt werden können. Allerdings wurde noch kein derartiges magnetisches Aufzeichnungsmedium erhalten.
Denn die oben beschriebenen magnetischen Aufzeichnungsmedien, die aus einem Basisfilm und einer nicht-magnetischen Grundierungsschicht, die durch Dispergieren nicht- magnetischer Partikel in einem Bindemittelharz produziert und auf einem Basisfilm angeordnet ist, bestehen, haben eine geringe Lichtdurchlässigkeit, eine glatte Oberfläche und eine hohe Festigkeit, aber ihre Haltbarkeit ist ungünstigerweise schlecht.
Diese Tatsache wird in der japanischen Offenlegungsschrift (KOKAI) Nr. 5-182177 (1993) beschrieben: "... Obgleich das Problem der Oberflächenrauheit durch Bereitstellung einer magnetischen Schicht als obere Schicht nach Bildung einer dicken nicht-magnetischen Grundierungsschicht auf der Oberfläche eines Basisfilms gelöst wird, sind das Problem des Abrieb des Kopfs und das Haltbarkeitsproblem nicht gelöst und bestehen weiter. Es wird angenommen, daß dies dadurch verursacht wird, daß üblicherweise als Bindemittel der Grundierungsschicht ein wärmehärtendes Harz verwendet wird, so daß die magnetische Schicht mit einem Kopf oder anderen Elementen in Kontakt gebracht wird, ohne daß eine Polsterung durch die gehärtete Grundierungsschicht erfolgt; ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, das eine solche Grundierungsschicht hat, hat eine merklich schlechte Flexibilität."
Außerdem trat das Problem auf, daß die magnetischen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten und die in der magnetischen Aufzeichnungsschicht dispergiert sind, nach ihrer Herstellung eine Korrosion durchmachen, was in einer deutlichen Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften der magnetischen Aufzeichnungsschicht resultiert.
Als Resultat der ernsthaften Untersuchungen der Erfinder der vorliegenden Erfindung wurde festgestellt, daß, wenn nadelförmige Hämatit-Partikel, die Zirkonium in einer Menge von 0,05 bis 30 Gew.-Teile (berechnet als Zr) enthalten und die einen durchschnittlichen Hauptachsendurchmesser von nicht mehr als 0,3 um haben, einen pH-Wert von nicht kleiner als 8 haben, einen Gehalt an löslichem Natriumsalz von nicht mehr als 300 ppm (berechnet als Na) und einen Gehalt an löslichem Sulfat von nicht mehr als 150 ppm (berechnet als SO&sub4;) haben, als nicht-magnetische Partikel für eine nicht-magnetische Grundierungsschicht verwendet werden, ein magnetisches Aufzeichnungsmedium erhalten werden kann, das eine nicht- magnetische Grundierungsschicht, die verbesserte Oberflächenglätte und -festigkeit hat, und eine magnetische Aufzeichnungsschicht, die auf der nicht-magnetischen Grundierungsschicht ausgebildet ist, umfaßt und das eine geringe Lichtdurchlässigkeit, eine hohe Festigkeit, eine glatte Oberfläche und eine ausgezeichnete Haltbarkeit aufweisen kann, das wirksam daran gehindert werden kann, daß sich seine magnetischen Eigenschaften verschlechtern, indem die Korrosion der magnetischen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten und die in der magnetischen Aufzeichnungsschicht dispergiert sind, unterdrückt wird. Auf der Basis dieser Feststellung wurde die vorliegende Erfindung vollendet.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung nadelförmiger Hämatit-Partikel, die als nicht- magnetische Partikel für eine nicht-magnetische Grundierungsschicht, die eine glatte Oberfläche und eine hohe Festigkeit hat, geeignet sind.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines nicht-magnetischen Substrats für das magnetisches Aufzeichnungsmedium, das die nicht-magnetische Grundierungsschicht, die die nadelförmigen Hämatit-Partikel enthält, aufweist, das eine geringe Lichtdurchlässigkeit, eine glatte Oberfläche, eine hohe Festigkeit und eine ausgezeichnete Haltbarkeit hat.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums, das eine geringe Lichtdurchlässigkeit, eine glatte Oberfläche, eine hohe Festigkeit und eine ausgezeichnete Haltbarkeit aufweisen kann und bei dem eine Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften infolge der Korrosion der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten und in der magnetischen Aufzeichnungsschicht enthalten sind, verhindert werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgaben werden in einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung nadelförmige Hämatit-Partikel bereitgestellt, die 0,05 bis 30 Gew.-% Zirkonium, berechnet als Zr, bezogen auf das Gesamtgewicht der Partikel, enthalten, wobei Zirkonium im Inneren des Partikels vorliegt, das einen durchschnittlichen Hauptachsendurchmesser von nicht mehr als 0,3 um und einen pH-Wert von nicht kleiner als 8 hat und das nicht mehr als 300 um lösliches Natriumsalz, berechnet als Na, und nicht mehr als 150 ppm lösliches Sulfat, berechnet als SO&sub4;, enthält.
In einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden nadelförmige Hämatit-Partikel bereitgestellt, umfassend:
ein nadelförmiges Hämatit-Partikel als Kernpartikel, das 0,05 bis 30 Gew.-% Zirkonium, berechnet als Zr, bezogen auf das Gesamtgewicht der Partikel, enthält, wobei Zirkonium im Inneren des Partikels vorliegt, und
einen Überzug auf mindestens einem Teil der Oberfläche des nadelförmigen Hämatit-Partikels als Kernpartikel ausgebildet, der mindestens eine Verbindung, die aus der Gruppe bestehend aus Aluminiumhydroxiden, Aluminiumoxiden, Siliciumhydroxiden und Siliciumoxiden, in einer Menge von 0,05 bis 50 Gew.-%, berechnet als Al oder SiO&sub2;, bezogen auf das Gesamtgewicht der nadelförmigen Hämatit-Partikel, umfaßt; und
wobei sie einen durchschnittlichen Hauptachsendurchmesser von nicht mehr als 0,3 um und einen pH-Wert von nicht kleiner als 8 haben und sie nicht mehr als 300 ppm lösliches Natriumsalz, berechnet als Na, und nicht mehr als 150 ppm lösliches Sulfat, berechnet als SO&sub4;, enthalten.
In einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein magnetisches Aufzeichnungsmedium bereitgestellt, umfassend:
- einen nicht-magnetischen Basisfilm;
- eine nicht-magnetische Grundierungsschicht, die auf dem nicht-magnetischen Basisfilm ausgebildet ist und ein Bindemittelharz und nadelförmige Hämatit-Partikel umfaßt, welche 0,05 bis 30 Gew.-% Zirkonium, berechnet als Zr, bezogen auf das Gesamtgewicht der Partikel, enthalten, wobei das Zirkonium innerhalb des Partikels enthalten ist, das einen durchschnittlichen Hauptachsendurchmesser von nicht mehr als 0,3 um und einen pH-Wert von nicht kleiner als 8 hat und das nicht mehr als 300 ppm lösliches Natriumsalz, berechnet als Na, und nicht mehr als 150 ppm lösliches Sulfat, berechnet als SO&sub4;, enthält; und
- einen magnetischen Überzugsfilm, der ein Bindemittelharz und magnetische nadelförmige Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten, umfaßt.
In einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein magnetisches Aufzeichnungsmedium bereitgestellt, umfassend:
- einen nicht-magnetischen Basisfilm;
- eine nicht-magnetische Grundierungsschicht, die auf dem nicht-magnetischen Basisfilm ausgebildet ist und ein Bindemittelharz und nadelförmige Hämatit-Partikel umfaßt, welche umfassen: ein nadelförmiges Hämatit-Partikel als Kernpartikel, das 0,05 bis 30 Gew.-% Zirkonium, berechnet als Zr, bezogen auf das Gewicht der Partikel, enthält, wobei das Zirkonium innerhalb des Partikels vorhanden ist, und einen Überzug auf mindestens einem Teil der Oberfläche des nadelförmigen Hämatit-Partikel als Kernpartikel ausgebildet, der mindestens eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminiumhydroxiden, Aluminiumoxiden, Siliciumhydroxiden und Siliciumoxiden, in einer Menge von 0,05 bis 50 Gew.-%, berechnet als Al oder SiO&sub2;, bezogen auf das Gesamtgewicht der nadelförmigen Hämatit-Partikel, umfaßt, und
wobei die Hämatit-Partikel einen durchschnittlichen Hauptachsendurchmesser von nicht mehr als 0,3 um und einen pH-Wert von nicht kleiner als 8 haben und nicht mehr als 300 ppm lösliches Natriumsalz, berechnet als Na, und nicht mehr als 150 ppm lösliches Sulfat, berechnet als SO&sub4;, enthalten; und
- einen magnetischen Überzugsfilm, der ein Bindemittelharz und magnetische nadelförmige Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten, umfaßt.
In einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein nicht-magnetisches Substrat bereitgestellt, umfassend:
- einen nicht-magnetischen Basisfilm; und
- eine nicht-magnetische Grundierungsschicht, die auf dem nicht-magnetischen Basisfilm ausgebildet ist und ein Bindemittelharz und nadelförmige Hämatit-Partikel umfaßt, die 0,05 bis 30 Gew.-% Zirkonium, berechnet als Zr, bezogen auf das Gesamtgewicht der Partikel, enthalten, wobei Zirkonium innerhalb des Partikel vorliegt, das einen durchschnittlichen Hauptachsendurchmesser von nicht mehr als 0,3 um und einen pH-Wert von weniger als 8 hat und das nicht mehr als 300 ppm lösliches Natriumsalz, berechnet als Na, und nicht mehr als 150 ppm lösliches Sulfat, berechnet als SO&sub4;, enthält.
In einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein nicht-magnetisches Substrat bereitgestellt, umfassend:
- einen nicht-magnetischen Basisfilm; und
- eine nicht-magnetische Grundierungsschicht, die auf dem nicht-magnetischen Basisfilm ausgebildet ist und ein Bindemittelharz und nadelförmige Hämatit-Partikel umfaßt, die umfassen: ein nadelförmiges Hämatit-Partikel als Kernpartikel, das 0,05 bis 30 Gew.-% Zirkonium, berechnet als Zr, bezogen auf das Gesamtgewicht der Partikel, enthält, wobei Zirkonium innerhalb des Partikel vorliegt, und die einen auf mindestens einem Teil der Oberfläche des Partikels ausgebildeten Überzug haben, wobei der Überzug mindestens eine Verbindung, die aus der Gruppe bestehend aus Aluminiumhydroxiden, Aluminiumoxiden, Siliciumhydroxiden und Siliciumoxiden ausgewählt ist, in einer Menge von 0,05 bis 50 Gew.-%, berechnet als Al oder SiO&sub2;, bezogen auf das Gesamtgewicht der nadelförmigen Hämatit-Partikel, umfaßt; und wobei die nadelförmigen Hämatit-Partikel einen durchschnittlichen Hauptachsendurchmesser von nicht mehr als 0,3 um und einen pH-Wert von nicht kleiner als 8 haben und nicht mehr als 300 ppm lösliches Natriumsalz, berechnet als Na, und nicht mehr als 150 ppm lösliches Sulfat, berechnet als SO&sub4;, enthalten.
Die vorliegende Erfindung wird im folgenden detaillierter erläutert.
Zuerst werden die nadelförmigen Hämatit-Partikel für eine nicht-magnetische Grundierungsschicht eines magnetischen Aufzeichnungsmediums gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Die nadelförmigen Hämatit-Partikel gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten Zirkonium in einer Menge von 0,05 bis 30 Gew.-% (berechnet als Zr), bezogen auf das Gesamtgewicht der Partikel, wobei Zirkonium im wesentlichen gleichmäßig in dem Partikel vorliegt.
Wenn der Zirkonium-Gehalt in den nadelförmigen Hämatit- Partikeln weniger als 0,05 Gew.-% (berechnet als Zr), bezogen auf das Gesamtgewicht der Partikel, ist, wird ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit einer nicht-magnetischen Grundierungsschicht, die solche nadelförmigen Hämatit- Partikel enthält, keine ausreichende Haltbarkeit haben. Wenn der Zirkonium-Gehalt 30 Gew.-% (berechnet als Zr), bezogen auf das Gesamtgewicht der Partikel, übersteigt, wird, obgleich ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, das die nicht- magnetische Grundierungsschicht aufweist, die solche nadelförmigen Hämatit-Partikel enthält, eine ausreichende Haltbarkeit hat, der Haltbarkeits-verbessernde Effekt gesättigt, so daß es zwecklos ist, mehr Zirkonium als notwendig zuzusetzen. Unter dem Gesichtspunkt der industriellen Produktivität und einer ausgezeichneteren Haltbarkeit eines magnetischen Aufzeichnungsmediums ist der Zirkonium-Gehalt darin vorzugsweise 0,5 bis 25 Gew.-%, bevorzugter 1,0 bis 20 Gew.-% (berechnet als Zr), bezogen auf das Gesamtgewicht der Partikel.
Die nadelförmigen Hämatit-Partikel gemäß der vorliegenden Erfindung können nicht nur eine nadelförmige Gestalt, sondern auch eine spindelförmige Gestalt, Reiskorn-Gestalt oder dgl. umfassen.
Die nadelförmigen Hämatit-Partikel gemäß der vorliegenden Erfindung haben ein Dimensionsverhältnis (durchschnittlicher Hauptachsendurchmesser/durchschnittlicher Nebenachsendurchmesser) (im folgenden nur als "Dimensionsverhältnis" bezeichnet) von 2 : 1 bis 20 : 1.
Wenn das Dimensionsverhältnis kleiner als 2 : 1 ist, ist es schwierig, eine gewünschte Filmfestigkeit des magnetischen Aufzeichnungsmediums zu erhalten. Wenn das Dimensionsverhältnis mehr als 20 : 1 ist, können die Partikel im Vehikel miteinander verhakt sein, wodurch die Dispergierbarkeit verringert wird und die Viskosität der nicht-magnetischen Beschichtungszusammensetzung erhöht wird. In Anbetracht der Dispergierbarkeit im Vehikel und Festigkeit des aufgetragenen Films ist das Dimensionsverhältnis vorzugsweise 3 : 1 bis 10 : 1.
Der durchschnittliche Hauptachsendurchmesser der nicht- magnetischen nadelförmigen Partikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten und die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, ist nicht mehr als 0,3 um, vorzugsweise 0,005 bis 0,3 um. Wenn der durchschnittliche Hauptachsendurchmesser 0,3 um übersteigt, ist die Partikelgröße so groß, das die Oberflächenglätte des Überzugsfilms beeinträchtigt wird. Wenn dagegen der durchschnittliche Hauptachsendurchmesser kleiner als 0,005 um ist, kann die Dispersion im Vehikel ungünstigerweise schwierig werden, und zwar wegen der Größe der zwischenmolekularen Kräfte infolge der feinen Partikel. Im Hinblick auf die Dispergierbarkeit im Vehikel und die Oberflächenglätte des Überzugsfilms ist der durchschnittliche Hauptachsendurchmesser bevorzugter 0,02 bis 0,2 um.
Der durchschnittliche Nebenachsendurchmesser der nicht- magnetischen nadelförmigen Partikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten und in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, ist vorzugsweise 0,0025 bis 0,15 um. Wenn der durchschnittliche Nebenachsendurchmesser kleiner als 0,0025 um ist, kann die Dispersion im Vehikel infolge der Erhöhung der intermolekularen Kräfte durch die feinen Partikel ungünstigerweise schwierig werden. Wenn dagegen der durchschnittliche Nebenachsendurchmesser 0,15 um übersteigt, kann die Partikelgröße leicht so groß werden, daß sie die Oberflächenglätte des Überzugsfilms verschlechtert. Im Hinblick auf die Dispergierbarkeit im Vehikel und die Oberflächenglätte des Überzugsfilms ist der bevorzugtere durchschnittliche Nebenachsendurchmesser 0,01 bis 0,10 um.
Der pH-Wert der nadelförmigen Hämatit-Partikel ist nicht kleiner als 8. Wenn er kleiner als 8 ist, werden die magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten und die in der magnetischen Aufzeichnungsschicht enthalten sind, welche auf der nicht- magnetischen Grundierungsschicht ausgebildet ist, allmählich korrodiert, was eine Verschlechterung der magnetischen Charakteristika verursacht. In Anbetracht einer korrosionsverhindernden Wirkung auf die magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten, ist die Untergrenze des pH-Wertes der nadelförmigen Hämatit-Partikel vorzugsweise nicht kleiner als 8,5, bevorzugter nicht kleiner als 9,0. Die Obergrenze des pH-Werts der nadelförmigen Hämatit-Partikel ist vorzugsweise 11, bevorzugter 10,5.
Der Gehalt an löslichem Natriumsalz in den nadelförmigen Hämatit-Partikeln ist nicht mehr als 300 ppm (berechnet als Na). Wenn er 300 ppm übersteigt, werden die magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten und die in der magnetischen Aufzeichnungsschicht, die auf der nicht-magnetischen Grundierungsschicht ausgebildet ist, enthalten sind, allmählich korrodiert, wodurch eine Verschlechterung der magnetischen Charakteristika verursacht wird. Außerdem werden die Dispersionseigenschaften der nadelförmigen Hämatit-Partikel im Vehikel leicht verschlechtert, der Schutz des magnetischen Aufzeichnungsmediums wird verschlechtert und manchmal wird in einer hochfeuchten Umgebung ein Auskreiden verursacht. In Anbetracht eines Korrosionsschutzeffekts auf die magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten, ist der Gehalt an löslichem Natriumsalz in den nadelförmigen Hämatit-Partikeln vorzugsweise nicht mehr als 250 ppm, bevorzugter nicht mehr als 200 ppm, noch bevorzugter nicht mehr als 150 ppm. Unter industriellen Gesichtspunkten, z. B. der Produktivität, ist die Untergrenze dafür etwa 0,01 ppm.
Der Gehalt an löslichem Sulfat ist in den nadelförmigen Hämatit-Partikeln nicht mehr als 150 ppm (berechnet als SO&sub4;). Wenn er 150 ppm übersteigt, korrodieren die magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten und in der magnetischen Aufzeichnungsschicht, die auf der nicht-magnetischen Grundierungsschicht ausgebildet ist, enthalten sind, allmählich, wodurch eine Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften bewirkt wird. Außerdem werden die Dispersionseigenschaften der nadelförmigen Hämatit-Partikel im Vehikel leicht verschlechtert und der Schutz des magnetischen Aufzeichnungsmediums wird verschlechtert und manchmal wird in einer hochfeuchten Umgebung ein Auskreiden verursacht. In Anbetracht eines Effektes zur Verhinderung der Korrosion von magnetischen nadelförmigen Metallpartikeln, die Eisen als Hauptkomponente enthalten, ist der Gehalt an löslichem Natriumsalz in den nadelförmigen Hämatit-Partikeln vorzugsweise nicht mehr als 70 ppm, bevorzugter nicht mehr als 50 ppm. Unter industriellen Gesichtspunkten, z. B. unter dem Gesichtspunkt der Produktivität, ist die Untergrenze dafür etwa 0,01 ppm.
Die spezifische Oberfläche des erfindungsgemäßen nadelförmigen Hämatit-Partikels nach BET ist üblicherweise nicht kleiner als 35 m²/g. Wenn sie kleiner als 35 m²/g ist, können die nadelförmigen Hämatit-Partikel grob sein oder manchmal kann ein Sintern zwischen Partikeln verursacht werden, die dann leicht einen schädlichen Einfluß auf die Oberflächenglätte des Überzugsfilms haben. Die spezifische Oberfläche nach BET ist vorzugsweise nicht kleiner als 37 m²/g, bevorzugter nicht kleiner als 40 m²/g; die Obergrenze liegt üblicherweise bei 180 m²/g. Die Obergrenze ist vorzugsweise 160 m²/g, bevorzugter 150 m²/g, wenn man die Dispergierbarkeit im Vehikel in Betracht zieht.
Die Obergrenze der geometrischen Standardabweichung für den Hauptachsendurchmesser der nadelförmigen Hämatit-Partikel gemäß der vorliegenden Erfindung ist üblicherweise nicht größer als 1,50. Wenn die Obergrenze der geometrischen Standardabweichung des Hauptachsendurchmessers 1,50 übersteigt, üben die vorliegenden groben Partikel manchmal einen schädlichen Einfluß auf die Oberflächenglätte des Überzugsfilms aus. Unter Berücksichtigung der Oberflächenglätte des Überzugsfilms ist die Obergrenze dafür vorzugsweise 1,48, bevorzugt nicht größer als 1,45. Unter dem Gesichtspunkt der industriellen Produktivität ist die Untergrenze derselben vorzugsweise 1,01.
Die nadelförmigen Hämatit-Partikel für eine nicht-magnetische Grundierungsschicht eines magnetischen Aufzeichnungsmediums gemäß der vorliegenden Erfindung haben einen hohen Verdichtungsgrad. Wenn der Verdichtungsgrad durch den Verhältniswert der spezifischen Oberfläche (SBET), gemessen nach dem BET-Verfahren, zu der Oberfläche (STEM), errechnet aus dem Hauptachsendurchmesser und dem Nebenachsendurchmesser, die aus Partikeln in einer elektronenmikroskopischen Aufnahme der nadelförmigen Hämatit- Partikel gemessen wurden (im folgenden nur als "SBET/STEM- Wert" bezeichnet) dargestellt wird, so ist der SBET/STEM-Wert 0,5 bis 2,5.
Wenn der SBET/STEM-Wert kleiner als 0,5 ist, kann der Partikeldurchmesser, obgleich die nadelförmigen Hämatit- Partikel hoch verdichtet sind, infolge des Sinterns zwischen den Partikeln vergrößert sein, so daß ein Überzugsfilm, der unter Verwendung dieser Partikel gebildet wird, keine ausreichende Oberflächenglätte haben kann. Wenn dagegen der SBET/STEM-Wert größer als 2,5 ist, ist der Verdichtungsgrad der Partikel ungenügend, so daß die Tendenz zur Bildung vieler Poren an der Oberfläche und im Inneren des Partikels besteht, was in einer unzureichenden Dispergierbarkeit der Partikel im Vehikel resultiert. In Anbetracht einer glatten Oberfläche des Überzugsfilms und der Dispergierbarkeit im Vehikel ist der SBET/STEM-Wert vorzugsweise 0,7 bis 2,0, bevorzugter 0,8 bis 1,6.
Das Harz-Adsorptionsvermögen der nadelförmigen Hämatit- Partikel gemäß der vorliegenden Erfindung ist üblicherweise nicht kleiner als 60%, vorzugsweise nicht kleiner als 65%, noch bevorzugter nicht kleiner 68%. Die Obergrenze dafür ist vorzugsweise 95%.
Die Oberfläche des nadelförmigen Hämatit-Partikels gemäß der vorliegenden Erfindung kann mit mindestens einem Überzugsmaterial, das aus der Gruppe bestehend aus einem Aluminiumhydroxid, einem Aluminiumoxid, einem Siliciumhydroxid und einem Siliciumoxid ausgewählt ist, überzogen sein. Wenn die nadelförmigen Hämatit-Partikel, die mit dem oben beschriebenen Überzugsmaterial überzogen sind, in einem Vehikel dispergiert werden, haben die behandelten Partikel Affinität zum Bindemittelharz und es ist einfach, eine gewünschte Dispergierbarkeit zu erreichen.
Die Menge an Aluminiumhydroxid, Aluminiumoxid, Siliciumhydroxid oder Siliciumoxid, die als Überzugsmaterial verwendet wird, ist vorzugsweise 0,01 bis 50 Gew.-% (berechnet als Al und/oder SiO&sub2;), bezogen auf das Gesamtgewicht der Partikel. Wenn sie weniger als 0,01 Gew.-% (berechnet als Al und/oder SiO&sub2;), bezogen auf das Gesamtgewicht der Partikel, ist, dann kann der die Dispergierbarkeit verbessernde Effekt, der durch einen Überzug verursacht wird, unzureichend sein. Wenn die Menge 50 Gew.-% übersteigt (berechnet als Al und/oder SiO&sub2;), bezogen auf das Gesamtgewicht der Partikel, wird der die Dispergierbarkeit verbessernde Effekt, der durch den Überzug verursacht wird, gesättigt, so daß es sinnlos ist, mehr Überzugsmaterial als notwendig zuzusetzen. Unter dem Gesichtspunkt der Dispergierbarkeit im Vehikel und der industriellen Produktivität ist die bevorzugtere Menge an Überzugsmaterial 0,05 bis 20 Gew.-% (berechnet als Al und/oder SiO&sub2;), bezogen auf das Gesamtgewicht der Partikel.
Verschiedene Eigenschaften der nadelförmigen Hämatit- Partikel, die mit einem Überzugsmaterial überzogen sind, z. B. pH-Wert, Gehalt an löslichem Natriumsalz, Gehalt an löslichem Sulfat, Dimensionsverhältnis, durchschnittlicher Hauptachsendurchmesser, durchschnittlicher Nebenachsendurchmesser, spezifische Oberfläche nach BET, geometrische Standardabweichung des Hauptachsendurchmessers, Verdichtungsgrad und Harz-Adsorptionsvermögen sind in den Werten etwa denen der verwendeten nadelförmigen Hämatit- Partikel äquivalent, deren Oberflächen nicht mit einem Überzugsmaterial überzogen sind.
Als nächstes wird das magnetisches Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Das magnetische Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt:
- ein nicht-magnetisches Substrat, das einen nicht- magnetischen Basisfilm und eine nicht-magnetische Grundierungsschicht, die auf dem nicht-magnetischen Basisfilm ausgebildet ist und die ein Bindemittelharz und die nadelförmigen Hämatit-Partikel enthält, umfaßt; und
- einen magnetischen Überzugsfilm, der auf der nicht- magnetischen Grundierungsschicht ausgebildet ist und der ein Bindemittelharz und magnetische nadelförmige Partikel umfaßt.
Zuerst wird das erfindungsgemäße nicht-magnetische Substrat, das die nicht-magnetische Grundierungsschicht hat, im folgenden beschrieben.
Das nicht-magnetische Substrat der vorliegenden Erfindung wird hergestellt, indem ein Überzugsfilm auf dem nicht- magnetischen Basisfilm gebildet wird und der Überzugsfilm getrocknet wird. Der Überzugsfilm wird durch Auftragen einer nicht-magnetischen Überzugszusammensetzung, die die nadelförmigen Hämatit-Partikel, ein Bindemittelharz und ein Lösungsmittel enthält, auf die Oberfläche des nicht- magnetischen Basisfilms gebildet.
Als nicht-magnetischer Basisfilm sind die folgenden Materialien, die derzeit allgemein zur Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums eingesetzt werden, als Ausgangsmaterial verwendbar: ein synthetisches Harz wie z. B. Polyethylenterephthalat, Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat, Polyethylennaphthalat, Polyamid, Polyamidimid und Polyimid; eine Folie und eine Platte aus einem Metall wie z. B. Aluminium und Stainless Steel; und verschiedene Papiersorten. Die Dicke des nicht-magnetischen Basisfilms schwankt in Abhängigkeit vom Material, ist aber üblicherweise etwa 1,0 bis 300 um, vorzugsweise 2,0 bis 200 um.
Im Fall einer Magnetplatte wird üblicherweise Polyethylenterephthalat als der nicht-magnetische Basisfilm verwendet; seine Dicke üblicherweise 50 bis 300 um, vorzugsweise 60 bis 200 um.
Wenn in einem Magnetband Polyethylenterephthalat als nicht- magnetischer Basisfilm verwendet wird, ist seine Dicke normalerweise 3 bis 100 um, vorzugsweise 4 bis 20 um; wenn Polyethylennaphthalat verwendet wird, ist seine Dicke üblicherweise 3 bis 50 um, vorzugsweise 4 bis 20 um; und wenn Polyamid verwendet wird, ist seine Dicke üblicherweise 2 bis 10 um, vorzugsweise 3 bis 7 um.
Die Dicke der nicht-magnetischen Grundierungsschicht, die durch Auftragen einer nicht-magnetischen Überzugszusammensetzung auf die Oberfläche des nicht- magnetischen Basisfilms und Trocknung erhalten wird, ist normalerweise 0,2 bis 10 um, vorzugsweise 0,5 bis 5,0 um. Wenn die Dicke kleiner als 0,2 um, ist es nicht nur schwierig, die Oberflächenrauheit des nicht-magnetischen Substrats zu verbessern, auch die Festigkeit ist unzureichend. Wenn die Dicke mehr als 10 um ist, ist es schwierig, die Dicke des magnetischen Aufzeichnungsmediums zu reduzieren.
Als Bindemittelharz, das in der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, sind die folgenden Harze, die derzeit allgemein zur Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums eingesetzt werden, verwendbar: Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymer, Urethanharz, Vinylchlorid-Vinylacetat-Maleinsäure-Copolymer, Urethan- Elastomer, Butadien-Acrylnitril-Copolymer, Polyvinylbutyral, Cellulose-Derivat wie z. B. Nitrocellulose, Polyesterharz, synthetisches Kautschukharz wie z. B. Polybutadien, Epoxyharz, Polyamidharz, Polyisocyanat, durch Elektronenstrahlung härtendes Acryl-Urethan-Harz und Gemische davon. Jedes dieser Harzbindemittel kann eine funktionelle Gruppe, z. B. -OH, -COOH, -SO&sub3;M, -OPO&sub2;M&sub2; und -NH&sub2;, worin M für H, Na oder K steht, enthalten. Unter Berücksichtigung der Dispergierbarkeit der Partikel ist ein Bindemittelharz, das die funktionelle Gruppe -COOH oder -SO&sub3;M enthält, vorteilhaft.
Das Mischungsverhältnis der nadelförmigen Hämatit-Partikel zu dem Bindemittelharz ist üblicherweise 5 bis 2000 Gew.-Teile, vorzugsweise 100 bis 1000 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile Bindemittelharz.
Es ist möglich, ein Gleitmittel, ein Poliermittel, ein Antistatikum, usw., die im allgemeinen zur Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums verwendet werden, der nicht-magnetischen Grundierungsschicht zuzusetzen.
Im Fall einer Verwendung der nadelförmigen Hämatit-Partikel, wie sie im ersten Aspekt als nicht-magnetische Partikel definiert sind, hat das erfindungsgemäße nicht-magnetische Substrat einen Glanz (des Überzugsfilms) von normalerweise 185 bis 280%, vorzugsweise 190 bis 280%, bevorzugter 195 bis 280%; eine Oberflächenrauheit Ra (des Überzugsfilms) von üblicher 2,0 bis 10,0 nm, vorzugsweise 2,0 bis 9,0 nm, bevorzugter von 2,0 bis 8,0 nm und einen Young'schen Elastizitätsmodul (relativer Wert bezüglich eines im Handel erhältlichen Videobandes: AV T-120, hergestellt von Victor Company of Japan, Limited) von üblicherweise 120 bis 160, vorzugsweise von 125 bis 160.
Im Fall einer Verwendung der nadelförmigen Hämatit-Partikel, wie sie im zweiten Aspekt als nicht-magnetische Partikel definiert sind, wobei das Partikel einen Überzug hat, der mindestens eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminiumhydroxiden, Aluminiumoxiden, Siliciumhydroxiden und Siliciumoxiden, umfaßt, hat das nicht- magnetische Substrat gemäß der vorliegenden Erfindung einen Glanz (des Überzugsfilms) von üblicherweise 190 bis 280%, vorzugsweise 193 bis 280%, bevorzugt von 196 bis 280%; eine Oberflächenrauheit Ra (des Überzugsfilms) von üblicherweise 2,0 bis 9,0 nm, vorzugsweise 2,0 bis 8,0 nm, bevorzugter von 2,0 bis 7,4 nm; und einen Young'schen Elastizitätsmodul (relativer Wert bezüglich eines im Handel erhältlichen Videobandes: AV T-120, hergestellt von Victor Company of Japan, Limited) von üblicherweise 120 bis 160, vorzugsweise 125 bis 160.
Als magnetische Partikel, die in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, sind magnetische nadelförmige Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten, verwendbar.
Die magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Haupkomponente enthalten und die in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, umfassen Eisen und mindestens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Co, Al, Ni, P, Si, Zn, Ti, B, Nd, La und Y. Außerdem können die folgenden magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten, als Beispiele genannt werden.
1) Magnetische nadelförmige Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten, umfassen Eisen; und Cobalt in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 1,0 bis 35 Gew.-%, bevorzugter 3 bis 30 Gew.-% (berechnet als Co), bezogen auf das Gewicht der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten.
2) Magnetische nadelförmige Metallpartikel, die Eisen als eine Hauptkomponente enthalten, umfassen Eisen; und Aluminium in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 7 Gew.-% (berechnet als Al), bezogen auf das Gewicht der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten.
3) Magnetische nadelförmige Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten, umfassen Eisen; Cobalt in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 1,0 bis 35 Gew.-%, bevorzugter 3 bis 30 Gew.-% (berechnet als Co), bezogen auf das Gewicht der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten; und Aluminium in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 7 Gew.-% (berechnet als Al), bezogen auf das Gewicht der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten.
4) Magnetische nadelförmige Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten, umfassen Eisen; Cobalt üblicherweise in einer Menge von 0,05 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 1,0 bis 35 Gew.-%, bevorzugter 3 bis 30 Gew.-% (berechnet als Co), bezogen auf das Gewicht der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten; und mindestens eines der Metalle, ausgewählt aus der Gruppe bestehend Nd, La und Y, in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 7 Gew.-% (berechnet als das entsprechende Element), bezogen auf das Gewicht der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten.
5) Magnetische nadelförmige Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten, umfassen Eisen; Aluminium in einer Menge von normalerweise 0,05 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 7 Gew.-% (berechnet als Al), bezogen auf das Gewicht der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten; und mindestens eins der Elemente, ausgewählt aus der Gruppe bestehend Nd, La und Y, in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 7 Gew.-% (berechnet als das entsprechende Element), bezogen auf das Gewicht der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten.
6) Magnetische nadelförmige Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten, umfassen Eisen; Cobalt in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 1,0 bis 35 Gew.-%, bevorzugter 3 bis 30 Gew.-% (berechnet als Co), bezogen auf das Gewicht der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten; Aluminium üblicherweise in einer Menge von 0,05 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 7 Gew.-% (berechnet als Al), bezogen auf das Gewicht der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten; und mindestens eins der Elemente, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Nd, La und Y, in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 7 Gew.-% (berechnet als das entsprechende Element), bezogen auf das Gewicht der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten.
7) Magnetische nadelförmige Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten, umfassen Eisen; Cobalt in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 1,0 bis 35 Gew.-%, bevorzugter 3 bis 30 Gew.-% (berechnet als Co), bezogen auf das Gewicht der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten; und mindestens eines der Elemente, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ni, P, Si, Zn, Ti und B, in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 7 Gew.-% (berechnet als das entsprechende Element), bezogen auf das Gewicht der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten.
8) Magnetische nadelförmige Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten, umfassen Eisen; Aluminium in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 7 Gew.-% (berechnet als Al), bezogen auf das Gewicht der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten; und mindestens eins der Element, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ni, P, Si, Zn, Ti und B, in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 7 Gew.-% (berechnet als das entsprechende Element), bezogen auf das Gewicht der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten.
9) Magnetische nadelförmige Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten, umfassen Eisen; Cobalt in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 1,0 bis 35 Gew.-%, bevorzugter 3 bis 30 Gew.-% (berechnet als Co), bezogen auf das Gewicht der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten; Aluminium üblicherweise in einer Menge von 0,05 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 7 Gew.-% (berechnet als Al), bezogen auf das Gewicht der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten; und mindestens eins der Elemente, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ni, P, Si, Zn, Ti und B, in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 7 Gew.-% (berechnet als das entsprechende Element), bezogen auf das Gewicht der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten.
10) Magnetische nadelförmige Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten, umfassen Eisen; Cobalt in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 1,0 bis 35 Gew.-%, bevorzugter 3 bis 30 Gew.-% (berechnet als Co), bezogen auf das Gewicht der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten; mindestens eines der Elemente, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Nd, La und Y, in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 7 Gew.-% (berechnet als das entsprechende Element), bezogen auf das Gewicht der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten; und mindestens eins der Elemente, ausgewählt aus der Gruppe bestehend Ni, P, Si, Zn, Ti und B, in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 7 Gew.-% (berechnet als das entsprechende Element), bezogen auf das Gewicht der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten.
11) Magnetische nadelförmige Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten, umfassen Eisen; Aluminium in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 7 Gew.-% (berechnet als Al), bezogen auf das Gewicht der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten; mindestens eins der Elemente, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Nd, La und Y, in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 7 Gew.-% (berechnet als das entsprechende Element), bezogen auf das Gewicht der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten; und mindestens eins der Elemente, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ni, P, Si, Zn, Ti und B, in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 7 Gew.-% (berechnet als das entsprechende Element), bezogen auf das Gewicht der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten.
12) Magnetische nadelförmige Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten, umfassen Eisen; Cobalt üblicherweise in einer Menge von 0,05 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 1,0 bis 35 Gew.-%, bevorzugter 3 bis 30 Gew.-% (berechnet als Co), bezogen auf das Gewicht der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten; Aluminium in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 7 Gew.-% (berechnet als Al), bezogen auf das Gewicht der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten; mindestens eins der Elemente ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Nd, La und Y, in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 7 Gew.-% (berechnet als das entsprechende Element), bezogen auf das Gewicht der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten; und mindestens eins der Elemente, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ni, P, Si, Zn, Ti und B, in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 7 Gew.-% (berechnet als das entsprechende Element), bezogen auf das Gewicht der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten.
Der Eisengehalt in den Partikeln ist der Rest und ist vorzugsweise 50 bis 99 Gew.-%, bevorzugter 60 bis 95 Gew.-% (berechnet als Fe), bezogen auf das Gewicht der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten.
In Anbetracht der ausgezeichneten Haltbarkeit des magnetischen Aufzeichnungsmediums ist es bevorzugt, als magnetische Partikel magnetische nadelförmige Metallpartikel zu verwenden, die Eisen als Hauptkomponente enthalten und die Aluminium in einer Menge von 0,05 bis 10 Gew.-% (berechnet als Al), bezogen auf das Gewicht der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten, wobei das Aluminium innerhalb des Partikels vorliegt.
Bevorzugter ist es, als magnetische Partikel magnetische nadelförmige Metallpartikel zu verwenden, die Eisen als Hauptkomponente enthalten und die Al in einer Menge von 0,05 bis 10 Gew.-% (berechnet als Al), bezogen auf das Gewicht der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, und ein Seltenerd- Metall, z. B. Nd, La und Y, in einer Menge von 0,05 bis 10 Gew.-% (berechnet als Element), bezogen auf das Gewicht der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, enthalten. Magnetische nadelförmige Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten und Al und Nd darin enthalten, sind sogar noch bevorzugter.
Wenn ein magnetisches Aufzeichnungsmedium hergestellt wird, in dem als die magnetischen Partikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten, und die Aluminium in einer Menge von nicht weniger als 0,05 Gew.-% (berechnet als Al), bezogen auf der Gewicht der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, enthalten, verwendet werden, ist die Haltbarkeit desselben verbesserter, da das Harz- Adsorptionsvermögen der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten und die Aluminium enthalten, verbesserter ist. Wenn der Aluminium-Gehalt 10 Gew.-% übersteigt, wird der Effekt einer Verbesserung der Haltbarkeit der magnetischen Aufzeichnungsschicht oder des magnetischen Aufzeichnungsmediums beobachtet, allerdings ist der Effekt gesättigt und es ist unnötig mehr Aluminium als notwendig zuzusetzen. Darüber hinaus können die magnetischen Charakteristika der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten, manchmal durch Erhöhung des Aluminium-Gehalts als nicht- magnetische Komponente verschlechtert werden.
Was die existierende Lage von Aluminium mit einen Gehalt von üblicherweise 0,05 bis 10 Gew.-% (berechnet als Al), bezogen auf das Gewicht der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten, angeht, so kann es gleichmäßig nur im Kern oder den inneren Bereichen und/oder im Oberflächenbereich der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten, enthalten sein. Alternativ kann Aluminium ungefähr gleichmäßig in den magnetischen nadelförmigen Metallpartikeln, die Eisen als Hauptkomponente enthalten, vom Kernbereich bis zur Oberfläche enthalten sein. An den Oberflächen der Partikel kann eine Aluminium-Überzugsschicht ausgebildet sein. Außerdem können beliebige dieser Positionen kombiniert sein. Was den Effekt der Verbesserung der Oberflächeneigenschaften der magnetischen Aufzeichnungsschicht oder die Haltbarkeit des magnetischen Aufzeichnungsmediums angeht, so sind magnetische nadelförmige Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten, und die Aluminium gleichmäßig vom Kernbereich bis zur Oberfläche enthalten und mit einer Aluminium-Überzugsschicht überzogen sind, bevorzugter.
Die magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten und die Aluminium in den Partikeln enthalten, werden, wie es wohlbekannt ist, hergestellt, indem eine Aluminium-Verbindung in einer geeigneten Stufe während des Verfahrens zur Herstellung nadelförmiger Goethit-Partikel zugesetzt wird, um nadelförmige Goethit-Partikel herzustellen, die Aluminium in gewünschten Bereichen der Partikel enthalten, und indem die erhaltenen nadelförmigen Goethit-Partikel oder nadelförmige Hämatit-Partikel, die Aluminium in gewünschten Bereichen innerhalb der Partikel enthalten, die durch Wärme-Dehydratisierung der nadelförmigen Goethit-Partikel bei einer Temperatur von 300 bis 500ºC produziert werden, in der Wärme reduziert werden.
Die magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten und die mit Aluminium überzogen sind, werden hergestellt, indem die nadelförmigen Goethit- Partikel, die mit einem Aluminiumoxid oder -hydroxid überzogen sind, oder die nadelförmigen Hämatit-Partikel, die mit dem Aluminiumoxid oder -hydroxid überzogen sind und die durch Dehydratisieren der nadelförmigen Goethit-Partikel bei einer Temperatur von 300 bis 500ºC erhalten werden, in der Wärme reduziert werden.
Die magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten und die in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, haben einen durchschnittlichen Hauptachsendurchmesser von üblicher 0,01 bis 0,50 um, vorzugsweise 0,03 bis 0,30 um, einen durchschnittlichen Nebenachsendurchmesser von üblicherweise 0,0007 bis 0,17 um, vorzugsweise 0,002 bis 0,10 um, und ein Dimensionsverhältnis von üblicherweise nicht kleiner als 3 : 1, vorzugsweise nicht kleiner als 5 : 1. Die Obergrenze des Dimensionsverhältnisses ist in Anbetracht der Dispergierbarkeit im Vehikel üblicherweise 15 : 1, vorzugsweise 10 : 1. Die Gestalt des magnetischen nadelförmigen Metallpartikels, das Eisen als Hauptkomponente enthält, kann nicht nur nadelförmig, sondern auch spindelförmig, reiskornförmig oder dgl. sein.
Die geometrische Standardabweichung des Hauptachsendurchmessers der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten und die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, ist vorzugsweise nicht größer als 2,50. Wenn sie 2,5 überschreitet, üben die vorhandenen groben Partikel einen nachteiligen Einfluß auf die Oberflächenglätte der magnetischen Aufzeichnungsschicht aus. Unter dem Gesichtspunkt der industriellen Produktivität ist die Untergrenze der geometrischen Standardabweichung für den Hauptachsendurchmesser vorzugsweise 1,01.
Das Harz-Adsorptionsvermögen der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten, die Aluminium enthalten und in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, ist üblicherweise nicht kleiner als 65%, vorzugsweise nicht kleiner als 68%, bevorzugter nicht kleiner als 70%.
Was die magnetischen Eigenschaften der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten und die in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, angeht, so ist die Koerzitivkraft üblicherweise 800 bis 3500 Oe, vorzugsweise 900 bis 3500 Oe, bevorzugter 1000 bis 3500 Oe, und ist die Sättigungsmagnetisierung üblicherweise 100 bis 170 emu/g, vorzugsweise 110 bis 170 emu/g, wenn man die Eigenschaften wie z. B. eine hochdichte Aufzeichnung in Betracht zieht.
Als Bindemittelharz für die magnetische Aufzeichnungsschicht ist dasselbe Bindemittelharz wie das, das zur Herstellung der nicht-magnetischen Grundierungsschicht verwendet wird, verwendbar.
Der Mischungsanteil der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten, in dem Bindemittelharz in der magnetischen Aufzeichnungsschicht ist üblicherweise 200 bis 2000 Gew.-Teile, vorzugsweise 300 bis 1500 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Bindemittelharzes.
Es ist möglich ein Gleitmittel, ein Poliermittel, ein Antistatikum, usw., die allgemein zur Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums verwendet werden, der magnetischen Aufzeichnungsschicht zuzusetzen.
Die Dicke der magnetischen Aufzeichnungsschicht, die durch Auftragen der magnetischen Beschichtungszusammensetzung auf die Oberfläche der nicht-magnetischen Grundierungsschicht erhalten und getrocknet wird, liegt üblicherweise im Bereich von 0,01 bis 5,0 um. Wenn die Dicke weniger als 0,01 um ist, kann ein gleichmäßiger Überzug schwierig werden, so daß ein ungünstiges Phänomen wie z. B. Unebenheit an der Beschichtungsoberfläche beobachtet wird. Wenn dagegen die Dicke 5,0 um übersteigt, kann infolge des Einflusses von Diamagnetismus schwierig werden, gewünschte Signalaufzeichnungseigenschaften zu erhalten. Die bevorzugte Dicke liegt im Bereich von 0,05 bis 1,0 um.
Im Fall einer Verwendung der nadelförmigen Hämatit-Partikel, wie sie im ersten Aspekt als nicht-magnetische Partikel definiert sind, hat das magnetische Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung eine Koerzitivkraft von üblicherweise 800 bis 3500 Oe, vorzugsweise von 900 bis 3500 Oe, bevorzugter von 1000 bis 3500 Oe; eine Rechteckigkeit (restliche magnetische Flußdichte Br/magnetische Sättigungsflußdichte Bm) von üblicherweise 0,85 bis 0,95, vorzugsweise 0,86 bis 0,95; einen Glanz (des Überzugsfilms) von üblicherweise 200 bis 300%, vorzugsweise 210 bis 300%; eine Oberflächenrauheit Ra (des Überzugsfilms) von üblicherweise nicht mehr als 10,0 nm, vorzugsweise 2,0 bis 9,0 nm, bevorzugt 2,0 bis 8,0 nm; einen Young'schen Elastizitätsmodul (relativer Wert bezüglich eines im Handels erhältlichen Videobandes: AV T-120, hergestellt von Victor Company of Japan, Limited) von üblicherweise nicht kleiner als 129, vorzugsweise nicht kleiner als 132; und einen linearen Adsorptionskoeffizienten (des Überzugsfilms) von üblicherweise 1,1 bis 2,00 um&supmin;¹, vorzugsweise 1,20 bis 2,0 um&supmin;¹. Was die Haltbarkeit angeht, so ist die Laufdauer des magnetischen Aufzeichnungsmediums üblicherweise nicht weniger als 17 Minuten, vorzugsweise nicht weniger als 20 Minuten, bevorzugter nicht weniger als 22 Minuten. Die Kratzfestigkeit des magnetischen Aufzeichnungsmediums ist üblicherweise A oder B, vorzugsweise A, wenn die Kratzfestigkeit in vier Klassen eingeteilt wird: A (keine Kratzer), B (wenig Kratzer), C (viele Kratzer) und D (sehr viele Kratzer). Außerdem sind die Antikorrosionseigenschaften des magnetischen Aufzeichnungsmediums nicht mehr als 10,0%, vorzugsweise nicht mehr als 9,5%, wenn sie durch die prozentuale Änderung der Koerzitivkraft Hc (%) angegeben werden, und nicht mehr als 10,0%, vorzugsweise nicht mehr als 9,5%, wenn sie durch die prozentuale Änderung der Sättigungsmagnetisierung Bm (%) angegeben werden.
Im Fall einer Verwendung der nadelförmigen Hämatit-Partikel, wie sie im zweiten Aspekt als nicht-magnetische Partikel definiert sind, hat das magnetische Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung eine Koerzitivkraft von üblicherweise 800 bis 3500 Oe, vorzugsweise von 900 bis 3500 Oe, bevorzugter von 1000 bis 3500 Oe; eine Rechteckigkeit (restliche magnetische Flußdichte Br/magnetische Sättigungsflußdichte Bm) von üblicherweise 0,85 bis 0,95, vorzugsweise 0,86 bis 0,95; einen Glanz (des Überzugsfilms) von üblicherweise 205 bis 300%, vorzugsweise von 215 bis 300%; eine Oberflächenrauheit Ra (des Überzugsfilms) von üblicherweise nicht mehr als 9,5 nm, vorzugsweise 2,0 bis 8,5 nm, bevorzugter 2,0 bis 7,5 nm; einen Young'schen Elastizitätsmodul (relativer Wert bezüglich eines im Handel erhältlichen Videobandes: AV T-120, hergestellt von Victor Company of Japan, Limited) von üblicherweise nicht kleiner als 129, vorzugsweise nicht kleiner als 132; und einen linearen Adsorptionskoeffizienten (des Überzugsfilms) von üblicherweise 1,10 bis 2,00 um&supmin;¹, vorzugsweise 1,20 bis 2,00 um&supmin;¹. Was die Haltbarkeit angeht, so ist die Laufdauer des magnetischen Aufzeichnungsmediums üblicherweise nicht weniger als 19 Minuten, vorzugsweise nicht weniger als 21 Minuten, bevorzugter nicht weniger als 23 Minuten. Die Kratzfestigkeit des magnetischen Aufzeichnungsmediums ist üblicherweise A oder B, vorzugsweise A, wenn diese in vier Klassen eingeteilt wird: A (keine Kratzer), B (wenig Kratzer), C (viele Kratzer) und D (sehr viele Kratzer). Außerdem sind die Antikorrosionseigenschaften des magnetischen Aufzeichnungsmediums nicht größer als 10,0%, vorzugsweise nicht größer als 9,5%, wenn sie durch die prozentuale Änderung der Koerzitivkraft Hc (%) dargestellt werden, und nicht größer als 10,0%, vorzugsweise nicht größer als 9,5%, wenn sie durch die prozentuale Änderung der Sättigungsmagnetisierung Bm (%) dargestellt werden.
Im Fall einer Verwendung der nadelförmigen Hämatit-Partikel, wie sie im ersten Aspekt als nicht-magnetische Partikel definiert sind, und der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten, die Aluminium enthalten, als magnetische Partikel, hat das magnetische Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung eine Koerzitivkraft von üblicherweise 800 bis 3500 Oe; eine Rechteckigkeit (restliche magnetische Flußdichte Br/magnetische Sättigungsflußdichte Bm) von üblicherweise 0,85 bis 0,95, vorzugsweise 0,86 bis 0,95; einen Glanz (des Überzugsfilms) von üblicherweise 200 bis 300%, vorzugsweise 210 bis 300%; eine Oberflächenrauheit Ra (des Überzugsfilms) von üblicherweise nicht größer als 10,0 nm, vorzugsweise 2,0 bis 9,0 nm, bevorzugter 2,0 bis 8,0 nm; einen Young'schen Elastizitätsmodul (relativer Wert bezüglich eines im Handel erhältlichen Videobandes: AV T-120, hergestellt von Victor Company of Japan, Limited) von üblicherweise nicht kleiner als 129, vorzugsweise nicht kleiner als 132; und einen linearen Adsorptionskoeffizienten (des Überzugsfilms) von üblicherweise 1,10 bis 2,00 u&supmin;¹, vorzugsweise 1,20 bis 2,00 um&supmin;¹. Was die Haltbarkeit angeht, so ist die Laufdauer des magnetischen Aufzeichnungsmediums üblicherweise nicht weniger als 20 Minuten, vorzugsweise nicht weniger als 22 Minuten, bevorzugter nicht weniger als 25 Minuten. Die Kratzfestigkeit des magnetischen Aufzeichnungsmediums ist üblicherweise A oder B, vorzugsweise A, wenn die Kratzfestigkeit in vier Klassen eingeteilt ist: A (keine Kratzer), B (wenig Kratzer), C (viele Kratzer) und D (sehr viele Kratzer). Außerdem sind die Antikorrosionseigenschaften des magnetischen Aufzeichnungsmediums nicht größer als 10,0%, vorzugsweise nicht größer als 9,5%, wenn sie durch die prozentuale Änderung der Koerzitivkraft Hc (%) dargestellt werden, und nicht größer als 10,0%, vorzugsweise nicht größer als 9,5 g, wenn sie durch die prozentuale Änderung der Sättigungsmagnetisierung Bm (%) dargestellt werden.
Im Fall einer Verwendung der nadelförmigen Hämatit-Partikel, wie sie im zweiten Aspekt definiert sind, als nicht- magnetische Partikel und der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten und die Aluminium enthalten, als magnetische Partikel hat das magnetische Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung eine Koerzitivkraft von üblicherweise 800 bis 3500 Oe, vorzugsweise 900 bis 3500 Oe, bevorzugter 1000 bis 3500 Oe; eine Rechteckigkeit (restliche magnetische Flußdichte Br/magnetische Sättigungsflußdichte Bm) von üblicherweise von 0,85 bis 0,95, vorzugsweise 0,86 bis 0,95; einen Glanz (des Überzugsfilms) von üblicherweise 205 bis 300%, vorzugsweise 215 bis 300%; eine Oberflächenrauheit Ra (des Überzugsfilms) von üblicherweise nicht mehr als 9,5 nm, vorzugsweise 2,0 bis 8,5 nm, bevorzugter 2,0 bis 7,5 nm; einen Young'schen Elastizitätsmodul (relativer Wert bezüglich eines im Handel erhältlichen Videobandes: AV T 120, hergestellt von Victor Company of Japan, Limited) von üblicherweise nicht kleiner als 129, vorzugsweise nicht kleiner als 132; und einen linearen Adsorptionskoeffizienten (des Überzugsfilms) von üblicherweise 1,10 bis 2,00 um&supmin;¹, vorzugsweise 1,20 bis 2,00 um&supmin;¹. Was die Haltbarkeit angeht, so ist die Laufdauer des magnetischen Aufzeichnungsmediums üblicherweise nicht weniger als 22 Minuten, vorzugsweise nicht weniger als 24 Minuten, bevorzugter nicht weniger als 26 Minuten, Die Kratzfestigkeit des magnetischen Aufzeichnungsmediums ist üblicher A oder B, vorzugsweise A, wenn diese in vier Klasse eingeteilt ist: A (keine Kratzer), B (wenig Kratzer), C (viele Kratzer) und D (sehr viele Kratzer). Außerdem sind die Antikorrosionseigenschaften des magnetischen Aufzeichnungsmediums nicht größer als 10,0%, vorzugsweise nicht größer als 9,5%, wenn sie durch die prozentuale Änderung der Koerzitivkraft Hc (%) dargestellt werden und nicht größer als 10,0%, vorzugsweise nicht größer als 9,5%, wenn sie durch die prozentuale Änderung der Sättigungsmagnetisierung Bm (%) dargestellt werden.
Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung nadelförmiger Hämatit-Partikel, die im wesentlichen gleichmäßig Zirkonium enthalten, das im Partikel vorliegt, gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Zuerst wird ein Verfahren zur Herstellung nadelförmiger Goethit-Partikel, die im wesentlichen gleichmäßig Zirkonium enthalten, das im Partikel enthalten ist, als Ausgangspartikel für nadelförmige Hämatit-Partikel, die im wesentlichen gleichmäßig Zirkonium enthalten, das im Partikel gemäß der vorliegenden Erfindung vorliegt.
Die nadelförmigen Goethit-Partikel, die im wesentlichen gleichmäßig Zirkonium enthalten, das innerhalb des Partikels vorliegt, können hergestellt werden, indem eine Zirkonium- Verbindung in einer Suspension in einer Menge von 0,04 bis 40 mol-% (berechnet als Zr), bezogen auf das Mol Fe, enthalten gelassen wird, wobei die Suspension Eisenenthaltende Präzipitate, z. B. Hydroxide oder Carbonate von Eisen enthält, wobei die Suspension durch Reaktion eines Eisen(II)-salzes mit Alkalihydroxid, Alkalicarbonat oder beidem erhalten wird, bevor ein Sauerstoff-haltiges Gas wie z. B. Luft durch die Suspension geführt wird, um die nadelförmigen Goethit-Partikel zu bilden, was im folgenden noch beschrieben wird. Spezifischer ausgedrückt, die Zirkonium-Verbindung kann vorher zur der wäßrigen Eisen(II)- salz-Lösung, der wäßrigen Alkalihydroxid-Lösung, der wäßrigen Alkalicarbonat-Lösung oder den Eisen-enthaltendn Präzipitaten gegeben werden. Dabei ist der Zusatz zu der wäßrigen Eisen(II)-salz-Lösung am stärksten bevorzugt.
Als Zirkonium-Verbindung können Zirkoniumsulfat, Zirkoniumoxysulfat, Zirkoniumchlorid, Zirkoniumnitrat, Zirkoniumacetat oder dgl. verwendet werden.
Die so erhaltenen nadelförmigen Goethit-Partikel sind Partikel, in denen Zirkonium im wesentlichen im gesamten Partikel vom Mittelbereich bis zum Oberflächenbereich eingearbeitet ist.
Nadelförmige Goethit-Partikel werden nach einem gängigen Verfahren hergestellt:
(A) ein Verfahren, bei dem eine Suspension, die einen pH-Wert von nicht kleiner als 11 hat und die kolloidale Eisen(II)- hydroxid-Partikel enthält, die erhalten wird, indem nicht weniger als ein Äquivalent einer Alkalihydroxid-Lösung zu einer wäßrigen Eisen(II)-salz-Lösung gegeben wird, oxidiert wird, indem ein Sauerstoff-haltiges Gas bei einer Temperatur von nicht über 80ºC durchgeleitet wird;
(B) ein Verfahren, bei dem spindelförmige Goethit-Partikel hergestellt werden, indem eine Suspension, die FeCO&sub3; enthält und die durch Reaktion einer wäßrigen Eisen(II)-salz-Lösung mit einer wäßrigen Alkalicarbonat-Lösung erhalten wird, oxidiert wird, indem ein Sauerstoff-haltiges Gas nach Altern der Suspension, wenn notwendig, durchgeleitet wird;
(C) ein Verfahren, bei dem spindelförmige Goethit-Partikel hergestellt werden, indem eine Suspension, die Eisenenthaltende Präzipitate enthält und die durch Umsetzung einer wäßrigen Eisen(II)-salz-Lösung mit einer wäßrigen Alkalicarbonat-Lösung und einer Alkalihydroxid-Lösung erhalten wird, oxidiert wird, indem ein Sauerstoff-haltiges Gas nach Alterung der Suspension, wenn notwendig, durchgeleitet wird;
(D) ein Verfahren, bei dem nadelförmige Goethit-Keimpartikel wachsen gelassen werden, indem eine Eisen(II)-hydroxid- Lösung, die kolloidale Eisen(II)-hydroxid-Partikel enthält und die durch Zusatz von weniger als einem Äquivalent einer Alkalihydroxid-Lösung oder einer Alkalicarbonat-Lösung zu einer wäßrigen Eisen(II)-salz-Lösung erhalten wird, oxidiert wird, indem ein Sauerstoff-haltiges Gas durchgeleitet wird, wodurch nadelförmige Goethit-Keimpartikel produziert werden, wobei nicht weniger als ein Äquivalent einer Alkalihydroxid- Lösung zu dem Fe²&spplus; in der wäßrigen Eisen(II)-salz-Lösung, zu der wäßrigen Eisen(II)-salz-Lösung, die die nadelförmigen Goethit-Keimpartikel enthält, gegeben wird und Sauerstoffhaltiges Gas in die wäßrige Eisen(II)-salz-Lösung geführt wird;
(E) ein Verfahren, bei dem nadelförmige Goethit-Keimpartikel wachsen gelassen werden, indem eine Eisen(II)-hydroxid- Lösung, die kolloidales Eisen(II)-hydroxid-Partikel enthält und die durch Zugeben von weniger als einem Äquivalent einer Alkalihydroxid-Lösung oder einer Alkalicarbonat-Lösung zu einer wäßrigen Eisen(II)-salz-Lösung erhalten wird, oxidiert wird, indem Sauerstoff-haltiges Gas durchgeleitet wird, wodurch nadelförmige Goethit-Keimpartikel gebildet werden, wobei nicht weniger als ein Äquivalent einer wäßrigen Alkalicarbonat-Lösung zu dem Fe²&spplus; in der wäßrigen Eisen(II)- salz-Lösung, die die nadelförmigen Goethit-Keimpartikel enthält, gegeben wird und ein Sauerstoff-haltiges Gas in die wäßrige Eisen(II)-salz-Lösung geleitet wird; und
(F) ein Verfahren, bei dem nadelförmige Goethit-Keimpartikel wachsen gelassen werden, indem eine Eisen(II)-hydroxid- Lösung, die kolloidale Eisen(II)-hydroxid-Partikel enthält und die erhalten wird, indem weniger als ein Äquivalent einer Alkalihydroxid-Lösung oder einer Alkalicarbonat-Lösung zu einer wäßrigen Eisen(II)-salz-Lösung gegeben wird, oxidiert wird, indem ein Sauerstoff-haltiges Gas hindurchgeleitet wird, wodurch nadelförmige Goethit-Keimpartikel gebildet werden, und wobei die erhaltenen nadelförmigen Goethit- Keimpartikel in saurem oder neutralem Bereich wachsen gelassen werden.
Andere Elemente als Fe und Zr, z. B. Ni, Zn, P und Si, die im allgemeinen zugesetzt werden, um verschiedene Eigenschaften der Partikel zu verstärken, z. B. den Hauptachsendurchmesser, den Nebenachsendurchmesser und das Dimensionsverhältnis, können während des Reaktionssystems zur Herstellung der Goethit-Partikel zugesetzt werden.
Die erhaltenen nadelförmigen Goethit-Partikel haben einen durchschnittlichen Hauptachsendurchmesser von üblicherweise 0,005 bis 0,4 um, einen durchschnittlichen Nebenachsendurchmesser von üblicherweise 0,0025 bis 0,20 um und eine spezifische Oberfläche nach BET von etwa üblicherweise 50 bis 250 m²/g und enthalten lösliche Natriumsalze in einer Menge von üblicherweise 300 bis 1500 ppm (berechnet als Na) und normalerweise lösliche Sulfate in einer Menge von 100 bis 3000 ppm (berechnet als SO&sub4;).
Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung nadelförmiger Hämatit-Partikel beschrieben, die Zirkonium im wesentlichen gleichmäßig im Partikel enthalten.
Die nadelförmigen Hämatit-Partikel, die im wesentlichen gleichmäßig Zirkonium im Partikel enthalten, können durch Wärme-Dehydratisierung der oben genannten nadelförmigen Goethit-Partikel, die im wesentlichen gleichmäßig Zirkonium im Partikel enthalten, hergestellt werden.
Die Temperatur der Wärme-Dehydratisierung ist vorzugsweise 250 bis 850ºC. Um hochdichte nadelförmige Hämatit-Partikel, die Zirkonium im wesentlichen gleichmäßig im Partikel enthalten, zu erhalten, ist die Temperatur der Wärme- Dehydratisierung vorzugsweise 550 bis 800ºC.
Speziell wenn die Wärme-Dehydratisierung bei erhöhter Temperatur in einer Höhe von weniger als 550ºC durchgeführt wird, ist es bevorzugt, daß die Oberfläche der nadelförmigen Goethit-Partikel vor der Wärme-Dehydratisierung mit einem Sinterschutzmittel, wie es auf diesem Gebiet bekannt ist, überzogen werden.
Als Sinterschutzmittel sind Sinterschutzmittel verwendbar, die im allgemeinen eingesetzt werden. Als Beispiele können genannt werden: Phosphor-Verbindungen wie z. B. Natriumhexametaphosphat, Polyphosphorsäure und Orthophosphorsäure, Silicium-Verbindungen, z. B. #3 Wasserglas, Natriumorthosilicat, Natriummetasilicat und kolloidales Siliciumdioxid, Bor-Verbindungen wie z. B. Borsäure, Aluminium-Verbindungen, einschließlich Aluminiumsalze wie Aluminiumacetat, Aluminiumsulfat, Aluminiumchlorid und Aluminiumnitrat, Alkalialuminate, z. B. Natriumaluminat und Aluminium-Verbindungen wie z. B. Aluminiumoxidsol und Aluminiumhydroxid, und Titan- Verbindungen wie z. B. Titanylsulfat.
Die Menge des Sinterschutzmittels, die auf die Oberflächen der nadelförmigen Goethit-Partikel aufgebracht wird, ist etwa 0,05 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Partikel, obgleich die Menge in Abhängigkeit von der Art des verwendeten Sinterschutzmittels, vom pH-Wert der wäßrigen Alkalilösung oder verschiedenen Bedingungen wie z. B. Wärmebehandlungstemperatur oder dgl. variiert.
Die nadelförmigen Goethit-Partikel, deren Oberflächen mit Sinterschutzmittel überzogen werden, können üblicherweise ein lösliches Natriumsalz in einer Menge von 500 bis 2000 ppm (berechnet als Na) und ein lösliches Sulfat in einer Menge von 300 bis 3000 ppm (berechnet als SO&sub4;) enthalten und haben eine spezifische Oberfläche nach BET von etwa 50 bis etwa 250 m²/g. Die Überzugsbehandlung mit dem Sinterschutzmittel kann durchgeführt werden, indem das Sinterschutzmittel zu einer Wassersuspension, die die nadelförmigen Goethit- Partikel enthält, gegeben wird, die Suspension unter Rühren vermischt wird und die Suspension dann einer Filtration unterzogen wird, mit Wasser gewaschen und getrocknet wird.
Um nadelförmige Hämatit-Partikel hoher Dichte zu erhalten, die anschließend die Partikelform nadelförmiger Goethit- Partikel beibehalten können, ist es bevorzugt, daß die nadelförmigen Goethit-Partikel, deren Oberflächen vorher mit Sinterschutzmittel überzogen wurden, bei einer Temperatur, die mit 250 bis 500ºC niedrig ist, wärmebehandelt werden, um nadelförmige Hämatit-Partikel geringer Dichte zu erhalten, die darin Zirkonium enthalten; dann werden die erhaltenen nadelförmigen Hämatit-Partikel niedriger Dichte bei einer Temperatur, die mit 550 bis 850ºC hoch ist, wärmebehandelt.
Wenn die Temperatur zur Wärmebehandlung der Goethit-Partikel niedriger als 250ºC ist, beansprucht die Dehydratisierungsreaktion lange Zeit. Wenn dagegen die Temperatur nicht unter 500ºC liegt, läuft die Dehydratisierungsreaktion abrupt ab, so daß es schwierig ist, die Gestalt beizubehalten, da zwischen den Partikeln ein Sintern verursacht wird. Die nadelförmigen Hämatit-Partikel niedriger Dichte, die durch die Wärmebehandlung der nadelförmigen Goethit-Partikel bei niedriger Temperatur erhalten werden, sind Partikel niedriger Dichte, die eine große Anzahl von Dehydratisierungsporen haben, durch welche H&sub2;O aus den nadelförmigen Goethit-Partikeln entfernt wird, und die spezifische Oberfläche nach BET ist etwa 1,2- bis 2- mal größer als die der nadelförmigen Goethit-Partikel als Vorstufe.
Die nadelförmigen Hämatit-Partikel niedriger Dichte haben einen durchschnittlichen Hauptachsendurchmesser von üblicherweise 0,005 bis 0,30 um, einen durchschnittlichen Hauptachsendurchmesser von üblicherweise 0,0025 bis 0,15 um und eine spezifische Oberfläche nach BET (SBET) von üblicherweise 70 bis 350 m²/g; sie enthalten normalerweise lösliche Natriumsalze in einer Menge von üblicherweise 500 bis 2000 ppm (berechnet als Na) und lösliche Sulfate in einer Menge von 300 bis 4000 ppm (berechnet als SO&sub4;).
Die nadelförmigen Hämatit-Partikel niedriger Dichte werden dann bei einer Temperatur von üblicherweise 550 bis 850ºC, vorzugsweise 550 bis 800ºC wärmebehandelt, um nadelförmige Hämatit-Partikel hoher Dichte zu erhalten. Wenn die Wärmebehandlungstemperatur unter 550ºC liegt, kann, da die Verdichtung unzureichend sein kann, eine große Zahl von Dehydratisierungsporen innerhalb der nadelförmigen Hämatit- Partikel und an der Oberfläche der nadelförmigen Hämatit- Partikel vorliegen, so daß die Dispersion im Vehikel ungenügend werden kann. Wenn die nicht-magnetische Grundierungsschicht aus diesen Partikeln gebildet wird, kann es außerdem schwierig werden, einen Überzugsfilm mit glatter Oberfläche zu erhalten. Wenn dagegen die Temperatur 850ºC übersteigt, kann, obgleich die Verdichtung der nadelförmigen Hämatit-Partikel unzureichend sein kann, da ein Sintern an und zwischen Partikeln verursacht wird, die Partikelgröße ansteigen, so daß es schwierig sein kann, einen Überzugsfilm mit glatter Oberfläche zu erhalten.
Die spezifische Oberfläche nach BET für die nadelförmigen Hämatit-Partikel hoher Dichte ist üblicherweise etwa 35 bis 150 m²/g. Die nadelförmigen Hämatit-Partikel hoher Dichte enthalten lösliche Natriumsalze in einer Menge von üblicherweise 300 bis 4000 ppm (berechnet als Na) und lösliche Sulfate in einer Menge von üblicherweise 300 bis 5000 ppm (berechnet als SO&sub4;).
Die nadelförmigen Hämatit-Partikel, die im wesentlichen gleichmäßig Aluminium innerhalb des Partikels enthalten können, werden durch ein Trockenverfahren desaggregiert und in eine Aufschlämmung übergeführt. Die groben Partikel davon, die in der Aufschlämmung enthalten sind, werden durch ein Naßverfahren desagglomeriert. Bei der Naß-Desagglomeration wird eine Kugelmühle, Sandmühle, Kolloidmühle oder dgl. verwendet, bis die groben Partikel, die eine Partikelgröße von mindestens 44 um haben, im wesentlichen entfernt sind. D. h. die Naßpulverisierung wird durchgeführt, bis die Menge der groben Partikel, die eine Partikelgröße von nicht weniger als 44 um haben, üblicherweise nicht mehr als 10 Gew.-%, vorzugsweise nicht mehr als 5 Gew.-%, noch bevorzugter 0 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Partikel, wird. Wenn die Menge der groben Partikel, die eine Partikelgröße von nicht weniger als 44 um haben, mehr als 10 Gew.-% ist, wird der Effekt der Wärmebehandlung der Partikel in der wäßrigen Alkali-Lösung im nächsten Schritt nicht erreicht.
Die nadelförmigen Hämatit-Partikel gemäß der vorliegenden Erfindung können hergestellt werden, indem eine wäßrige Alkali-Lösung zu einer Wassersuspension, die nadelförmige Hämatit-Partikel enthält, gegeben wird, so daß der pH-Wert der Wassersuspension auf nicht weniger als 13 eingestellt wird, und die Wassersuspension bei üblicherweise nicht weniger als 80ºC, vorzugsweise bei 80 bis 103ºC wärmebehandelt wird, worauf sich ein Filtrieren, Waschen mit Wasser und Trocknen anschließt.
Die Konzentration der alkalischen Suspension, die die nadelförmigen Hämatit-Partikel enthält und einen pH-Wert von 13 hat, ist vorzugsweise 50 bis 250 g/l.
Was die oben beschriebene wäßrige Alkali-Lösung angeht, so können wäßrige Lösungen verwendet werden, die Alkalihydroxide, z. B. Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Calciumhydroxid oder ähnliche enthalten.
Wenn der pH-Wert der wäßrigen Alkali-Lösung, die die nadelförmigen Hämatit-Partikel enthält, niedriger als 13 ist, ist es schwierig, die Feststoffvernetzung wirksam zu entfernen, welche durch das Sinterschutzmittel, das an den Oberflächen der nadelförmigen Hämatit-Partikel vorliegt, verursacht wird, so daß es schwierig ist, das lösliche Natriumsalz, das lösliche Sulfat, usw., die in den Partikeln und an den Oberflächen der Partikel vorliegen, auszuwaschen. Die Obergrenze des pH-Werts ist etwa 14. In Anbetracht des Effektes einer Entfernung der Feststoffvernetzung, der durch das Sinterschutzmittel verursacht wird, das an der Oberfläche der nadelförmigen Hämatit-Partikel vorliegt, z. B. des Effektes einer Entfernung des Alkali, das an den Oberflächen nadelförmiger Hämatit-Partikel haftet, im Verfahren der Behandlung mit der wäßrigen Alkali-Lösung liegt der bevorzugte pH-Wert im Bereich von 13,1 bis 13,8.
Die Erwärmungstemperatur in der wäßrigen Alkali-Suspension ist vorzugsweise 80 bis 103ºC, bevorzugter 90 bis 100ºC. Wenn die Temperatur unter 80ºC liegt, ist es schwierig, die Feststoffvernetzung zu entfernen, was durch das Sinterschutzmittel, das an den Oberflächen der nadelförmigen Hämatit-Partikel vorliegt, verursacht wird. Wenn die Erwärmungstemperatur 103ºC übersteigt, ist dies, obgleich es möglich ist, die Feststoffvernetzung wirksam zu entfernen, unter industriellem Gesichtspunkt nicht vorteilhaft, da ein Autoklav notwendig ist oder die behandelte Lösung unter Normaldruck siedet.
Die nadelförmigen Hämatit-Partikel, die in der wäßrigen Alkali-Suspension wärmebehandelt wurden, werden danach abfiltriert und nach einem gängigen Verfahren mit Wasser gewaschen, um so das lösliche Natriumsalz und das lösliche Sulfat zu entfernen, die aus dem Inneren oder von den Oberflächen der Partikel ausgewaschen werden, und um das Alkali, das an den Oberflächen der nadelförmigen Hämatit- Partikel im Verfahren der Behandlung mit wäßriger Alkali- Lösung haftet, zu entfernen; danach werden sie getrocknet.
Was das Verfahren des Waschens der nadelförmigen Hämatit- Partikel mit Wasser angeht, so wird ein gängiges Verfahren, das in allgemeinen industriell eingesetzt wird, z. B. das Dekantierungsverfahren, ein Verdünnungsverfahren unter Verwendung eines Filtrierverdickungsmittels und ein Verfahren des Einleitens von Wasser in eine Filtrierpresse, angewendet.
Wenn das lösliche Natriumsalz und das lösliche Sulfat, die in den nadelförmigen Hämatit-Partikeln enthalten sind, mit Wasser ausgewaschen werden, können das lösliche Natriumsalz und das lösliche Sulfat in einfacher Weise durch Waschen mit Wasser entfernt werden, selbst wenn lösliches Natriumsalz und lösliches Sulfat an den Oberflächen haften, wenn die Oberflächen der nadelförmigen Hämatit-Partikel mit einem Überzugsmaterial überzogen sind.
Die nadelförmigen Hämatit-Partikel gemäß der vorliegenden Erfindung können mit mindestens einer Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe bestehend Aluminiumhydroxiden, Aluminiumoxiden, Siliciumhydroxiden und Siliciumoxiden, überzogen werden, nachdem sie in der wäßrigen Alkali- Suspension wärmebehandelt worden waren, überzogen werden, wenn dies erforderlich ist.
Um die nadelförmigen Hämatit-Partikel zu überziehen, wird eine Aluminium-Verbindung und/oder eine Silicium-Verbindung zu einer wäßrigen Suspension, die die nadelförmigen Hämatit- Partikel enthält, gegeben und unter Rühren vermischt. Nach Mischen und Rühren wird der pH-Wert der gemischten Lösung, wenn notwendig, unter Verwendung eines Alkalis oder einer Säure eingestellt. Die nadelförmigen Hämatit-Partikel, die so mit mindestens einer Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminiumhydroxid, Aluminiumoxid, Siliciumhydroxid und Siliciumoxid, überzogen sind, werden dann abfiltriert, mit Wasser gewaschen, getrocknet und pulverisiert. Sie können ferner, wenn notwendig, entlüftet und verdichtet werden.
Als Aluminium-Verbindung für den Überzug sind dieselben Aluminium-Verbindungen wie die, die oben als Sinterschutzmittel beschrieben sind, verwendbar.
Die zugesetzte Menge an Aluminium-Verbindung ist üblicherweise 0,01 bis 50 Gew.-% (berechnet als Al), bezogen auf das Gesamtgewicht der Partikel. Wenn die Menge kleiner als 0,01 Gew.-% ist, kann der die Dispergierbarkeit im Vehikel verbessernde Effekt unzureichend sein. Wenn dagegen die Menge 50 Gew.-% übersteigt, kann der die Dispergierbarkeit verbessernde Effekt gesättigt werden, so daß es sinnlos ist, mehr Aluminium-Verbindung zuzusetzen als notwendig.
Als Silicium-Verbindung sind dieselben Silicium-Verbindungen, wie sie oben als Sinterschutzmittel beschrieben sind, verwendbar.
Die zugegebene Menge an Silicium-Verbindung ist 0,01 bis 50 Gew.-% (berechnet als SiO&sub2;), bezogen auf das Gesamtgewicht der Partikel. Wenn die Menge weniger als 0,01 Gew.-% ist, kann der die Dispergierbarkeit im Vehikel verbessernde Effekt unzureichend sein. Wenn dagegen die Menge 50 Gew.-% übersteigt, wird der die Überzugsdispergierbarkeit verbessernde Effekt gesättigt, so daß es zwecklos ist, mehr Silicium-Verbindung als notwendig zuzusetzen.
Wenn sowohl eine Aluminium-Verbindung als auch eine Silicium- Verbindung verwendet werden, so ist die Menge derselben vorzugsweise 0,01 bis 50 Gew.-% (berechnet als Al und SiO&sub2;), bezogen auf das Gesamtgewicht der Partikel.
Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung des nicht- magnetischen Substrat und des magnetischen Aufzeichnungsmediums gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Das nicht-magnetische Substrat der vorliegenden Erfindung wird durch Ausbilden eines Überzugsfilms auf dem nicht- magnetischen Basisfilm und Trockenen des Überzugsfilms hergestellt. Der Überzugsfilm wird durch Auftragen einer nicht-magnetischen Beschichtungszusammensetzung, die die nadelförmigen Hämatit-Partikel, ein Bindemittelharz und ein Lösungsmittel enthält, auf die Oberfläche des nicht- magnetischen Basisfilms gebildet.
Als Lösungsmittel können Methylethylketon, Toluol, Cyclohexanon, Methylisobutylketon, Tetrahydrofuran, ein Gemisch dieser Lösungsmittel oder dgl. verwendet werden.
Die Gesamtmenge des Lösungsmittels, die verwendet wird, ist 50 bis 1000 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile der nadelförmigen Hämatit-Partikel. Wenn die verwendete Menge des Lösungsmittels kleiner als 50 Gew.-Teile ist, wird die Viskosität der nicht-magnetischen Überzugszusammensetzung, die daraus hergestellt wird zu hoch, wodurch es schwierig wird, die nicht-magnetische Überzugszusammensetzung aufzutragen. Wenn dagegen die verwendete Menge des Lösungsmittels mehr als 100 Gew.-Teile ist, wird die Menge des Lösungsmittels, die während der Bildung des Überzugsfilms verflüchtigt wird, zu groß, wodurch das Überzugsverfahren industriell unvorteilhaft gemacht wird.
Das magnetische Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung kann hergestellt werden, indem eine magnetische Überzugszusammensetzung, die magnetische nadelförmige Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente, ein Bindemittelharz und ein Lösungsmittel enthält, auf die nicht- magnetische Grundierungsschicht aufgetragen wird, worauf sich eine Trocknung unter Bildung einer magnetischen Aufzeichnungsschicht darauf anschließt.
Als Lösungsmittel ist dasselbe Lösungsmittel verwendbar, das zur Herstellung der nicht-magnetischen Grundierungsschicht eingesetzt wird.
Die Gesamtmenge des verwendeten Lösungsmittels ist 65 bis 1000 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel. Wenn die verwendete Menge des Lösungsmittels kleiner als 65 Gew.-Teile ist, wird die Viskosität der daraus hergestellten magnetischen Überzugszusammensetzung zu hoch, wodurch es schwierig wird, die magnetische Überzugszusammensetzung aufzutragen. Wenn dagegen die Menge des verwendeten Lösungsmittel mehr als 1000 Gew.-Teile ist, wird die Menge des Lösungsmittels, die während der Bildung des Überzugsfilms verdampft wird, zu groß, wodurch das Überzugsverfahren industriell ungünstig gemacht wird.
Das Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt in der Tatsache, daß im Fall einer Verwendung nadelförmiger Hämatit-Partikel hoher Dichte, die Zirkonium in einer Menge von 0,05 bis 30 Gew.-% (berechnet als Zr), bezogen auf das Gesamtgewicht der Partikel, enthalten und die einen durchschnittlichen Hauptachsendurchmesser von nicht mehr als 0,3 um, einen pH- Wert von nicht weniger als 8, einen Gehalt an löslichem Natriumsalz von nicht mehr als 300 ppm (berechnet als Na) und einen Gehalt an löslichem Sulfat von nicht mehr als 150 ppm (berechnet als SO&sub4;) haben, als nicht-magnetische Partikel für eine nicht-magnetische Grundierungsschicht, die nicht- magnetische Grundierungsschicht bezüglich der Oberflächenglätte verbessert werden kann und daß dann außerdem das Substrat in der Festigkeit verbessert werden kann, da die nadelförmigen Hämatit-Partikel eine ausgezeichnete Dispergierbarkeit im Vehikel aufweisen; und wenn eine magnetische Aufzeichnungsschicht auf der nicht- magnetischen Grundierungsschicht gebildet wird, kann dann ein magnetisches Aufzeichnungsmedium erhalten werden, in dem die magnetische Aufzeichnungsschicht eine geringe Lichtdurchlässigkeit zeigen kann und das nicht nur eine glatte Oberfläche, eine hohe Festigkeit und eine ausgezeichnete Haltbarkeit aufweist, sondern bei dem auch eine Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften wirksam verhindert werden kann, indem die Korrosion der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten und die in der magnetischen Aufzeichnungsschicht dispergiert sind, verhindert wird.
Darüber hinaus liegt ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung in der Tatsache, daß, wenn eine magnetische Aufzeichnungsschicht unter Verwendung der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten und die Aluminium enthalten, auf der nicht- magnetischen Grundierungsschicht ausgebildet wird, ein magnetisches Aufzeichnungsmedium erhalten werden kann, in dem die magnetische Aufzeichnungsschicht eine geringe Lichtdurchlässigkeit aufweisen kann und das nicht nur eine hohe Festigkeit, eine glatte Oberfläche und eine hervorragende Haltbarkeit zeigen kann, sondern bei dem auch in wirksamer Weise eine Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften verhindert werden kann, indem die Korrosion der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten und Aluminium enthalten und die in der magnetischen Aufzeichnungsschicht dispergiert sind, verhindert werden kann.
Der Grund, warum die Oberflächenglätte der nicht-magnetischen Grundierungsschicht und die Festigkeit des nicht-magnetischen Substrats verbessert werden können, wird wie folgt angenommen. D. h., lösliches Natriumsalz oder lösliches Sulfat, die bewirken, daß die nadelförmigen Hämatit-Partikel hoher Dichte fest vernetzt werden und miteinander agglomerieren, können durch Waschen mit Wasser ausreichend entfernt werden, so daß die nadelförmigen Hämatit-Partikel desagglomeriert werden können in Form im wesentlichen unabhängiger Partikel vorliegen können, wodurch nadelförmige Hämatit-Partikel mit ausgezeichneter Dispergierbarkeit im Vehikel erhalten werden.
Die Tatsache, daß die nadelförmigen Hämatit-Partikel gemäß der vorliegenden Erfindung eine ausgezeichnete Dispergierbarkeit im Vehikel zeigen können, wird im folgenden erläutert.
D. h., die nadelförmigen Goethit-Partikel, die als Ausgangspartikel verwendet werden, werden, wie es oben beschrieben wurde, nach verschiedenen Verfahren produziert. Allerdings liegt bei jedem Verfahren, bei dem Eisen(II)- sulfat als Hauptausgangsmaterial zur Herstellung der nadelförmigen Goethit-Partikel verwendet wird, notwendigerweise eine große Menge an Sulfat [SO&sub4;²&supmin;] in der umgesetzten Aufschlämmung vor.
Insbesondere wenn die Goethit-Partikel in einer Säurelösung produziert werden, werden gleichzeitig wasserlösliche Sulfate, z. B. Na&sub2;SO&sub4;, produziert; die Reaktionsaufschlämmung enthält auch Alkalimetalle, z. B. K&spplus;, NH&sub4;&spplus;, Na&spplus; oder dgl. so daß leicht Präzipitate, die Alkalimetalle oder Sulfate enthalten, gebildet werden können. Die so gebildeten Präzipitate werden durch die Formel RFe&sub3;(SO&sub4;)(OH)&sub6;, worin R K&spplus;, NH&sub4;&spplus; oder Na&spplus; ist, dargestellt. Solche Präzipitate bestehen aus unlöslichen Schwefel-enthaltenden Eisensalzen und können daher nicht bloß durch ein normales Wasserwaschverfahren entfernt werden. Die unlöslichen Salze werden durch die nachfolgende Wärmebehandlung in lösliche Natriumsalze oder lösliche Sulfate umgewandelt. Allerdings bewirken die löslichen Natriumsalze oder die löslichen Sulfate, daß die nadelförmigen Hämatit-Partikel durch Wirkung eines Sinterschutzmittels, das als essentielle Komponente zur Verhinderung der Verformung der nadelförmigen Hämatit- Partikel und des Sinterns zwischen ihnen bei der Hochtemperaturbehandlung zur Verdichtung zugesetzt ist, miteinander vernetzen, und sind fest an der Innenseite oder der Oberfläche der nadelförmigen Hämatit-Partikel gebunden. Somit wird die Agglomeration der nadelförmigen Hämatit- Partikel durch die löslichen Natriumsalze oder die löslichen Sulfate weiter beschleunigt. Das Resultat ist, daß es extrem schwierig wird, speziell solche löslichen Natriumsalze oder löslichen Sulfate, die in den Partikeln oder den agglomerierten Partikeln eingeschlossen sind, durch ein normales Wasserwaschverfahren zu entfernen.
Wenn die nadelförmigen Goethit-Partikel in einer wäßrigen Alkali-Lösung unter Verwendung von Eisen(II)-sulfat und Natriumhydroxid produziert werden, wird gleichzeitig ein Sulfat (Na&sub2;SO&sub4;) gebildet und NaOH ist in der umgesetzten Aufschlämmung enthalten. Da Na&sub2;SO&sub4; und NaOH beide wasserlöslich sind, wird davon ausgegangen, daß diese Verbindungen im wesentlichen durch ausreichendes Waschen der nadelförmigen Goethit-Partikel mit Wasser entfernt werden können. Allerdings werden im allgemeinen die nadelförmigen Goethit-Partikel aufgrund ihrer geringen Kristallisierbarkeit die Wasserwascheffizienz verschlechtern, so daß, selbst wenn die nadelförmigen Goethit-Partikel nach einem üblichen Verfahren mit Wasser gewaschen werden, noch wasserlösliche Komponenten, z. B. lösliche Sulfate [SO&sub4;²&supmin;] oder lösliche Natriumsalze [Na&spplus;] in den nadelförmigen Goethit-Partikeln zurückbleiben. Außerdem bewirken diese wasserlöslichen Komponenten, wie es oben beschrieben wurde, daß die nadelförmigen Hämatit-Partikel durch die Wirkung des Sinterschutzmittel miteinander vernetzt werden und fest im Inneren oder fest an der Oberfläche der nadelförmiger.
Hämatit-Partikel gebunden sind, wodurch die Agglomeration der nadelförmigen Hämatit-Partikel weiter beschleunigt wird. Das Resultat ist, daß es auch extrem schwierig wird, speziell solche Natriumsalze oder lösliche Sulfate, die in den Partikeln oder den agglomerierten Partikeln eingeschlossen sind, durch ein normales Wasserwaschverfahren zu entfernen. Wie oben beschrieben wurde, wird davon ausgegangen, daß, wenn die hochdichten Hämatit-Partikel, die die löslichen Natriumsalze oder die löslichen Sulfate, die fest im Inneren an die Oberfläche der Partikel und im Inneren der agglomerierten Partikel durch das Sinterschutzmittel gebunden sind, naßpulverisiert werden, um grobe Partikel zu desagglomerieren, der pH-Wert der Aufschlämmung, die die hochdichten Hämatit-Partikel enthält, auf nicht weniger als 13 eingestellt wird, und die Aufschlämmung bei nicht weniger als 80ºC wärmebehandelt wird, die wäßrige Alkali-Lösung ausreichend in die hochdichten Hämatit-Partikel eindringen kann, so daß die Bindungskraft des Sinterschutzmittels, das fest im Inneren der Partikel oder der Oberfläche der Partikel und im Inneren der agglomerierten Partikel gebunden ist, allmählich geschwächt wird, wodurch das Sinterschutzmittel aus dem Inneren oder von der Oberfläche der Partikel und dem Inneren der agglomerierten Partikel freigesetzt wird und gleichzeitig die wasserlöslichen Natriumsalze oder die wasserlöslichen Sulfate dazu neigen, leicht durch Waschen mit Wasser entfernt zu werden.
Der Grund, warum die Haltbarkeit des magnetischen Aufzeichnungsmediums verbessert werden kann, wird wie folgt angesehen, obgleich er noch nicht vollständig geklärt ist. D. h., wegen des synergistischen Effekts der Verwendung der nadelförmigen Hämatit-Partikel, in denen Zirkonium gleichmäßig enthalten ist, als nicht-magnetische Partikel, der Verringerung des Gehalts an löslichem Salz in den nadelförmigen Hämatit-Partikeln und der Einstellung des pH- Wertes der nadelförmigen Hämatit-Partikel auf einen spezifischen Bereich kann die Harz-Adsorption der nadelförmigen Hämatit-Partikel am Bindemittelharz im Vehikel verstärkt werden, wie dies in den späteren Beispielen beschrieben wird, so daß der Adhäsionsgrad zwischen den nadelförmigen Hämatit-Partikeln in der nicht-magnetischen Grundierungsschicht und dem Bindemittelharz und zwischen der nicht-magnetischen Grundierungsschicht selbst und dem nicht- magnetischen Basisfilm erhöht werden kann.
Der Grund, warum die Haltbarkeit des magnetischen Aufzeichnungsmediums im Fall einer Verwendung der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten, und die Aluminium im Partikel enthalten, als magnetische Partikel verbessert wird, wird wie folgt angesehen: wegen des synergistischen Effekts der Verwendung der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die als Eisen als Hauptkomponente enthalten und Aluminium enthalten, als magnetische Partikel kann die Harz-Adsorption nicht nur der nadelförmigen Hämatit-Partikel, sondern auch der magnetischen Partikel an dem Bindemittelharz im Vehikel erhöht werden, so daß der Adhäsionsgrad zwischen den nadelförmigen Hämatit-Partikeln in der nicht-magnetischen Grundierungsschicht und dem Bindemittelharz und zwischen der nicht-magnetischen Grundierungsschicht selbst und dem nicht- magnetischen Basisfilm und der Adhäsionsgrad zwischen den magnetischen Partikeln in der magnetischen Aufzeichnungsschicht und dem Bindemittelharz und zwischen der magnetischen Aufzeichnungsschicht selbst und dem nicht- magnetischen Substrat erhöht werden kann.
Der Grund, warum die Verschlechterung bei den magnetischen Eigenschaften in wirksamer Weise durch Hemmung der Korrosion der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten, die in der magnetischen Aufzeichnungsschicht dispergiert sind, verhindert werden kann, wird wie folgt angenommen. D. h., da die nadelförmigen Hämatit-Partikel hoher Dichte geringe Mengen an löslichen Komponenten wie z. B. lösliches Natriumsalz oder lösliches Sulfat, die die Korrosion von Metall begünstigen, enthalten und da die nadelförmigen Hämatit-Partikel einen pH-Wert, der mit nicht weniger als 8 hoch ist, kann die Korrosion der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten, wirksam daran gehindert werden, fortzuschreiten.
Tatsächlich haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung bestätigt, wie es in den folgenden Beispielen und Vergleichsbeispielen auch dargelegt ist, daß im jedem der Fälle, in denen die nadelförmigen Hämatit-Partikel hoher Dichte naßpulverisiert werden und dann in einer wäßrigen Alkali-Lösung mit einem pH-Wert von kleiner als 13 bei einer Temperatur von nicht niedriger als 80ºC wärmebehandelt werden, wo die nadelförmigen Hämatit-Partikel oder Dichte naßpulverisiert werden und dann in einer wäßrigen Alkali- Lösung mit einem pH-Wert naßpulverisiert werden und dann in einer wäßrigen Alkali-Lösung mit einem pH-Wert von nicht kleiner als 13 bei einer Temperatur von nicht weniger als 80ºC wärmebehandelt werden, und wo die nadelförmigen Hämatit- Partikel hoher Dichte, die nicht naßpulverisiert werden und grobe Partikel darin enthalten, in einer wäßrigen Alkali- Lösung mit einem pH-Wert von nicht kleiner als 13 bei einer Temperatur von nicht kleiner als 80ºC behandelt werden, die Korrosion der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten, nicht wirksam an einem Fortschreiten gehindert werden kann, und daß die Korrosion der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten, nur durch den synergistischen Effekt einer geringeren Menge an löslichen Komponenten und einem pH-Wert von nicht kleiner als 8 an einem Fortschreiten gehindert werden kann.
Wie in den Beispielen nachfolgend gezeigt wird, ist es in dem Fall, in dem die nadelförmigen Hämatit-Partikel gemäß der vorliegenden Erfindung als nicht-magnetische Partikel für eine nicht-magnetische Grundierungsschicht verwendet werden möglich, eine nicht-magnetische Grundierungsschicht zu erhalten, die eine ausgezeichnete Festigkeit (als Substrat) und Oberflächenglätte hat, da die nadelförmigen Hämatit- Partikel infolge eines pH-Wertes von nicht kleiner als 8 und einem geringeren Gehalt ans löslichen Salzen eine ausgezeichnete Dispergierbarkeit in Vehikel zeigen. Wenn außerdem die nicht-magnetische Grundierungsschicht in einem magnetischen Aufzeichnungsmedium verwendet wird, kann das erhaltene magnetische Aufzeichnungsmedium eine niedrige Lichtdurchlässigkeit, eine glatte Oberfläche und eine hohe Festigkeit aufweisen. Da die nadelförmigen Hämatit-Partikel, die als nicht-magnetische Partikel für eine nicht-magnetische Grundierungsschicht verwendet werden, außerdem gleichmäßig darin Zirkonium enthalten, kann das erhaltene magnetische Aufzeichnungsmedium eine ausgezeichnete Haltbarkeit zeigen. Dementsprechend können die nadelförmigen Hämatit-Partikel gemäß der vorliegenden Erfindung geeigneterweise als nicht- magnetische Partikel für eine nicht-magnetische Grundierungsschicht eines magnetischen Aufzeichnungsmediums hoher Dichte eingesetzt werden.
Wie oben beschrieben wurde, kann das magnetische Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung eine geringe Lichtdurchlässigkeit, eine glatte Oberfläche, eine hohe Festigkeit und eine ausgezeichnete Haltbarkeit aufweisen, und kann davor bewahrt werden, daß sich die magnetischen Eigenschaften infolge der Korrosion der magnetischen nadelförmigen Partikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten, und die in der magnetischen Aufzeichnungsschicht dispergiert sind, verschlechtern. Daher ist das magnetische Aufzeichnungsmedium gemäß der vorliegenden Erfindung als magnetisches Aufzeichnungsmedium hoher Dichte geeignet.
Insbesondere weil die nadelförmigen Hämatit-Partikel gleichmäßig Zirkonium enthalten, werden sie als nicht- magnetische Partikel für eine nicht-magnetische Grundierungsschicht verwendet, und da die magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten und Aluminium enthalten, als magnetische Partikel für eine magnetische Aufzeichnungsschicht verwendet werden kann die erhaltene magnetische Aufzeichnungsschicht eine bessere Haltbarkeit zeigen und daher geeigneterweise als magnetisches Aufzeichnungsmedium hoher Dichte eingesetzt werden.

BEISPIELE

Die vorliegende Erfindung wird im folgenden detaillierter anhand von Beispielen und Vergleichsbeispielen beschrieben, allerdings sind die Beispiele nur erläuternd und daher nicht dazu bestimmt, den Umfang der vorliegenden Erfindung zu begrenzen.
Verschiedene Eigenschaften wurden durch die folgenden Verfahren beurteilt.
(1) Der Rückstand auf dem Sieb nach der Naßpulverisierung wurden erhalten, indem die Konzentration der Aufschlämmung nach der Pulverisierung durch ein Naßverfahren gemessen wurde und die Menge des Feststoffs, der auf dem Sieb zurückblieb, nachdem die Aufschlämmung, die 100 g Partikeln äquivalent war, durch ein Sieb mit 325 mesh (Meshgröße: 44 um) geführt worden war.
(2) Der durchschnittliche Hauptachsendurchmesser und der durchschnittliche Nebenachsendurchmesser der nadelförmigen Partikel werden durch die Durchschnittswerte für 250 Partikel, die in einer Aufnahme, welche durch Vergrößerung einer elektronenmikroskopischen Aufnahme (x 30 000) um das 4-fache in vertikaler bzw. horizontaler Richtung erhalten worden war, ausgedrückt.
(3) Das Dimensionsverhältnis ist das Verhältnis des durchschnittlichen Hauptachsendurchmessers zum durchschnittlichen Nebenachsendurchmesser.
(4) Die geometrische Standardabweichung des Hauptachsendurchmessers wurde nach dem folgenden Verfahren erhalten.
Die Hauptachsendurchmesser der nadelförmigen Partikel wurden aus der vergrößerten elektronenmikroskopischen Aufnahme entsprechend dem obigen Abschnitt (2) gemessen. Die tatsächlichen Hauptachsendurchmesser der nadelförmigen Partikel und die Anzahl der Partikel wurden auf der Berechnung auf der Basis der gemessenen Werte erhalten. Auf Logarithmenpapier wurden die Hauptachsendurchmesser in regelmäßigen Intervallen auf der Abszisse aufgetragen und die akkumulative Anzahl der Partikel, die zu jedem Intervall der Hauptachsendurchmesser gehören, wurden als Prozentangabe auf der Ordinate nach einer statistischen Technik aufgetragen. Die Hauptachsendurchmesser, die der Anzahl von Partikeln mit 50% und 84,13% entsprechen, wurden aus der graphischen Darstellung abgelesen und jede geometrische Standardabweichung wurde aus den folgenden Gleichungen gemessen:
Geometrische Standardabweichung des Hauptachsendurchmessers = {Hauptachsendurchmesser (um), der 84,13% unter einem Integrationssieb entspricht}/Hauptachsendurchmesser (geometrischer durchschnittlicher Durchmesser), der 50% unter einem Integrationssieb entspricht}.
Je mehr sich die geometrische Standardabweichung 1,0 nähert, desto hervorragender ist die Partikelgrößenverteilung der Hauptachsendurchmesser der Partikel.
(5) Die spezifische Oberfläche wird durch den Wert ausgedrückt, der durch das BET-Verfahren gemessen wird.
(6) Der Verdichtungsgrad der Partikel wird durch den SBET/STEM-Wert, wie er oben beschrieben ist, dargestellt.
SBET ist die spezifische Oberfläche, die durch das oben beschriebene BET-Verfahren gemessen wird.
STEM ist der Wert, der aus dem durchschnittlichen Hauptachsendurchmesser (d, cm) und dem durchschnittlichen Nebenachsendurchmesser (w, cm), die aus der elektronenmikroskopischen Aufnahme, wie in (2) beschrieben wurde, gemessen wurden, unter der Annahme, daß ein Partikel ein rechteckiges Parallelopiped ist, gemäß der folgenden Gleichung:
STEM (m²/g) = {(4·d·w + 2w²)/(d·w²·ρp)} · 10&supmin;&sup4;
worin ρp das wahre spezifische Gewicht der Hämatit-Partikel ist, und 5,2 g/cm³ verwendet wurde, errechnet wird.
(7) Der jeweilige Gehalt an Zr, Al, Si, P, Nd und B in und/oder am Partikel wurde gemäß JIS K 0119 unter Verwendung einer "Fluoreszenz-Röntgenstrahl-Spektroskopie-Vorrichtung 3063 M" (hergestellt von Rigaku Denki Kogyo Co., Ltd.) gemessen.
(8) Der pH-Wert der Partikel wurde wie folgt gemessen:
5 g einer Probe wurden abgewogen und in einen 300 ml Erlenmeier-Kolben gegeben. Es wurden 100 ml siedendes reines Wasser in den Kolben gegeben und der Inhalt wurde erhitzt und für etwa 50 Minuten siedend gehalten. Danach wurde der Kolben mit einem Stopfen verschlossen und zum Abkühlen auf Raumtemperatur stehengelassen. Nachdem siedendes Wasser in einer Menge zugegeben worden war, die dem Gewichtsverlust entsprach, und der Kolben erneut mit einem Stopfen verschlossen worden war, wurde der Inhalt des Kolbens 1 Minute lang geschüttelt und vermischt und dann 5 Minuten stehengelassen, wodurch ein Überstand erhalten wurde. Der pH- Wert des so erhaltenen Überstands wurde gemäß JIS Z 8802-7 gemessen und der pH-Wert der Partikel wurde durch den gemessenen Wert ausgedrückt.
(9) Der Gehalt an löslichen Natriumsalzen und der Gehalt an löslichen Sulfaten wurde durch Filtrieren des Überstands, der für die obige Messung des pH-Wertes der Partikel hergestellt worden war, unter Verwendung eines Filterpapiers Nr. 5C filtriert, dann wurden die Mengen an Na&spplus; und SO&sub2;²&supmin; im Filtrat durch eine induktiv gekoppelte Plasma-Atomemissions- Spektrometrie-Vorrichtung (hergestellt von Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd.) gemessen.
(10) Das Harz-Adsorptionsvermögen der Partikel stellt den Grad dar, zu dem ein Harz an den Partikel adsorbiert wird. Je näher der Wert, der in folgender Weise erhalten wird, an 100% kommt, desto fester ist das Harz-Adsorptionsvermögen an den Partikeloberflächen im Vehikel und desto günstiger ist dies.
Zuerst wurde das Harz-Adsorptionsvermögen Wa erhalten. 20 g Partikel und 56 g eines gemischten Lösungsmittels (27,0 g Methylethylketon, 16,2 g Toluol und 10,8 g Cyclohexanon) mit 2 g Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymer, das eine Natriumsulfonat-Gruppe hat, darin gelöst, wurden, zusammen mit 120 g 3 mm φ Stahlkugeln in eine 100 ml-Polyethylen- Flasche gefüllt. Die Partikel und das Lösungsmittel wurden vermischt und 60 Minuten lang mit einem Farbschüttler dispergiert.
Danach wurden 50 g der Überzugszusammensetzung entnommen in einen 50 ml-Absetzzylinder gefüllt. Der Feststoff-Gehalt wurde vom Lösungsmittelteil durch Zentrifugieren bei einer Geschwindigkeit mit 10 000 Upm für 15 Minuten abgetrennt. Die Konzentration des festen Harzes, die im Lösungsmittelteil enthalten war, wurde durch eine gravimetrische Methode bestimmt und der Harzgehalt, der im festen Teil vorlag, wurde durch Abziehen des erhaltenen Harzgehalts von der Menge des eingefüllten Harzes als das Harzadsorptionsvermögen Wa (mg/g) an den Partikeln bestimmt.
Die Gesamtmenge an abgetrenntem Feststoff wurde in ein 100 ml Becherglas gegeben und es wurden 50 g gemischtes Lösungsmittel (25,0 g Methylethylketon, 15,0 Toluol und 10,0 g Cyclohexan) zugesetzt. Das erhaltene Gemisch wurde 15 Minuten lang einer Ultraschalldispersion unterworfen, dann wurde die so erhalten Suspension in einen 50 ml- Absetzzylinder gefüllt. Der Feststoff wurde vom Lösungsmittelteil durch Zentrifugieren mit einer Geschwindigkeit von 10 000 Upm für 15 Minuten abgetrennt. Das Zentrifugieren des festen Harzes, das im Lösungsmittel enthalten war, wurde gemessen, um so den Harzgehalt, der aus dem Harz gelöst wurde, welches an den Partikeloberflächen in der Lösungsmittelphase adsorbiert worden war, zu bestimmen.
Das Verfahren ab dem Schritt des Aufnehmens des Feststoffes in einen 100 ml Meßbecher zur Bestimmung des Harzgehaltes, der in der Lösungsmittelphase gelöst war, wurde zweimal wiederholt. Die Gesamtmenge We (mg/g) an Harz, die in der Lösungsmittelphase gelöst war, der drei Zyklen wurde erhalten und der Wert, der gemäß der folgenden Formel errechnet wurde, wird als das Harz-Adsorptionsvermögen T (%) angegeben:
T(%) = [(Wa - We)/Wa] · 100
(11) Die Viskosität der Überzugszusammensetzung wurde erhalten, indem die Viskosität der Überzugszusammensetzung bei 25ºC bei einer Scherrate D von 1,92 s&supmin;¹ unter Verwendung eines "Viskosimeters EDM-R des E-Typs" (hergestellt von Tokyo Keiki, Co., Ltd.) gemessen wurde.
(12) Der Glanz der Oberfläche des Überzugsfilms der nicht- magnetischen Grundierungsschicht und der magnetischen Überzugsschicht wurden bei einem Einfallswinkel von 45º mit einem "Glanzmesser UGV-5D" (hergestellt von Suga Shikenki, Co., Ltd.) gemessen.
(13) Die Oberflächenrauheit Ra wird durch den Mittelwert der durchschnittlichen Mittellinienrauheit der Profilkurve der Oberfläche des Überzugsfilms unter Verwendung eines "Surfcom-575A" (hergestellt von Tokyo Seimitsu Co., Ltd.) ausgedrückt.
(14) Die Haltbarkeit des magnetischen Mediums wurden durch die folgende Laufdauer und die Kratzfestigkeit beurteilt.
(i) Die Laufdauer wurde durch die tatsächliche Betriebszeit unter den Bedingungen, daß die Belastung 200 gw war und die relative Geschwindigkeit des Kopfes und des Bandes 16 m/s war unter Verwendung des "Media Durability-Tester MDT-3000"- Geräts (hergestellt von Steinberg Associates) beurteilt. Je länger die tatsächliche Betriebszeit ist, desto höher ist die Laufdauer.
(ii) Die Kratzfestigkeit wurde beurteilt, indem die Oberfläche des Magnetbandes nach dem Laufen und durch das Mikroskop betrachtet wurde und visuell der Verkratzungsgrad beurteilt wurde.
Die Beurteilung wurde in die folgenden vier Klassen eingeteilt:
A: Keine Kratzer
B: Wenig Kratzer
C: Viele Kratzer
D: Sehr viele Kratzer
(15) Die Festigkeit des Überzugsfilms wurde durch den Young'schen Elastizitätsmodul ausgedrückt, der durch einen "Autograph" (hergestellt von Shimazu Seisakusho Co., Ltd.) erhalten wurde. Der Young'schen Elastizitätsmodul wurde durch das Verhältnis des Young'schen Elastizitätsmoduls des Überzugsfilms zu dem eines im Handel erhältlichen Videobandes "AV T-120" (hergestellt von Vicot Company of Japan, Limited) ausgedrückt. Je höher der relative Wert ist, desto günstiger ist dies.
(16) Die magnetischen Eigenschaften der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel und des magnetischen Aufzeichnungsmediums wurden unter einem äußerem Magnetfeld von 10 kOe mit einem "Vibration Sample Magnetometer VSM-35-15" (hergestellt von Toei Kogyo, Co. Ltd.)" gemessen.
(17) Die Änderung der magnetischen Eigenschaften im Lauf der Zeit für das magnetische Aufzeichnungsmedium infolge der Korrosion der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten und die in dem magnetischen Überzugsfilm dispergiert sind, wurde wie folgt bestimmt:
Das magnetische Aufzeichnungsmedium wurde bei einer Temperatur von 60ºC und einer relativen Feuchtigkeit von 90% für 14 Tage stehengelassen. Vor und nach dem Haltetest wurden die Koerzitivkraftwerte und Sättigungsmagnetisierungswerte des magnetischen Aufzeichnungsmediums gemessen; die Differenz zwischen den gemessen Werten vor und nach dem Haltetest wurden durch den Wert vor dem Haltetest dividiert, dadurch wurde die Änderung in jeder magnetischen Eigenschaft erhalten, die durch ein Prozentangabe ausgedrückt wurde.
(18) Der Lichtdurchlässigkeit wird durch den linearen Adsorptionskoeffizienten ausgedrückt, der errechnet wird, indem die Lichtdurchlässigkeit, die unter Verwendung eines "UV-Vis Recording Spectrophophotometers UV-2100" (hergestellt von Shimazu Seisakusho, Ltd.) gemessen wurde, in die folgende Formel eingesetzt wurde. Je größer der Wert ist, desto schwieriger ist es für das magnetische Aufzeichnungsmedium, Licht durchzulassen:
Linearer Adsorptionskoeffizient (um&supmin;¹) = {1 n (1/t)}/FT worin t die Lichtdurchlässigkeit (-) bei λ = 900 nm darstellt und FT die Dicke (um) des Überzugsfilms, der für die Messung verwendet wird, darstellt.
(19) Die Dicke des nicht-magnetischen Basisfilms, der nicht- magnetischen Grundierungsschicht und des magnetischen Überzugsfilms, die das magnetisches Aufzeichnungsmedium bilden, wurde in folgender Weise unter Verwendung eines "Digital Electronic Micrometer R315C" (hergestellt von Anritsu Corp.) gemessen.
Die Dicke (A) eines nicht-magnetischen Basisfilms wurde zuerst gemessen. In gleicher Weise wurde die Dicke (B) (B = die Summe der Dicken des nicht-magnetischen Basisfilms und der nicht-magnetischen Grundierungsschicht) eines nicht- magnetischen Substrats, das durch Ausbilden einer nicht- magnetischen Grundierungsschicht auf dem Basisfilm erhalten wurde, gemessen. Darüber hinaus wurde die Dicke (C) (C= die Summe der Dicken des nicht-magnetischen Basisfilms, der nicht-magnetischen Grundierungsschicht und der magnetischen Aufzeichnungsschicht) eines magnetischen Aufzeichnungsmediums, das durch Ausbilden einer magnetischen Aufzeichnungsschicht auf dem nicht-magnetischen Substrat erhalten wurde, gemessen. Die Dicke der nicht-magnetischen Grundierungsschicht wird durch (B) - (A) ausgedrückt und die Dicke der magnetischen Aufzeichnungsschicht wird durch (C) - (B) ausgedrückt.

BEISPIEL 1:

< Herstellung von spindelförmigen Hämatit-Partikeln>

1200 g spindelförmige Goethit-Partikel, die 2,65 Gew.-% Zirkonium (berechnet als Zr), bezogen auf das Gesamtgewicht der Partikel, gleichmäßig in den Partikeln enthalten (Partikel: durchschnittlicher Hauptachsendurchmesser: 0,189 um, durchschnittlicher Nebenachsendurchmesser: 0,0207 um, Dimensionsverhältnis: 9,1 : 1, spezifische Oberfläche nach BET: 141,3 m³/g, geometrische Standardabweichung: 1,33, Gehalt an löslichem Natriumsalzen: 1380 ppm (berechnet als Na), Gehalt an löslichem Sulfat: 821 ppm (berechnet als SO&sub4;), pH-Wert: 5,9), die aus einer wäßrigen Eisen(II)-sulfat-Lösung, einer wäßrigen Zirkoniumoxysulfat-Lösung und einer wäßrigen Natriumcarbonat- Lösung durch das vorher beschriebene Verfahren (B) erhalten worden waren, wurden in Wasser suspendiert, so daß eine Aufschlämmung erhalten wurde; die Konzentration des Feststoffgehalts wurde auf 8 g/l eingestellt. 150 l der Aufschlämmung wurden auf 60ºC erwärmt und der pH der Aufschlämmung wurde durch Zusatz einer wäßrigen 0,1 N Natriumhydroxid-Lösung auf pH 10,0 eingestellt.
Zu der Alkali-Aufschlämmung wurden nach und nach 30 g Wasserglas #3 als Sinterschutzmittel gegeben und nach Ende des Zusatzes wurde das resultierende Gemisch 60 Minuten lang gealtert. Der pH-Wert der Aufschlämmung wurde dann durch Zusatz einer 0,1 N Essigsäure-Lösung auf 6,0 eingestellt. Danach wurden die Partikel abfiltriert, mit Wasser gewaschen, getrocknet und nach einem gängigen Verfahren pulverisiert, wodurch spindelförmige Goethit-Partikel, die mit einem Siliciumoxid überzogen waren, hergestellt wurden. Der Silicium-Gehalt war 0,69 Gew.-% (berechnet als SiO&sub2;), bezogen auf das Gesamtgewicht der Partikel.
1000 g der erhaltenen spindelförmigen Goethit-Partikel wurden in einen Stainless Steel-Drehofen gefüllt und in Luft bei 340ºC 30 min lang unter Drehen des Ofens wärmedehydratisiert, wobei spindelförmige Hämatit-Partikel geringer Dichte erhalten wurden. Die so erhaltenen spindelförmigen Hämatit- Partikel niedriger Dichte, die Zirkonium enthielten, hatten einen durchschnittlichen Hauptachsendurchmesser von 0,151 um, einen durchschnittlichen Nebenachsendurchmesser von 0,0198 um, ein Dimensionsverhältnis von 7,6 : 1, eine geometrische Standardabweichung des Hauptachsendurchmessers von 1,34, eine spezifische Oberfläche nach BET von 159,8 m²/g und einen SBET/STEM-Wert von 3,86. Der Gehalt der spindelförmigen Hämatit-Partikel niedriger Dichte an löslichem Natriumsalz war 2123 ppm (berechnet als Na) und der Gehalt an löslichem Sulfat war 1016 ppm (berechnet als SO&sub4;). Der Zr-Gehalt der spindelförmigen Hämatit-Partikel niedriger Dichte war 2,81 Gew.-% (berechnet als Zr), bezogen auf das Gesamtgewicht der Partikel; der Silicium-Gehalt der spindelförmigen Hämatit-Partikel niedriger Dichte war 0,75 Gew.-% (berechnet als SiO&sub2;), bezogen auf das Gesamtgewicht der Partikel, und der pH-Wert der spindelförmigen Hämatit-Partikel niedriger Dichte war 5,7.
850 g der spindelförmigen Hämatit-Partikel niedriger Dichte wurden dann in einen Keramikdrehofen gefüllt und in Luft bei 650ºC für 30 Minuten unter Drehen des Ofens, so daß die Dehydratisierungsporen gefüllt wurden, wärmebehandelt. Die resultierenden spindelförmigen Hämatit-Partikel hoher Dichte hatten einen durchschnittlichen Hauptachsendurchmesser von 0,150 um, einen durchschnittlichen Nebenachsendurchmesser von 0,0200 um, ein Dimensionsverhältnis von 7,5 : 1, eine geometrische Standardabweichung des Hauptachsendurchmessers von 1,34, eine spezifische Oberfläche nach BET (SBET) von 51,6 m²/g und einen SBET/STEM-Wert von 1,26. Der Gehalt der spindelförmigen Hämatit-Partikel hoher Dichte an löslichem Natriumsalz war 3104 ppm (berechnet als Na) und der Gehalt an löslichem Sulfat war 2656 ppm (berechnet als SO&sub4;). Der pH- Wert der spindelförmigen Hämatit-Partikel hoher Dichte war 5,1. Der Zr-Gehalt der spindelförmigen Hämatit-Partikel hoher Dichte war 2,81 Gew.-% (berechnet als Zr), bezogen auf das Gesamtgewicht der Partikel, und der Silicium-Gehalt der spindelförmigen Hämatit-Partikel hoher Dichte war 0,75 Gew.-% (berechnet als SiO&sub2;), bezogen auf das Gesamtgewicht der Partikel. Das Harz-Adsorptionsvermögen war 54,5%.
Nachdem 800 g der erhaltenen spindelförmigen Hämatit-Partikel hoher Dichte mit einer Nara-Mühle im voraus grob pulverisiert worden waren, wurden die erhaltenen spindelförmigen Hämatit- Partikel hoher Dichte in 4,7 l reines Wasser gegeben und mit Hilfe eines Homogenisiermischers (hergestellt von Tokushukika Kogyo, Co., Ltd.) 60 Minuten lang desagglomeriert.
Die erhaltene Aufschlämmung der spindelförmigen Hämatit- Partikel hoher Dichte wurde dann 3 Stunden bei einer Achsenrotationsfrequenz von 2000 Upm dispergiert, wobei eine Zirkulation durch einen horizontalen SGM (Dispermat SL, hergestellt von S. C. Adichem, Co., Ltd.) erfolgte. Die spindelförmigen Hämatit-Partikel hoher Dichte in der Aufschlämmung, die auf einem Sieb mit 325 mesh (Meshgröße: 44 um) zurückblieben, war 0 Gew.-%.
Die Konzentration der spindelförmigen Hämatit-Partikel hoher Dichte in der Aufschlämmung wurde auf 100 g/l eingestellt; 7 l der Aufschlämmung wurden durch Zugabe einer wäßrigen 6 N Natriumhydroxid-Lösung auf pH 13,5 eingestellt. Die resultierende Aufschlämmung wurde dann unter Rühren auf 95ºC erwärmt und 3 Stunden lang bei 95ºC gehalten.
Die resultierende Aufschlämmung wurde dann durch ein Dekantierungsverfahren mit Wasser gewaschen und der pH der Aufschlämmung wurde auf 10,5 eingestellt. Die Konzentration der Aufschlämmung an diesem Punkt war 98 g/l.
Die spindelförmigen Hämatit-Partikel hoher Dichte wurden aus 2 l der erhaltenen Aufschlämmung durch ein Buchner-Filter filtriert und das gereinigte Wasser wurde in das Filtrat geführt, bis die elektrische Leitfähigkeit des Filtrats nicht mehr als 30 us wurde. Die spindelförmigen Hämatit-Partikel hoher Dichte wurden dann nach einem gängigen Verfahren getrocknet und pulverisiert, wodurch die spindelförmigen Ziel-Hämatit-Partikel hoher Dichte erhalten wurden, die Zirkonium gleichmäßig im Partikel enthielten. Die erhaltenen spindelförmigen Hämatit-Partikel hoher Dichte hatten einen durchschnittlichen Hauptachsendurchmesser von nicht mehr als 0,150 um, einen Nebenachsendurchmesser von 0,0199 um und ein spezifisches Verhältnis von 7,5 : 1. Die geometrische Standardabweichung des Hauptachsendurchmessers war 1,34, die spezifische Oberfläche nach BET (SBET) war 50,9 m²/g, der SBET/STEM-Wert war 1,23. Der Gehalt an löslichem Natriumsalz der spindelförmigen Hämatit-Partikel hoher Dichte war 96 ppm (berechnet als Na) und der Gehalt an löslichem Sulfat war 21 ppm (berechnet als SO&sub4;). Der pH-Wert der spindelförmigen Hämatit-Partikel hoher Dichte war 9,3. Der Zr-Gehalt der spindelförmigen Hämatit-Partikel hoher Dichte war 2,81 Gew.-% (berechnet als Zr), bezogen auf das Gesamtgewicht der Partikel, und das Harz-Adsorptionsvermögen der spindelförmigen Hämatit-Partikel hoher Dichte war 76,5%.

BEISPIEL 2:

< Herstellung eines nicht-magnetischen Substrats: Bildung einer nicht-magnetischen Grundierungsschicht auf dem nicht- magnetischen Basisfilm>

12 g der spindelförmigen Hämatit-Partikel hoher Dichte, die gleichmäßig 2,81 Gew.-% Zirkonium (berechnet als Zr) im Partikel enthielten und die in Beispiel 1 erhalten worden waren, wurden mit einer Bindemittelharz-Lösung (30 Gew.-% Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymerharz, das eine Natriumsulfonat-Gruppe hat, und 70 Gew.-% Cyclohexanon) und Cyclohexanon vermischt; jedes der erhaltenen Gemische (Feststoffgehalt: 72 Gew.-%) wurde 30 Minuten lang mit einer Plast-Mühle geknetet.
Jedes so erhaltene geknetete Material wurde zusammen mit 95 g Glasperlen mit einem Durchmesser von 1,5 mm, einer Bindemittelharz-Lösung (30 Gew.-% Polyurethanharz, das eine Natriumsulfonat-Gruppe hat, und 70 Gew.-% eines Lösungsmittels (Methylethylketon : Toluol = 1 : 1)), Cyclohexanon, Methylethylketon und Toluol in eine 140 ml- Glasflasche gefüllt, dann wurde das erhaltene Gemisch vermischt und mit einem Farbschüttler 6 Stunden lang dispergiert, wobei einer nicht-magnetische Überzugszusammensetzung erhalten wurde. Die Viskosität der erhaltenen Überzugsfilmzusammensetzung war 402 cP.
Die so erhaltene nicht-magnetische Überzugszusammensetzung, die die spindelförmigen Hämatit-Partikel hoher Dichte enthielt, war wie folgt:
Spindelförmige Hämatit-Partikel hoher Dichte 100 Gew.-Teile
Vinylchlorid-Vinylacetat- Copolymerharz, das eine Natriumsulfonat-Gruppe hat 10 Gew.-Teile
Polyurethanharz, das eine Natriumsulfonat-Gruppe hat 10 Gew.-Teile
Cyclohexanon 44,6 Gew.-Teile
Methylethylketon 111,4 Gew.-Teile
Toluol 66,9 Gew.-Teile
Die erhaltene nicht-magnetische Überzugszusammensetzung wurde auf einen 12 um dicken Polyethylenterephthalat-Film mittels eines Applikators zu einer Dicke von 55 um aufgetragen; der Überzugsfilm wurde dann getrocknet, wodurch eine nicht- magnetische Grundierungsschicht gebildet wurde. Die Dicke der nicht-magnetischen Grundierungsschicht war 3,5 um.
Die nicht-magnetische Grundierungsschicht, die mit den spindelförmigen Hämatit-Partikeln hoher Dichte als die nicht- magnetischen Partikel gebildet wurde, hatte einen Glanz von 207% und eine Oberflächenrauheit Ra von 6,3 nm. Der Young'sche Elastizitätsmodul (relativer Wert) war 130.

BEISPIEL 3:

< Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums: Bildung einer magnetischen Aufzeichnungsschicht>

12 g magnetische nadelförmige Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten (durchschnittlicher Hauptachsendurchmesser: 0,153 um, durchschnittlicher Nebenachsendurchmesser: 0,0212 um, Dimensionsverhältnis: 7,2 : 1, Koerzitivkraft: 1866 Oe, Sättigungsmagnetisierung: 130,6 emu/g), 1,2 g Poliermittel (AKP-30: Handelsbezeichnung, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.), 0,36 g Ruß (#3250B, Handelsbezeichnung, hergestellt von Mitsubishi Chemical Corp.), eine Bindemittelharz-Lösung (30 Gew.-% Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymerharz, das eine Natriumsulfonat-Gruppe hat, und 70 Gew.-% Cyclohexanon) und Cyclohexanon wurden unter Erhalt eines Gemisches (Feststoffgehalt: 78 Gew.-%) vermischt. Das Gemisch wurde 30 min lang mit einer Plast-Mühle geknetet, wobei ein geknetetes Material erhalten wurde.
Das so erhaltene geknetete Material wurde zusammen mit 95 g Glasperlen mit einem Durchmesser von 1,5 mm, einer Bindemittelharz-Lösung (30 Gew.-% Polyurethanharz, das eine Natriumsulfonat-Gruppe hat, und 70 Gew.-% eines Lösungsmittels (Methylethylketon : Toluol = 1 : 1)), Cyclohexan, Methylethylketon und Toluol in eine 140 ml-Glasflasche gefüllt, dann wurde das Gemisch vermischt und 6 Stunden lang mit Farbschüttler dispergiert. Danach wurden das Gleitmittel und das Härtemittel zu dem Gemisch gegeben und das resultierende Gemisch wurde 15 Minuten lang mit einem Farbschüttler vermischt und dispergiert.
Die so erhaltene magnetische Überzugszusammensetzung war wie folgt:
Magnetische nadelförmige Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten 100 Gew.-Teile
Vinylchlorid-Vinylacetat- Copolymerharz, das eine Natriumsulfonat-Gruppe hat 10 Gew.-Teile
Polyurethanharz, das eine Natriumsulfonat-Gruppe hat 10 Gew.-Teile
Poliermittel (AKP-30) 10 Gew.-Teile
Ruß (#3250B) 3,0 Gew.-Teile
Gleitmittel (Myristinsäure: Butylstearat = 1 : 2) 3,0 Gew.-Teile
Härtemittel (Polyisocyanat) 5,0 Gew.-Teile
Cyclohexanon 65,8 Gew.-Teile
Methylethylketon 164,5 Gew.-Teile
Toluol 98,7 Gew.-Teile
Die erhaltene magnetische Überzugszusammensetzung wurde zu einer Dicke von 15 um mit einem Applikator auf die nicht- magnetische Grundierungsschicht aufgetragen; das erhaltene magnetisches Aufzeichnungsmedium wurde in einem Magnetfeld orientiert und getrocknet und dann kalandriert. Das magnetische Aufzeichnungsmedium wurde 24 Stunden lang einer Härtereaktion bei 60ºC unterworfen und danach auf eine Breite von 0,5 Inch geschnitten, wodurch ein Magnetband erhalten wurde. Die Dicke der entsprechenden magnetischen Aufzeichnungsschicht war 1,0 um.
Die Koerzitivkraft Hc des Magnetbandes, das durch Ausbilden einer magnetischen Aufzeichnungsschicht auf der nicht- magnetischen Grundierungsschicht hergestellt wurde, war 1961 Oe, die Rechteckigkeit (Br/Bm) war 0,87, der Glanz war 231%, die Oberflächenrauheit Ra war 6,2 nm, der Young'sche Elastizitätsmodul (relativer Wert) war 134, der lineare Absorptionskoeffizient war 1,26 um&supmin;¹. Die Laufdauer war 28,8 Minuten und die Kratzfestigkeit war A.
Die prozentuale Änderung der Koerzitivkraft und der Sättigungsmagnetisierung, die die Antikorrosionseigenschaften des Magnetbandes darstellen, waren 4,6% bzw. 4,8%.

BEISPIEL 4:

Dasselbe Verfahren, wie es in Beispiel 3 definiert ist, wurde durchgeführt, mit der Ausnahme, daß die magnetischen nadelförmigen Metallpartikel in magnetische nadelförmige Metallpartikel geändert wurden, in denen Aluminium in und am Partikel vorlag (durchschnittlicher Hauptachsendurchmesser: 0,110 um, durchschnittlicher Nebenachsendurchmesser: 0,0146 um, Dimensionsverhältnis: 7,5 : 1, geometrische Standardabweichung des Hauptachsendurchmessers 1,36, Harz- Adsorptionsvermögen: 82,2%, Koerzitivkraft: 1911 Oe, Sättigungsmagnetisierung: 136,5 emu/g, Aluminium-Gehalt 3,03 Gew.-% (berechnet als Al), bezogen auf das Gesamtgewicht der Partikel (1,26 Gew.-% Aluminium im Mittelbereich, berechnet als Al, 0,81 Gew.-% Aluminium in der Oberflächenschicht, berechnet als Al, und 0,96 Gew.-% Aluminium (berechnet als Al im Oberflächenüberzug), Nd-Gehalt von 0,56 Gew.-% (berechnet als Nd), bezogen auf das Gesamtgewicht der Partikel, wodurch ein Magnetband hergestellt wurde.
Die Dicke des magnetischen Überzugsfilms war 1,1 um.
Das so erhaltene Magnetband hatte eine Koerzitivkraft Hc von 1983 Oe, eine Rechteckigkeit (Br/Bm) von 0,88, einen Glanz von 228%, eine Oberflächenrauheit Ra von 6,1 nm, einen Young'schen Elastizitätsmodul (relativer Wert) des Überzugsfilms von 132, einen linearen Absorptionskoeffizienten von 1,24 um&supmin;¹, eine Laufdauer von nicht weniger als 30 Minuten und eine Kratzfestigkeit A.
Die prozentuale Änderung der Koerzitivkraft und der Sättigungsmagnetisierung, die die Antikorrosionseigenschaften des Magnetbands darstellt, waren 3,1% bzw. 2,7%.

< Art der nadelförmigen Goethit-Partikel>

Ausgangspartikel 1 bis 6:
Verschiedene Eigenschaften nadelförmiger Goethit-Partikel als Ausgangsmaterialien für die nadelförmigen Hämatit-Partikel sind in Tabelle 1 angegeben.

BEISPIELE 5 BIS 13 UND VERGLEICHSBEISPIELE 1 BIS 13:

< Herstellung nadelförmiger Hämatit-Partikel niedriger Dichte>

Nadelförmige Hämatit-Partikel niedriger Dichte wurden in gleicher Weise wie in Beispiel, außer daß die Art nadelförmiger Goethit-Partikel als Ausgangspartikel, die Art und Menge des zugesetzten Sinterschutzmittels und die Wärme- Dehydratisierungstemperatur und -Zeit geändert wurden, erhalten. Tatsächlich waren die in Vergleichsbeispiel 4 erhaltenen Partikel nadelförmige Goethit-Partikel. Die Hauptherstellungsbedingungen und verschiedenen Eigenschaften sind in den Tabellen 2 bis 5 dargestellt.

BEISPIELE 14 BIS 22 UND VERGLEICHSBEISPIELE 14 BIS 25:

< Herstellung nadelförmiger Hämatit-Partikel hoher Dichte>

Nadelförmige Hämatit-Partikel hoher Dichte wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1, außer daß die Art der nadelförmigen Hämatit-Partikel niedriger Dichte und die Hitzebehandlungstemperatur und -Zeit für eine hohe Verdichtung geändert wurden, erhalten.
Die Hauptherstellungsbedingungen und verschiedene Eigenschaften sind in den Tabellen 6 bis 7 angegeben.

BEISPIELE 23 BIS 31 UND VERGLEICHSBEISPIELE 26 BIS 32:

< Wärmebehandlung nadelförmiger Hämatit-Partikel in alkalischer Suspension>

Dasselbe Verfahren, wie es in Beispiel 1 definiert wurde, wurde durchgeführt, mit der Ausnahme, daß das Naßpulverisierungsverfahren durchgeführt wurde oder nicht, daß die Wärmebehandlung in der wäßrigen Alkali-Lösung durchgeführt wurde oder nicht, daß die Art der nadelförmigen Hämatit-Partikel, die pH-Wert der Aufschlämmung, Erwärmungstemperatur und Erwärmungszeit verändert wurden, wodurch nadelförmige Hämatit-Partikel erhalten wurden.

BEISPIEL 32:

< Oberflächenüberzugsbehandlung nadelförmiger Hämatit- Partikel>

Die Konzentration der Aufschlämmung, die einen pH-Wert von 10,5 hatte und die in Beispiel 23 durch Waschen der Aufschlämmung mit einem Dekantierungsverfahren nach Wärmebehandlung in alkalischer Suspension erhalten worden war, war 98 g/l. 5 l der mit Wasser gewaschenen Aufschlämmung wurden wieder auf 60ºC erwärmt und dann mit 572 ml einer wäßrigen 1,0 N Natriumaluminat-Lösung (entsprechend 1,5 Gew.-% (berechnet als Al), bezogen auf das Gewicht der spindelförmigen Hämatit-Partikel, vermischt. Nachdem die Aufschlämmung für 30 Minuten bei dieser Temperatur gehalten worden war, wurde der pH der Aufschlämmung unter Verwendung einer wäßrigen Essigsäure-Lösung auf 8,5 eingestellt. Danach wurde die Aufschlämmung der Reihe nach einer Filtration, einem Waschen mit Wasser, einem Trocknen und einer Pulverisierung in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 unterworfen, wodurch spindelförmige Hämatit-Partikel erhalten wurden, deren Oberflächen mit Aluminiumhydroxid überzogen waren.
Die Hauptherstellungsbedingungen und verschiedene Eigenschaften sind in den Tabellen 12 und 13 angegeben.

BEISPIELE 33 BIS 40:

Nadelförmige Hämatit-Partikel, die mit einem Überzugsmaterial nach einem gängigen Verfahren überzogen worden waren, wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 32 erhalten, außer daß die Art der nadelförmigen Hämatit-Partikel und die Art und Menge der Überzugsmaterials verändert wurden.
Die Hauptherstellungsbedingungen und die verschiedenen Eigenschaften sind in Tabelle 12 bzw. 13 angegeben.

BEISPIELE 41 BIS 59, VERGLEICHSBEISPIELE 33 BIS 46:

< Herstellung eines nicht-magnetischen Substrats: Bildung einer nicht-magnetischen Grundierungsschicht auf einem nichtmagnetischen Basisfilm>

Unter Verwendung der nadelförmigen Hämatit-Partikel, die in den Beispielen 23 bis 40 erhalten wurden, der Ausgangspartikel 5, der Vergleichsbeispiele 3, 14 bis 17, 22, 26 bis 32, wurden nicht-magnetische Grundierungsschichten in der gleichen Weise wie in Beispiel 2 ausgebildet.
Die Hauptherstellungsbedingungen und die verschiedenen Eigenschaften sind in Tabelle 14 bzw. 15 angegeben.

< Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums: Ausbildung eines magnetischen Überzugsfilms>

Magnetische nadelförmige Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten und zur Bildung der magnetischen Aufzeichnungsschichten verwendet wurden, und verschiedene Eigenschaften derselben sind in Tabelle 16 angegeben.

BEISPIELE 59 BIS 76, VERGLEICHSBEISPIELE 47 BIS 60:

Magnetische Aufzeichnungsmedien wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, außer daß die Art des magnetischen Substrats, das in den Beispielen 41 bis 58 und den Vergleichsbeispielen 33 bis 46 erhalten worden war, und die Art der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel verändert wurden, hergestellt.
Die Hauptherstellungsbedingungen und die verschiedenen Eigenschaften sind in den Tabellen 17 und 18 dargestellt.

BEISPIELE 77 BIS 94, VERGLEICHSBEISPIELE 61 BIS 74:

Magnetische Aufzeichnungsmedien wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 3, außer daß die Art des magnetischen Substrats und die Art der magnetischen nadelförmigen Metallpartikel geändert wurde, erhalten.
Die Hauptherstellungsbedingungen und die verschiedenen Eigenschaften sind in den Tabellen 19 und 20 angegeben. TABELLE 1 TABELLE 1 (Fortsetzung) TABELLE 1 (Fortsetzung) TABELLE 1 (Fortsetzung) TABELLE 2 TABELLE 2 (Fortsetzung) TABELLE 3 TABELLE 3 (Fortsetzung) TABELLE 3 (Fortsetzung) TABELLE 4 TABELLE 4 (Fortsetzung) TABELLE 4 (Fortsetzung) TABELLE 4 (Fortsetzung) TABELLE 5 TABELLE 5 (Fortsetzung) TABELLE 5 (Fortsetzung) TABELLE 5 (Fortsetzung) TABELLE 6 TABELLE 6 (Fortsetzung) TABELLE 6 (Fortsetzung) TABELLE 6 (Fortsetzung) TABELLE 6 (Fortsetzung) TABELLE 7 TABELLE 7 (Fortsetzung) TABELLE 7 (Fortsetzung) TABELLE 7 (Fortsetzung) TABELLE 7 (Fortsetzung) TABELLE 8 TABELLE 8 (Fortsetzung) TABELLE 9 TABELLE 9 (Fortsetzung) TABELLE 10 TABELLE 10 (Fortsetzung) TABELLE 10 (Fortsetzung) TABELLE 10 (Fortsetzung) TABELLE 11 TABELLE 11 (Fortsetzung) TABELLE 11 (Fortsetzung) TABELLE 11 (Fortsetzung) TABELLE 12 TABELLE 12 (Fortsetzung)
* Anmerkung: "A" bedeutet Aluminiumhyroxid
"S" bedeutet Siliciumoxid TABELLE 13 TABELLE 13 (Fortsetzung) TABELLE 13 (Fortsetzung) TABELLE 13 (Fortsetzung) TABELLE 14 TABELLE 14 (Fortsetzung) TABELLE 15 TABELLE 15 (Fortsetzung) TABELLE 15 (Fortsetzung) TABELLE 15 (Fortsetzung) TABELLE 16 TABELLE 16 (Fortsetzung) TABELLE 16 (Fortsetzung) TABELLE 16 (Fortsetzung) TABELLE 17 TABELLE 17 (Fortsetzung) TABELLE 17 (Fortsetzung) TABELLE 17 (Fortsetzung) TABELLE 17 (Fortsetzung) TABELLE 18 TABELLE 18 (Fortsetzung) TABELLE 18 (Fortsetzung) TABELLE 18 (Fortsetzung) TABELLE 18 (Fortsetzung) TABELLE 18 (Fortsetzung) TABELLE 18 (Fortsetzung) TABELLE 18 (Fortsetzung) TABELLE 19 TABELLE 19 (Fortsetzung) TABELLE 19 (Fortsetzung) TABELLE 19 (Fortsetzung) TABELLE 19 (Fortsetzung) TABELLE 20 TABELLE 20 (Fortsetzung) TABELLE 20 (Fortsetzung) TABELLE 20 (Fortsetzung) TABELLE 20 (Fortsetzung) TABELLE 20 (Fortsetzung) TABELLE 20 (Fortsetzung) TABELLE 20 (Fortsetzung)

Claims

1. Nadelförmige Hämatit-Partikel, die 0,05 bis 30 Gew.-% Zirkonium in den Partikeln, berechnet als Zr, bezogen auf das Gesamtgewicht der Partikel, nicht mehr als 300 ppm lösliches Natriumsalz, berechnet als Na, und nicht mehr als 150 ppm lösliches Sulfat, berechnet als SO&sub4;, enthalten und die einen durchschnittlichen Hauptachsendurchmesser von nicht mehr als 0,3 um und einen pH-Wert von nicht weniger als 8 haben.

2. Partikel nach Anspruch 1, worin der durchschnittliche Hauptachsendurchmesser zwischen 0,02 und 0,2 um liegt und der pH-Wert zwischen 8,5 und 12 liegt.

3. Partikel nach Anspruch 1 oder 2, die außerdem ein Dimensionsverhältnis (durchschnittlicher Hauptachsendurchmesser/durchschnittlicher Nebenachsendurchmesser) von 2 : 1 bis 20 : 1 und einen durchschnittlichen Nebenachsendurchmesser zwischen 0,0025 und 0,15 um haben.

4. Partikel nach einem der vorangehenden Ansprüche, die außerdem einen Überzug auf mindestens einem Teil der Oberfläche des Partikels ausgebildet haben, wobei dieser Überzug 0,05 bis 50 Gew.-% mindestens einer Verbindung, die aus Hydroxiden oder Oxiden entweder von Aluminium oder Silicium ausgewählt ist, berechnet als Al oder SiO&sub2;, bezogen auf der Gewicht der Partikel, umfaßt.

5. Partikel nach einem der vorangehenden Ansprüche, die außerdem eine spezifische Oberfläche nach BET von 35 bis 150 m²/g und eine geometrische Standardabweichung des Hauptachsendurchmessers von nicht mehr als 1, 50 haben.

6. Partikel nach einem der vorangehenden Ansprüche, die außerdem einen Verhältniswert der spezifischen Oberfläche nach BET SBET zur spezifischen Oberfläche STEM von 0,5 : 1 bis 2,5 : 1 haben (die spezifische Oberfläche STEM wird aus dem Hauptachsendurchmesser und dem Nebenachsendurchmesser errechnet, welche an den Partikeln in einer elektronenmikroskopischen Aufnahme der nadelförmigen Hämatit-Teilchen gemessen werden).

7. Partikel nach einem der vorangehenden Ansprüche, die außerdem ein Harzadsorptionsvermögen von nicht weniger als 60% haben.

8. Magnetisches Aufzeichnungsmedium, umfassend:

- einen nicht-magnetischen Basisfilm;

- eine nicht-magnetische Grundierungsschicht, die auf dem nicht-magnetischen Basisfilm ausgebildet ist und ein Bindemittelharz und nadelförmige Hämatit- Partikel, wie sie in einem der vorangehenden Ansprüche definiert sind, umfaßt; und

- einen magnetischen Überzugsfilm, der ein Bindemittelharz und magnetische nadelförmige Metallpartikel, die Eisen als Hauptkomponente enthalten, umfaßt.

9. Medium nach Anspruch 8, worin die nadelförmigen Hämatit-Partikel eine geometrische Standardabweichung des Hauptachsendurchmessers von nicht mehr als 1,50 und eine spezifische Oberfläche nach BET von 35 bis 180 m²/g haben.

10. Medium nach Anspruch 8 oder 9, worin die magnetischen nadelförmigen Metallpartikel 0,05 bis 10 Gew.-% Aluminium, berechnet als Al, bezogen auf das Gesamtgewicht der Partikel, enthalten.

11. Medium nach einem der Ansprüche 8 bis 10, das

- einen Überzugsfilmglanz von 200 bis 300%;

- eine Überzugsfilm-Oberflächenrauheit Ra von nicht mehr als 10,0 nm und

- eine lineare Absorption des Überzugsfilms von 1,10 bis 2,00 um&supmin;¹ hat.

12. Medium nach einem der Ansprüche 8 bis 10, das außerdem eine Änderung der Koerzitivkraft von nicht mehr als 10,0% und eine Änderung in der Sättigung der magnetischen Flußdichte von nicht mehr als 10,0% hat.

13. Nicht-magnetisches Substrat, umfassend:

- einen nicht-magnetischen Basisfilm; und

- eine nicht-magnetische Grundierungsschicht, die auf dem nicht-magnetischen Basisfilm ausgebildet ist, und ein Bindemittelharz und nadelförmige Hämatit- Partikel nach einem der Ansprüche 1 bis 7 umfaßt.

14. Substrat nach Anspruch 13, worin die nadelförmigen Hämatit-Partikel einen auf mindestens einem Teil der Oberfläche des Partikels ausgebildeten Überzug haben, wobei der Überzug 5 bis 50 Gew.-% mindestens einer Verbindung, die aus Hydroxiden oder Oxiden entweder von Aluminium oder Silicium ausgewählt ist, bezogen auf der Gewicht der Partikel, umfaßt.