JP2686254B2 - 磁気記録媒体 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は磁気テープ、磁気デイスクなどの磁気記録媒
体に関する。 〔従来の技術〕 塗布型磁気記録媒体は取扱が簡便で、量産性がよいな
どの特徴をもち、工業化が容易であるために一般に多用
されている。 かかる塗布型磁気記録媒体は、この特性の向上のため
に磁気記録素子としての磁性粉末を磁性塗膜中にいかに
多量に充填させるか、および磁性塗膜中における磁性粉
末をいかに均一に分散させるかに考慮が払われ、その結
果として出力特性とくに電磁変換特性が向上してきたの
は周知のとおりである。 しかるに、とくに近年、ビデオテープやフロツピーデ
イスクなどにおいて、磁気ヘツドが磁性層表面に摺接す
ることによつて磁性層に多量に均一に詰め込まれた磁性
塗膜中の磁性粉末が表面から削りとられ、高められたは
ずの出力特性・電磁変換特性が劣化するという問題が生
起してきた。 これに対し、従来より、磁性塗膜中に磁気ヘツドより
も、また磁性粉末よりも硬さにおいて優れたいわゆる研
磨剤粒子を混入させ、また必要により潤滑性の液体も併
用するなどによつて、かかる磁性塗膜の削れの問題を解
決してきたのである。このようなことは例えば、 特公昭48−18572号、特公昭48−15003号、特公昭52−28
642号、特公昭52−49961号、特公昭55−15771号、特公
昭55−24171号、特公昭57−51171号、特開昭47−466
号、特開昭48−56404号、特開昭49−115510号、特開昭5
0−62604号、特開昭50−92101号、特開昭50−93405号、
特開昭50−147308号、特開昭51−31201号、特開昭52−4
5309号、特開昭52−75410号、特開昭52−88307号、特開
昭52−97709号、特開昭52−97710号、特開昭53−16605
号、特開昭53−47806号、特開昭53−134407号、54−218
05号、特開昭54−103005号、特開昭54−143608号、特開
昭55−1638号、特開昭55−17811号、特開昭55−17813
号、特開昭55−17814号、特開昭55−17835号、特開昭55
−129935号、特開昭57−150131号、特開昭58−159236
号、特開昭59−144036号、 などに開示されている如くである。 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところが、一般に磁性層中に磁気記録に寄与しない非
磁性の成分を混入させることは、前述したように、そも
そも磁性塗膜中での磁性粉末の含有量の体積的低下をも
たらすばかりでなく、磁性粉末と非磁性成分とをともに
均一に分散させるようにすることが困難となるのある。
というのは、磁性粉末だけを結合剤樹脂中に分散させる
ような場合には、磁性粉末の分散性のみに配慮すれば足
りるのに対し、磁性粉末以外にさらに研磨剤粒子などの
異種の非磁性粉末をも分散させなければならず、この場
合には磁性粉末と非磁性粉末との混合比率もつねに均一
になるようにしなければ、磁性塗膜中の磁気特性が場所
によつて不均一となり出力特性もムラが出るという問題
をも招来する。 このような次第で、近年のビデオテープ、フロツピー
デイスクなどにおいては、再び出力特性と耐久性とをと
もに高度に達成するための別途の解決手段が望まれてい
たのである。 本発明は、上記要望に対処すべくなされたもので、出
力特性と耐久性がともに優れた磁気記録媒体、より詳し
くは、従来では互いに相反すると考えられてきた、いわ
ゆる塗布型磁気記録媒体における電磁変換特性の改善
と、磁気ヘツドとの摺接に起因する種々の問題の解決と
を同時に企画しうる新規な磁気記録媒体を提供すること
を目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明者らは、上記の如く出力特性の劣化の原因とな
る非磁性粉末とくに非磁性固形添加剤粒子の添加のみに
頼ることなく磁性粉末それ自体によつても出力劣化が防
止でき、かつ磁性塗膜中に磁性粉末が体積的に高度に充
填した磁気記録媒体を得ようとして、種々の磁性粉末を
結合剤樹脂に分散させた磁性塗膜でもつて出力特性・耐
久性の試験・検討を続けてきた結果、磁性粉末として粒
子表面に磁性粉末それ自体よりも硬さにおいて優れた研
磨性物質を保有せしめたようなものを用いるのが望まし
いものであろうとの知見を得た。 そして、粒子表面の比較的高度の高い種々の研磨性物
質が被着された磁性粉末、あるいはかかる磁性粉末にお
いて異種の研磨性物質を被着せしめたもの同志の混合物
についてそれぞれ磁性塗料を調製し、その出力と耐久性
とを検討した。この結果、Al化合物とSi化合物とをそれ
ぞれ個々に粒子表面に被着させた磁性粉末を一定量比で
組み合わせた場合に最も高い出力特性と耐久性をとを示
す磁気記録媒体が得られたのである。 これに用いた磁性粉末は、粒子表面にAl化合物が被着
したものは特開昭52−122213号,特開昭52−134858号の
開示により、粒子表面にSi化合物が被着したものは特開
昭52−30758号,特開昭52−134858号の開示により、そ
れぞれ得られたものであつた。これらは単独で用いた場
合には、良好な耐久性を示すにかかわらず出力特性は劣
つたものであつた。 本発明者らによる上記の検討においては、また上記の
Al化合物とSi化合物とを各々粒子表面に被着させた磁性
粉末を組み合わせる代りに、Al化合物またはSi化合物の
うちの一方をかかる磁性粉末ではなく単独を研磨剤粒子
に代え、すなわち、たとえば粒子表面にSi化合物が被着
された磁性粉末とAl2O3粉末とを組み合わせて混合し磁
性塗料を調製したような場合には、意外にも満足した出
力特性・耐久性は得られなかつたのである。 さらに、特公昭59−19168号の開示により得たAl化合
物とSi化合物とがともに粒子表面に重ねて被着された磁
性粉末については、驚くべきことに単独で用いた場合に
おいても一定量比の場合に限つて充分な出力特性と耐久
性とを示したのである。 そして、出力特性と耐久性とを同時に高度に満足した
磁気記録媒体を得るには、Al2O3,SiO2が磁性層中に研磨
剤粒子として単独に存在するよりも、Al化合物とSi化合
物が磁性粉末の表面に一定量存在する方が好ましいこと
が明らかとなつたのである。このような現象がいかなる
原因に基づくものであるかについては、未だ明確なる説
明はなされてはいない。 しかしながら、次の如き理由が予想されうるものと考
える。すなわち、 (イ)磁性粉末の分散性に起因する出力特性の改善を期
した場合に、磁性粉末表面に付着したSi化合物やAl化合
物もこれに付随して均一に分散されることとなり、その
結果AlとSiとが適当量磁性塗膜表面に露出して均一に存
在するため、記録再生用磁気ヘツドに対して均一な摺接
作用が達成される。 (ロ)Al2O3粒子やSiO2粒子などの研磨剤粒子を従来の
磁性粉末とともに併用する場合に比べ、Al,Siの占める
体積がより少ない状態で研磨効果が得られるため、磁性
粉末の充填性を高めることができる。 (ハ)AlやSiを含む研磨剤粒子を従来の磁性粉末と併用
し、この研磨剤粒子の分散が不充分であつた場合に、か
かる研磨剤粒子が非磁性であるために、得られた磁性塗
膜における磁化強度が不均一となり、出力特性が劣化
し、はなはだしくは未分散の研磨剤粒子の集合塊が磁性
塗膜表面に露出した場合に磁性層の塗膜表面平滑性が著
しく劣ることとなるが、このような現象が起こりにく
い。 (ニ)AlとSiとはともに磁性塗料中において結合剤樹脂
との親和性にも優れ、両者の組み合わせによつて磁性塗
膜表面の性質が常に均一に保たれる。 (ホ)Al2O3などのAl原子保有物質がこれと親和力の強
いSiの機能によつて磁性塗膜中で均一に分散され、かつ
磁気ヘツドの材質とのなじみの良いSiが磁性層表面に均
一に分散されているため、かかる磁気記録媒体は磁気ヘ
ツドとの摺接による悪影響を受けない。 などと考えられる。 ただし、ここで重要なことは、出力特性と耐久性とを
同時に高度に満足する磁気記録媒体が得られるのは、磁
性粉末の粒子表面に保有されるAl化合物とSi化合物の量
がともに特定範囲にある場合のみであつて、いずれか一
方でもこの特定範囲を外れると上記両特性の著しい低下
を生じることである。 この点で、たとえば特開昭56−25901号には粒子表面A
l成分およびSi成分を付着した磁性粉末が開示されてお
り、この磁性粉末は、Al成分がAl/Feの重量比で10-5〜
0.02、かつSi成分がSi/Feの重量比で0.002〜0.05の範囲
にあるもの、すなわちAl成分とSi成分とが図面の領域D
で示す付着量範囲にあるものであるが、このような付着
量範囲の磁性粉末を用いた磁気記録媒体では満足できる
出力特性および耐久性は得られないことが確認されたの
である。 すなわち、本発明は、支持体上に鉄を含む磁性粉末群
とこれを分散結着する結合剤とを含む磁性塗膜を設けて
なる磁気記録媒体において、前記磁性粉末群は統計的に
鉄に対する重量比で0.010〜0.090のSi,および0.060〜0.
130のAlを保有し、かつAlとSiの比がAl/Si(重量比)で
1〜15であるとともに、前記磁性粉末群の各粒子がその
表面部にAlおよびSiを含む化合物を保有し、かつ配向性
の形状を有していることを特徴とする磁気記録媒体に係
る。 〔発明の構成・作用〕 本発明による磁気記録媒体の出力特性と耐久性の著し
い改善効果は、使用する磁性粉末に保有されるAl,Siが
鉄に対して重量比で、Alが0.040〜0.150、かつSiが0.01
0〜0.150であるとき、つまり図面で示す斜線で縁取られ
た領域Aにあるときにおいて発揮される。 すなわち、Alの量が上記重量比で0.150よりも多くな
ると、電磁変換特性が低下するとともにヘツドと媒体と
の摺接によるヘツドの摩耗が激しくなり、逆に上記重量
比で0.040よりも少なくなると、前記の本発明の効果が
現われ難い。またSiの量が上記重量比で0.150より多く
なると、電磁変換特性が著しく低下し、逆に上記重量比
で0.010よりも少なくなると、やはり前記の本発明の効
果が現われ難い。 なお、上記AlおよびSiの保有量の特に好ましい範囲
は、鉄に対する重量比で、Alが0.060〜0.130、かつSiが
0.010〜0.090である範囲、つまり図面で示す領域A内の
小方形枠内の領域(左上り斜線の領域B+三角形領域
B′)である。 また、磁性粉末群に保有されるAlとSiの比は、Al/Si
(重量比)で1〜15程度とするのがよい。これはAlがSi
に比べて多くなり過ぎると、磁気ヘツドと媒体の摺接に
よる磁気ヘツドの摩耗が過度になり、逆にSiがAlに比べ
て多くなり過ぎると電磁変換特性の低下を招くからであ
る。したがつて、本発明で使用する磁性粉末のAlとSiの
保有量の好ましい範囲は図面で示す領域AにおけるAl/S
i=1の線で区切られた下側の領域、さらに好ましい範
囲は図面で示す左上りの斜線が入つた領域Bである。 なお、上記Al/Siの比の特に好ましい範囲は、2〜15
である。したがつて、本発明で使用する磁性粉末の最も
好ましいものは、AlとSiの保有量が図面で示す左上りの
斜線と右上りの斜線とが交差した領域Cの範囲にあるも
のである。 さらに、出力特性と耐久性の改善効果は、磁性粉末の
磁性塗膜中に占める体積が15vol%以上であるときに特
によく発揮される 本発明において用いられる鉄を含む磁性粉末として
は、γ−Fe2O3,Fe3O4あるい前二者の中間酸化物あるい
はこれらにCo原子を粒子表面又は内部に含むもの、窒化
鉄、Fe、Co、Niを含む合金、バリウムフエライトあるい
はこれをTi,Coなどの金属で変性したものなどの粉末が
挙げられる。 このうち粉質が柔かく、より耐久性が望まれるととも
に空気中の水分,酸素等により腐食され易い金属,合金
系のいわゆる金属磁性粉末の場合に特に有効である。粉
末粒子表面のAl,Si化合物が酸化などの外的因子から金
属磁性粉末を保護する機能をもつためである。他方にお
いて、前記のうちの酸化物系の磁性粉末を用いた場合に
は、金属磁性粉末を用いた場合とは異なり、一般に需要
も多く、種々の苛酷な条件下で使用されることも予期さ
れるが、本発明をかかる酸化物系磁性粉末を用いた磁性
記録媒体に適用する場合には、特に広範な温度・湿度の
雰囲気下においても充分な使用可能性を与える点におい
て酸化物系磁性粉末を用いた磁気記録媒体の特長点をさ
らに向上させることができる。 また、本発明において磁性粉末の形状は、針状形や板
状形など磁性塗料中に含ませて支持体上に塗布した場合
に、磁性粉末粒子が塗布時の剪断力の影響を受けて磁性
層表面に沿つて平行にそろう性質を有するいわゆる配向
性の形状を有するものが特に好ましい。というのは、粒
子のうち表面積の広い表面部分が磁気ヘツドと摺接面つ
まり磁性層表面における走行方向に一致し、この部分に
AlやSiの化合物を効率良く配置せしめることができるた
めである。このため、また磁性層中に特に高い体積含有
率で磁性粉末を充填できることとなる。 なお、このような磁性粉末の粒径としては、針状粉で
はその平均長径が0.01〜1μm、板状粉ではこの平均直
径が0.01〜1μm程度であるのがよい。また、針状粉の
平均軸比(平均長径/平均短径)として3/1〜20/1、板
状粉の平均板状比(平均直径/平均厚み)としては2/1
〜30/1程度であるのが望ましい。 本発明においてはまた表面の平滑な磁性塗膜を提供し
得る。特に中心線平均粗さで0.01μm以下の平滑性が達
成されることが注目される。というのは、第一に研磨剤
粒子を塗膜表面に有さしめる場合に比べて、均一に分散
された磁性粉末の表面部にAlやSiを存在させることで済
ませることができるため、突出粒子の悪影響を受け難い
ためであり、第二に磁性粉末が配向性の形状を有する場
合に特に体積的に効率良くAl,Siを存在させれることが
できるためである。 本発明において好ましく使用される粉末表面部にAlお
よびSiを含む化合物を保有する磁性粉末は、前記の磁性
粉末をAlおよびSiを含むガスに接触させるか、Alおよび
Siを含む溶液に浸漬させるかなどによつて容易に得るこ
とができ、また、ゲータイトの加熱還元によつて得られ
る金属磁性粉末の場合には、上記のAlおよびSiの処理を
原料ゲータイトの生成または処理段階にて行いその後こ
れを還元することとしてもよい。そのようにして得られ
るAl,Si化合物は、好都合なことに、多くの場合、中で
も高い効果を発揮するAl,Siの酸化物もしくはAl,Siの含
水酸化物であるが、本発明の効果を発揮せしめるに、A
l,Siの有機化合物を使用することもなんら妨げられな
い。 なお、磁性粉末の粒子表面にAlを含む化合物の被膜と
Siを含む化合物の被膜との二重被膜層を形成する場合、
両被膜の上下はいずれでもよいが、特にAlを含む化合物
の被膜が上層側であるときに耐久性の改善効果が最大に
発揮される。これは、Siを含む化合物の被膜が磁性粉末
の表面とAlを含む化合物の被膜の両者に対して優れた結
合力を有しているために、上記二重被膜層と磁性粉末と
が強固に結着されることと、硬さに優れるAlを含む化合
物の被膜が粒子表面を構成して磁性粉末の表面硬度が高
くなることによる。 すなわち、このように表面硬度が高くかつ被膜層と内
部の磁性粒子とが強固に結着した磁性粉末を磁気記録媒
体に用いると、該粉末によつて優れた研磨効果が発揮さ
れ、強靭な磁性層が形成されて、磁気ヘツドとの摺接に
よる磁性粉末の摩耗や破壊を良好に防止することがで
き、磁気テープとして走行させたときの粉落ちやドロツ
プアウトなどを良好に抑制することができて、磁気記録
媒体の耐久性が充分に向上する。 また、磁性粉末の粒子表面に形成されたAlを含む化合
物の被膜は、結合剤樹脂との親和性に優れ、表面のOH基
などの官能基を介して結合剤樹脂と強固に結合するた
め、磁性粉末の結合剤樹脂中における分散性が充分に向
上し、その結果この磁性粉末を使用して得られる磁気記
録媒体は出力特性が充分に向上するという効果もある。 一方、AlとSiとは磁気記録媒体に使用する磁性粉末全
体として、つまり統計的に保有されていればよいが、粒
子表面にAlとSiの両方を保有する磁性粉末を用いて得ら
れた磁気記録媒体は、個々の磁性粉末自体を有するAlと
Siとの保有均一性に由来して、磁性層表面部位による耐
久性の不均一性がより少ない。 なお、磁性粉末の表面に被着されるSi化合物とAl化合
物とが、ともに気相法で被着されていても、液相法で被
着されていても、また互いに異なる方法で被着されてい
ても本発明にて奏される優れた効果には変わりがない。 上述の如く磁性粉末粒子にSi化合物及びAl化合物を有
する磁性粉末群は、軟化温度140℃以下、重合度約200〜
2,000、数平均分子量1〜20万程度の塩化ビニル−酢酸
ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアル
コール共重合体、塩化ビニル−塩化ビニルデン共重合
体、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体、メタクリ
ル酸エステル−アクリロニトリル共重合体、ウレタンエ
ラストマー、ニトロセルロースなど種々の熱可塑性樹脂
を含む結合剤樹脂中に、分散される。 磁性粉末と結合剤樹脂を用いて磁気記録媒体を得るの
は周知の技術によつてなし得るものである。たとえば上
記磁性粉末と結合剤樹脂とを、メチルエチルケトン、メ
チルイソブチルケトン、トルエン、酢酸エチル、テトラ
ヒドロフラン、ジオキサン、シクロヘキサノンなどの上
記結合剤樹脂を溶解しうる有機溶剤の存在下、ニーダな
どの混合機によりペーストとし、さらに適当な粘度調整
を施したのちボールミル、サンドミルなどにより分散さ
せて得た磁性塗料を、ポリエステル、アセテートなどの
フイルム上に常法に準じて塗布乾燥し磁気記録媒体とな
し得る。 磁性塗料中には各種の有機分散剤、カーボンブラツク
その他の導電剤、あるいは固状,液状の潤滑剤などをさ
らに含めることとして差しつかえない。またAl2O3,Si
O2,TiO2,Cr2O3,α−Fe2O3その他の研磨剤粒子も本発明
の効果を阻害しない範囲において磁性塗料中に配合して
もよい。 〔発明の効果〕 本発明に係る磁気記録媒体は、磁性塗膜中に含有され
た鉄を含む磁性粉末が統計的に特定量のAlおよびSiを含
む化合物を保有するものであることから、極めて優れた
出力特性および耐久性を具備する。 〔実 施 例〕 つぎに、本発明の実施例を比較例として対比して具体
的に説明する。なお、第1表は実施例および比較例に使
用した磁性粉末の性状を示すものであり、各No.の磁性
粉末は以下の方法によつて製造されたものである。 §<磁性粉末No.1> 1N−NaOH水溶液300中に5Kgのゲータイト粉末〔平均
長径0.3μm、平均針状比(平均長径/平均短径)14〕
をけん濁させ、これに0.5M−Al2(SO4)3水溶液15を
添加し、よくかきまぜながら炭酸ガス通気して中和し、
PHが8以下に達したのち、けん濁液から粉末をろ過分離
して水洗し、よく乾燥させた。 この表面処理されたゲータイト粉末を水素気流中で50
0℃で4時間加熱還元し、粒子表面にAlを含む被膜を有
する金属鉄磁性粉末を得た。 §<磁性粉末No.2> 1N−NaOH水溶液300中に5Kgのゲータイト粉末(平均
長径0.3μm、平均針状比14)をけん濁させ、これに1M
−Na4SiO4を水溶液11を添加し、よくかきまぜながら
炭酸ガスを通気して中和し、PHが8以下に達したのち、
けん濁液から粉末をろ過分離して水洗し、よく乾燥させ
た。 この表面処理されたゲータイト粉末を水素気流中で50
0℃にて4時間加熱還元し、粒子表面にSiを含む被膜を
有する金属鉄磁性粉末を得た。 §<磁性粉末No.3> 表面にSiO2被膜を有する市販の金属鉄磁性粉末〔平均
長径0.2μm、平均針状比13、Si/Fe=2重量%〕5gを0.
5N−NaOH水溶液300ml中に懸濁し、これに0.5M−Al2(SO
4)3水溶液13mlを添加した。次いで、この懸濁液をよ
く撹拌しつつ、炭酸ガスを通気して中和し、PHが8以下
に達したのち、懸濁液から金属鉄磁性粉末を過分離し
て水洗し、溶媒置換法によつて水分を除去し、よく乾燥
させることにより、粒子表面にSiを含む被膜(下層)と
Alを含む被膜(上層)の二重被膜層を有する金属鉄磁性
粉末を得た。 §<磁性粉末No.4,9,14> 表面にSiO2被膜を有する市販の金属鉄磁性粉末として
第1表記載の平均粒径(長径)、針状比およびSi重量比
であるものを使用すると共に、Al2(SO4)3水溶液の濃
度および添加量を適宜変更してAl重量比を第1表記載の
値とした以外は、磁性粉末No.3と同様にして粒子表面に
Siを含む被膜(下層)とAlを含む被膜(上層)の二重被
膜層を有する磁性粉末を得た。 §<磁性粉末No.5> 1N−NaOH水溶液300中に5Kgのゲータイト粉末(平均
長径0.3μm、平均針状比14)を懸濁させ、これに1M−N
a4SiO4水溶液5を添加したのち、この懸濁液中に炭酸
ガスを吹き込んで中和し、この中和によつて生じたケイ
酸ゲルで被覆されたゲータイト粉末を洗浄し、よく乾燥
させた。次いで、乾燥後のゲータイト粉末を400℃で2
時間加熱し、ヘマタイト粉末とした。このヘマタイト粉
末を500g採取し、これを0.5N−NaOH水溶液80中に懸濁
させてよく分散し、このけん濁液に0.5M−Al2(SO4)3
水溶液2を添加し、液中に炭酸ガスを吹き込んで中和
し、この中和によつて生じたアルミニウム水酸化物ゲル
で被覆されたヘマタイト粉末を洗浄し、よく乾燥させ
た。この乾燥後のヘマタイト粉末は粒子表面のSiO2被膜
上にAl2O3被膜が形成された二重被膜層を有していた。
次にこのヘマタイト粉末を水素気流中で500℃にて4時
間加熱還元し、粒子表面にSiを含む被膜(下層)とAlを
含む被膜(上層)の二重被膜層を有する金属鉄磁性粉末
を得た。 §<磁性粉末No.7,8,10〜13,15〜19> Al2(SO4)3水溶液およびNa4SiO4水溶液の濃度およ
び添加量を適宜変更して、AlおよびSi重量比を第1表記
載の値とした以外は、磁性粉末No.5と同様にして粒子表
面にSiを含む被膜(下層)とAlを含む被膜(上層)の二
重被膜層を有する磁性粉末を得た。 §<磁性粉末No.20> SiO2被膜の形成とAl2O3被膜の形成順序を逆にした以
外は、磁性粉末No.19と同様にして粒子表面にAlを含む
被膜(下層)とSiを含む被膜(上層)の二重被膜層を有
する金属鉄磁性粉末を得た。 §<磁性粉末No.21> 1N−NaOH水溶液1に24gのゲータイト粉末(平均針
状比15、平均長径0.4μm)を懸濁させ、これに400mgの
Al2(SO4)3・16H2Oと10gのNa4SiO4を添加して溶解さ
せた。次いで、この懸濁液中に炭酸ガスを吹き込んでPH
6〜8に調整し、ゲータイト粒子の表面にAl(OH)3お
よびケイ酸ゲルを析出沈着させた。これを過したの
ち、70℃にて5時間の乾燥を行い、得られた乾燥物より
1gを採取して、これを水素気流中で320℃にて4時間の
加熱還元することにより、表面部にAl成分およびSi成分
が付着した金属鉄磁性粉末を得た。 §<磁性粉末No.22> 2N−NaOH水溶液1に24gのゲータイト粉末(平均針
状比14、平均長径0.4μm)を懸濁させ、これにAl2(SO
4)3・16H2Oを400mg添加して溶解させた。次いで、こ
の懸濁液中に炭酸ガスを吹き込んでPH6〜8に調整し、
ゲータイト粒子の表面にAl(OH3)を析出沈着させた。
これを過したのち、70℃にて5時間の乾燥を行い、こ
の乾燥物を0.48gのシリコンオイル(ジメチルポリシロ
キサン、信越化学工業社製の商品名KF96、100CS)が溶
解した400mlのメチルエチルケトンに添加混合して分散
させ、過ののち、70℃にて3時間乾燥した。この乾燥
物より1gを採取し、水素気流中で320℃にて4時間の加
熱還元を行い、表面部にAlを含む被膜(下層)とSiを含
む被膜(上層)の二重被膜層を有する金属鉄磁性粉末を
得た。 §<磁性粉末No.23> 未処理の市販Co含有γ−Fe2O3磁性粉末(Co含有量2.5
重量%)。 §<磁性粉末No.24> 2N−NaOH水溶液1に20gのCo含有γ−Fe2O3磁性粉末
(磁性粉末No.23と同じもの)をけん濁させ、これに1M
−Na4SiO4水溶液25ml、0.5M−Al2(SO4)3水溶液40ml
を添加したのち、よくかきまぜながら、このけん濁液中
に炭酸ガスを吹き込んで中和し、粒子表面にケイ素化合
物およびアルミニウム化合物からなる被膜を形成した。
水洗後、60℃において減圧乾燥し、粒子表面にSiおよび
Alを含む被膜を有するCo含有γ−Fe2O3粉末を得た。 実施例1〜5,12,13,17,18、参考例6〜11および比較例
1〜10 第1表に示す磁性粉末を用いて、下記の第2表に示さ
れる製造条件によつて磁気記録媒体(磁気テープ)を作
製した。これら磁気記録媒体の諸特性を、使用した磁性
粉末No.と採用した製造条件No.とともに記録の第3表に
示す。 なお、第3表中の各磁気テープの諸特性は、以下の方
法にて測定したものである。 <RF出力> 5MHzの信号を一定レベルで記録したのち、再生したと
きの出力を測定し、比較例2のテープを基準(0dB)と
する相対値にて示した。ただし、実施例18および比較例
10の磁気テープは磁性粉末の材質が他のものと異なるた
め、上記相対値のほか、比較例10のテープをそれぞれ基
準としたときの相対値をも( )内に併記した。 <耐 久 性> 市販VTRを使用し、−5℃の恒温室中で静止画像再生
を行つたときの出力が3dB低下するまでの時間(分)を
測定することにより測定した。 <表面平滑性> 触針式粗さ計を使用し、触針速度0.06cm/秒、カツト
オフ0.08mmの条件で磁性層の表面粗さ(C.L.A.)を測定
し、比較例2のテープを基準として下記の式に従つて算
出される相対値で表面平滑性の良否を判断した。 <ジツター> VTRによる再生映像信号の水平同期信号の間隔のゆれ
の1秒間における最大値で表わし、これをジツターメー
タ(目黒電波(株)MK−611A)で測定した。 <消去特性> 市販VTRを使用し、1KHzの信号を音声トラツクに一定
レベルで記録し、その後この信号消去したのち、先に記
録した信号の残留出力を測定し、下記の式に従つて良否
を判断した。 第3表により明らかなように、本発明に係る磁気テー
プ(実施例1〜5,12,13,17,18)はRF出力で代表される
出力特性及び耐久性において、他の試料テープに比し
て、格段に優れた特性を示し、またジツターにおいても
優れた効果を示し、さらに表面平滑性や消去特性におい
ても満足できるものであることがわかる。 また、Al/Si比が2〜15の範囲にあり、かつ針状の形
状をもつ磁性粉末を用いたもの(実施例1〜3,12,13)
は、その範囲外となるもの(実施例4,5)に比べてさら
に優れたRF出力を示すとともに、粒状の形状をもつ磁性
粉末を用いたもの(参考例11)との対比において特に優
れた耐久性と磁性層の表面平滑性とを示すことがわか
る。 なお、粒子表面にSi化合物が被着された磁性粉末とAl
2O3粒子とを混合併用した磁気テープ(比較例9)、あ
るいは逆にAl化合物で被覆された磁性粉末SiO2粒子とを
混合併用した磁気テープ(比較例8)等は、前述した通
り、満足な出力特性が得られないことが明らかである。
体に関する。 〔従来の技術〕 塗布型磁気記録媒体は取扱が簡便で、量産性がよいな
どの特徴をもち、工業化が容易であるために一般に多用
されている。 かかる塗布型磁気記録媒体は、この特性の向上のため
に磁気記録素子としての磁性粉末を磁性塗膜中にいかに
多量に充填させるか、および磁性塗膜中における磁性粉
末をいかに均一に分散させるかに考慮が払われ、その結
果として出力特性とくに電磁変換特性が向上してきたの
は周知のとおりである。 しかるに、とくに近年、ビデオテープやフロツピーデ
イスクなどにおいて、磁気ヘツドが磁性層表面に摺接す
ることによつて磁性層に多量に均一に詰め込まれた磁性
塗膜中の磁性粉末が表面から削りとられ、高められたは
ずの出力特性・電磁変換特性が劣化するという問題が生
起してきた。 これに対し、従来より、磁性塗膜中に磁気ヘツドより
も、また磁性粉末よりも硬さにおいて優れたいわゆる研
磨剤粒子を混入させ、また必要により潤滑性の液体も併
用するなどによつて、かかる磁性塗膜の削れの問題を解
決してきたのである。このようなことは例えば、 特公昭48−18572号、特公昭48−15003号、特公昭52−28
642号、特公昭52−49961号、特公昭55−15771号、特公
昭55−24171号、特公昭57−51171号、特開昭47−466
号、特開昭48−56404号、特開昭49−115510号、特開昭5
0−62604号、特開昭50−92101号、特開昭50−93405号、
特開昭50−147308号、特開昭51−31201号、特開昭52−4
5309号、特開昭52−75410号、特開昭52−88307号、特開
昭52−97709号、特開昭52−97710号、特開昭53−16605
号、特開昭53−47806号、特開昭53−134407号、54−218
05号、特開昭54−103005号、特開昭54−143608号、特開
昭55−1638号、特開昭55−17811号、特開昭55−17813
号、特開昭55−17814号、特開昭55−17835号、特開昭55
−129935号、特開昭57−150131号、特開昭58−159236
号、特開昭59−144036号、 などに開示されている如くである。 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところが、一般に磁性層中に磁気記録に寄与しない非
磁性の成分を混入させることは、前述したように、そも
そも磁性塗膜中での磁性粉末の含有量の体積的低下をも
たらすばかりでなく、磁性粉末と非磁性成分とをともに
均一に分散させるようにすることが困難となるのある。
というのは、磁性粉末だけを結合剤樹脂中に分散させる
ような場合には、磁性粉末の分散性のみに配慮すれば足
りるのに対し、磁性粉末以外にさらに研磨剤粒子などの
異種の非磁性粉末をも分散させなければならず、この場
合には磁性粉末と非磁性粉末との混合比率もつねに均一
になるようにしなければ、磁性塗膜中の磁気特性が場所
によつて不均一となり出力特性もムラが出るという問題
をも招来する。 このような次第で、近年のビデオテープ、フロツピー
デイスクなどにおいては、再び出力特性と耐久性とをと
もに高度に達成するための別途の解決手段が望まれてい
たのである。 本発明は、上記要望に対処すべくなされたもので、出
力特性と耐久性がともに優れた磁気記録媒体、より詳し
くは、従来では互いに相反すると考えられてきた、いわ
ゆる塗布型磁気記録媒体における電磁変換特性の改善
と、磁気ヘツドとの摺接に起因する種々の問題の解決と
を同時に企画しうる新規な磁気記録媒体を提供すること
を目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明者らは、上記の如く出力特性の劣化の原因とな
る非磁性粉末とくに非磁性固形添加剤粒子の添加のみに
頼ることなく磁性粉末それ自体によつても出力劣化が防
止でき、かつ磁性塗膜中に磁性粉末が体積的に高度に充
填した磁気記録媒体を得ようとして、種々の磁性粉末を
結合剤樹脂に分散させた磁性塗膜でもつて出力特性・耐
久性の試験・検討を続けてきた結果、磁性粉末として粒
子表面に磁性粉末それ自体よりも硬さにおいて優れた研
磨性物質を保有せしめたようなものを用いるのが望まし
いものであろうとの知見を得た。 そして、粒子表面の比較的高度の高い種々の研磨性物
質が被着された磁性粉末、あるいはかかる磁性粉末にお
いて異種の研磨性物質を被着せしめたもの同志の混合物
についてそれぞれ磁性塗料を調製し、その出力と耐久性
とを検討した。この結果、Al化合物とSi化合物とをそれ
ぞれ個々に粒子表面に被着させた磁性粉末を一定量比で
組み合わせた場合に最も高い出力特性と耐久性をとを示
す磁気記録媒体が得られたのである。 これに用いた磁性粉末は、粒子表面にAl化合物が被着
したものは特開昭52−122213号,特開昭52−134858号の
開示により、粒子表面にSi化合物が被着したものは特開
昭52−30758号,特開昭52−134858号の開示により、そ
れぞれ得られたものであつた。これらは単独で用いた場
合には、良好な耐久性を示すにかかわらず出力特性は劣
つたものであつた。 本発明者らによる上記の検討においては、また上記の
Al化合物とSi化合物とを各々粒子表面に被着させた磁性
粉末を組み合わせる代りに、Al化合物またはSi化合物の
うちの一方をかかる磁性粉末ではなく単独を研磨剤粒子
に代え、すなわち、たとえば粒子表面にSi化合物が被着
された磁性粉末とAl2O3粉末とを組み合わせて混合し磁
性塗料を調製したような場合には、意外にも満足した出
力特性・耐久性は得られなかつたのである。 さらに、特公昭59−19168号の開示により得たAl化合
物とSi化合物とがともに粒子表面に重ねて被着された磁
性粉末については、驚くべきことに単独で用いた場合に
おいても一定量比の場合に限つて充分な出力特性と耐久
性とを示したのである。 そして、出力特性と耐久性とを同時に高度に満足した
磁気記録媒体を得るには、Al2O3,SiO2が磁性層中に研磨
剤粒子として単独に存在するよりも、Al化合物とSi化合
物が磁性粉末の表面に一定量存在する方が好ましいこと
が明らかとなつたのである。このような現象がいかなる
原因に基づくものであるかについては、未だ明確なる説
明はなされてはいない。 しかしながら、次の如き理由が予想されうるものと考
える。すなわち、 (イ)磁性粉末の分散性に起因する出力特性の改善を期
した場合に、磁性粉末表面に付着したSi化合物やAl化合
物もこれに付随して均一に分散されることとなり、その
結果AlとSiとが適当量磁性塗膜表面に露出して均一に存
在するため、記録再生用磁気ヘツドに対して均一な摺接
作用が達成される。 (ロ)Al2O3粒子やSiO2粒子などの研磨剤粒子を従来の
磁性粉末とともに併用する場合に比べ、Al,Siの占める
体積がより少ない状態で研磨効果が得られるため、磁性
粉末の充填性を高めることができる。 (ハ)AlやSiを含む研磨剤粒子を従来の磁性粉末と併用
し、この研磨剤粒子の分散が不充分であつた場合に、か
かる研磨剤粒子が非磁性であるために、得られた磁性塗
膜における磁化強度が不均一となり、出力特性が劣化
し、はなはだしくは未分散の研磨剤粒子の集合塊が磁性
塗膜表面に露出した場合に磁性層の塗膜表面平滑性が著
しく劣ることとなるが、このような現象が起こりにく
い。 (ニ)AlとSiとはともに磁性塗料中において結合剤樹脂
との親和性にも優れ、両者の組み合わせによつて磁性塗
膜表面の性質が常に均一に保たれる。 (ホ)Al2O3などのAl原子保有物質がこれと親和力の強
いSiの機能によつて磁性塗膜中で均一に分散され、かつ
磁気ヘツドの材質とのなじみの良いSiが磁性層表面に均
一に分散されているため、かかる磁気記録媒体は磁気ヘ
ツドとの摺接による悪影響を受けない。 などと考えられる。 ただし、ここで重要なことは、出力特性と耐久性とを
同時に高度に満足する磁気記録媒体が得られるのは、磁
性粉末の粒子表面に保有されるAl化合物とSi化合物の量
がともに特定範囲にある場合のみであつて、いずれか一
方でもこの特定範囲を外れると上記両特性の著しい低下
を生じることである。 この点で、たとえば特開昭56−25901号には粒子表面A
l成分およびSi成分を付着した磁性粉末が開示されてお
り、この磁性粉末は、Al成分がAl/Feの重量比で10-5〜
0.02、かつSi成分がSi/Feの重量比で0.002〜0.05の範囲
にあるもの、すなわちAl成分とSi成分とが図面の領域D
で示す付着量範囲にあるものであるが、このような付着
量範囲の磁性粉末を用いた磁気記録媒体では満足できる
出力特性および耐久性は得られないことが確認されたの
である。 すなわち、本発明は、支持体上に鉄を含む磁性粉末群
とこれを分散結着する結合剤とを含む磁性塗膜を設けて
なる磁気記録媒体において、前記磁性粉末群は統計的に
鉄に対する重量比で0.010〜0.090のSi,および0.060〜0.
130のAlを保有し、かつAlとSiの比がAl/Si(重量比)で
1〜15であるとともに、前記磁性粉末群の各粒子がその
表面部にAlおよびSiを含む化合物を保有し、かつ配向性
の形状を有していることを特徴とする磁気記録媒体に係
る。 〔発明の構成・作用〕 本発明による磁気記録媒体の出力特性と耐久性の著し
い改善効果は、使用する磁性粉末に保有されるAl,Siが
鉄に対して重量比で、Alが0.040〜0.150、かつSiが0.01
0〜0.150であるとき、つまり図面で示す斜線で縁取られ
た領域Aにあるときにおいて発揮される。 すなわち、Alの量が上記重量比で0.150よりも多くな
ると、電磁変換特性が低下するとともにヘツドと媒体と
の摺接によるヘツドの摩耗が激しくなり、逆に上記重量
比で0.040よりも少なくなると、前記の本発明の効果が
現われ難い。またSiの量が上記重量比で0.150より多く
なると、電磁変換特性が著しく低下し、逆に上記重量比
で0.010よりも少なくなると、やはり前記の本発明の効
果が現われ難い。 なお、上記AlおよびSiの保有量の特に好ましい範囲
は、鉄に対する重量比で、Alが0.060〜0.130、かつSiが
0.010〜0.090である範囲、つまり図面で示す領域A内の
小方形枠内の領域(左上り斜線の領域B+三角形領域
B′)である。 また、磁性粉末群に保有されるAlとSiの比は、Al/Si
(重量比)で1〜15程度とするのがよい。これはAlがSi
に比べて多くなり過ぎると、磁気ヘツドと媒体の摺接に
よる磁気ヘツドの摩耗が過度になり、逆にSiがAlに比べ
て多くなり過ぎると電磁変換特性の低下を招くからであ
る。したがつて、本発明で使用する磁性粉末のAlとSiの
保有量の好ましい範囲は図面で示す領域AにおけるAl/S
i=1の線で区切られた下側の領域、さらに好ましい範
囲は図面で示す左上りの斜線が入つた領域Bである。 なお、上記Al/Siの比の特に好ましい範囲は、2〜15
である。したがつて、本発明で使用する磁性粉末の最も
好ましいものは、AlとSiの保有量が図面で示す左上りの
斜線と右上りの斜線とが交差した領域Cの範囲にあるも
のである。 さらに、出力特性と耐久性の改善効果は、磁性粉末の
磁性塗膜中に占める体積が15vol%以上であるときに特
によく発揮される 本発明において用いられる鉄を含む磁性粉末として
は、γ−Fe2O3,Fe3O4あるい前二者の中間酸化物あるい
はこれらにCo原子を粒子表面又は内部に含むもの、窒化
鉄、Fe、Co、Niを含む合金、バリウムフエライトあるい
はこれをTi,Coなどの金属で変性したものなどの粉末が
挙げられる。 このうち粉質が柔かく、より耐久性が望まれるととも
に空気中の水分,酸素等により腐食され易い金属,合金
系のいわゆる金属磁性粉末の場合に特に有効である。粉
末粒子表面のAl,Si化合物が酸化などの外的因子から金
属磁性粉末を保護する機能をもつためである。他方にお
いて、前記のうちの酸化物系の磁性粉末を用いた場合に
は、金属磁性粉末を用いた場合とは異なり、一般に需要
も多く、種々の苛酷な条件下で使用されることも予期さ
れるが、本発明をかかる酸化物系磁性粉末を用いた磁性
記録媒体に適用する場合には、特に広範な温度・湿度の
雰囲気下においても充分な使用可能性を与える点におい
て酸化物系磁性粉末を用いた磁気記録媒体の特長点をさ
らに向上させることができる。 また、本発明において磁性粉末の形状は、針状形や板
状形など磁性塗料中に含ませて支持体上に塗布した場合
に、磁性粉末粒子が塗布時の剪断力の影響を受けて磁性
層表面に沿つて平行にそろう性質を有するいわゆる配向
性の形状を有するものが特に好ましい。というのは、粒
子のうち表面積の広い表面部分が磁気ヘツドと摺接面つ
まり磁性層表面における走行方向に一致し、この部分に
AlやSiの化合物を効率良く配置せしめることができるた
めである。このため、また磁性層中に特に高い体積含有
率で磁性粉末を充填できることとなる。 なお、このような磁性粉末の粒径としては、針状粉で
はその平均長径が0.01〜1μm、板状粉ではこの平均直
径が0.01〜1μm程度であるのがよい。また、針状粉の
平均軸比(平均長径/平均短径)として3/1〜20/1、板
状粉の平均板状比(平均直径/平均厚み)としては2/1
〜30/1程度であるのが望ましい。 本発明においてはまた表面の平滑な磁性塗膜を提供し
得る。特に中心線平均粗さで0.01μm以下の平滑性が達
成されることが注目される。というのは、第一に研磨剤
粒子を塗膜表面に有さしめる場合に比べて、均一に分散
された磁性粉末の表面部にAlやSiを存在させることで済
ませることができるため、突出粒子の悪影響を受け難い
ためであり、第二に磁性粉末が配向性の形状を有する場
合に特に体積的に効率良くAl,Siを存在させれることが
できるためである。 本発明において好ましく使用される粉末表面部にAlお
よびSiを含む化合物を保有する磁性粉末は、前記の磁性
粉末をAlおよびSiを含むガスに接触させるか、Alおよび
Siを含む溶液に浸漬させるかなどによつて容易に得るこ
とができ、また、ゲータイトの加熱還元によつて得られ
る金属磁性粉末の場合には、上記のAlおよびSiの処理を
原料ゲータイトの生成または処理段階にて行いその後こ
れを還元することとしてもよい。そのようにして得られ
るAl,Si化合物は、好都合なことに、多くの場合、中で
も高い効果を発揮するAl,Siの酸化物もしくはAl,Siの含
水酸化物であるが、本発明の効果を発揮せしめるに、A
l,Siの有機化合物を使用することもなんら妨げられな
い。 なお、磁性粉末の粒子表面にAlを含む化合物の被膜と
Siを含む化合物の被膜との二重被膜層を形成する場合、
両被膜の上下はいずれでもよいが、特にAlを含む化合物
の被膜が上層側であるときに耐久性の改善効果が最大に
発揮される。これは、Siを含む化合物の被膜が磁性粉末
の表面とAlを含む化合物の被膜の両者に対して優れた結
合力を有しているために、上記二重被膜層と磁性粉末と
が強固に結着されることと、硬さに優れるAlを含む化合
物の被膜が粒子表面を構成して磁性粉末の表面硬度が高
くなることによる。 すなわち、このように表面硬度が高くかつ被膜層と内
部の磁性粒子とが強固に結着した磁性粉末を磁気記録媒
体に用いると、該粉末によつて優れた研磨効果が発揮さ
れ、強靭な磁性層が形成されて、磁気ヘツドとの摺接に
よる磁性粉末の摩耗や破壊を良好に防止することがで
き、磁気テープとして走行させたときの粉落ちやドロツ
プアウトなどを良好に抑制することができて、磁気記録
媒体の耐久性が充分に向上する。 また、磁性粉末の粒子表面に形成されたAlを含む化合
物の被膜は、結合剤樹脂との親和性に優れ、表面のOH基
などの官能基を介して結合剤樹脂と強固に結合するた
め、磁性粉末の結合剤樹脂中における分散性が充分に向
上し、その結果この磁性粉末を使用して得られる磁気記
録媒体は出力特性が充分に向上するという効果もある。 一方、AlとSiとは磁気記録媒体に使用する磁性粉末全
体として、つまり統計的に保有されていればよいが、粒
子表面にAlとSiの両方を保有する磁性粉末を用いて得ら
れた磁気記録媒体は、個々の磁性粉末自体を有するAlと
Siとの保有均一性に由来して、磁性層表面部位による耐
久性の不均一性がより少ない。 なお、磁性粉末の表面に被着されるSi化合物とAl化合
物とが、ともに気相法で被着されていても、液相法で被
着されていても、また互いに異なる方法で被着されてい
ても本発明にて奏される優れた効果には変わりがない。 上述の如く磁性粉末粒子にSi化合物及びAl化合物を有
する磁性粉末群は、軟化温度140℃以下、重合度約200〜
2,000、数平均分子量1〜20万程度の塩化ビニル−酢酸
ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアル
コール共重合体、塩化ビニル−塩化ビニルデン共重合
体、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体、メタクリ
ル酸エステル−アクリロニトリル共重合体、ウレタンエ
ラストマー、ニトロセルロースなど種々の熱可塑性樹脂
を含む結合剤樹脂中に、分散される。 磁性粉末と結合剤樹脂を用いて磁気記録媒体を得るの
は周知の技術によつてなし得るものである。たとえば上
記磁性粉末と結合剤樹脂とを、メチルエチルケトン、メ
チルイソブチルケトン、トルエン、酢酸エチル、テトラ
ヒドロフラン、ジオキサン、シクロヘキサノンなどの上
記結合剤樹脂を溶解しうる有機溶剤の存在下、ニーダな
どの混合機によりペーストとし、さらに適当な粘度調整
を施したのちボールミル、サンドミルなどにより分散さ
せて得た磁性塗料を、ポリエステル、アセテートなどの
フイルム上に常法に準じて塗布乾燥し磁気記録媒体とな
し得る。 磁性塗料中には各種の有機分散剤、カーボンブラツク
その他の導電剤、あるいは固状,液状の潤滑剤などをさ
らに含めることとして差しつかえない。またAl2O3,Si
O2,TiO2,Cr2O3,α−Fe2O3その他の研磨剤粒子も本発明
の効果を阻害しない範囲において磁性塗料中に配合して
もよい。 〔発明の効果〕 本発明に係る磁気記録媒体は、磁性塗膜中に含有され
た鉄を含む磁性粉末が統計的に特定量のAlおよびSiを含
む化合物を保有するものであることから、極めて優れた
出力特性および耐久性を具備する。 〔実 施 例〕 つぎに、本発明の実施例を比較例として対比して具体
的に説明する。なお、第1表は実施例および比較例に使
用した磁性粉末の性状を示すものであり、各No.の磁性
粉末は以下の方法によつて製造されたものである。 §<磁性粉末No.1> 1N−NaOH水溶液300中に5Kgのゲータイト粉末〔平均
長径0.3μm、平均針状比(平均長径/平均短径)14〕
をけん濁させ、これに0.5M−Al2(SO4)3水溶液15を
添加し、よくかきまぜながら炭酸ガス通気して中和し、
PHが8以下に達したのち、けん濁液から粉末をろ過分離
して水洗し、よく乾燥させた。 この表面処理されたゲータイト粉末を水素気流中で50
0℃で4時間加熱還元し、粒子表面にAlを含む被膜を有
する金属鉄磁性粉末を得た。 §<磁性粉末No.2> 1N−NaOH水溶液300中に5Kgのゲータイト粉末(平均
長径0.3μm、平均針状比14)をけん濁させ、これに1M
−Na4SiO4を水溶液11を添加し、よくかきまぜながら
炭酸ガスを通気して中和し、PHが8以下に達したのち、
けん濁液から粉末をろ過分離して水洗し、よく乾燥させ
た。 この表面処理されたゲータイト粉末を水素気流中で50
0℃にて4時間加熱還元し、粒子表面にSiを含む被膜を
有する金属鉄磁性粉末を得た。 §<磁性粉末No.3> 表面にSiO2被膜を有する市販の金属鉄磁性粉末〔平均
長径0.2μm、平均針状比13、Si/Fe=2重量%〕5gを0.
5N−NaOH水溶液300ml中に懸濁し、これに0.5M−Al2(SO
4)3水溶液13mlを添加した。次いで、この懸濁液をよ
く撹拌しつつ、炭酸ガスを通気して中和し、PHが8以下
に達したのち、懸濁液から金属鉄磁性粉末を過分離し
て水洗し、溶媒置換法によつて水分を除去し、よく乾燥
させることにより、粒子表面にSiを含む被膜(下層)と
Alを含む被膜(上層)の二重被膜層を有する金属鉄磁性
粉末を得た。 §<磁性粉末No.4,9,14> 表面にSiO2被膜を有する市販の金属鉄磁性粉末として
第1表記載の平均粒径(長径)、針状比およびSi重量比
であるものを使用すると共に、Al2(SO4)3水溶液の濃
度および添加量を適宜変更してAl重量比を第1表記載の
値とした以外は、磁性粉末No.3と同様にして粒子表面に
Siを含む被膜(下層)とAlを含む被膜(上層)の二重被
膜層を有する磁性粉末を得た。 §<磁性粉末No.5> 1N−NaOH水溶液300中に5Kgのゲータイト粉末(平均
長径0.3μm、平均針状比14)を懸濁させ、これに1M−N
a4SiO4水溶液5を添加したのち、この懸濁液中に炭酸
ガスを吹き込んで中和し、この中和によつて生じたケイ
酸ゲルで被覆されたゲータイト粉末を洗浄し、よく乾燥
させた。次いで、乾燥後のゲータイト粉末を400℃で2
時間加熱し、ヘマタイト粉末とした。このヘマタイト粉
末を500g採取し、これを0.5N−NaOH水溶液80中に懸濁
させてよく分散し、このけん濁液に0.5M−Al2(SO4)3
水溶液2を添加し、液中に炭酸ガスを吹き込んで中和
し、この中和によつて生じたアルミニウム水酸化物ゲル
で被覆されたヘマタイト粉末を洗浄し、よく乾燥させ
た。この乾燥後のヘマタイト粉末は粒子表面のSiO2被膜
上にAl2O3被膜が形成された二重被膜層を有していた。
次にこのヘマタイト粉末を水素気流中で500℃にて4時
間加熱還元し、粒子表面にSiを含む被膜(下層)とAlを
含む被膜(上層)の二重被膜層を有する金属鉄磁性粉末
を得た。 §<磁性粉末No.7,8,10〜13,15〜19> Al2(SO4)3水溶液およびNa4SiO4水溶液の濃度およ
び添加量を適宜変更して、AlおよびSi重量比を第1表記
載の値とした以外は、磁性粉末No.5と同様にして粒子表
面にSiを含む被膜(下層)とAlを含む被膜(上層)の二
重被膜層を有する磁性粉末を得た。 §<磁性粉末No.20> SiO2被膜の形成とAl2O3被膜の形成順序を逆にした以
外は、磁性粉末No.19と同様にして粒子表面にAlを含む
被膜(下層)とSiを含む被膜(上層)の二重被膜層を有
する金属鉄磁性粉末を得た。 §<磁性粉末No.21> 1N−NaOH水溶液1に24gのゲータイト粉末(平均針
状比15、平均長径0.4μm)を懸濁させ、これに400mgの
Al2(SO4)3・16H2Oと10gのNa4SiO4を添加して溶解さ
せた。次いで、この懸濁液中に炭酸ガスを吹き込んでPH
6〜8に調整し、ゲータイト粒子の表面にAl(OH)3お
よびケイ酸ゲルを析出沈着させた。これを過したの
ち、70℃にて5時間の乾燥を行い、得られた乾燥物より
1gを採取して、これを水素気流中で320℃にて4時間の
加熱還元することにより、表面部にAl成分およびSi成分
が付着した金属鉄磁性粉末を得た。 §<磁性粉末No.22> 2N−NaOH水溶液1に24gのゲータイト粉末(平均針
状比14、平均長径0.4μm)を懸濁させ、これにAl2(SO
4)3・16H2Oを400mg添加して溶解させた。次いで、こ
の懸濁液中に炭酸ガスを吹き込んでPH6〜8に調整し、
ゲータイト粒子の表面にAl(OH3)を析出沈着させた。
これを過したのち、70℃にて5時間の乾燥を行い、こ
の乾燥物を0.48gのシリコンオイル(ジメチルポリシロ
キサン、信越化学工業社製の商品名KF96、100CS)が溶
解した400mlのメチルエチルケトンに添加混合して分散
させ、過ののち、70℃にて3時間乾燥した。この乾燥
物より1gを採取し、水素気流中で320℃にて4時間の加
熱還元を行い、表面部にAlを含む被膜(下層)とSiを含
む被膜(上層)の二重被膜層を有する金属鉄磁性粉末を
得た。 §<磁性粉末No.23> 未処理の市販Co含有γ−Fe2O3磁性粉末(Co含有量2.5
重量%)。 §<磁性粉末No.24> 2N−NaOH水溶液1に20gのCo含有γ−Fe2O3磁性粉末
(磁性粉末No.23と同じもの)をけん濁させ、これに1M
−Na4SiO4水溶液25ml、0.5M−Al2(SO4)3水溶液40ml
を添加したのち、よくかきまぜながら、このけん濁液中
に炭酸ガスを吹き込んで中和し、粒子表面にケイ素化合
物およびアルミニウム化合物からなる被膜を形成した。
水洗後、60℃において減圧乾燥し、粒子表面にSiおよび
Alを含む被膜を有するCo含有γ−Fe2O3粉末を得た。 実施例1〜5,12,13,17,18、参考例6〜11および比較例
1〜10 第1表に示す磁性粉末を用いて、下記の第2表に示さ
れる製造条件によつて磁気記録媒体(磁気テープ)を作
製した。これら磁気記録媒体の諸特性を、使用した磁性
粉末No.と採用した製造条件No.とともに記録の第3表に
示す。 なお、第3表中の各磁気テープの諸特性は、以下の方
法にて測定したものである。 <RF出力> 5MHzの信号を一定レベルで記録したのち、再生したと
きの出力を測定し、比較例2のテープを基準(0dB)と
する相対値にて示した。ただし、実施例18および比較例
10の磁気テープは磁性粉末の材質が他のものと異なるた
め、上記相対値のほか、比較例10のテープをそれぞれ基
準としたときの相対値をも( )内に併記した。 <耐 久 性> 市販VTRを使用し、−5℃の恒温室中で静止画像再生
を行つたときの出力が3dB低下するまでの時間(分)を
測定することにより測定した。 <表面平滑性> 触針式粗さ計を使用し、触針速度0.06cm/秒、カツト
オフ0.08mmの条件で磁性層の表面粗さ(C.L.A.)を測定
し、比較例2のテープを基準として下記の式に従つて算
出される相対値で表面平滑性の良否を判断した。 <ジツター> VTRによる再生映像信号の水平同期信号の間隔のゆれ
の1秒間における最大値で表わし、これをジツターメー
タ(目黒電波(株)MK−611A)で測定した。 <消去特性> 市販VTRを使用し、1KHzの信号を音声トラツクに一定
レベルで記録し、その後この信号消去したのち、先に記
録した信号の残留出力を測定し、下記の式に従つて良否
を判断した。 第3表により明らかなように、本発明に係る磁気テー
プ(実施例1〜5,12,13,17,18)はRF出力で代表される
出力特性及び耐久性において、他の試料テープに比し
て、格段に優れた特性を示し、またジツターにおいても
優れた効果を示し、さらに表面平滑性や消去特性におい
ても満足できるものであることがわかる。 また、Al/Si比が2〜15の範囲にあり、かつ針状の形
状をもつ磁性粉末を用いたもの(実施例1〜3,12,13)
は、その範囲外となるもの(実施例4,5)に比べてさら
に優れたRF出力を示すとともに、粒状の形状をもつ磁性
粉末を用いたもの(参考例11)との対比において特に優
れた耐久性と磁性層の表面平滑性とを示すことがわか
る。 なお、粒子表面にSi化合物が被着された磁性粉末とAl
2O3粒子とを混合併用した磁気テープ(比較例9)、あ
るいは逆にAl化合物で被覆された磁性粉末SiO2粒子とを
混合併用した磁気テープ(比較例8)等は、前述した通
り、満足な出力特性が得られないことが明らかである。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明および従来例の磁気記録媒体に使用される
鉄を含む磁性粉末に保有されるAlとSiの量およびAl/Si
の重量比率を示す図である。
鉄を含む磁性粉末に保有されるAlとSiの量およびAl/Si
の重量比率を示す図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 河原井 正義
茨木市丑寅1丁目1番88号 日立マクセ
ル株式会社内
(72)発明者 三宅 明
茨木市丑寅1丁目1番88号 日立マクセ
ル株式会社内
(56)参考文献 特開 昭58−161725(JP,A)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 1.支持体上に鉄を含む磁性粉末群とこれを分散結着す
る結合剤とを含む磁性塗膜を設けてなる磁気記録媒体に
おいて、前記磁性粉末群は統計的に鉄に対する重量比で
0.010〜0.090のSi,および0.060〜0.130のAlを保有し、
かつAlとSiとの比がAl/Si(重量比)で1〜15であると
ともに、前記磁性粉末群の各粒子がその表面部にAlおよ
びSiを含む化合物を保有し、かつ配向性の形状を有して
いることを特徴とする磁気記録媒体。 2.鉄を含む磁性粉末群に保有されるAlとSiとの比がAl
/Si(重量比)で2〜15である特許請求の範囲第(1)
項に記載の磁気記録媒体。 3.鉄を含む磁性粉末群の磁性塗膜中に占める体積が15
vol%以上である特許請求の範囲第(1)項または第
(2)項に記載の磁気記録媒体。 4.鉄を含む磁性粉末群が金属磁性粉末である特許請求
の範囲第(1)〜(3)項のいずれかに記載の磁気記録
媒体。 5.磁性塗膜の表面粗さが中心線平均粗さで0.01μm以
下である特許請求の範囲第(1)〜(4)項のいずれか
に記載の磁気記録媒体。 6.鉄を含む磁性粉末群の保有するAlがAl酸化物もしく
は含水酸化物として、またSiがSi酸化物もしくは含水酸
化物として、それぞれ存在する特許請求の範囲第(1)
〜(5)項のいずれかに記載の磁気記録媒体。
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-
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- 1987-02-20 KR KR1019870001444A patent/KR960002033B1/ko not_active IP Right Cessation
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