JP4479983B2

JP4479983B2 - 磁性粉の表面処理方法、磁性塗料の製造方法、および磁気記録媒体の製造方法

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Publication number: JP4479983B2
Application number: JP2001077160A
Authority: JP
Inventors: 朗子浅見; 俊信末吉; 和彦菜切
Original assignee: Hitachi Maxell Energy Ltd
Current assignee: Hitachi Maxell Energy Ltd
Priority date: 2001-03-16
Filing date: 2001-03-16
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2021-03-16
Also published as: JP2002275504A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁性粉の表面を処理する方法と、これを利用して磁性塗料を製造する方法と、得られた磁性塗料を用いて塗布型の磁気記録媒体を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
塗布型の磁気テープは、従来例えば次のようにして製造される。まず、磁性粉を結合剤溶液と混合し、なるべく磁性粉に結合剤がなじむようにニーダ等で混練する。さらに、攪拌しながら溶剤を徐々に加えて流動性のある塗料とし、あるていど混合・攪拌したところで、サンドミル等の分散機でさらに強力に混合・攪拌して磁性粉を分散させる。また、このような工程中の所定の時点でフィラーや潤滑剤が添加され、これらが均一に混ざるように攪拌される。この場合の潤滑剤としては、通常、脂肪酸や脂肪酸エステル（以下、脂肪酸等という）が使用される。次いで、こうして得られた磁性塗料に架橋剤を添加したうえで、ポリエステルなどのベース（非磁性支持体）上に磁性層塗膜を形成すべく磁性塗料を素早く塗布する。その後、例えば、外部磁場により磁性層中の磁性粉を所定方向に配向させる磁場配向処理や、磁性層の表面を平滑にする表面処理、さらにはテープを所定幅に裁断する裁断処理等の工程をへて、完成品としての磁気テープを得る。
【０００３】
ところで、近年、記録媒体に対する高容量化・高密度化の要請の高まりに伴い、上述した塗布型の磁気記録媒体においても高密度記録に適した磁気記録特性が強く要求されているが、このような高密度記録に適した磁気記録媒体を実現するには、磁性層の塗布形成に用いられる磁性塗料中に磁性粉を高密度に、しかも良好に分散した状態で存在させること、すなわち磁性粉の高充填および高分散が不可欠である。この種の充填性および分散性に優れた磁性塗料を得るには、ニーダのように高い剪断能力を有する混練機を用いて磁性粉と結合剤溶液とを高い剪断力で混練する方法が有効であることがわかっている。この混練時の剪断力を更に高めるために、混練物中の溶剤量をできるだけ少なくして、混練物をより高い粘度で混練する手法も知られている。
【０００４】
一方、高記録密度化および高容量化を図るために、最近では、磁性粉として、従来用いられてきたγ−酸化鉄粉等に代えて、より磁気記録特性に優れたメタル粉等の強磁性金属粉末を使用することが多くなっており、同時にその微粒子化も進んでいる。ところが、このような微粒子化の進んだ強磁性金属粉末を用いた場合、以下のような問題が生じる。
【０００５】
すなわち、メタル粉を中心とする最近の強磁性金属粉末では、従来から用いられてきたγ−酸化鉄等に比べて微粒子化が進み、表面の組成も変化してきたことから、粉体微粒子の表面における活性が相対的に高くなっている。そのため磁性粉の表面がもつ触媒作用あるいは反応活性により、磁性塗料中の溶剤や架橋剤が変成して磁性層が可塑化（つまり塗膜強度が低下）したり、潤滑剤として添加した脂肪酸等（脂肪酸や脂肪酸エステルなど）が磁性粉の表面に吸着されてしまい、潤滑剤としての機能を果たさなくなったりする等の問題が起きる。また、磁性粉が微粒子になる従って、粒子どうしの相互作用が強くなるために、粒子が凝集しやすくなり、分散が困難になるという問題が生じる。
【０００６】
このような問題に対処するには、磁性粉の表面を脂肪酸や有機リン酸等の表面処理剤で均一に処理することが有効である。そこで、例えば特開平３−２６３６１５号公報では、磁性粉（強磁性粉末）と表面処理剤とを混合して粉砕した後に結合剤を添加することにより、磁性粉表面を均一に処理する方法が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
先に述べたように、微粒子化した磁性粉を高充填・高分散させるためには、磁性粉表面を均一に処理して分散安定性を向上させ、さらに高負荷で混練を行って磁性塗料中の磁性粉の充填性および分散性を向上させることが重要である。一方、磁性粉の表面を均一に処理するには系内を均一にすることが必要である。
【０００８】
しかしながら、表面処理工程において系内を均一にするために、添加する表面処理剤溶液の濃度を低くすると、工程後の固形分濃度が低下する。そのため、表面処理後の磁性粉に結合剤を添加して混練する際に、混練物の粘度低下により、高負荷での混練ができず、磁性塗料中への磁性粉の高充填や高分散が困難になるという問題が生じる。また、処理された磁性粉中に含まれる溶剤量が多いため、取り扱う上で安全性に注意する必要があるといった問題や、粉体の流動性が悪化して作業性が悪くなるといった問題もある。このような問題は、表面処理後に磁性粉を乾燥させて固形分濃度を上げれば避けられるが、その場合、処理時間が長くなるとともに、処理に費用がかかる等の問題が生じる。
【０００９】
一方、高負荷での混練を目的に、表面処理時に添加する溶剤の量を少なくすると、磁性粉表面を均一に処理することができなくなるため、磁性粉表面に活性サイトが残り、その結果、溶剤の変性を起こしたり、磁性粉どうしが凝集しやすくなって分散が困難になったりする。
【００１０】
また、磁性粉と表面処理剤との混合物に対して結合剤を添加した場合、磁性粉表面が表面処理剤によって処理される前に表面処理剤と結合剤とが反応を起こしてしまうため、磁性粉を十分に処理できなかったり、塗料の流動性が悪化したり、変性物が磁性層内に残存して磁性層の可塑化を招来したりする。さらに、混練装置等を使用して磁性粉を混合粉砕した場合、粉砕能力や混合能力が足りずに、磁性粉を十分に解砕できていなかったり、表面処理剤と磁性粉が均一に混合されていなかったりして、磁性粉を均一に表面処理できないという問題がある。
【００１１】
本発明は、上記のような問題に対処するもので、その目的は、磁性粉の表面処理を均一に行えるようにすること、磁性塗料調整時の混練を適正に行えるようにすること、分散性および充填性に優れた磁気記録媒体が得られるようにすることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る磁性粉の表面処理方法では、磁性粉の表面処理を均一に行えるようにするため、磁性粉の表面を表面処理剤で被覆処理するに当たり、表面処理剤として固形の表面処理剤を使用し、まず、この固形の表面処理剤と磁性粉とをあらかじめ混合して、機械的に解砕できる装置で解砕しておく。次いで、このようにして混合・解砕した磁性粉と表面処理剤との混合物に、有機溶剤を添加して表面処理剤を溶解させることにより、磁性粉の表面に表面処理剤を均一に被着させる。このとき、表面処理直後の系の固形分濃度が８０重量％以上となるように溶剤の量あるいは濃度を調節し、この溶剤を前記混合物に対して滴下あるいは噴霧することで、磁性粉の表面に表面処理剤を吸着させるのが好ましい。表面処理直後の系の固形分濃度が８０重量％以上となるようにしておけば、次に述べる磁性塗料を調整する場合において、磁性粉に結合剤および溶剤を添加して混練する際に比較的粘度の高い混練物を混練することとなり、その結果、高負荷で混練を行うことができ、磁性粉の高充填および高分散が可能となるからである。なお、上記「固形の表面処理剤」における「固形の」とは、液体（溶液）状や気体状ないことを意味する。したがって、「固形の表面処理剤」には、塊状、比較的粗い粉状もしくは粒状の表面処理剤も含まれる。
前記の表明処理剤を溶解させる際には、前記混合物に有機溶剤のみを添加するようにしてもよい。
【００１３】
また、本発明に係る磁性塗料の製造方法は、上記の表面処理を行った磁性粉を使用して磁性塗料を調整するものである。すなわち、磁気記録媒体を構成する非磁性支持体上に磁性層を形成する際に用いる塗料を得るに当たり、上記方法により表面処理された磁性粉に結合剤および添加剤を加えて混練し、次いでこの混練物に有機溶剤を加えて希釈・分散することにより、磁性粉と結合剤と添加剤と有機溶剤とを含む磁性塗料を製造する。
【００１４】
さらに、本発明に係る磁気記録媒体の製造方法では、このようにして得られた磁性塗料を非磁性支持体上に塗布することにより、磁性粉や添加剤が結合剤中に分散してなる磁性層を有する磁気記録媒体を製造する。この場合、非磁性支持体上に所定の下塗塗料を塗布し、その上に磁性塗料を塗布することで、非磁性支持体上に下塗層および磁性層をこの順に有する磁気記録媒体を製造することもできる。この場合の下塗層は、塗膜全体の耐久性を向上させる等の目的で設けられる。
【００１５】
【作用】
本発明に係る磁性粉の表面処理方法によれば、表面処理剤を磁性粉と均一に混合させた後に表面処理剤が溶解して磁性粉表面の活性サイトを被覆するため、均一に磁性粉表面を処理することができる。そのうえ、溶剤の添加と表面処理剤の吸着が同時並行的に起こるため、磁性粉表面の活性サイトによる溶剤の変性反応を起こさずに表面を処理することができる。このようにして得られた磁性粉は、これの表面が表面処理剤によって適切に被覆されているため再凝集しにくく、不均一に処理された磁性粉に比べて分散性に優れたものとなる。
【００１６】
また、表面処理剤を溶液にする必要がないから、表面処理剤の溶液を添加する方法に比べて少ない溶剤量で磁性粉表面を均一に処理することができる。このため、溶剤量を必要に応じて調節することが可能であり、特別な乾燥工程を経ずとも高い固形分濃度で混練工程に移すことができる。
【００１７】
その結果、このような方法により処理された磁性粉を用いて磁性塗料を製造する本発明に係る磁性塗料の製造方法によれば、強い負荷で混練を行うことができるので、磁性塗料中の磁性粉の充填性や分散性が向上する。特に、高い粘度で混練物を混練できる連続式混練機を用いて本発明方法を実施した場合には、高い効果が得られる。
【００１８】
また、磁性粉を混練前に解砕しておくため、磁性粉の嵩密度が高くなり、続く混練工程では、あらかじめ解砕しておかなかった場合に比べて少ない溶剤量で磁性粉を練り始めることが可能となる。このため、高負荷での混練を行うことができ、磁性塗料中の磁性粉の充填性や分散性を向上させることができる。また、磁性粉があらかじめ解砕されているので、混練工程で未処理の活性サイトが現れることもない。
【００１９】
さらに、本発明に係る磁気記録媒体の製造方法によれば、上記のようにして得られた磁性塗料を非磁性支持体上に塗布して磁性層を形成するので、結合剤中に磁性粉が高密度にかつ良好に分散した磁性層を有する磁気記録媒体、すなわち磁気記録特性に優れる磁気記録媒体が得られる。また、このようにして得られる磁気記録媒体においては、磁性粉表面の触媒作用による架橋剤の変性や脂肪酸の吸着が防止または抑制されているので、そのような架橋剤の変性や脂肪酸の吸着があった場合に生じる磁性層の可塑化（つまり塗膜強度の低下）やテープ走行性の悪化が起こりにくくなる。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、均一に表面処理された磁性粉を高負荷で混練することができるため、分散性と充填性の優れた磁性塗料を作製することができ、ひいては磁気記録特性に優れた磁気記録媒体が得られる。加えて、架橋剤や脂肪酸に対する磁性粉表面の触媒作用も抑制できるので、塗膜強度の低下やテープ走行性の悪化といった問題も回避できる。さらに、表面処理後の磁性粉に含有される溶剤量が少なく、かつ磁性粉表面が表面処理剤によって均一に被覆されているため、粉体の流動性や安全性が向上し、作業性が向上するという利点がある。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明で採用しうる更に具体的な構成、素材、手段等の例を列挙する。＜表面処理剤＞
用いる表面処理剤としては、リン酸系の有機酸（具体的には例えばフェニルホスホン酸）が好ましい。この種の表面処理剤は、脂肪酸に比べて酸性が強く、また酸解離定数も比較的高いことから、例えばメタル粉のように表面に塩基性の活性サイトが多数存在している磁性粉に対しては、その表面における活性サイトと強く結合する。したがって、この部分を脂肪酸や他の材料が攻撃してきたとしても、これによってメタル粉の表面から表面処理剤が剥がされてしまうことはない。
【００２２】
＜脂肪酸等＞
炭素数１０以上の脂肪酸を用いるのが好ましい。炭素数１０以上の脂肪酸としては、直鎖、分岐、シス・トランスなどの異性体のいずれでもよいが、潤滑性能にすぐれる直鎖型が好ましい。このような脂肪酸としては、たとえば、ラウリン酸、ミリスチン酸、ステアリン酸、パルミチン酸、ベヘン酸、オレイン酸、リノ―ル酸などが挙げられる。これらの中でも、ミリスチン酸、ステアリン酸、パルミチン酸などが好ましい。
【００２３】
脂肪酸の量は、磁性粉の量に対して重量比で0.５〜４％が好ましい。これよりも多すぎると塗膜が弱くなり、少なすぎると必要な潤滑性能が得られず、摩擦が高くなる。
【００２４】
＜磁性粉＞
磁性粉には、Ｆｅ粉末、Ｆｅ−Ｃｏ粉末やＦｅ−Ｎｄ−Ｂ粉末等のような強磁性鉄系金属粉末、六方晶バリウムフェライト粉末が使用される。強磁性鉄系金属粉末、六方晶バリウムフェライト粉末の保磁力は、１２０〜３２０ｋＡ／ｍが好ましく、飽和磁化量は、強磁性鉄系金属粉末では、１２０〜２００Ａ・ｍ² ／kg（１００〜２００ｅｍｕ／ｇ）が好ましく、１３０〜１８０Ａ・ｍ² ／kg（１３０〜１８０ｅｍｕ／ｇ）がより好ましい。六方晶バリウムフェライト粉末では、５０〜７０Ａ・ｍ² ／kg（５０〜７０ｅｍｕ／ｇ）が好ましい。なお、この磁性層の磁気特性と、強磁性粉末の磁気特性は、いずれも試料振動形磁束計で外部磁場１２８ＭＡ／ｍ（１６ｋＯｅ）での測定値をいうものである。
【００２５】
本発明において使用するＦｅ粉末、Ｆｅ−Ｃｏ粉末等の針状の強磁性鉄系金属粉末の平均長軸長としては、0.０３〜0.２μｍが好ましく、0.０３〜0.１８μｍがより好ましく、0.０４〜0.１５μｍがさらに好ましい。この範囲が好ましいのは、平均長軸長が0.０３μｍ未満となると、磁性粉の凝集力が増大するため塗料中への分散が困難になり、0.２μｍより大きいと、保磁力が低下し、また粒子の大きさに基づく粒子ノイズが大きくなる。また、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ粉末のような粒状の強磁性鉄系金属粉末では、同様の理由により、粒径５〜２００ｎｍが好ましい。さらに、六方晶バリウムフェライト粉末では、同様な理由により、板径５〜２００ｎｍが好ましい。なお、上記の平均長軸長、粒径は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて撮影した写真の粒子サイズを実測し、１００個の平均値により求めたものである。また、この強磁性鉄系金属粉末のＢＥＴ比表面積は、３５ｍ² ／ｇ以上が好ましく、４０ｍ² ／ｇ以上がより好ましく、５０ｍ² ／ｇ以上が最も好ましい。六方晶バリウムフェライト粉末のＢＥＴ比表面積は、１〜１００ｍ² ／ｇが好ましい。
【００２６】
＜有機溶剤＞
磁性粉と表面処理剤との混合物に添加する有機溶剤には、磁性塗料の調整時（混練・分散時）に添加されるものと同種のものが使用される。このような溶剤としては、従来公知の磁気記録媒体に使用されるものが何れも使用され、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系溶剤、テトラハイドロフラン、ジオキサンなどのエーテル系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチルなどの酢酸エステル系溶剤等が単独または混合して使用され、さらにトルエンなどと混合して使用される。
【００２７】
＜結合剤＞
結合剤としては、塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、塩化ビニル−ビニルアルコール共重合樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコール共重合樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合樹脂、塩化ビニル−水酸基含有アルキルアクリレート共重合樹脂、ニトロセルロースなどの中から選ばれる少なくとも１種とポリウレタン樹脂とを組み合わせたものが挙げられる。中でも、塩化ビニル−水酸基含有アルキルアクリレート共重合樹脂とポリウレタン樹脂を併用するのが好ましい。ポリウレタン樹脂には、ポリエステルポリウレタン、ポリエーテルポリウレタン、ポリエーテルポリエステルポリウレタン、ポリカーボネートポリウレタン、ポリエステルポリカーボネートポリウレタンなどがある。
【００２８】
また、官能基として−ＣＯＯＨ，−ＳＯ₃ Ｍ、−ＯＳＯ₂ ２Ｍ、−Ｐ＝Ｏ（ＯＭ）₃ 、−Ｏ−Ｐ＝Ｏ（ＯＭ）₂ ，［Ｍは水素原子、アルカリ金属塩基又はアミン塩］、−ＯＨ、−ＮＲ' Ｒ''、−Ｎ⁺ ＋Ｒ''' Ｒ''''Ｒ''''' ［Ｒ' 、Ｒ''、Ｒ''' 、Ｒ''''、Ｒ''''' は水素または炭化水素基］、エポキシ基を有する高分子からなるウレタン樹脂等の結合剤樹脂を使用するのが好ましい。このような結合剤樹脂が好ましいのは、上述のように磁性粉等の分散性が向上するためである。２種以上の樹脂を併用する場合には、官能基の極性を一致させるのが好ましく、中でも−ＳＯ３Ｍ基どうしの組み合わせが好ましい。
【００２９】
これらの結合剤樹脂は、磁性層においては前記強磁性鉄系金属粉１００重量部に対して、７〜５０重量部、好ましくは１０〜３５重量部の範囲で用いられる。特に、バインダ樹脂として、塩化ビニル系樹脂５〜３０重量部と、ポリウレタン樹脂２〜２０重量部とを、複合して用いるのが最も好ましい。
【００３０】
これらの結合剤樹脂とともに、結合剤樹脂中に含まれる官能基などと結合させて架橋する例えば熱硬化性の架橋剤を併用する。このような架橋剤としては、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどや、これらのイソシアネート類とトリメチロールプロパンなどの水酸基を複数個有するものとの反応生成物、上記イソシアネート類の縮合生成物などの各種のポリイソシアネートが好ましい。これらの架橋剤は、結合剤樹脂１００重量部に対して、通常１０〜５０重量部の割合で用いられる。より好ましくは１５〜３５重量部である。
【００３１】
＜その他の添加剤＞
また、磁性層には従来公知の研磨材を添加することができるが、これらの研磨材としては、α−アルミナ、β−アルミナ、炭化ケイ素、酸化クロム、酸化セリウム、α−酸化鉄、コランダム、人造ダイアモンド、窒化珪素、炭化珪素、チタンカーバイト、酸化チタン、二酸化珪素、窒化ホウ素、など主としてモース硬度６以上のものが単独で又は組合せて使用されるが、これらの中でもアルミナは高硬度で少量の添加量でヘッドクリーニング効果に優れるため特に好ましい。研磨材の粒径としては、磁性層厚さにもよるが、通常平均粒径で0.０２〜0.４μｍとすることが好ましく、粒径0.０３〜0.３μｍがより好ましい。研磨材の添加量は先に述べた強磁性鉄系金属粉に対して５〜２０重量％が好ましい。より好ましくは８〜１８重量％である。
【００３２】
＜磁性層＞
非磁性支持体上に形成する磁性層の厚さは、0.０２μｍ以上1.０μｍ以下が好ましく、0.０２μｍ以上0.５μｍ以下がより好ましく、0.０２μｍ以上0.３μｍ以下がさらに好ましい。この範囲が好ましいのは、0.０２μｍ未満では、磁性層からの漏れ磁界が小さいためにヘッド出力が小さくなり、1.０μｍを越えると厚み損失によりヘッド出力が小さくなるためである。テープ長手方向の保磁力（Ｈｃ）は１３５〜２８０ｋＡ／ｍ（１７００〜３５００Ｏｅ）、テープ長手方向の残留磁束密度は0.１８Ｔ（１８００Ｇ）以上が好ましい。この範囲が好ましいのは、保磁力が１３５ｋＡ／ｍ未満では、反磁界によって出力が減少し、２８０ｋＡ／ｍを越えるとヘッドによる書き込みが困難になるためである。前記残留磁束密度が0.１８Ｔ以上が好ましいのは、0.１８Ｔ未満では出力が低下するためである。保磁力が１６０〜２４０ｋＡ／ｍ（２０００〜３０００Ｏｅ）、残留磁束密度が0.２〜0.４Ｔ（２０００〜４０００Ｇ）のものはより好ましい。
【００３３】
非磁性支持体上に形成する磁性層の中心線平均表面粗さ（Ｒａ）は、1.０〜8.５ｎｍが好ましく、１〜７ｎｍがより好ましい。Ｒａが1.０ｎｍ未満になると磁性層が平滑化しすぎ、摩擦係数が高くなるとともにヘッドとのはりつきが生じる。Ｒａが8.５ｎｍを越えると、ヘッドとのスペーシングから出力に影響が生じる。
【００３４】
磁性層には導電性向上と表面潤滑性向上を目的に従来公知のカーボンブラック（ＣＢ）を添加することができる。これらのＣＢとしては、アセチレンブラック、ファーネスブラック、サーマルブラック等を使用できる。その場合、粒子径が５ｎｍ〜２００ｎｍのものを使用しうるが、粒径１０ｎｍ〜１００ｎｍのものが好ましい。この範囲が好ましいのは、粒径が１０ｎｍ以下になるとＣＢの分散が難しく、１００ｎｍ以上では多量のＣＢを添加することが必要になり、何れの場合も表面が粗くなり、出力低下の原因になるためである。添加量は強磁性鉄系金属粉に対して0.２〜５重量％が好ましい。より好ましくは0.５〜４重量％である。
【００３５】
＜非磁性支持体＞
非磁性支持体（ベース）としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、芳香族ポリアミド、芳香族ポリイミド等を用いることができる。非磁性支持体の厚さは、用途によって異なるが、通常、２〜５μｍのものが使用される。より好ましくは2.５〜4.５μｍである。この範囲の厚さの非磁性支持体が使用されるのは、２μｍ未満では製膜が難しく、またテープ強度が小さくなり、５μｍを越えるとテープ全厚が厚くなり、テープ１巻当りの記憶容量が小さくなるためである。
【００３６】
＜混合・撹拌手段＞
磁性粉等を混合あるいは撹拌する手段としては、例えば、ホソカワミクロン社製アグロマスタ（ＡＧＭ−２５）のような転動流動効果を利用したガス吹上げ式攪拌機、松山重工業社製アキシャルミキサーのような回転式混合機、三井鉱山社製ヘンシェルミキサー等を用いることができる。例えばヘンシェルミキサーの場合、混合・撹拌するときの羽根の周速としては１０〜３０ｍ／秒が好ましい。これ以下では混合・解砕能力が不十分であり、これ以上では負荷がかかりすぎて発熱が大きくなるおそれがある。
【００３７】
＜解砕手段＞
磁性粉等を解砕する（機械的に解きほぐす）手段としては、例えば、三井鉱山社製ヘンシェルミキサー（ＦＭ−２０Ｂ型）、ホソカワミクロン社製アグロマスタ（ＡＧＭ−２５）に装着されたパルスジェット方式解砕機等を用いることができる。
【００３８】
＜噴霧・滴下手段＞
有機溶剤を噴霧または滴下する手段としては、例えば、ホソカワミクロン社製アグロマスタ（ＡＧＭ−２５）、松山重工業社製アキシャルミキサー等に装着されたスプレーガンを用いることができる。特に限定しないが、できるだけ、広角に噴霧でき、反応系内に均一にミストが拡散しやすい構造のものが好ましい。
【００３９】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００４０】
＜実施例１＞
下記の組成を有する磁性塗料を調整した。
・磁性粉１００重量部
（磁性メタル粉：平均粒径；0.１μｍ、
Ｈｃ；１４７ｋＡ／ｍ、
σｓ；１３８Ａｍ² ／kg）
・表面処理剤（フェニルホスホン酸）４重量部
・塩化ビニル樹脂（日本ゼオン製ＭＲ１１０）１２重量部
・ポリウレタン樹脂（東洋紡製ＵＲ８３００）８重量部
・架橋剤５重量部
（ポリイソシアネート：日本ポリウレタン製コロネートＬ）
・カーボンブラック（平均粒径４５ｎｍ）５重量部
・研磨剤（Ａｌ₂ Ｏ₃ ：平均粒径0.２μｍ）５重量部
・脂肪酸（ミリスチン酸）２重量部
・溶剤
テトラヒドロフラン２０重量部
メチルエチルケトン５０重量部
トルエン５０重量部
シクロヘキサノン１２０重量部
【００４１】
この磁性塗料を調整するに当たり、まず混合機（三井鉱山社製ヘンシェルミキサ：ＦＭ−２０Ｂ型）にアルゴンガスを送り込みガスパージした後、磁性粉および固形の表面処理剤を混合機に投入し、周速２５ｍ／秒で５分間撹拌して混合・粉砕した。次に、撹拌を続けながら、これらに溶剤（テトラヒドロフラン）４重量部を滴下し、さらに１０分間撹拌した後、カーボンブラックを添加・混合して周速を５ｍ／秒に低下させ、その状態で５分間撹拌した後、混合機から磁性粉（処理粉）を取り出した。これらを２軸連続混練機（栗本鉄工所製ＫＥＸ−４０）に投入して混練・希釈・分散を行い、上記の磁性塗料を得た。この磁性塗料をＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）ベースフィルム上に塗布し、磁場配向、乾燥、スリット工程を経て磁気テープを作製した。得られた磁気テープにおける磁性層の乾燥厚みは３μｍである。
【００４２】
＜実施例２＞
混合機での磁性粉および表面処理剤の混合物に対する溶剤の添加量を１０重量部としたこと以外は、実施例１と同様とした。
【００４３】
＜実施例３＞
混合機の周速を５ｍ／秒としたこと以外は、実施例２と同様とした。
【００４４】
＜比較例１＞
混合機にアルゴンガスを送り込みガスパージした後、磁性粉を投入し、周速５ｍ／秒で撹拌しながら、溶液濃度が３０重量％の表面処理剤溶液を滴下した。これをさらに１０分間撹拌したのち、混合機から磁性粉（処理粉）を取り出し、その後は実施例１と同様にして磁性塗料を調整するとともに、これを用いて磁気テープを作製した。
【００４５】
＜比較例２＞
磁性粉の表面処理工程における表面処理剤溶液の濃度を１２重量％としたこと以外は、比較例１と同様とした。
【００４６】
＜処理粉に対する評価＞
実施例１〜３およひ比較例１・２でそれぞれ得られた各処理粉（表面改質処理後の磁性粉）について、下記のようにして脂肪酸（ミリスチン酸）の吸着量（ＭＡ吸着量）と抽出率（ＭＡ抽出率）とを測定した。また、これらの磁性粉を用いてそれぞれ作製した各磁気テープについて、以下の方法で磁性層（塗膜）における最大磁束密度（Ｂｍ）および中心線平均表面粗さ（Ｒａ）を測定した。
【００４７】
▲１▼ 脂肪酸吸着量の測定
処理粉１ｇに、0.５重量％ミリスチン酸溶液２０ml（ミリスチン酸含有量８3.５mg）を加え、３０℃にて３日間放置したのち、上澄みを採取して、その中の残存ミリスチン酸を定量し、この測定値から脂肪酸の吸着量を算出した。
【００４８】
磁性粉に脂肪酸溶液を加えて一定期間放置した場合、磁性粉の表面に塩基性の活性サイトが存在していれば、そこに脂肪酸が被着する。したがって、上記した脂肪酸の吸着量を測定することで、磁性粉（表面改質後の磁性粉）の表面改質効率を判定できる。つまり、上記の脂肪酸の吸着量が少なければ少ないほど、磁性粉の表面が効率良く改質されていることになる。
【００４９】
▲２▼ 脂肪酸抽出率の測定
単位体積の磁性層を有する磁気テープを切り取って試料とし、この試料に対し、ヘキサン、テトラハイドロフランおよび酢酸を用いて、ヘキサン→テトラハイドロフラン→酢酸の順番で３段階に脂肪酸（ここではミリスチン酸）を当該試料から抽出し、得られた全脂肪酸抽出量（磁性層中に存在していた全脂肪酸量）のうち、前記酢酸によって抽出された脂肪酸量の比率を脂肪酸抽出率とした。
【００５０】
磁気テープにおける磁性層中の磁性粉の表面改質効率は、上記のような脂肪酸の抽出パターンによって判定することができる。この場合、３番目の酢酸によって抽出された脂肪酸が、主に磁性粉表面に吸着した脂肪酸である。したがって、表面処理剤による磁性粉の表面改質効率が高いほど、上記の脂肪酸抽出率は低くなる。
【００５１】
▲３▼ 磁性層の最大磁束密度（Ｂｍ）の測定
いずれも試料振動形磁束計（東英工業社製ＶＳＭ−５型）を用い、外部磁場1.２８ＭＡ／ｍ（１６ｋＯｅ）の下で磁性層のＢｍを測定した。
▲４▼ 中心線平均表面粗さ（Ｒａ）の測定
非接触表面形状計測装置（ＺＹＧＯ社製ＮｅｗＶｉｅｗ５０００）を用いて試料（磁気テープ）４０μｍ×４０μｍ当りの中心線表面粗さＲａを６０個所測定し、その平均値を磁気テープ全長当りのＲａとした。
【００５２】
【表１】

【００５３】
表１に示したように、実施例１〜３で得られた処理粉は、脂肪酸吸着量が３２〜４２mg／ｇの範囲であったのに対し、比較例１および比較例２で得られた処理粉は、それぞれ、脂肪酸吸着量が５８mg／ｇおよび３９mg／ｇであった。また、各処理粉を使用して作製した磁気テープにおける脂肪酸抽出率については、実施例１〜３の処理粉で４５〜５９％であったのに対し、比較例１および比較例２の処理粉では、それぞれ、７８％および５２％であってあった。これらの点から、実施例１〜３に係る各処理粉では、比較例１のものに比べて脂肪酸吸着量が少なく、それだけ処理粉の表面が表面処理剤により均一に被覆されて効率良く改質されていることがわかる。
【００５４】
一方、比較例２に係る処理粉も、比較例１に係る処理粉に比べると脂肪酸吸着量が少ないから、この点では実施例１〜３とあまり差はない。比較例２で得られた処理粉を使用して作製した磁気テープにおける脂肪酸抽出率についても同様である。しかしながら、比較例２に係る磁気テープでは、実施例１〜３に係る磁気テープに比べて、Ｂｍが0.３０８Ｔと小さく、Ｒａが9.０ｎｍと大きい。つまり、比較例２に係る磁性粉および磁気テープでは、脂肪酸の吸着量および抽出率については実施例１〜３のものと同じく良好であるが、磁気特性や表面粗さについては実施例１〜３のものに比べて劣っている。これは、混練時の固形分濃度が低いために分散性や充填性が劣り、その結果として、得られた磁気テープにおいて磁気特性や表面性が低下したことを示している。これに対して、実施例１〜３では、比較的高い固形分濃度で混練を行ったことにより、強い混練が可能となって分散性や充填性が向上し、その結果、磁気特性および表面性に優れた磁気テープが得られたものと思われる。
【００５５】
このように、実施例１〜３に係る方法によれば、脂肪酸のもつ潤滑作用を良好に発揮させうるだけでなく、磁性塗料の調製時に継子が生じたり磁性層塗膜の形成時に結合剤樹脂の架橋を阻害したりすることもなく、さらには分散性や充填性を高めることができるので、潤滑性能や耐久性はもちろんのこと、磁気特性や表面性にも優れた磁性層塗膜を有する磁気テープを得ることができる。これらの点は、得られた磁気テープについての脂肪酸抽出率の結果や磁気特性および表面性の評価結果からも明らかである。

Claims

磁性粉の表面を表面処理剤で被覆処理するに当たり、表面処理剤として固形の表面処理剤を使用し、この固形の表面処理剤と磁性粉とをあらかじめ混合して解砕しておき、その後に当該混合物に有機溶剤を添加して表面処理剤を溶解させることにより、磁性粉の表面に表面処理剤を均一に被着させることを特徴とする磁性粉の表面処理方法。
前記の表面処理剤を溶解させる際に、前記混合物に有機溶剤のみを添加する請求項１記載の磁性粉の表面処理方法。
請求項１または２に記載した磁性粉の表面処理方法において、表面処理直後の系の固形分濃度が８０重量％以上となるように有機溶剤の量あるいは濃度を調節する磁性粉の表面処理方法。
磁気記録媒体を構成する非磁性支持体上に磁性層を形成する際に用いる塗料として、磁性粉と結合剤と添加剤と有機溶剤とを含む磁性塗料を製造するに当たり、請求項１または２に記載した表面処理方法によってあらかじめ磁性粉の表面を被覆処理しておき、この表面処理後の磁性粉に結合剤および添加剤を加えて混練し、次いでこの混練物に有機溶剤を加えて希釈・分散することを特徴とする磁性塗料の製造方法。
非磁性支持体上に、磁性粉と結合剤と添加材と有機溶剤とを含む磁性塗料を塗布することにより形成される磁性層を有する磁気記録媒体を製造するに当たり、前記磁性塗料として、請求項４に記載した方法で得られた磁性塗料を用いることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。