JPH01239818A - 磁気粉末およびそれを用いた磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は磁性粉末およびこの磁性粉末を用いた磁気記
録媒体に関し、さらに詳しくは、耐久性および分散性に
優れた磁性粉末、ならびにこの磁性粉末を用いて得られ
る耐久性および出力特性に優れた磁気記録媒体に関する
。

〔従来の技術〕

従来から磁気記録媒体に用いられる磁性粉末は、たとえ
ば金属鉄磁性粉末の場合、オキシ水酸化鉄または酸化鉄
を加熱還元して製造する際、粒子相互間で焼結が生じた
りして粒子の均一性や形状が損なわれやすく、充分に磁
気特性および耐久性に優れたものが得られにくい。

このため、特に金属鉄磁性粉末を中心として、加熱還元
時の粒子相互間の焼結防止のため、オキシ水酸化鉄粒子
または酸化鉄粒子の粒子表面に、ケイ素化合物やアルミ
ニウム化合物の被膜を形成することが行われている。（
特公昭５６−２８６９７号、特公昭６０−１７８０２号
、特公昭５９−１９１６８号） ［発明が解決しようとする課題］ ところが、オキシ水酸化鉄粒子または酸化鉄粒子の粒子
表面に、ケイ素化合物の被膜を形成すると、金属（磁性
粉末の針状比が向上されて、優れた磁気特性が得られる
反面、結合剤樹脂との親和性が悪く、この金属磁性粉末
を用いて磁性塗料を調製する際、結合剤樹脂中での分散
性に劣り、良好な磁気特性および耐久性を有する磁気記
録媒体が得られない。また、アルミニウム化合物の被膜
は、硬くて金属磁性粉末の耐摩耗性を向上し、さらに結
合剤樹脂との親和性も良い反面、金属磁性粉末との親和
性に劣り、金属磁性粉末の粒子表面に強固に結合されな
いため、この金属磁性粉末を用いて得られる磁気記録媒
体の（磁気特性および耐久性を充分に向上することがで
きない。

〔課題を解決するための手段］ この発明はかかる現状に鑑み種々検討を行った結果なさ
れたもので、磁性粉末の粒子表面にまずチタン化合物か
らなる被膜を形成し、さらにその上にガリウム化合物か
らなる被膜を形成することによって、低温安定相をもち
、硬度が高くかつ結合剤樹脂に対して優れた親和性を有
するガリウム化合物からなる被膜を、磁性粉末の粒子表
面に強固に結着させ、磁性粉末の硬さを充分に硬くする
とともに、結合剤樹脂中での分散性を充分に向上させて
、磁性粉末の耐久性および磁気特性を充分に向上させた
ものである。また、この磁性粉末を使用して得られる磁
気記録媒体の磁気特性および耐久性を充分に向上させた
ものである。

この発明において、磁性粉末の粒子表面にます形成され
るチタン化合物からなる被膜は、磁性粉末に対する接着
性に優れるとともに、この上に形成されるガリウム化合
物からなる被膜とも良好に結着する。従って、このチタ
ン化合物からなる被膜上に、さらにガリウム化合物から
なる被膜が形成されると、このチタン化合物からなる被
膜によって、ガリウム化合物からなる被膜が磁性粉末の
粒子表面に極めて強固に結着される。しかして、磁性粉
末の粒子表面に強固に結着された硬さに優れるガリウム
化合物からなる被膜によって、磁性粉末の表面の硬度が
高くなり、磁性粉末の耐久性が向上される。特に比較的
柔らかい金属磁性粉末は硬度が高（なりこの効果が著し
い。また、このようにガリウム化合物からなる被膜が形
成された充分な硬さの磁性粉末を磁気記録媒体に用いる
と、この磁性粉末粒子表面の硬さに優れたガリウム化合
物からなる被膜によっ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記録媒体の耐久性が充分に
向上される。さ、らに、この磁性粉末の粒子表面に強固
に結着されたガリウム化合物からなる被膜は、結合剤樹
脂との親和性に優れ、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
され、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される。

このようなチタン化合物からなる被膜およびガリウム化
合物からなる被膜の形成は、磁性粉末をまずチタン化合
物を含むアルコキシド溶液中に浸漬し加水分解により処
理するなど、チタン化合物を含む溶液に浸漬させるか、
またはチタン化合物を含むガスに接触させるなどの方法
でチタン化合物からなる被膜を形成し、次いで、これを
ガリウム化合物を含む溶液に浸漬させるか、またはガリ
ウム化合物を含むガスに接触させて、チタン化合物から
なる被膜上にガリウム化合物からなる被膜を形成するな
どの方法で行われ、磁性粉末が金属磁性粉の場合は、含
水酸化鉄表面に上記と同様の処理を行って、チタン化合
物からなる被膜およびガリウム化合物からなる被膜を形
成し、その後これを水素気流中で還元する方法でも形成
される。

このような磁性粉末の粒子表面に形成されるチタン化合
物からなる被膜およびガリウム化合物からなる被膜は、
耐久性および分散性の効果を最も発揮することができる
チタンまたはガリウムの酸化物もしくは含水酸化物であ
ることが好ましく、チタン化合物からなる被膜は、被膜
中のチタンが磁性粉末全量に対して０．５重量％より少
ないとガリウム化合物からなる被膜および磁性粉末との
結着力が充分に得られず、１０重重星より多いと磁性粉
末の磁気特性ばかりではなく磁性層中の分散性も損なわ
れるため、磁性粉末全量に対して０．５〜１０重量％の
範囲内であることが好ましく、１〜３重量％の範囲内に
するのがより好ましい。また、ガリウム化合物からなる
被膜は、被膜中のガリウムが磁性粉末全量に対して１重
量％より少ないと磁性粉末に充分な強度を付与すること
ができず、１５重量％より多いと磁性粉末の磁気特性ば
かりではなく磁性層中の分散性も損なわれるため、磁性
粉末全量に対して１〜１５重四％の範囲内であることが
好ましく、２〜１０重景％重量囲内とし、さらに３〜５
重量％の範囲内にするのがより好ましい。また、このよ
うな磁性粉末の粒子表面にチタン化合物からなる被膜お
よびガリウム化合物からなる被膜が形成された磁性粉末
は、結合剤樹脂の吸着量が０．５〜２．５　ｍｇ／ｒｒ
ｒの範囲内にあるものが好ましく、１．０〜１．５＋＋
＋ｇ／ｒｒｆの範囲内にあるものがより好ましい。

この発明において、粒子表面にチタン化合物からなる被
膜とガリウム化合物からなる被膜とを積層形成する磁性
粉末としては、特に限定されず、ｒ−Ｆｅｚ　０３　、
Ｆｅ＋　ｏ、あるいは前二者の中間酸化物、またはこれ
らにＣＯ原子を粒子表面または内部に含むもの、窒化鉄
、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉなどの金属又はこれらを含む合金、
バリウムフェライトあるいは、これをＴｉ、Ｇｏなどの
金属で変性したもの、Ｃｒ０ｚ　　（Ｓｂ、Ｔｅ、Ｗ、
Ｉ　ｒ、Ｒｕ、Ｐｔなどで変性されたものを含む）など
従来一般に使用されているいずれの磁性粉末であっても
よいが、このうち粉質が柔らかく、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は、粉末粒子
表面のチタン化合物からなる被膜およびガリウム化合物
からなる被膜が、酸化等の外的因子から金属磁性粉末を
保護し、金属磁性粉末の硬さを補強する機能をもつため
特に有効である。

このような、チタン化合物からなる被膜とガリウム化合
物からなる被膜とを積層形成した磁性粉末を用いる磁気
記録媒体は、常法に準じて製造され、たとえば、この磁
性粉末を、結合剤樹脂、有機溶剤およびその他の必要成
分とともに混合分散して磁性塗料を調製し、これをポリ
エステルフィルムなどの基体上に、ロールコータ−など
任意の塗布手段によって塗布し、乾燥して製造される。

ここに用いる結合剤樹脂としては、塩化ビニル−酢酸ビ
ニル系共重合体、ポリビニルブチラール樹脂、繊維素系
樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、イソ
シアネート化合物など従来汎用されている結合剤樹脂が
広く用いられる。

また、有機溶剤としては、トルエン、メチルイソブチル
ケトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、テト
ラヒドロフラン、酢酸エチルなど従来から汎用されてい
る有機溶剤が、単独また：ま二種以上混合して使用され
る。

なお、磁性塗料中には、通常使用されている各種添加剤
、たとえば、分散剤、研磨剤、帯電防止剤などを任意に
添加使用してもよい。

〔実施例〕

次ぎに、この発明の実施例について説明する。

実施例１ 平均長軸径０．４μｍ、平均軸比１５の含水酸化鉄粉末
１００ｇを、１２ｇのチタン酸テトライソプロピルを）
容解させたエタノール？容液１！中に浸漬し、これに２
０ｇの水と０　、２　ｍｌの酢酸を加えて、６０°Ｃで
４時間撹拌した。しかる後、濾過、乾燥を行った。次い
で、この含水酸化鉄を０．０１Ｎの硝酸水溶液に分散さ
せたｐＨ３の懸濁液に、６ｇ／ｌのＧ　ａ　（ＮＯｈ　
）３水溶液２ｒを加え、これにアンモニアガスを吹き込
んで、ｐＨを６以上にし、含水酸化鉄粉末の粒子表面に
Ｇａ２Ｏ３・ｎ　Ｈ２Ｃを被着させた。次いで、これを
水洗、濾過、乾燥した後、５００°Ｃの空気中で１０時
間熱処理した。これを水素気流中にて４５０　”Ｃで４
時間還元し、粒子表面に均一にチタン化合物とガリウム
化合物からなる被膜が形成されたα−Ｆｅ金属磁性粉末
を得た。このようにして得られたα−Ｆｅ金属磁性粉末
を使用し、 α−Ｆｅ金属磁性粉末　　　　　１００重量部ＶＡＧＨ
（Ｕ、Ｃ，Ｃ社製、塩化ビ　　１０〃ニル−酢酸ビニル
−ビニルア ルコール共重合体） バンデックスＴ−５２０１（大　　６　〃日本インキ化
学工業社製、ポ リウレタン） ミリスチン酸　　　　　　　　　　５　〃Ｈ３−５００
（旭電化社製、力　　１　〃−ボンブラック） メチルイソブチルケトン　　　　　８５ノ／トルエン　
　　　　　　　　　　　８５〃の組成からなる組成物を
３１容量のスチール製ボールミル中に入れ、これを７２
時間回転させ、よく分散させて磁性ペーストを調製した
。その後、この４ｔｌ　性ペーストに、トルエン４０ｆ
ｆｌｆｆｉ部とコロネー１〜Ｌ（武田薬品工業社製、三
官能性低分子量イソシアネート化合物）２重量部をさら
に加え、磁性塗料を調製した。この磁性塗料を厚さ１２
μｍのポリエステルフィルム上に、乾燥後の塗布厚が４
μｍとなるように塗布、乾燥し、鏡面加工処理を行った
後、１／２インチ幅に裁断して磁気テープをつくった・ 実施例２ 実施例１におけるα−Ｆｅ金、属鉄磁性粉末の製造にお
いて、チタン化合物を被着し、濾過、乾燥した後、５０
０　’Ｃで加熱処理を施した以外は、実施例１と同様に
してα−Ｆｅ金属磁性粉末を得、このようにして得られ
たα−Ｆｅ金属磁性粉末を、実施例１で使用したα−Ｆ
ｅ金属磁性粉末に代えて同量使用した以外は、実施例１
と同様にして磁気テープをつくった。

実施例３ 実施例１におけるα−Ｆｅ金属磁性粉末の製造において
、チタン酸テトライソプロピルの使用量を１２ｇから２
４ｇに変更した以外は、実施例１と同様にしてα−Ｆｅ
金属磁性粉末を得、このようにして得られたα−Ｆｅ金
属磁性粉末を、実施例１で使用したα−Ｆｅ金属磁性粉
末に代えて同量使用した以外は、実施例１と同様にして
磁気テープをつくった。

実施例４ 実施例１におけるα−Ｆｅ金属ｆ暮性粉末の製造におい
て、６ｇ／２のＧ　ａ　（Ｎ　０３　Ｌ水溶液に代えて
１０ｇ／ｆのＧ　ａ　（ＮＯ＊　）ｌ水溶液を同量使用
した以外は、実施例１と同様にしてα−Ｆｅ金属磁性粉
末を得、このようにして得られたα−Ｆｅ金属磁性粉末
を、実施例１で使用したα−Ｆｅ金属磁性粉末に代えて
同量使用した以外は、実施例１と同様にして磁気テープ
をつくった。

実施例５ 実施例１におけるα−Ｆｅ金属磁性粉末の装造において
、チタン酸テトライソプロピルの使用量を１２ｇから０
．８ｇに変更した以外は、実施例１と同様にしてα−Ｆ
ｅ金属磁性粉末を得、このようにして得られたα−Ｆｅ
金属磁性粉末を、実施例１で使用したα−Ｆｅ金、磐石
性粉末に代えて同量使用した以外は、実施例１と同様に
して磁気テープをつ（った。

実施例６ 実施例１におけるα−Ｆｅ金属磁性粉末の製造において
、チタン酸テトライソプロピルの使用量を１２ｇから４
８ｇに変更した以外：′！、実施例１と同様にしてα−
’Ｆ　ｅ金属磁性粉末を得、このようにして得られたα
−Ｆｅ金属磁性粉末を、実施例１で使用したα−Ｆｅ金
属磁性粉末に代えて同量使用した以外は、実施例１と同
様にして磁気テープをつくった。

実施例７ 実施例１におけるα−Ｆｅ金属（〃性粉末の製造におい
て、チタン酸テトライソプロピルの使用量を１２ｇから
２０ｇに変更し、６ｇ／！のＧａ（ＮＯ３）３水溶液に
代えて０．６ｇ／ｆ２のＧａ　（Ｎ。

３）３水溶液を同量使用した以外は、実施例１と同様に
してα−Ｆｅ金属磁性粉末を得、このようにして得られ
たα−Ｆｅ金属磁性粉末を、実施例１で使用したα−Ｆ
ｅ金属磁性粉末に代えて同量使用した以外は、実施例１
と同様にして磁気テープをつくった。

実施例日 実施例１におけるα−Ｆｅ金属磁性粉末の製造において
、チタン酸テトライソプロピルの使用量を１２ｇから２
０ｇに変更し、６　ｇ／ｆｆｉのＧａ（ＮＯ：＋）３水
７容液に代えて２２　ｇ＃２のＧａ（Ｎ。

３）：ｌ水／８液を同量使用した以外は、実施例１と同
様にしてα−Ｆｅ金属磁性粉末を得、このようにして得
られたα−Ｆｅ金属磁性粉末を、実施例１で使用したα
−Ｆｅ金属磁性粉末に代えて同量使用した以外は、実施
例１と同様にして磁気テープをつくった。

比較例１ 実施例１におけるα−Ｆｅ金属磁性粉末の製造において
、チタン化合物液＋１２およびガリウム化合物被膜の形
成処理を省き、平均長Ｃ軸径０．４μｍ、平均軸比１５
の含水酸化鉄粉末を水素気流中で４５０°Ｃで４時間還
元して、α−Ｆｅ金属磁性粉末を得、このようにして得
られたα−Ｆｅ金属磁性粉末を、実施例１で使用したα
−Ｆｅ金属磁性粉末に代えて同量使用した以外は、実施
例１と同様にして磁気テープをつくった。

比較例２ 実施例１におけるα−Ｆｅ金属磁性粉末の製造において
、ガリウム化合物被膜の形成処理を省いた以外は、実施
例１°と同様にしてα−Ｆｅ金属磁性粉末を得、このよ
うにして得られたα−Ｆｅ金属磁性粉末を、実施例１で
使用したα−Ｆｅ金属磁性粉末に代えて同量使用した以
外は、実施例１と同様にして磁気テープをつくった。

比較例３ 実施例１におけるα−Ｆｅ金属磁性粉末の製造において
、チタン化合物被膜の形成処理を省いた以外は、実施例
１と同様にしてα−Ｆｅ金属磁性粉末を得、このように
して得られたα−Ｆｅ金属磁性粉末を、実施例１で使用
したα−Ｆｅ金属磁性粉末に代えて同量使用した以外は
、実施例１と同様にして磁気テープをつくった。

比較例４ 平均長軸径０．４μｍ、平均軸比１５の含水酸化鉄粉末
１００ｇを、０．６Ｎの苛性ソーダ水溶液に懸濁し、こ
れをよく撹拌しながら、別個に用意した０、５Ｍの硫酸
アルミニウム溶液を１２０　ｍｌ添加した、次いで、こ
の懸濁液に炭酸ガスを徐々に吹き込んで中和し、ｐＨを
８以下にした後、ごθ別分離して、純水で洗浄し、アル
ミニウム化合物を被着させた。次いで、これを水洗、濾
過、乾燥した後、５００°Ｃの空気中で２時間熱処理し
た。これを水素気流中にて４５０″Ｃで４時間還元し、
粒子表面に均一にアルミニウム化合物からなる被膜が形
成されたα−Ｆｅ金属磁性粉末を得た。

このようにして得られたα−Ｆｅ金属磁性粉末を、実施
例１で使用したα−Ｆｅ金属磁性粉末に代えて同量使用
した以外は、実施例１と同様にして磁気テープをつくっ
た。

比較例５ 平均長軸径０．４μｍ、平均軸比１５の含水酸化鉄粉末
１００ｇを、０．６Ｎの苛性ソーダ水溶液に）懸濁し、
これをよく撹拌しながら、別個に用意じたＩＭの珪酸ソ
ーダ溶液を２８０　ｍｌ添加した、次いで、この懸濁液
に炭酸ガスを徐々に吹き込んで中１口し、ｐＨを８以下
にした後、濾別分離して、純水で洗浄し、ケイ素化合物
を被着させた。次いで、これを水洗、濾過、乾燥した後
、５００”Ｃの空気中で２時間熱処理した。これを水素
気流中にて４５０°Ｃで４時間還元し、粒子表面に均一
にケイ素化合物からなる被膜が形成されたα−Ｆｅ金属
磁性粉末を得た。

このようにして得られたα−Ｆｅ金属磁性粉末を、実施
例１で使用したα−Ｆｅ金属磁性粉末に代えて同量使用
した以外は、実施例１と同様にして磁気テープをつくっ
た。

各実施例および比較例で得られたα−Ｆｅ金属（〃性粉
末について、α−Ｆｃ金属磁性粉末全量に対するＴｉ、
Ｇａ、ＡＩ、Ｓｉの含存量をケイ光Ｘ線装置により分析
して測定した。また保磁力、飽和磁化、角型比を測定し
、さらにα−Ｆｅ金属磁性粉末１ｇを１重量％濃度の結
合剤樹脂溶液２０　ｍｆｌに浸漬することにより、結合
剤樹脂吸着量を測定した。

また、各実施例および比較例で得られた磁気テープにつ
いて、ＲＦ比出力測定し、耐久性を調べた。ＲＦ比出力
５ＭＨｚの信号を一定レベルで記録した後、再生したと
きの出力を測定し、実施例１で得られた磁気テープを基
準（Ｏｄｄ）とする相対値で示した。また耐久性は市販
ＶＴＲを使用し、−５°Ｃの恒温室中で静止画像再生を
行った時の出力が３ｄＢ低下するまでの時間を測定する
ことにより判定した。

下記第１表はその結果である。

〔発明の効果〕

上記第１表から明らかなように、この発明で得られたα
−Ｆｅ金属磁性粉末（実施例工ないし８）は、いずれも
比較例１ないし５で得られたα−Ｆｅ金属磁性粉末に比
し、保Ｃ７クカ、飽和（〃化量および角型比が高くて、
結合剤樹脂の吸着量が多く、またこの発明で得られた磁
気テープ（実施例１ないし８）は、いずれも比較例１な
いし５で得られた従来の（〃ステープに比し、ＲＦ比出
力高くで、耐久性がよく、このことからこの発明で得ち
れる磁性粉末は、磁気特性および耐久性にイ３れ、その
結果、この（〃性粉末を使用して得られる磁気記録媒体
は、出力特性および耐久性が一段と向上されていること
がわかる。

特許出願人　　日立マクセル株式会社

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．粒子表面にチタン化合物からなる被膜を形成し、さ
   らにその上にガリウム化合物からなる被膜を形成してな
   る磁性粉末
2. ２．磁性粉末全量に対して、チタンを０．５〜１０重量
   ％の範囲内で含有させた請求項１記載の磁性粉末
3. ３．磁性粉末全量に対して、ガリウムを１〜１５重量％
   の範囲内で含有させた請求項１または２記載の磁性粉末
4. ４．磁性粉末の粒子表面に形成したチタン化合物からな
   る被膜がチタン酸化物からなる被膜もしくはチタン含水
   酸化物からなる被膜であり、またガリウム化合物からな
   る被膜がガリウム酸化物からなる被膜もしくはガリウム
   含水酸化物からなる被膜である請求項１記載の磁性粉末
5. ５．磁性粉末が金属磁性粉末である請求項１ないし４記
   載の磁性粉末
6. ６．粒子表面にチタン化合物からなる被膜を形成し、さ
   らにその上にガリウム化合物からなる被膜を形成した磁
   性粉末を、磁性層中に含有させたことを特徴とする磁気
   記録媒体
7. ７．磁性層中に含まれる磁性粉末が、磁性粉末全量に対
   してチタンを０．５〜１０重量％の範囲内で含有させた
   磁性粉末である請求項６記載の磁気記録媒体
8. ８．磁性層中に含まれる磁性粉末が、磁性粉末全量に対
   してガリウムを１〜１５重量％の範囲内で含有させた磁
   性粉末である請求項６記載の磁気記録媒体
9. ９．磁性層中に含まれる磁性粉末の粒子表面に形成した
   チタン化合物からなる被膜がチタン酸化物からなる被膜
   もしくはチタン含水酸化物からなる被膜であり、またガ
   リウム化合物からなる被膜がガリウム酸化物からなる被
   膜もしくはガリウム含水酸化物からなる被膜である請求
   項６記載の磁気記録媒体
10. １０．磁性層中に含まれる磁性粉末が金属磁性粉末であ
    る請求項６ないし９記載の磁気記録媒体