JPH02307202A - 磁性粉末の処理方法 - 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〕 本発明は磁気記録用磁性粉末の処理方法に関し、磁性粉
末の製造時の乾燥工程での凝集を起こすことがなく、磁
性塗料の製造時の分散性を改善した磁性粉末の処理方法
に関する。特に高密度の磁気記録媒体に好適な強磁性微
細粉末に適する。

〔従来の技術］ 一般的な磁気記録媒体は、１−ＦｅｚＯ＝　、ＣｒＯ□
などの針状結晶から成る強磁性粉末をバインダー中に分
散させて得た分散液を支持体面上に塗布した後、配向処
理を施こし、乾燥し、次いで表面平滑化工程を経て得ら
れる。最近、記録の大容量化、小型化を達成する為、磁
気記録媒体の高密度化がせまられている。記録方式には
媒体の面内長手方向の磁化を用いる面内記録方式と記録
媒体の垂直方向の磁化を用いて記録する垂直記録方式が
ある。

これらの記録方式に対して、前者の場合、磁性粉末は、
針状結晶を示し、現在０．３μｍ程度の寸法のものが実
用化されており、今後更に寸法が小さくなることが予想
されるが、熱擾乱、表面の効果によって、寸法の小さな
針状結晶を、バインダー中に均一に分散することは困難
であった。しかも無機物である磁性粉末の表面が親水性
の水酸基で被覆されている為、磁性塗料の有機溶剤中で
は均一に分散することが困難であるという問題点を有し
ていた。特に、後者は、バリウム−フェライトに代表さ
れる六方晶フェライトを磁性粉末として用いる磁気記録
媒体であるが、板面に垂直方向に磁化容易軸を有する平
板形状の為、粒子間の凝集力が強く、分散に時間がかか
るとともに、十分な分散性を得ることが困難であった。

（発明が解決しようとする課題〕 従来より、磁性粉末のｆ機溶剤へのぬれ性を向上させる
為、磁性粉末の表面に親油処理を施こしたり、強制的に
樹脂結合体を被着させたりすることがよく行なわれてい
る。具体的には、磁性塗料の製造に際しては、加圧ニー
ダ−１二本ロール等にて混練し、更に分散機にて磁性塗
料を作成する製造法が一般的である。これらの技術は、
°“磁性顔料の分散Ｉ［［”　　（１９８６年Ｊ、　Ｄ
ｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　Ｓｃｉ。

Ｔｅｃｈｎｏｌ、）に述べられている。又、Ｔ、Ｃ０Ｐ
ａｔｔｏｎ著“Ｐａ１ｎｔ　Ｆｌｏｉｖ　ａｎｄ　Ｐｉ
ｇｍｅｎｔ　Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ”（１９６４年Ｊｏ
ｈｎ　Ｗｉｒｙ　＆　５ｏｎｓ社発行）にも述べられて
いる。磁性塗料の製造法におけるこの加圧ニーダー・二
本ロール等による高ぜん断力の混練工程が必要であるの
は、先に述べたように磁性粉末の微粒子化及びその表面
が親水性の水酸基で被覆されていることが挙げられるが
、更に磁性粉末の製造に際し、アルカリ溶液中で反応生
成され゛、水洗後乾燥される時の一次粒子の凝集も考え
られる。しかしながら、磁性粉末は、その表面が親水性
の水酸基で被覆されていることから、水系では十分安定
に分ｔｌｔされるにもかかわらず、有機溶剤との不相溶
性からこうした非効率な製造工程を経なければならない
という問題点があった。このため、磁性粉末の分散性を
向上させる新たな磁性塗料の製造法、更にくわしくは新
たな磁性粉末の処理方法の開発が強く望まれていた。

本が解決しようとする課題は、磁性粉末が、上記したバ
インダー中に均一に分散されにくい難点に関し、良好な
分散状態を示し、かつ、磁性塗料の製造工程において、
加圧リーダー等による高ぜん断の混練工程を省くことが
できる磁性粉末を提供することにある。

（課題を解決するための手段］ 本発明は、上記課題を解決するために、磁性粉末を分散
させた水分散媒中に分散剤又は、結合剤−を分散させて
得たスラリーを凍結させ、次いで真空乾燥させることを
特徴とする磁性粉末の処理方法を提供する。

一般的に無機物や金属酸化物は製造させた時に２次粒子
の形にもっていて、１次粒子の状態になっている事が少
ない。また、焼成工程を経て製造された磁性粉末力では
、粒界が結合していることが多い。従って、このような
２次粒子を有機溶媒中で親油処理しても良好な結果が得
難い。又、このような２次粒子をボールミル等のミル類
で解ごうしても、有機溶媒中であれば、１次粒子は不安
定である為、粒子相互間の再凝集が起り易い。しかしな
がら、水分散媒中で磁性粉末を分散させると安定である
ことから、本発明の方法によって用いられる磁性粉末の
水スラリーは、処理の前に、ディスパー等のミル類で分
散させておくことが望ましい。この磁性粉末の水スラリ
ーは、磁性粉末の製造時での乾燥前のスラリーを用いて
もよく、常法による乾燥後の磁性粉末を水分散媒中で分
散させた水スラリーを用いてもよい。従って、本発明で
使用する磁性粉末としては、水溶液中で合成されるもの
はすべて使用することができるが、特に７−Ｆｅ２Ｏ，
粉末、７−Ｆｅ２Ｏ，中Ｆｅの一部をＣｏで置換した粉
末、ＣｒＯ□粉末、六方晶フェライト粉末、炭化鉄が好
ましい。

本発明で使用する分散剤としては、下記（ａ）〜（Ｃ）
に示される水溶性の分散剤が好ましく、水に完全に溶解
する分散剤が特に好ましい。

（ａ）　　Ｔｉ、　Ｓｉ、　　ＡＮ又はＺｒを含有する
カップリング剤。

（ｂ）ＨＬＢ値が６以上で、好ましくは８以下のアニオ
ン系、カチオン系、両性又は非イオン系界面活性剤。

（Ｃ）　　大豆レシチン、特に水溶性レシチン。分散剤
の使用量は、磁性粉末１００重量部に対して、１〜１０
重量部の範囲が好ましく、１〜３重量部の範囲が特に好
ましい。

本発明で使用する結合剤としては、通常、磁性塗料に用
いられる結合剤が使用できるが、具体的には、塩化ビニ
ル・酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル及び酢酸ビニルと
、ビニルアルコール、無水マレイン酸又はアクリル酸と
の共重合体、塩化ビニル・酢酸ビニリデン共重合体、塩
化ビニル・アクリロニトリル共重合体、スルホン酸基な
どの極性基を有する塩化ビニル系共重合体の如き塩化ビ
ニル系共重合体；エチレン・酢酸ビニル共重合装置ニト
ロセルロース樹脂の如きセルロース誘導体；アクリル樹
脂；ポリビニルアセクール樹脂；ポリビニルブチラール
樹脂；エポキシ樹脂；フェノキシ樹脂；ポリウレタン樹
脂、ポリエステルポリウレタン樹脂、スルホン基等の極
性基を有するポリウレタン樹脂、ポリカーボネートポリ
ウレタン樹脂の如きポリウレタン系樹脂等を挙げること
ができる。

結合剤として用いる樹脂は、単独で使用することもでき
るが、通常は、塩化ビニル系樹脂とポリウレタン系樹脂
、セルロース誘導体とポリウレタン系樹脂のように２種
以上の樹脂を組み合わせて使用する。

結合剤の使用量は、磁性粉末１００重量部に対して、１
０〜１００重量部の範囲が好ましく、２０〜４０重量部
の範囲が特に好ましい。

磁性粉末を分散させた水分散媒中に上記分散剤又は結合
剤を分散させて得たスラリーを、常法に従って、すみや
かにかつ急速に凍結し、次いで真空乾燥することが好ま
しい。

凍結方法としては、例えば、液体窒素、ドライアイス、
ドライメタノールを用いる方法が挙げられ、凍結温度は
０°Ｃ以下が好ましく、−３０°Ｃ以下が特に好ましい
。

真空乾燥条件としては、真空度をＩ　Ｌｏｒｒ以下とし
、凍結温度より徐々に温度を加えて（例えば、凍結温度
が−３０’Ｃの場合、−４０°Ｃ→０゛Ｃ→３０°Ｃ→
５０°Ｃ）、水分が０．５％以下となるよう充分に乾燥
させることが好ましい。

このようにして得られた磁性粉末は、磁性塗料の原料と
して用いられ、最終的には磁気記録媒体の製造に用いら
れる。磁性塗料は、本発明の処理方法によって得た磁性
粉末、樹脂結合剤及びその他の成分を混練機によって混
練して製造される。

各成分は同時に混練機に投入されてもよく、個々順次投
入されてもよい。

磁性塗料の混練、分散に使用できる混練機としては、例
えば、二本ロールミル、三本ロールミル、ボールミル、
バブルミル、トロンミル、サンドグライダ−、セグバリ
アトライター、高速インペラー分散機、高速ストーンミ
ル、高速度衝撃ミル、ディスパー、ニーグー、高速ミキ
サー、ホモジナイザー、超音波分散機等が挙げられる。

磁気記録媒体に使用する支持体としては、通常、磁気記
録媒体に使用されているものが特に制限なく使用できる
。支持体を形成する材料としては、例えば、ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リカーボネート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミ
ド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリサルホン、ポ
リエーテルサルホン等の合成樹脂フィルム；アルミ箔、
ステンレス箔等の金属箔等が挙げられる。支持体の厚さ
は３〜５０μｍの範囲が好ましく、５〜３０　・μｍの
範囲が特に好ましい。

磁気記録媒体は、上記基板上に、磁性塗料を塗布し、適
当な磁場強度を印加することによって磁場配向処理を施
した後、乾燥させて磁性層を形成させることによって製
造される。磁性層の厚さは２〜５μｍの範囲が好ましい
。

磁性塗料の傅布方法としては、例えば、エアードクター
コート、ブレードコート、ロッドコート、押出しコート
、エアナイフコート、スクイズコート、含浸コート、リ
バースロールコート、トランスファーロールコート、グ
ラビアコート、キスコート、キャストコート、スプレィ
コート、スピンコード等が挙げられる。

〔実施例〕

実施例１ 平均粒径０．４μ、保磁力６７００ｅ、飽和磁化７７　
ｅｍｕ／ｇｒのＣｏ−被着のＴ−酸化鉄１００重量部に
対して、水溶媒として純水３００重■部となるよう磁性
粉末のスラリーを３Ｉ］整した。このスラリーに、シラ
ンカッププリング斉りとして（３−グリシドキシプロビ
ル１−リメトキシシラン）３重世部を混合し、ミキサー
にかげて混合物を得た。次に、この混合物をドライメタ
ノールにより一３０°Ｃに凍結した。凍結後、真空度０
．５　ｔｏｒｒにて、加熱温度を一４０°Ｃ→０°Ｃ→
３０°Ｃ→５０°Ｃと加えていき、水分０．４重量％の
試料を得た。得られた処理剤の磁性粉末８０重量部、塩
化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコール共ｚ合体ｒｖ
ＡｃＨ」（ＰＪ標、ユニオンカーバイト社製）１０重量
部及びポリウレタンエラストマー’　Ｔ　−５２０６Ｊ
　　（商標、大ロ本インキ化学工業■製）１０重量部を
メチルエチルケトンとトルエンとシクロヘキサノンの等
重量混合溶液１７４重量部に加え、スラリーを得た。

このスラリーをポリエステルフィルムに塗布し、乾燥さ
せて、塗膜表面を金属顕ｖ１．鏡にて観察し、凝集物の
大きさを測定した。更に、このスラリーをボールミルに
て分散させて、塗料化した後、厚さ１５μｍのポリエス
テルフィルム面上に、乾燥塗膜厚が４．５μｍとなるよ
うに塗布した。次いで、カレンダー処理した後、テープ
幅２インチ（１２，７ｍｍ）にスリットして磁気テープ
を作成した。この磁気テープについて保磁力、角形比お
よび基準テープに対するＳ／Ｎ比を測定した。

実施例２ 実施例１において、シランカップリング剤に代えて、分
散剤として「ブライサーフＡ２０８Ｓ　Ｊ　（ＩＩＬＢ
値７：商標第１工業製薬社製）を使用したこと以外は実
施例１と同様にして、磁性粉末の処理、磁性塗料の調整
、磁気テープの作成及び評価測定を行った。

実施例３ 実施例１において、シランカップリング剤に代えて、分
散剤として水溶性レシチンを使用したこと以外は実施例
１と同様にして、磁性粉末の処理、磁性塗料の調整、磁
気テープの作成及“び評価測定を行った。

比較例１ 実施例１における未処理の磁性粉末を常圧化の通常法に
よる乾燥を行い、その磁性粉末８０重量部に対して、レ
シチン２．４重量部、ｒＶＡＧＨＪ　１０重量部、ｒＴ
−５２０６Ｊ　Ｉ　０重量部、メチルエチルケトンとト
ルエンとシクロヘキサノンの等重量混合溶液１７４重量
部を加えスラリーを形成した。

このスラリーを用いて、実施例１と同様にして磁性塗料
の調整、磁気テープの作成及び評価測定を行った。

比較例２ 実施何重における未処理の磁性粉末を通常法による乾燥
を行い、その磁性粉末８０重量部に対して、レンチ７２
．４重量部、ｒＶＡＧＨＪ　１０重量部、ｒＴ　−５２
０６Ｊ　ｌ　０重量部、適当量のトルエンを混合して、
加圧ニーダーにて混練後、メチルエチルケトンとトルエ
ンとシクロヘキサノンを等重量になる様加え、混合溶剤
量が１７４重量部となるようスラリーを形成した。この
スラリーを用いて、実施例１と同様にして磁性塗料の調
整及び磁気テープの作成及び評価測定を行った。実施例
１〜３及び比較例１〜２で得た測定結果は第１表のとお
りである。

ブ 第　　１　　表 第１表におけるスラリーの凝集物の大きさ、保磁力、角
形比、Ｓ／Ｎは磁性粉末の分散性の指標となり、凝集物
の大きさは小さい値を示すほど、保磁力、角形比、Ｓ／
Ｎは高い値を示すほど分散がよい。この発明によって真
空凍結乾燥処理された磁性粉末（実施例３）は未処理の
磁性粉末（比較例１）に比べ分散性が優れ、従来の塗料
の製造法である加圧ニーダ−等による混練処理された場
合（比較例２）と同等であることがわかる。更に微粒子
・分散性の悪い六方晶フェライト粉末について述へる。

実施例４ 平均粒径０．０４μ、保磁力６０００ｅ、飽和磁化６２
　ｅｍｕ／ｇｒの六方晶フェライト系粉末１００重量部
に対して、水溶媒として純水３００重量部となるよう磁
性粉末のスラリーを調整した。次に、分散剤としてシラ
ンカップリング剤（３−グリシドキシプロビルトリメト
キシシラン）３重量部をスラリーに混入し、ミキサーに
かけて混合物を得た。次に、この混合物を実施例１と同
様の方法により真空凍結乾燥処理を行なった。得られた
処理粉８０重量部、ｒＶＡＧＨＪ　１０１蛋部及びｒＴ
−５２０６Ｊ１０重量部を、メチルエチルケトンとトル
エンとシクロヘキサノンの等重量混合溶液１７４重量部
に加えスラリーを形成した。このスラリーをポリエステ
ルフィルムに塗布し、乾燥させて、塗膜表面を金属顕微
鏡にて観察し、凝集物の大きさを測定した。更に、この
スラリーをボールミルにて分散させて■磁化した後、厚
さ２４μｍのポリエステルフィルム面上に乾燥塗膜厚が
３μｍとなるように塗布し、磁場強度４０００ｇｒｕｓ
ｓで水平磁場配向処理した後、乾燥し、磁性層を作成し
、試料とした。この試料について、塗膜の光沢と水平方
向に測定した保磁力、角形比を測定した。

実施例５ 実施例４において、シランカップリング剤の代りに、分
散剤として「プライサーフＡ２０８Ｓ　Ｊを使用したこ
と以外は実施例４と同様にして、磁性粉末の処理、磁性
塗料の調整、塗布試料の作成及び評価測定を行った。

実施例６ 実施例４において、シランカンプリング剤の代りに、分
散剤として水溶性レシチンを使用したこと以外は実施例
４と同様にして、磁性粉末の処理、磁性塗料の調整、塗
布試料の作成及び評価測定を行った。

比較例３ 実施例４における未処理の磁性粉末を通常法による乾燥
を行ない、その磁性粉末８０重量部に対して、レシチン
２．４重量部、「νＡＧＩＩＪ　１０重量部、ｒＴ　−
５２０６Ｊ　１０重量部を、メチルエチルケトンとトル
エンとシクロヘキサノンの等重量混合溶液１７４重量部
に加えニスラリ−を形成した。このスラリーを用いて、
実施例４と同様にして磁性塗料の調整、塗布試料の作成
及び評価測定を行なった。

比較例４ 実施例４における未処理の磁性粉末を通常法による乾燥
を行ない、その磁性粉末８０重量部に対して、レシチン
２．４重量部、ｒＶＡＧＨＪ　１０重量部、ｒＴ−５２
０６Ｊ　１０重量部を、適当量のトルエンを混合して、
加圧ニーダ−にて混練後、メチルエチルケトンとトルエ
ンとシクロヘキサノンを等重量になる様加え、混合溶剤
量が１７４重量部となるようスラリーを形成した。この
スラリーを用いて、実施例４と同様にして磁性塗料の調
整及び塗布試料の作成及び評価測定を行なった。実施例
４〜６及び比較例３〜４で得た測定結果は第２表のとお
りである。

第　　１　　表 第２表におけるスラリーの凝集物の大きさ、保磁力、角
形比、光沢は磁性粉末の分散性の指標となり、凝集物の
大きさは小さい値を示すほど、保磁力、角形比、光沢、
Ｓ／Ｎは高い値を示すほど分散性がよい。

〔発明の効果］ 本発明の処理方法によって得られた磁性粉末は、未処理
の磁性粉末に比べ分散性が優れ、従来の磁性塗料の製造
法である加圧ニーダ−等による混練処理された場合と同
等であることがわかる。

従って、本発明の処理方法によって得られた磁性粉末を
使用すると磁性塗料を製造する際に加圧リーダー等によ
る高せん断の混練工程を省くことができるので、本発明
の処理方法は、磁性塗料又は磁気記録媒体の低コスト化
に有用である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．磁性粉末を分散させた水分散媒中に分散剤又は結合
   剤を分散させて得たスラリーを凍結させ、次いで真空乾
   燥させることを特徴とする磁性粉末の処理方法。
2. ２．磁性粉末が酸化鉄系強磁性粉末又は六方晶フェライ
   ト系強磁性粉末である請求項１記載の磁性粉末の処理方
   法。