JPH03131666A - クロム含有磁性酸化鉄顔料 - 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】 本発明はクロム化合物で被覆された磁性酸化鉄顔料、そ
の製造方法及び用途に関する。

磁気記録媒体の貯蔵特性のみならず、全ての他の機械的
特性も磁気層の基本的構成、即ち磁性顔料に決定的に影
響されることは既に知られている。

例えば顔料の表面特性はバインダーマトリックス中の顔
料の保持力（ｒｅｔａｉｎｉＢ　ｐｏｗｅｒ）　、そし
てそれ故に磁気記録媒体の摩耗挙動に影響する。

顔料表面にバインダー成分が吸着する傾向は成性等温線
で表わすことができる。顔料表面へ、のバインダーの親
和性を表わすための定量的データは、例えば反応器型カ
ロリメーター中での流通ミクロカロリメトリー（ｔｈｒ
ｏｕｇｈ目ｏｗ　ｍｉｃｒｏｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ）
によって、ゼータ電位ＣｚｅＬａ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌ
）の測定によって、或いは非吸着成分の重量再測定によ
って決定される。

これらの方法による測定によって、ある一つの組の顔料
と他の組との間、例えばγ−Ｆｅ２０．、マケマイト（
ｍａｇｈｅｍｉｔｅ）とマグネタイトの間のベルトロイ
ド酸化鉄相、Ｆｅ、０いＣｏフェライト、ＣｒＯ２又は
金属粉末の間のみならず、一つの且つ同一の組の中でも
それらが完全に同一の方法で製造されたものでないなら
ば大きな相違があることが明らかとなる。

しかし磁性顔料の吸着挙動における相違は、バインダー
成分に影響するだけでなく、調整剤中の低分子量成分に
も等しく影グ！する。

このように、特に磁気記録支持体の円滑な走行挙動を改
善するために添加される脂肪酸に関して、それらが吸着
バインダー成分又は添加された分散補助剤との間で吸着
競合関係にないことを確認することが重要である。これ
は円滑走行挙動の改善における脂肪酸の効果を弱めるば
かりでなく、磁性層中の望ましくない、自由移動性低分
子量成分の脱着により磁気記録支持体の一部における、
特に湿気のある操作条件下での、ブロッキングの発生傾
向をもたらず。

史に、磁性顔料の表面は高分子量バインダー成分の架橋
にも影響することが知られている。

この点から以下の３種の場合の間で区別することか重要
である： 特にボリウレタシ類の場合においてウレタン基の形成を
通してポリマー鎖の結合を加速し、且つそうすることに
よって微量に存在する水と多官能イソシアネ−１・化合
物との反応による一般的に望ましくないポリ尿素の生成
を抑制する、Ｗｌ、量の遊離金属塩により触媒されるイ
ンシアネート反応。

磁性顔料によってもち込まれる微量の金属塩は、ポリウ
レタンバインダー成分の再ウレタン化（ｒｅ−ｕｒｅｔ
ｈａｎｉｚａｔｉｏｎ）をも触媒し、かくして分子量分
布を広げ、磁気記録支持体の機械的特性に悪影響を与え
る。

磁性層、特にＣｒｙ、を含有する磁性層の機械的特性に
おける明らかな改良は、特に塩化ビニル共重合体がバイ
ンダー成分として用いられる場合、同時におこるどのイ
ソシアネート架橋反応にも関係なく達成される。

従って調整剤中の高分子量及び低分子量成分の吸脱着及
び潤滑剤平衡並びにバインダー成分の物理的及び化学的
架橋を、磁性顔料の表面化学の特定の制御によって左右
することが可能である。

このように、磁気安定性の改良及び保磁力（ｃｏｅｒｃ
ｉｖｅ　ｆｏｒｃｅ）の増大のためのＣｏ−１Ｃｒ−又
はＭｎ−ドープし！ニベルトライド類がＪ　／’、　−
５１３８０９４に記載されているが、円滑な走行特性に
おける十分な改善は磁性顔料を上記した元素で容積ドー
プ（ｂｏｄｙ−ｄｏｐｉｎｇ）することによっては得ら
れない。

ＤＥ−Ａ−３５３７６２４にもクロム含有磁性顔料が記
載されているが顔料としてはベレット状へキサフェライ
トに言及しているだけであり、それではドーピング成分
は全顔料粒子に亘って均一に分布している。更にこれら
のような顔料は高分子量及び低分子量成分に対するその
吸着挙動において本発明の針状磁性顔料粒子とは完全に
異っている。

ＤＥ−Ａ−２３４３５６２はかなりの量のγルカリ又は
アルカリ土類か磁性顔料に混入した、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒ
又は他の元素で容積ドープしたフェライトの製造ｌこつ
いて記載している。この材料で作られた層は大なる磁気
機械的安定性と増大した感度及び保磁力とを一体化する
。しかしながらバインダーとして用いられるポリウレタ
ンはアルカリ性環墳下で加水分解によって特Ｊ：損傷さ
れやすく、磁気媒体を長期保存したときに円滑な走行特
性の劣化をもたらす。

ＪＰ−Ａ−３２６６９３（１９８８）はＴｉ、Ｚｒ、Ｖ
、ＭＯｌＷ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａ　Ｉ、Ｓｎ。

Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｂ、Ｃｒ及びＮｉの水酸化物での磁性顔
料の後処理について記載しており、それはＢ　ｒ　／　
Ｂ　ｓ及びＯＲ＋、：おける改善とランカーの粘度の低
減をうみ出す。しかしながらＡｇ％Ｎｂ、Ｔａ及びＣｒ
の何効性を示す実施例はなく、また明細書にはこれらの
元素を用いた塗工プロセスへの言及はない。

本発明により述べられる問題点は、貯蔵感度を含めた他
の品質データに何らの悪影響を与えることなく円滑な走
行特性を改善した記録媒体の製造を可能とする磁性顔料
を提供することである。

曳くべきことにゼータ電位測定で求められた等電点が８
〜９．５ＯｐＨ値であるところの、クロム化合物で被覆
された酸化鉄顔料を、磁性顔料として用いるなら、磁気
記録媒体の円滑走行特性、特に過度の使用又は長期貯蔵
後のそれが明らかに改善されることが見出された。

有効性はＨ，Ｏ＋又はＯＨ−イオンの吸着挙動で特徴ず
けることかでさる、適用されるクロム化合物の型により
、決定的に定まる。これは通常ゼータ電位測定（機器：
ＰＥＮ　　ＫＥＭシステム３０００）で実施され、そこ
では０．００１重量％の懸濁物の電気力学的移動性がｌ
）Ｈ値の関数として記録される。

酸化鉄顔料を基準にしてクロム含量が０．１〜ｌＯ重量
％、及び好ましくは０．５〜３重量％である本発明の酸
化鉄顔料を用いて、特に良好な結果が得られる。

本発明による顔料で製造されたテープの円滑走行特性に
ついての良い効果は酸化鉄顔料の特定の種類によらず達
成される。従って本発明の好ましい酸化鉄顔料はγ−Ｆ
ｅ２０ｓ、Ｆｅ、０．、マゲマイト（ｍａｇｈｅｍｉｔ
ｅ）とマグネタイト（ｍａｇｎｅｔ　１ｔｅ）の間のベ
ルトライド（ｂｅｒｔｈｏｌ　ｌ１ｄｅ）酸化鉄相、コ
バルトで容積ドープした（　ｃｏｂａｌｔ−ｖｏｌｕｍ
ｅ−ｄｏｐｅｄ）酸化鉄及び／′又はコバルトで表面被
覆しまた酸化鉄顔料である。

本発明はまた本発明のクロム被ｆ０鉄顔料の製造方法ｔ
こも関し、それは３〜１０のｐＨ範囲、好ましくは６〜
８のｐＨ範囲でアルカリ類を添加することによってクロ
ムＣＩＩり塩溶液から沈澱させることによりクロム化合
物又はクロム化合物類を適用することを特徴としている
。

対応するクロム化合物で被覆するため、被覆されるべき
酸化鉄粉末は水に分散させる。そして例えばクロムミョ
ウバンカリウム、酢酸クロム、シュウ酸クロム、′ｆＭ
Ｉ！！ｉＩクロム又は硝酸クロムの如きクロ、！、（Ｉ
ｌｌ）塩を溶解した形態で添加する。クロムの重量％は
用いられる磁性顔料を基準にして０．１〜１０％で変化
しうる。温度は０℃以下に落ちても、１００°Ｃを超え
ても不可であり、好ましくは２５〜４０℃の範囲である
。ｐＨ値は添加の間３〜ｌＯの範囲、好ましくは６〜８
の中性範囲に制御される。このようにして被覆された磁
性顔料は一過され、洗浄により可溶性塩を除去し、そし
て乾燥される。

磁性粉末はその後適量の溶媒、適量の分散助剤及びバイ
ンダー混合物中で激しく混合され、そして例えは溶解”
５　（ｄｉｓｓｏｌｖｅｒ）、混練器（ｋｎｅａｄｅｒ
）、コｒＪイドミル又は他の高剪断機中で予備的分散！
こ賦される。

かくして得られた予備分散物は、ついで例えば破砕素子
の大きさや充填率、回転速度及びラッカ速度を変化させ
ること！こより破砕強度を制御することができるビード
ミル（ｂｅａｄ　ｍ１ｌｌ）中での微細分散に賦される
。

分布範囲の狭い顔料を得るためには、該磁性分散体は第
一保留槽から第２保留槽へ上記例示のビドミルの１以上
を介して数回通過させるのが好ましい。

微細分散段階が完結したら、残りのバインダー又は添加
物を随意該磁性分散体に添加する。

ひきつづく該磁性分散体での磁気層支持体のコテイング
は、例えばリバース・ロール・コーディング、スクリー
ン印刷又は押出しコーティングの如き先行技術に従って
実施できる。

好適な層支持体は、ポリエチレンテレフタレートの如き
ポリエステル；ポリプロピレンの如きポリオレフィンニ
トリアセテートの如きセルロース誘導体：ボリカーポネ
ート：のフィルム類、又はアルミやセラミック材料の如
き非磁性（ａｍａｇｎｅｔ　ｉｃ）材料の剛性層支持体
である。

表面平滑化（ｓｕｒｆａｃｅ　ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ）を
含む、被覆材料の更なる加工は公知の方法！こよりカレ
ンダーリング、カッティング及び仕上げにより実施され
る。

本発明の方法の優位点を説明するｔ−め、７インチに切
断された磁気デ〜グの特性を以下Ｉこ記ず：１、滑り摩
擦 試験テープの被覆側又は逆側を、表面粗度Ｒａ０００４
μｍの清浄スチールビン上で接圧５０ボンド（ｐａｎｔ
）下、１．Ｏｃｍ／ｓの速度で合計１００回曲後させ、
厚擦力の増加を測定する。

２、感度 ５、ＱＭＨｚ及び６２５ＭＨｚでＶ　ＨＳレコダ−（Ｊ
　ｖｃ　　２１０）で感度をｉｌｌ、ｌｌ定する：比較
テープは国際標準である。

３．長期円滑走行試験 再生１００回後の５　Ｍ　Ｈｚ信号レベルの低下をＶ　
ＨＳレコーダーで測定する。

本発明は磁気テープの製造のための本発明の酸化鉄顔料
の利用にも関する。

以下の実施例は本発明を説明するためのものであって、
いかなる意味でもそれを限定するものではない。

Ｕ遭ユ ２　ｋｇのコバルト被覆した７エライ）・顔料（ＩＨｅ
＝５２．５ＫＡ／ｍ、ＢＥＴ表面＝　２９　ｍ’／　ｇ
）を７２の水に分散する。硝酸クロム（ＩＩＩ）溶液（
ｌ　Ｊ！　（’）　Ｈ２０１：溶解り、り２１１　ｇ（
’）Ｃｒ（ＮＯｘ）ｘ”９Ｈｚｏ）及びＮ　ａ　０１−
１溶液（３００ｇＮａＯＩ（／ｅ）を１時間かけて撹拌
下向時Ｉこ添加する。

水酸化ナトリウムは懸濁液のｌ）Ｈ値が６〜８に保持さ
れるような速度で添加する。３０分撹拌後懸濁液を嘘過
、洗浄及び乾燥により仕上げる。

かくして得られた磁性顔料を以下の組成を有する磁性ラ
ッカ 調整剤Ｉこ配合する。

磁性顔料 重量部 Ｏ０ 分散剤（レシチン） （ステアリン酸） ０．５ これらの成分から」：記の方法によってにインチ幅の磁
気テープを製造し、滑り庁擦、ビデオ感度及び長期円滑
走行のためのテストをする。

寒薄−！） 磁性顔料がｌＨｅ５ｆ３．５にＡ／ｍ及びＢＥＴ表面２
９ｍ２／ｇのＧｏ含有酸化鉄顔料である点景外は実施例
１と同じ手順である。

実施例３ 磁性顔料１００重量部当り、１４重量部の塩化ヒニル共
重合体及び７重量部のポリウレタンのバインダー混合物
を用いる以外は、実施例Ｉの手順と同じである。

林月」− 磁性顔料１００重量部当り、バインダー１とバインダー
２を１０００重量部で用い、且つ脂肪酸混合物にかえて
１．０！量部の純ローステアリン酸のみを用いる以外は
、実施例２と同じ手順である４゜ 比較例１ クロム被覆が適用されない他は、実施例１と同一である
。

比較例２ コバルト含有Ｆｅ０ＯＨ顔料（針長０　、５　ｍｍ。

ＢＥＴ表面４２ｍ’／ｇ、　Ｃｏ含量２％）２ｋｇを５
０２の水に分散する。該懸濁液を８０’Ｃの１０％）！
　２Ｓ　Ｏ４で１）Ｈ３に調整し、ＩＪの硝酸クロム（
］）溶液（Ｌ　９０　ｇ　　Ｃｒ（ＮＯｉ）ｓ’　９　
ＨｚＯ）を３０分かけて添加する。ｐＨ値を１０％Ｎａ
ＯＨ溶液を４時間かけて添加することによりｐＨ７に調
整する。

該懸濁液を濾過、洗浄及び乾燥で仕上げる。

γ２ＦｅｚＯ３への転換は、空気中４００℃で該Ｆｅ０
ＯＨ顔料から水を除去し、形成されたσ−Ｆｅ２０ｓを
湿潤水素雰囲気下４００℃で還元し、そして３００°Ｃ
で該顔料をＦｅ”／Ｆｅ”比０．２まで再酸化する。該
顔料を実施例１に記載したのと同様にテープ調整剤に配
合する。

比較例３ 表面被覆のないＣｏ−含有フェライトを磁性顔料として
用い、磁性顔料１００重量部当り１．０重量部のｎ−ス
テアリン酸のみを脂肪酸として用いる以外は、実施例１
と同じ手順である。

外部から与えられた１′を環中での懸濁粒子の速度は、
ベンケンシステム（Ｐｅｎ　Ｋｅｎ　Ｓｙｓｔｅｍ）　
３　、　Ｑｏｏで測定された。結果は粒子のコロイド安
定性を特性づけるために用いることができる。電気力学
的移動性の絶対値は凝集傾向が最大となる等電点て最小
である。安定な懸濁液は高移動性で特徴づけられる。等
電点を決定するため、電気力学的移動性を懸濁液のｌ）
Ｈ値の関数として測定する。

実験： 使用する全ガラス容器は無塵とし、二回蒸留した水で完
全にリンスされねばならない。全ての溶液のためには、
二回蒸留無菌水が用いられねばならない。２０〜１００
ｍｇの微砕顔料を秤量後２５０ｍ１２のエーレンマイヤ
ーフラスコ（Ｅｒ　ｌｅｎｍｅｙｅｒｆｌａｓｋ）中で
、２００ｗｊの０．００１ｍ　　ＫＮＯ３７こ３００Ｗ
超音波処理装置を用いて分散させる。該懸濁液を更に５
００−の０．００ｆｍ　ＫＮＯ，で稀釈する。沈降防止
のため該懸濁液をひきつづき撹拌する。いくつかの洗浄
（リンス）処理を完結した後、装置内のポンプが約１−
の懸濁液を電気泳動室に吸い込む。ここで電場下での荷
電粒子の速度がペンケンシスデム３．０００で測定され
る。

懸濁液のｐＨ値は標準電極を用いて測定され、装置を制
御・監視するコンピューターに記憶される。

１）Ｈ値は０　、５　ｍ　　ＨＮ　Ｏｘ又はＫＯＨを用
いて１〜２１〕Ｈ単位づつ変化される。

試験結果を表１に示ず： 表から、８〜５Ｊ、５のＩ　、Ｅ　、Ｐ　、で特徴ずけ
られるクロム化合物を有する顔料の塗布は、明確に数片
された円滑走行特性を有するチー／の製造を可能ならし
めることがわかる。

かくして本発明の主たる特徴及び態様は以下の）でおり
である。

１゜被覆された顔料のゼータ電位測定により決定した等
電点が８〜９．５のｐＨ値にあることを特徴とするクロ
ム化合物で被覆された針状磁性酸化鉄顔、料。

２４酸化鉄顔料の重量を基準にしてクロム含量が０．１
〜１０重量％であることを特徴どする第１項の磁性酸化
鉄顔料。

３、酸化鉄顔料の重量を基準にしてクロム含量が０．５
〜３重量％であることを特徴とｒる第１項の磁性酸化鉄
顔料。

４、酸化鉄顔料がσ−Ｆｅ２０．顔料であることを特徴
とする第１項の磁性酸化鉄顔料。

５、酸化鉄顔料がベルトライド酸化鉄顔料であることを
特徴とする第１項の磁性酸化鉄顔料。

６、酸化鉄顔料がコバルトで容積ドープされている（　
ｖｏｌｕｍｅ−ｄｏｐｅｄ）ことを特徴とする第１項の
磁性酸化鉄顔料。

７、酸化鉄顔料がコバルトで表面コートされていること
を特徴とする第１項の磁性酸化鉄顔料、８、酸化鉄顔料
がＦｅ、Ｏ，顔料であることを特徴とする第１項の磁性
酸化鉄顔料。

９．３〜１０の範囲内のｐＨ値においでアルカリを添加
することによってクロム（ｍ）溶液から沈澱させること
によりクロム化合物を適用することを特徴とする第１項
のクロム被で酸化鉄顔料の製造方法。

ｌＯ、アルカリを６−８の範囲のｐｌ（値で添加する第
９項の方法。

ＩＬ第１項のクロム被覆酸化鉄顔料を含有する磁気テー
プ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．被覆された顔料のゼータ電位測定により決定した等
   電点が８〜９．５のｐＨ値にあることを特徴とするクロ
   ム化合物で被覆された針状磁性酸化鉄顔料。
2. ２．３〜１０の範囲内のｐＨ値においてアルカリを添加
   することによつてクロム（III）溶液から沈澱させるこ
   とによりクロム化合物を適用することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のクロム被覆酸化鉄顔料の製造方
   法。
3. ３．特許請求の範囲第１項記載のクロム被覆酸化鉄顔料
   を含有する磁気テープ。