JPH03270105A

JPH03270105A - 磁性塗料組成物

Info

Publication number: JPH03270105A
Application number: JP2068371A
Authority: JP
Inventors: Kyoji Odan; 恭二大段; Tetsuya Fujimoto; 藤本　徹也; Yuji Hisamura; 久村　祐史
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1990-03-20
Filing date: 1990-03-20
Publication date: 1991-12-02

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、希土類鉄ガー不シト微粒子を用いた磁性塗料
＆ｌｌ底物に関する。本発明の磁性塗料組成物は、塗布
型光磁気記録媒体の製造に好適に用いられる（従来の技術およびその問題点）従来、光磁気記録媒体に用いられる磁性体としては、希
土類金属と遷移金属との非晶質合金からなるものが知ら
れている。

しかし、このような非晶質合金の磁性体は、酸化腐食を
受けやすく、磁気光学特性が劣化するという欠点があっ
た。また、非晶質合金を用いた光磁気記録では、磁性膜
表面での反射による磁気光学効果（カー効果）を利用し
て再生を行うが、非晶質合金は一般にカー回転角が小さ
いため、感度が低いという開動があった。

これに対し、特公昭５６−１５１２５号公報、特開昭６
１−８９６０５号公報には、それぞれガーネット、六方
晶フェライトの多結晶質酸化物薄膜を用いた光磁気記録
媒体が提案されている。この酸化物を用いた磁性体は、
耐蝕性に優れており、また磁性膜の透過光による磁気光
学効果（ファラデー効果）を利用して再生を行うため、
感度が高いという利点がある。しかしながら、多結晶質
であるために、結晶粒界での光散乱、複屈折や磁壁移動
による書き込みピント形状の乱れ等によって媒体雑音が
大きくなるという欠点がある。

一方、特開昭６２−１１９７５８号公報には、イツトリ
ウム鉄ガーネツト粒子を用いた塗布型光磁気記録媒体が
開示されている。このような塗布型媒体では、前記多結
晶質酸化物ｉ１膜のような結晶粒界の悪影響はないが、
該公報に記載されているガーネット粒子は、粒子径が１
．５μｍと大きく、このような粒子を用いた場合には、
光の散乱が起こるため、サブミクロン波長の光を利用す
る高密度記録には適していない。

また、塗布型媒体では粒子を磁性膜中に均一に分散させ
ることが難しく、そのために光の散乱が起こるという問
題があった。

（発明の目的）本発明は、前記欠点を解決し、希土類鉄ガーネット微粒
子の分散性が極めて良好な磁性塗料組成物を提供し、こ
れを用いて、磁気光学効果が大きく、高密度記録が可能
で、かつ磁性膜中の磁性粒子の分散性が優れており、媒
体の光散乱が極めて少ない塗布型光磁気記録媒体を製造
しようとするものである。

（問題点を解決するための手段）本発明は、水溶性界面活性剤が被着された、平均粒子径
が３０〜１０００人である希土類鉄ガーネット微粒子を
、バインダーと共に有機溶媒に分散又は溶解させてなる
磁性塗料＆ｌｌ威物酸物する。

本発明における希土類鉄ガーネット微粒子としては、一
般式　Ｒ，ＢｉｂＦｅｃＭｄＯ，で表されるものが用い
られる。

前記一般式におけるＲは、Ｙ　＋　Ｌａ＋　Ｃｅ、　Ｐ
ｒ、　Ｎｄ＋　ＰＩＩＩｔＳｓ、　Ｅｕ、　Ｇｄ、　Ｔ
ｂ、　Ｄｙ、　Ｈｏ、　Ｅｒ、　Ｔｎ＋、　Ｙｂ及びＬ
ｕからなる群より選ばれる一種以上の希土類元素を示す
。

また、Ｍは鉄と置換可能な元素であり、ＡＩ、ＧａＣｒ
　ｒ　Ｍ　ｎ　ｒ　Ｓｃ　＋　Ｉ　ｎ　ｒ　Ｒｕ　ｒ　
Ｒｈ　ｒ　Ｃｏ　ｒ　Ｆ　ｅ　（ＩＩ　）　＋　Ｃｕ　
＋　Ｎ　ｉ　＋　Ｚ　ｎ　＋　Ｌ　ｒ　ｒ　Ｓ　ｉ＋Ｇ
ｅ、Ｚｒ、Ｔｉ］ｆ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｍｏ、　Ｖ及びＮｂ
からなる群より選ばれる一種以上の元素を示す。Ｍの元
素の中、３価元素のＡｔ、Ｇａ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｓｃ、　
Ｉｎ、Ｒｕ＋Ｒｈ及びＣｏは単独で、２価元素のＣｏ、
Ｆｅ、Ｃｕ、Ｎｉ及びＺｎ、又は１価元素のＬｉは、４
価元素のＳｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｓｎ、Ｐｂ及
びＭｏ、又は５価元素のＶ及びＮｂとの組み合わせで３
価と等価な元素として置換されることが好ましい。

前記一般式におけるそれぞれの元素の割合は、ａ　＋ｂ
　十ｃ　＋　ｄ　−７、５〜Ｂ、　０、ａ　十ｂ　＝　
２．０〜３゜５、ｃ　十ｄ　＝　４．５〜６．０、ａ　
＝　０．５〜３．　Ｏ、ｂ　−Ｏ〜２．５、ｃ　＝　３
．０〜５．０．ｄ＝ｏ〜２．０であり、ｅは他の元素の
原子価を満足する酸素の原子数である。

特に、ガーネットの希土類元素の一部を好ましくは０．
２５〜２．５のＢｉで置換することにより、ファラデー
回転角を大きくすることができる。また、鉄の一部を好
ましくは０．３〜２．０のＭで置換することにより、キ
ュリー温度を下げ、飽和磁化を小さくすることができる
。

また、前記希土類鉄ガーネット微粒子のＲの一部がさら
に、Ｐｂ、　Ｃａ、　Ｍｇ等の２価元素で置換されても
よく、その場合に、Ｍの４価又は５価元素で電荷補償し
てもよい。

本発明における希土類鉄ガーネット微粒子の平均粒子径
は３０〜１０００λ、好ましくは１００〜６００人であ
る。平均粒子径が３０人よりも小さくなると熱攪乱のた
めに超常磁性となってしまう、また、１０００入よりも
大きくなると光の散乱が起こり、ノイズが発生するので
好ましくない。

また、粒子形状は光学的に対称であることが好ましく、
球状が望ましいが、多面体状、板状でもよい。

前記希土類鉄ガーネット微粒子の製造方法としては、前
述の特性を有する粒子が得られれば特に制限はなく、水
熱合成法、共沈法、溶融法、アルコキシド法、気相法等
の製造方法が用いられる。

以下に、共沈法により希土類鉄ガーネット微粒子粉末を
製造する方法を述べる。

前記一般弐で表される希土類鉄ガーネットを構成する割
合で選ばれた各元素イオンを含む溶液と、水酸化アルカ
リとを、混合後の水酸化アルカリ濃度がＯ，１〜８モル
／ｌとなるように混合して沈澱物を生成させ、該沈澱物
を６００〜９００°Ｃで焼成することにより希土類鉄ガ
ーネット微粒子が得られる。

前記各元素イオンを含む溶液は、各元素の化合物、例え
ば、硝酸塩、硫酸塩、塩化物等を溶媒に熔解して得られ
る。

溶媒としては、前記各元素の化合物が溶解するものであ
ればよく、通常、水、アルコール類、工−チル類やそれ
らの混合溶媒が用いられる。

前記番元素イオンを含む溶液は゛て沈澱生成後のスラリ
中に含まれる全イオン濃度が０．０１〜２．０モル／ｌ
となるように調製することが望ましい。

全イオン濃度が０．０１モル／Ｉｌよりも少ないと、ガ
ーネットの生成量が少なく、また２、０モル／７！より
も多いと粒子が大きくなったり、異相が生成するので好
ましくない。

また、各元素イオンの割合は、前記一般弐で表される希
土類鉄ガーネットを構成する各元素の割合で定まるが、
Ｒ及びＢｉについては、その必要量よりも１０モル％程
度まで過剰に用いてもよい。

水酸化アルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウム、アンモニア水等が用いられる。

水酸化アルカリの使用量は水酸化アルカリを混合した後
の溶液中の水酸化アルカリ濃度が０．１〜８モル／ｌと
なる量が必要である。水酸化アルカリの量が少なすぎる
と粒子が大きくなったり、未反応物が残ったりする。ま
た水酸化アルカリを過度に多くするのは経済的でない。

前記各元素イオンを含む溶液と水酸化アルカリとを混合
する方法としては、例えば、各元素イオンを含む溶液を
水酸化アルカリの水溶液に添加する方法、両者を連続的
に混合する方法がある。また、沈澱生成は一度に行って
もよく、多段に行ってもよい。

次いで、得られた沈澱物を水洗して、遊離のアルカリ分
を除去した後、濾過、乾燥し、焼成することにより、希
土類鉄ガーネット微粒子が得られる。焼成温度は、希土
類鉄ガーネットの組成により異なるが、６００〜９００
°Ｃである。温度が低すぎると結晶化が十分でなく、ま
た温度が高すぎると粒子が大きくなったり、焼結が起こ
るので好ましくない。焼成時間はＩＯ分〜３０時間程度
が適当である。焼成雰囲気は特に制限されないが、一般
に空気雰囲気が便利である。

本発明においては、前記希土類鉄ガーネット微粒子に水
溶性界面活性剤が被着される。

水溶性界面活性剤の被着は、水に希土類鉄ガーネット微
粒子及び水溶性界面活性剤を添加し、ボールミル等で分
散処理を施し、乾燥することにより行われる。

水溶性界面活性剤としては、水溶性のものであれば、特
に制限はなく、例えば、高級脂肪酸アルカリ塩、アルキ
ル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルアリールス
ルホン酸塩、ポリオキシオチレンソルビタン脂肪酸エス
テル、多環構造を有する非イオン性界面活性剤等が用い
られる。

水溶性界面活性剤の被着量は、希土類鉄ガーネット微粒
子に対して、ｌ〜２０重量％が好ましい。

次いで、水溶性界面活性剤が被着された希土類鉄ガーネ
ット微粒子及びバインダーを有機溶媒中に分散又は溶解
させることにより、本発明の磁性塗料ＩＪ１底物が得ら
れる。

バインダーとしては、例えば、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−酢酸ビニル−無水マレイン酸共
重合体、塩化ビニル−アクリル共重合体、塩化ビニル−
アクリル−無水マレイン酸共重合体、塩化ビニル−塩化
ビニリデン共重合体、ニトロセルロース樹脂等のセルロ
ース誘導体、アクリル樹脂、ポリビニルアセタール樹脂
、ポリビニルブチラール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレ
タン樹脂、フェノキシ樹脂等が用いられる。

これらのバインダーは一種又は二種以上の混合物で使用
される。バインダーの添加量は、希土類鉄ガーネット微
粒子に対して、１０〜４０重量％が好ましい。

有機溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン、メ
チルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類
、メタノール、エタノール、プロパツール、ブタノール
等のアルコール類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチ
ル、乳酸エチル、エチレングリコールセノアセテート等
のエステル類、グリコールジメチルエーテル、グリコー
ルモノエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン等の
エーテル類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族
炭化水素等が用いられる。

分散方法は特に制限はなく、通常の混練機、例えば、二
本ロールミル、三本ロールミル、ポールミル、ペブルミ
ル、トロンミル、サンドグラインダー、高速インペラー
分散機、高速ストーンミル、ディスパーサ−、ニーダ−
１高速くキサ−、ホモジナイザー、超音波分散機等が用
いられる。

さらに、本発明の磁性塗料組成物を基板上に塗布した後
、乾燥処理等を施すことにより光磁気記録媒体が製造さ
れる。

塗布方法としては、エアードクターコート、ブレードコ
ート、ロッドコート、押し出しコート、エアナイフコー
ト、スクイズコート、リバースロールコート、トランス
ファーロールコート、クラビアコート、キスコート、キ
ャストコート、スプレーコート、スピンコード等の方法
が挙げられる。

塗布される磁性層の厚さは、乾燥後の厚さで０．０５〜
２．０μｍ、特に０．２〜１．０μｍの範囲が記録ビッ
トの安定性の上で好ましい。

基板としては、特に制限はなく、単結晶基板、多結晶基
板、ガラス等の非晶質基板、その他複合基板等の無機材
料基板、またはアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、
ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂等
の有機材料基板を用いることができる。

また、基板と磁性層の間又は磁性層の上に光反射層を設
けることが好ましい。

光反射層としては、Ｃｕ、Ｃｒ、ＡＩ、Ａｇ、Ａｕ、Ｔ
ｉＮ等が用いられる。この光反射層は、塗布法、めっき
法、蒸着法等により基板上又は磁性層上に形成される。

（実施例〉以下に実施例および比較例を示し、さらに詳しく本発明
について説明する。

尚、６３３　ｎｍの光に対する光散乱の測定は、第１図
に示す装置を用いて行った。即ち、Ｈｅ−Ｎｅレーザー
光源からでた波長６３３　ｎｍの光を媒体の膜面に垂直
に照射し、媒体を通過して投影板に投影されたビームス
ポットを赤外線カメラを通してモニターする。そして、
得られた光強度プロファイルをバックグラウンド（媒体
を塗布していない基板のみの場合）と比較することによ
り、光散乱の度合を評価した。

実施例１水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）　１、１８ｍｏ　Ｉを水
８０−に溶解し、別に、硝酸イツトリウム［Ｙ（ＮＯ３
）３・６１’１２０］０．１２２ｍｏ１及び硝酸鉄［Ｆ
ｅ（ＮＯ＋）ｉ・９ＨｚＯ］０．２０３ｍｏｌを水８０
−に熔解した。次いで、水酸化ナトリウム溶液を攪拌し
ながら、硝酸溶液を徐々に滴下して中和を行い、沈澱物
を生成させた。

得られた沈澱物を水洗、濾過、乾燥した後、８００″Ｃ
で焼成してガーネット微粒子を得た。

得られたガーネット微粒子は、平均粒子径３９０人であ
り、Ｘ線粉末回折スペクトルおよび組成分析の結果、Ｙ　３．０ＦｅＳ、　＋１０　＋　ｚであり、ガーネット単相であった。

このガーネット微粒子１０ｇ及び水溶性界面活性剤とし
て高級脂肪酸アルカリ塩型界面活性剤（デモールＰ；花
王石鹸■製）Ｉｇを水３ａＪｌｅ中に加え、ボールミル
分散機で６時間分散処理を施した。

次いで、６０°Ｃの乾燥機中で乾燥させて、水溶性界面
活性剤を被着させたガーネット微粒子を得た。

得られたガーネット微粒子５ｇ及びバインダーとして塩
化ビニル−酢酸ビニル共重合体（ＭＰＲ−ＤＳＡ２　：
口伝化学製）０．８ｇを混合有機溶媒（トルエン４ｇ１
メチルエチルケトン４ｇ及びシクロへキサノン４ｇ）に
加えて、サンドごル分散機で２０００ｒｐｍで２時間分
散処理することにより、磁性塗料組成物を調製した。

得られた磁性塗料組成物をガラス基板上にスピンコータ
ーを用いて塗布して、光磁気記録媒体を得た。

得られた媒体の膜厚は０，５μｍであり、６３３ｎｍの
光に対するファラデー回転係数は２５０ｄｃ４／Ｃ１１
１であった・また、上記波長の光に対する光散乱を調べた結果を第２
図に示す。第２図の透過光の散乱プロファイルは、ガラ
ス基板のみの場合とほとんど一致しており、極めて光散
乱が少ないことがわかった。

実施例２水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）１．９３ｓｏｌを水８０
ｄに溶解し、別に、硝酸ビスマス［Ｂｉ（Ｎ（ｈ）＋・
５１（ｚＯ］　０、０２０ｓｏｌ、硝酸ジスプロシウム
［Ｄｙ（ＮＯｓ）ａ’５Ｈｚｏ］０．０４０ｓｏｌ、硝
酸鉄［Ｆｅ（ＮＯｉ）　ｉ・９ＨｚＯ］　０．０９１ｓ
ｏｌ及び硝酸アルミニウム［ＡＩ（ＮＯｓ）１９ＨｚＯ
］０．ｏｌｏｍｏｌを５Ｎ−硝酸溶液２２０ｄに溶解し
た０次いで、水酸化ナトリウム溶液を攪拌しながら、硝
酸溶液を徐々に滴下して中和を行い、沈澱物を生成させ
た。

得られた沈澱物を水洗、濾過、乾燥した後、７００″Ｃ
で坑底してガーネット微粒子を得た。

得られたガーネット微粒子は、平均粒子径３８０人であ
り、Ｘ線粉末回折スペクトルおよび組成分析の結果、Ｄｙｅ、　Ｊｉ　（、ｇＦｅ４．５Ａ１ｏ、　ｓ　Ｏ＋
　ｚであり、ガーネット単相であった。

このガーネット微粒子１０ｇ及び水溶性界面活性剤とし
て高級脂肪酸アルカリ塩型界面活性剤（デモールＰ；花
王石鹸■製）Ｉｇを水３３社中に加え、ボールミル分散
機で６時間分散処理を施した。

次いで、６０°Ｃの乾燥機中で乾燥させて、水溶性系界
面活性剤を被着させたガーネット微粒子を得た。

得られたガーネット微粒子５ｇ及びバインダーとして塩
化ビニル−酢酸ビニル共重合体（ＭＰＲＤＳＡ２　：口
伝化学製）０．８ｇを混合有機溶媒（トルエン４ｇ１メ
チルエチルケトン４ｇ及びシクロへキサノン４ｇ）に加
えて、サンドミル分散機で２００Ｏｒｐｍで２時間分散
処理することにより、磁性塗料組成物を調製した。

得られた媒体の膜厚は０．５μｍであり、６３３ｎｍの
光に対するファラデー回転係数は２０００ｄｅｇ／（・
ｍ、５００　ｎｍの光に対するファラデー回転係数は１
１００００ｄｅ　／　ｃｍであった。

また、６３３　ｎｍの光に対する光散乱を調べたところ
、透過光の散乱プロファイルは、ガラス基板のみの場合
とほとんど一致しており、極めて光散乱が少ないことが
わかった。

比較例１実施例１において水溶性界面活性剤を被着しなかったほ
かは、実施例１と同様にして磁性塗料組成物を調製し、
これを用いて光磁気記録媒体を製造した。

得られた媒体の膜厚は０．５μｍであり、６３３ｎｍの
光に対するファラデー回転係数は２５０ｄｅｇ／ｃｍで
あった。

また、６３３　ｎｍの光に対する光散乱を調べた結果を
第３図に示す。第３図の透過光の散乱プロファイルは、
裾野がブロードになっており、またピークの半値中も拡
がっており、光散乱が起こっていることがわかった。

（発明の効果）本発明の磁性塗料組成物は、希土類鉄ガーネット微粒子
が極めて良好に分散されているので、これを用いて製造
される光磁気記録媒体は、磁気光学効果が大きく、かつ
磁性膜中の磁性粒子の分散性が優れており、媒体の光散
乱が極めて少なく、高密度の光磁気記録に適している。

また、塗布法により製造することができ、生産性も良好
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、光磁気記録媒体の６３３ｎｍの光に対する光
散乱の測定装置の概略図であり、第２図及び第３図は、
実施例１及び比較例１で得られた光磁気記録媒体の光散
乱プロファイルの測定結果を示す図である。Ｎｅレーザー（λ−６３３ｎｍ）！・・Ｈｅ２・・投影板３・・赤外線カメラ４・・モニター５・・磁性膜６・・基板

Claims

【特許請求の範囲】

　水溶性界面活性剤が被着された、平均粒子径が３０〜
１０００Åである希土類鉄ガーネット微粒子を、バイン
ダーと共に有機溶媒に分散又は溶解させてなる磁性塗料
組成物。