JPH0386918A - 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〉 本発明は、磁気記録媒体に関する。

更に詳細には、磁性層の耐久性、耐摩耗性、表面平滑性
に優れ、かつ磁気ヘッドのクリーニング効果に優れた磁
気記録媒体に関する。

（従来の技術〉 磁気テープ、磁気ディスク、磁気シートのような磁気記
録媒体はオーディオ用、ビデオ用、コンピュータ用に広
く利用されている。

このような磁気記録媒体には、磁性層の耐久性、耐摩耗
性の向上や磁気ヘッド付着物のクリーニング作用を目的
とし、Ａ　ｌ　ｚ　Ｏｓ、Ｃｒｔ　Ｏｘ　、Ｓ　ｉｃｓ
　ｃｘ−Ｆａｇ　０３等の非磁性粉末を補強材、研磨材
として磁性層に添加する方法が採用されている。

従来、この目的のため、平均粒子径、０．５μｍ前後の
非磁性粉末を磁性層に添加することが行なわれてきたが
、近年メタル磁性粉または、微細な酸化鉄磁性粉を用い
て、磁気記録の高密度化が図られており、磁気記録媒体
の表面平滑性、電磁変換特性の向上が求められる中、従
来の非磁性粉末を適用した場合、磁性粉に比して、非磁
性粉末の粒径が大きいために、電磁変換特性の低下、表
面平滑性の悪化を惹起し、ひいては磁気ヘッドの摩耗、
損耗を増大させるという不都合があった。

かかる不都合を改善するために、微粒子径（一般に０．
４μｍ以下）の非磁性粉末を添加する方法が考えられる
が、粒径の小さな非磁性粉末は、磁性層の耐久性、耐摩
耗性の向上への寄与が小さく、また、ヘッド付着物のク
リーニング作用も小さくなるという不都合を有する。

このような不都合を改善するため、平均−次粒子径０．
３５μｍ以下で、安息角４０度以上であるモース硬度５
以上の無機質粉末を用いる方法（特開昭６１−１０４４
２７号）、電顕法による平均粒子サイズが０．１〜０．
３μｍの角状α−ＡＩｘＯｉで結晶中のα化率が５０％
以上であるα−Ａｌｔｏｚ粒子を用いる方法（特開昭６
２−２５０５１８号）、また、強磁性粉末の平均粒子サ
イズの１／２以下で、しかも０．１μｍ未満の角型α−
Ａ１ｚＯｓを用いる方法（特開昭６３−７４１１８号）
等が提案されている。

しかし、これらの方法によっても、粉末の形状が角状化
することによりクリーニング効果は改善されるものの、
メタル磁性粉や微細な酸化鉄磁性粉を用いた高密度磁気
記録媒体は磁性層の耐久性、耐摩耗性の点において満足
ゆくものではなかった。

またＡｌｔｏｓ等の無機粉体上に酸化ケイ素や酸化クロ
ム、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化バナジウム或
いはこれらと他の物質との複合酸化物を被覆し、これを
磁性層に用いてなる表面平滑性、電磁変換特性等を改良
した磁気記録媒体（例えば特開昭５８−１５９２３６号
、特開昭６３−２３９６１６号）等も提案されているが
、該方法においては、被覆により本来Ａ１ｚＯｓ粉末の
持つ表面硬度が損なわれるためか、研磨力が低下し所望
のヘッドクリーニング効果が得られない等の問題がある
。

（発明が解決しようとする課題〉 かかる事情に鑑み、本発明者らは、電磁変換特性、表面
平滑性に優れ、同時に耐久性、耐摩耗性、磁気ヘッドの
クリーニング効果にも優れた磁気記録媒体を得るべく鋭
意検討した結果、特定の平均−次粒子径を有し、且つ特
定成分を含有するＡｌｔｏｓ粉末を使用した場合には、
前記目的を全て満足した磁気記録媒体が得られることを
見出し、本発明を完成するに至った。

く課題を解決するための手段〉 すなわち、本発明は非磁性支持体上に磁性微粉末及び結
合剤を含む磁性層を設けてなる磁気記録媒体において、
該磁性層中にＳｉ、Ｍｇ、ＬａおよびＺｒの元素から選
ばれた少なくとも１種の酸化物をアルミナ１００重量部
に対して約０．０５重量部〜約５重量部含有してなる平
均一次粒子径約０．３μｍ以下のアルミナを含有するこ
とを特徴とする磁気記録媒体を提供するにある。

以下、本発明を更に詳細に説明する。

本発明に於いて使用するＡ１．０３は、Ｓｔ、Ｍｇｓ　
ＬａおよびＺｒのうちから選ばれた、少なくとも１種の
酸化物をＡ１．０．１００重量部に対して約０．０５重
量部〜約５重量部、好ましくは約０．０７重量部〜約４
重量部含有してなる平均一次粒子径約０．３μｍ以下の
Ａｌｔｏｓ粉末である。しかして、本発明に言う酸化物
含有ＡｌｔＯｉ粉末とは、Ａ１．０．粉末中の酸化物が
Ａｌｘ０．Ｉ結晶中に固溶した状態或いは該酸化物がＡ
ｌｘ０ｉ結晶内に分散析出した状態のものを指すのであ
って、ＡＩ、Ｏ，粉末と該酸化物粉末の単なる混合物、
さらにはＡＩ、Ｏ，粉末表面に該酸化物を単に被覆した
ものを包含するものではない。

Ａ１＊Ｏ＊粉末表面を該酸化物で単に被覆した粉末を用
いる場合には、本来Ａ１ｔＯｚ粉末の持つ表面硬度が損
なわれる為か、研磨力が低下し、十分なヘッドクリーニ
ング効果が得られないし、また単なる混合物は個々の構
成物質の有する物性以上の効果を得ること即ち本発明の
目的とするＴｌ磁変換特性に優れかつ磁性層の走行耐久
性、耐摩耗性、磁気ヘッドのクリーニング効果に優れた
磁気記録媒体を得ることはできない。

このような本発明において使用する該酸化物含有Ａ　１
　ｚ　Ｏｚ粉末を得る方法としては、Ａｌｔｏｓ粉末中
に５１５Ｍｇ、ＬａおよびＺｒのうちから選ばれた、少
なくとも１種の酸化物がＡ１．Ｏ，結晶中に固溶した状
態或いは該酸化物がＡＩｔＯｓ結晶内に分散析出した状
態のものであれば特にその製造方法を制限するものでは
ないが、例えば塩化アルミニウム等のアルミニウムハロ
ゲン化物、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、過塩
素酸アルミニウムおよびアンモニウム四巻等のアルミニ
ウム塩を含む溶液に焼成後練酸化物となる成分を均一に
混合した後、中和法や再結晶法や炭酸水素アンモニウム
等の炭酸含有物質の添加により炭酸塩として析出させる
方法等の何れかの方法によりアルミニウム化合物を得、
これを焼成する方法が挙げられる。

またアルミニウムメトキサイド、アルミニウムエトキサ
イド、アルミニウムイソプロポキサイド等のアルごニウ
ムアルコキサイド、トリメチルアルミニウム、トリエチ
ルアルミニウム等のアルキルアルミニウム、アルミニウ
ムカルボン酸塩およびアルミニウムジカルボン酸塩等の
有機アルミニウム化合物を含む溶液に焼成後練酸化物と
なる成分を均一に混合した後、加水分解によりアルミニ
ウム化合物を得た後、これを焼成する方法が挙げられる
。

さらには上記アルミニウム塩のみを中和法や再結晶法や
炭酸水素アンモニウム等により炭酸塩として析出させる
方法により得たアルミニウム化合物や、有機アルミニウ
ム化合物のみを加水分解法や熱分解法により得たアルミ
ニウム化合物にＳ　ｉ、Ｍｇ、ＬａおよびＺｒのうちか
ら選ばれた、少なくとも１種の金属酸化物、或いは焼成
後金属酸化物となる該金属の化合物を湿式或いは乾式に
て混合し、これを焼成する方法等が挙げられる。

いずれの方法においても焼成条件は約り１００℃〜約１
４００℃で約１時間〜約４時間行えばよい。

混合させる該酸化物成分の形態としては、最終形態とし
て酸化物であればよく、当該元素を含む溶液、または微
粒金属、さらには微粒金属酸化物や微粒金属水酸化物等
を用いることができる。

本発明において焼成後練酸化物になるものの具体例とし
てはオルトケイ酸エステル、シランカップリング剤、ク
ロロシラン、エステルシラン、シラザン等のシリル化剤
、塩化ケイ素等のハロゲン化ケイ素およびシリコーン化
合物等のケイ素含有物質、塩化マグネシウム等のハロゲ
ン化マグネシウム、過塩素酸マグネシウム、硫酸マグネ
シウム、硝酸マグネシウム、マグネシウムメトキサイド
、マグネシウムエトキサイド、マグネシウムイソプロポ
キサイド等のマグネシウムアルコキサイドおよび炭酸マ
グネシウム等のマグネシウム含有物質、塩化ジルコニウ
ム等のハロゲン化ジルコニウム、オキシ塩化ジルコニウ
ム等のオキシハロゲン化ジルコニウム、硫酸ジルコニウ
ム、硝酸ジルコニウム、ジルコニウムメトキサイド、ジ
ルコニウムエトキサイド、ジルコニウムイソプロポキサ
イド等のジルコニウムアルコキサイド、ジルコニウムカ
ルボン酸、ジルコニウムジカルボン酸およびジルコニウ
ムカップリング剤等のジルコニウム含有物質。

塩化ランタン等のハロゲン化ランタン、硝酸ランタン、
硫酸ランタン、炭酸ランタン、ランタンメトキサイド、
ランタンエトキサイド、ランタンイソプロポキサイド等
のランタンアルコキサイド、ランタンカルボン酸塩およ
びランタンジカルボン酸塩等のランタン含有物質等が挙
げられる。

Ａｌｔｏｚ粉末中の酸化物含有量が約０．０５重量部未
満の場合には、結合剤と親和力をもつ活性点が少なくな
る為か十分な耐久性が得られず、他方約５重量部を超え
る場合には、Ａｌｔｏｓの硬度が低くなるので好ましく
ない。

本発明において用いられるＡ１オＯ１粉末の平均−次粒
子径は、約０４３μｍ以下が必須であり、好ましくは約
０．０５μｍ〜約０．２５μｍである。　平均−次粒子
径が約０．３μｍより大きくなると、表面平滑性やｉｔ
ｍ変換特性が低下する。

また、粒子径があまり小さいと、分散が困難となり、分
散不十分の場合、表面平滑性が低下したり、補強効果が
小さくなることがある。

本発明の実施に際し磁性粉に対する酸化物含有アルミナ
粉末の添加割合は、一般に約Ｏ０ｌ〜約１５重量％、好
ましくは約０．５〜約ＩＯ重量％である。添加量が約０
．１重量％より少なくなると磁性層の耐久性、耐摩耗性
が低下するようになり、他方約１５重量％より多くなる
と磁気ヘッドの損耗が大きくなり好ましくない。

本発明に用いられる磁性体としては、公知の磁性材料、
例えばγ−Ｆｅｔ○３、ＣＯ含含有−ＦｅｘＯｚ、Ｃｏ
被着ｒ−１７８！ｏ３、Ｆｅ＝　Ｏｓ、Ｃｏ含有Ｆｅ、
Ｏ，、Ｃｏ被着Ｆｅｔ　Ｏａ　Ｃｒｏｗ等の酸化物磁性
体、例えばＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−
Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｎ１−Ｐ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金
、Ｆｅ−Ｍｎ−Ｚｎ合金、ＦｅＮｉ−Ｚｎ合金、Ｆｅ−
Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎ１−Ｐ合金、Ｃ
ｏ−Ｎ１合金、Ｃｏ−Ｐ合金、Ｃｏ−Ｃｒ合金等、Ｆｅ
ｓ　Ｎｉ、Ｃｏを主体とするメタル磁性粉等各種の磁性
体が使用される。

磁性体の粒子径（平均−次粒子径〉は特に限定されてい
ないが、一般に約０．０５〜約５μｍの範囲のものが用
いられる。

これらの金属磁性体に対する添加物としては、当該分野
に使用されている範囲においてＳｌ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ
５Ｐ、、Ｍｎ５Ｃｒ等の元素または、これらの化合物が
含まれていても良い。

またバリウムフェライト等の六方晶系フェライト、窒化
鉄を含有することも可能である。

本発明の磁性層に用いられる結合剤としては磁気記録媒
体用として使用されている公知の結合剤であればよく、
例えば熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、反応型樹脂、電子
線照射硬化型樹脂、あるいはこれらの混合物が使用され
る。より具体的にはウレタン樹脂、エポキシ樹脂、尿素
樹脂、アミド樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、
フェノール樹脂、ビニル樹脂、セルロース誘導体樹脂、
ゴム系樹脂等の単独、或いはこれら樹脂の共重合体また
はこれらの混合物があげられる。

非磁性支持体の素材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等のポリエステル類、ポ
リプロピレン等ポリオレフィン類、セルローストリアセ
テート、セルロースダイアセテート等のセルロース誘導
体、ポリ塩化ビニル等のビニル系樹脂類、ポリカーボネ
ート、ポリアミド、ポリスルホン等のプラスチックのほ
かにアルミニウム、銅等の金属、ガラス等のセラミック
ス等も使用出来る。

磁気記録媒体の作製は公知の方法に準じればよく、特に
制限されるものではないが、前記の磁性粉末、結合剤お
よび酸化物含有アルミナを、種々の添加剤とともに有機
溶媒を用いて混合、分散して磁性塗料を作成し非磁性支
持体上に塗布、乾燥および必要におおじて熱処理、表面
処理等を施こすことにより作成すればよい。

このように特定の酸化物を含有する特定の平均−炭粒子
径を有するアルミナを用いた磁気記録媒体が何故磁性層
の耐久性、耐摩耗性の向上に効果を有するのか詳らかで
はないがアルミナ粉末表面のＳ　１５Ｍｇ５　Ｌａ、Ｚ
ｒよりなる酸化物の固溶点、または該酸化物とアルミナ
の複合酸化物等の析出点において、磁性層に用いられる
結合剤との親和性が高まり磁性層にアルミナが強固に結
びつくためと推察される。

以上詳述した本発明によれば、従来使用されていたアル
ミナ粉末等の非磁性粉末に代え特定の酸化物を含有する
特定の平均−炭粒子径を有するアルミナを用いるという
簡単な方法により、磁性層の耐久性、耐摩耗性、表面平
滑性に優れ、かつ磁気ヘッドのクリーニング効果に優れ
た磁気記録媒体の供給を可能ならしめたものであり、そ
の工業的価値は頗る大なるものである。

（実施例〉 以下に、本発明を実施例を用いて、更に具体的に説明す
るが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。

尚、本発明において分析は以下の方法により行った。

表面光沢；　試料テープに対して入射角６０゜反射角６
０″の全反射率を標準光沢度計により測定し、Ｊ　Ｉ　
３２８７４１に準し、屈折率１．５６のガラスの入射角
６０′での鏡面光沢度を１００とし、その相対値を求め
た。

スチル特性；　　スチル測定用に改造したビデオデツキ
を用い測定対象の試料テープに４　ＭＨｚの信号を記録
し２５℃、６０％Ｉ？Ｉ＋、バックテンション４０ｇの
条件下で静止状態で再生した時、再生出力が１７２に低
下するまでの時間を測定した。

ヘッド付着、ヘッド摩耗量：　松下製ビデオデツキＮＶ
−Ｇ２１を用い、４０℃、８０％ＲＨ雰囲気下で試料テ
ープを１００ｈｒ走行させた場合の磁気ヘッドへの付着
状況の観察、ヘッド摩耗量の測定を行った。

平均−炭粒子径；　粉末の走査型電子顕微鏡写真より粒
径（長径と短径の平均）を読み累積度数分布図を作成、
これより中心ね径を求め平均−炭粒子径とした。

実施例１ アルミニウムイソプロポキサイドのイソプロピルアルコ
ール溶液に大過剰の水をｍえて加水分解を行い、これに
エチルシリケートを添加し均一に混合した後、溶媒を留
去し、次いで１２５０℃、３時間焼成し平均−炭粒子径
０．２．１７　ｍで、５ｉＯｚを０．１重量部含有する
アルミナ粉末を得た。このアルミナ粉末５重量部を用い
て下記の重量配合比で磁性塗料を調製した。

Ｃｏ被着ｒ−Ｆ　ｅｘ　Ｏｓ　　　　１００重量部（商
品名Ｂ−４２チタン工業■製） ＢＥＴ比表面積　　　４３ｍ”／ｇ Ｈｃ　　　　　　　　　　　　　　　７８００ｅσｓ　
　　　　　　　　　　６５　Ｐ　ｍ　ｕ　／　ｇ長軸　
０．２５μｍ 短軸　０．０５μｍ ポリウレタン樹脂　　　　　　１０重量部（商品名５Ｂ
−０８５３住友バイエルウレタン側製）塩ビ／酢ビ／ビ
ニルアルコール共重合体（商品名ＭＰＲ−ＴＡＳＣ８信
化学製）　　　１０重量部カーボンブランク　　　　　
　　４重量部（商品名パルカンＸＣ−７２キヤボツト社
製）ステアリン酸ブチル　　　　　　１重量部メチルエ
チルケトン　　　　１００重量部トルエン　　　　　　
　　　１００重量部シクロヘキサノン　　　　　　５０
重量部ポリイソシアネート硬化剤　　　４重量部（商品
名　スミジュールＬ 住友バイエルウレタン■製） 上記の組成物をサンドグラインダーで５時間分散後、平
均径１μｍのフィルターでろ過し、次に１０μｍ厚のポ
リエチレンテレフタレートフィルム上に、磁性層厚が乾
燥後、３μｍになるように塗布、乾燥し、カレンダー処
理後、７０℃、２４時間硬化し０．５インチの巾に裁断
し、磁気テープを作成した。

得られた磁気テープの表面光沢、スチル特性、ヘッド付
着量ならびにヘッド摩耗量を測定した。その結果を第１
表に示す。

実施例２〜５及び比較例１〜４ アルミナ粉末として、実施例１の方法においてアルミナ
粉末作成時の使用添加剤及び焼成温度を第２表に示す条
件に変えて行うことにより得た第１表に示す物性を有す
るアルミナ粉末を用いた他は実施例１と同様にして磁気
テープを作成した。

得られた磁気テープの表面光沢、スチル特性、ヘッド付
着量ならびにヘッド摩耗量を測定した。その結果を第１
表に示す。

比較例５ 平均粒子径０．２μｍの高純度アルミナ（ＡＫＰ−５０
；住友化学工業■製）をエタノールに分散させ、エチル
シリケートを添加し十分混合し、次いで水を加えて加水
分解した後乾燥、８００℃、３時間焼成して５ｉＯｚを
０．１重量部被覆したアルミナ粉末を得た。

このようにして得たＳｉｎｇを被覆したアルミナ粉末（
平均−次粒子径０．２μｍ）を用いた他は実施例１と同
様にして磁気テープを作成した。その結果を第１表に示
す。

尚、第１表中ヘッド付着欄の記号は、磁性層形成物のヘ
ッドへの付着程度を示すもので○　良、　　Δ　やや良
、　　ム　やや悪、×　悪　　を表す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、非磁性支持体上に磁性微粉末及び結合剤を含む磁性
   層を設けてなる磁気記録媒体において、該磁性層中にＳ
   ｉ、Ｍｇ、ＬａおよびＺｒの元素から選ばれた少なくと
   も１種の酸化物をアルミナ１００重量部に対して約０．
   ０５重量部〜約５重量部含有してなる平均一次粒子径約
   ０．３μｍ以下のアルミナを含有することを特徴とする
   磁気記録媒体。 ２、磁性層中に含有せしめるアルミナとして、アルミニ
   ウム塩を含む溶液に焼成後Ｓｉ、Ｍｇ、ＬａおよびＺｒ
   の元素から選ばれた少なくとも１種の酸化物となる成分
   を均一に混合し、中和法や再結晶法や炭酸含有物質の添
   加により炭酸塩として析出させる方法によりアルミニウ
   ム化合物を得た後、これを焼成することにより得たアル
   ミナを用いることを特徴とする請求項１記載の磁気記録
   媒体。 ３、磁性層中に含有せしめるアルミナとして、有機アル
   ミニウム化合物を含む溶液に焼成後Ｓｉ、Ｍｇ、Ｌａお
   よびＺｒの元素から選ばれた少なくとも１種の酸化物と
   なる成分を均一に混合し、加水分解してアルミニウム化
   合物を得た後、これを焼成する方法により得たアルミナ
   を用いることを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体
   。 ４、磁性層中に含有せしめるアルミナとして、アルミニ
   ウム塩を中和法や再結晶法や炭酸含有物質の添加により
   炭酸塩として析出させる方法により得たアルミニウム化
   合物、または有機アルミニウム化合物を加水分解法によ
   り得たアルミニウム化合物に、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｌａおよび
   Ｚｒのうちから選ばれた、少なくとも１種の金属酸化物
   、或いは焼成後金属酸化物となる該金属の化合物を湿式
   或いは乾式にて混合し、これを焼成する方法により得た
   アルミナを用いることを特徴とする請求項１記載の磁気
   記録媒体。 ５、磁性層中に含有せしめるアルミナの添加割合が約０
   ．１〜約１５重量％であることを特徴とする請求項１記
   載の磁気記録媒体。