JPH0397203A

JPH0397203A - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH0397203A
Application number: JP1232869A
Authority: JP
Inventors: Kurimasa Kobayashi; 小林　久理真; Yasuhiko Iriyama; 恭彦入山
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1989-09-11
Filing date: 1989-09-11
Publication date: 1991-04-23

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】［産業上の利用分野コ本発明は微粒子化しても保磁力の低下しない希土類一鉄
一窒素一水素系組成を有する磁性粉体を用いて作製する
磁気記録媒体に関する。

［従来の技術］磁性微粒子をバインダー中に分散させ、ベース上に塗布
し形成した磁性基板に磁場をかけ、磁気的に情報を記録
することは、磁気テープ、磁気ディスク、磁気ドラムな
どの磁気記録装置にとって重要な動作原理である。

磁気記録に用いられる磁性粉体は微粒子で、かつ、高保
磁力を有することが重要であり、従来さまざまな材質が
試みられてきた。例えばγ−Ｆｅ２０ｚは針状結晶を形
成することから、形状磁気異方性を付与でき、長袖サブ
ミクロンの微粒子で保磁力３０００ｅ程度が発現する。

又、バリウムフェライトでは逆に６００００ｅ近い本来
の保磁力をＣｏ添加などで抑制することにより、磁気記
録用に適する１００００８程度に調整する。

いずれの場合でも技術的な目障は残留磁化（　Ｂｒ）が
高く、保磁力（　Ｈｅ）が適当な磁性粉体を調製するこ
とである。例えば磁気テープではこのＢｒとＨｅが２≦
Ｂｒ／　Ｈｅ≦５の範囲にはいることが付帯条件となる
。

従来、磁気記録媒体として用いられてきたγ−Ｆｅｚ０
３、Ｇｏ−７−Ｆｅ２０３、Ｃ　ｒ　２　０　３　、Ｆ
　ｅ系メタル合金、バリウムフエ．ライトなどは、いず
れも形状磁気異方性の大きさと、微粒子であることが特
徴である。

一方、永久磁石用磁性材料と、これら磁性微粉を比較し
た場合の、最も明瞭な差異は、永久磁石用材料ではＢｒ
，Ｈｃの発現が微構造と深く関連しており、特にＮｄ−
Ｆｅ−Ｂ系材料では、Ｂｒ，Ｈｅの発現と焼結及びアニ
ールによる微構造とが本質的な関連を有し、粒径１００
μｍ以下では物性が低下し、耐食性も劣化して微粒子と
しては特性的にも価格的にも磁気記録媒体として用い得
ない。この事情はＳｍ−Ｃｏ系でも同様でサブミクロン
化して用いることは磁気特性耐食性を著しく劣化させる
。

従って、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ，Ｓｍ−Ｃｏ系などの材料は磁
気記録媒体として用いるには特性的にも価格的にも適し
ていない。

一方、本発明におけるＲｅ−Ｆｅ−Ｎ−Ｈ系磁性材料は
微粉化しても特性を失わず、かつ、微粒子化はボールミ
ルなどの単純な工程で達成できるため、磁気記録媒体と
しても十分に使用可能である。

［発明が解決しようとする課題コ本発明はサブミクロンから数μｍ以下の粒子系で希土類
一鉄一窒素一水素系の新規磁性材料が保有する高い磁気
特性を利用して高特性で安定な磁気記録媒体を提供しよ
−うとするものである。

［課題を解決するための手段］本発明者らは高磁気特性、高安定性を有する磁気記録媒
体を提供することを目的として研究を重ねた結果、希土
類一鉄一窒素一水素系材料（特願昭６３−　２８５７４
１号）の微粉体が高保磁力、高飽和磁化かつ高安定性を
有することを見出し、本発明に至った。

即ち、本発明の磁気記録媒体は磁性粉として希土類一鉄
一窒素一水素からなる材料の微粉体を使用するもので、
その構成は特許請求の範囲に記載のとおりである。

本発明に使用する材料はＲｅＦｅＮＨあるいはＦｅの０
．０１〜５０原子％をＮｉ又はＣＯで置換したものを基
本組成とする。ただしＲｅはＹを含む希土類元素のうち
少なくとも一種を示す。

即ち、ＲｅはＮｄ，ＰｒＳＬａ，Ｃｅ，Ｔｂ，ＤｙＳＨ
Ｏ、Ｅｒ，Ｅｕｓ　ＳｍＳＧｄＳＴｍ，ＹｂＳＬｕ及び
Ｙである。又、ジジウムやミツシュメタルのような希土
類元素の混合物も含む。

Ｒｅは原子百分率で５〜２０％の範囲にあることが必要
である。５％以下では保磁力が小さくなってしまうし、
２０％を越えると飽和磁化が小さくなる。

このＲｅは工業的な人手可能な純度で良く、製造上不可
避な不純物が存在していても差支えない。

窒素は原子百分率で５〜３０％であることが必要である
。５％未満では保磁力が極めて小さくなる。一方３０％
を越えると保磁力が小さくなるとともに飽和磁化も低下
するために、磁気記録媒体として実用的ではない。

水素は原子百分率で０．０１〜２５％であることが必要
である。０，０｛％未満では磁気特性が低い。

２５％を越えると保磁力が低下する。Ｆｅは原子百分率
で５０〜９０％であることが好ましい。

本材料の主構成物はＲｅ２Ｆｅｌ７化合物にＮ及びＨを
含浸させたものであるが、ＲｅとＦｅの量比によっては
、あるいは製造条件の違いによってはＲｅ過剰相やアモ
ルファス相あるいはα一Ｆｅ相などが主相のＲｅ２Ｆｅ
ｌ７ＮＨ相と混在することになる。これらのＲｅ過剰相
、アモルファス相あるいはα一Ｆｅ相の存在は本材料の
保磁力を低下させるが、磁気記録媒体としての実用上問
題とはならない。

Ｆｅに対してＣｏあるいはＮｉを０．０１〜５０原子％
置換したものも磁気記録媒体として使用可能である。

次に本発明の磁気記録媒体の製造方法について説明をす
るが、特にこれに限定はしない。

本発明の磁気記録媒体は以下の手順に従って製造するこ
とができる。

（１）母合金の合成、（２）粗粉砕、（３〉窒化、水素
化、（４）微粉砕、（５）混合、分散、（６）塗布、（
７）乾燥。

以下に各工程について詳細に述べる。

（１）母合金の合戊原料合金は高周波炉、アーク溶解炉によっても、又液体
超急冷法によっても作製できる。その組成はＲｅが５〜
２５原子％、Ｆｅが７５〜９５原子％の範囲にあること
が好ましい。Ｒｅが５原子％未満では合金中にα−Ｆｅ
相が多く存在し、高保磁力が得られない。また、Ｒｅが
２５原子％を越えると高い飽和磁化が得られない。

高周波炉及びアーク溶解炉を用いた場合、溶融状態から
合金が凝固する際にＦｅが析出し易く、このことは磁気
特性、とくに保磁力の低下をひきおこすが、磁気記録媒
体としては十分な保磁力を有しており、実用上問題はな
い。より、高保磁力を得るためにはＦｅ単体での相を消
失させ、合金の組成の均一化および結晶性の向上を目的
として焼鈍を行うことが有効である。この焼鈍は６００
℃〜１３００℃で１時間〜２週間行う場合に効果が顕著
である。

液体超急冷法でも、目的組或の合金を作製できる。しか
も、これらの方法により作製した合金の結晶粒は微細で
あり、条件によってはサブミクロンの粒子も調製できる
。

（２）粗粉砕粗粉砕はジョークラッシャー　スタンプミルなどを用い
て行う。この粉砕は次の段階における窒化、水素化を均
一に行うためのものであり、その条件とあわせて十分な
反応性を有し、かつ酸化は進行しない粉体状態に調製す
ることが重要である。

粗粉砕後の粒径はｔＯ〜５００μｍが好ましく、２０〜
２００μ−が更に好ましい。

粗粉砕の方法としては、水素を母合金と反応させる方法
もある。即ち、水素を含有した母合金は硬化し、粉砕効
率が向上することが認められる。又、水素の構造中への
含浸、脱離をくり返すと、格子の伸縮のため自然に粉砕
を行いうる水素吸蔵粉砕も可能である。これら水素の関
与した粗粉砕では結晶性の低下を抑えつつ十分な粉砕を
行える。

（３）窒化、水素化粉砕された原料母合金中に窒素及び水素を化合もしくは
含浸させる方広としては原料合金粉末をアンモニアガス
或いはアンモニアガスを含む還元性の混合ガス中で加圧
あるいは加熱処理する方法が有効である。合金中に含ま
れる窒素及び水素量はアンモニアガス含有混合ガスの混
合成分比、及び加熱温度、加圧力、処理時間によって制
御し得る。

混合ガスとしては水素、ヘリウム、ネオン、窒素及びア
ルゴンのいずれか、もしくは２種以上とアンモニアガス
を混合したガスが有効である。混合比は処理条件との関
連で変化させ得るが、アンモニアガス分圧としては、と
くに０．０２〜０．７５ａｔｍが有効であり、処理温度
は２００〜６５０℃の範囲が好ましい。低温では侵入速
度が小さく、６５０℃以上の高温では鉄の窒化物が生成
し、磁気特性は低下する。加圧処理では１０ａｔｍ程度
の加圧でも窒素、水素の含有量を変化させ得る。

この窒化、水素化の工程で注意すべき点は酸化であり、
雰囲気中に酸素が存在していると磁気特性は低下する。

従って、でき得る限り酸素分圧を低下させる必要がある
。

アンモニアガス以外のガスを窒化、水素化雰囲気の主成
分とすると、反応効率は著しく低下する。しかし、たと
えば水素ガスと窒素ガスの混合ガスを用い５〜５０時間
反応を行うと窒素及び水素の導入は可能である。

（４）　ｉｇ粉砕窒化、水素化によって得られたＲｅ−Ｆｅ−Ｎ−Ｈ系材
料は、微粉砕工程で、磁気記録媒体に用い得る粒子径ま
で微粉化する。この微粉化の方法として、一般的に行わ
れているボールミルやジェットミル粉砕法などがあげら
れる。

微粉砕後の粒径はサブミクロンからｌＯμｍ前後まで調
製し得るが、磁気記録媒体としては１μｍからサブミク
ロンの粒子径を有することが望ましい。

なお、窒化、水素化工程の前に本微粉砕工程を行っても
同等の特性を有する磁性粉体が得られる。更にジェット
ミルを用いた分級などを行うことで粒子径を最適化する
ことも磁気特性の向上にとって有効である。

（５）混合、分散磁性粉体とバインダー及び（ｊｌＬｕの添加物を溶剤を
用いて混合し、磁性粉の分散を行わしめる。

バインダーとしては通常、塩化ビニル系、酢酸ビニル系
、セルロース系、ウレタン系あるいはエステル系などの
樹脂が用いられる。

微量の添加物とは帯電防止剤、研磨剤、潤滑剤、分散剤
などをさす。帯電防止剤としては界面活性剤、グラファ
イト、カーボンプラックなどがあげられる。研磨剤とし
ては、Ａ　ｌ　２　’０　３、ＴｉＯ２、Ｃｒ２０３な
どの粉末が用いられる。

潤滑剤には高級脂肪酸、高級脂肪酸エステル、シリコン
オイルなどがある。分散剤としてレシチン、界面活性剤
があげられる。

これらの添加物とバインダー及び磁性粉体をメチルエチ
ルケトン、トルエン、シクロヘキサンなどの溶剤中で混
合し、磁性粉体を分散させる。分散方法は一般にボール
ミルが用いられる。

従って、前述（４）の微粉砕工程と混合、分散工程は同
時又は連続で行うことができる。他の分散機としてホモ
ミキサー　サンドミルなどを用いることも可能である。

（６）塗布（５）の工程を終えた混合液をベースフィルムあるいは
金属基板に塗布する。オーディオ、ビデオテーブあるい
はフロッピーディスクの場合、ベースフィルムとして一
般にはポリエチレンテレフタレートフィルムが使用され
ている。

又、ハードディスクの場合は一般にＡ５１基板が用いら
れている。この塗布工程ではそれぞれの用途に応じて種
々の装置が用いられるが、いずれの場合でも均一で表面
平滑性の良好なフィルムを作製することが重要である。

（７）乾燥フィルムへの塗布の後には乾燥器により乾燥し、溶剤を
蒸発させる。乾燥工程は一般的に段階的に行われ、揮発
性の溶媒の乾燥のみでなく、バインダーの変性もともな
う場合もある。いずれの場合でもフィルムの均一性及び
表面平滑性を損わずに必要な処理を終了することが重要
である。

［丈施例］以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。

なお、実施例中に記載の各成分の量（部）は重量部であ
る。

実施例１純度９９．９％の希土類金属及び純度９９。９％の鉄を
混合し、アルゴン雰囲気下、水冷銅ボート中でアーク溶
解し、希土類一鉄合金インゴットを得た。得られた合金
をアルゴン雰囲気下、８００℃で二週間焼鈍し、第一表
に示す組成の母合金を得た。

次に母合金をジョークラッシャー粉砕次いでコーヒーミ
ル粉砕し、平均粒径が約８０μｍの粉末を得た。

得られた粉末を管状炉中に入れ、４５０℃において、Ｎ
Ｈ３ガス０．４ａｔｍ及びＨ２ガス０．６ａｔｍの混合
ガス流を該管状炉中に２時間流して、窒化、水素化を行
った。そのま室温まで冷却し、第一表に示す組成の希土
類一鉄一窒索一水素系粉末を得た。

次に下記組戊物をボールミル中で５０時間粉砕、混合、
分散させ磁性塗料を得た。ボールミル後の磁性粉末をＳ
ＥＭ観察した結果１μｍ以下まで粉砕されていた。

希土類一鉄一窒素一水素系磁性粉末１００部塩化ビニル
ー酢酸ビニル共重合体　　１０部ポリウレタン　　　　
　　　　　　　　１ｏ部レシチン　　　　　　　　　　
　　　　３部メチルエチルケトン　　　　　　　　１０
０部トルエン　　　　　　　　　　　　　　１００部こ
の磁性塗料を厚さ約１０μｍのポリエチレンテレフタレ
ートフィルム上に乾燥厚が５μｍとなるように塗布した
。次いで加熱乾燥を行うことにより磁気テープを得た。

得られた磁気テープのＢ　ｒ　ＳＨ　ｃ　ａ′ｌｌｌ定
結果を第一表に示す。

第一表実施例１と同様の方法により、第二表に示す組成を有す
る磁性粉末を得た。ただし、窒化、水素化時のＮＨ３ガ
ス分圧を実施例１と変えることにより、磁性粉末中のＮ
，Ｈｆ１を変化させた。この磁性粉末を用いて、実施例
１と同様にテープを作製した。得られた磁気テープのＢ
ｒ，Ｈｅを第二表に示す。

第二表実施例２実施例３片ロール式液体超急冷装置を用いて、希土類一鉄一コバ
ルトあるいは希土類一鉄一ニッケル合金リボンを得た。

ただし、このとき使用したロールは銅製、直径３０ｃ＋
ａ，幅３帥のもので、アルゴン雰囲気下で合金を高周波
溶解した後、５００ｒｐｍで回転しているロールに溶湯
を噴射することにより急冷した。

得られた急冷リボンをコーヒーミルにより１００μ口以
下に粉砕後、実施例１と同様の窒化、水素化操作を行い
、第三表に示す組成の磁性粉末を得た。この磁性粉末を
用い、実施例１と同様の操作により磁気テープを作製し
た。この磁気テープのＢ『、Ｈｃの値を第三表に示す。

第三表？施例４実施例１において作製したＳｍ．，６Ｆｅ，■，２・Ｎ
　，，ｏＨ　２，　２なる組成の磁性粉末を用いた磁？
テープを５０℃、９０％ＲＨの雰囲気で１０日間保った
後、Ｂ『を測定した結果、Ｂｒの低下率は７．２％であ
った。

比較例１市販のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ磁石［（ＢＨ）■、３５ＭＧＯ＋
３１及びＳ　ｍ　２　Ｃ　ｏ　＋ｙ型磁石［（ＢＨ）■
．　２７ＨＧＯｅｌをコーヒーミルにより　１００μｍ
以下に粉砕した。

この粉末を用いて実施例１と同様の方法で磁気テープを
作製した。次にこの磁気テープを５０”Ｃ、９０％ＲＨ
の雰囲気で１０日間保ち、Ｂｒの低下率を測定した結果
、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂで５２％、Ｓｍ　２　Ｃ　Ｏ　１７で
９，６％であった。

［発明の効果コ以上説明したように、希土類一鉄一窒素一水素系の磁性
材料を用いることにより、優れた磁気特性及び安定性を
有する磁気記録媒体を得ることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）一般式Ｒｅ−Ｆｅ＿（＿１＿０＿０＿−＿α＿−
＿β＿−＿γ）Ｎ＿βＨ＿γで表わされる磁性材料を含
有する記録層を有する磁気記録媒体。ただし、上記一般式において、ＲｅはＹを含む希土類元素のうち少なくとも一種、 α，β、γはそれぞれ原子百分率で５≦α≦２０５≦β≦３００．０１≦γ≦２５
（２）磁性材料の成分であるＦｅの０．０１〜５０原子
％のＮｉ又はＣｏで置換したことを特徴とする上記請求
項（１）記載の磁気記録媒体。