JPH06349051A - 磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 保磁力が1400 Oe 以上、飽和磁化が75 emu/g
以上、長軸粒径が0.25μm 以下、且つ軸比が５〜10の針
状のコバルト含有鉄酸化物を含む磁性層を基材上に有す
る磁気記録媒体。 【効果】 高密度記録が可能となり、しかも耐久性、耐
蝕性に優れており、製造コストも格段に低い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気記録媒体、更に詳し
くは、磁気ディスク、磁気テープ、磁気シート等の塗布
型の磁気記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】塗布型の磁気記録媒体は、
磁性粉末を結合剤と有機溶剤に分散してなる磁性塗料を
ポリエステル等の基材上に塗布、乾燥して得られるもの
であり、特に高画質のビデオテープ、大容量のフロッピ
ーディスク等には磁性粉末としてメタル粒子が用いられ
ている。その理由としては、磁気エネルギーは保磁力
（Hc）×残留磁束密度（Br）で求まるが、メタル粒子は
Hcが高く、また、飽和磁化（σs ）が大きいのでBrが高
くなり、高磁気エネルギーが期待できるからである。し
かしながら、メタル粒子には、 (1) 磁性粒子が化学的に不安定で錆びやすい (2) 磁性体の磁化が大きく、塗液中で粒子が凝集しやす
いため、分散が難しい (3) また、粒子が凝集しやすいため、ノイズレベルが高
い 等の問題があり、これらの問題点は充分には解決されて
いない。

【０００３】また、高密度記録を行なうためには、磁性
粉末の粒子径を小さくする必要がある。なぜなら、S/N
は S/N∝ (１／Vp)^1/2〔ここでVpは粒子の体積〕であ
り、高S/N を得るためには粒径を小さくする必要がある
からである。しかしながら、粒子が小さくなると、メタ
ル粉末の場合σs が極度に低下する。これは比表面積が
大きくなることによる熱ゆらぎのためである。また、粒
径を小さくすると耐食性が悪くなるため、耐食性を保持
するために更にメタル粒子の表面を酸化させる必要があ
り、その結果σs が低下することに起因する。このよう
に、耐食性を向上させるため、メタル粉末の表面を酸化
させると、一般にσsは130(emu/g)以下になってしま
う。

【０００４】また、高密度記録を行なう場合には、必然
的に記録波長が短くなることもメタル粉末には障害とな
る。例えば、記録波長が 0.7μm 以下であるような高密
度記録をする場合にも、前述したように、磁気記録媒体
に用いる磁性粉末の粒径はできるだけ小さい方が好まし
く、0.2 μm 以下である必要がある。ところが、メタル
粉末の粒径を0.25μm 以下にした場合、σs が低下して
140(emu/g)程度となり、更に耐食性を付与するために表
面を酸化するため、実際は125(emu/g)以下となる場合が
多い。このため、高密度化には充分対応できなくなる。

【０００５】このように、メタル粉末を使用した高密度
記録には未だ問題点があり、コストの面からも更なる改
良が要望されている。

【０００６】また、メタル粉末以外の磁性粉末としてCo
被着鉄酸化物が使用されることもある。しかしながら、
従来ＶＴＲテープ等に使用されているCo被着鉄酸化物
は、Hcが 400〜700 Oe程度であり、耐食性、生産コスト
には優れるものの、前述したメタル粉とは反対に、Hc×
Brで求まる磁気エネルギーが小さく、また粒子サイズも
大きい（0.3 〜0.5 μm 程度）ため、特に最短記録波長
が 0.7μm 以下になるとノイズが増加し、再生出力も得
られない。従って、メタル粉以外の磁性粉末によっても
高密度記録は充分達成されていない。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意研究した結果、磁性粉末として、高保
磁力で且つ非常に微細な粒径の針状コバルト含有鉄酸化
物を使用することにより、高密度記録が可能で且つ耐久
性にも優れ、しかも製造コストがメタル粉末に比べて格
段に安い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。

【０００８】すなわち本発明は、保磁力が1400 Oe 以
上、飽和磁化が75 emu/g以上、長軸粒径が0.25μm 以
下、且つ軸比が５〜10である針状のコバルト含有鉄酸化
物と、結合剤とからなる磁性層を基材上に有する磁気記
録媒体を提供するものである。

【０００９】本発明においては、磁性粉末として保磁力
が1400Oe以上で、飽和磁化が 75emu/g以上で、長軸粒径
が0.25μm 以下で、且つ軸比が５〜10の針状のコバルト
含有鉄酸化物が使用される。コバルト含有鉄酸化物の粒
径が0.25μm 以下でないと高密度記録化、高S/N 化が達
成できない。斯かるコバルト含有鉄酸化物の保磁力が14
00 Oe 以上でないと、最終製品において高い磁気エネル
ギーが得られない。また、高エネルギーを得るために
は、コバルト含有鉄酸化物の飽和磁化が 75emu/g以上で
ある必要があり、高密度化、高σs を得るためには軸比
（長軸長：短軸長）が５〜10である必要である。通常、
本発明に係るコバルト含有鉄酸化物は、磁性層を形成す
るための磁性塗料中に20〜40重量％程度配合される。

【００１０】本発明に使用される上記の如き保磁力が14
00 Oe 以上で、且つ粒径が0.25μm以下の針状のコバル
ト含有鉄酸化物は、従来磁気記録媒体の製造には用いら
れておらず、通常のコバルト含有鉄酸化物に比べて粒径
が小さいにも関わらず、非常に高い保磁力を有するもの
である。なお、本発明においてコバルト含有鉄酸化物と
は、表面Co層生成型のコバルト被着鉄酸化物はもちろ
ん、Coを内部に含むCo−ドープ型、Co−吸着型のコバル
ト含有鉄酸化物、或いはコバルトフェライト等を含むも
のであり、いずれを使用することも可能である。また、
コバルト含有鉄酸化物のコバルト含有量は特に限定され
ないが、酸化鉄に対して３〜10重量％が一般的であり、
所望とする磁気記録媒体に応じて適宜変更可能である。

【００１１】本発明においては、コバルト含有鉄酸化物
として、コバルト被着鉄酸化物、コバルトフェライト、
コバルトフェライト被着鉄酸化物を用いるのが好まし
く、特にFeO_x (０＜ｘ≦1.34）にコバルト或いはコバル
トフェライトを被着させたものを使用するのが好まし
い。

【００１２】なお、本発明の磁気記録媒体には、上記の
如きコバルト含有鉄酸化物や、通常磁気記録媒体に用い
られる磁性金属粉末、例えばFe、Fe−Co合金、Fe−Ni−
Co合金、Co−Ni合金、Co−Ni−P 合金、Fe−Ni−Zn合金
等の粉末を少量用いることも可能である。

【００１３】また、本発明に係る磁性塗料の結合剤とし
ては、ウレタン樹脂、特に SO₃Na基等の極性基を含有す
るポリウレタン樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合
体、塩化ビニル−塩化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等の塩化ビニル系共重合体
であって、特に SO₃Na基等の極性基を含有する塩化ビニ
ル共重合体、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、
ポリアミド樹脂、ポリビニルブチラール、セルロース誘
導体（セルロースアセテートブチレート、セルロースプ
ロピオネート、ニトロセルロース等）、スチレン−ブタ
ジエン共重合体、ポリエステル樹脂、各種の合成ゴム
系、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メラミ
ン樹脂、フェノキシ樹脂、シリコン樹脂、アクリル系反
応樹脂、高分子量ポリエステル樹脂とイソシアネートプ
レポリマーの混合物、ポリエステルポリオールとポリイ
ソシアネートの混合物、尿素ホルムアルデヒド樹脂、低
分子量グリコール／高分子量ジオール／イソシアネート
の混合物、及びこれらの混合物等が例示される。通常、
結合剤は磁性塗料中に 0.2〜10.0重量％、 0.2〜３重量
％程度配合される。

【００１４】有機溶媒としては、シクロヘキサノン、メ
チルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチ
ル、ベンゼン、トルエン、キシレン、ジメチルスルホキ
シド、テトラヒドロフラン、ジオキサン等、使用する結
合剤樹脂を溶解するのに適した溶剤が特に制限されるこ
となく単独又は二種以上混合して使用される。通常、有
機溶媒は磁性塗料中に20〜80重量％程度配合される。

【００１５】なお、磁性塗料中には、通常使用されてい
る各種添加剤、例えば分散剤、研磨剤、潤滑剤などを適
宜に添加使用してもよい。分散剤としては、レシチン、
ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオ
ン系界面活性剤等が使用できる。研磨剤としては、α−
アルミナ、溶融アルミナ、炭化ケイ素、酸化クロム(Cr₂
O₃) 、コランダム、ダイヤモンド等の平均粒子径0.05〜
0.5 μの微粉末が使用でき、通常、前記したような結合
剤100 重量部に対し0.5 〜100 重量部加えられる。ま
た、潤滑剤としては、各種のポリシロキサン等のシリコ
ーンオイル、グラファイト、二硫化モリブデン等の無機
粉末、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン等の
プラスチック微粉末、高級脂肪酸、高級アルコール、高
級脂肪酸エステル、フルオロカーボン類などが前述した
ような結合剤100 重量部に対して0.1〜50重量部の割合
で添加される。

【００１６】本発明の磁気記録媒体に用いられる基材と
しては、合成樹脂（例えばポリエステル、ポリアミド、
ポリオレフィン、セルロース系誘導体）、非磁性の金
属、ガラス、セラミック、紙等が挙げられ、その形態
は、フィルム、テープ、シート、カード、ディスク等で
使用される。

【００１７】本発明の磁気記録媒体の磁性層の厚さは、
0.3〜５μm程度である。また、本発明の磁気記録媒体に
はバックコート層、保護層、アンダーコート層、潤滑層
等が形成されていてもよく、この場合通常の材料を用い
て常法により形成される。

【００１８】

【実施例】以下実施例にて本発明を更に説明するが、本
発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

【００１９】製造例 軸比１：10（短軸：長軸、以下同じ）で、長軸粒子径が
0.2μm の針状ゲーサイト（α−FeOOH 、表面にSiO₂が
Feに対して２重量％付着してある）100 ｇを内容積１リ
ットルのバッチ式のロータリーキルンに入れ、空気中で
700 ℃に加熱し、焼成後、系内を窒素ガスでパージし、
400 ℃に加熱した水素ガス（内５％は窒素ガス）を導入
し、３時間還元反応を行なった。反応後、30℃の空気を
30分間通し、粉末の温度を室温まで下げ、空気中に粉末
を取り出した。得られた粉末を化学分析により分析した
ところ、FeO_0.4であり、粒子径は0.20μm であった。ま
た、磁気特性をVSM で測定したところ、σs＝100emu ／
ｇ、Hc＝680 Oe、σr ／σs＝0.49であった。

【００２０】実施例１ 上記製造例で得られたFeO_0.4にコバルトを公知の方法に
より被着させた。コバルトの被着量はFeO_0.4に対して７
重量％であった。また、コバルト被着FeO_0.4の磁気特性
は、σs ＝98 emu／ｇ、Hc＝1490 Oe 、σr ／σs＝0.5
であり、長軸粒子径は0.18μm 、軸比は１：６であっ
た。このコバルト被着FeO_0.4と、以下に示す各成分をサ
ンドミルにて分散し、磁性塗料を作製した。 ＜磁性塗料成分＞ ・Co−FeO_0.4粉末 24.6重量％ ・塩化ビニル系樹脂 1.9重量％ ・ポリウレタン系樹脂 2.8重量％ ・イソシアネート 0.7重量％ ・Al₂O₃ （粒径0.15μm ） 3.0重量％ ・脂肪酸エステル 0.8重量％ ・トルエン 29.8重量％ ・メチルエチルケトン 29.8重量％ ・シクロヘキサノン 6.6重量％。

【００２１】次いで、上記の磁性塗料を、ダイレクトグ
ラビア法により乾燥後の厚さが 2.9μm になるように厚
さ10μm のポリエチレンテレフタレートフィルム上に塗
布した。次いでカーボンを主成分とする塗料を裏面に乾
燥後の厚さが 0.5μm になるように塗布し乾燥した。こ
のフィルムを８mm幅のテープ状に裁断し、８mmカセット
ケースに入れて、市販の８mmＶＴＲ装置をノイズメータ
ーに接続し、Y-S/N 、C-S/N(AM、PM) を測定し (記録波
長 0.7μm)、市販のレファレンステープ（ソニー (株)
製）と比較してdB単位で表示した。また耐久性及び耐蝕
性を測定した。耐久性としてスチル耐久性を測定し、目
安とした。スチル耐久性は、上記の装置で１時間スチル
状態とし、出力の低下を測定した。耐蝕性は上記の磁気
テープを60℃、90％RHの条件下に１週間放置した後の飽
和磁束密度の減少率（ΔBs）を測定し、目安とした。こ
れらの結果を表１に示す。

【００２２】実施例２ 実施例１において、FeO_0.4に被着させるコバルトの量を
5.5重量％とし、磁気特性がσs ＝78 emu／ｇ、Hc＝14
50 Oe になるように調節し、長軸粒子径が0.16μm 、軸
比が１：10であるCo−FeO_0.4粉末を製造し、これを用い
て実施例１と同様に磁気テープを製造し、同様の評価を
行なった。その結果を表１に示す。

【００２３】実施例３ 実施例１において、FeO_0.4に被着させるコバルトの量を
8.5重量％とし、磁気特性がσs ＝77 emu／ｇ、Hc＝15
00 Oe になるように調節し、長軸粒子径が0.14μm 、軸
比が１：８であるCo−FeO_0.4粉末を製造し、これを用い
て実施例１と同様に磁気テープを製造し、同様の評価を
行なった。その結果を表１に示す。

【００２４】実施例４ 実施例１において、FeO_0.4に被着させるコバルトの量を
８重量％とし、磁気特性がσs ＝82 emu／ｇ、Hc＝1540
Oe になるように調節し、長軸粒子径が0.16μm 、軸比
が１：８であるCo−FeO_0.4粉末を製造し、これを用いて
実施例１と同様に磁気テープを製造し、同様の評価を行
なった。その結果を表１に示す。

【００２５】比較例１ 実施例１において、FeO_0.4に被着させるコバルトの量を
10.5重量％とし、磁気特性がσs ＝68 emu／ｇ、Hc＝14
00 Oe になるように調節し、長軸粒子径が0.27μm 、軸
比が１：10であるCo−FeO_0.4粉末を製造し、これを用い
て実施例１と同様に磁気テープを製造し、同様の評価を
行なった。その結果を表１に示す。

【００２６】比較例２ 実施例１において、FeO_0.4に被着させるコバルトの量を
6.5重量％とし、磁気特性がσs ＝74 emu／ｇ、Hc＝13
50 Oe になるように調節し、長軸粒子径が0.21μm 、軸
比が１：４であるCo−γ−FeO_0.4粉末を製造し、これを
用いて実施例１と同様に磁気テープを製造し、同様の評
価を行なった。その結果を表１に示す。

【００２７】比較例３ 実施例１において、σs ＝115emu／ｇ、Hc＝1500 Oe 、
長軸粒子径が0.22μm、軸比＝１：８、の針状メタル粒
子を用いた以外は、実施例１と同様に磁気テープを製造
し、同様の試験を行なった。その結果を表１に示す。

【００２８】

【表１】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 保磁力が1400 Oe 以上、飽和磁化が75 e
   mu/g以上、長軸粒径が0.25μm 以下、且つ軸比が５〜10
   である針状のコバルト含有鉄酸化物と、結合剤とからな
   る磁性層を基材上に有する磁気記録媒体。
2. 【請求項２】 コバルト含有鉄酸化物が、コバルト被着
   鉄酸化物、コバルトフェライト又はコバルトフェライト
   被着鉄酸化物である請求項１記載の磁気記録媒体。
3. 【請求項３】 コバルト含有鉄酸化物が、FeO_x (０＜ｘ
   ≦1.34）にコバルト又はコバルトフェライトを被着させ
   たものである請求項１記載の磁気記録媒体。