JPS5819733A - 磁気記録媒体及びその製造方法 - 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、磁気記録媒体及びその製造方法に関し、更に
詳しくは、強磁性粉末が微細かつ均一に分散された磁気
記録層を備えて成る磁気記録媒体及びその製造方法に関
する。

磁気記録媒体は、周知の如く、オーディオ用、ビデオ用
、或いはコンピュータ用等の情報記録体として広く実用
に供されている。而して、かかる磁気記録媒体は、いず
れの場合にも、その高密度記録化、高出力化、或いは耐
久性の向上等が要求されている。しかしながら、磁気記
録媒体の製造において従来より、バインダー樹脂に磁性
粉末を分散する際に、機械的な応力等によって磁性粉末
が磁化されるために凝集体を形成し、磁性粉末を樹脂中
に十分に分散することが困難であると言う不都合が認め
られている。例えば、バインダー樹脂に磁性粉末を分散
したものを塗料化して、所定の基体面に塗布し、磁場配
向後乾燥させて磁気記録層を形成した場合、磁性粉末が
磁気記録層中に均一に分散しないために、出力特性の良
好な磁気記録媒体を得ることが困難であるという問題点
がある。この問題点は、磁性塗料中に、少しでも磁性粉
末の凝集塊が存在すると、基体に塗料を塗布後、該基体
を、配向磁場中を通過させる工程において、塗料中で分
散［−でいた磁性粉末が凝集塊に吸引されて巨大化し、
塗膜面の凹凸化を招来するためにｋｉＡこるものである
。かかる塗膜面の凹凸は、磁気記録媒体の性能面におい
て、門生出力の低下、雑音の発生等の問題点を惹き起こ
すものである。

磁性粉末を、塗料中に微細かつ均一に分散させるための
手段として、混練作業時間を長くすることが考えられる
。

しかし、長時間の混線を行なった場合でも必ずしも分散
性が改良されるという訳ではなく、又、過度の応力を加
えた場合には、磁性粉末の結晶形の破壊を招くため、得
られた磁気記録媒体は、再生出力が低下したり、雑音レ
ベルが高くなる等の問題点を有する、その特性が損なわ
れたものである。

本発明者らは、磁気記録媒体を製造するに際して、アル
カリ性金属の酸化物及び／又は水酸化物を強磁性粉末と
共に、該磁気記録層中に含有せしめることにより、強磁
性粉末の凝集性を低減し、分散性を向上させることが出
来ることを見出し、本発明を完成させるに至った。

即ち本発明は、上述の如き問題点を招くことなく、記録
特性の改善された磁気記録媒体及びその製造方法を提供
することを目的とする。

本発明の磁気記録媒体は、強磁性粉末を含む樹脂組成物
から成る磁気記録層を備えて成る磁気記録媒体において
、磁気記録層中に、アルカリ性金属の酸化物及び／又は
水酸化物を存在せしめることを特徴とするものである。

本発明において、アルカリ性金属の酸化物及び／又は水
酸化物を磁気記録層中に含有させる態様としては、アル
カリ性金属の酸化物及び／又は水酸化物を、強磁性粉末
やバインダー樹脂と共に混練してもよいし、或いは予め
アルカリ性金属の酸化物及び／又は水酸化物を強磁性粉
末の粒子表面に付熱させておき、その後に該強磁性粉末
を樹脂バインダー中へ分散させてもよい。前者の場合、
アルカリ性金属の酸化物及び／又は水酸化物は、磁気記
録層中にほぼ均一に分散した状態になっていると考えら
れる。この場合におけるアルカリ性金属の酸化物及び／
又は水酸化物の好ましい配合割合は、強磁性粉末１００
重量部に対して０．１〜２重量部である。又、後者の場
合、アルカリ性金属の酢化物及び／又は水酸化物は、磁
気記録層中に分散した強磁性粉末の粒子表面に付着した
状態で、或いはその近傍に偏した状態で存在していると
考えられる。この場合には、アルカリ性金属の酸化物及
び／又は水酸化物は、強磁性粉末１００重量部に対して
０．０１〜０．５重量部使用して、強磁性粉末の粒子表
面に予め付着させることが好ましい。

本発明において使用するアルカリ性金属の酸化物及び／
又は水酸化物とは、これらを水に溶解した時に、そのＰ
Ｈが７以上であるようなものを指す。

かかる化合物を与えるアルカリ性金属は、周期律表を右
下りの対角−で二分した時の下半部がほぼこれに該当Ｌ
　、それらの代表的なものとして、アルカリ金属、アル
カリ土類金属等が挙げられる。

しかしながら、水に対する溶解度が大きく、従って非常
に高いｐｉ−１を示すアルカリ金属の酸化物又は水酸化
物は、同時に使用するバインダー樹脂を加水分解する等
の欠点があるため好ましくない。従って、本発明に使用
するアルカリ性金属の酸化物及び／又は水酸化物を与え
る金属元素としては、二価以上の原子価を有するアルカ
リ性金属である、アルカリ土類金属、亜鉛族、アルミニ
ウム族、希土類等の元素が好ましく、例えばＭｇ、Ｃａ
　Ｘ　Ｓ　ｒ　％Ｂａｓ　Ｚｎｓ　Ｃｄｓ　ＡｌＸＧａ
５Ｙｓ　Ｐｂ等が挙げられる。これらの酸化物及び／又
は水酸化物は、１μｍ以下の粒径を有することが好まし
いが、摩砕効果が期待出来る分散機を使用する場合には
、１μｍ〜２０μｍであっても差し支えない。

更に、本発明の磁気記録媒体は、磁気記録層中に、分散
剤を存在せしめたものであることが好ましい。かかる分
散剤としては、アニオン系及び／又は両性イオン系界面
活性剤が好ましく、通常、磁気記録層中に０．１〜１０
重量％存在せしめるものである。

次に、本発明の磁気記録媒体の製造方法を述べる。

本発明の製造方法は、強磁性粉末と、バインダー樹脂と
、アルカリ性金属の酸化物及び／又は水酸化物と、必要
に応じて水とを混合した後、戒彫若しくは非磁性基体に
塗布することを特徴とするものである。

尚、本明細書において使用する混合なる詔は、単なる撹
拌等による混合のみならず、機械分散等による混線分散
をもちめた概念で使用するものである。

本発明の製造方法は、目的とする製造物に応じて広く適
用出来るものであり、例えばオーディオ用やビデオ用等
に広い用途を有する磁気テープや磁気フィルム等を製造
する場合には次のような方法が用いられる。

まず、強磁性粉末に、アルカリ性金属の酸化物及び／又
は水酸化物の粉末を加え、更に要すれば、水、分散剤及
び樹脂バインダー溶液を加えて混合する。該混合物に、
適用の溶剤を加えてミルペーースとし、該ミルベースを
十分分散・混合した後、取り出す。次いで、該混合物に
、これを攪拌しながら残υのバインダー樹脂を加えるこ
とにより、磁気記録層形成用塗料が得られる。かかる塗
料を所定の方法により基体上に塗布し、磁場配向させた
後、乾燥することによｐ磁気記録媒体が得られる。

又、コンピュータ用等への用途を有する磁気ディスク等
を製造する場合には、次のような方法が用いられる。

即ち、まず、強磁性粉末に、アルカリ性金属の酸化物及
び／又は水酸化物の粉末を加える。この場合に、必要に
応じて、更に水及び／又は分散剤を加えて混合を行なっ
てもよい。次いで、該混合物にバインダー樹脂を加え、
十分な分散・混合を行なった後、該混合物を取り出して
、これを成形し、磁場配向・乾燥させることにより磁気
記録媒体が得られる。

更に、本発明の製造方法は、これに使用する強磁性粉末
が、その粒子表面に、予めアルカリ性金属の酸化物及び
／又は水酸化物を付着させたものであってもよい。アル
カリ性金属の酸化物及び／又は水酸化物を強磁性粉末の
粒子表面に付着させるには、例えば次のような方法か用
いられる。即ち、先ず、強磁性粉末を水に分散せしめ、
該分散液に、アルカリ性金属のハロゲン化物、塩酸塩、
硝酸塩又は硫酸塩等を溶解する１３次いで該分散液に、
水酸化ナトリウム溶液を加える。この結果、アルカリ性
金属は水酸化物として析出し、強磁性粉末の表面に付着
する。上記分散液中の金属水酸化物を付着せしめた強磁
性粉末を沈殿させ、デカンテーシヨンにより上記反応で
生じた塩および剰余の水酸化す）　ＩＪウムを取り除き
、更に口過して十分に水洗を行なう。得られた強磁性粉
末は、乾燥又は焼成を行なった後、磁気記録媒体用材料
として供せられる。強磁性粉末表面に付着した金属水酸
化物は、乾燥又は焼成の際の温度が３００°Ｃ以下であ
ると、金属水酸化物として付着しているが、３００℃を
越えるとほとんど脱水して金属酸化物となる。しかしな
がら水酸化物と酸化物の違いは、本発明の効果に何ら彩
暖な与えるものではない。

本発明において使用する分散機は、通常分散に使用され
ているものなら何でもよいが、例えば混線物の粘度が高
い場合に使用する分散機としては、ニーダ−或いはロー
ルミル（三本ロール）等が挙げられ、又粘度が低い場合
には、ヘンシェルミキサー、ゾールミル或いはザンドグ
ラインダー等が挙げられる。

尚、上記分散工程においては、少量の水が存在すること
が好ましく、かかる系では分散効果が高まり、分散時間
の短縮が可能となる。

又、分散工程においては、分散剤を添加することが好ま
しく、分散剤の添加により強磁性粉末は、磁気記録層中
において凝集することなくより安定な分散状態で存在す
ることが出来る。

本発明において使用する分散剤としては、通常、分散剤
として使用されているものなら何でもよいが、アニオン
系又は両性イオン系界面活性剤が好ましく、上記アルカ
リ性金属と反応することが出来るカルがキシル基（−Ｃ
ＯＯＨ）、スルホニル基基を有するものが更に好１しく
′、とりわけリン酸基を分子末端に有するものが好まし
い。かかる分散剤は、所望により、通常強磁性粉末１０
０重量部に対し、０．１〜１０ｗ址部添加するものであ
り、好ましくは、０．５〜５重量部である。

又、本発明において使用する強磁性粉末及びバインダー
樹脂は、通常、磁気記録媒体の製造に使用されているも
のであるが、以下簡単に説明する。

強磁性粉末としては、例えば、四三酸化鉄、γ−フエラ
イト、鉄、鉄−コバルト合金、コバＡ／）−クロム合金
、酸化クロム等が挙げられ、これらから成る群より選ば
れた１柚もしくは２種以上のものが使用される。かかる
強磁性粉末は、通常０．１〜数μｍの粒径を有するもの
である。又、本発明の方法は、高密度記録媒体用として
適した０、４μｍ以下の粒径な有する微粉末で、且つ、
高い抗磁力を有するものでも使用可能であり、微細で均
一な分散を施すことができる。

バインダー樹脂としては、例えば、塩化ビニル−酢酸ビ
ニル共重合樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエ
ステル樹脂、アクリル樹脂、ニトロセルロース、ポリア
ミド樹脂、ビニルブチラール等の高分子化合物が挙げら
れ、これらから成る群より選ばねた１種もしくは２種以
上のものが使用される。

本発明におけるアルカリ性金属の酸化物及び／又は水酸
化物を含有する塗料中での、強磁性粉末の分散性は、従
来のものに比較して著しく改善されたものであるが、そ
の理由は、次のように考えることが出来る。即ち、強磁
性粉末の粒子表面には、分散時において存在する水が吸
着して薄層が形成され、かかる＠着水の薄層中、又はそ
の近傍に偏した状態でアルカリ性金属イオンが存在する
ことが考えられる。このアルカリ性金属イオンと、分散
剤或いはバインダー樹脂の官能基との化学的相互作用に
よって、強磁性粉末の粒子表面は分散剤或いはバインダ
ー樹脂により被覆され、その結果、弾磁性粉末同士の凝
集が妨げられることになり、これらが塗料中に安定に分
散しているものと考えられる。これら強磁性粉末粒子の
表面に存在するアルカリ性金属の酸化物又は水酸化物の
粒子は、一般に強磁性粉末粒子より小さい粒径な有し、
強磁性粉末の表面に凹凸を与えており、このことが強磁
性粉末表面への、分散剤あるいはバインダー樹脂の吸着
を非常に安置化するものと考えられる。

以下において、実施例を掲げ、本発明を更に詳しく説明
する。

実施例１ 混合撹拌器（ヘンシェルミキサー）にＣｏ処処理−フェ
ライト粉末（以下γ−７エライト粉末という）１００重
量部、脱イオン水へ５重足部、塩化バリウム０．３重量
部をはかり込んだのち激しく混合しながら水酸化す）　
ＩＪウム水溶液を滴下して、混合液の−が約１０になる
ようにした。得られた混合液をとり出してγ−フェライ
ト粉末を沈殿せしめ、５回のｒカンチージョンにより剰
余の水酸化ナトリウムを除去した。得られたγ−フェラ
イト粉末の沈殿を［コ別し、約１００℃で乾燥せしめ之
後、４００℃で焼成せしめ酸化バリウム被着γ−フェラ
イト粉末を得た。

上記処理を施して得られた酸化バリウム被着γ−フェラ
イト粉末８０重量部に水３重量部、トルエン：メチルエ
チルケトン（ｉ　：　１）　？！？４溶ｆｆｔｏ。

爪量部及び分散剤としてレシチン４重量部を加え、よく
混合した後、サンドグラインダーにより約２時間分数理
合を行った。次いでこの混合物に塩ビー酢ビ共重合体Ｖ
ＡＧＨ（商品名：ユニオンカーバイド社）のメチルエチ
ルケトン溶液（固形分２０ｗｔ％）１００重量部を加え
、更に１時間サンドグラインダーにより分散混合を行な
った。得られた塗料をスライドグラス上に塗布し、顕微
鏡にて１００〜２００倍の倍率で観察したところ、塗料
中のγ−フェライト粉末は最大粒径２μｍ程度であり非
常に良好な分散状態が得られた。又、この塗料をプラス
チックフィルム面に塗布し、配向磁場を通過させつつ乾
燥させ、磁気記録媒体層を形成して磁気記録媒体を得た
。

比較例１ 実施例１における磁性塗料の作成工程において、γ−フ
ェライト粉末の酸化バリウム被着処理を行なわない以外
、同様の操作で塗料を作成した後顧Ｗｉ観観察を行なっ
たところ、約１０〜２０μｍの凝集塊が多数存在し、分
散性が不良であることがわかった。又この塗料を用いて
実施例１と同様に磁気記録媒体を作成した。

実施例１及び比較例１で得られた磁気記録媒体を用いて
、記録波長１．５μｍに於ける記録再生出力及びＳ／Ｎ
比を比較した。結果は表の如くであり、酸化バリウム刊
着γ−フェライト粉末の分散性が未処理粉末に比較して
優れていることがわかる。尚、実施例１に於ける塩化バ
リウムを、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化ア
ルミニウム又は塩化亜鉛に変えても同様に良好な分散性
を得、又電磁変換特性も改良された。

実施例２ 実施例１と同様の処理を施した酸化カルシウム付着γ−
フェライトの乾燥粉末１００重量部に対して、水２重を
部、ノニルフェニルモノホスヘー）４ｍ１部、）ルエン
：メチルエチルケトン（１：１）混合液１００重量部を
加え、サンドグラインダーにより２時間分散混合を行っ
た。得られた分散液に、塩ビー酢ビ共重合体ＶＡＧＨ（
商品名：ユニオンカーバイド社製）のメチルエチルケト
ン溶液（固形分２０％）１００重量部を加えて実施例】
と同様の分散処理を行った。得られた塗料の顕微鏡観察
では最大粒径２μｎ１以上の凝集物は認められなかった
。又、この塗料を実施例１と同様の方法で塗布し、配向
せしめた磁気記録媒体は、記録波長１．５μｍに於ける
電磁変換特性も優れており、比較例ＩＫ比較すると再生
出力は＋５　ｄＢ　ＮＳ／Ｎ比は−３，５ｄＢという結
果が得られた。

実施例３ γ−フェライト粉末（平均粒径０．３μｍ）８０重計部
にトルエン：メチルエチルケトン（１：　１）混合溶液
１００重量部、粒径０．１μｍ以下のコロイダル水酸化
マグネシウム分散水（固形分１０ｗｔ％）２重量部、レ
シチン４重量部を加えて良く混合したのち、サンドグラ
インダーにより約２時間分数理合を行った。次いでこの
混合物に塩ビー酢ビ共重合体ＶＡＧＨ（商品名：ユニオ
ンカーバイド社製）のメチルエチルケトン溶液（固形分
２０ｗｔ％）１００重量部を加え、更に１時間サンドグ
ラインダーにより分散混合を行った。得られた塗料をス
ライドグラス上に塗布し、顕微鏡にて１００〜２００倍
で観察したところ、塗料中のγ−フェライト粉末は最大
粒径２μｍ程度であり、又このものはポアサイズ３μｍ
のステンレス製フィルターを容易に通過した。次に、こ
の塗料をグラスチックフィルム面に塗布し配向磁場を通
過させつつ乾燥させ、磁気記録媒体を得た。

比較例２ 実施例３における磁性塗料の作成時において、コロイダ
ル水酸化マグネシウムを含まない以外全く同様の処理を
施して塗料を作成した。得られた塗料をスライドグラス
に塗布し、顕微鏡にて観察したところ、約１０〜２０μ
ｍの凝集塊が多数存在し、分散性が不良であることがわ
かった。次にこの塗料を実施例３と同様に、プラスチッ
クフィルム上に塗布して磁気記録媒体を得た＠実施例３
及び比較例２で得られた磁気記録媒体を用いて記録波長
１．５μｍに於ける記録再生出力およびＳ／Ｎを比較し
た。その結果、コロイダル水酸化カルシウムを添加した
実施例３の磁気記録媒体では、無添加の比較例２の媒体
と比較して記録再生出力で＋３ｄＢＸＳ／Ｎで−２ｄＢ
という結果を得、それぞれ電磁変換特性の向上が認めら
れた。

尚、実施例３に於けるコロイダル水酸化カルシウムは、
これを粒径０．０２μｍ以下の水酸化バリウム、水酸化
アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛にかえ
ても同様に良好な分散性を得ることができ、又電磁変換
特性も改良された。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　強磁性粉末を含む樹脂組成物から成る磁気記録層を
   備えて成る磁気記録媒体において、磁気記録層中に、ア
   ルカリ性金属の酸化物及び／又は水酸化物を存在せしめ
   ることを特徴とする磁気記録媒体。 ２　アルカリ性金属の酸化物及び／又は水酸化物が強磁
   性粉末の表面に付着している特許請求の範囲第１項記載
   の磁気記録媒体。 ３　アルカリ性金属が、マグネシウム、カルシウム、ス
   トロンチウム、バリウム、亜鉛、カドミウム、アルミニ
   ウム、ガリウム、イツトリウム及び鉛から成る群より選
   ばれた１種もしくは２種以上のものである特許請求の範
   囲第１項及び第２項記載の磁気記録媒体。 ４、磁気記録層中に、更に、分散剤を存在せしめた特許
   請求の範囲第１項記載の磁気記録媒体０ ５　強磁性粉末と、バインダー樹脂と、アルカリ性金属
   の酸化物及び／又は水酸化物と、必要に応じて水とを混
   合した後、成、形若しくは非磁性基体に塗布することを
   特徴とする磁気記録媒体の製造方法。 ６　アルカリ性金属の酸化物及び／又は水酸化物を、予
   め強磁性粉末の粒子表面に付着させた後、混合を行なう
   特許請求の範囲第５項記載の製造方法。 ７　アルカリ性金属が、マグネシウム、カルシウム、ス
   トロンチウム、バリウム、亜鉛、カドミウム、アルミニ
   ウム、カリウム、イツトリウム及び鉛から成る群より選
   ばれた１種もしくけ２種以上のものである特許請求の範
   囲第５項及び第６項記載の製造方法。 ８、　混合工程において、更に、分散剤を存在せしめた
   特許請求の範囲第５項記載の製造方法。