JPS60234226A - 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、磁気記録媒体に関し、特に強磁性金属粉末を
用いた改良された磁気記録媒体に関するものである。

〔従来技術］ 強磁性粉末としては、従来より用いられている酸化鉄系
微粉末、また、近年、その飽和磁化および抗磁力が高い
ゆえ磁気記録密度の向上、再生出力の向上を目的に強磁
性金属粉末の使用が検討されてきている。

磁気記録媒体の特性、特に感度Ｓ／Ｎ比などの電磁変換
特性の向上をはかるために強磁性粉末の塗液中での分散
性の向上が絶えずめられてきている。特に、強磁性金属
粉末にあっては、磁化が大きいために粒子相互の凝集が
大きく、その結果、表面性の良い平滑な磁性層が得にく
いという問題があった。

また、強磁性金属粉末の別の問題として、空気中で酸化
しやすく不安定であシ、また磁気デーゾの形態において
も特に高湿度下では磁力が低下（減磁）する傾向がみら
れる。

強磁性金属粉末を用いた磁気記録媒体（又はメタル磁気
テープ）の感度、Ｅｆ／Ｎｉ高めて、その特性を一層特
徴的なものにするには、強磁性金属粉末の粒子サイズを
小さくし、かつ飽和磁化（σ８）を大きくすることが必
要となる。

しかし、粒子サイズが小さくなるほどまたσ６が大きく
なるほど前述の分散性、磁気特性の安定性の問題は深刻
なものとなる。

これらの問題を克服し、特性のよいメタル磁気テープを
得るために種々の方法が試みられている。

たとえば、バインダーとの混線分散時間を長くしたり、
分散力を強めたシする方法がある。しかし、混線分散が
ゆきすぎるとしばしば強磁性金属粉末（又はメタル粉末
）粒子の構造変化をひき起し、磁気特性を低下させる。

また、界面活性剤などの分散剤を加えて分散性を向上さ
せる方法は、磁性層の強度を低下させたシテーブの走行
性に影響を与えるなどの問題をひき起し易い。

空気中でのメタル粉末の安定性を向上させるためにメタ
ル粉末粒子の表面に酸化皮膜を設ける方法が普通おこな
われるが、粒子サイズが小さくなるに従って酸化皮膜の
影響が大きくなシσ８が低下し易いという問題がある。

〔発明の目的］ 本発明の目的は、第１に電磁変換特性の優れた磁気記録
媒体の提供にある。

第２に減磁の少ない強磁性金属粉末を用いた磁気記録媒
体の提供にある。

第３に、強磁性粉末のバインダー中での分散が良好な磁
気記録媒体の提供にある。

〔発明の構成〕

本発明は、非磁性支持体上に主として強磁性金属粉末と
結合剤とからなる磁性層を設けてなる磁気記録媒体にお
いて、該強磁性金属粉末が３〇−／ｆ以上の比表面積と
１２０６ｍｕ／を以上の飽和磁化とを有し、かつ有機化
合物で表面処理されていることを特徴とする磁気記録媒
体に関する。

強磁性金属粉末の製造法には以下のような方法がある。

（１）強磁性金属の有機酸塩を加熱分解し、還元性気体
で還元する方法。

（２）針状オキシ水酸化物あるいは、これらに他金属を
含有せしめたものあるいは、これらのオキシ水酸化物か
ら得た針状酸化鉄を還元する方法（酸化鉄還元法）。

（３）強磁性金属を低圧の不活性ガス中で蒸発させる方
法（低真空蒸発法）。

（４）金属カルボニル化合物を熱分解する方法。

（５）水銀陰極を用い強磁性金属粉末を電析させたのち
水銀と分離する方法。

（６）強磁性体をつくり得る金属の塩の水溶液中で還元
性物質（水素化ホウ素化合物、次亜リン酸塩あるいはヒ
ドラジン等）を用いて還元し強磁性粉末を得る方法。

本発明においては、上記方法（２）、（３）、（６）に
よって製造される強磁性金属粉末が使い易く、なかでも
方法（２）によって得られる粉末はコストと品質という
点で最も望ましい。また、本発明の強磁性金属粉末を製
造する際に、金属微粉末としての化学的安定性を改良す
るために粒子表面に酸化皮膜を設けることが望ましい。

強磁性金属粉末の組成は、ＩＦｅ　、　Ｉｌ’ｅ−Ｎｉ
、Ｉｌ’ｅ−Ｎｉ−Ｃｏの如き純鉄、合金であり、さら
に特性改良のためにＢ、Ｏ，Ｊ　ＡＬ、Ｅｌｉ、Ｐ、　
Ｅ３．　Ｔｉ、Ｏｒ、　Ｍｎ、　Ｏｕ％Ｚｎなどの非磁
性もしくは非金属の元素を少量含有させておくこともで
きる。また、本発明の目的を有効に達成させるためにも
さらに本発明の方法の効果が発揮される上でも該強磁性
粉末のＢＦｉＴ比表面積は、３０　ｍ２／　９以上望ま
しくは４０　Ｊ／を以上必要である。

また金属磁性体の飽和磁化Ｆｉ１２０　ｓｍｕ　／　９
以上望ましくは１０００ｍｕ　／　１以上必要である。

飽和磁化の高い磁性体を使用することで磁性層の残留磁
化（Ｂｒ）ヲ高めビデオ感度の高い磁気記録媒体を得る
ことができる。

上記製造方法のうち本発明においては（２）、　（３）
。

（６）の方法が有効であり、好ましい。

本発明でいう表面処理とは、以下に述べるような各種有
機化合物を粒子表面に化学反応もしくは化学反応に近い
力で結合させるような処理である。

従って本発明で使用する表面処理された強磁性金属粉末
を溶解力の強いメチルエチルケトン、テトラヒドロフラ
ンなどの有機溶剤で洗っても表面から遊離する該有機化
合物はほとんどないか、あっても表面への結合量全体の
２０％以下である。

このような有機化合物の例としては、脂肪酸、脂肪酸金
属塩、錯体、カップリング剤、イソシアン酸化合物、イ
ソシアネート、各種官能基を有したオリゴマー、重合性
モノマーなどが挙げられる。

表面処理の具体的方法としては、様々な方法が知られて
おり、提案されている。

カップリング剤で処理する方法としては、特開昭５７−
１１１８２９、特開昭５７−６０５３５、特開昭５１−
１０４５９４、特開昭５１−１０９４９８、特開昭５５
−１２５５３９、特開昭５７−１１１８２９などがある
。クロム錯体で処理する方法として特開昭５２−７２４
９８がある。金属アルコラード、金属アルコキシドで処
理する方法には特開昭５７−１！１５４８、特開昭５６
−５８１３５、特開昭５８１２０７０４、特開昭５７−
６３６０１、特開昭５２−５０５９９などがある。

イソシアネート化合物で処理する方法には、特公昭５０
−４１２２、特開昭５０−１１５５０６、特開昭５１−
９３３９８がある。

脂肪酸、脂肪酸金属塩で処理する方法としては特開昭５
６−１４３５２１、特開昭４９−４１９９、特開昭５３
−１１６１１４、特公昭４３−２０１１６、特開昭４９
−９７７３８、特開昭５３−１３９０６、特開昭５３−
８７９８゜ 表面を重合物で被覆する方法としては、特開昭５１−１
０２６０６、特開昭５２−２１２５１、特開昭５４−１
３４７５３、特開昭５４−１５４７５２、特開昭５５−
１５２８０．特開昭５５−１５２８１などがある。

その他の有機化合物で表面処理する方法には、特公昭５
７−１９０５Ｓ、特公昭５７−３４２、特公昭４４−４
４７０、特開昭５６−６２９０５、特開昭５６−６２９
０４、特開昭５６−６２９０６、特開昭５４−１１９６
９６などがある。

以上のような方法で表面処理された強磁性金属粉末をバ
インダーと混練して、得られた磁性塗料を非磁性支持体
上に塗布して記録媒体を得る方法としては、従来知られ
た方法が適用できる。

磁性塗料は強磁性金属粉末、バインダー、塗布溶媒を主
成分とし、この他に分散剤、潤滑剤、研磨剤、停電防止
剤等の添加剤を含むことができる。

本発明による強磁性金属粉末と併用されるバインダーと
しては従来公知の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂又は反応
型樹脂やこれらの混合物が使用される。例えば、セルロ
ーズ系樹脂、ポリ塩化ビニル系共重合体、ポリウレタン
系樹脂（イソシアネート化合物で硬化してもよい）、ブ
タジェン系樹脂、アクリル系共重合体、エポキシ系樹脂
等である。これらの結合剤の単独又は組合わされたもの
が使われ、他に添加剤が加えられる。強磁性粉末との混
合割合は重量比で強磁性粉末１００重量部に対して結合
剤１０〜５０重量部の範囲で使用される。

本発明では、粉末粒子表面に吸着し易い官能基を全く有
しないか、あっても実質的にほとんど吸着しない程度の
微量の官能基を有する非極性のバインダーが有効である
。

上記強磁性粉末を、バインダーと混練して磁性塗布液と
する。

強磁性金属粉末とバインダーとの混合割合は、重量比で
粉末１００に対し、バインダー８〜２５である。

磁性層とＶＴＲ，オーディオデツキなどのガイド部品、
ヘッドシリンダー、カセット機構部品との摩擦係数を低
下し、走行性を保証するために各種の脂肪酸、脂肪酸エ
ステルが添加される。必要によりシリコーンオイル（た
とえば、ポリシロキサン）、グラファイト、二°゛−１
二硫化モリブデンなどの無機粉末、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、フル
オロカーボン類の如き固体潤滑剤；アルミナ、炭化ケイ
素、酸化クロム（０ｒ２０３　）　、コランダム、ダイ
ヤモンドの如き研磨剤；及びメチルエチルケトン、シク
ロヘキサノン等のケトン類、アルコール類、酢酸エチル
、酢酸ブチル等のニス　１チル類、ベンゼン、トルエン
、キシレン等の芳香族系溶剤、その他四塩化炭素、クロ
ロホルム等の塩素化炭化水素系溶剤等の有機溶剤を含む
ことができる。

非磁性支持体としては、合成樹脂（たとえば、　１・： ポリエステル、ビニル系ホリマー、セルロース系誘導体
）、非磁性の金属、紙などが使用でき、その形態はフィ
ルム、テープ、シート等で使用される。

磁気記録媒体の走行性、耐久性を改良するために各種の
バンクコート層を支持体の磁性層と反対側の面に設ける
ことが有効である。本発明においても例外ではなく特に
、磁性体に強磁性金属粉末を利用する場合は、磁気記録
媒体の厚みは薄くなる傾向にあり、バックコート層の設
置は、一層有効である。バックコート層は厚みが０．１
〜２．０μであり、主としてバインダーと微粉末からな
る。

微粉末としては、カーボンブラック、グラファイト、炭
酸カルシウム、アルミナ、酸化チタン、ＳｉＯ、ＳｉＯ
い酸化クロム、窒化ホウ素、ＭｇＯ１ＯａＯ等の主に無
機物の粉末が使用される。なかでもカーボンブラックは
走行中のテープの帯電を防止するので好ましい。カーボ
ンブラックと酸化クロム、炭酸カルシウム、Ｓ　ｉ　０
２　％　酸化チタンなどとを混合使用することも可能で
ある。

支持体上に塗布された磁性層には、Ｓ　／　Ｕ等の磁気
特性を高めるために乾燥前には磁場配向処理、乾燥後は
平滑化処理（たとえば乾燥前のスムーズニング処理又は
乾燥後のカレンダリング処理）が施される。

また、磁気気録媒体の表面にある付着物、突起などドロ
ップアウト、ノイズの原因となるものをとりのぞくため
に、砥石で研磨したり、ブレードで摺動処理したりする
ことも、特性を向上させるために有効であり、特に強磁
性金属微粉末を用いた記録媒体は高記録密度で使用され
るだけにドロップアウトの点で従来以上に微細な表面の
欠陥が問題となるので磁性層のこのような表面成形処理
は有効である。

上記に例示した添加剤、支持体或いは製造方法について
は特公昭５６−２６８９０号公報に記載されている。

本発明によれば強磁性粉末の分散が容易になり、分散時
間が短縮できたり、また分散機の負荷が軽減する。従来
技術と同一の分散条件であっても分散性の良好な塗布液
が得られる。

壕だ、分散後の経時による粒子の凝集も起りに〈＜、い
わゆる液のポットライフを向上させることができる。

以上のこのような利点は、強磁性粉末粒子の表面に結合
している有機化合物により、磁性粒子相互の凝集が防止
されるためであると考えられる。

この効果は、強磁性金属粉末なかでも飽和磁化（σ６）
が大きく、比表面積が大きい場合に特に有効である。σ
８が大きくなり、比表面積が大きく粒子サイズが小さく
なると感度が高くなりｓ／Ｎも高くなることが期待され
る。しかし、従来技術では、必らずしもそのようにはな
らない。すなわち、σ８　や、比表面積が大きくなるに
従い粒子は分散しにくくなり、いったん分散されても凝
集しやすく、平滑な磁性層を得にくい。従って期待され
るほど出力はあがらず、ノイズも高く、高いが得られな
い。

σ８が１２００ｍｕ以上、比表面積が３０　ｍ”／　を
以上になると従来技術と本発明との差が顕著になり、電
磁変換特性の良好な磁気記録媒体を得ることができる。

本発明によるときは、粒子の分散が容易なため分散時間
の短縮、分散機種の減少など、分散工程での負荷を軽減
できる。

また本発明によれば、液の粘度が低下させることができ
そのため、溶剤使用量が少なくできることにもなり乾燥
工程の狛荷も軽減できる。以上のように本発明によれば
、工程での負荷を軽減することができ製造コストを低下
することができる。

本発明を用いると粒子の磁場中での配向性が良くなり、
角型比の大きい記録媒体が得られその面からも電磁変換
特性を高くすることができる。

本発明によれば、強磁性金属粉末で問題となる安定性が
改良できる。粒子表面に有機化合物があるために粉末の
状態でも空気中での酸化が進行しにくい。又バインダー
と混練した後の媒体中でも空気中の酸素、水分等による
磁気特性の劣化（減磁）が起シにくい。

本発明は、強磁性金属粉末のみならず、微粒子で凝集性
の高い、Ｂａ−フエライ）、ＢＥＴ比表面積が５　［Ｉ
　ＰＨ２／　９　以上の酸化物系磁性体の場合にも有効
であり、応用できる。

〔実施例〕

本発明を以下の実施例、比較例をもって具体的に説明す
る。なお、［部］とあるのは、「重量部」をあられす。

実施例−１〜−２、比較例−１〜−４ 飽和磁化σ８およびＩＶ＋２　ガスを吸着させるＢＢＴ
法で測定した（　Ｑ、ｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅ社Ｑｕａ
ｎｔａｓｏｒｂ”　）比表面積を表−１に示すＡ、　−
ＤのＦｅ−Ｎｉ合金粉末（Ｎ１約５％）ヲ、ラウリルア
セトアルミニウムジイソプロピレートの２．５　ｗｔ％
のトルエン溶液に浸漬し、攪拌後約１０時間放置してか
ら炉別乾燥し、該アルミニウム化合物の粒子表面への結
合量が磁性体粉末に対し、約０．５　ｗｔ％の表面処理
粉末を得た。なおこれらの表面処理粉末をトルエンで洗
浄してもトルエン中に溶出する該アルミニウム化合物は
、粉末粒子に対する結合量の５多以下であった。

なお比較のために、該アルミニウム化合物を含まないト
ルエンで同様の処理をした粉末も用意した。

以上の組成物をボールミルで約１０時間混線分散後オレ
イン酸２．５部、ステアリン酸５部、ブ′チルステアレ
ート６部と２５部のトリイソシアネート化合物（ハイエ
ルムＧ社製“デスモデュールＬ−７５■“）の７５ｗ場
酢酸エチル溶液を加えさらに１時間高速攪拌して、均一
な磁性塗布液を得た。

その塗布液をポリエチレンテレフタレートフィルム上に
塗布し、磁場配向、乾燥後カレンダー処理をして所定の
巾にスリットして磁気テープを得た。

得られた磁気テープの特性を表−２に示す。

粉末及び磁気テープの磁気特性は全て振動試料型磁束計
（Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ　Ｓａｍｐｌｅ　Ｍａｇｎｅｔｏ
ｍｅｔｅｒ束英工業製、Ｖ８Ｍ−１型）による測定値で
示してあシ、強磁性金属粉末及び磁気テープの磁気特性
は測定外部磁場（Ｈｍ）１０　ｋｏｅＯ値である。

ビデオ特性は、記録再生ヘッドをセンダスト合金に改造
したＶＨＥＩ方式ＶＴＲ（松下電器製造、商品名「ＭＶ
−８８００Ｊ）を用いて４　ＭＨｚの再生出力を測定し
た値である。標準テープはＶＨ８用テープＴ１２０１！
：（富士写真フィルム■製造）である。

ＯＮ比は４　ＭＨｚのキャリヤー信号を記録し、再生さ
れた振巾変調信号の五〇　ＭＴｌｚのところのレベルを
ノイズレベルとしたときのＯＮ比である。

減磁は、テープを６０℃−９０％ＲＩ（の雰囲気下に１
週間放置し、最大磁束密度の減少率を調べた。

σ８が大きい磁性体（０，Ｄ）を表面処理した場合（実
施例−１，−２）、角型比が大きく、電磁変換特性が良
好であることが分る。σ８が大きくても表面処理してい
ない磁性体の場合（比較例−３，−４）、角型比も小さ
く、又、電磁変換特性は、磁性体粉末の分散性があまシ
よくないためにノイズが高く、従ってＯＮ比が低い。

また表面処理していない場合は、減磁率が大きかった。

実施例−３〜５、比較例−５〜−８ 実施例−１において、宍−３に示すＥ、Ｆ、Ｃ。

Ｇの４種のＦｅ−Ｎ１強磁性合金粉末を用いて同一の条
件で磁気テープをつくり同一の方法で諸物件を測定した
。その結果が表−４である。

磁性体の比表面積は、ある程度大きくないと磁性体を表
面処理しても良好な電磁変換特性が得られなかった。

比表面積が大きい場合でも表面処理した方が電磁変換特
性はさらに改良された。この表面処理の効果は、比表面
積が大きいほど有効であった。減磁率も同様に表面処理
することで改良され比表面積が大きいほどその効果は大
きかった。

以下に測定方法を示す。

磁気特性は、振動試料型磁束計（東英工業■製造、商品
名１’−ｖｓＭ−［１型」）による測定値である。

ビデオ特性は、記録再生ヘッドをセンダスト合金に改造
したＶＨ８方式ＶＴＲ（松下電器■製造、商品名「ＮＶ
−８８００Ｊ）を用いて４　ＭＨｚの再生出力を測定し
た。標準テープはＶＨ８用テープＴｌ２０Ｋ（富士写真
フィルム■製造）である。

ＯＮ比は４　ＭＨｚのキャリアー信号を記録し、再生さ
れた振巾変調信号のｌ　ＯＭＨＨのところのレベルをノ
イズレベルとしたときの比である。

減磁率（ｄさきのＶＳＭ−１１１型によシ残留磁束密度
Ｂｒを（測定磁場Ｈｍ　＝　２　ｋｏｅ　’）測定し下
式によりめた。ここでＢｒ’は６０℃、９０チＲＨ下に
７日間保存后の残留磁束密度を示す。

〔発明の効果〕

以上のごとく本発明の磁気記録媒体は、磁気特性、ビデ
オ出力、ＯＮ比、および減磁率がともにすぐれた、良好
な総合性能を有している。

（ほか３名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 非磁性支持体上に主として強磁性金属粉末と結合剤とか
   らなる磁性層を設けてなる磁気記録媒体において、該強
   磁性金属粉末が３０　ｍ”／　９以上の比表面積と１２
   ０　ｅｍｕ　／　９以上の飽和磁化とを有し、かつ有機
   化合物で表面処理されていることを特徴とする磁気記録
   媒体。