JPS606897B2 - 磁性酸化鉄の製造方法 - Google Patents

磁性酸化鉄の製造方法

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JPS606897B2
JPS606897B2 JP51151637A JP15163776A JPS606897B2 JP S606897 B2 JPS606897 B2 JP S606897B2 JP 51151637 A JP51151637 A JP 51151637A JP 15163776 A JP15163776 A JP 15163776A JP S606897 B2 JPS606897 B2 JP S606897B2
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magnetic iron
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cobalt
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幸一 正木
伸一郎 出沢
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁気記録媒体に使用する磁性酸化鉄の製造方法
に関し、特にコバルト変性ベルトラィド磁性酸化鉄の製
造方法に関する。
磁気記録媒体の高密度化のために高い抗磁力と秀れた角
型比をもつ磁性材料を使用する必要があるが、酸化鉄系
磁性粉末の抗磁力を高めるためにはコバルトで変性する
ことが有効で、これらの先行技術としては例えば米国特
許3031341:同3047505号;同30759
19号;同3081264号:同3117933号;同
3243375号;同3245062号;同32784
40号;同3573980号;同3664163号;同
3671435号;同3720618号;同37251
26号;同3748270号:同3770500号;同
3873461号;同3873462号;同38973
54号;同3903004号;同390454び号;特
公昭41−6538号、同41−2771計号、同42
一6113号、同47一1851び号、同48−109
94号、同48−1575少号、同49一4264号、
特開昭47−22704号、同48一1998号、同4
8−16194号、同48−20098号、同48−5
1297号、同48−54497号、同48−7609
7号、同48−87397号、同48一10159叫号
、同49一69103号、同49−69104号、同4
9一7439y号、同49一74400号、同49一1
13199号、同49一119197号、同49−11
9196号、同49一120607号、同49一104
195号、同49−104194号、同49一1041
93号、同49一10859計旨、同50一1969計
号、同50−38099号、同50一37668号、同
50一37667号、同50一36353号、同50一
36354号、同50一51989号、同50一785
9y号、同50一85612号、同50一13669y
号、同50一145898号、同50一154198号
、同50一158598号などが知られている。
このような先行技術により作られたコバルト変性磁性酸
化鉄を用いて磁気テープ等の磁気記録媒体を作成したと
き、コバルトが関与する不安定性に起因する下記の如き
問題′点が存在する。
川 情報信号がコバルト変性磁性酸化鉄粒子に記録され
、再生、保管されたとき加圧、加熱に対して不安定で記
録された信号が弱くなる。(ii) 粒子間のコバルト
量の不均一に起因する抗磁力分布が広がり、高抗磁力成
分を生じる。
この高抗磁力成分が磁気記録体の消去特性を悪化させる
。ti;i)経時により抗磁力が不可逆的に増加する。
これに関してはYas側lmaokaらにより研究され
“Proc.lntem.Conf.on Fenjt
es’’ 1970、Japan,467〜470頁(
1971年発行)に報告されている。M 抗磁力分布の
ひろがりのうち低抗磁力成分と加熱に対する不安定さと
が組み合わさり、コバルト変性磁性酸化鉄は転写特性(
日int一比rou亀)が悪化する。
以上の先行技術からも明らかであるが、磁性酸化鉄の抗
磁力を高めるためにコバルトの結晶異方性が利用されて
いた。最近ベルトラィド磁性酸化鉄の表面をメタリン酸
ナトリウムで処理することにより抗磁力が上昇したとい
う報告がある。〔特開昭50−151397号、“Ja
pan.J.Appl.”14(12)、2091〜2
092頁(1975)〕しかしながら得られた高抗磁力
磁性粉末は水及びアルコール等の溶剤で洗浄すると抗磁
力は使用した原料の磁性酸化鉄の抗磁力にもどってしま
う。
また、経時によっても緩和現象があり、抗磁力が低下す
ると報告されている。現象としては極めて興味深いもの
であり、今後研究も進歩し理解が深まるものとは思われ
るが、洗浄による抗磁力の低下、経時による抗磁力の低
下を克服しなければ磁気記録媒体の原料として使用でき
ないのは明らかである。ところで加圧減磁、経時安定性
を改良した磁性酸化鉄としてFe304とy−Fe2Q
の中間酸化度をもつベルトラィド化合物Fe○×(1.
33<x<1.5)が知られており椿公昭39−103
07号、同48−39639号に記載がある。
Fe304(x=1.33)とy−Fe203(x=1
.5)は連続団漆系を作り、これらのベルトラィド化合
物はFe仇で表表わすことができ、xは・ 交す両{(2価の鉄の原子%)×2十(3価の鉄の原子
%)×3}で鉄の酸化状態をあらわす。
xは鉄原子の酸化還元適正、熱重量分析、X線回折によ
る格子定数の変化などより求めることができる。格子定
数の変化より求めるとき、ASTMカードからみても明
らかなように標準とするFe304、y−Fe203の
格子定数に微妙な差があり、わずかだが不明確さが残る
可能性がある。特公昭39−10307号、同48一3
963計戦こ記載されているベルトラィド化合物は特に
加圧減磁、経時変化に対し安定であるが、これらの抗磁
力は300〜45比たで、最近要求の強い高密度磁気記
録媒体に使用するためには全く不十分であり抗磁力を高
める必要がある。本発明で原料として使用するベルトラ
ィド磁性酸化鉄の製法としては従来技術を使用でき、F
e304を部分酸化する方法、あるいはy−Fe203
を部分還元する方法により得られる。
工業的規模で安定してベルトラィド磁性酸化鉄を得るた
めにはFe304を部分酸化した方が容易である。すな
わち、Q−Fe00日を300〜600℃で2〜6時間
脱水しQ−Fe203を作り、300〜45000にて
日2、都市ガスなどの還元性ガスを1〜6時間通じFe
304を得る。150oo以下に冷却後、空気:窒素(
1:2)の混合ガスを1〜4時間流して、Fe304を
ベルトラィド磁性酸化鉄を製造する。
所望の酸化度により混合ガスを流す時間を調節する。こ
の方法は還元工程より連続してベルトラィド磁性酸化鉄
を作る方法であり、原料のQ一Fe00日の粒状により
部分酸化の進行度が均一でない場合もあり、この様な場
合はFe304を粉砕した後、60〜70午0の恒温槽
中に15〜4朝時間保持する。後者の方法は均一に酸化
が進行しており好ましいベルトラィド磁性酸化鉄である
。コバルトに起因する不安定性を減少する試みはいるい
るなされているが、コバルトの吸着法につき検討を加え
てコバルトの不安定性を改良している〔特関昭49−7
439y号、同49一7440び号、同49一1131
9計号、同49一119196号、同50一37667
号、同50一37668号、同50−85612号など
〕。
これらの方法の特徴は磁性酸化鉄粉末(y−Fe2Q、
Fe304、Feokなど)とコバルトイオンを含む溶
液と混合し、OH基濃度が0.05〜3.比hol/そ
とし、50〜10000に保持して非酸化性雰囲気で処
理することである。コバルトイオンの他に第1鉄イオン
を共存させたり、また鰭化剤を共存させる提案もなされ
ている。当業者によれば理解されるように固体のpHは
その水性懸濁液のpHをガラス電極により測定し決定さ
れる。コバルト変性磁性酸化鉄のpHが高いとその粒子
は磁気記録媒体を製造するとき混練に使用する有機物と
混和いこくいという不利益を有している。前述の先行技
術で用いられているOH基濃度が0.05〜3.皿ol
/そで処理するという条件は磁性酸化鉄のpHを極めて
高くし、充分に水洗をしても磁性酸化鉄のpHはさほど
下がらない。
また、反応条件について検討すれば明らかなごとく、0
.05〜3.肌ol/その高アルカリで、かつ、50〜
10000に加熱して、2時間から6時間反応するとい
うのは極めて危険な作業といわざるをえない。また、高
アルカリ性の磁性酸化鉄のスラリ−から磁性酸化鉄をア
ルカリを分離することも困難であり、水洗にともなう高
アルカリ性排液の処理、アルカリ資源をいたずらに消費
するなど、公害対策、省資源という観点からまだまだ改
良せねばならない。本発明の目的は第1に、粒子間のコ
バルト量を均一にし、消去特性のすぐれたコバルト変性
磁性酸化鉄の製造方法を提供することである。
第2に、加圧、加熱に対して安定なコバルト変性磁性酸
化鉄の製造方法を提供することである。
第3に、経時による抗磁力の変化の少ないコバルト変性
磁性酸化鉄の精造方法を提供することである。第4に、
転写特性(print−throu教)がすぐれたコバ
ルト変性磁性酸化鉄の製造方法を提供することである。
第5に、コバルト変性磁性酸化鉄の製造方法において公
害対策、省資源という観点より経済的な製造方法を提供
することである。
本発明が完成するにいたった背景を述べると、本発明者
らはコバルト変性y−Fe203、コバルト変性Fe3
04の各種の減磁につき研究を続け、種々の知見を得、
特性の改良を進めてきた。
コバルト変性磁性酸化鉄と通常の磁性酸化鉄の特性を比
較するとき抗磁力の相異を考慮にいれる必要があるが、
前者は転写特性〔print−through〕、消去
特性が著しく劣化する。コバルト変性磁性酸化鉄をy−
Fe203とFe304の中間酸化度に調整すると加圧
減磁はかなり改善される。転写特性、消去特性、加圧減
磁、加熱減磁などがコバルトで変性されていない磁性酸
化鉄を同等であるコバルト変性磁性酸化鉄を得るべく研
究を行ない、全く予期しない発見をした。本発明はこの
発見に基づき完成されたものである。次に本発明の基礎
となった全く予期しえなかった発見について説明する。
各種製造方法で得られたベルトラィド磁性酸化鉄(Fe
OX、1.33<×<1.5)を水中に分散させ、スラ
リー化する。
このスラリー中にあらかじめ生成したCo(OH)2を
加.えて混合櫨拝したところ全く予期せぬことに抗磁力
が約50〜10のe出発原料よりも高くなった。また、
ベルトラィド磁性酸化鉄を水中に分散させスラリー化し
、これにあらかじめ熔解したコバルト水溶液を加え混合
蝿拝し、次いで加えたコバルトイオン全量をCo(OH
)2とするだけのアルカリ量を加え混合郷拝し、次いで
常法により水洗、炉過、乾燥したところ、抗磁力が50
〜10比×出発原料よりも高くなった。これらの操作は
すべて室温で行なった。上昇した抗磁力は水および他の
有機溶剤で洗浄したりしても低下することもなく、また
経時により緩和して原料の抗磁力にもどるという現象は
認められず、磁気記録体とするためボールミル等の分散
器を用い長時間分散してもほとんど抗磁力は低下しなか
った。その表面に○o(OH)2が吸着したベルトラィ
ド磁性酸化鉄を含むスラリーを蝿拝しながら、50〜1
0030の温度に1〜6時間保持し、次いで常法により
水洗、炉過したところ、Co(OH)2が吸着されたと
きよりもさらに抗磁力は10〜3のe上昇した。このよ
うにして得られたコバルト変性磁性酸化鉄を水および他
の有機溶剤で洗浄したりしても、抗磁力が低下したりす
ることもなく、経時により緩和して原料の抗磁力に戻る
という現象はは認められず、磁気記録媒体とするためボ
ールミル等の分散器を用い長時間分散してもほとんど抗
磁力は低下しなかった。この様なべルトラィド磁性酸化
鉄とCo(OH)2の相互作用により磁性体の抗磁力が
50〜10比たも高くなることは全く新規な発見であり
、ベルトラィド磁性酸化鉄と、Co(OH)2の相互作
用の機構は全く未知である。
すなわち、本発明はFe304とy−Fe203の中間
酸化度としたベルトラィド磁性酸化鉄Fe○×(1.3
3<x<1.5)をスラリー化し、pH6〜11でCo
(OH)2を共存させ蝿梓を行なうことにより、抗磁力
が出発物質の抗磁力の1.1倍以上としたこを特徴とす
るコバルト変性ベルトラィド磁性酸化鉄の製造方法であ
る。
本発明における最も重要な点はベルトラィド磁性酸化鉄
を水に分散せしめスラリーとするとき、いかに均一に一
次粉子とするかという点と「Co(OH)2をいかに均
一にベルトラィド磁性酸化鉄の1次粉子に吸着させるか
という点である。
Fe304とy−Fe203の中間酸化状態にあるベル
トラィド磁性酸化鉄のFe2十とFe3十の定量は酸化
還元滴定、熱重量分析などで行うことができる。
ベルトラィド磁性酸化鉄をFe○×、・ x=友了両〇{(2価の鉄の原子%)×2十(3価の鉄
の原子%)×3}で表わすとき、xの範囲が1.34〜
1,49のとき有効であるが、1.35〜1.47が好
ましく、特に1.35;x;1.45が好ましい。
ベルトラィド磁性酸化鉄を水に分散する時使用する装置
はボールミル、サンドミル、コロイドミル、振動ミル、
高速鷹梓機などが適している。
スラリーを作るときのベルトラィド磁性酸化鉄と水の割
合は約1三2〜約1:100が有効で、特に1:5〜1
:20が好適である。濃度が高すぎても、低すぎても、
分散してスラリー化するのが困難である。ベルトラィド
磁性酸化鉄をFe304として鉄イオン量を計算し、こ
れに対する変性コバルトイオン量を原子%で算出し、C
o(OH)2もし〈はコバルト塩溶液を加える。
家庭用ビデオカセットのごとく、高密度磁気記録体の製
造に用いるとき、ベルトラィド磁性酸化鉄を変性するコ
バルトイオンの量は0.5〜10原子%が好ましいが、
特に0.5〜5原子%が好適である。
コバルトイオン量が0.3原子%以下だと変性後の磁性
酸化鉄の抗磁力上昇が少なく、また10原子%以上であ
ると抗磁力が飽和しまた飽和磁化が減少してしまう。周
知のごとくCo(OH)2の沈澱は生成直後は青色で、
放置しておいたり、また、加熱すると淡赤色に変化する
また、Co(OH)2は酸化されやすいものであり、空
気に触れさせておくと徐々に酸素を吸収し、褐色のCo
(OH)3に変化する。本発明に使用するCo(OH)
2は青色のものが最も好都合で、熟成の進んでいないC
o(OH)2を使用する必要がある。ベルトラィド磁性
酸化鉄にCo(OH)2を吸着させる工程は蝿梓機つき
のタンクで行なうのが最も好都合であり、さらに加熱装
置(たとえば蒸気を通ずることのできるジャケットもし
くは蛇管など)が付属しているのが良い。
Co(OH)2を吸着をさせるときのスラリー濃度は磁
性酸化鉄:水の比が約1:5から約1;100が好まし
く、特に1:8〜1:25が好ましい。スラリーのpH
は6.0〜11に調整し、Co(OH)2が溶解しない
様にする必要がある。
Co(OH)2を均一に吸着させるために渡洋を行なう
が、麓梓時間は0.25〜3時間がよく、特に0.5〜
2時間がよい。0.2即時間以下ではCo(OH)2が
均一に吸着されず抗磁力分布が大きくなり、また3時間
以上行なっても効果はなかった。
実施例1,10,11に示すごとくCo(OH)2を吸
着させたベルトラィド磁性酸化鉄スラリーを加熱したと
き、抗磁力はさらに10〜3のe上昇したが、このとき
加熱温度は50〜10000がよく「特に70〜98o
oが好ましい。
また、加熱時間は0.5〜6時間がよいが、1〜4時間
が特に好ましい。加熱時間が0.曲時間以下だと抗磁力
の上昇が少なく、また6時間以上加熱しても抗磁力が上
昇する効果は飽和してしまったり逆に抗磁力が低下した
りさえする。水洗、脱水、乾燥は常法によって行なうが
、乾燥は50〜8000で行ない、酸化によりベルトラ
ィド磁性酸化鉄のFe2十イオンとFe3十イオンの割
合を大きく変化させないように注意して行なう。
乾燥時間は12〜4観時間で充分である。本発明で用い
ることのできるコバルト塩は、水溶性の塩ならばいずれ
でもよいが、特に硫酸コバルト「塩化コバルト、硝酸コ
バルトなどが好ましい。
またコバルト塩を中和してCo(OH)2を作るアルカ
リは、NaOH、KOH、アンモニア水、尿素などがよ
い。
本発明の製造方法によって得られたコバルト変性ベルト
ラィド磁性酸化鉄は粒子長約0.3〜IAm、好ましく
は0.4〜0.8山m、針状比が約1/6〜1′15、
好ましくは1′8〜1/15の針状酸化鉄である。
本発明によるコバルト変性磁性酸化鉄は磁性体としてそ
れのみを用いた磁気記録媒体もすぐれた特性を有してい
るが、他の磁気記録用磁性体〔例えばy−Fe203,
Fe304,Fe0×(1.33<x<1.5),Cの
2、合金粉末など〕と漁混合して磁気記録体を形成して
もよい。
さらに重層塗布した磁気記録体に用いても好適で、磁気
記録体の設計により、上層、下層のいずれにも使用でき
る。重層塗布する場合も上言己と同様に他の磁性体と混
合して使用してもよい。通常の塗布型磁気記録体は非磁
性支持体上に本発明の製造方法によるコバルト変性ベル
トラィド磁性酸化鉄結合剤を有機溶剤を用いて泥練分散
した磁性塗布液を塗布、乾燥することによって磁性層を
形成したものだある。
本発明に使用する磁性塗料の製法に関して特公昭35一
15号、39−26794号、43一186号、47一
28043号、47−28045号、47一28046
号、47一28048号、47一31445号、48−
11162号、48−21331号、48一33683
号、ソ連特許明細書308033号;米国特許2581
414号;同2855156号;同3240621号;
同3526598号;同3728262号:同3790
407号;同3836393号等にくわしく述べられて
いる。
これらに記載されている磁気塗料は強磁性微粉末、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、研摩剤、帯電防止剤等の添加剤を含む場合もある。
上記の強磁性微粉末は本発明のコバルト変性ベルトラィ
ド磁性酸化鉄の他にこれ以外の強磁性微粉末、例えば強
磁性酸化鉄、強磁性二酸化クロム、強磁性合金粉末など
を併用することもできる。
上記の強磁性酸化鉄としてはマグヘマィト(y−Fe2
03)、マグネタイト(Fe304)及びこれらの強磁
性酸化鉄に2価の金属が添加されたもの、本発明の出発
物質であるベルトラィド磁性酸化鉄などが併用できる。
2価の金属としてはCr,Mn,Co,Ni,Cu,Z
nなどがあり、上記酸化鉄に対して0〜1山■mic%
の範囲で添加される。上記の強磁性二酸化クロムとして
はCの2およびこれにNa,K,Ti,V,Mn,Fe
,Co,Ni,Tc,Ru,Sn,Ce,Pbなどの金
属、P,Sb,Teなどの塩、またはこれらの金属の酸
化物を0〜2仇×.%添加したCr02が併用される。
上記の強磁性酸化鉄および強磁性二酸化クロムの針状比
は2/1〜20/1程度(好ましくは5/1以上)、平
均長は0.2〜2.0仏m程度の範囲が有効である。上
記の強磁性合金粉末としては金属分が75wt.%以上
であり、金属分の8冊t.%またはそれ以上が少なくと
も一種の強磁性金属(すなわち、Fe,Co,Ni,F
e一Co,Fe−Ni,Co−NiまたはCo−Nj‐
Fe)であり、金属分の2肌t.%またはそれ以下、好
ましくは0.5〜5wt.%がAI,Si,S,Sc,
Ti,V,Cr,Mn,Cu,Zn,Y,Mo,Rh,
Pd,Ag,Sn,Sb,Te,B9,Ta,W,Re
,Au,Hy,Pb,Bi,La,Ce,Pr,Nd,
B,Pなどの組成を有するものであり、少量の水、水酸
化物または酸化物を含む場合もある。
上記の強磁性合金粉末は長径が約0.5m仏以下の粒子
である。
具体的には、特公昭36−5515号、同37−482
5号、同39一500針号、同39−10307号、同
44−14090号、同45−18372号、同47−
22062号、同47−22513号、同46一284
66号、同46一38755号、同47−4286号、
同47−12422号、同47−17284号、同47
一18509号、同47−18573号、同48−39
63■号、米国特許3026215号;同303134
1号;同3100194号;同3242005号;同3
389014号;英国特許752659号;同7827
62号;同1007323号;フランス特許11076
54号:西ドイツ公開特許(OB)1281334号等
に記載されている。
使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。
熱可塑性樹脂として軟化温度が150oo以下、平均分
子量が10000〜200000、重合度が約200〜
2000程度のもので、例えば塩化ビニル酢酸ピニル共
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、アクリル酸ェステルアク
リロニトリル共重合体、アクリル酸ェステル塩化ビニリ
デン共重合体、アクリル酸ェステルスチレン共重合体、
メタクリル酸ヱステルアクリロニトリル共重合体、メタ
クリル酸ェステル塩化ビニリデン共重合体、メタクリル
酸ェステルスチレン共重合体、ウレタンェラストマ−、
ポリ弗化ビニル、塩化ビニリデンアクリロニトリル共重
合体、ブタジェ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、セルロースダイアセテ
ート、セルローストリアセテート、セルロースプロピオ
ネート、ニトロセルロース等)、スチレンブタジェン共
重合体、ポリエステル樹脂、各種の合成ゴム系の熱可塑
性樹脂(ポリブタジエン、ポリクロロプレン、ポリイソ
プレン、スチレンブタジェン共重合体など)及びこれら
の混合物等が使用される。
これらの樹脂の例示は特公昭37−6877号、39−
12528号、39−19282号、40−5349号
、40−20907号、41−9463号、41−14
05y号、41−16985号、42−6428号、4
2−11621号、43−4623号、43−1520
6号、44−288び号、44−17947号、44−
18232号、45−1402ぴ号、45−14500
号、47−18573号、47一22063号、47−
22064号、47−22068号、47一22069
号、47−22070号、48一27886号、米国特
許3144352号;同3419420号;同3499
789号;同3713887号に記載されている。
熱硬化性樹脂又は反応型樹脂としては塗布液の状態では
200000以下の分子量であり、塗布、乾燥後に添加
することにより、縮合、付加等の反応により分子量は無
限大のものとなる。
又、これらの樹脂のなかで、樹脂が熱分解するまでの間
に軟化又は溶融しないものが好ましい。具体的には例え
ばフェノール・ホルマリンーノボラック樹脂、フェノー
ル。ホルマリンーレゾール樹脂、フェノール。フルフラ
ール樹脂、キシレン・ホルムアルデヒド樹脂、尿素樹脂
、メラミン樹脂、鞄性油変性ァルキッド樹脂、石炭酸樹
脂変性アルキッド樹脂「マレィン酸樹脂変性アルキッド
樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ェポキシ樹脂と硬化剤
(ポリアミン、酸無水物、ポリアミド樹脂、その他)、
末端ィソシアネ−トポリェステル湿気硬化型樹脂、末端
ィソシアネートポリェーテル湿気硬化型樹脂、ポリィソ
シアネートプレポリマー(ジィソシアネートと低分子量
トリオールとを反応させて得た1分子内に3ケ以上のィ
ソシアネート基を有する化合物、ジィソシアネートのト
リマー及びテトラマー)、ポリイソシアネートプレポリ
マーと活性水素を有する樹脂(ポリエステルポリオール
、ポリエーテルポリオール、アクリル酸共重合体、マレ
ィン酸共重合体、2−ヒドロキシェチルメタクリレート
共重合体、パラヒドロキシスチレン共重合体、その他)
及びこれらの混合物等である。これらの樹脂の例示は特
公昭39−8103号、40−9779号、41−71
92号、41−8016号、41−14275号、42
一1817y号、43−12081号、44一2802
3号、45−14501号、45−24902号、46
−13103号、47−22065号、47−2206
6号、47−22067号、47−22072号、47
一22073号、47一28045号、47一2804
8号、47一28922号、米国特許3144353号
;同3320090号;同343751ぴ号;同359
7273号;同378121ぴ号;同3781211号
に記載されている。
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。
強磁性粉末と結合剤との混合割合は重合比で強磁性粉末
100重量部に対して結合剤8〜40の重量部、好まし
くは10〜20の重量部、更に好ましくは10〜10の
重量部の範囲で使用される。磁気記録層には、前記のバ
インダー、強磁性微粉末の他に添加剤として分散剤、潤
滑剤、研磨剤、帯電防止剤等が加えられてもよい。分散
剤としてはカプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリ
スチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレィン酸、
ェラィジン酸、リノール酸、リノレン酸、ステアロール
酸等の炭素数12〜18個の脂肪酸(R,COO日、R
,は炭素数11〜17個のアルキルまたはアルケニル基
);前記の脂肪酸のアルカリ金属(Li,Na,K等)
またはアルカリ士類金属(Mg,Ca,Ba)から成る
金属石鹸;前記の脂肪酸ェステルの弗素を含有した化合
物;前記の脂肪族のアミド;ポリアルキレンオキサイド
アルキルリン酸ェステル;レシチン;トリアルキルポリ
オレフィンオキシ第四アンモニウム塩(ァルキルは炭素
数1〜5個、オレフィンはエチレン、プロピレンなど)
;等が使用される。
。この他に炭素数1沙〆上の高級アルコール、およびこ
れらの他に硫酸ェステル等も使用可能である。これらの
分散剤は結合剤10の重量部に対して0.5〜20の重
量部の範囲で添加される。これらもこついては特公昭3
9一2836叫号、同44−17945号、同48−7
441号、同48−15001号、同48−15002
号、同48−16363号、同50−4121号、米国
特許3387993号;同3470021号等に記載が
ある。潤滑剤としてはグラフアィトなどの導電性微粉末
;二硫化モリブテン、二硫化タングステンなどの無機微
粉末;ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン塩
化ビニル共重合体、ポリテトラフルオロェチレンなどの
プラスチック微粉末;Q−オレフィン重合物;常温で液
状の不飽和脂肪族炭化水素(n−オレフィン二重結合が
末端の炭素に結合した化合物、炭素数約20);炭素数
12〜2川固の一塩基性脂肪酸と炭素数3〜12個の一
価アルコールから成る脂肪酸ェステル類などが使用でき
る。
これらの潤滑剤は結合剤10の重量部に対して0.2〜
20重量部の範囲で添加される。これらについては特公
昭41−18064、43一23889号、同46一4
0461号、同47一15621号、同47一1848
2号、同47一28043号、同47一32001号、
同50−504が号、米国特許3470021号;同3
492235号:同3497411号;同352308
6号;同3625760号;同3630772号;同3
642539号;“IBM Technical Di
sclosmeBulletin”Vol.9,No.
7,Pa袋779(1966年12月);“ELEKT
RONIK”1961年,No.12,Pa銭38笹等
‘こ記載されている。研暦剤としては一般に使用される
材料で溶融ァルミナ、炭化ケイ素、酸化クロム、コラン
ダム、人造コランダム、ダイアモンド、人造ダイアモン
ド、ザクロ石、ェメリー(主成分:コランダムと磁鉄鉱
)等が使用される。
これらの研磨剤はモース硬度が5以上であり、平均粒子
径が0.05〜5りmの大きさのものが所用され、特に
好ましくは0.1〜2仏mである。これらの研磨剤は結
合剤100重量部に対して0.5〜2の重量部の範囲で
添加される。これらについては特公昭47−18572
号、同48一15003号、同48−15004号(米
国特許3617378号)、同49一39402号、同
50一9401号、米国特許3007807号;同30
41196号;同3293066号;同363091号
;同3687725号;英国特許1145349号;西
ドイツ特許(DT−PS)853211号;同1101
000号に記載されている。帯電防止剤としてはカーボ
ンブラック、カーボンブラックグラフトポリマーなどの
導電性徴粉未;サポニンなどの天然界面活性剤;アルキ
レンオキサィド系、グリセリン系、グリシドール系など
のノニオン界面活性剤;高級アルキルアミン類、第4級
アンモニウム塩類、ピリジンその他の複素環類、ホスホ
ニウム又はスルホニウム類などのカチオン界面活性剤;
カルホン酸、スルホン酸、燐酸、硫酸ェステル基、燐酸
ェステル基等の酸性基を含むアニオン界面活性剤:アミ
ノ酸類、アミノスルホン酸類、アミノアルコールの硫酸
または燐酸ェステル類等の両性活性剤などが使用される
上記の導電性微粉末は結合剤100重量部に対して0.
2〜20重量部が、界面活性剤は0.1〜1の重量部の
範囲で添加される。
これら帯電防止剤として使用し得る導電性微粉末および
界面活性剤化合物例の一部は特公昭46−22726号
、同47−24881号、同47−26882号、同4
8−15440号、同48−26761号、米国特許2
271623号、同2240472号、同228822
6号、同2676122号、同2676924号、同2
676975号、同2691566号、同272786
0号、同2730498号、同2742379号、同2
739891号、同3068101号、同315848
4号、同3201253号、同3210191号、同3
294540号、同3415649号、同344141
3号、同3442654号、同3475174号、同3
545974号、西ドイツ特許公開(OLS)1942
665号、英国特許1077317号、同119845
び号等をはじめ、小田良平池著「界面活性剤の合成とそ
の応用」(横書店1964年版);A.M.シュワルツ
&J.W.ベイIJ著「サーフェス アクテイブエージ
エンツ」(インターサイエンス・パブリケーション・イ
ンコーポレティド1958年版)J.P.シスリー箸「
ェンサィクロベディア オブ サーフェスアクティブ
ェージェンッ、第2巻」(ケミカルパブリッシュカンパ
ニ一1964年版);「界面活性剤便覧」第6刷(産業
図書株式会社、昭和41年12月20日)などの成書に
記載されている。
これらの界面活性剤は単独または混合して添加してもよ
い。
これらは帯電防止剤として用いられるものであるが、時
としてその他の目的、たとえば分散、磁気特性改良、潤
滑性の改良、塗布助剤として適用される場合もある。磁
気記録層の形成は上記の組成で有機溶媒に溶解し、混線
、分散し、それぞれ塗布溶液として、非磁性支持体上に
塗布、乾燥する。
この磁性層を塗布後、乾燥するまでの間にそれぞれの磁
性層中の磁性粉末を配向する処理を行なうこともでき、
又、乾燥後にそれぞれの磁性層の表面平滑化処理を行な
うこともできる。この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、ポリエチレン一2,6ーナフ
タレート等のポリエステル類、ポリプロピレン等のポリ
オレフイン類、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譲導体、ポリカーボネー
トなどのプラスチック、Cu、AI、Znなどの非磁性
金属、ガラス、磁器、陶器等のセラミックなどが使用さ
れる。
又、非磁性支持体の形態はフィルム、テープ、シート、
ディスク、カード、ドラム等いずれでも良く、形態に応
じて種々の材料が必要に応じて選択される。
これらの非磁性支持体の厚みはフィルム、テープ、シー
ト状の場合は約2〜50Am程度好ましくは3〜25仏
mである。
又、ディスク、カード状の場合は0.5〜10柳程度で
あり、ドラム状の場合は円筒状とし、使用するレコーダ
ーに応じてその型は決められる。上記の非磁性支持体は
、フィルム、テープ、シート、薄型フレキシブルティス
ク等の可榛性支持体の場合は帯電防止、転写防止、ワウ
フラッターの防止等の目的で、磁性層を設けた側の反対
の面がいわゆるバックコート(backcoat)され
ていてもよい。
バックコートに関しては、例えば米国特許280440
1号、同3293066号、同3617378号、同3
062676号、同3734772号、同347659
6号、同2643048号、同2803556号、同2
887462号、同2923642号、同299745
1号、同3007892号、同3041196号、同3
115420号、同3166688号、同376131
1号等に示されている。
磁性粉末及び前述のバインダー、分散剤、潤滑剤、研磨
剤、帯電防止剤、溶剤等は泥練されて磁性塗料とされる
混練にあたっては、磁性粉末及び上述の各成分は全て同
時に、あるいは個々順次に混線機に投入される。
たとえばまず分散剤を含む溶剤中に磁性粉末を加え所定
の時間濠練をつづけて磁性塗料とする方法などがある。
。磁性塗布液の混練分散にあたっては各種の混練機が使
用される。
例えば二本ロールミル、三本ロールミル、ボールミル、
ベブルミル、ト。ンミル、サンドグライダー、Sze舞
ariアトライター、高速ィンベラー分散機、高速スト
レーンミル、高速度衝撃ミル、ディスパー、ニーダー、
高速ミキサー、ホモジナイザー、超音波分散機などであ
る。混練分散機に関する技術は、T.C.PATTON
著の “Paint Flow and Pigmen
t Dispe岱ion”(1964王、JohnWj
ley&Sons社発行)に述べられている。
又、米国特許第2581414号、同2855156号
にも述べられている。支持体上へ前記の磁気記録層を塗
布する方法としてはエアードクターコート、プレードコ
ート、ェアナィフコート、スクイズコート、含浸コ−ト
、リバースロールコート、トランスフアーロールコート
、クラビヤコート、キスコート、キヤストコート、スプ
レィコート等が利用でき、その他の方法も可能であり、
これらの具体的説明は朝倉書店発行の「コーティング工
学」253頁〜277頁(昭和46.3.2損隆行)に
詳細に記載されている。
磁気記録体は非磁性支持体上に上記の塗布法によって磁
性層を塗布、乾燥する。又、この工程を繰り返して連続
塗布操作により2層または2層以上の磁性層を設けても
良い。又、特開昭48−98803号〔西ドイツ公開特
許(DT−OS)2309159号〕、同48−992
33号〔西ドイツ公告特許(DT−AS)230915
8号〕等に記載された如く、多層同時塗布法によって同
時に2層または2層以上の磁性層を設けても良い。塗布
の際に使用する有機溶媒としては、アセトン、メチルエ
チルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノ
ン等のケトン系;メタノール、エタノール、プロパノー
ル、ブタノール等のアルコール系:酢酸メチル、酢酸エ
チル、酢酸ブチル、乳酸エチル、酢酸グリコ一ルモノェ
チルェーテル等のェステル系;エーテル、グリコールジ
メチルエーテル、グリコールモノエチルエーナル、ジオ
キサン等のグリコールェーテル系;ベンゼン、トルェン
、キシレン等のタール系(芳香族炭化水素);メチレン
クロラィド、エチレンクロラィド、四塩化炭素、クロロ
ホルム、エチレンクロルヒドリン、ジクロルベンゼン等
の塩素化炭化水素等のものが使用できる。
この様な方法により、支持体上に塗布された磁性層は必
要により前記のように層中の磁性粉末を配向させる処理
を施したのち、形成した磁性層を乾燥する。
又必要により表面平滑化加工を施したり、所望の形状に
裁断したりして磁気記録体を製造する。この場合、配向
磁場は交流または直流で約500〜2000ガウス程度
である。
磁性層の乾燥温度は約50〜120oo程度、好ましく
は70〜10ぴ0、特に好ましくは80〜9000で、
空気流量は1〜5W/の、好ましくは2〜3私/めで乾
燥時間は約3の砂〜10分間程度、好ましくは1〜5分
である。磁性体の配向方向は、その用途により定められ
る。
即ち、サウンドテープ、小型ビデオテープ、メモリーテ
ープなどの場合にはテープの長さ方向に平行であり、放
送用ビデオテープなどの場合には長さ方向に対して、3
00乃至900の傾きをもって配向される。磁性粉末の
配向方法は下記の特許中にも述べられている。
例えば米国特許1949840号;2796359号;
3001891号:3172776号;3416949
号:347396ぴ号;3681138号;特公昭32
一3427号;39一28368号:40−23624
号;40−23625号:41一13181号;48一
13043号;48−3972公号などである。
又、西ドイツ公告特許(DT−AS)1190985号
、米国特許3775178号などに記載された如く、上
層と下層の酉己向を異なった方向に行なっても良い。前
記のそれぞれの磁性層の乾燥前の塗膜の平滑化処理とし
ては、マグネットスムーザ−、スムーズニングコイル、
スムーズニングブレード、スムーズニングブランケット
等の方法が必要に応じて使用される。
これらは特公昭47一38802号、英国特許1191
424号、特公昭48一11336号、特開昭49一5
3631号等に示されている。前記のそれぞれの磁性層
の乾燥後の表面平滑化処理はカレンダリングなどによっ
て行なわれる。
カレンダリングの場合はメタルロールとコットンロール
または合成樹脂(たとえばナイロン)ロールなどの2本
のロールの間を通すスーパーカレンダー法によって行な
うのが好ましい。スーパーカレンダーの条件は約25〜
100k9/伽、好ましくは30〜80k9/弧のロー
ル間圧力で、約35〜100℃、好ましくは40〜80
午○の温度で、5〜120m/minの処理速度で行な
うのが好ましい。温度及び圧力がこれらの上限以上にな
ると磁性層および非磁性支持体に悪影響がある。又、処
理速度が約5の/min以下だと表面平滑化の効果が得
られなく、約120机/mjn以上だと処理操作が困難
となる。これらの表面平滑化処理については米国特許2
688567号;同2998325号;同378302
3号;西独公開特許(DT−OS)2405222号;
特関昭49−53631号、同50−10337号など
に記載されている。
本発明は以下に示す効果を有するものである。(i)本
発明によるコバルト変性磁性酸化鉄は従来使用されてい
たものに比較し、著しく加圧減磁量が少なく、これを用
いた磁気記録体は情報信号を安定に記録保持しうる。(
ii) 本発明によるコバルト変性磁性酸化鉄は加熱減
磁量が少なく、ヘッドとの接触による温度上昇に対して
も記録された情報信号は安定である。
皿 本発明によるコバルト変性磁性酸化鉄は抗磁力分布
の広がりが小さく高抗磁力成分、低抗磁力成分が少なく
、これを用いて磁気記録体を製造したとき、それら‘こ
起因する消去特性、転写特性(print−thmu述
)が極めて改善された。
GW 本発明の方法はアルカリ濃度が極めて低く、高ア
ルカリ性排液の処理、アルカリ資源の節約という点で極
めて経済的な方法で安全に作業ができる。M 本発明の
方法は、ベルトラィド磁性酸化鉄をあらかじめ1次粒子
にまでほぐし、かつ、その後の工程でもたかだか100
℃の温度しか加わっておらず高温加熱工程が不要で経済
的な方法である。
さらに高温加熱工程がないので出発原料の粒子形状が変
わることがなく、しかも、磁気記録体を作るにあたり、
ボールミルなどで分散し、塗布液を作る際に分散性が極
めてすぐれた磁性酸化鉄を供給することが可能である。
M 本発明の方法によると適当な芯磁材を選択すること
によりコバルトで変性された種々の形状及び粒子サイズ
のベルトラィド磁性酸化鉄を製造することができる本発
明のCo変性ベルトラィド磁性酸化鉄を用し、た磁気記
録体は感度、周波数特性がすぐれ、また変調ノイズが少
なく放送用ビデオテープ、家庭用ビデオテ−プ、電子計
算機用メモリーテープ、メモリーカセット用テープ、デ
ィジタルカセット用テープ、高級サウンドテープ(オー
プンリールテープ、ELカセットテープ、コン/ぐクト
カセツトテープ、カートリッジテープなど)等に使用で
きるすぐれた磁気記録体である。
以下に本発明を実施例により更に具体的に説明する。
ここに示す成分「割合、操作順序等は、本発明の精神か
ら逸脱しない範囲において変更しうるものであることは
本業界に携わるものにとって容易に理解されることであ
る。従って本発明は下記の実施例に制限されるべきでは
ない。実施例中で抗磁力、飽和磁化等の磁気特性を求め
たが、それらは次の様にして求めた。
粉末試料をアクリル製の円板型サンプルホルダーに充填
率が一定(0.7の9/柳3)となる様につめ、振動試
料型磁束計(VSM−3型、東英工業製)にて測定磁場
500は史にてB−日曲線を求め抗磁力及び飽和磁化を
求めた。飽和磁化は磁性体1夕あたりに換算した。テー
プサンプルについてはR−日トレーサー(BH−403
A、日本科学工業製)でB−日曲線を求めた抗磁力、角
型比、B−日曲線の微分曲線の半値幅(△Hc)、配向
度、飽和磁束を求めた。
ビデオカセット等高密度磁気記録体には抗磁力が500
〜60のe程度のものが使用されている。また角型比は
いかに有効に磁束密度を利用するかの目安となり、角型
比は1.0に近いものが望ましいが、y−Fe203を
使用した磁気記録体では0.7〜0.親睦度である。B
−日曲線の微分曲線の半値幅(△Hc)は抗磁力分布の
均一性の程度を示すものである。この値が大きいと消去
特性に問題を生じたり、また抗磁力が同じでもこの値が
大きいとき記録電流を大きくしないと適正な記録ができ
ない。またベルトラィド磁性酸化鉄のFe2十とFe3
十の割合は酸化還元適定により求めた。
0.1夕の試料を洲のHCIIOの‘に溶解し、蒸留水
50の‘を加え、指示薬としてフヱロインを加える。
0.1NのCe(W)溶液で滴定し、フェロィンの赤色
が黄緑色ないし黄色となる終点である。
この第一段の反応はFe2十十C治4十→Fe3十十C
e3十で表わされ、Fe2十量を知ることができる。
適定の終了した液を銀リダクターに通し、Fe3十をF
e2十に還元する。このとき再びフェロインにより赤色
に呈するので新たに指示薬を加える必要はない。再び0
.1NのCe(W)溶液で滴定して金鉄量(Fe2十十
Fe3十)を知ることができる。加えたコバルト量は仕
込量からも知ることができるが、くわしく知る必要があ
るときは蛍光X線法、原子吸光法などで知ることができ
る。尚、以下の実施例において部はすべて重量部を示す
実施例 1 y−Fe203(粒子サイズ0.7〜0.9仏、針状比
短軸:長軸1:14〜1:20)15kgを電気炉(炉
体容積0.18で)に入れ、電気炉内の内温を330o
oとなる様にコントロールして、水素、窒素、1:2の
混合ガス40そ/分で3時間還元した。
均一に還元するために電気炉の炉体を回転しながら行っ
た。還元終了後、炉体を回転を続けながら冷却し、内温
が100qC以下となったら、空気:窒素(1:2)の
混合ガスを5夕/分で流し、冷却をつづける。60qo
以下になるまで空気:窒素の混合ガスを流し、空気にな
じませた後、取り出した。
このようにして得られた磁性酸化鉄の磁気特性は、抗磁
力(Hc):45のe、飽和磁化(os):82.段m
u/夕であり、酸化度:x=1.36のベルトラィド磁
性酸化鉄であった。これを原料Aとする。上記のベルト
ラィド磁性酸化鉄200夕と水2〆をコロイドミルに入
れ5分間分散し、スラリー化し、5そのステンレス製ビ
ーカーに移した。
11.0夕のCOS0417日20を水300の‘に溶
かし、NaOH3.2夕を水200の‘に溶かした液を
加え、貴色のCo(OH)2を形成した。
磁性酸化鉄スラリーを渡洋しながら生成したCo(OH
)2を加えたところ、pHは8.50でこの状態で30
分間蝿拝した。
スラリーを100机【採取して、水洗脱水し60ooで
1虫時間乾燥した。磁気特性および酸化度を測定したと
ころ抗磁力(Hc):53×史、飽和磁化(〇s):8
0.段mu/夕、酸化度:x=1.38であった。サン
プリングした残りのスラリーを加熱し、温度を9800
(昇温には40分を要した)とし、この温度で4時間保
持した。
この間反応の途中経過をみるため98℃になり、0時間
、2時間で途中サンプリングし、水洗脱水し、60oo
で1虫時間乾燥し磁気特性、酸化度を測定した。結果を
第1表に示す。第1表この結果から98℃で加熱するこ
とによりCo(OH)2を吸着させたのみの場合よりも
、抗磁力が10〜2比ださらに高くなった。
実施例 2 実施例1で得た原料A(ベルトラィド磁性酸化鉄)20
0夕と水2夕をコロイドミルに入れ5分間分散し、スラ
リー化し、5そのステンレス製ビーカーに移した。
スラリーを糟拝しながらCOS04・7日20、11.
0夕を水300の上に溶かした液を加え、15分間縄拝
した。スラリー100の‘を採取し、水洗脱水後、60
ooで15分間乾燥し、磁気特性を測定したところ、抗
磁力(Hc):47のe、飽和磁化(os):82.企
mu/夕であった。さらにスラリーを縄拝しながら、3
.2夕のNaOHを200の‘の水に溶かした液を加え
、30分間擬拝した。水洗後、6000で1朝時間乾燥
して磁気特性、酸化度を測定した。抗磁力(Hc):5
410e、飽和磁化(〇s):79.比mu/夕、酸化
度:x=1.40であった。スラリ‐とCOS04水溶
液とを混合すると2的e抗磁力が大きくなるが、アルカ
リを添加し、Co(OH)2を形成したときに大幅に抗
磁力が増加した。実施例 3〜8実施例1で得た原料A
(ベルトラィド磁性酸化鉄)200夕と水2夕をコロイ
ドミルに入れ5分間分散しスラリー化し、5そのステン
レス製ビーカーに移した。
同様にして磁性酸化鉄スラリーを計6個作った。Co量
が1原子%、1.5原子%、2.0原子%、2.5原子
%3.0原子%、5原子%となるようにCOS04・7
日20秤量し、それぞれを水300の‘に溶解し、スラ
リーに加え、櫨拝した。次いで加えたCOS04・7日
20を中和するNaOHを秤量し、それぞれ水200の
上に溶解し、蝿拝している磁性酸化鉄スラリーに加え、
さらに30分縄拝した。このときのスラリーpHを測定
したのち、98℃に昇温(昇温には40分を要した)し
、2時間保持した。充分に水洗、脱水し、60qoで1
8分間乾燥し、磁気特性、酸化度を測定した。得られた
結果を第2表に示す。第2表 実施例 9 Q−Fe00日(粒子サイズ0.4〜0.6山針状比、
短軸:長軸1:7〜1:10)10k9を電気炉(炉体
容積0.18が)に入れ、空気を40そ/分で流し、、
内温を37500として3時間保持し、脱水し、Q−F
e203を作り、次いで内温を320ooとして窒素を
60そ/分で1び分間流し炉体内を窒素で置換する。
その後都市ガスを60〆/分の割合で3時間流し還元し
た。脱水、還元工程は均一に反応を進めるため炉体を回
転しながら行った。還元終了後、炉体は回転を続けなが
ら冷却し、内温が100午C以下となったとき、空気:
窒素(1:2)の混合ガスを5そ/分で流し、冷却を続
ける。6000以下になるまでこの混合ガスを流し、空
気になじませた後取り出した。
このようにして得られた磁性酸化鉄の磁気特性は抗磁力
(Hc):42のee、飽和磁化(〇s):84.企m
u/夕へ酸化度:x=1.38であった。これを原料B
とする。上記磁性酸化鉄200夕と水2夕をコロイドミ
ルに入れ5分間分散し、スラリ−化し、5そのステンレ
ス製ビーカーに移した。
COS04・7日2018.5夕を水300の‘に溶解
し、NaOH5.4夕を水200叫にとかした液を加え
青色のCo(OH)2を形成した。磁性酸化鉄スラリー
を燭拝しながら生成したCo(OH)2を加えたところ
、pHは8.30でこの状態で3び分間鷹幹を続けた。
水洗し6000で15分間乾燥して、磁気特性、酸化度
を測定した。抗磁力(Hc):51$X、飽和磁化(〇
s):79.4emu/夕、酸化度:x=1.40のコ
バルト変性ベルトラィド磁性酸化鉄が得られた。
実施例 10 実施例1で得た原料200夕と水2夕をコロイドミルに
入れ5分間分散し、スラリー化し、5そのステンレス製
ビーカーに移した。
同様にして磁性酸化鉄スラリーを計3個作った。COS
04・7比014.7夕を水300の‘に溶かし、Na
OH4.3夕を水200そに溶かした液を加え、Co(
OH)2を形成した。同様にしてCo(OH)2を計3
個作り、磁性酸化鉄スラリーに加え、50oo、75q
○、98oo、に温度コントロールして6時間反応した
。1時間ごとにサンプリングし、水洗、脱水して600
0で1朝時間乾燥後、抗磁力を測定した。
結果を第3表に示すが50qo〜10000で11〜6
時間保持すると抗磁力が更に約10〜3のe上昇するこ
とが明らかとなった。
第3表 実施例 11 実施例1で作った原料AI0k9を200その容器に入
れ水100〆を加えた。
高速縄梓機(回転数75びpm)で3時間分散しスラリ
ー化した。加熱装置(蒸気を通ずるジャケット)つきの
タンクにスラリーを移し、容器を洗浄した水を加えたと
ころ、スラリーは130夕になった。COS0417日
20550夕を水10〆に溶かし、NaOH158.5
夕を水10そに溶かしたものを加え、Co(OH)2を
形成した。
損拝しているスラリーに上記のCo(OH)2を加え麓
枠を続けた。スラリーをサンプリングし、pHを測定し
たところ7.9を示した。次いでこのサンプリングした
スラリーを水洗し、60こ0で1虫時間乾燥し、磁気特
性、酸化度を測定したところ抗磁力(Hc):527戊
、飽和磁化(os):79.$mu/夕、酸化度:x=
1.39であった。Co(OH)2を加えて30分燈拝
した後、スラリー櫨梓を続けながらジャケットに蒸気を
通して加熱し、60分で980 Cに昇温し「 この温
度で4時間保持した後冷却しデカンテーションをくり返
し、。
脱水「乾燥した。乾燥温度は60q0で、時間は4糊時
間を要した。磁気特性、酸化度を測定したところ抗磁力
(Hc):55Kだ、飽和磁化(〇s):79。次mu
/夕、酸化度:x=1.40であった。比較例 1実施
例1で作った原料A200夕と水2夕をコロイドミルに
入れ5分間分散しスラリー化したのち5そのステンレス
製ビーカーに移した。
COS04・7は011.0夕を水300羽に溶かした
ものをスラリーに加え、15分燈拝したとき、NaOH
3.2夕を水200の‘に溶かした液を加え、さらに3
0分損拝した。スラリ−を水洗、脱水し、60q0で1
筋ご間乾燥した。得られた磁性酸化鉄を窒素雰囲気で3
50℃にて1時間熱処理したのち、磁気特性、酸化度を
測定した。抗磁力(Hc):56柳e、飽和磁化(os
):78.*mu/夕、酸化度:x:1.40であった
。比較例 2 実施例1で作った原料A200夕と水2〆をコロイドミ
ルに入れ、5分間分散し、スラリー化したのち、5その
ステンレス製ビーカーに移した。
スラリーを損拝しながらCOS04・7比011.0夕
を水200の‘に溶かしたものを加え、15分後にNa
OH123夕を水300の‘に溶かした液を加え、1粉
ふ燈拝し、次いでスラリ‐を9が Cに昇温して、12
粉ふ間保持した。このときのスラリ‐のOH基濃度は1
.がである。スラリ−を水洗、脱水し600 Cで1曲
時間乾燥して、磁気特性酸化度を測定した。抗磁力(H
c):57的e、飽和磁化(os):76.段mu/g
、酸化度:x=1.40であった。本案験のとき酸化鉄
の約1′2のNaOHを使用して反応したこともあり、
水洗排液は極めて高アルカリであり、硫酸で中和処理し
て排出する必要があった。
比較例2で得られたコバルト変性ベルトラィド磁性酸化
鉄を2分し一方を空気中27000で熱処理し、コバル
ト変性マグヘマィト(y−Fe203)と,したのち、
磁気特性を測定した。
抗磁力(Hc):41ぶだ、飽和磁化(〇s):72.
1emu/夕であった。
比較例 3 実施例9で得た原料B200夕と水2〆をコロイドミル
に入れ、5分間分散し、スラリー化し、5そのステンレ
ス製ビーカーに移した。
同様にして磁性酸化鉄スラリーを計3個作った。COS
04・7&022.2 夕 、CoC12・紺2019
.0 夕 、Co(N03)2・畑2023.2夕を水
300私に溶かした液を加え、15分間燈拝した。スラ
リー100の【を採取し、水洗、脱水後に6030で1
期時間乾燥し、磁気特性を測定した。結果を第4表に示
す。さらにスラリーを鷹拝しながら9浮0に加熱し、5
時間保持し、水洗、脱水し、6000で1現時間乾燥し
磁気特性を調べた。得られた結果を第4表に示す。第4
表 上記の結果からベルトラィド磁性酸化鉄スラリーにCo
2十イオンを含む溶液を加え額拝したとき、抗磁力が2
0〜3のe上昇した。
このままCo(OH)2を形成させないで加熱したとき
抗磁力はそれ以上上昇することなく逆に減少しさえした
。ベルトラィド磁性酸化鉄スラリ−とCo2十イオンを
含む溶液を共存させたときの抗磁力の上昇は、出発原料
の抗磁力の約10%以下で、Co(OH)2を形成せし
めて抗磁力を大きくすることができた。実施例 12実
施例1で作った原料、1,2,7,9,11,比較例1
,2,および比較例2を空気中で酸化したコバルト変性
−Fe203で得た磁性酸化鉄9種の各々30俵織こ対
し、下記の組成物をボールミルにより充分に混糠、分散
した。塩化ビニル酢酸ビニル共重合体(分子量:400
0、共重合比:87/13) 4の都ェポ
キシ樹脂〔ビスフェノールAとヱピクロルヒドリンの溶
合物、水酸基含有量:0.16、分子量:470、ェポ
キシ含有量:0.36〜0.44比重:(20oo)1
.181〕 3の郭ジメチルポリシロキサン(
重合度:約60)6部トルェンスルホン酸エチルアミド
7部酢酸エチル 25礎
部メチルエチルケトン 25碇部これ
にディスモジュールL一75(商品名、舷yerAG.
製、ポリィソシァネート化合物:3モルのトルエンジイ
ソシアネートと1モルのトリメチロールプロパンのアダ
クト体の75wt.%ェチルアセテート溶液)2碇部を
加え、均一に混合、分散し、磁性塗料とした。
この塗料をポリエチレンテレフタレートベース(厚さ2
5山m)上に乾燥厚10〃mとなるように塗布し、10
0のeで磁場配向し、乾燥、表面平滑化加工をし、スリ
ットし、磁気テープを得た。スリット幅は1′2インチ
とした。得られた磁気テープにつき磁気特性をしらべ結
果を第5表に示す。第5表において配何度は滋場配向方
向と印加磁場方向が一致しているときの角型比P(Br
/Bm)と配向方向と磁場方向が垂直であるときの角型
比V(Br/Dm)を求め「 P/Vより求めた(第5
表、cf.1)。
更に、周波数スベクトラムァナラィザ−(安藤電気KK
製、FSA−IB型)を用い「相対速度11の/sec
.で記録再生し、周波数分析を行ないノイズレベルを比
較し変調ノイズ、感度をしらべた。
感度、変調ノイズの測定はし標準テープを基準として用
いこれをすべて00Bとし、相対値で示してある(第5
表「cf.2)。磁気記録体を実際に使用していて問題
となるのは、くり返して使用しているうちに信号が弱く
なってくる滅磁という現象である。
磁気記録体に画像を記録し、再生をくり返しているとき
初期の出力から30%程出力が低下すると目視でもその
影響が明瞭となる。減磁の原因については種々研究がな
されているが、代表的なものは加圧に起因する織磁、加
熱に起因する減磁があり、前者は何度もテープ走行させ
る時間に問題となり、後者は高速でプリントする時や、
保管の際に問題となり減磁量の少ないことが望まれてい
る。
本実施例中の滅磁試験機による加圧減磁量と実際の磁気
テープをテープデッキを使用し走行させたときの滅磁量
は実験誤差内で一致していた。
加熱減磁について実際のテープで実験するのが困難なた
め、本実施例で求めた滅磁量との対応は不充分であるが
「傾向については一致しているので本実施例で得た値の
間で比較した。本実施例で得た磁気テープを、減磁試験
機にかけ、300回走行後の加圧減磁量を測定した(第
5表、cf.3)。
また、磁気テープを飽和し室温で磁束密度を測定し、サ
ンプルを沸騰水中に、2び分浸潰し、室温まで冷却して
磁束密度を測定し加熱減磁を調べた(第5表、cf.4
)。
SP比(print比rough)は磁気テープに記録
された信号がリールにまかれて保存された時、上層もし
くは下層へ転写された量ともとの信号の比で、数値が大
きいほうがすぐれている。
磁気記録体を長期にわたり保管するときに問題となる特
性で、実用上4×旧以上が望ましい。この転写特性(S
P比)はJISC−55421971により測定した(
第5表「cf.5)。
消去率は記録された信号を所定の消去電流にて消去した
ときの消え残りと記録信号の比で数値が大きいほどすぐ
れている。
磁気記録体をくり返し使用するときに重要な特性であり
、高密度記録のため抗磁力を大きくした磁気記録体では
重要な特性である。また携帯型のビデオレコーダーの場
合のように電源に制約があり、大きな消去電流が流せな
い場合、消去特性が悪いと一度使用したテープを再使用
するのが困難となり、良好な消去特性が望まれている。
実用上望ましい消去特性は6母旧以上である。この消去
率は、標準入力レベル十1江旧で記録し、DN‐34郷
‐1(DENON■日本コロムビア製)を用い消去電流
o.珍にて測定した(第5表、cf.6)。
第 5 表 本発明の磁性酸化鉄を用いて磁気記録体を作るときの特
徴は、分散性の良いことである。
分散時間をみても原料のFe304の63%の分散時間
で良く、また加熱処理した比較例1の50%で良い。加
熱処理はないが、アルカリを添加した比較例2の50%
で良い。アルカリ処理があったため磁性塗料を作り難く
長い分散時間を要し、かつ磁気テープとしたとき表面性
が悪く、変調ノイズが3〜母B悪く、また感度が出ない
原因の一つになっていると考えられる。アルカリで処理
し加熱して酸化した比較例2のy化品は極めて長い分散
時間を要した。このことからもアルカリ処理がなく、加
熱処理のない本発明の効果は顕著で、工業的にみて分散
時間が短かいことの経済的な効果が大であることは、当
業界に携わるものが体験している事実である(第5表、
cf.7)。さらに分散性の良いことが磁気特性に及ぼ
す影響をみるために、角型比、酉己向度につき検討する
本発明により得た磁性酸化鉄を用いた磁気テープの角型
比は、0.79〜0.83と極めて優れた値を示し、ま
た鼓向度も1.8から2.1で比較例にくらべ20〜6
0%良い値を示している。次に磁気特性について検討す
ると、本発明による磁性酸化鉄を用いた磁気テ「ープは
、飽和磁束が比較例よりも約20%大きく、充填度を高
めることが可能で、また抗磁力分布の拡がりを与えると
考えられるB一日曲線の半値幅(△Hc)は20%ほど
比較例よりも良い(第5表、cf.8)。
磁気テープの感度と静特性の関係は種々研究され多くの
因子と関係することが知られている。その中で主要なも
のとして抗磁力、飽和磁束、角型比、配向度、抗磁力分
布のひろがりなどであるが、本発明により得られた磁性
酸化鉄を用いた磁気テープは上述の緒因子が比較例にく
らべすぐれていることと対応して、感度が1〜2dB大
きい(第5表、cf.2)。転写特性(print−比
rou■)について検討すると、本発明によるコバルト
変性磁性酸化鉄の転写は使用した原料と同等かもしくは
それ以上の値をもっており極めてすぐれた転写特性とい
える。
−方Co(OH)2を吸着させ熱処理した比較例1は転
写が47.&旧で本発明のものにくらべ8〜餌B劣って
いる。。またCo(OH)2を吸着させアルカリを加え
高アルカリ中で加熱した比較例2は3〜4dB劣ってい
る(第5表、cf.5)。消去特性は同程度の抗磁力で
ある磁性体を比較する必要があり、抗磁力の小さいもの
は消去特性が良いのが普通である。
それゆえ実施例1,2,7,9,11と比較例1,2を
較べる必要がある。実施例はいずれも消去率が7戊旧以
上であり、比較例にくらべ約7〜1&旧すぐれている。
比較例2と比較例2をさらに酸化したy化品の抗磁力は
それぞれ55のeと38のeだから、y化品の消去率は
大幅に良くなるはずである。しかしながら消去率はそれ
ぞれ6MB、64船でたいして良くなっていない。この
事実より比較例2は高抗磁力成分が多く、y化してもこ
れらの高抗磁力成分がそれほど減少しないと考えられる
。それゆえ本発明による方法は転写特性(print−
through)、消去率とも極めて優れた磁性酸化鉄
の製造方法といえる(第5表、cf.6)。
加圧、加熱減磁については比較例2のマグヘマィトが最
も悪く、実施例1,2,7,9,11はいずれも比較例
1,2よりも同等以下、約1/2の減磁量であった。こ
の様に加圧、加熱減磁とも極めてすぐれた磁性酸化鉄が
得られた(第5表、cf.3およびcf.4)。以上得
られた結果のごとく本発明によるコバルト変性ベルトラ
ィド磁性酸化鉄を用いた磁気記録体は感度が高く、変調
ノイズが低く、転写特性、消去率がすぐれており、加圧
・加熱減磁が少ない極めて優れた磁気記録体であること
が確認された。
本発明は以下に示す実施態様を含むものである。
(i)特許請求の範囲1および2においてスラリー化す
る際のベルトライド磁性酸化鉄と水の割合が約1:2〜
約1:100であることを特徴とするコバルト変性ベル
トラィド磁性酸化鉄の製造方法。
(li) 特許請求の範囲1,2および態様11におい
てコバルトイオンの量を約0.5〜10原子%となるよ
うにCo(OH)2を共存させたことを特徴とするコバ
ルト変性ベルトラィド磁性酸化鉄の製造方法。
(iii) 特許請求の範囲1,2、態様(i〕および
(ii)においてベルトラィド磁性酸化鉄にCo(OH
)2を吸着させる際のスラリー中のベルトラィド磁性酸
化鉄と水の割合が約1:5〜約1:100であることを
特徴とするコバルト変性ベルトラィド磁性酸化鉄の製造
方法。
(iの 特許請求の範囲1,2、態様(i〕,(ii)
および(iii)において凝梓の時間が約0.25〜3
時間であることを特徴とするコバルト変性ベルトラィド
磁性酸化鉄の製造方法。
(V)特許請求の範囲1,2、態様(i)’(ii),
(iii〕およびMの方法により製造されたコバルト変
性ベルトラィド磁性酸化鉄。
M)態様(V}において粒子長が約0.3〜lAm、針
状比が約1′6〜1/15であることを特徴とするコバ
ルト変性ベルトラィド磁性酸化鉄。
Mh 態様(v)およびMのコバルト変性ベルトラィド
磁性酸化鉄を使用した磁気記録体。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 Fe_3O_4とγ−Fe_2O_3の中間酸化度
    としたベルトライド磁性酸化鉄FeOx(1.33<x
    <1.5)をスラリー化し、pH6〜11でCo(OH
    )_2を共存させ撹拌を行なうことにより、抗磁力が出
    発物質の抗磁力の1.1倍以上としたことを特徴とする
    コバルト変性ベルトライド磁性酸化鉄の製造方法。 2 特許請求の範囲1において撹拌を行なう際に50〜
    100℃の温度に0.5〜6時間の間保持することを特
    徴とするコバルト変性ベルトライド磁性酸化鉄の製造方
    法。
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