DE69607717T2 - Magnetischer Aufzeichnungsträger - Google Patents

Description

Bereich der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen magnetischen Aufzeichnungsträger, zum Beispiel ein Magnetband. Insbesondere bezieht sich diese Erfindung auf einen magnetischen Aufzeichnungsträger vom Beschichtungstyp, der eine magnetische Schicht aufweist, die durch Beschichten einer magnetischen Beschichtungszusammensetzung enthaltend ferromagnetische Metallteilchen und ein Bindemittel als Hauptkomponenten auf einen nicht magnetischen Träger gebildet wird, und der vorzüglich hinsichtlich des Outputs, C/N und der Überschreibungs-Charakteristiken im kurzwelligen Bereich ist.
Hintergrund der Erfindung
• Die Technik der magnetischen Aufzeichnung hat herausragende Vorteile gegenüber anderen Aufzeichungssystemen, z. B. daß ein Aufzeichnungsträger wiederholt verwendet werden kann, daß die Signalumwandlung in elektronische Signale so einfach ist, daß ein magnetisches Aufzeichnungsgerät mit peripheren Einrichtungen kombiniert werden kann, um ein System zu bilden, und daß Signale in einfacher Weise revidiert werden können. Aufgrund solcher Vorteile ist die magnetische Aufzeichnung in weitem Umfang auf zahlreichen Gebieten einschließlich Video, Audio und Computeranwendungen verwendet worden.
• Mit Bezug auf Aufzeichnungsträger ist eine weitere Verbesserung in der Aufzeichnungsdichte, der Zuverlässigkeit und der Dauerhaftigkeit immer erwünscht gewesen, um so den Wünschen einer Größenreduktion in Vorrichtungen, einer Verbesserung der Qualität wiedergegebener Signale, einer Verlängerung der Aufzeichnungszeit und einem Anstieg der Aufzeichnungskapazität gewachsen zu sein.
• Zum Beispiel ist es bei magnetischen Aufzeichnungsträgern zur Verwendung in Audio- und Videoanwendungen zu dem Erfordernis gekommen, für die Aufzeichnung/Wiedergabe von Signalen geeignet zu sein, die eine noch kürzere Wellenlänge haben als in herkömmlichen Systemen, und ausgezeichnet hinsichtlich der Zuverlässigkeit und Dauerhaftigkeit selbst bei einer erhöhten Relativgeschwindigkeit von Kopf/Träger zu sein, um der praktischen Verwendung des digitalen Aufzeichnungssystems, das verbesserte Ton- und Bildqualität erzielt, und der Entwicklung eines Video-Aufzeichnungssystems für das Hochzeilenfernsehen gewachsen zu sein.
• Es ist auch bei Computer-Anwendungen erwünscht, einen digitalen Aufzeichnungsträger mit hoher Kapazität zur Speicherung einer ansteigenden Datenmenge darin zu entwickeln.
• Zur Erzielung einer höheren Aufzeichnungsdichte in magnetischen Aufzeichnungsträgern vom Beschichtungstyp sind zahlreiche Verfahren untersucht und vorgeschlagen worden, z. B. vom Standpunkt des Erhalts einer magnetischen Schicht mit verbesserten magnetischen Charakteristiken durch Ersetzen herkömmlicher magnetischer Eisenoxid- Teilchen durch magnetische Teilchen von Eisen oder einer hauptsächlich Eisen umfassenden Legierung oder durch Verwendung magnetischer Teilchen mit verbesserten magnetischen Charakteristiken, z. B. feineren magnetischen Teilchen, und Verbesserung der Fülleigenschaften und der Orientierungseigenschaft dieser magnetischen Teilchen, und von den Standpunkten der Verbesserung der Dispergierbarkeit ferromagnetischer Teilchen und der Steigerung der Oberflächeneigenschaften einer magnetischen Schicht.
• So ist z. B. eine Technik der Verwendung von ferromagnetischen Metallteilchen oder einem hexagonalen Ferrit als ferromagnetische Teilchen zur Steigerung magnetischer Charakteristiken in JP-A-58-122623 (der Ausdruck "JP-A-", wie er hierin verwendet wird, bedeutet eine "nicht geprüfte, veröffentlichte japanische Patentanmeldung"), JP-A-61- 74137, JP-B-62-49656 (der Ausdruck "JP-B-", wie er hierin verwendet wird, bedeutet eine "geprüfte japanische Patentveröffentlichung"), JP-B-60-50323 und den US-Patentschriften 4,629,653, 4,666,770 und 4,543,198 beschrieben.
• JP-A-1-18961 beschreibt ferromagnetische Metallteilchen mit einer Länge der langen Achse von 0,05 bis 0,2 um, einem azikulären Verhältnis von 4 bis 8, einer spezifischen Oberfläche von 30 bis 55 m²/g, einer Koerzitivkraft (Hc) von 1300 Oe oder mehr und einer Sättigungsmagnetisierung (σs) von 120 emE/g oder mehr. Diese Technik stellt feine Metallteilchen zur Verfügung, die eine kleine spezifische Oberfläche haben.
• JP-A-60-11300 und JP-A-60-21307 beschreiben ein Verfahren zur Herstellung feiner azikulärer Kristalle von α-Eisenoxyhydroxid, die zur Verwendung bei der Herstellung ferromagnetischer Teilchen, insbesondere ferromagnetischer Metallteilchen, geeignet sind. Die letztere Veröffentlichung beschreibt, daß ferromagnetische Metallteilchen mit einer Hc von 1450 bis 1600 Oe und einer a5 von 142 bis 155 emE/g aus Goethit mit einer Länge der langen Achse von 0,12 bis 0,25 um und einem azikulären Verhältnis von 6 bis 8 hergestellt werden.
• JP-A-6-340426 und JP-A-7-109122 offenbaren monodisperse spindelförmige Hämatitteilchen, die aus Hämatitkernen, Eisenhydroxid und spezifischen Ionen und extrem feinen ferromagnetischen Teilchen erhalten werden, die durch Verkleinerung der Hämatitteilchen erhalten werden.
• Es ist auch vorgeschlagen worden, zahlreiche oberflächenaktive Mittel (z. B. beschrieben in JP-A-52-156606, JP-A-53-15803, JP-A-53-116114) und zahlreiche reaktive Kupplungsmittel (z. B. beschrieben in JP-A-49-59608, JP-A-56-58135, JP-B-62-28489) zur Steigerung der Dispergierbarkeit ferromagnetischer Teilchen zu verwenden.
• JP-A-1-239819 beschreibt magnetische Teilchen, die durch nacheinander erfolgendes Aufbringen einer Borverbindung und einer Aluminiumverbindung oder einer Aluminiumverbindung und einer Siliciumverbindung auf die Oberfläche von magnetischen Eisenoxidteilchen erhalten werden. Diese bekannte Technik dient zur Verbesserung der magnetischen Charakteristiken und der Dispergierbarkeit.
• JP-A-7-22224 beschreibt ferromagnetische Metallteilchen, in welchen der Gehalt an Elementen der Gruppe 1a des Periodischen Systems 0,05 Gew.-% oder weniger be trägt, und die Aluminium und ein Seltenerdelement in Mengen von 0,1 bis 30% bzw. 0,1 bis 10%, ausgedrückt als die Menge der Atome davon, bezogen auf die Gesamtmenge aller metallischen Elemente, und die einen Gehalt an restlichen Elementen der Gruppe 2a des Periodischen Systems von 0,1 Gew.-% oder weniger haben können. Diese Technik dient dazu, einen magnetischen Aufzeichnungsträger mit hoher Dichte zur Verfügung zu stellen, der gute Lagerungsstabilität und ausgezeichnete magnetische Charakteristiken aufweist.
• Weiterhin ist eine Technik zur Behandlung der Oberfläche einer magnetischen Schicht nach dem Beschichten und Trocknen zur Verbesserung der Oberflächeneigenschaften der magnetischen Schicht vorgeschlagen worden (z. B. beschrieben in JP-B-60-44725).
• Es werden heftige Anstrengungen unternommen, um Signale mit kürzeren Wellenlängen zu verwenden, um höhere Aufzeichnungsdichten auf magnetischen Aufzeichnungsträgern zu erzielen. In einem magnetischen Aufzeichnungsträger, in welchem die Länge eines für das Aufzeichnen eines Signals verwendeten Bereichs eine Größe angenommen hat, die vergleichbar ist mit der des verwendeten magnetischen Teilchens, wird das Aufzeichnen eigentlich unmöglich, da ein getrennter Magnetisierungs-Übergangszustand nicht erreicht werden kann. Folglich ist es notwendig, ein magnetisches Teilchen zu entwickeln, das eine Teilchengröße hat, die ausreichend kleiner als die kürzeste zu verwendende Wellenlänge ist, und Untersuchungen sind seit langem auf die Verringerung der Teilchengröße in magnetischen Teilchen gerichtet worden.
• Bezüglich der Metallteilchen für die magnetische Aufzeichnung wird eine azikuläre Teilchenform verwendet, um Form-Anisotropie zu verleihen und dadurch eine erwünschte Koerzitivkraft zu erhalten. Es ist dem Fachmann bekannt, daß zur Erzielung von Aufzeichnungen mit höherer Dichte ferromagnetische Metallteilchen zu feineren Teilchen fein verteilt sein sollten, so daß ein Träger mit verringerter Oberflächenrauigkeit erhalten wird. Metallteilchen zur Verwendung bei der magnetischen Aufzeichnung neigen jedoch dazu, ein niedrigeres azikuläres Verhältnis mit abnehmender Teilchengröße zu haben, und als Ergebnis werden sie unfähig, eine erwünschte Koerzitivkraft aufzuweisen. Ein DVC-System, in welchem Videosignale als digitale Signale aufgezeichnet werden, wur de kürzlich vorgeschlagen, für welches ein Hochleistungs-ME-Band und ein Hochleistungs-MP-Band verwendet werden. Da das MP-Band zur Verwendung in DVC eine Koerzitivkraft von 2000 Oe oder höher hat, ist es notwendig, feine ferromagnetische Teilchen zu verwenden, die eine hohe Koerzitivkraft und eine vorzügliche Teilchengrößenverteilung haben. Da DVC ein Aufzeichungssystem ist, in welchem Signale über bereits aufgezeichneten Signalen aufgezeichnet werden, ist es darüber hinaus erforderlich, daß die darin verwendeten ferromagnetischen Metallteilchen zufriedenstellende Überschreibungs-Charakteristiken haben.
• Die Anmelderin hat früher ferromagnetische Metallteilchen vorgeschlagen, die zur Verwendung in einem DVC-System und einem magnetischen Aufzeichnungsträger geeignet sind, der die ferromagnetischen Metallteilchen enthält (JP-A-7-326035), um einen magnetischen Aufzeichungsträger zur Verfügung zu stellen, der eine so regulierte magnetische Schicht hat, daß sich eine Koerzitivkraft von 2000 bis 3000 Oe, eine Dicke von 0,05 bis 0,3 um, eine Oberflächenrauigkeit von 1 bis 3 nm und ein spezifischer Gehalt von Komponenten ergibt, die eine Umkehr der Magnetisierung zulassen.
Zusammenfassung der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung ist mit der unmittelbar vorstehend beschriebenen bekannten Technik verbunden und stellt ein Mittel zur weiteren Verbesserung der Gleichförmigkeit der Leistung und Qualität des bekannten magnetischen Aufzeichnungsträgers zur Verfügung.
• Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die Probleme der vorstehend beschriebenen bekannten Techniken geschaffen worden.
• Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen magnetischen Aufzeichnungsträger zur Verfügung zu stellen, der einen ausreichenden kurzwelligen Output und S/N und vorzügliche Überschreibungs-Charakteristiken hat und in einem digitalen Aufzeichnungssystem von hoher Dichte anwendbar ist.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist gelöst durch (1) einen magnetischen Aufzeichungsträger umfassend einen nicht magnetischen Träger und einer darauf befindlichen magnetischen Schicht enthaltend mindestens ferromagnetische Metallteilchen, worin die ferromagnetischen Metallteilchen eine Koerzitivkraft (Hc) von 1700 bis 3000 Oe, eine mittlere Länge der langen Achse von 30 bis 80 nm, ein mittleres azikuläres Verhältnis (lange Achse/kurze Achse) von 2,0 bis 5,0 und eine Kristallinität von 30 bis 100% haben. Die Aufgabe ist vorzugsweise ebenfalls gelöst durch (2) einen magnetischen Aufzeichnungsträger der vorstehend in (1) beschriebenen Art, welcher eine nicht magnetische Schicht hat, die hauptsächlich anorganische nicht magnetische Teilchen und ein Bindemittel zwischen dem nicht magnetischen Träger und der magnetischen Schicht umfaßt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• Fig. 1 ist eine Ansicht, welche ein ferromagnetisches Metallteilchen zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung erläutert.
• Fig. 2 ist eine Ansicht, welche ein herkömmliches ferromagnetisches Metallteilchen erläutert.
• [Beschreibung der Zeichen]
• 1 ferromagnetisches Metallteilchen
• 2 Kristallit
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
• In der vorliegenden Erfindung bedeutet die mittlere Länge der langen Achse von ferromagnetischen Metallteilchen die mittleren Längen der langen Achsen der einzelnen Teilchen, während die mittlere Länge ihrer kurzen Achse die mittleren Längen der kurzen Achse der einzelnen Teilchen bedeutet. Das mittlere azikuläre Verhältnis davon bedeu tet den Wert, der durch Dividieren der mittleren Länge der langen Achse durch die mittlere Länge der kurzen Achse erhalten wird.
• Die Kristallinität von ferromagnetischen Metallteilchen in der vorliegenden Erfindung bedeutet den Anteil von Teilchen, die jeweils aus einem Kristallit bestehen, zu allen von 200 bis 300 Körnern, die mit einem hochauflösenden Elektronenmikroskop untersucht werden. Die Kristallite bedeuten die einzelnen Metallkristalle, aus denen die ferromagnetischen Metallteilchen zusammengesetzt sind. Die einzelnen ferromagnetischen Metallteilchen, die jeweils durch den Umriß des Metallteilchens definiert sind, müssen nicht aus einem Kristall bestehen und können aus zwei oder mehr Kristalliten zusammengesetzt sein. In einer mit einem hochauflösenden Durchstrahlungs-Elektronenmikroskop aufgenommenen Photographie ist das durch den größten Teilchenumriß definierte Teilchen ein ferromagnetisches Metallteilchen. Bei näherer Untersuchung der Photographie werden Gitterbilder erhalten. Die Einheiten, welche die Gitterbilder ergeben, sind Kristallite. Das azikuläre Verhältnis eines Kristallits bedeutet den Wert, der durch Dividieren der Länge der langen Achse des Kristallits durch die Länge seiner kurzen Achse erhalten wird.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung kann durch Regulieren der ferromagnetischen Metallteilchen derart, daß sie eine mittlere Länge der langen Achse von 30 bis 80 nm und ein mittleres azikuläres Verhältnis von 2,0 bis 5,0 haben, und gleichzeitiges Regulieren der ferromagnetischen Metallteilchen derart, daß sie eine Kristallinität von 30 bis 100% haben, die Koerzitivkraft (Hc) und die a5 der ferromagnetischen Metallteilchen auf 1700 bis 3000 Oe bzw. 125 bis 165 reguliert werden. Als Ergebnis kann ein magnetischer Aufzeichnungsträger mit zufriedenstellendem kurzwelligem Output und S/N und ausgezeichneten Überschreibungs-Charakteristiken erhalten werden.
• In der vorliegenden Erfindung beträgt die mittlere Länge der langen Achse der ferromagnetischen Metallteilchen 30 bis 80 nm, vorzugsweise 30 bis 70 nm, weiter vorzugsweise 35 bis 60 nm, um die Oberflächenrauigkeit des magnetischen Aufzeichnungsträgers zu verringern. Das mittlere azikuläre Verhältnis der ferromagnetischen Metallteilchen beträgt 2,5 bis 5,0, vorzugsweise 2,5 bis 5,0. Die Kristallinität beträgt 30 bis 100%, vorzugsweise 35 bis 100%, weiter vorzugsweise 40 bis 100%.
• Ferromagnetische Metallteilchen mit einer mittleren Länge der langen Achse von kleiner als 30 nm sind unerwünscht, da nicht nur die erwünschte Koerzitivkraft nicht erhalten werden kann, sondern solche ferromagnetischen Metallteilchen sind nur schwierig bei der Herstellung einer magnetischen Beschichtungszusammensetzung zu dispergieren und sind in einer magnetischen Feldorientierung weniger wirksam orientiert. Zusätzlich ist es wegen des Einflusses des zur Stabilisierung gebildeten Oxidfilms schwierig, eine hohe Sättigungsmagnetisierung sicherzustellen, die für eine Aufzeichnung mit hoher Dichte notwendig ist. Ferromagnetische Metallteilchen mit einer mittleren Länge der langen Achse, die 80 nm übersteigt, sind unerwünscht, da Hc nicht wirksam erhöht werden kann, weil eine Kristallinität von 30 bis 100% nur schwierig erhalten wird, und die Umkehr der Magnetisierung durch den gleichzeitigen Rotationsmechanismus nicht erfolgt.
• Eine Kristallinität von unter 30% ist vom Standpunkt der Überschreibungs-Charakteristiken unerwünscht, da solche ferromagnetischen Metallteilchen nicht nur keine hohe Hc haben können, sondern auch ihre Hc-Verteilung beträchtlich verschlechtert ist [insbesondere r3000/Hc (d. h., (der Anteil der Komponenten, die eine Umkehr der Magnetisierung bei einer Hc von 3000 Oe oder höher erleiden)/Hc) steigt an]. Obwohl die Kristallinität von ferromagnetischen Metallteilchen 30 bis 100% betragen sollte, beträgt sie vorzugsweise 40 bis 100%. Ideale ferromagnetische Metallteilchen haben einen ausreichend niedrigen Schwankungskoeffizienten der mittleren Länge der langen Achse [(Standardabweichung der Länge der langen Achse)/(mittlere Länge der langen Achse)] und ein mittleres azikuläres Verhältnis von insbesondere 3 bis 5, und sie haben eine Kristallinität von 100%, da solche ferromagnetischen Teilchen eine hohe Hc und eine enge Hc-Verteilung haben. Wenn Ausgangsmaterialien, welche die gleiche Zusammensetzung haben, unter verschiedenen Bedingungen verkleinert wurden, um verschiedene Kristallinität zu erhalten, tendierten ferromagnetische Teilchen mit höherer Kristallinität dazu, niedrigere Gehalte an Komponenten mit hoher Koerzitivkraft zu haben.
• Die ferromagnetischen Metallteilchen, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, haben eine Sättigungsmagnetisierung von im allgemeinen 120 bis 165 emE/g, vorzugsweise von 135 bis 165 emE/g. Eine wirksame Technik zum Erhalt ferromagnetischer Metallteilchen mit einer erhöhten Sättigungsmagnetisierung ist, unmittelbar nach der Verkleinerung eine Behandlung mit einer der Verbindungen, die in JP-A-61-52327 und JP-A-7-94310 beschrieben sind, und Kupplungsmitteln mit verschiedenen Substituenten durchzuführen, gefolgt von gradueller Oxidation. Die Koerzitivkraft der ferromagnetischen Metallteilchen beträgt 1700 bis 3000 Oe, vorzugsweise 1800 bis 2600 Oe. Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung nehmen an, daß durch das Regulieren der ferromagnetischen Metallteilchen derart, daß sie eine Kristallinität von 30 bis 100% haben, der Modus der Magnetisierungsumkehr dem gleichzeitigen Rotationsmodus, wie vorstehend beschrieben, nahekommt, und die erhaltenen ferromagnetischen Metallteilchen können feine Teilchen mit einer hohen Koerzitivkraft wie in der vorliegenden Erfindung sein.
• Die magnetische Schicht der vorliegenden Erfindung hat eine Koerzitivkraft (Hc) von gewöhnlich 1800 bis 3000 Oe, vorzugsweise 1900 bis 2800 Oe, weiter vorzugsweise 2200 bis 2800 Oe, und eine Bm (maximale Flußdichte) von gewöhnlich 3500 bis 5500 Gauss (G), vorzugsweise 3900 bis 5500 G. Wenn Hc oder Bm niedriger ist als die vorstehende untere Grenze, kann kein zufriedenstellender hoher Output bei kurzen Wellenlängen erhalten werden. Wenn Hc oder Bm höher ist als die vorstehende obere Grenze, kann kein hoher Output sichergestellt werden, da der zur Aufzeichnung verwendete Kopf gesättigt ist.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine hohe Hc und eine verbesserte Hc-Verteilung selbst solchen ferromagnetischen Teilchen verliehen werden, für welche es schwierig gewesen ist, ihnen eine hohe Koerzitivkraft und einen verringerten Gehalt an Komponenten mit hoher Koerzitivkraft zu verleihen, durch Richten der Aufmerksamkeit auf die Kristallite, welche die ferromagnetischen Metallteilchen bilden und durch Kontrollieren der Kristallinität. Es wird angenommen, daß in herkömmlichen Verfahren das Erreichen einer hohen Hc und die Verbesserung der Hc-Verteilung unzureichend sind, da das verwendete Ausgangsmaterial eine unzureichend regulierte Form hat, und da die erhaltenen ferromagnetischen Metallteilchen in Zahl und Form der Kristallite, welche jedes ferromagnetische Metallteilchen bilden, nicht reguliert sind.
• In der vorliegenden Erfindung kann jede erwünschte Methode zur Regulierung der ferromagnetischen Metallteilchen ohne besondere Beschränkungen verwendet werden. Eine bevorzugte Methode ist jedoch die folgende.
• Ein Ausgangsmaterial mit gleichförmiger Teilchengröße wird einer Sinterungsverhinderungsbehandlung unterworfen und dann reduziert, während die Zahl der Metallkerne (z. B. Fe), die aus einem Metalloxid (z. B. FeO oder Fe&sub3;O&sub4;) gebildet werden, reguliert und weiterhin die Kristallinität reguliert wird. Beispiele für das Ausgangsmaterial umfassen monodispersen Goethit und monodispersen Hämatit.
• Das Ausgangsmaterial hat wünschenswerterweise eine mittlere Länge der langen Achse von 40 bis 120 nm und ein azikuläres Verhältnis von 3 bis 10. Wenn ein Ausgangsmaterial mit einer mittleren Länge der langen Achse von kleiner als 40 nm verwendet wird, kann Hc und σs nicht auf Werte innerhalb der diesbezüglich erwünschten Bereiche reguliert werden. Wenn ein Ausgangsmaterial mit einer mittleren Länge der langen Achse von größer als 120 nm verwendet wird, ist es schwierig, die Kristallinität zu erhöhen, sodaß Hc nicht erhöht werden kann. Wenn ein Ausgangsmaterial mit einem azikulären Verhältnis von höher als 10 verwendet wird, ist es schwierig, die Kristallinität zu erhöhen. Wenn das azikuläre Verhältnis des Ausgangsmaterials niedriger als 3 ist, haben die daraus gebildeten ferromagnetischen Metallteilchen eine verringerte Koerzitivkraft und sind für einen Aufzeichnungsträger mit hoher Dichte nicht verwendbar.
• Mittel zur Regulierung der ferromagnetischen Metallteilchen zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung unterliegen keiner besonderen Beschränkung. Beispiele hierfür umfassen die folgenden Methoden (1) und (2).
• (1) Eine spezielle Elementarzusammensetzung hauptsächlich für den inneren Teil der ferromagnetischen Metallteilchen wird spezifiziert.
• Im einzelnen werden in dem Fall von ferromagnetischen Metallteilchen, die hauptsächlich Fe umfassen, spezielle Nebenelemente verwendet, die mit Fe in Wechselwirkung treten. Bevorzugte Beispiele der Nebenelemente umfassen Ca, Co, Ni und Cr. Diese Nebenelemente werden vorzugsweise während der Herstellung von Goethit oder Hämatit und/oder nach ihrer Herstellung mittels einer Oberflächenbehandlung zugesetzt.
• (2) In der Technik der Herstellung ferromagnetischer Metallteilchen durch Reduktion eines Oxids eines ferromagnetischen Metallelements werden die Bedingungen für die vor der Reduktion durchgeführten Vorbehandlungen, z. B. Bedingungen für die Dehydratisierung oder das Anlassen von Goethit, ausgewählt, und Bedingungen für die Reduktion, z. B. Temperatur, Reduziergas und Reduktionszeit, werden ausgewählt.
• Zum Beispiel sind die Bedingungen für jede Stufe der Behandlung von Goethit enthaltend Nebenelemente und erhalten gemäß (1) wie vorstehend, wie folgt.
• Die Dehydratisierung kann mit einem elektrischen Drehofen in einer Stickstoffatmosphäre bei im allgemeinen 250 bis 400ºC, vorzugsweise 300 bis 400ºC, im allgemeinen während 0,5 bis 2 Stunden, vorzugsweise 0,5 bis 1 Stunde, durchgeführt werden. Das Anlassen kann in einem stationären Reduktionsofen in einer Stickstoffatmosphäre bei im allgemeinen 500 bis 800ºC, vorzugsweise 550 bis 700ºC, im allgemeinen während 1 bis 5 Stunden, vorzugsweise 2 bis 3 Stunden, durchgeführt werden. Zwischen der Dehydratisierung und dem Anlassen kann eine Stufe durchgeführt werden, bei der der erhaltene Hämatit mit Wasser gewaschen wird, um lösliche Alkalimetallsalze zu entfernen.
• Die Reduktion kann mit einem stationären Reduktionsofen in einer solchen Weise durchgeführt werden, daß das Eisenoxid zuerst in einer Wasserstoffatomosphäre bei im allgemeinen 350 bis 500ºC, vorzugsweise 425 bis 480ºC, während im allgemeinen 0,25 bis 1 Stunde, vorzugsweise 0,25 bis 0,5 Stunden, reduziert und dann in einer Stickstoffatmosphäre bei im allgemeinen 450 bis 650ºC, vorzugsweise 500 bis 600ºC, während im allgemeinen 0,5 bis 3 Stunden, vorzugsweise 1 bis 2 Stunden, erhitzt und dann in einer reinen Wasserstoffatmosphäre bei dieser Temperatur während 3 bis 5 Stunden reduziert wird.
• Die Vervollständigung der Reduktion wird durch Messen des Feuchtigkeitsgehalt des Abgases mit einem Taupunkt-Hygrometer bestimmt.
• Zur Herstellung der vorstehend beschriebenen ferromagnetischen Metallteilchen können bekannte Methoden verwendet werden, wie die in JP-A-7-109122 und JP-A-6-340426 beschriebenen Methoden.
• Obwohl die ferromagnetischen Metallteilchen keinen besonderen Beschränkungen bezüglich ihrer ferromagnetischen Metallelemente unterliegen, umfassen sie vorzugsweise Fe, Ni oder Co als ihre Hauptkomponente (mindestens 75%). Ein besonders bevorzugtes Element ist Co, da es dazu dient, σs zu erhöhen und einen dichten und dünnen Oxidfilm bilden kann. Der Gehalt an Co-Atomen beträgt vorzugsweise 5 bis 45 Atom-%, weiter vorzugsweise 10 bis 40 Atom-%, bezogen auf die Menge der Fe-Atome. Es ist bevorzugt, daß ein Teil der erforderlichen Menge von Co in ein Ausgangsmaterial durch Dotieren eingearbeitet wird, und daß der Rest auf die Oberfläche des dotierten Ausgangsmaterials aufgebracht wird, bevor das Co durch Reduktion in eine Legierung umgewandelt wird.
• Die ferromagnetischen Metallteilchen zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung enthalten vorzugsweise bis zu 20 Gew.-% Atome von Elementen neben Atomen der gegebenen Metalle. Beispiele von fakultativen Elementen umfassen Al, Si, S, Ti, V, Cr, Cu, Y, Mo, Rh, Pd, Ag, Sn, Sb, Te, Ba, Sr, W, Au, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, P, Mn, Zn, Sr, B und Ca. Diese Elemente tragen nicht nur zur Regulierung der Form des Ausgangsmaterials bei, sondern sind ebenfalls wirksam bei der Verhinderung des Sinterung, bei der Beschleunigung der Reduktion und bei der Regulierung der Form und Oberflächenrauigkeit der durch Reduktion hergestellten ferromagnetischen Metallteilchen.
• Die Schlußreduktion zum vollständigen Reduzieren von monodispersem Goethit oder monodispersem Hematit zu dem Metall wird mit reinem Wasserstoff durchgeführt. Es ist zur Erhöhung der Kristallinität nützlich, das Anlassen im Verlauf der Reduktion auf der Stufe von α-Fe&sub2;O&sub3; durchzuführen. Für die Reduktion von α-Fe&sub2;O&sub3; zu Fe&sub3;O&sub4; und FeO können verschiedene reduzierende Gase an Stelle von reinem Wasserstoff verwendet werden. Da die Anwesenheit von Wasser während der Reduktion das Auftreten der Sinterung beeinflußt, ist es für die Erhöhung der Kristallinität notwendig, daß das aus der Reduktion erhaltene Wasser rasch aus dem System entfernt werden sollte nach der Bildung von Metallkernen aus einem Metalloxid oder während der darauf erfolgenden Bildung von Kristalliten, oder daß die Reduktion so reguliert werden sollte, daß eine verringerte Menge an Wasser gebildet wird. Diese Regulation der Wassermenge kann durch Kontrollieren des Partialdrucks oder durch die Menge eines reduzierenden Gases erreicht werden. Ein auf der Oberfläche der ferromagnetischen Metallteilchen gebildeter Oxidfilm kann eine geringe Menge eines Hydroxids oder Oxids enthalten. Wenn das für die graduelle Oxidation verwendete Gas Kohlendioxid enthält, wird das Kohlendioxid auf basischen Stellen adsorbiert, die auf der Oberfläche der ferromagnetischen Metallteilchen vorhanden sind. Die ferromagnetischen Metallteilchen, die einer graduellen Oxidation unterzogen worden sind, können derart adsorbiertes Kohlendioxid enthalten.
• In den herkömmlichen Verfahren zur Herstellung magnetischer Metallteilchen aus Goethit (α-FeOOH) oder Hämatit (α-Fe&sub2;O&sub3;) als Ausgangsmaterial sind die der Größe und Form des Ausgangsmaterials zuzuordnenden Teilchenumrisse groß. Speziell haben die herkömmlichen ferromagnetischen Metallteilchen eine mittlere Länge der langen Achse von 0,2 bis 0,3 um. In diesen herkömmlichen Verfahren wird der Teilchenumriß gleichzeitig mit der Reduktion zum Metall geringer unter Elimination von Sauerstoff, um polykristalline spärliche Metallteilchen zu bilden, wie in Fig. 2 dargestellt. Darüber hinaus sind die Kristallite jedes Metallteilchens nicht gleichmäßig in Größe und Form, und die Zahl der Kristallite pro Teilchen beträgt 4 bis 10 oder mehr. Im Gegensatz dazu ist in der vorliegenden Erfindung die Größe der Teilchenumrisse, die der Größe und Form eines Ausgangsmaterials zuzuordnen ist, verringert, und der Anteil von Einkristallteilchen, in welchen - ungleich des herkömmlichen polykristallinen Zustandes - jedes Teilchen aus einem Kristallit aufgebaut ist, wie in Fig. 1 dargestellt, in den ferromagnetischen Metallteilchen so weit wie möglich erhöht.
• In der vorliegenden Erfindung sind mindestens 30% sämtlicher ferromagnetischer Metallteilchen jeweils aus einem Kristallit aufgebaut, und der Anteil von Teilchen, die jeweils mehr als einen Kristallit umfassen, liegt unter 70%. Es ist im allgemeinen erwünscht, daß der Anteil der Teilchen, die jeweils zwei Kristallite umfassen, zu sämtlichen Teilchen 40 bis 30% beträgt, der Anteil von Teilchen, die jeweils drei Kristallite umfassen, zu sämtlichen Teilchen 10 bis 0% beträgt, und der Anteil von Teilchen, die jeweils vier oder mehr Kristallite umfassen, Null ist.
• In der vorliegenden Erfindung wurde eine Photographie ferromagnetischer Metallteilchen mit einem hochauflösenden Durchstrahlungs-Elektronenmikroskop aufgenommen, und das azikuläre Verhältnis der Kristallite wurde aus der mittleren Länge der langen Achse der ferromagnetischen Metallteilchen und aus den Gitterbildern der ferromagnetischen Metallteilchen bestimmt. Etwa 200 Teilchen wurden so untersucht, um die mittlere Länge der langen Achse der ferromagnetischen Metallteilchen zu bestimmen. Das azikuläre Verhältnis der Kristallite wurde durch Aufzeichnen des Umrisses jedes Kristallitbildes in der hochauflösenden Elektronenmikrophotographie mit einem Bildanalysator bestimmt, um die Länge seiner langen Achse und die Länge seiner kurzen Achse zu bestimmen und den Wert von (Länge der langen Achse) / (Länge der kurzen Achse) zu berechnen.
• Weiterhin können die feinen ferromagnetischen Metallteilchen vor der Dispersion z. B. mit einem Dispergiermittel, einem Gleitmittel, einem oberflächenaktiven Mittel oder einem nachstehend beschriebenen antistatischen Mittel behandelt werden. Diese Behandlungen sind z. B. in JP-B-44-14090, JP-B-45-18372, JP-B-47-22062, JP-B-47- 22513, JP-B-46-28466, JP-B-46-38755, JP-B-47-4286, JP-B-47-12422, JP-B-47-17284, JP-B-47-18509, JP-B-47-18573, JP-B-39-10307, JP-B-48-39639 und in den US-Patentschriften 3,026,215, 3,031,341, 3,100,194, 3,242,005 und 3,389,014 beschrieben.
• Der Wassergehalt der ferromagnetischen Metallteilchen beträgt vorzugsweise 0,01 bis 2 Gew.-% und wird vorzugsweise entsprechend der Art des Bindemittels optimiert, was später beschrieben wird.
• Die Auslaufdichte der ferromagnetischen Metallteilchen beträgt vorzugsweise 0,2 bis 0,8 g/ml. Ferromagnetische Metallteilchen mit einer Auslaufdichte höher als 0,8 g/ml sind unerwünscht, da solche Teilchen bei der graduellen Oxidation nicht gleichmäßig oxidiert werden, und sie sind nicht nur schwierig sicher zu handhaben, sondern auch das unter Verwendung derselben erhaltene Band unterliegt im Verlauf der Zeit einer Abnahme der Magnetisierung. Ferromagnetische Metallteilchen mit einer Auslaufdichte von weniger als 0,2 g/ml neigen dazu, nur schlecht dispergiert zu werden.
• Das Bindemittelharz zur Verwendung in der magnetischen Schicht in dem magnetischen Träger der vorliegenden Erfindung kann ein herkömmliches bekanntes thermoplastisches Harz, wärmehärtendes Harz oder reaktives Harz oder eine Mischung davon sein.
• Das thermoplastische Harz kann ein Harz mit einer Glasübergangstemperatur von -100 bis 150ºC, einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 1.000 bis 200.000, vorzugsweise 10.000 bis 100.000, und einem Polymerisationsgrad von etwa 50 bis 1000 sein.
• Beispiele des thermoplastischen Harzes umfassen Polymere oder Copolymere, die eine Struktureinheit enthalten, die von Vinylchlorid, Vinylacetat, Vinylalkohol, Maleinsäure, Acrylsäure, Acrylat, Vinylidenchlorid, Acrylnitril, Methacrylsäure, Methacrylat, Styrol, Butadien, Ethylen, Vinylbutyral, Vinylacetal oder Vinylether abgeleitet ist; Polyurethanharze; und verschiedene Harze vom Kautschuktyp.
• Beispiele des wärmehärtenden oder reaktiven Harzes umfassen phenolische Harze, Epoxyharze, wärmehärtende Polyurethanharze, Harnstoffharze, Melaminharze, Alkydharze, reaktive Acrylharze, Formaldehydharze, Siliconharze, Epoxy-Polyamidharze, Mischungen von Polyesterharz und Isocyanat-Präpolymer, Mischungen von Polyesterpolyol und Polyisocyanat und Mischungen von Polyurethan und Polyisocyanat.
• Um eine weiter verbesserte Dispergierbarkeit der ferromagnetischen Teilchen und Haltbarkeit der magnetischen Schicht zu erhalten, ist es bevorzugt, entsprechend dem Bedarf, eines oder mehrere der vorstehend aufgezählten Bindemittel zu verwenden, die darin durch Copolymerisation oder Additionsreaktion eingearbeitet mindestens eine polare Gruppe enthalten, ausgewählt aus -COOM, -SO&sub3;M, -OSO&sub3;M, -P=O(OM)&sub2;, -O-P=O(OM)2, (worin M ein Wasserstoffatom oder eine Alkalimetallsalz-Gruppe bedeutet), -OH, -NR&sub2;, -N&spplus;R&sub3; (R bedeutet eine Kohlenwasserstoffgruppe), eine Epoxygruppe, -SH und -CN. Die Menge der polaren Gruppe(n) beträgt im allgemeinen 10&supmin;¹ bis 10&supmin;&sup8; mol/g, vorzugsweise 10&supmin;² bis 10&supmin;&sup6; mol/g.
• Die Menge des Bindemittelharzes zur Verwendung in dem magnetischen Aufzeichnungsträger der vorliegenden Erfindung beträgt im allgemeinen 5 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 30 Gew.-%, bezogen auf die Menge der ferromagnetischen Metallteilchen. Das Vinylchloridharz, das Polyurethanharz und das Polyurethanharz werden vorzugsweise in Kombination in einer Menge von 5 bis 100 Gew.-%, 2 bis 50 Gew.-% und 2 bis 100 Gew.-% verwendet.
• Der Füllgrad der ferromagnetischen Metallteilchen wird durch den Grad der maximalen Sättigungsmagnetisierung σs und Bm der verwendeten ferromagnetischen Metallteilchen berechnet (Bm / 4 πσs). In der vorliegenden Erfindung beträgt die betreffende Menge vorzugsweise 1,7 g/ml oder mehr, weiter vorzugsweise 1,9 g/ml oder mehr und am bevorzugtesten 2,1 g/ml oder mehr.
• Bei der Verwendung von Polyurethan in der vorliegenden Erfindung hat das Polyurethan vorzugsweise eine Glasübergangstemperatur von -50 bis 100ºC, eine Reißdehnung von 100 bis 2000%, eine Bruchspannung von 0,05 bis 10 kg/cm² und einen Fließpunkt von 0,05 bis 10 kg/cm².
• Beispiele für das Polyisocyanat zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung umfassen Isocyanate, wie Tolylendiisocyanat, 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Xylylendiisocyanat, Naphthylen-1,5-Diisocyanat, o-Toluidindiisocyanat, Isophorondiisocyanat und Triphenylmethantrüsocyanat, Reaktionsprodukte dieser Isocyanate mit Polyalkoholen und Polyisocyanate, die durch Kondensation von Isocyanaten gebildet wurden. Diese Isocyanate sind im Handel unter den Handelsbezeichnungen Coronate L, Coronate HL, Coronate 2030, Coronate 2031, Millionate MR und Millionate MTL (hergestellt von Nippon Polyurethane Co., Ltd.); Takenate D-102, Takenate D-110 N, Takenate D-200 und Takenate D-202 (hergestellt von Takeda Chemical Industries, Ltd.); und Desmodule L, Desmodule IL, Desmodule N und Desmodule HL (hergestellt von Sumimoto Bayer Co., Ltd.) erhältlich. Für jede der Schichten können diese Isocyanate allein oder in Kombination von zwei oder mehreren davon verwendet werden, wobei aus einem Unterschied in der Reaktivität der Härtung Vorteil gezogen wird.
• Die magnetische Schicht der vorliegenden Erfindung kann, falls notwendig, Additive enthalten, die zahlreiche Funktionen haben, wie Gleitmittel, Schleifmittel, Dispergiermittel, antistatische Mittel, Weichmacher und Antischimmelmittel.
• Beispiele von Weichmachern zur Verwendung in der magnetischen Schicht der vorliegenden Erfindung umfassen Siliconöle, wie Dialkylpolysiloxane (jede Alkylgruppe enthält 1 bis 5 Kohlenstoffatome), Dialkoxypolysiloxane (jede Alkoxygruppe enthält 1 bis 4 Kohlenstoffatome), Monoalkylmonoalkoxypolysiloxane (die Alkylgruppe und die Alkoxygruppe enthalten 1 bis 5 bzw. 1 bis 4 Kohlenstoffatome), Phenylpolysiloxan und Fluoralkylpolysiloxane (die Alkylgruppe enthält 1 bis 5 Kohlenstoffatome); elektrisch leitende feine Teilchen, z. B. Graphitteilchen; anorganische Pulver, z. B. Molybdändisulfid und Wolframdisulfid; feine Kunststoffteilchen, z. B. PoLyethylen, Polypropylen, Polyethylen-Vinylchlorid-Copolymere und Polytetrafluorethylen; α-Olefinpolymere; gesättigte Fettsäuren, die bei gewöhnlicher Temperatur fest sind (enthaltend 10 bis 22 Kohlenstoffatome); ungesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe, die bei gewöhnlicher Temperatur flüssig sind (die Verbindungen haben eine n-Olefindoppelbindung, gebunden an ein terminales Kohlenstoffatom und enthalten etwa 20 Kohlenstoffatome); Fettsäureester, gebildet aus monobasischen Fettsäuren mit 12 bis 20 Kohlenstoffatomen und einwertigen Alkoholen mit 3 bis 12 Kohlenstoffatomen; und Fluorkohlenstoffe.
• Unter den vorstehend aufgezählten Gleitmitteln sind die gesättigten Fettsäuren und die Fettsäureester bevorzugt, wobei eine Kombination aus beiden bevorzugt ist. Beispiele von Alkoholen, die als Ausgangsmaterialien für die Fettsäureester verwendbar sind, umfassen einwertige Alkohole, wie Ethanol, Butanol, Phenol, Benzylalkohol, 2-Methylbutylalkohol, 2-Hexyldecylalkohol, Propylenglycolmonobutylether, Ethylenglycolmono butylether, Dipropylenglycolmonobutylether, Diethylenglycolmonobutylether und s-Butylalkohol; und mehrwertige Alkohole, wie Ethylenglycol, Diethylenglycol, Neopentylglycol, Glycerin und Sorbitanderivate. Beispiele von Fettsäuren, die als Ausgangsmaterialien für die Fettsäureester verwendbar sind, umfassen aliphatische Carbonsäuren, wie Essigsäure, Propionsäure, Octansäure, 2-Ethylhexansäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Stearinsäure, Palmitinsäure, Behensäure, Arachidonsäure, Ölsäure, Linolsäure, Linolensäure, Elaidinsäure und Palmitoleinsäure und Mischungen dieser Säuren.
• Spezielle Beispiele von Fettsäureestern umfassen Butylstearat, s-Butyfstearat, Isopropylstearat, Butyloleat, Amylstearat, 3-Methylbutylstearat, 2-Ethylhexylstearat, 2-Hexyldecylstearat, Butylpalmitat, 2-Ethylhexylmyristat, Butylstearat/Butylpalmitat- Mischungen, Butoxyethylstearat, 2-Butoxy-1-propylstearat, Dipropylenglycolmonobutyletherstearat, Diethylenglycoldipalmitat, Hexamethylendioldimyristat und Glycerinoleat.
• Um die Hydrolyse eines Fettsäureesters herabzusetzen, welche häufig während der Verwendung des magnetischen Aufzeichnungsträgers in einer Atmosphäre mit hoher Feuchte auftritt, wird eine Technik benutzt, bei der verzweigte/lineare Isomere, cis/trans- Isomere, andere Isomere und Verzweigungsstellen in Betracht gezogen werden, wenn eine Fettsäure und ein Alkohol als Ausgangsmaterialien für den Ester ausgewählt werden.
• Diese Gleitmittel können in einer Menge von 0,2 bis 20 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen des Bindemittels zugesetzt werden.
• Andere verwendbare Gleitmittel umfassen Siliconöle, Graphit, Molybdändisulfid, Bornitrid, fluorierten Graphit, fluorierte Alkohole, Polyolefine, Polyglycole, Alkylphosphate und Wolframdisulfid.
• Beispiele von Schleifmitteln zur Verwendung in der magnetischen Schicht der vorliegenden Erfindung umfassen im allgemeinen verwendete abrasive Materialien, wie α-Aluminiumoxid, γ-Aluminiumoxid, geschmolzenes Aluminiumoxid, Korund, künstlichen Korund, Siliciumcarbid, Chromoxid (Cr&sub2;O&sub3;), Diamant, künstlichen Diamant, Granat, Schmirgel (Hauptkomponenten; Korund und Magnetit) und α-Fe&sub2;O&sub3;. Diese abrasiven Materialien haben eine Mohs-Härte von 6 oder mehr. Spezielle Beispiele hiervon umfassen AKP-10, AKP-12, AKP-15, AKP-20, AKP-30, AKP-50, AKP-1520, AKP-1500, HIT-50, HIT60A, HIT70, HIT80 und HIT-100 (hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.); G5, G7, S-1 und Chromoxid K (hergestellt von Nippon Chemical Industrial Co., Ltd.); UB40B (hergestellt von Uemura Kogyo K.K.); WA8000 und WA10000 (hergestellt von Fujimi Kenmazai Kogyo Co., Ltd.); und TF100, TF140 und TF180 (hergestellt von Toda Kogyo Co., Ltd.). Wirksam sind Schleifmittel mit einem mittleren Teilchendurchmesser von im allgemeinen 0,05 bis 3 um, vorzugsweise 0,05 bis 1,0 um.
• Die gesamte Zusatzmenge dieser Schleifmittel beträgt im allgemeinen 1 bis 20 Gewichtsteile, vorzugsweise 1 bis 15 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteilen der magnetischen Teilchen. Wenn die Menge der Schleifmittel kleiner ist als 1 Gewichtsteil, kann keine ausreichende Haltbarkeit erhalten werden. Wenn die Menge der Schleifmittel größer ist als 20 Gewichtsteile, werden die Oberflächeneigenschaften und der Füllgrad verschlechtert. Diese Schleifmittel können in einem Bindemittel dispergiert werden, bevor sie einer magnetischen Beschichtungszusammensetzung zugesetzt werden.
• Elektrisch leitfähige Teilchen können in die magnetische Schicht des magnetischen Aufzeichnungsträgers der vorliegenden Erfindung als ein antistatisches Mittel neben den vorstehend beschriebenen nicht magnetischen Teilchen eingebracht werden. Vom Standpunkt der Bildung einer obersten Schicht mit einer auf das höchste Niveau erhöhten Sättigungsflußdichte ist es jedoch bevorzugt, die meisten der elektrisch leitfähigen Teilchen in eine von der obersten Schicht verschiedenen Schicht einzubringen, um deren in die oberste Schicht eingebrachte Menge auf ein Minimum herabzusetzen. Vom Standpunkt der Verringerung des elektrischen Oberflächenwiderstands des gesamten Trägers ist es besonders bevorzugt, Ruß als ein antistatisches Mittel einzubringen. Beispiele für den in der vorliegenden Erfindung zu verwendenden Ruß umfassen Ofenruß für Gummi, Thermalruß für Gummi, Färberuß, leitfähige Ruße und Acetylenruß. Der Ruß hat vorzugsweise eine spezifische Oberfläche von 5 bis 500 m²/g, eine DBP- Absorptionsmenge von 10 bis 1500 ml/100 g, einen Teilchendurchmesser von 5 bis 300 mu, einen pH von 2 bis 10, einen Wassergehalt von 0,1 bis 10% und eine Auslauf dichte von 0,1 bis 1 g/ml. Spezielle Beispiele für Ruß umfassen BLACKPEARLS 2000, 1300, 1000, 900, 800, 700 und Vulcan XC-72 (hergestellt von Cabot Co., Ltd.), #80, #60, #55, #50 und #35 (hergestellt von Asahi Carbon Co., Ltd.); #3950B, #3250B, #2700, #2650, #2600, #2400B, #2300, #900, #1000, #95, #30, #40, #IOB, MA230, MA220 und MA77 (hergestellt von Mitsubishi Chemical Corp.); CONDUCTEX SC, RAVEN 150, 50, 40 und 15 (hergestellt von Columbian Carbon Co.); und Ketjen Black EC, Ketjen Black ECDJ-500 und Ketjen Black ECDJ-600 (hergestellt von Lion Akzo Co., Ltd.). Diese Ruße können vor der Verwendung mit einem Dispergiermittel oder einem anderen Mittel oberflächenbehandelt, oxidiert oder mit einem Harz gepfropft sein. Es kann auch Ruß verwendet werden, dessen Oberfläche teilweise graphitisiert worden ist. Weiterhin kann der Ruß vor der Zugabe zu einer magnetischen Beschichtungszusammensetzung in einem Bindemittel dispergiert werden. Bei Verwendung des Rußes in der magnetischen Schicht beträgt seine Menge vorzugsweise 0,1 bis 30 Gew.-%, bezogen auf die Menge der magnetischen Teilchen. Bei der Bildung einer nicht magnetischen Schicht wird der Ruß vorzugsweise darin in einer Menge von 3 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die Menge der anorganischen nicht magnetischen Teilchen, eingearbeitet.
• Im allgemeinen fungiert der Ruß als ein antistatisches Mittel und dient weiter dazu, den Reibungskoeffizienten zu verringern, einen Lichtschirm zu bilden und die Filmfestigkeit zu erhöhen. Diese Wirkungen treten in verschiedenem Ausmaß auf in Abhängigkeit von der Art des verwendeten Rußes. Daher ist es natürlich in der vorliegenden Erfindung möglich, die Art, Menge und Kombination von Rußen gemäß den beabsichtigten Zwecken auf der Grundlage der vorstehend beschriebenen Eigenschaften, einschließlich Teilchengröße, Ölabsorptionsmenge, elektrischer Leitfähigkeit und pH, zu verändern. Mit Bezug auf in der vorliegenden Erfindung verwendbare Ruße kann z. B. auf Carbon Black Binran (Carbon Black Handbook), hrsg. von Carbon Black Association, verwiesen werden.
• Bei der Bildung einer nicht magnetischen Schicht zwischen der magnetischen Schicht und dem nicht magnetischen Träger in dem magnetischen Aufzeichnungsträger der vorliegenden Erfindung ist die nicht magnetische Schicht (nachstehend häufig auch als eine "untere Schicht" bezeichnet) eine Schicht, die hauptsächlich aus anorganischen nicht magnetischen Teilchen besteht, die in einem Bindemittelharz dispergiert sind. Zahlreiche Materialien können als die anorganischen nicht magnetischen Teilchen für die nicht magnetische Schicht verwendet werden. Beispiele davon umfassen α-Aluminiumoxid mit einer alpha-Umwandlung von 90% oder mehr, β-Aluminiumoxid, γ-Aluminiumoxid, Siliciumcarbid, Chromoxid, Ceroxid, α-Eisenoxid, Korund, Siliciumnitrid, Titancarbid, Titanoxid, Siliciumdioxid, Bornitrid, Zinkoxid, Calciumcarbonat, Calciumsulfat und Bariumsulfat. Diese können allein oder in Kombination verwendet werden. Diese anorganischen nicht magnetischen Teilchen haben vorzugsweise eine Teilchengröße von 0,01 bis 2 um. Falls benötigt, können anorganische nicht magnetische Teilchen mit verschiedenen Teilchengrößen in Kombination verwendet werden, oder eine einzige Art anorganischer nicht magnetischer Teilchen mit einer verbreiterten Verteilung des Teilchendurchmessers können verwendet werden, um so die gleiche Wirkung zu erzielen. Die zu verwendenden anorganischen nicht magnetischen Teilchen können derart oberflächenbehandelt sein, daß die Wechselwirkung mit dem verwendeten Bindemittelharz erhöht wird, um dadurch die Dispergierbarkeit zu verbessern. Die Oberflächenbehandlung kann mit jeder anorganischen Substanz, z. B. Siliciumdioxid, Aluminiumoxid oder Siliciumdioxid-Aluminiumoxid, oder einem Kupplungsmittel durchgeführt werden. Die anorganischen nicht magnetischen Teilchen haben vorzugsweise eine Auslaufdichte von 0,3 bis 2 g/ml, einen Wassergehalt von 0,1 bis 5 Gew.-%, einen pH von 2 bis 11 und eine spezifische Oberfläche von 5 bis 100 m²/g. Die anorganischen nicht magnetischen Teilchen können jede Teilchenform haben, ausgewählt aus den azikulären, kugelförmigen, kubischen und tafelförmigen Formen. Spezielle Beispiele der anorganischen nicht magnetischen Teilchen zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung umfassen AKP-20, AKP- 30, AKP-50 und HIT-50 (hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.); G5, G7 und S-1 (hergestellt von Nippon Chemical Industrial Co., Ltd.); TF-100, TF-120 und TF-140 (hergestellt von Toda Kogyo Co., Ltd.); TTO 55-Reihen und ET300 W (hergestellt von Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd.); STT30 (hergestellt von Titan Kogyo Co., Ltd.); und azikuläre Hämatitteilchen, die als Zwischenprodukt für ein magnetisches Eisenoxid oder als Zwischenprodukt für die Herstellung ferromagnetischer Metallteilchen durch die Eisenoxid- Reduktionsmethode verwendet werden.
• Der Schichtaufbau des magnetischen Aufzeichnungsträgers der vorliegenden Erfindung unterliegt keiner besonderen Beschränkung, solange der Träger grundsätzlich mindestens einen nicht magnetischen Träger und die vorstehend beschriebene darauf gebildete magnetische Schicht oder weiter die vorstehend beschriebene nicht magnetische Schicht umfaßt. Eine magnetische oder nicht magnetische Schicht mit anderer Zusammensetzung kann gebildet werden. In dem Fall der Bildung einer ferromagnetischen Schicht anstelle der vorstehend beschriebenen nicht magnetischen Schicht können z. B. hierfür zahlreiche ferromagnetische Teilchen verwendet werden, wie z. B. ein ferromagnetisches Eisenoxid, ein Kobalt modifiziertes ferromagnetisches Eisenoxid, CrO&sub2;, ein hexagonaler Ferrit und andere ferromagnetische Metalle. Diese ferromagnetischen Materialien werden in einem Harz dispergiert, um die ferromagnetische Schicht zu bilden. Diese ferromagnetische Schicht wird auch als eine untere Schicht bezeichnet.
• Die Aufbringung von zwei oder mehr Schichten auf einen nicht magnetischen Träger ist wirksam bei der Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsträgers für die Hochleistungsaufzeichnung. Eine gleichzeitige Beschichtungstechnik ist besonders überlegen, da eine ultradünne magnetische Schicht gebildet werden kann. Spezielle Beispiele der Naß-auf-Naß-Beschichtung als gleichzeitiger Beschichtungstechnik umfaßt die folgenden Methoden.
• 1. Eine untere Schicht wird zuerst mit einer üblicherweise für eine magnetische Beschichtungszusammensetzung verwendeten Beschichtungsvorrichtung aufgebracht, z. B. einer Gravur-, Walzen-, Klingen- oder Extrusionsbeschichtungsvorrichtung, und eine obere Schicht wird dann aufgebracht, während die untere Schicht in feuchtem Zustand ist, mittels eines Träger-Preßextrusionsbeschichters, wie die in JP-B-1-46186, JP-A-60- 238179 und JP-A-2-265672 beschriebenen.
• 2. Eine obere Schicht und eine untere Schicht werden fast gleichzeitig unter Verwendung eines einzigen Beschichtungskopfes aufgebracht, der zwei Schlitze zum Auslaß von Beschichtungszusammensetzungen hat, wie die in JP-A-63-88080, JP-A-2-17971 und JP-A-2-265672 beschriebenen.
• 3. Eine obere Schicht und eine untere Schicht werden fast gleichzeitig mit einem Extrusionsbeschichter aufgebracht, der mit einer Stützwalze ausgerüstet ist, wie der in JP-A- 2-174965 beschriebene.
• Bei der Naß-auf-Naß-Beschichtung ist es bevorzugt, daß die Fließcharakteristiken der Beschichtungszusammensetzung für die Bildung der magnetischen Schicht so ähnlich wie möglich zu denen der Beschichtungszusammensetzung für die Bildung der nicht magnetischen Schicht sind, da die Grenzfläche zwischen den daraus gebildeten magnetischen und nicht magnetischen Schichten keine Störung aufweist, und als Ergebnis die erhaltene magnetische Schicht eine gleichförmige Dicke mit verminderten Dickenschwankungen hat. Da die Fließcharakteristiken einer Beschichtungszusammensetzung in hohem Maß von der Kombination der Teilchen und des in der Beschichtungszusammensetzung enthaltenen Bindemittelharzes abhängen, sollte besondere Sorgfalt bei der Auswahl nicht magnetischer Teilchen zur Verwendung in der nicht magnetischen Schicht getroffen werden.
• Der in dem magnetischen Aufzeichnungsträger der vorliegenden Erfindung verwendete nicht magnetische Träger hat im allgemeinen eine Dicke von 1 bis 100 um und vorzugsweise 3 bis 20 um (als Band) oder 40 bis 80 um (als flexible Scheibe). Die nicht magnetische Schicht hat im allgemeinen eine Dicke von 0,5 bis 10 um und vorzugsweise 0,5 bis 3 um. Wenn eine magnetische Schicht auf einer nicht magnetischen Schicht gebildet wird, beträgt im allgemeinen die Dicke der magnetischen Schicht 0,05 bis 3,0 um und vorzugsweise 0,05 bis 1,0 um.
• Entsprechend den beabsichtigten Zwecken können Schichten gebildet werden, die von den vorstehend beschriebenen magnetischen und nicht magnetischen Schichten verschieden sind. So kann z. B. eine Grundschicht zwischen dem nicht magnetischen Träger und der unteren Schicht gebildet werden, um die Adhäsion zu verbessern. Diese Grundschicht hat im allgemeinen eine Dicke von 0,01 bis 2 um und vorzugsweise 0,05 bis 0,5 um. Eine Rückseitenschicht kann auf der Oberfläche des nicht magnetischen Trägers gebildet werden, die der magnetischen Schicht gegenüber liegt. Diese Rückseitenschicht hat im allgemeinen eine Dicke von 0,1 bis 2 um und vorzugsweise 0,3 bis 1,0 um. Diese Grundschicht und Rückseitenschicht können bekannte Schichten sein. In einem scheibenförmigen magnetischen Aufzeichnungsträger können die vorstehend beschriebenen Schichten auf einer oder beiden Seiten gebildet werden.
• Der nicht magnetische Träger zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung unterliegt keiner besonderen Beschränkung, und gewöhnlich verwendete nicht magnetische Träger können in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Beispiele von Materialien, die zum Aufbau nicht magnetischer Träger verwendet werden, umfassen zahlreiche synthetische Harze, wie Poly(ethylenterephthalat), Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat, Poly(ethylennaphthalat), Polyamide, Poly(amid-imid)e, Polyimide, Polysulfone und Polyethersulfone und Metallfolien, wie Aluminiumfolien und Folien aus nicht rostendem Stahl.
• Um die Aufgaben der vorliegenden Erfindung zu lösen, ist es bevorzugt, einen nicht magnetischen Träger zu verwenden, der eine mittlere Mittellinie-Oberflächenrauigkeit (Ra: Schneidewert: 0,25 mm) von 0,03 um oder weniger, vorzugsweise 0,02 um oder weniger und besonders vorzugsweise 0,01 um oder weniger hat. Zusätzlich dazu, daß der nicht magnetische Aufzeichnungsträger der vorliegenden Erfindung eine kleine mittlere Mittellinie-Oberflächenrauigkeit hat, ist der nicht magnetische Träger vorzugsweise frei von Projektionen so groß wie 1 um oder mehr. Der Zustand der Oberflächenrauigkeit des Trägers kann leicht durch Verändern der Größe und Menge eines Füllstoffs, welcher bei Bedarf in den Träger eingearbeitet wird, kontrolliert werden. Beispiele des Füllstoffs umfassen Oxide oder Carbonate von Ca, Si und Ti und feine organische Pulver, wie Acrylpulver. Der nicht magnetische Träger zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung hat vorzugsweise einen F-5-Wert in der Laufrichtung der Bahn von 5 bis 50 kg/mm² und einen F-5-Wert in der Richtung der Bahnbreite von 3 bis 30 kg/mm². Obwohl der F-5-Wert in der Längsrichtung der Bahn im allgemeinen höher ist als der in Richtung der Bahnbreite, gilt dies nicht in dem Fall, wo insbesondere die Festigkeit in Richtung der Bahnbreite erhöht werden soll.
• Der Grad der thermischen Schrumpfung des Trägers in der Laufrichtung der Bahn und in Richtung der Bahnbreite beträgt vorzugsweise 3% oder weniger, weiter vorzugsweise 1,5% oder weniger, unter den Bedingungen von 100ºC während 30 Minuten, und vorzugsweise 1% oder weniger, weiter vorzugsweise 0,5% oder weniger, unter den Bedingungen von 80ºC während 30 Minuten. Die Bruchfestigkeit des Trägers beträgt vorzugsweise 5 bis 100 kg/mm², und sein Modul beträgt vorzugsweise 100 bis 2000 kg/mm².
• Beispiele von organischen Lösungsmitteln zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung umfassen Ketone, wie Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylketon, Diisobutylketon, Cyclohexanon, Isophoron und Tetrahydrofuran; Alkohole, wie Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol, Isobutylalkohol, Isopropylalkohol und Methylcyclohexanol; Ester wie Methylacetat, Butylacetat, Isobutylacetat, lsopropylacetat, Ethyllactat und Glycolacetat; Glycolether, wie Glycoldimethylether, Glycolmonomethylether und Dioxan; aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol, Xylol, Kresol und Chlorbenzol; chlorierte Kohlenwasserstoffe, wie Methylenchlorid, Ethylenchlorid, Kohlenstofftetrachlorid, Chloroform, Ethylenchlorhydrin und Dichlorbenzol; und andere Verbindungen, wie N,N-Dimethylformamid und Hexan. Diese Lösungsmittel können in willkürlichen Anteilen verwendet werden. Diese organischen Lösungsmittel brauchen nicht 100% rein zu sein und können neben den Hauptkomponenten Verunreinigungen enthalten, wie Isomere, nicht umgesetzte Ausgangsmaterialien, Nebenprodukte, Zersetzungsprodukte, Oxidationsprodukte und Wasser. Der Gehalt dieser Verunreinigungen beträgt vorzugsweise 30% oder weniger, weiter vorzugsweise 10% oder weniger. In der vorliegenden Erfindung können die in der magnetischen Schicht und der nicht magnetischen Schicht verwendeten Lösungsmittel, falls erforderlich, verschieden in Art und Menge sein. Es ist z. B. möglich, ein hochflüchtiges Lösungsmittel zur Bildung einer nicht magnetischen Schicht mit verbesserten Oberflächeneigenschaften zu verwenden, ein Lösungsmittel mit einer hohen Oberflächenspannung (z. B. Cyclohexan oder Dioxan) zur Verbesserung der Stabilität der Beschichtung zur Bildung einer nicht magnetischen Schicht zu verwenden oder ein Lösungsmittel mit einem hohen Löslichkeitsparameter zur Bildung einer magnetischen Schicht zu verwenden, um den Füllgrad zu erhöhen. Verfahren zur Verwendung organischer Lösungsmittel sind jedoch natürlich nicht auf diese Beispiele beschränkt. Der magnetische Aufzeichnungsträger der vorliegenden Erfindung wird durch ein Verfahren erhalten, umfassend das Verkneten der vorstehend beschriebenen ferro magnetischen Metallteilchen und des Bindemittelharzes zusammen mit einem organischen Lösungsmittel, falls notwendig weiter mit anderen fakultativen Additiven, Aufbringen der erhaltenen magnetischen Beschichtungszusammensetzung auf einen nicht magnetischen Träger und Trocknen der Beschichtungszusammensetzung. Vor der Trocknungsstufe kann bei Bedarf eine Orientierung durchgeführt werden.
• Das Verfahren zur Herstellung einer magnetischen Beschichtungszusammensetzung zur Verwendung zur Herstellung des magnetischen Aufzeichnungsträgers der vorliegenden Erfindung umfaßt mindestens eine Knetstufe und eine Dispergierstufe und kann weiter eine Mischstufe umfassen, die falls notwendig, vor oder nach den beiden Stufen durchgeführt werden kann. Jede Stufe kann zwei oder mehr Stufen umfassen. Jedes der Materialien zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung einschließlich der ferromagnetischen Metallteilchen, Bindemittel, Ruß, abrasives Material, antistatisches Mittel, Gleitmittel und Lösungsmittel, können in jeder Stufe entweder zu Beginn oder während der Stufe zugesetzt werden. Weiterhin kann jeder Bestandteil portionsweise in zwei oder mehreren Stufen zugesetzt werden. Ein Polyurethan kann z. B. in jeder Stufe, nämlich der Knetstufe, der Dispergierstufe und der Mischstufe zur Einstellung der Viskosität nach der Dispersion zugesetzt werden.
• Zum Kneten und Dispergieren zur Herstellung einer magnetischen Beschichtungszusammensetzung können alle verschiedenen Knetvorrichtungen verwendet werden. Beispiele davon umfassen eine Zweiwalzenmühle, Dreiwalzenmühle, Kugelmühle, Kugelmühle mit Steinfüllung, Tronmühle, Sandmahlvorrichtung, Szegvari, Attritor, Hochgeschwindigkeits-Kreiseldispergiervorrichtung, Hochgeschwindigkeits-Steinmühle, Hochgeschwindigkeits-Schlagmühle, Dispergierer, Kneter, Hochgeschwindigkeitsmischer, Homogenisierer und Ultraschall-Dispersionsvorrichtung.
• Herkömmliche bekannte Herstellungstechniken können natürlich als Teil des Verfahrens zur Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Es ist jedoch bevorzugt, eine Knetvorrichtung mit hoher Knetkraft, wie einen kontinuierlichen Kneter oder einen Druckkneter in der Knetstufe zu verwenden. Im Falle der Verwendung eines kontinuierlichen Kneters oder Druckkneters werden die ferromagnetischen Metallteilchen mit dem gesamten oder einem Teil (vorzugsweise mindestens 30%) des Bindemittels verknetet, wobei die Bindemittelmenge in dem Bereich von 15 bis 500 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile der ferromagnetischen Metallteilchen liegt. Einzelheiten dieser Knetbehandlung sind in JP-A-1-106338 und JP-A-64-79274 beschrieben. Der magnetische Aufzeichnungsträger der vorliegenden Erfindung kann wirtschaftlich durch Verwendung einer Technik der gleichzeitigen Mehrfachbeschichtung hergestellt werden, wie in JP-A-62-212933 beschrieben.
• Der restliche Lösungsmittelgehalt in der magnetischen Schicht in dem magnetischen Aufzeichnungsträger der vorliegenden Erfindung beträgt vorzugsweise 100 mg/m² oder weniger, weiter vorzugsweise 10 mg/m² oder weniger. Es ist bevorzugt, daß der restliche Lösungsmittelgehalt in der magnetischen Schicht niedriger ist als in der nicht magnetischen Schicht.
• Der Leervolumenanteil in der unteren Schicht und der in der oberen Schicht beträgt vorzugsweise 30 Vol.-% oder weniger und weiter vorzugsweise 10 Vol.-% oder weniger. Die nicht magnetische Schicht hat vorzugsweise einen höheren Leervolumenanteil als die magnetische Schicht, kann aber einen niedrigeren Leervolumenanteil haben, solange ihr Leervolumenanteil 5 Vol.-% oder mehr beträgt.
• Der magnetische Aufzeichnungsträger der vorliegenden Erfindung, der eine untere Schicht und eine obere Schicht haben kann, kann so hergestellt werden, daß er einen Unterschied in der physikalischen Eigenschaft zwischen der oberen Schicht und der unteren Schicht entsprechend den beabsichtigten Zwecken aufweist, wie leicht vorstellbar ist. Die obere Schicht wird z. B. so hergestellt, daß sie einen erhöhten Modul zur Verbesserung der Laufbeständigkeit hat, und zur gleichen Zeit wird die untere Schicht so hergestellt, daß sie einen niedrigeren Modul als die magnetische Schicht hat, um die Kopfberührung des magnetischen Aufzeichnungsträgers zu verbessern.
• Die auf einem Träger so gebildete magnetische Schicht wird, falls notwendig, einer Orientierungsbehandlung zur Orientierung der in der Schicht enthaltenen ferromagnetischen Metallteilchen unterworfen und dann getrocknet. Eine Behandlung zur Oberflä chenglättung kann, falls erforderlich, durchgeführt werden, und die erhaltene Struktur wird in eine geeignete Form geschnitten. Auf diese Weise wird der magnetische Aufzeichnungsträger der vorliegenden Erfindung hergestellt. Die vorstehend beschriebene Zusammensetzung zur Bildung der oberen Schicht und die fakultative Zusammensetzung zur Bildung der unteren Schicht werden jeweils zusammen mit einem Lösungsmittel dispergiert. Die so erhaltenen Beschichtungszusammensetzungen werden auf einen nicht magnetischen Träger aufgebracht, und es wird eine Orientierung und Trocknung durchgeführt, um einen magnetischen Aufzeichnungsträger zu erhalten.
• Die magnetische Schicht hat vorzugsweise einen Modul bei 0,5% Dehnung von 100 bis 2000 kg/mm² sowohl in der Maschinenlaufrichtung als auch in der Querrichtung und eine Bruchfestigkeit von 1 bis 30 kg/cm². Der magnetische Aufzeichnungsträger hat vorzugsweise einen Modul von 100 bis 1500 kg/mm² sowohl in der Maschinenlaufrichtung als auch in der Querrichtung und eine restliche Dehnung von 0,5% oder weniger. Der Grad der thermischen Schrumpfung des magnetischen Aufzeichnungsträgers bei einer Temperatur von nicht höher als 100ºC beträgt vorzugsweise 1% oder weniger, weiter vorzugsweise 0,5% oder weniger und besonders bevorzugt 0,1% oder weniger.
• Der magnetische Aufzeichnungsträger der vorliegenden Erfindung kann ein Band für Video, Audio oder eine andere Verwendung sein, oder er kann eine Diskette oder eine magnetische Platte für die Datenaufzeichnung sein. Der Aufzeichnungsträger dieser Erfindung ist besonders wirksam, wenn er als digitaler Aufzeichnungsträger verwendet wird, in welchem das Auftreten von Signal-Aussetzern unter allen Umständen vermieden werden soll. Durch Verwendung eines Aufbaus, in welchem die untere Schicht eine nicht magnetische Schicht ist und die oberste Schicht eine Dicke von 1 um oder weniger hat, kann ein magnetischer Aufzeichnungsträger mit einer hohen Kapazität erhalten werden, der hohe elektromagnetische Charakteristiken und ausgezeichnete Überschreibungs- Charakteristiken hat und für die Aufzeichnung mit hoher Dichte geeignet ist.
Beispiel
• Die vorliegende Erfindung wird mit Bezug auf die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele im einzelnen erläutert, ist aber nicht darauf beschränkt. Alle Prozentangaben, Teile, Verhältnisse u. ä. beziehen sich auf das Gewicht, wenn nicht anders angegeben.
[Herstellungsbeispiel 1] Herstellungsbeispiele 1-1 bis 1-4 (Herstellung von ferromagnetischen Metallteilchen)
• Zu einer Mischung von 35 l von 1,7 mol/l Natriumcarbonat und 15 l von 2,0 mol/l Natriumhydroxid in einem 150 l Behälter, der mit einem Rührer ausgerüstet ist, wurden 0,6 l von 0,5 mol/l wäßriger Natriumphosphatlösung zugesetzt. Während Stickstoff kontinuierlich bei einer Flüssigkeitstemperatur von 20ºC in die Mischung eingeblasen wurde, wurden 40 l einer wäßrigen Lösung von Eisen(II)-Sulfat und Kobaltsulfat (Fe²&spplus;-Konzentration: 1,35 mol/l; Co-Konzentration: 0,15 mol/l) mit einer Temperatur von 20ºC zugesetzt, wobei diese Lösung in einem anderen Behälter unter Einblasen von Stickstoff hergestellt worden war. Nachdem die erhaltene Mischung 10 Minuten gerührt war, wurde die Temperatur der Suspension auf 25ºC eingestellt, um einen Niederschlag zu bilden, der zweiwertiges Eisen als Hauptbestandteil enthält. Luft wurde anstelle von Stickstoff eingeführt, um den Niederschlag zu oxidieren und dadurch Kerne von Goethit-Kristallen zu erhalten. Zu der Zeit, zu der die Fe²&spplus;-Konzentration der Suspension 0,75 mol/l erreichte, wurde die Oxidation mit Luft gestoppt. Stickstoff wurde anstelle von Luft eingeführt, und die Suspension wurde auf 40ºC erwärmt und 2 Stunden bei dieser Temperatur gehalten, wonach 1,5 l von 1,1 mol/l wäßriger Natriumaluminatlösung zugesetzt wurden. Danach wurde Luft anstelle von Stickstoff eingeführt, um weiter eine Oxidationsreaktion durchzuführen und dabei spindelförmige Teilchen einer festen Lösung von Al in Goethit zu erhalten. Die erhaltenen Teilchen wurden durch Filtration entfernt und mit Wasser gewaschen. Ein Teil der Teilchen wurde getrocknet und mit einem Durchstrahlungs-Elektronenmikroskop photographiert, um ihren mittleren Teilchendurchmesser zu bestimmen. Als Ergebnis wurde gefunden, daß die Teilchen eine mittlere Länge der langen Achse von 0,1 um und ein mittleres azikuläres Verhältnis von 7 haben. Weiter wurde die spezifische Oberfläche der Teilchen nach der Dehydratisierung durch 30-minütiges Erhitzen auf 120ºC in Stickstoff gemessen und als 110 m²/g gefunden.
• Der erhaltene Goethit wurde in Wasser dispergiert, um eine 2%ige Aufschlämmung zu ergeben. Eine wäßrige Lösung von Kobaltsulfat und/oder eine wäßrige Lösung von Magnesiumchlorid wurde zu der Aufschlämmung unter Rühren derart zugesetzt, daß sich eine zugesetzte Menge von Co und/oder Mg (Menge der Atome (%) bezogen auf die Eisenatommenge) wie in Tabelle 1 dargestellt, ergab. Diese Aufschlämmung wurde mit Ammoniakwasser neutralisiert, um eine Kobaltverbindung und/oder eine Magnesiumverbindung auf der Oberfläche der Teilchen niederzuschlagen. Die Aufschlämmung wurde filtriert, und die entfernten Teilchen wurden in Wasser dispergiert, um wiederum eine 2%ige Aufschlämmung zu ergeben. Wäßrige Natriumaluminatlösung wurde hierzu zugesetzt (die Menge des Al-Atoms (%), bezogen auf die Eisenatommenge ist in Tabelle 1 dargestellt), und die erhaltene Mischung wurde 20 Minuten gerührt. Danach wurde verdünnte Schwefelsäure zugesetzt, um die Aufschlämmung zu neutralisieren. Die Teilchen wurden durch Filtration entfernt, mit Wasser gewaschen und in Wasser dispergiert, um eine 2%ige Aufschlämmung zu ergeben. Wäßrige Yttriumnitratlösung wurde zugesetzt (die Menge des Y-Atoms (%), bezogen auf die Eisenatommenge ist in Tabelle 1 dargestellt), und der pH der Aufschwämmung wurde mit Ammoniakwasser auf 8,5 eingestellt. Die Teilchen wurden durch Filtration entfernt, mit Wasser gewaschen und in Wasser dispergiert, um eine 5%ige Aufschlämmung zu ergeben, die dann 1 Stunde auf 150ºC erhitzt wurde. Danach wurden die Teilchen durch Filtration entfernt und mit Wasser gewaschen. Der erhaltene Kuchen wurde in einer Verdichtungsvorrichtung verdichtet und dann getrocknet, um spindelförmige Goethit-Teilchen zu erhalten, die einer Sinterungsverhinderungsbehandlung unterzogen worden waren.
• Der erhaltene spindelförmige Goethit wurde in einen stationären Reduktionsofen verbracht und in Stickstoff 30 Minuten auf 350ºC zur Dehydratisierung und dann 2 Stunden auf 650ºC erhitzt, um die kristalline Eigenschaft des Hämatits zu erhöhen. Die Temperatur wurde auf 400ºC erniedrigt und ein Wasserstoff-Co-Mischgas (20/80) wurde anstelle von Stickstoff eingeführt, um eine Reduktion während 1 Stunde durchzuführen. Anschließend wurde Stickstoff anstelle des Mischgases eingeführt, und dann wurde reiner Wasserstoff anstelle von Stickstoff eingeführt, um eine Reduktion während 5 Stunden durchzuführen. Stickstoff wurde anstelle von reinem Wasserstoff eingeführt, um die Inhalte auf Raumtemperatur abzukühlen, und eine Luft/Stickstoff-Mischung, eingestellt auf eine Sauerstoffkonzentration von 0,2%, wurde eingeführt, um eine graduelle Oxidation bei 50ºC oder niedriger durchzuführen, wobei die Temperatur des Metallpulvers überwacht wurde. Nachdem die Wärmeentwicklung beendet war, wurde die Sauerstoffkonzentration auf 1% eingestellt, um die graduelle Oxidation 10 Stunden weiterzuführen. Dann wurde ein Dampf aus destilliertem Wasser zusammen mit Luft in einer solchen Menge eingeführt, daß sich eine Wassermenge von 1% ergab, bezogen auf die Menge der Metallteilchen, um die Teilchen zu befeuchten und zu stabilisieren.
• Die magnetischen Charakteristiken der so erhaltenen ferromagnetischen Metallteilchen wurden mit einem Schwingprobenmagnetometer (hergestellt von Toei Kogyo K.K., Japan) bei einem äußeren magnetischen Feld von 10 kOe bestimmt. Jedes erhaltene ferromagnetische Metallteilchen wurde mit einem hochauflösenden Durchstrahlungs- Elektronenmikroskop photographiert, um die mittlere Länge der langen Achse, das mittlere azikuläre Verhältnis und die Kristallinität der ferromagnetischen Metallteilchen und das mittlere azikuläre Verhältnis der Kristallite zu bestimmen. Weiter wurde die spezifische Oberfläche (SBET) von jedem Pulver mit Quantasorb (hergestellt von Quantachrome Inc.) nach 30-minütiger Dehydratisierung bei 250ºC in Stickstoff gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengestellt.
[Herstellungsbeispiel 2] Herstellungsbeispiele 2-1 bis 2-3
• Unter Verwendung der in Tabelle 1 wiedergegebenen Elemente wurden spindelförmige Goethit-Teilchen, welche einer Sinterungsverhinderungsbehandlung unterworfen worden waren, durch die gleichen Stufen wie im Herstellungsbeispiel 1 erhalten. Die Goethit- Teilchen wurden in einen stationären Reduktionsofen verbracht und in Stickstoff 60 Mi nuten bei 350ºC dehydratisiert. Die Temperatur wurde auf 450ºC erhöht, und reiner Wasserstoff wurde anstelle von Stickstoff eingeführt, um eine Reduktion während 6 Stunden durchzuführen. Die nachfolgenden Behandlungen wurden in der gleichen Weise wie im Herstellungsbeispiel 1 durchgeführt. Die so erhaltenen ferromagnetischen Metallteilchen wurden in der gleichen Weise wie im Herstellungsbeispiel 1 bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengestellt.
[Herstellungsbeispiel 3] Herstellungsbeispiele 3-1 und 3-2
• Goethit wurde in der gleichen Weise wie im Herstellungsbeispiel 1 hergestellt, mit Ausnahme des folgenden: Nachdem Kerne von Goethit-Kristallen bei 25ºC gebildet waren und zu der Zeit, als die Fe²&spplus;-Konzentration der Suspension 0,75 mol/l erreicht hatte, wurde die Oxidation mit Luft gestoppt, und Stickstoff wurde anstelle von Luft eingeführt. Natriumaluminat wurde zugesetzt, und die Suspension wurde auf 50ºC erwärmt, um die Oxidation mit Luft durchzuführen. Der so erhaltene Goethit hatte eine mittlere Länge der langen Achse von 0,20 um, ein mittleres azikuläres Verhältnis von 14 und eine spezifische Oberfläche von 130 m²/g. Anschließend wurde der Goethit unter Verwendung der in Tabelle 2 wiedergegebenen Elemente in der gleichen Weise wie im Herstellungsbeispiel 1 und dann mit den Antisinterungsmitteln behandelt. Dieser Goethit wurde durch Filtration entfernt, mit Wasser gewaschen, mit einer Verdichtungsvorrichtung verdichtet und dann getrocknet. Danach wurde das erhaltene Material reduziert und der graduellen Oxidation in der gleichen Weise wie im Herstellungsbeispiel 1 unterworfen. Die so erhaltenen ferromagnetischen Metallteilchen wurden in der gleichen Weise wie im Herstellungsbeispiel 1 bewertet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengestellt. Tabelle 1
[Beispiel 1] Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsträgern Beispiele 1-1 bis 1-4 und Vergleichsbeispiele 1-1 bis 1-5
• Die Zusammensetzung der jeweils nachstehend wiedergegebenen Bildung für die magnetische Schicht und die Zusammensetzung für die Bildung der nicht magnetischen Schicht wurden hergestellt, um magnetische Mehrfachschichtenbänder herzustellen unter Verwendung der Metallteilchen, die in den Beispielen 1-1 bis 1-4, 2-1 bis 2-3 und 3-1 und 3-2 erhalten wurden. In den folgenden Formulierungen sind alle "Teile" als Gewichtsteile angegeben.
• (Zusammensetzung für die Bildung der magnetischen Schicht)
• Ferromagnetisches Metallteilchen (in Tabelle 2 wiedergegeben) 100 Teile
• Bindemittelharz
• Vinylchlorid-Copolymer
• (-SO&sub3;Na-Gruppengehalt 1·10&supmin;&sup4; Äq/g; Polymerisationsgrad 300) 13 Teile
• Polyester-Polyurethan-Harz (Neopentylglycol/Caprolactonpolyol/MDI = 0,9/2,6/1 (mol) -SO&sub3;Na-Gruppengehalt 1 · 10&supmin;&sup4; Äq/g) 5 Teile
• α-Aluminiumoxid (mittlerer Teilchendurchmesser 0,13 um) 5,0 Teile
• Ruß (mittlerer Teilchendurchmesser 40 nm) 1,0 Teile
• Butylstearat 1 Teil
• Stearinsäure 2 Teile
• Methylethylketon/Cyclohexanon (1 : 1)-Lösungsmittelgemisch 200 Teile
• (Zusammensetzung für die Bildung der nicht magnetischen Schicht)
• azikulärer Hämatit (spezifische BET-Oberfläche 55 m²/g; mittlere Länge der langen Achse 0,12 um; azikuläres Verhältnis 8; pH 8,8; Aluminiumbehandlung: Al-Atommenge 6,5 Atom-%, bezogen auf Fe-Atome) 80 Teile
• Ruß (mittlerer primärer Teilchendurchmesser 17 nm; DBP-Absorptionsmenge 80 ml/100 g; spezifische BET-Oberfläche 240 m²/g; pH 7,5) 20 Teile
• Bindemittelharz Vinylchlorid-Copolymer (-SO&sub3;Na-Gruppengehalt 1 · 10&supmin;&sup4; Äq/g; Polymerisationsgrad 300) 12 Teile
• Polyester/Polyurethan-Harz (Neopentylglycol/Caprolactonpolyol/MDI = 0,912,6/1 (mol);
• - SO&sub3;Na-Gruppengehalt 1 · 10&supmin;&sup4; Äq/g) 5 Teile
• Butylstearat 1 Teil
• Stearinsäure 2,5 Teile
• Methylethylketon/Cyclohexanon (1 : 1)-Lösungsmittelgemisch 200 Teile
• Für jede der Zusammensetzungen für die Bildung der magnetischen Schicht und die Bildung der nicht magnetischen Schicht wurden die Bestandteile mit einem Kneter verknetet und dann mit einem Sandzerkleinerer dispergiert. Zu den erhaltenen Dispersionen wurde ein Polyisocyanat in einer Menge von 5 Teilen für die Beschichtungszusammensetzung für die Bildung der nicht magnetischen Schicht und in einer Menge von 6 Teilen für die Beschichtungszusammensetzung für die Bildung der magnetischen Schicht zugesetzt. Zu jeder Dispersion wurden weiterhin 20 Teile eines Methylethylketon/Cyclohexanon(1 : 1)-Lösungsmittelgemisches zugesetzt. Diese Dispersionen wurden durch einen Filter mit einem mittleren Öffnungsdurchmesser von 1 um filtriert, um eine Beschichtungszusammensetzung für die Bildung der nicht magnetischen Schicht und eine Beschichtungszusammensetzung für die Bildung der magnetischen Schicht herzustellen.
• Die zwei erhaltenen Beschichtungszusammensetzungen wurden auf einen 7 um dicken Poly(ethylenterephthalat)-Träger durch eine gleichzeitige Naß-auf-Naß-Mehrfachbeschichtung wie folgt aufgebracht. Die Beschichtungszusammensetzung für die Bildung der nicht magnetischen Schicht wurde zuerst mit einer Trockendicke von 1,5 um aufgebracht, und die Beschichtungszusammensetzung für die Bildung der magnetischen Schicht wurde unmittelbar danach auf die noch feuchte nicht magnetische Schicht in einer solchen Menge aufgebracht, daß eine 0,15 um dicke magnetische Schicht erhalten wurde. Während die beiden Beschichtungen noch in feuchtem Zustand waren, wurde eine longitudinale Orientierung durchgeführt, indem der beschichtete Träger durch eine Orientierungsvorrichtung geführt wurde. Bei dieser Orientierung wurde der beschichtete Träger an einem Seltenerd-Magneten (Oberflächenflußdichte 5000 G) vorbeigeführt und dann durch einen Solenoid-Magneten (Flußdichte 5000 G) hindurchgeführt und innerhalb des Solenoids auf einen solchen Grad getrocknet, daß der orientierte Zustand aufrechterhalten wurde. Die magnetische Schicht wurde weiter getrocknet, bevor der beschichtete Träger aufgewickelt wurde. Anschließend wurde eine Glättung mit einem 7-Walzen-Kalander mit Metallwalzen bei einer Walzentemperatur von 90ºC durchgeführt, um einen magnetischen Aufzeichungsträger in Form einer Bahn zu erhalten. Die Bahn wurde auf 8 mm Breite geschnitten. Auf diese Weise wurden Proben von 8-mm- Videobändern hergestellt.
• Die Proben wurden auf ihre magnetischen Charakteristiken mit einem Schwingprobenmagnetometer und auf die Oberflächenrauigkeit geprüft. Die Proben wurden weiterhin mit einem Trommelprüfgerät auf 1/2 Tb-Output, auf C/N und auf die Überschreibungscharakteristiken geprüft. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle 2 zusammengestellt. Als Standard für die Prüfung der elektromagnetischen Charakteristiken wurde Super DC-Band (hergestellt von Fuji Photo Film Co., Ltd.) verwendet. Die Überschreibungscharakteristiken wurden unter Verwendung eines Trommelprüfgeräts nach dem folgenden Verfahren geprüft. Bei einer Relativgeschwindigkeit eines TSS-Kopfes (Kopfspalt 0,2 um; Spurbreite 14 um; Sättigungsflußdichte 1,2 T) von 10,2 m/s wurden Signale von 1/90 Tb (λ = 22,5 um) bei dem optimalen Aufzeichnungsstrom, bestimmt aus den Input/Output-Charakteristiken von Signalen von 1/2 Tb (λ = 0,5 um) aufgezeichnet, und dann wurden Signale von 1/2Tb darüber geschrieben. Aus dem Grad der Löschung der aufgezeichneten 1/90 Tb-Signale wurden die Überschreibungscharakteristiken bestimmt.
• Die magnetischen Charakteristiken wurden in der Richtung parallel zu der Orientierungsrichtung mit einem Schwingprobenmagnetometer (hergestellt von Toei Kogyo K. K.) bei einer Intensität des äußeren Magnetfeldes von 5 kOe bestimmt. SQ bedeutet Rechteckigkeitsverhältnis. Der Gehalt an Hoch-Hc-Komponenten wurde wie folgt bestimmt. Eine Probe eines magnetischen Aufzeichnungsträgers wurde in einer solchen Weise auf dem Schwingprobenmagnetometer (hergestellt von Toei Kogyo K.K.) angeordnet, daß die Orientierungsrichtung für die Probe die gleiche war wie die Richtung des magnetischen Feldes. Ein magnetisches Feld von -10 kOe wurde angewendet, um die Probe in DC-Sättigung zu bringen, und das Magnetfeld wurde dann auf Null zurückgestellt, um die Restmagnetisierung (-Mrmax) zu messen. Ein magnetisches Feld von 3000 Oe wurde in der entgegengesetzten Richtung angewendet, und das magnetische Feld wurde dann auf Null zurückgestellt, um die Restmagnetisierung Mr zu messen. Anschließend wurde ein magnetisches Feld von 10 kOe angewendet, um die Probe in DC-Sättigung in der entgegengesetzten Richtung zu bringen, und das Magnetfeld wurde dann auf Null zurückgestellt, um die Restmagnetisierung Mrmax zu messen. Der Gehalt an Hoch-Hc-Komponenten wurde aus den so erhaltenen Werten der Restmagnetisierung unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet.
• Hoch-Hc-Komponente (%) = 100 · (Mrmax - Mr) / (Mrmax - (-Mrmax))
• Obwohl das angewendete magnetische Feld in der Gegenrichtung jede erwünschte Intensität haben kann, wurde hierin eine Intensität von 3000 Oe (r3000) unter dem Gesichtspunkt der Nachweisempfindlichkeit verwendet. Die Hoch-Hc-Komponenten sind Komponenten, welche eine Umkehrung der Magnetisierung bei dieser Magnetfeldintensität oder höher erfahren. Da r3000 notwendigerweise mit ansteigendem mittlerem Hc-Wert ansteigt, ist es notwendig, r3000 mit Hc zum Vergleich unter den Proben zu standardisieren. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 3 ausgedrückt als (r3000 / Hc) · 100 wiedergegeben.
• Jede Probe wurde weiter mit einem Drehmoment-Magnetometer (Typ TRT-2, hergestellt von Toei Kogyo K.K.) bei verschiedenen Intensitäten des magnetischen Feldes geprüft, um die magnetische Drehmomentkurve für die Filmebene zu bestimmen. Aus den erhaltenen Ergebnissen wurde das Dreh-Hystereseverlust-Integral berechnet und ist wiedergegeben, um es als Maß für den Modus der Magnetisierungsumkehr zu verwenden.
• Die Oberflächenrauigkeit wurde durch Prüfung einer Probenfläche von 250 um Quadrat mit der dreidimensionalen Lichtinterferenz-Rauigkeitsmeßvorrichtung "TOPO-3D", hergestellt von WYKO Inc. (Ariz., USA) gemessen. Bei der Berechnung aus den gefundenen Werten wurden Korrekturen, wie Steilheitskorrektur, Kugelkorrektur und Zylinderkor rektur, gemäß JIS-B601 durchgeführt. Die Mittellinie der mittleren Rauigkeit Ra wurde als Wert für die Oberflächenrauigkeit genommen. Tabelle 2
[Herstellungsbeispiel 4] [Bildung von Kernkristallen]
• In einen verschließbaren 2 l Glasbehälter wurden 500 ml von 2 M wäßriger FeCl&sub3;- Lösung eingebracht. Zu der Lösung wurden unter Rühren 500 ml von 5,94 N wäßriger NaOH-Lösung während einer Zeit von 5 Minuten zugesetzt. Nach Vervollständigung der Zugabe wurde die Mischung weitere 20 Minuten gerührt und der Behälter dann dicht verschlossen.
• Der Behälter wurde in einen auf 100ºC vorerhitzten Ofen gestellt und darin 72 Stunden gehalten. Danach wurde der Behälter mit fließendem Wasser abgekühlt. Die Reaktionsmischung wurde in Teile geteilt und in einer Zentrifuge bei 15.000 Upm 15 Minuten zentrifugiert. Der erhaltene Überstand wurde verworfen. Zu dem Rückstand wurde destilliertes Wasser zugesetzt, um ihn wieder zu dispergieren. Die Dispersion wurde erneut zentrifugiert, und der erhaltene Überstand wurde verworfen. Dieser Waschvorgang mit Wasser unter Verwendung einer Zentrifuge wurde dreimal durchgeführt. Der erhaltene Niederschlag von Hämatitteilchen (mittlerer Teilchendurchmesser etwa 80 nm), welcher der Waschbehandlung mit Wasser unterzogen worden war, wurde getrocknet. Zu 50 g der getrockneten Teilchen wurden 5 ml destilliertes Wasser zugesetzt. Diese Mischung wurde 30 Minuten in einem Mörser behandelt, um die Teilchen zu pulverisieren. Die pulverisierten Teilchen wurden aus dem Mörser ausgewaschen und in einen Becher unter Verwendung von 500 ml destilliertem Wasser gegeben. Die Mischung wurde in Portionen von 100 ml geteilt, die in 200 ml Mayonnaise-Flaschen verbracht, die Stahlkügelchen enthielten, und 10 Stunden behandelt, um die Teilchen zu dispergieren. Die erhaltenen Dispersionen wurden gesammelt, und die Mayonnaise-Flaschen wurden mit destilliertem Wasser gewaschen, um die erhaltenen Dispersionen zu gewinnen. Destilliertes Wasser wurde zu der vereinigten Dispersion bis zu einem Gesamtvolumen von 1200 ml zugesetzt, und diese verdünnte Dispersion wurde 30 Minuten mit Ultraschall behandelt, um die Teilchen weiter zu dispergieren.
• Die mit Ultraschall behandelte Dispersion wurde in Portionen geteilt und 30 Minuten bei 10.000 Upm zentrifugiert. Der erhaltene Überstand, welcher ultrafeine Hämatit-Teilchen (mittlerer Teilchendurchmesser etwa 70 Å) darin dispergiert enthielt, wurde als Lösung von Kernkristallen entnommen. Diese Lösung hatte eine Eisenkonzentration von 2000 ppm.
• [Kristallitgrößenkontrolle von spindelförmigem monodispersem Hämatit]
• In einen mit einem Rührer ausgerüsteten Reaktor wurden 180 ml von 1 mol/l Eisen(III)- nitrat eingebracht. Die Lösung wurde auf 5ºC abgekühlt. Zu der Lösung wurden unter Rühren 180 ml von 2,4 mol/l Natriumhydroxid-Lösung während einer Zeit von 5 Minuten zugesetzt. Nach der Zugabe wurde das Rühren weiter 5 Minuten fortgesetzt. Anschließend wurden 180 ml der Lösung der Kernkristalle zugesetzt, und der Inhalt wurde 10 Minuten gerührt. Zu jeder 60 ml-Portion, die aus der erhaltenen Mischung entnommen wurde, wurden 10 ml von 0,048 mol/l NaH&sub2;PO&sub4; als Form-Kontrollionen und 10 ml Wasser zugesetzt. Die Behälter wurden verschlossen und 72 Stunden in einem auf 120ºC vorerhitzten Ofen gehalten. Danach wurden die Behälter mit fließendem Wasser abgekühlt. Die Reaktionsmischung wurde mit einer Zentrifuge bei 18.000 Upm 15 Minuten zentrifugiert, und der erhaltene Überstand wurde verworfen. Zu dem Rückstand wurde destilliertes Wasser zugesetzt, um denselben wieder zu dispergieren. Die Dispersion wurde wieder suspendiert, und der erhaltene Überstand wurde verworfen. Dieser Waschvorgang mit Wasser unter Verwendung einer Zentrifuge wurde dreimal wiederholt. Anschließend wurde 1 M Ammoniakwasser zu dem Rückstand zugesetzt, um denselben wieder zu dispergieren. Diese Dispersion wurde zentrifugiert, und der erhaltene Überstand wurde verworfen. Zu dem Rückstand wurde destilliertes Wasser zugesetzt, um denselben wieder zu dispergieren. Die Dispersion wurde wieder zentrifugiert, und der erhaltene Überstand wurde verworfen. Diese Waschbehandlung mit Wasser unter Verwendung einer Zentrifuge wurde dreimal wiederholt. Ein Teil des Reaktionsprodukts wurde entnommen und getrocknet. Die trockenen Teilchen wurden mit einem Durchstrahlungs-Elektronenmikroskop untersucht. Als Ergebnis wurde gefunden, daß die erhaltenen Teilchen α-Fe&sub2;O&sub3;-Teilchen mit einer mittleren Länge der langen Achse von 70 nm und einem azikulären Verhältnis (lange Achse/kurze Achse) von 4,5 waren und eine ausgezeichnete Teilchengrößenverteilung mit einer Schwankung der langen Achse [(Standardabweichung der Länge der langen Achse)/(mittlere Länge der langen Achse)] von 7% hatten.
• Der erhaltene spindelförmige, monodisperse Hämatit wurde in destilliertem Wasser in einer solchen Menge dispergiert, daß eine Hämatit-Konzentration von 2% erhalten wurde. Hierzu wurde Kobaltsulfat in einer Menge von 10% zugesetzt, ausgedrückt als Co- Atommenge, bezogen auf die Menge der Fe-Atome, die in dem Hämatit enthalten waren. Die Mischung wurde ausreichend gerührt. Ammoniakwasser wurde zu dieser Suspension unter Rühren zugesetzt, während der pH der Suspension überwacht wurde, um den pH auf 8,0 einzustellen. Auf diese Weise wurde eine Co-Verbindung auf der Hämatit-Oberfläche niedergeschlagen. Danach wurde unter Rühren zu der Suspension Natriumaluminat in einer Menge von 8% zugesetzt, ausgedrückt als Al-Atommenge, bezogen auf die Menge der Fe-Atome, die in dem Hämatit enthalten waren, und dann wurde verdünnte Schwefelsäure zugesetzt, um den pH der Suspension auf 6,5 einzustellen. Weiter wurde unter Rühren zu der Suspension eine Yttriumnitratlösung in einer Menge von 6% zugesetzt, ausgedrückt als Y-Atommenge, bezogen auf die Menge der Fe- Atome, die in dem Hämatit enthalten waren, und Ammoniakwasser wurde zugesetzt, um den pH der Suspension auf 7,5 einzustellen. Die Suspension wurde dann filtriert und mit destilliertem Wasser gewaschen, um Verunreinigungen zu entfernen. Der erhaltene oberflächenbehandelte, spindelförmige Hämatit wurde zu zylindrischen Körnchen verdichtet, indem der Hämatit durch Verdichtungsplatten mit einem Durchmesser von 3 mm geführt wurde, und dann getrocknet.
• Ein Teil von 500 g des oberflächenbehandelten, spindelförmigen, monodispersen Hämatits wurde in einen stationären Reduktionsofen verbracht und in Stickstoff bei 650ºC 1 Stunde lang angelassen. Anschließend wurde die Temperatur auf 400ºC gesenkt, und ein Wasserstoff-CO-Mischgas (30/70) wurde anstelle des Stickstoffs eingeführt, um eine Reduktion während 1 Stunde durchzuführen. Stickstoff wurde dann anstelle des Mischgases eingeführt. Nachdem die Temperatur auf 450ºC erhöht war, wurde reiner Wasserstoff anstelle des Stickstoffs eingeführt, um eine Reduktion während 5 Stunden durchzuführen. Stickstoff wurde anstelle des reinen Wasserstoffs eingeführt, um den Inhalt auf Raumtemperatur abzukühlen, und eine Luft/Stickstoff-Mischung, die auf eine Sauerstoffkonzentration von 0,5% eingestellt war, wurde eingeführt, um eine graduelle Oxidation bei 50ºC oder einer niedrigeren Temperatur durchzuführen, wobei die Temperatur des Metallpulvers überwacht wurde. Nachdem die Wärmeentwicklung beendet war, wurde die Sauerstoffkonzentration auf 1% eingestellt, um eine graduelle Oxidation während 10 Stunden durchzuführen. Danach wurde ein Dampf aus destilliertem Wasser zusammen mit Luft in einer solchen Menge eingeführt, daß eine Wassermenge von 1%, bezogen auf die Menge der Metallteilchen, erhalten wurde, um die Teilchen zu befeuchten und zu stabilisieren.
[Herstellungsbeispiel 5]
• Der im Herstellungsbeispiel 4 erhaltene Hämatit wurde in destilliertem Wasser in einer solchen Menge dispergiert, daß eine Hämatit-Konzentration von 2% erhalten wurde. Hierzu wurde unter Rühren Natriumaluminat in einer Menge von 8% zugesetzt, ausgedrückt als Al-Atommenge, bezogen auf die Menge der Fe-Atome, die in dem Hämatit enthalten waren, und dann wurde verdünnte Schwefelsäure zugesetzt, um den pH der Suspension auf 6,5 einzustellen. Ferner wurde unter Rühren eine Neodymnitratlösung zu der Suspension in einer Menge von 5% zugesetzt, ausgedrückt als Nd-Atommenge, bezogen auf die Menge der Fe-Atome, die in dem Hämatit enthalten waren, und dann wurde Ammoniakwasser zugesetzt, um den pH der Suspension auf 7,8 einzustellen. Die Suspension wurde filtriert und mit destilliertem Wasser gewaschen, um Verunreinigungen zu entfernen. Der erhaltene oberflächenbehandelte, spindelförmige Hämatit wurde zu zylindrischen Körnchen verdichtet, indem der Hämatit durch Verdichtungsplatten mit einem Durchmesser von 3 mm geführt wurde, und dann getrocknet.
• Der oberflächenbehandelte Hämatit wurde unter den gleichen Bedingungen wie im Herstellungsbeispiel 4 behandelt, um ferromagnetische Metallteilchen zu erhalten.
• Die magnetischen Charakteristiken der in den Herstellungsbeispielen 4 und 5 erhaltenen ferromagnetischen Metallteilchen wurden mit einem Schwingprobenmagnetometer (hergestellt von Toei Kogyo K.K.) bei einem äußeren Magnetfeld von 10 kOe bestimmt.
• Jedes erhaltene ferromagnetische Metallpulver wurde mit einem hochauflösenden Durchstrahlungs-Elektronenmikroskop photographiert, um die mittlere Länge der langen Achse, das mittlere azikuläre Verhältnis und die Kristallinität der ferromagnetischen Metallteilchen und das mittlere azikuläre Verhältnis der Kristallite zu bestimmen. Weiter wurde die spezifische Oberfläche jedes Pulvers mit Quantasorb (hergestellt von Quantachrome Inc.) nach 30minütiger Dehydratisierung bei 250ºC in Stickstoff bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengestellt. Tabelle 3
[Beispiel 2]
• Es wurden Bänder unter den folgenden Bedingungen unter Verwendung der in den Herstellungsbeispielen 4 und 5 erhaltenen ferromagnetischen Metallteilchen hergestellt und auf magnetische Charakteristiken und elektromagnetische Charakteristiken geprüft.
• (Zusammensetzung für die Bildung der oberen Schicht)
• ferromagnetisches Metallpulver (Tabelle 4) 100 Teile
• Bindemittelharz
• Vinylchlorid-Copolymer 12 Teile
• (-SO&sub3;Na-Gruppengehalt 1 · 10&supmin;&sup4; Äq/g; Polymerisationsgrad 300)
• Polyester-Polyurethan-Harz 4 Teile (Neopentylglycol/Caprolactonpolyol/MDI = 0,9/2,6/1 (mol) -SO&sub3;Na-Gruppengehalt 1 · 10&supmin;&sup4; Äq/g)
• α-Aluminiumoxid (mittlere Teilchengröße 0,1 um) 3,5 Teile
• Ruß (mittlere Teilchengröße 80 nm) 0,5 Teile
• Butylstearat 1 Teil
• Stearinsäure 2 Teile
• Methylethylketon/Cyclohexanon- 200 Teile
• Lösungsmittelgemisch (1 : 1)
• (Zusammensetzung für die Bildung der nicht magnetischen Schicht)
• kugelförmiges Titanoxid 80 Teile
• (mittlerer Teilchendurchmesser 0,025 um; behandelt mit Aluminiumoxid; spezifische BET-Oberfläche 60 m²/g; pH 7,5)
• Ruß
• (mittlerer primärer Teilchendurchmesser 16 nm; 20 Teile DBP-Absorptionsmenge 80 ml/100g; spezifische BET-Oberfläche 250 m²/g; pH 8,0)
• Bindemittelharz
• Vinylchlorid-Vinylacetat-Vinylalkohol-Copolymer 10 Teile (Gehalt der polaren Gruppe -N+(CH&sub3;)3Cl&supmin; 5 · 10&supmin;&sup6; Äq/g;
• Monomer-Zusammensetzungsverhältnis 86/13/1; Polymerisationsgrad 400)
• Polyester-Polyurethan-Harz 1 Teil (Hauptkette: 1,4-BD/Phthalsäure/HMDI = 2/2/1 (mol); Molekulargewicht 10.200; Hydroxylgruppengehalt 0,23 · 10&supmin;³ Äq/g; -SO&sub3;Na-Gruppengehalt 1 · 10&supmin;&sup4; Äq/g)
• Butylstearat 1 Teil
• Stearinsäure 2,5 Teile
• Methylethylketon/Cyclohexanon- 200 Teile
• Lösungsmittelgemisch (1 : 1)
• Für jede der Zusammensetzungen für die Bildung der nicht magnetischen Schicht und für die Bildung der magnetischen Schicht wurden die Bestandteile mit einem Kneter verknetet und dann mit einer Sandmühle dispergiert. Die erhaltenen Dispersionen wurden mit einem Polyisocyanat in einer Menge von 5 Teilen für die Beschichtungszusammensetzung für die Bildung der nicht magnetischen Schicht und in einer Menge von 6 Teilen für die Beschichtungszusammensetzung für die Bildung der magnetischen Schicht versetzt. Zu jeder Dispersion wurden ferner 20 Teile eines Methylethylketon-Cyclohexanon- Lösungsmittelgemisches (1 : 1) zugesetzt. Diese Dispersionen wurden durch ein Filter mit einem mittleren Öffnungsdurchmesser von 1 um filtriert, um eine Beschichtungszusammensetzung für die Bildung der nicht magnetischen Schicht und eine Beschichtungszusammensetzung für die Bildung der magnetischen Schicht herzustellen.
• Die erhaltenen beiden Beschichtungszusammensetzungen wurden auf einen 7 um dicken Poly(ethylenterephthalat)-Träger durch ein Naß-auf-Naß-Verfahren gleichzeitig als Mehrfachschichten-Beschichtung wie folgt aufgebracht. Die Beschichtungszusammensetzung für die Bildung der nicht magnetischen Schicht wurde zuerst mit einer Trockendicke von 1,5 um aufgebracht, und die Beschichtungszusammensetzung für die Bildung der magnetischen Schicht wurde unmittelbar danach auf die noch feuchte nicht magnetische Beschichtung in einer solchen Weise aufgebracht, daß eine 0,15 um dicke magnetische Schicht erhalten wurde. Während die beiden Schichten noch in feuchtem Zustand waren, wurde eine magnetische Orientierung der ferromagnetischen Metallteilchen mit einem Seltenerd-Magnet (Oberflächenflußdichte 5000 G) und einem Solenoid- Magnet (Oberflächenflußdichte 5000 G) durchgeführt. Die Beschichtung wurde dann getrocknet. Anschließend wurde eine Glättung mit einem 7 Walzen-Kalander mit Metallwalzen bei einer Walzentemperatur von 90ºC durchgeführt, um einen magnetischen Aufzeichnungsträger in Form einer Bahn zu erhalten. Die Bahn wurde auf 8 mm Breite geschnitten. Auf diese Weise wurden Proben von 8 mm Videoband hergestellt. Die Proben wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 bewertet, und die erhaltenen Ergeb nisse sind in Tabelle 4 zusammengestellt. Als Standard für die Prüfung der elektromagnetischen Charakteristiken wurde Super DC-Band (hergestellt von Fuji Photo Film Co., Ltd.) verwendet. Tabelle 4
• Wie aus den Ergebnissen der Tabellen 2 und 4 ersichtlich ist, war in jedem der Beispiele der vorliegenden Erfindung r3000/Hc niedrig und das Band hatte eine ausreichende Verteilung der Koerzitivkraft. Ferner war das durch eine magnetische Drehmomentmessung bestimmte Integral der Rotationshysterese gering, und die Magnetisierungsumkehr erfolgte nach einem Mechanismus nahe zur gleichzeitigen Rotation.
• Die in den Beispielen der vorliegenden Erfindung verwendeten ferromagnetischen Metallteilchen, in welchen die Teilchen jeweils eine Kristallinität von 30% oder höher hatten, hatten annähernd die gleiche mittlere Länge der langen Achse und annähernd das gleiche azikuläre Verhältnis. Im Gegensatz dazu hatten die in den Vergleichsbeispielen verwendeten ferromagnetischen Metallpulver, in welchen die Teilchen jeweils eine Kristallinität unter der in der vorliegenden Erfindung spezifizierten unteren Grenze hatten, jeweils eine mittlere Länge der langen Achse außerhalb des in der vorliegenden Erfindung spezifizierten Bereichs und hatten einen erhöhten Schwankungskoeffizienten der Länge der langen Achse. Es wird angenommen, daß die erhöhten Schwankungskoeffizienten in den Vergleichsbeispielen die erhöhten Werte für r3000/Hc ergaben.
• Es kann selbst ein außergewöhnlich feines ferromagnetisches Pulver mit einer mittleren Länge der langen Achse von 30 bis 80 nm zu magnetischen Teilchen mit einer hohen Koerzitivkraft und einer ausgezeichneten Verteilung der Koerzitivkraft umgewandelt werden, indem ein Ausgangsmaterial mit gleichförmiger Teilchengröße verwendet und die Zahl der Metallkerne während ihrer Bildung kontrolliert wird, um die Metallteilchen so zu regulieren, daß sie eine Kristallinität von 30 bis 100% haben. Der magnetische Aufzeichnungsträger, der diese magnetischen Teilchen enthält, hat einen hohen Output, ein hohes C/N und vorzügliche Überschreibungscharakteristiken.
• Obwohl die Erfindung im einzelnen und mit Bezug auf spezielle Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist es für den Fachmann ersichtlich, daß zahlreiche Änderungen und Abwandlungen gemacht werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.

Claims (4)

1. Ein magnetischer Aufzeichnungsträger umfassend einen nicht magnetischen Träger mit einer darauf befindlichen magnetischen Schicht, die mindestens ferromagnetische Metallteilchen enthält, worin die ferromagnetischen Metallteilchen eine Koerzitivkraft von 1700 bis 3000 Oe, eine mittlere Länge der langen Achse von 30 bis 80 nm, ein mittleres azikuläres Verhältnis von 2,0 bis 5,0 und eine Kristallinität von 30 bis 100% haben.

2. Der magnetische Aufzeichnungsträger wie in Anspruch 1 beansprucht, worin die ferromagnetischen Metallteilchen eine Sättigungsmagnetisierung σs von 125 bis 165 emE/g haben.

3. Der magnetische Aufzeichnungsträger wie in Anspruch 1 beansprucht, worin die ferromagnetischen Metallteilchen Eisen und Co umfassen und eine Koerzitivkraft von 1700 bis 2800 Oe haben.

4. Der magnetische Aufzeichnungsträger wie in Anspruch 1 beansprucht, der eine nicht magnetische Schicht aufweist, die hauptsächlich anorganische nicht magnetische Teilchen und ein Bindemittel zwischen dem nicht magnetischen Träger und der magnetischen Schicht umfaßt.