JPH0762900B2

JPH0762900B2 - 磁気記録媒体用強磁性金属粉末

Info

Publication number: JPH0762900B2
Application number: JP60232301A
Authority: JP
Inventors: 正昭藤山; 晴男増田; 明春日
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1985-10-19
Filing date: 1985-10-19
Publication date: 1995-07-05
Anticipated expiration: 2010-07-05
Also published as: JPS6295729A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、電磁変換特性が改善された磁気記録媒体の製
造に用いる強磁性金属微粉末に関する。

［発明の背景および従来技術］コンピューター用、ビデオ用、オーディオ用などの磁気
記録媒体として、結合剤、強磁性粉末およびその他の添
加剤を溶剤に分散した磁性塗料を支持体上に塗布、乾燥
して磁性層とした磁気記録媒体が用いられている。

近時、たとえば８ミリビデオの実用化などに伴ない従来
の磁気記録媒体よりも更に高密度記録が可能な磁気記録
媒体の開発が切望されている。そのために酸化鉄系の強
磁性粉末に代り、微粉末化された強磁性金属微粉末のよ
うな抗磁力等の高い強磁性粉末を用いる方法が利用され
つつある。

このような強磁性金属微粉末は、基本的には高密度記録
に適するとの特性を有している。

しかし強磁性金属微粉末は、二以上の粒子が会合して会
合体を形成しやすいとの欠点を有しており、製造中、貯
蔵中、あるいは運搬中などに会合が進み、実際に磁性塗
料を調製する際には、相当量の粒子が会合した状態で存
在している。特に微粒子化を進めることによりその傾向
は強くなる。

このような強磁性金属微粉末の会合体は、磁性塗料中へ
の分散性が低く、分散工程を経て得られた磁性塗料が会
合した粒子を含むので、この磁性塗料を用いて付設され
た磁性層の電磁変換特性が充分に向上しない傾向ある。

そこで、一般には混練分散の工程において強磁性金属微
粉末の会合を解除し一次粒子の状態で分散させることを
意図して分散時間を長くする方法が採られている。

しかし、この方法は、強磁性金属微粉末の分散性を改善
するとの目的はある程度達成されるものの、長時間の分
散により強磁性金属微粉末が損傷を受け電磁変換特性が
低下するなど微粒子化した強磁性金属微粉末を使用した
効果が減失するとの問題を生ずる。

［発明の目的］本発明は、特に電磁変換特性が改善された磁気記録媒体
の製造に用いる強磁性金属微粉末を提供することを目的
とする。

すなわち、本発明は、磁性層を形成する際に用いる磁性
塗料中における分散性が良好な強磁性金属微粉末を提供
することを目的とする。

［発明の要旨］本発明は、比表面積が42m²/g以上であり、かつ嵩密度／
真密度の値が0.07〜0.16の範囲内にあることを特徴とす
る磁気記録媒体用強磁性金属微粉末にある。

［発明の効果］本発明の強磁性金属微粉末を用いて製造した磁気記録媒
体は、強磁性金属微粉末の磁性層における均一性が高
く、さらに、強磁性金属微粉末の多くが一次粒子の状態
で含有されているので、磁性層表面の光沢度、即ち表面
平滑性が高い。

このように表面平滑性が高い磁気記録媒体は、優れた電
磁変換特性を有している。

［発明の詳細な記述］磁気記録媒体は、非磁性支持体と、結合剤中に分散され
た磁性体からなる磁性層がこの非磁性支持体上に設けら
れた基本構造を有するものである。

非磁性支持体としては、通常使用されているものを用い
ることができる。非磁性支持体を形成する素材の例とし
ては、ポリエチレンテレフタート、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレ
ート、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポ
リサルホン、ポリエーテルサルホンなどの各種の合成樹
脂のフィルム、およびアルミ箔、ステンレス箔などの金
属箔を挙げることができる。また、非磁性支持体は、一
般には厚みが３〜50μｍ（好ましくは５〜30μｍ）のも
のが使用される。

非磁性支持体は、磁性層が設けられていない側にバック
層（バッキング層）が設けられたものであっても良い。

磁性層は強磁性金属微粉末と結合剤とを含む。

結合剤は通常の結合剤から選ぶことができる。

結合剤の例としては、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合
体、塩化、ビニル・酢酸ビニルとビニルアルコール、マ
レイン酸および／またはアクリル酸との共重合体、塩化
ビニル・塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニル・アクリ
ロニトリル共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、
ニトロセルロース樹脂などのセルロース誘導体、アクリ
ル樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルブチラ
ール樹脂、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ポリウレタ
ン樹脂、ポリカーボネートポリウレタン樹脂を挙げるこ
とができる。

特に、塩化ビニル・酢酸ビニル・無水マレイン酸共重合
体のような硬度の高い樹脂とポリウレタン樹脂のような
硬度の低い樹脂とを組合わせて使用することが好まし
い。

結合剤の含有率は、通常は強磁性金属微粉末100重量部
に対し10〜100重量部（好ましくは20〜40重量部）であ
る。

磁性層の形成に用いられる本発明の強磁性金属微粉末
は、非表面積（Ｓ BET）が42m²/g以上（好ましくは45m
²/g以上）の強磁性金属微粉末であって、嵩密度／真密
度の値が、0.07〜0.16の範囲内にある強磁性金属微粉末
である。比表面積が42m²/gに満たない強磁性金属微粉末
を使用しても磁気記録媒体が現実に要求されている良好
な電磁変換性を有するものとはならない。

強磁性金属微粉末の例としては、強磁性金属微粉末中の
金属分が75重量％以上であり、そして金属分の80重量％
以上が少なくとも一種類の強磁性金属あるいは合金
（例、Fe、Co、Ni、Fe−Co、Fe−Ni、Co−Ni、Co−Ni−
Fe）であり、この金属分の20重量％以下の範囲内で他の
成分（例、Al、Si、Pb、Sc、Ti、Ｖ、Cr、Mn、Cu、Ｂ、
Ｙ、Mo、Rh、Pd、Ag、Sn、Sb、Ｐ、Ba、Ta、Ｗ、Re、A
u、Hg、Ｓ、Bi、La、Ce、Pr、Nd、Zn、Te）を含むこと
のある合金を挙げることができる。また、上記強磁性金
属分が少量の水、水酸化物または酸化物を含むものなど
であってもよい。

比表面積（Ｓ BET）が42m²/g以上（好ましくは45m²/g
以上）の強磁性金属微粉末自体の製造方法は既に公知で
あり、本発明で用いる強磁性金属微粉末についてもこれ
ら公知の方法に従って製造したものを用いることができ
る。

本発明の強磁性金属微粉末は、嵩密度／真密度の値が0.
07〜0.16の範囲内にある。特に嵩密度／真密度の値が0.
08〜0.15の範囲内にあることが好ましい。嵩密度／真密
度の値が0.07より小さいと、強磁性金属微粉末の分散状
態が良好な磁性塗料を調製するのに長時間を要するよう
になり、分散中に強磁性金属微粉末が損傷を受け、他
方、分散時間を短時間にすると分散状態が悪くなり、い
ずれにしても最終的に得られた磁気記録媒体の電磁変換
特性が低下する。

また、0.16よりも大きい場合は、強磁性金属微粉末を得
る課程において、微粉末が損傷を受け、強磁性金属微粉
末自体の均一性が損なわれるので、最終的に得られた磁
気記録媒体の磁性層表面の光沢度、すなわち平面平滑性
が低下する。さらに、この値より大きい強磁性金属微粉
末を用いても得られる磁気記録媒体の磁性層の残留磁束
密度（Bm）の値が飽和に達するので電磁変換性の改善は
望めない。磁性層表面の光沢度、電磁変換特性との間に
は相関関係にあることは既に知られており、一般には分
散後の光沢度を125以上（好ましくは135以上）とするこ
とにより、磁気記録媒体が、優れた電磁変換特性を要求
される８ミリビデオ用テープなどとして好適な電磁変換
特性を有するようになる。通常使用されている比表面積
（Ｓ BET）が42m²/g以上の強磁性金属微粉末の嵩密度
／真密度の値は0.07より低いのが一般的であり、このよ
うな強磁性金属微粉末を使用しても磁性層表面の光沢度
が高く電磁変換特性が高い磁気記録媒体を得ることはで
きない。

嵩密度の測定にはタッピングを行なわずに測定する方法
と所定回数（例えば100回）のタッピングを行なった後
の嵩密度を測定する方法とがあるが、本発明において、
単に「嵩密度」と記載した場合には、タッピングを行な
わずに測定したものをいう。

通常使用されている強磁性金属微粉末の嵩密度は、例え
ば、真密度5.8g/cm³の強磁性金属微粉末の場合には、通
常0.35以下である。これに対して、本発明の強磁性金属
微粉末の嵩密度は、上記真密度の強磁性金属微粉末を使
用した場合には、通常0.47〜1.10の範囲内にある。

また、同一の本発明の強磁性金属微粉末を使用してタッ
ピングを100回行なった後の嵩密度は、通常の0.60〜1.3
5の範囲内にある。

本発明の強磁性金属微粉末のタッピング100回後の嵩密
度／嵩密度の値は、通常は1.20以上である。1.20に満た
ない場合は、一般に強磁性金属微粉末の損傷が大きいこ
とを意味する。なお、強磁性金属微粉末の真密度は、組
成の変化により多少変動するが通常は、5.5〜6.5g/cm³
の範囲内にある。

本発明の強磁性金属微粉末は、通常の方法に従って製造
された強磁性金属微粉末を圧粉処理し、嵩密度／真密度
の値を上記の本発明で規定した範囲内の数値を調整する
こにより製造することができる。

本発明において、圧粉処理とは、処理対象物と固体粒子
とを互いに接触させながら、それらを相対的に移動させ
て処理対象物に剪断力を付与する操作を言う。圧粉処理
は、具体的に、サンドミルなどを利用して行なうことが
できる。

サンドミルを使用して圧粉処理を行なう際の処理条件
は、線圧と処理時間とを考慮して処理された強磁性金属
微粉末の嵩密度／真密度の値が上記の範囲となるように
適宜選択して設定することができる。一般的には、線圧
を１〜150kg/cmの範囲内（好ましくは３〜120kg/cmの範
囲内）に設定し、処理時間を通常は１分間〜10時間（好
ましくは５分間〜５時間）に設定する。そして、両者の
関係は、一般に高い線圧で処理を行なう場合には処理時
間を短くし、逆に線圧を低く設定した場合には処理時間
を長くする。

このように圧粉処理を行なうことにより、強磁性金属微
粉末の会合体（凝結体、凝集体および軟会合体を含む）
の会合が解除され、強磁性金属微粉末中の一次粒子の含
有率が高くなる。即ち、具体的には、嵩密度が高くな
る。

一般に嵩密度は、最初主に会合体の会合か解除されて一
次粒子が増加することにより、充填率が高くなり上昇す
る。そして、殆どの会合が解除されると次第に一次粒子
の破壊が発生し、嵩密度が更に高くなる。強磁性金属微
粉末は、会合体が一次粒子となり、なおかつ粒子の破壊
がされていない状態であることが必要であるので、嵩密
度／親密度の値は上記の特定の範囲内になければならな
い。

本発明の強磁性金属微粉末の嵩密度／真密度の値を本発
明で規定する範囲内とする圧粉処理は、上記サンドミル
を用いる方法の他に、らいかい機、シンプソンミル等を
用いて行なうこともでき、さらに加圧プレスを利用して
も嵩密度／真密度の値を本発明で規定する範囲内とする
ことができる。

さらに、本発明の強磁性金属微粉末は、針状の形状を有
するものであることが好ましい。針状の強磁性金属微粉
末を使用する場合には、平均長軸長が、0.05〜0.5μｍ
の範囲内にあることが好ましい。そして、特に平均針状
比が２〜20の範囲内にある強磁性金属微粉末であること
が好ましく、３〜15の範囲内にあることが特に好まし
い。

磁性層には上記の結合剤および強磁性金属微粉末の外
に、α−Al₂O₂（硬質無機質粒子）な研磨材、カーボン
ブラックなどの粒状帯電防止剤、潤滑剤、帯電防止剤、
充填剤、分散剤など通常用いられているものが含有され
ていてもよい。

次に本発明の強磁性金属微粉末を用いて磁気記録媒体を
製造する方法について説明する。

本発明の磁気記録媒体は、上記の強磁性金属微粉末、結
合剤および所望により他の磁性層の形成成分を通常磁性
塗料の調製に使用されている溶剤と共に混合分散して磁
性塗料を調製し、これを前掲の非磁性支持体上に塗布し
たのち、磁場配向処理工程、乾燥工程、表面平滑化処理
固定および裁断工程など経て製造される。

これらの工程自体は既に公知であり、本発明の強磁性金
属微粉末を用いる磁気記録媒体の製造の際にも公知の方
法に従う。

たとえば、磁性塗料の調製は、上記の強磁性金属微粉
末、結合剤および所望により他の磁性層形成成分を混合
し分散する。

そして、強磁性金属微粉末に圧粉処理を行なう場合、こ
の混合分散する工程を行なう直前に圧粉処理を行なうこ
とが好ましい。圧粉処理後、長時間放置すると強磁性金
属微粉末粒子が再び会合することがあるからである。

磁性塗料を調製する際には公知技術のほかに以下に記載
する方法を利用することにより諸特性において更に優れ
た磁気記録媒体を製造することができる。

すなわち、研磨材を使用する場合には、強磁性金属微粉
末と結合剤との混合し、さらに研磨材を混合したのち分
散工程にかけることが好ましい。混合の際の研磨材粒子
と強磁性金属微粉末粒子との接触による強磁性金属微粉
末粒子の損傷を軽減することができるからである。

このようにして調製された磁性塗料は、支持体上に塗布
され、磁場配向処理、乾燥処理、表面平滑化処理などの
通常の磁気記録媒体の製造工程に従って磁性層を形成す
る。

次に本発明の実施例および比較例を記載する。なお、以
下の例において『部』は特に記載のない限り『重量部』
を意味する。

［実施例１］平均長軸長が0.2μｍ、平均針状比が1:15、真密度が5.8
g/cm³、嵩密度が0.33g/cm³、比表面積52.2m²/gの強磁性
金属微粉末（Fe−Ni合金、Ni含有率５重量％）をサンド
ミル（（株）松本鋳造鉄工所製、形式MPUV（五馬力））
を用いて線圧を5kg/cmに設定し、30分間圧粉処理を行な
った。

得られた強磁性金属微粉末の嵩密度、嵩密度／真密度の
値、タッピングを100回行なった後の嵩密度（嵩密度I
I）および嵩密度II/嵩密度の値を第１表に示す。

得られた強磁性金属微粉末100部と下記結合剤および溶
剤を一緒にしてニーダーを用いて60分間混練を行なっ
た。

塩化ビニル／酢酸ビニル／無水マレイン酸共重合体（日本ゼオン（株）製:400×110A、重合度:40
0） 36部ポリウレタン樹脂（日本ポリウレタン（株）製:N−2301） 36部メチルエチルケトン 150部別に、下記の成分からなる混合物を用意し、この混合物
を上記混練物を加えサンドグラインダーを用いて４時間
分散を行なった。

α−Al₂O₃ 15部メチルエチルケトン 350部分散工程終了後、得られた磁性塗料を５インチ幅、20μ
ｍ厚のポリエステル支持体上に３ミル（75μｍ）ブレー
ドを用いて磁性塗料を塗布、乾燥し、磁性層を形成して
磁気テープを製造し、磁性層表面の光沢度を測定した。
光沢度は129％であった。

なお、光沢度の測定はJIS−Ｚ−8741に従い入射角45度
において、屈折率1.567のガラス表面の鏡面光沢度を100
％として測定した。

また、嵩密度は、200ccのメスシリンダーに磁性体50gを
鋳れメスシリンダーの目盛から体積を読み取り次式より
求めた。

嵩密度＝50（ｇ）／体積（cm³）さらに、タップリング100回後の嵩密度は、200ccのメス
シリンダーに磁性体50gを入れ一定の高さ（5cm）から10
0回タッピリングを行なったのち、メスシリンダーの目
盛から体積を読み取り上記式より求めた。

本発明において、表面光沢度、嵩密度およびタップリン
グ100回後の嵩密度（嵩密度II）は上記ようにして測定
したものである。

［実施例２］実施例１において、圧粉処理の線圧を5kg、処理時間を3
0分間とした以外は同様にして強磁性金属微粉末を調製
し、これを用いて同様にして磁気テープを製造した。

得られた磁気テープの磁性層表面の光沢度は128％であ
った。

［実施例３］実施例１に於て、圧粉処理の線圧を10kg、処理時間を20
分間とした以外は同様にして強磁性金属微粉末を調製
し、これを用いて同様にして磁気テープを製造した。

得られた強磁性金属粉末の嵩密度、嵩密度／真密度の
値、タッピングを100回行なった後の嵩密度（嵩密度I
I）および嵩密度II/嵩密度II/嵩密度の値を第１表に示
す。

得られた磁気テープの磁性層表面の光沢度は134％であ
った。

［実施例４］実施例１に於て、圧粉処理の線圧を10kg、処理時間を30
分間とした以外は同様にして強磁性金属粉末を調製し、
これを用いて同様にして磁気テープを製造した。

得られた強磁性金属粉末の嵩密度、嵩密度／真密度の
値、タッピングを100回行なった後の嵩密度（嵩密度I
I）および嵩密度II/嵩密度の値を第１表に示す。

得られた磁気テープの磁性層表面の光沢度は140％であ
った。

［実施例５］実施例１に於て、圧粉処理の線圧を20kg、処理時間を10
分間とした以外は同様にして強磁性金属粉末を調製し、
これを用いて同様にして磁気テープを製造した。

得られた磁気テープの磁性層表面の光沢度は136％であ
った。

［実施例６］実施例１に於て、圧粉処理の線圧を20kg、処理時間を30
分間とした以外は同様にして強磁性金属粉末を調製し、
これを用いて同様にして磁気テープを製造した。

［比較例１］実施例１に於て、圧粉処理を行なわなかった以外は同様
にして強磁性金属微粉末を調製し、これを用いて同様に
して磁気テープを製造した。

得られた強磁性金属微粉末の嵩密度、嵩密度／真密度の
値を第１表に示す。

得られた磁気テープの磁性層表面の光沢度は126％であ
った。

［比較例２］実施例１に於て、圧粉処理の線圧を60kg、処理時間を10
分間とした以外は同様にして強磁性金属粉末を調製し、
これを用いて同様にして磁気テープを製造した。

得られた磁気テープの磁性層表面の光沢度は100％であ
った。

［比較例３］実施例１に於て、圧粉処理の線圧を60kg、処理時間を30
分間とした以外は同様にして強磁性金属粉末を調製し、
これを用いて同様にして磁気テープを製造した。

得られた磁気テープの磁性層表面の光沢度は101％であ
った。

第１図に実施例および比較例で製造した磁気記録媒体の
嵩密度／親密度の値と、磁性層の光沢度および残留磁束
密度（Bm）との関係を示す。

第１図から明らかなように、嵩密度／親密度の値が0.07
〜0.16の範囲内にあるときに磁性層の表面が光沢度が12
5％以上と高くなり、この範囲内において残留磁束密度
が上昇する。そして、0.16を越えると光沢度は125％よ
り低くなり、残留磁束密度も飽和に達し、もはや著しい
上昇は見られない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例および比較例で製造した磁気記録媒体
の嵩密度／真密度の値と、磁性層の光沢度および残留磁
束密度（Bm）との関係を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献「化学工学」第48巻第６号（1984）昭和 59年６月５日社団法人化学工学協会発行第428〜433頁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】比表面積が42m²/g以上であり、かつ嵩密度
／真密度の値が0.07〜0.16の範囲内にあることを特徴と
する磁気記録媒体用強磁性金属微粉末。
【請求項２】嵩密度／真密度の値が0.08〜0.15の範囲内
にある特許請求の範囲第１項記載の磁気記録媒体用強磁
性金属微粉末。
【請求項３】圧粉処理を施して嵩密度／真密度を調整し
たものである特許請求の範囲第１項もしくは第２項記載
の磁気記録媒体用強磁性金属粉末。
【請求項４】サンドミルによる圧粉処理を施して嵩密度
／真密度を調整したものである特許請求の範囲第３項記
載の磁気記録媒体用強磁性金属粉末。
【請求項５】比表面積が45m²/g以上である特許請求の範
囲第１項もしくは第２項記載の磁気記録媒体用強磁性金
属粉末。
【請求項６】針状強磁性金属粉末の形状にある特許請求
の範囲第１項もしくは第２項記載の磁気記録媒体用強磁
性金属微粉末。