DE69711006T2

DE69711006T2 - Titanoxid Teilchen, Träger für magnetisches Aufzeichnungsmedium und magnetisches Aufzeignungsmedium diese verwended

Info

Publication number: DE69711006T2
Application number: DE69711006T
Authority: DE
Inventors: Kazuyuki Hayashi; Keisuke Iwasaki; Hiroko Morii; Yasuyuki Tanaka
Original assignee: Toda Kogyo Corp
Current assignee: Toda Kogyo Corp
Priority date: 1996-12-16
Filing date: 1997-12-15
Publication date: 2002-08-22
Anticipated expiration: 2017-12-16
Also published as: EP0847961A1; JP3509838B2; US6458452B1; US6042937A; DE69711006D1; EP0847961B1; JPH10177714A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Titanoxidteilchen, ein Substrat für ein magnetisches Aufzeichnungsmedium und ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, in dem das Substrat verwendet wird. Genauer betrifft die vorliegende Erfindung Titanoxidteilchen, die als nicht-magnetische Teilchen für eine nicht-magnetische Unterbeschichtungsschicht eines magnetischen Aufzeichnungsmediums geeignet sind, worin magnetische Teilchen, die Eisen enthalten, als Hauptbestandteil verwendet werden, und noch genauer Titanoxidteilchen, die als nicht-magnetische Teilchen für eine nicht-magnetische Unterbeschichtungsschicht eines magnetischen Aufzeichnungsmedium geeignet sind, worin magnetische Teilchen, die Eisen enthalten, als Hauptbestandteil verwendet werden, die eine exzellente Dispergierbarkeit in einem Binderharz zeigen, nur eine geringe Menge an löslichen Natriumsalz und löslichen Sulfat enthalten, und einen pH-Wert von nicht weniger als 8 aufweisen, ein Substrat für das magnetische Aufzeichnungsmedium, und ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, worin das Substrat verwendet wird.
Mit der Entwicklung miniaturisierter und leichtgewichtiger video- oder audio-magnetischer Aufzeichnungs- und Wiedergabegeräte für die Langzeitaufzeichnung wuchsen die Anforderungen an magnetische Aufzeichnungsmedien wie beispielsweise ein Magnetband und eine Magnetdisk, eine höhere Güte aufzuweisen, nämlich eine höhere Aufzeichnungsdichte, bessere Wiedergabeeigenschaften, insbesondere eine verbesserte Frequenzcharakteristik, und ein niedrigeres Rauschniveau.
Zur Verbesserung dieser Eigenschaften eines magnetischen Aufzeichnungsmediums wurden sowohl zur Verbesserung der Eigenschaften magnetischer Teilchen als auch zur Reduzierung der einer Magnetschicht verschiedene Anstrengungen unternommen.
Zunächst wird die Verbesserung der Eigenschaften magnetischer Teilchen beschrieben.
Die Eigenschaften, die magnetische Teilchen haben müssen, damit sie die oben beschriebenen Erfordernisse an ein magnetisches Aufzeichnungsmedium erfüllen, sind eine hohe Koerzitivkraft und eine hohe Sättigungsmagnetisierung.
Als magnetische Teilchen, die zur Aufzeichnung mit hoher Wiedergabeleistung und hoher Dichte geeignet sind, sind nadelförmige magnetische Teilchen, die Eisen als Hauptbestandteil enthalten, die durch Wärmebehandlung nadelformiger Goethitteilchen oder nadelförmiger Hämatitteilchen in einem reduzierenden Gas erhalten werden, allgemein bekannt.
Obwohl nadelförmige magnetische Teilchen, die Eisen als Hauptbestandteil enthalten, eine hohe Koerzitivkraft und Sättigungsmagnetisierung aufweisen, sind im Ergebnis werden deren magnetische Eigenschaften verschlechtert, insbesondere sind die Sättigungsmagnetisierung und die Koerzitivkraft verringert, da die eisenhaltigen nadelförmigen magnetischen Teilchen, die als Hauptbestandteil für ein magnetisches Aufzeichnungsmedium verwendet werden, sehr feine Teilchen mit einer Teilchengröße von nicht mehr als 0,3 um, insbesondere 0,01 bis 0,2 pin, sind, die sehr leicht korrodieren.
Daher besteht zur Aufrechterhaltung der Eigenschaften eines magnetischen Aufzeichnungsmediums, worin magnetische Teilchen, die Eisen als Hauptbestandteil enthalten, als magnetische Teilchen verwendet werden, über einen langen Zeitraum der starke Bedarf, die Korrosion nadelförmiger magnetischer Teilchen, die Eisen als Hauptbestandteil enthalten, soweit wie möglich zu unterdrücken.
Nachfolgend wird die Verringerung der Dicke einer magnetischen Aufzeichnungsschicht beschrieben.
Bei Videobändern bestand in der letzten Zeit ein immer stärkerer Bedarf nach einer höheren Bildqualität, und die Frequenzen der in neueren Videobändern aufgezeichneten Trägersignale sind höher als diejenigen, die bei herkömmlichen Videohändern aufgezeichnet werden. Mit anderen Worten wurden Trägersignale im kurzwelligen Bereich gebräuchlich, und als Ergebnis wurde die Magnetisierungstiefe von der Oberfläche eines Magnetbands deutlich gering.
Zum Zweck der hochdichten Aufzeichnung ist es erforderlich, die Wiedergabeeigenschaften aufrecht zu erhalten, das Rauschen zu verringern und insbesondere auch das S/N- Verhältnis in bezug auf Signale mit einer kurzen Wellenlänge zu verbessern. Bei einem aus einem Substrat und einer auf dem Substrat ausgebildeten magnetischen Aufzeichnungsschicht aufgebautem magnetischen Aufzeichnungsmedium wurden eine Verringerung der Dicke der magnetischen Aufzeichnungsschicht durchgeführt. Diese Tatsache ist beispielsweise auf Seite 312 von Development of Magnetic Materials and Technique for High Dispersion of Magnetic Powder, veröffentlicht von Sogo Gijutsu Center Co., Ltd. (1982) beschrieben "...die Bedingungen für die hochdichte Aufzeichnung auf einem Band vom Beschichtungsschicht-Typ sind, daß das Rauschniveau in bezug auf Signale mit kurzer Wellenlänge niedrig ist, und daß die hohen Wiedergabeeigenschaften beibehalten werden. Zur Erfüllung dieser Bedingungen ist es notwendig, daß das Band eine hohe Koerzitivkraft Hc und Restmagnetisierung Br aufweist, ... und daß der Beschichtungsfilm eine geringere Dicke besitzt. ..."
Die Entwicklung eines dünneren Films für eine magnetische Aufzeichnungsschicht hat einige Probleme hervorgerufen.
Zunächst ist es erforderlich, die magnetische Aufzeichnungsschicht glatt zu machen und die Nichtgleichförmigkeit der Dicke zu eliminieren. Wie allgemein bekannt ist, muß zum Erhalt einer glatten magnetischen Aufzeichnungsschicht mit gleichförmiger Dicke die Oberfläche des Substrats ebenfalls glatt sein. Diese Tatsache ist beschrieben auf den Seiten 180 und 181 von Materials for Synthetic Technology-Causes of Friction and Abrasion of Magnetic Tape and Head Running System and Measures for Solving the Problem (nachfolgend als "Materials für Synthetic Technology (1987)" bezeichnet), veröffentlicht von der Veröffentlichungsstelle des Technology Information Center, "...die Oberflächenrauhigkeit einer gehärteten magnetischen Schicht hängt von der Oberflächenrauhigkeit des Substrats (Rückseitenrauhigkeit) in einem solchem Ausmaß ab, daß nahezu Proportionalität besteht, ... da die Magnetschicht auf dem Substrat ausgebildet wird, wird eine um so gleichförmigere und höhere Kopfausgabeleistung erhalten, und das S/N- Verhältnis umsomehr verbessert, je glatter die Oberfläche des Substrates ist."
Zweitens wurde mit der Tendenz zur Verringerung der Dicke eines nicht-magnetischen Substrats, das üblicherweise aufgrund des Bedarf nach einer dünneren Magnetschicht verwendet wurde, eine Problem bezüglich der Festigkeit eines nicht-magnetischen Substrats wie beispielsweise einem Grundfilm, hervorgerufen. Dieses Tatsache ist beispielsweise beschrieben auf Seite 77 des oben genannten Development of Magnetic Materials and Technique for High Dispersion of Magnetic Powder, "...eine höhere Aufzeichnungsdichte ist ein großes mit dem gegenwärtigen Magnetband verbundenes Problem. Diese ist zur Verkürzung der Länge des Bandes wichtig, damit die Miniaturisierung der Kassette und eine Langzeitaufzeichnung ermöglicht wird. Zu diesem Zweck ist es erforderlich, die Dicke des Substrats zu verringern. ... Mit der Tendenz zur Reduzierung der Filmdicke nimmt auch die Steifheit des Bandes in einem solchen Maße ab, daß der ungestörte Transport. in einem Recorder schwierig wird. Daher besteht nunmehr ein starkes Bedürfnis, die Steifheit eines Videobands sowohl in der Laufrichtung als auch in der dazu senkrechten Richtung zu verbessern."
Der Endbereich eines magnetischen Aufzeichnungsmediums, wie eines Magnetbandes, insbesondere eines Videobandes, wird durch Ermittlung eines Bereichs des magnetischen Aufzeichnungsmediums, in dem die Lichtdurchlässigkeit hoch ist, mittels eines Videogeräts bestimmt. Als nadelförmige magnetische Teilchen, die Eisen als Hauptbestandteil enthalten, die für die hochdichte Aufzeichnung verwendet werden, werden wie oben beschrieben sehr feine Teilchen verwendet. Bei einer solchen Neigung zur Verringerung der Teilchengröße magnetischer Teilchen, und der Dicke der magnetischen Aufzeichnungsschicht und des Substrats wird die Lichtdurchlässigkeit des magnetischen Aufzeichnungsmediums größer, und als Ergebnis ist es schwierig, das Endes des Magnetbands mit dem Videogerät festzustellen. Zur Verringerung der Lichtdurchlässigkeit des magnetischen Aufzeichnungsmediums wird Ruß oder dgl. zu der magnetischen Aufzeichnungsschicht zugegeben. Es ist daher notwendig, bei gegenwärtigen Videobändern Ruß oder dgl. zu der magnetischen Aufzeichnungsschicht zuzugeben.
Die Zugabe von nicht-magnetischem Ruß beeinträchtigt jedoch nicht nur die Erhöhung der Aufzeichnungsdichte, sondern auch die Verringerung der Dicke der magnetischen Aufzeichnungsschicht. Es besteht daher ein starker Bedarf, daß die Lichtdurchlässigkeit der magnetischen Aufzeichnungsschicht auch dann gering ist, wenn die Menge an zugegebenen Ruß oder dgl. auf eine geringe Menge oder auf Null verringert wird. Unter diesem Aspekt besteht ein starker Bedarf nach Verbesserungen des Substrats.
Andererseits besteht ein anhaltender Bedarf nach einer höheren Güte der gegenwärtigen magnetischen Aufzeichnungsmedien. Mit der oben beschriebenen Verringerung der Dicke der magnetischen Aufzeichnungsschicht und des nicht magnetischen Substrats geht eine starke Nachfrage nach der Verbesserung der Dauerhaftigkeit der Oberfläche der magnetischen Aufzeichnungsschicht und des magnetischen Aufzeichnungsmediums selber einher, da die Dauerhaftigkeit oder Oberfläche der magnetischen Aufzeichnungsschicht und des magnetischen Aufzeichnungsmediums selber verringert wird.
Diese Tatsache ist beschrieben in JP-OS (KOKAI) Nr. 5-298679, "... Mit der gegenwärtigen Entwicklung der magnetischen Aufzeichnung entwickelte sich ein steigender Bedarf nach einer hohen Bildqualität und einer hohen Klangqualität. Ferner ist es erforderlich, die Signalaufzeichnungseigenschaften zu verbessern, insbesondere das Rauschen und den C/N-Wert zu verringern, indem die Oberfläche des Magnetbands durch Verringerung der Teilchengröße der ferromagnetischen Teilchen glatt gemacht wird, und die Aufzeichnungsdichte erhöht wird. ... Der Reibungskoeffizient zwischen dem Magnetband und einem Gerät während des Vortriebs des Magnetbands nimmt jedoch zu, so daß die Tendenz besteht, daß die Magnetschicht des Magnetbands (magnetisches Aufzeichnungsmedium) selbst innerhalb eines kurzen Zeitraums beschädigt oder abgeschält wird. Insbesondere in einem Videoband neigen die ferromagnetischen Teilchen dazu, vom der Magnetschicht abzufallen, da das magnetische Aufzeichnungsmedium mit hoher Geschwindigkeit im Kontakt mit dem Videokopf transportiert wird, wodurch eine Verstopfung des Magnetkopfs hervorgerufen werden kann. Daher wird eine Verbesserung der Betriebsstabilität der Magnetschicht eines magnetischen Aufzeichnungsmediums erwartet."
Verschiedene Anstrengungen wurden zur Verbesserung des Substrats für die magnetische Aufzeichnungsschicht unternommen. Eine magnetisches Aufzeichnungsmedium mit mindestens einer Unterbeschichtungsschicht (nachfolgend als nicht-magnetische Unterbeschichtungsschicht bezeichnet), die erhalten wird durch Ausbildung einer Dispersion, die zusammengesetzt ist aus nicht-magnetischen Teilchen wie beispielsweise Titanoxidteilchen und einem Binderharz, auf einem nicht-magnetischen Substrat als Grundfilm wurde vorgeschlagen und zur praktischen Anwendung gebracht (JP-PS 6-93297 (1994), JP-OS (KOKAI) 62-159338 (1987), 4-167225 (1992), 4-325915 (1992), 5-73882 (1993), 5-182177 (1993), 5-347017 (1993), 6-60362 (1994), 8-45062 (1996), usw.).
Insbesondere JP-OS (KOKAI) 5-182177 (1993) beschreibt folgendes:
"Die anorganischen Teilchen, die erfindungsgemäß verwendbar sind, schließen beispielsweise Metalle, Metalloxide, Metallcarbonate, Metallsulfate, Metallnitrate, Metallcarbide und Metallsulfide ein. Konkret werden TiO&sub2; (Rutil, Anatas), TiOx, Ceroxid, Zinnoxid, Wolframoxid, ZnO, ZrO&sub2;, SiO&sub2;, Cr&sub2;O&sub3;, Alumina mit nicht weniger als 90% α-Alumina, β-Alumina, γ-Alumina, α-Eisenoxid, Goethit, Korund, Siliciumnitrat, Titancarbid, Magnesiumoxid, Bornitrat, Molybdändisulfid, Kupferoxid, MgCO&sub3;, CaCO&sub3;, BaCO&sub3;, SrCO&sub3;, BaSO&sub4;, Siliciumcarbid, Titancarbid, usw. einzeln oder in Kombination verwendet."
"Als anorganische Teilchen sind solche, die die folgenden Bedingungen erfüllen bevorzugt. Die Klopfdichte beträgt 0,05 bis 2 g/cm³, vorzugsweise 0,2 bis 1,5 g/cm³. Der Wassergehalt beträgt 0,1 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 3 Gew.-%. Der pH-Wert ist 2 bis 11, vorzugsweise 4 bis 10. Die spezifische Oberfläche beträgt 1 bis 100 m²/g, vorzugsweise 5 bis 70 m²/g, weiter bevorzugt 7 bis 50 m²/g. Die bevorzugte Kristallkorngröße ist 0,01 bis 2 um. Im Fall von granularen Teilchen ist die durchschnittliche Teilchengröße nicht größer als 0,1 um, vorzugsweise nicht mehr als 0,08 um. Im Fall von nadelförmigen Teilchen ist der Hauptachsendurchmesser 0,05 bis 1,0 um, vorzugsweise 0,06 bis 0,5 um, das Nadelverhältnis (Seitenverhältnis) ist 3 bis 30, vorzugsweise 5 bis 15. Die DBP Öladsorption ist 5 bis 100 ml/100 g, vorzugsweise 10 bis 80 ml/100 g, weiter bevorzugt 20 bis 60 ml/100 g. Die SA (Stearinsäure)-Adsorption beträgt 1 bis 20 umol/m², weiter bevorzugt 2 bis 15 umol/m². Der Rauhigkeitsfaktor der Teilchenoberflächen beträgt vorzugsweise 0,8 bis 1,5. Die Benetzungswärme mit Wasser bei 25ºC ist vorzugsweise 0,2 bis 0,6 J/m² (200 bis 600 erg/cm²). Ebenso ist ein Lösungsmittel mit einer Benetzungswärme im obigen Bereich verwendbar. Die geeignete Menge an Wassermolekülen auf der Oberfläche bei 100 bis 400ºC liegt im Bereich von 1 bis 10/100 Å. Der pH-Wert in Wasser am isoelektrischen Punkt ist vorzugsweise 3 bis 9. Die spezifische Dichte ist 1 bis 12, vorzugsweise 3 bis 6. Der Verbrennungsverlust ist vorzugsweise nicht größer als 20%."
"Als nicht-magnetische anorganische Teilchen, die erfindungsgemäß verwendet werden, ist Titanoxid (insbesondere Titandioxid) bevorzugt. Das Verfahren zur Herstellung von Titanoxid wird nachfolgend detailliert beschrieben.
Als Verfahren zur Herstellung von Titanoxid werden hauptsächlich ein Schwefelsäureverfahren und ein Chlorverfahren angewandt. Bei dem Schwefelsäureverfahren wird ein rohes Erz wie beispielsweise Ilmenit in Schwefelsäure destilliert, wodurch Ti, Fe, usw. in Form von Sulfaten extrahiert werden. Nach Entfernung des Eisensulfats durch Kristallisationsabtrennung wird die zurückbleibende Titanylsulfat-Lösung filtriert, gereinigt und unter Erwärmen hydrolysiert, wodurch hydratisiertes Titanoxid ausgefällt wird. Nach Abfiltrieren des ausgefällten hydratisierten Titanoxids und Waschen mit Wasser werden die Verunreinigungen ausgewaschen, und ein Teilchengrößenregulator zugegeben, und eine Calcinierung bei einer Temperatur von 80 bis 1000ºC durchgeführt, wodurch rohes Titanoxid erhalten wird. Das erhaltene rohe Titanoxid wird durch das zum Zeitpunkt der Hydrolyse zugegebene Keimbildungsmaterial als Rutiltitanoxid oder Anatastitanoxid ausgebildet. Das resultierende rohe Titanoxid wird pulverisiert. Nach dem dressing der Körner und der Oberflächenbehandlung wird das angestrebte Titanoxid erhalten.
Im Chlorverfahren wird natürlicher Rutil als Roherz und synthetisierter Rutil verwendet. Das Erz wird unter reduzierenden Bedingungen bei einer hohen Temperatur chloriert, so daß Ti in TiCl&sub4; und Fe in FeCl&sub2; umgewandelt wird. Das zu einem Feststoff abgekühlte Eisenoxid wird vom flüssigen TiCl&sub4; abgetrennt. Nachdem das erhaltene rohe TiCl&sub4; durch Fraktionierung raffiniert wurde, wird ein Keimbildungsmittel zugegeben und unmittelbar mit Sauerstoff bei einer Temperatur von nicht unterhalb 1000ºC umgesetzt, wodurch rohes Titanoxid erhalten wird. Das Finishing- Verfahren zur Erzielung der Pigmentqualität beim rohen Titanoxid, das in dem Oxidationstrennverfahren hergestellt wurde, ist der gleiche wie im Schwefelsäureverfahren."
JP-OS (KOKAI) 5-347017 (1993) beschreibt folgendes:
"Erfindungsgemäß ist es möglich, verschiedene bekannte nichtmagnetische Teilchen in geeigneter Weise auszuwählen. Beispiele für die verwendbaren nicht-magnetischen Teilchen sind Ruß, Graphit, TiO&sub2;, Bariumsulfat, ZnS, MgCO&sub3;, CaCO&sub3;, ZnO, CaO, Wolframdisulfid, Molybdändisulfid, Bornitrid, MgO, SnO&sub2;, SiO&sub2;, Cr&sub2;O&sub3;, α-Al&sub2;O&sub3;, α-Fe&sub2;O&sub3;, α-FeOOH, SiC, Ceroxid, Korund, künstlicher Diamant, α-Eisenoxid, Granat, Quarzgestein, Siliciumnitrid, Bornitrid, Siliciumcarbid, Molybdäncarbid, Borcarbid, Wolframcarbid, Titancarbid, Tripoli, Diatomeenerde und Dolomit. Unter diesen bevorzugt sind anorganische Teilchen wie Ruß, CaCO&sub3;, TiO&sub2;, Bariumsulfat, α-Al&sub2;O&sub3;, α-Fe&sub2;O&sub3;, α-FeOOH und Cr&sub2;O&sub3;, und Polymerteilchen wie beispielsweise Polyethylenpulver.
"Der Hauptachsendurchmesser der nicht-magnetischen Teilchen ist üblicherweise nicht größer als 0,50 um, vorzugsweise nicht mehr als 0,40 um, weiter bevorzugt nicht mehr als 0,30 um. Der Nebenachsendurchmesser der nicht-magnetischen Teilchen ist üblicherweise nicht größer als 0,10 um, vorzugsweise nicht größer als 0,08 um, weiter bevorzugt nicht mehr als 0,06 um. Das Seitenverhältnis der nicht-magnetischen Teilchen ist üblicherweise 2 bis 20, vorzugsweise 5 bis 15, weiter bevorzugt 5 bis 10. Das Seitenverhältnis bedeutet hier das Verhältnis (Hauptachsendurchmesser/Nebenachsendurchmesser) des Hauptachsendurchmessers zum Nebenachsendurchmesser. Die spezifische Oberfläche der nichtmagnetischen Teilchen ist üblicherweise 10 bis 250 m²/g, vorzugsweise 20 bis 150 m²/g, weiter bevorzugt nicht mehr als 30 bis 100 m²/g."
Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, sind verschiedene anorganische Teilchen als nicht-magnetische Teilchen für eine nicht-magnetische Unterbeschichtungsschicht bekannt. Insbesondere werden bekannte Titanoxidteilchen, die feine Teilchen mit exzellenter chemischer Beständigkeit darstellen, weitverbreitet verwendet.
Nicht-magnetische Teilchen für eine nicht-magnetische Unterbeschichtungsschicht, die in der Lage sind, nicht nur die Dicke der Magnetschicht zu verringern, sondern auch ein Substrat mit einer so glatten Oberfläche wie möglich und hoher Festigkeit zu ergeben, die Ausbildung einer dünneren magnetischen Aufzeichnungsschicht mit einer geringen Lichtdurchlässigkeit, einer exzellenten Oberflächenglattheit und einer gleichförmigen Dicke auf dem Substrat zu ermöglichen, und die in der Lage sind, die Korrosion der magnetischen Teilchen, die Eisen als Hauptbestandteil enthalten, die in der magnetischen Aufzeichnungsschicht dispergiert sind, zu unterdrücken, werden nunmehr in starkem Maße verlangt, jedoch wurden bisher solche nicht-magnetischen Teilchen nicht erhalten.
Wenn kommerziell erhältliche Titanoxidteilchen oder Titanoxidteilchen, die durch Beschichtung der Oberfläche der verfügbaren Titanoxidteilchen mit einer Aluminiumverbindung erhalten werden, als nicht-magnetische Teilchen für eine nicht-magnetische Unterbeschichtungsschicht verwendet werden, ist es unmöglich, die Oberflächenglattheit der auf dem nichtmagnetischen Grundfilm ausgebildeten nicht-magnetischen Unterbeschichtungsschicht in ausreichender Weise zu erhöhen. Als Ergebnis ist es schwierig, eine dünne Schicht mit einer glatten Oberfläche und einer gleichförmigen Dicke auszubilden, wenn eine magnetische Aufzeichnungsschicht auf einer solchen nicht-magnetischen Unterbeschichtungsschicht ausgebildet wird. Zusätzlich bewirken aufgrund des Herstellungsverfahrens das in den Titanoxidteilchen enthaltene lösliche Natriumsalz und das lösliche Sulfat die Korrosion der magnetischen Teilchen, die Eisen als Hauptbestandteil enthalten, die in der magnetischen Aufzeichnungsschicht dispergiert sind, wodurch die magnetischen Eigenschaften stark verringert werden.
Die Tatsache, daß Titanoxidteilchen lösliches Natriumsalz, lösliches Sulfat, usw. enthalten, ist auf Seite 77 von Titanium Oxide-Physical Properties and Applied technique (1991), (veröffentlicht von Gihdo Co., Ltd.) wie folgt beschrieben: "... In Titanoxid bleiben K, Na, Li, Mg, PO&sub4;, SO&sub4; oder Cl, die in Konditionierern und Ausfällmitteln enthalten sind, als wasserlösliche Materie zurück. In oberflächenbehandeltem Titanoxid werden Na, SO&sub4; und Cl als Nebenprodukt der Herstellung eines Oberflächenbehandlungshydrats an dem Hydrat adsorbiert.
Insbesondere wenn Titanoxid mit einem Aluminiumoxidhydrat behandelt wird, besteht die Tendenz, daß es schwierig wird, das saure Radikal wie beispielsweise SO&sub4; aufgrund der Basizität des Aluminiumoxids zu entfernen. Wenn andererseits Titanoxid mit einem Silicahydrat behandelt wird, verbindet sich das Silica fest mit den Alkalimetallionen Na und die vollständige Entfernung ist sehr schwierig. ..."
Als Ergebnis verschiedener Untersuchungen zur Lösung der oben beschriebenen Probleme wurde herausgefunden, daß durch Pulverisierung kommerziell erhältliche Titanoxidteilchen mittels eines Naßverfahrens in einer solchen Weise, daß die Menge an groben Teilchen mit einer Teilchengröße von nicht weniger als 44 um nicht mehr als 10 Gew.-% auf Basis des Gesamtgewichts der Teilchen beträgt, und Behandlung der erhaltenen Aufschlämmung mit einem Alkali bei einem pH-Wert von nicht weniger als 13 und einer Temperatur von nicht weniger als 80ºC, die erhaltenen Titanoxidteilchen, die eine durchschnittliche Teilchengröße von nicht mehr als 0,3 um und eine BET-spezifische Oberfläche von nicht weniger als 15 m²/g aufweisen und nicht mehr als 230 ppm (berechnet als Na) lösliches Natriumsalz und nicht mehr als 150 ppm (berechnet als SO&sub4;) lösliches Substrat enthalten, und einen pH-Wert von nicht weniger als 8 aufweisen, in der Lage sind (1) ein Substrat mit exzellenter Oberflächenglattheit und hoher Festigkeit zu liefern, (2) eine magnetische Dünnfilm- Aufzeichnungsschicht mit geringer Lichtdurchlässigkeit, exzellenter Oberflächenglattheit und gleichförmiger Dicke auszubilden, und (3) die Korrosion von magnetischen Teilchen, die Eisen als Hauptbestandteil enthalten, die in der magnetischen Aufzeichnungsschicht dispergiert sind, zu unterdrücken. Auf Basis dieses Befunds wurde die vorliegende Erfindung erhalten.
Ein erfindungsgemäßes Ziel ist die Bereitstellung nichtmagnetischer Teilchen für eine nicht-magnetische Unterbeschichtungsschicht, die in der Lage sind, ein Substrat mit exzellenter Oberflächenglattheit und hoher Festigkeit zu ergeben, die die Ausbildung einer dünnen magnetischen Aufzeichnungsschicht mit geringer Lichtdurchlässigkeit, exzellenter Oberflächenglattheit von gleichförmiger Dicke auf dem Substrat ermöglichen, und die in der Lage sind, die Korrosion der magnetischen Teilchen, die Eisen als Hauptbestandteil enthalten, die in der magnetischen Aufzeichnungsschicht dispergiert sind, zu unterdrücken.
Zum Erreichen dieser Ziele werden erfindungsgemäß Titanoxidteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von nicht mehr als 0,3 um und einer BET-spezifischen Oberfläche von 15 bis 200 m²/g, die nicht mehr als 230 ppm eines löslichen Natriumsalzes, berechnet als Na, und nicht mehr als 150 ppm eines löslichen Sulfats, berechnet als SO&sub4;, enthalten und einen pH-Wert von nicht weniger als 8 aufweisen, bereitgestellt.
Die Titanoxidteilchen können als nicht-magnetische Teilchen in einer nicht-magnetischen Unterbeschichtungsschicht eines magnetischen Aufzeichnungsmediums verwendet werden.
Typischerweise weisen die Oberflächen der erfindungsgemäßen Teilchen eine Beschichtungsschicht aus mindestens einem Hydroxid oder Oxid, ausgewählt aus einem Aluminiumhydroxid, einem Aluminiumoxid, einem Siliciumhydroxid und einem Siliciumoxid, auf.
Erfindungsgemäß wird ferner eine Substrat bereitgestellt, das für das magnetische Aufzeichnungsmedium geeignet ist und folgendes umfaßt:
(a) einen nicht-magnetischen Grundfilm; und
(b) eine nicht-magnetische Unterbeschichtungsschicht auf dem nicht-magnetischen Grundfilm, diese Schicht umfaßt die erfindungsgemäßen Titanoxidteilchen als nicht-magnetische Teilchen und ein Binderharz.
Ferner liefert die vorliegende Erfindung ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, das folgendes umfaßt:
(i) ein erfindungsgemäßes Substrat; und
(ii) eine magnetische Aufzeichnungsschicht auf der nichtmagnetischen Unterbeschichtungsschicht, die Aufzeichnungsschicht umfaßt magnetische Teilchen, die Eisen als Hauptbestandteil enthalten, und ein Binderharz.
Zuerst werden die erfindungsgemäßen Titanoxidteilchen beschrieben.
Die Form der erfindungsgemäßen Titanoxidteilchen kann granular, reiskornförmig oder nadelförmig sein.
Die durchschnittliche Teilchengröße der Titanoxidteilchen ist nicht mehr als 0,3 um. Insbesondere im Fall von granularen Titanoxidteilchen ist der durchschnittliche Teilchendurchmesser üblicherweise ungefähr 0,005 bis 0,3 um. Wenn der durchschnittliche Teilchendurchmesser weniger als 0,005 um beträgt, ist es schwierig, die Teilchen in einem Binderharz zu dispergieren, da aufgrund der zu feinen Teilchen die intermolekularen Kräfte zunehmen, so daß die nicht-magnetische Unterbeschichtungsschicht, die unter Verwendung solcher Titanoxidteilchen hergestellt wird, keine ausreichende Oberflächenglattheit besitzt. Wenn der durchschnittliche Teilchendurchmesser andererseits 0,3 um übersteigt, werden die Teilchen grob, so daß, obwohl die Dispersion der Teilchen in einem Binderharz gut ist, die unter Verwendung solcher Titanoxidteilchen hergestellte nicht-magnetische Unterbeschichtungsschicht keine ausreichende Oberflächenglattheit aufweisen kann. Unter Berücksichtigung der Dispergierbarkeit der Teilchen in einem Binderharz und der Oberflächenglattheit der nichtmagnetischen Unterbeschichtungsschicht ist der durchschnittlichen Teilchendurchmesser vorzugsweise 0,02 bis 0,2 um, weiter bevorzugt 0,03 bis 0,18 um.
Wenn die Form der Titanoxidteilchen reiskornförmig oder nadelförmig ist, ist der durchschnittliche Hauptachsendurchmesser üblicherweise 0,005 bis 0,3 um, und der durchschnittliche Nebenachsendurchmesser ist üblicherweise ungefähr 0,0025 bis 0,15 u. Das Seitenverhältnis solcher Teilchen ist typischerweise 2 : 1 bis 20 : 1.
Wenn der durchschnittliche Hauptachsendurchmesser weniger als 0,005 um beträgt ist es schwierig, die Teilchen in einem Binderharz zu dispergieren, da die intermolekularen Kräfte aufgrund der zu feinen Teilchen zunehmen, so daß die unter Verwendung solcher Titanoxidteilchen hergestellte nichtmagnetische Unterbeschichtungsschicht nicht als eine ausreichende Oberflächenglattheit aufweisend angesehen werden kann. Wenn der durchschnittliche Hauptachsendurchmesser andererseits 0,3 pin übersteigt, werden die Teilchen grob, so daß, obwohl die Dispersion der Teilchen in einem Binderharz gut ist, die unter Verwendung solcher Titanoxidteilchen hergestellte nicht-magnetische Unterbeschichtungsschicht keine ausreichende Oberflächenglattheit aufweisen kann.
Wenn der durchschnittliche Nebenachsendurchmesser weniger als 0,0025 um beträgt, ist es schwierig, die Teilchen in einem Binderharz zu dispergieren, da die intermolekularen Kräfte aufgrund der zu feinen Teilchen zunehmen, so daß die unter Verwendung solcher Titanoxidteilchen hergestellte nichtmagnetische Unterbeschichtungsschicht nicht als eine ausreichende Oberflächenglattheit aufweisend angesehen werden kann, Wenn der durchschnittliche Nebenachsendurchmesser andererseits 0,15 um übersteigt, werden die Teilchen grob, so daß, obwohl die Dispersion der Teilchen in einem Binderharz gut ist, die unter Verwendung solcher Titanoxidteilchen hergestellte nicht-magnetische Unterbeschichtungsschicht keine ausreichende Oberflächenglattheit aufweisen kann.
Unter Berücksichtigung der Dispergierbarkeit der Teilchen in einem Binderharz und der Oberflächenglattheit der nichtmagnetischen Unterbeschichtungsschicht ist der durchschnittliche Hauptachsendurchmesser vorzugsweise 0,02 bis 0,3 um, weiter bevorzugt 0,05 bis 0,3 um, und der durchschnittliche Nebenachsendurchmesser ist vorzugsweise 0,005 bis 0,1 um, weiter bevorzugt 0,01 bis 0,08 um.
Das Seitenverhältnis (durchschnittlicher Hauptachsendurchmesser/durchschnittlicher Nebenachsendurchmesser) (nachfolgend vereinfacht als "Seitenverhältnis" bezeichnet) beträgt üblicherweise nicht weniger als 2 : 1, vorzugsweise nicht weniger als 3 : 1. Unter Berücksichtigung der Dispergierbarkeit der Teilchen in einem Binderharz ist der obere Grenzwert üblicherweise 20 : 1, vorzugsweise 10 : 1.
Die BET-spezifische Oberfläche (SBET) der erfindungsgemäßen Titanoxidteilchen beträgt ungefähr 15 bis 200 m²/g.
Wenn die BET-spezifische Oberfläche weniger als 15 m²/g beträgt, werden die Teilchen grob, so daß, obwohl die Dispergierbarkeit der Teilchen in einem Binderharz gut ist, die nicht-magnetische Unterbeschichtungsschicht, die unter Verwendung solcher Titanoxidteilchen hergestellt wird, keine ausreichende Oberflächenglattheit aufweisen kann.
Wenn die BET-spezifische Oberfläche 200 m² übersteigt, so ist es schwierig, die Teilchen in einem Binderharz zu dispergieren, da aufgrund der zu feinen Teilchen die intermolekularen Kräfte zunehmen, so daß eine unter Verwendung solcher Titanoxidteilchen hergestellte nichtmagnetische Unterbeschichtungsschicht keine ausreichende Oberflächenglattheit aufweist. Unter Berücksichtigung der Dispergierbarkeit der Teilchen in einem Binderharz und der Oberflächenglattheit der nicht-magnetischen Unterbeschichtungsschicht ist die BET-spezifische Oberfläche vorzugsweise 20 bis 100 m²/g, weiter bevorzugt 35 bis 80 m²/g.
Der Gehalt an löslichem Natriumsalz in den Titanoxidteilchen beträgt nicht mehr als 230 ppm (berechnet als Na).
Wenn der Gehalt 230 ppm übersteigt, werden die magnetischen Teilchen, die Eisen als Hauptbestandteil enthalten, die in der magnetischen Aufzeichnungsschicht enthalten sind, die auf der nicht-magnetischen Unterbeschichtungsschicht ausgebildet ist, langsam korrodiert, wodurch eine Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften hervorgerufen wird. Ferner neigt die Dispergierbarkeit der Titanoxidteilchen dazu, verschlechtert zu werden, und unter einigen Lagerungsbedingungen tritt Ausblühung auf, insbesondere unter Bedingungen hoher Feuchtigkeit. Unter Berücksichtigung der Verhinderung der Korrosion der magnetischen Teilchen, die Eisen als Hauptbestandteil enthalten, ist der Gehalt an löslichem Natriumsalz vorzugsweise nicht höher als 200 ppm, weiter bevorzugt nicht mehr als 160 ppm, noch weiter bevorzugt nicht mehr als 150 ppm. Unter industriellen Gesichtspunkten wie beispielsweise der Produktivität ist der untere Grenzwert ungefähr 0,01 ppm.
Der Gehalt an löslichem Natriumsulfat in den Titanoxidteilchen beträgt nicht mehr als 150 ppm (berechnet als SO&sub4;). Wenn der Gehalt 150 ppm übersteigt, werden die magnetischen Teilchen, die Eisen als Hauptbestandteil enthalten, die in der magnetischen Aufzeichnungsschicht enthalten sind, die auf der nicht-magnetischen Unterbeschichtungsschicht ausgebildet ist, langsam korrodiert, wodurch eine Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften hervorgerufen wird. Ferner neigt die Dispergierbarkeit der Titanoxidteilchen dazu, verschlechtert zu werden, und unter einigen Lagerungsbedingungen tritt Ausblühung auf, insbesondere unter Bedingungen hoher Feuchtigkeit. Unter Berücksichtigung der Verhinderung der Korrosion der magnetischen Teilchen, die Eisen als Hauptbestandteil enthalten, ist der Gehalt an löslichem Natriumsalz vorzugsweise nicht höher als 100 ppm, weiter bevorzugt nicht mehr als 70 ppm. Unter industriellen Gesichtspunkten wie beispielsweise der Produktivität ist der untere Grenzwert ungefähr 0,01 ppm.
Der Gehalt an löslichem Chlorid in den erfindungsgemäßen Titanoxidteilchen beträgt üblicherweise nicht mehr als 100 ppm, vorzugsweise nicht mehr als 80 ppm, weiter bevorzugt nicht mehr als 50 ppm, noch weiter bevorzugt nicht mehr als 30 ppm (berechnet als Cl).
Der pH-Wert der Titanoxidteilchen ist nicht niedriger als 8, üblicherweise 8 bis 12. Wenn der pH-Wert weniger als 8 beträgt, werden die magnetischen Teilchen, die Eisen als Hauptbestandteil enthalten, die in der magnetischen Aufzeichnungsschicht, die auf der nicht-magnetischen Unterbeschichtungsschicht ausgebildet ist, enthalten sind, langsam korrodiert, wodurch eine Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften hervorgerufen wird. Unter Berücksichtigung der Verhinderung der Korrosion der magnetischen Teilchen, die Eisen als Hauptbestandteil enthalten, ist der pH-Wert vorzugsweise 8,3 bis 11, weiter bevorzugt 8,5 bis 10,5, noch weiter bevorzugt 8,8 bis 10,5.
In den erfindungsgemäßen Titanoxidteilchen ist die geometrische Standardabweichung, die ein Index für den Grad der Teilchengrößenverteilung auf Basis der Teilchengröße ist (der Hauptachsendurchmesser im Fall von reiskornförmigen oder nadelförmigen Teilchen), nicht mehr als 1,5. Je kleiner die geometrische Standardabweichung ist, desto besser ist Teilchengrößenverteilung. Wenn die geometrische Standardabweichung 1,5 übersteigt, neigen die groben Teilchen, die innerhalb der Titanoxidteilchen vorliegen, dazu, eine gleichförmige Dispergierung in einem Binderharz zu erschweren, so daß es schwierig ist, aus solchen Titanoxidteilchen eine nicht-magnetische Unterbeschichtungsschicht mit einer glatten Oberfläche herzustellen. Unter Berücksichtigung der Dispergierbarkeit der Teilchen in einem Binderharz und der Oberflächenglattheit der nicht-magnetischen Unterbeschichtungsschicht beträgt die geometrische Standardabweichung vorzugsweise nicht mehr als 1,48, weiter bevorzugt nicht mehr als 1,43. Der untere Grenzwert der geometrischen Standardabweichung, die ein Index für den Grad der Teilchengrößenverteilung auf Basis der Teilchengröße darstellt, ist unter Berücksichtigung der industriellen Produktivität üblicherweise 1,05, vorzugsweise ungefähr 1,01.
Die erfindungsgemäßen Titanoxidteilchen sind Teilchen mit einem hohen Dichtegrad, d. h. solche Teilchen werden leicht in einer nicht-magnetischen Unterbeschichtungsschicht gepackt. Wenn der Dichtegrad durch "SBET/STEM" repräsentiert wird, worin SBET die nach einem BET-Verfahren gemessene spezifische Oberfläche repräsentiert, und STEM die Oberfläche repräsentiert, die aus dem durchschnittlichen Teilchendurchmesser berechnet wird, der anhand von Teilchen auf einem Elektronenmikrophotographen gemessen wird, so ist das SBET/STEM-Verhältnis der erfindungsgemäßen Titanoxidteilchen üblicherweise 0,5 bis 3,0 : 1 unter Berücksichtigung der Dispergierbarkeit der Teilchen in einem Binderharz und der Oberflächenglattheit der nichtmagnetischen Unterbeschichtungsschicht ist das SBET/STEM- Verhältnis vorzugsweise 0,7 bis 2,5 : 1, weiter bevorzugt 0,8 bis 2,3 : 1.
Die Oberflächen der erfindungsgemäßen Titanoxidteilchen können soweit erforderlich mit mindestens einem, ausgewählt aus einem Aluminiumhydroxid, einem Aluminiumoxid, einem Siliciumhydroxid und einem Silciumoxid, beschichtet sein, damit die Affinität zu einem Binderharz erhöht und die Dispergierbarkeit bei deren Dispergierung in dem Binderharz verbessert wird.
Die Menge der Beschichtungsverbindung beträgt 0 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 0,01 bis 50 Gew.-% (berechnet als Al); 0 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 50 Gew.-% (berechnet als SiO&sub2;); oder 0 bis 50) Gew.-%, vorzugsweise 0,01 bis 50 Gew.-% (berechnet als Gesamtsumme aus Al und SiO&sub2;). Wenn sie weniger als 0,01 Gew.-% beträgt, kann die Beschichtung der Teilchen kaum einen die Dispergierbarkeit verbessernden Effekt ausüben. Wenn die Menge 50,00 Gew.-% übersteigt, wird der die Dispergierbarkeit verbessernde Effekt gesättigt, so daß es nutzlos wird, die Teilchen mehr als notwendig zu behandeln. Unter dem Gesichtspunkt der Dispergierbarkeit in einem Binderharz ist eine weiter bevorzugte Menge an Beschichtungsverbindung 0,05 bis 20 Gew.-%, noch weiter bevorzugt 0,05 bis 13 Gew.-% (berechnet als Al, SiO&sub2; oder Gesamtsumme aus Al und SiO&sub2;).
Die mit der oben beschriebenen Beschichtungsverbindung beschichteten Titanoxidteilchen haben einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser, einen Gehalt an löslichem Natriumsalz, einen Gehalt an löslichem Sulfat und einen pH-Wert, die ungefähr identisch sind mit den Werten der Titanoxidteilchen vor der Beschichtung. Der Grund hierfür ist, daß bei den erfindungsgemäßen Titanoxidteilchen die Agglomerate vor der Beschichtung ausreichend in diskrete Teilchen separiert werden, und es daher einfach ist, die an die Teilchen absorbierten Verbindungen wie Na und SO&sub4; als Nebenprodukt während der Beschichtungsbehandlung durch Waschen mit Wasser zu entfernen.
Aus ähnlichen Gründen sind die Teilchengrößenverteilung, der Dichtegrad und der Gehalt an löslichem Chlorid in den mit der oben beschriebenen Beschichtungsverbindung beschichteten Titanoxidteilchen ungefähr identisch mit den Werten der Titanoxidteilchen vor dem Beschichten.
Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Substrat beschrieben.
Das erfindungsgemäße Substrat umfaßt einen nicht-magnetischen Grundfilm und eine nicht-magnetische Unterbeschichtungsschicht, die nicht-magnetische Teilchen und ein Binderharz umfaßt, die auf dem nicht-magnetischen Grundfilm ausgebildet ist. Das Substrat besitzt eine Dicke von üblicherweise 2,2 bis 310 um, vorzugsweise 2,5 bis 60 um, weiter bevorzugt 3,0 bis 25 um.
Als nicht-magnetischer Grundfilm sind Materialien verwendbar, die gegenwärtig allgemein zur Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsmedien verwendet werden, beispielsweise ein synthetischer Harzfilm wie beispielsweise Polyethylenterephthalat, Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat, Polyethylennaphthalat, Polyamid, Polyamidimid und Polyimid; Folien und Blätter aus einem Metall wie beispielsweise Aluminium und rostfreiem Stahl, usw.; und verschiedene Arten Papier. Die Dicke des nicht-magnetischen Grundfilms variiert. in Abhängigkeit vom Material, sie beträgt jedoch üblicherweise 1,0 bis 300 um, vorzugsweise 2,0 bis 200 um. Im Fall einer Magnetdisk wird üblicherweise Polyethylenterephthalat als nicht-magnetischer Träger verwendet, und dessen Dicke ist üblicherweise 50 bis 300 um, vorzugsweise 60 bis 200 um. Im Fall eines Magnetbands wird Polyethylenterephthalat mit einer Dicke von üblicherweise 3 bis 100 um, vorzugsweise 4 bis 20 um, Polyethylennaphthalat mit einer Dicke von üblicherweise 3 bis 50 um, vorzugsweise 4 bis 20 um, oder Polyamid mit einer Dicke von üblicherweise 1 bis 10 um, vorzugsweise 3 bis 7 um, verwendet.
Die nicht-magnetische Unterbeschichtungsschicht enthält Titanoxidteilchen als nicht-magnetische Teilchen und ein Binderharz. Die Filmdicke der nicht-magnetischen Unterbeschichtungsschicht beträgt üblicherweise 0,2 bis 10,0 um, vorzugsweise 0,5 bis 5,0 um. Wenn die Dicke weniger als 0,2 um beträgt, kann es nicht nur schwierig sein, die Oberflächenrauhigkeit des nicht-magnetischen Grundfilms zu verbessern, sondern auch die Festigkeit kann unzureichend sein, und es kann schwierig sein, die Lichtdurchlässigkeit zu verringern. Eine Dicke, die 10,0 um übersteigt, ist zulässig, jedoch ist eine Dicke von nicht mehr als 10,0 um zur Verringerung der Dicke des magnetischen Aufzeichnungsmedium bevorzugt.
Als Binderharz in der nicht-magnetischen Unterbeschichtungsschicht sind die Harze verwendbar, die allgemein zur Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums verwendet werden, beispielsweise Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymer, Urethanharz, Vinylchlorid-Vinylacetat-Maleinsäure-Copolymer, Urethan- Elastomer, Butadien-Acrylnitril-Copolymer, Polyvinylbutyral, Cellulose-Derivate wie beispielsweise Nitrocellulose, Polyesterharz, synthetisches Gummiharz wie beispielsweise Polybutadien, Epoxyharz, Polyamidharz, Polyisocyanat-Polymer, elektronenstrahlenhärtendes Acrylurethanharz und Mischungen daraus. Jedes dieser Harzbindemittel kann eine polare Gruppe wie beispielsweise OH, -COOH, -SO&sub3;M. -OPO&sub2;M&sub2; und -NH&sub2; aufweisen, worin M H, Na oder K repräsentiert.
Das Mischungsverhältnis von Titanoxidteilchen zu dem Binderharz beträgt üblicherweise 5 bis 2000 Gew.-Teile, vorzugsweise 100 bis 1500 Gew.-Teile, weiter bevorzugt 350 bis 1000 Gew.-Teile auf Basis von 100 Gew.-Teilen des Binderharzes. Wenn das Mischungsverhältnis der Titanoxidteilchen weniger als 5 Gew.-Teile auf Basis von 100 Gew.-Teilen des Binderharzes beträgt, ist es schwierig, bei der Herstellung eines Beschichtungsfilms daraus eine Schicht zu erhalten, worin die Titanoxidteilchen gleichförmig dispergiert sind, da die Menge an Titanoxidteilchen in der Beschichtungszusammensetzung zu gering ist, so daß es schwierig wird, die angestrebte Oberflächenglattheit zu erzielen, und die Festigkeit des Substrats kann nicht als ausreichend angesehen werden. Wenn andererseits das Mischungsverhältnis der Titanoxidteilchen 2000 Gew.-Teile auf Basis von 100 Gew.-Teilen des Binderharzes übersteigt, ist es schwierig, eine ausreichende Dispergierbarkeit der Titanoxidteilchen in der nicht-magnetischen Beschichtungszusammensetzung zu erzielen, da die Menge an Titanoxidteilchen in bezug auf das Binderharz zu groß ist, so daß es schwierig ist, einen Beschichtungsfilm mit ausreichender Oberflächenglattheit herzustellen, und ferner neigt der erhaltene Beschichtungsfilm dazu, brüchig zu sein, da die Titanoxidteilchen nicht in angemessener Weise durch das Binderharz gebunden werden.
Die nicht-magnetische Unterbeschichtungsschicht kann ein Gleitmittel, ein Poliermittel, ein Antistatikmittel, usw. enthalten, wie sie üblicherweise zur Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums verwendet werden.
Das erfindungsgemäße Substrat, das einen nicht-magnetischen Grundfilm und eine nicht-magnetische Unterbeschichtungsschicht, die die nicht-magnetischen Teilchen und das Binderharz umfaßt und auf dem nichtmagnetische Grundfilm ausgebildet ist, umfaßt, besitzt einen Glanz von üblicherweise 140 bis 280%, vorzugsweise 145 bis 280%, und eine Oberflächenrauhigkeit Ra von üblicherweise 1,0 bis 15,0 nm, vorzugsweise 1,0 bis 14,0 nm, weiter bevorzugt 1,0 bis 13,0 nm. Das Young-Modul (relativer Wert bezogen auf das kommerziell erhältliche Videoband AV T-20 von Victor Company of Japan, Limited) des Beschichtungsfilms ist üblicherweise 105 bis 150, vorzugsweise 110 bis 150.
Nachfolgend wird das erfindungsgemäße magnetische Aufzeichnungsmedium beschrieben.
Das erfindungsgemäße magnetische Aufzeichnungsmedium umfaßt das Substrat, das den nicht-magnetischen Grundfilm und die auf dem nicht-magnetischen Grundfilm ausgebildete nichtmagnetische Unterbeschichtungsschicht umfaßt, und eine magnetische Aufzeichnungsschicht, die auf der nichtmagnetischen Unterbeschichtungsschicht ausgebildet ist.
Die magnetische Aufzeichnungsschicht in dem erfindungsgemäßen magnetischen Aufzeichnungsmedium umfaßt magnetische Teilchen, die Eisen als Hauptbestandteil enthalten, und ein Binderharz Die Filmdicke der magnetischen Aufzeichnungsschicht ist üblicherweise 0,01 bis 3,0 um, vorzugsweise 0,05 bis 2,0 um. Wenn die Filmdicke weniger als 0,01 um beträgt, kann eine gleichförmige Beschichtung schwierig sein, so daß unvorteilhafte Phänomene wie beispielsweise eine Ungleichmäßigkeit der Beschichtungsoberfläche beobachtet werden. Wenn die Dicke andererseits 3,0 um übersteigt, kann es schwierig sein, aufgrund des Einflusses von Diamagnetismus die gewünschten elelktromagnetischen Übertragungseigenschaften zu erzielen.
Die magnetischen Teilchen, die Eisen als Hauptbestandteil enthalten, die in der magnetischen Aufzeichnungsschicht verwendet werden, besitzen einen durchschnittlichen Hauptachsendurchmesser von üblicherweise 0,01 bis 0,30 um, vorzugsweise 0,01 bis 0,20 um, und eine Seitenverhältnis von üblicherweise von nicht weniger als 3 : 1, vorzugsweise nicht weniger als 5 : 1. Der obere Grenzwert des Seitenverhältnisses ist üblicherweise 15 : 1, vorzugsweise 10 : 1 unter Berücksichtigung der Dispergierbarkeit in dem Binderharz. Die Form der magnetischen Teilchen, die Eisen als Hauptbestandteil enthalten, kann nicht nur nadelförmig sein, sonder auch spindelförmig, reiskornförmig oder dgl.
Die magnetischen Teilchen, die Eisen als Hauptbestandteil enthalten (nachfolgend als "magnetische auf Eisen basierende Metallteilchen" bezeichnet), die erfindungsgemäß verwendet werden, umfassen Eisen und mindestens eines ausgewählt aus Co, Al, Ni, P, Si, Zn, Cu, B, Nd, Ia und Y. Ferner sind beispielhaft die folgenden magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen angegeben.
1) Magnetische auf Eisen basierende Metallteilchen, die folgendes umfassen: Eisen und Co in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 1,0 bis 35 Gew.-%, weiter bevorzugt 3 bis 20 Gew.-% (berechnet als Co) auf Basis des Gewichts der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen.
2) Magnetische auf Eisen basierende Metallteilchen, die folgendes umfassen: Eisen und Al in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 1,0 bis 7 Gew.-% (berechnet als Al) auf Basis des Gewichts der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen.
3) Magnetische auf Eisen basierende Metallteilchen, die folgendes umfassen: Eisen und Co in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 1,0 bis 35 Gew.-%, weiter bevorzugt 3 bis 30 Gew.-% (berechnet als Co) auf Basis des Gewichts der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen; und Al in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 7 Gew.-% (berechnet als Al) auf Basis des Gewichts der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen.
4) Magnetische auf Eisen basierende Metallteilchen, die folgendes umfassen: Eisen; Co in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 1,0 bis 35 Gew.-%, weiter bevorzugt 3 bis 30 Gew.-% (berechnet als Co) auf Basis des Gewichts der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen; und mindestens eines ausgewählt aus Nd, La und Y in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 7 Gew.-% (berechnet als das entsprechende Element) auf Basis des Gewichts der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen.
5) Magnetische auf Eisen basierende Metallteilchen, die folgendes umfassen: Eisen; Al in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 1,0 bis 7 Gew.-% (berechnet als Al) auf Basis des Gewichts der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen; und mindestens eines ausgewählt aus Nd, La und Y in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 7 Gew.-% (berechnet als das entsprechende Element) auf Basis des Gewichts der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen.
6) Magnetische auf Eisen basierende Metallteilchen, die folgendes umfassen: Eisen; Co in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 1,0 bis 35 Gew.-%, weiter bevorzugt 3 bis 30 Gew.-% (berechnet als Co) auf Basis des Gewichts der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen; Al in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 7 Gew.-% (berechnet als Al) auf Basis des Gewichts der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen; und mindestens eines ausgewählt aus Nd, La und Y in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 7 Gew.-% (berechnet als das entsprechende Element) auf Basis des Gewichts der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen.
7) Magnetische auf Eisen basierende Metallteilchen, die folgendes umfassen: Eisen; Co in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 1,0 bis 35 Gew.-%, weiter bevorzugt 3 bis 30 Gew.-% (berechnet als Co) auf Basis des Gewichts der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen; und mindestens eines ausgewählt aus Ni, P, Si, Zn, Cu und B in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 7 Gew.-% (berechnet als das entsprechende Element) auf Basis des Gewichts der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen.
8) Magnetische auf Eisen basierende Metallteilchen, die folgendes umfassen: Eisen; Al in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 1,0 bis 7 Gew.-% (berechnet als Al) auf Basis des Gewichts der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen; und mindestens eines ausgewählt aus Ni, P, Si, Zn, Cu und B in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 7 Gew.-% (berechnet als das entsprechende Element) auf Basis des Gewichts der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen.
9) Magnetische auf Eisen basierende Metallteilchen, die folgendes umfassen: Eisen; Co in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 1,0 bis 35 Gew.-%, weiter bevorzugt 3 bis 30 Gew.-% (berechnet als Co) auf Basis des Gewichts der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen; Al in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 7 Gew.-% (berechnet als Al) auf Basis des Gewichts der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen; und mindestens eines auf ausgewählt aus Ni, P, Si, Zn, Cu und B in einer. Menge von üblicherweise 0,05 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 7 Gew.-% (berechnet als das entsprechende Element) auf Basis des Gewichts der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen.
10) Magnetische auf Eisen basierende Metallteilchen, die folgendes umfassen: Eisen; Co in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 1,0 bis 35 Gew.-%, weiter bevorzugt 3 bis 30 Gew.-% (berechnet als Co) auf Basis des Gewichts der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen; mindestens eines ausgewählt aus Nd, La und Y in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 7 Gew.-% (berechnet als das entsprechende Element) auf Basis des Gewichts der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen; und mindestens eines ausgewählt aus Ni, P, Si, Zn, Cu und B in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 7 Gew.-% (berechnet als das entsprechende Element) auf Basis des Gewichts der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen.
11) Magnetische auf Eisen basierende Metallteilchen, die folgendes umfassen: Eisen; Al in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 1,0 bis 7 Gew.-% (berechnet als Al) auf Basis des Gewichts der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen; mindestens eines ausgewählt aus Nd, La und Y in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 7 Gew.-% (berechnet als das entsprechende Element) auf Basis des Gewichts der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen; und mindestens eines ausgewählt aus Ni, P, Si, Zn, Cu und B in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 7 Gew.-% (berechnet als das entsprechende Element) auf Basis des Gewichts der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen.
12) Magnetische auf Eisen basierende Metallteilchen, die folgendes umfassen: Eisen; Co in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 1,0 bis 35 Gew.-%, weiter bevorzugt 3 bis 30 Gew.-% (berechnet als Co) auf Basis des Gewichts der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen; Al in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 7 Gew.-% (berechnet als Al) auf Basis des Gewichts der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen; mindestens eines ausgewählt aus Nd, La und Y in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 7 Gew.-% (berechnet als das entsprechende Element) auf Basis des Gewichts der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen; und mindestens eines ausgewählt aus Ni, P, Si, Zn, Cu und B in einer Menge von üblicherweise 0,05 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 7 Gew.-% (berechnet als das entsprechende Element) auf Basis des Gewichts der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen.
Der Eisengehalt in den Teilchen ist der Rest und beträgt vorzugsweise 50 bis 99,9 Gew.-%, weiter bevorzugt 60 bis 95 Gew.-% (berechnet als Fe) auf Basis des Gewichts der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen.
Die magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen, die (i) Eisen, Kobalt und Al oder (ii) Eisen, Kobalt, Al und mindestens ein Seltenerdenmetall wie beispielsweise Nd, La und Y enthalten, sind unter dem Gesichtspunkt der Dauerhaftigkeit des magnetischen Aufzeichnungsmediums bevorzugt. Ferner sind die magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen, die Eisen, Kobalt und Al umfassen, weiter bevorzugt.
Bezüglich des Ortes an dem Aluminium vorhanden ist, kann dieses nur im Kern und dem inneren Bereichen enthalten sein, oder im Oberflächenbereich der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen. Alternativ dazu kann das Aluminium ungefähr gleichförmig innerhalb der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen vom Kernbereich bis zur Oberfläche vorliegen. Es kann eine Aluminium- Beschichtungsschicht auf den Oberflächen der Teilchen ausgebildet sein. Ferner kann jeder dieser Positionierungen miteinander kombiniert werden. Unter Berücksichtigung des Effekts der Verbesserung der Oberflächeneigenschaften der magnetischen Aufzeichnungsschicht oder der Dauerhaftigkeit des magnetischen Aufzeichnungsmediums sind magnetische auf Eisen basierende Metallteilchen, die Aluminium gleichmäßig vom Kernbereich bis zur Oberfläche enthalten und mit einer Aluminiumbeschichtungsschicht beschichtet sind, weiter bevorzugt.
Wenn der Aluminiumgehalt weniger als 0,05 Gew.-% (berechnet als Al) beträgt, kann die Adsorption der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen an dem Harz in dem Träger nicht als ausreichend angesehen werden, so daß es schwierig ist, eine magnetische Aufzeichnungsschicht oder ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit einer hohen Dauerhaftigkeit herzustellen. Wenn der Aluminiumgehalt 10 Gew.-% übersteigt, wird der Effekt der Verbesserung der Dauerhaftigkeit der magnetischen Aufzeichnungsschicht oder des magnetischen Aufzeichnungsmediums beobachtet, jedoch wird der Effekt gesättigt, und es ist sinnlos, mehr Aluminium als notwendig zuzugeben. Ferner werden die magnetischen Eigenschaften der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen gelegentlich durch eine Zunahme des Aluminiums als nicht-magnetische Komponente verschlechtert.
Es ist weiter bevorzugt, ein erfindungsgemäßes magnetisches Aufzeichnungsmedium unter Verwendung der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen, die Al und ein Seltenerdenmetall wie beispielsweise Nd, La und Y enthalten, herzustellen, da die/das so hergestellte magnetische Aufzeichnungsschicht oder magnetische Aufzeichnungsmedium die Tendenz zu einer noch weiter verbesserten Dauerhaftigkeit besitzt. Insbesondere sind magnetische auf Eisen basierende Metallteilchen, die Al und Nd enthalten, noch weiter bevorzugt.
Bezüglich der magnetischen Eigenschaften der erfindungsgemäß verwendeten magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen ist die Koerzitivkraft vorzugsweise 95,5 bis 259 KA/m (1200 bis 3200 Oe), weiter bevorzugt 119,5 bis 239,1 kA/m (1500 bis 3000 Oe), und die Sättigungsmagnetisierung ist vorzugsweise 100 bis 170 Am²/kg (100 bis 170 emu/g), weiter bevorzugt 130 bis 170 Am²/kg (130 bis 170 emu/g) unter angemessener Berücksichtigung der Eigenschaften wie beispielsweise der hochdichten Aufzeichnung.
Das für die nicht-magnetische Unterbeschichtungsschicht verwendete Binderharz kann auch als Binderharz in der magnetischen Aufzeichnungsschicht verwendet werden.
Das Mischungsverhältnis der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen zum Binderharz in der magnetischen Aufzeichnungsschicht beträgt üblicherweise 200 bis 2000 Gew.- Teile, vorzugsweise 300 bis 1500 Gew.-Teile, weiter bevorzugt 350 bis 1000 Gew.-Teile auf Basis von 100 Gew.-Teilen des Binderharzes. Wenn das Mischungsverhältnis der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen weniger als 200 Gew.- Teile beträgt ist es schwierig, die für die hochdichte Aufzeichnung notwendige magnetische Restflußdichte zu erzielen, da die Menge an magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen in der Magnetschicht zu gering ist.
Wenn das Mischungsverhältnis der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen andererseits 2000 Gew.-Teile übersteigt, ist es schwierig, eine ausreichende Dispergierbarkeit zu erzielen, da die Menge an Binderharz in bezug auf die magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen zu gering ist, so daß die Oberflächenglattheit der magnetischen Aufzeichnungsschicht unzureichend wird. Ferner neigt der Beschichtungsfilm dazu, sehr brüchig zu sein, da die magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen nicht angemessen durch das Binderharz gebunden werden.
Die magnetische Aufzeichnungsschicht kann ein Gleitmittel, ein Poliermittel, eine Antistatikmittel, usw. enthalten, wie sie üblicherweise zur Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums verwendet werden.
Das erfindungsgemäße magnetische Aufzeichnungsmedium besitzt eine Koerzitivkraft von üblicherweise 71,7 bis 278,9 kA/m (900 bis 3500 Oe), vorzugsweise 79,7 bis 278,9 kA/m (1000 bis 3500 Oe), weiter bevorzugt 119,5 bis 278,9 kA/m (1500 bis 3500 Oe); eine Rechteckigkeit (magnetische Restflußdichte (Br)/magnetische Sättigungsflußdichte (Bm)) von üblicherweise 0,85 bis 0,95, vorzugsweise 0,86 bis 0,95. Der Glanz der Oberfläche des Beschichtungsfilms ist üblicherweise 180 bis 300%, vorzugsweise 190 bis 300%, die Oberflächenrauhigkeit Ra des Beschichtungsfilms ist üblicherweise nicht mehr als 15,0 nm, vorzugsweise 2,0 bis 12,0 nm, weiter bevorzugt 3,0 bis 10,0 nm, der lineare Adsorptionskoeffizient beträgt üblicherweise 1,15 bis 2,00 um&supmin;¹, vorzugsweise 1,20 bis 2,00 um&supmin;¹, das Young-Modul (relativer Wert bezogen auf das kommerziell erhältliche Videoband AV T-120, hergestellt von Victor Company of Japan, Limited) des Beschichtungsfilms ist üblicherweise 110 bis 150, vorzugsweise 115 bis 150, die Korrosionsanfälligkeit, dargestellt als Veränderung (%) der Koerzitivkraft, beträgt üblicherweise nicht mehr als 10,0%, vorzugsweise nicht mehr als 9,5%, weiter bevorzugt nicht mehr als 9,0%, und die Korrosionsanfälligkeit, angegeben als Veränderung der magnetischen Sättigungsflußdichte (Bm), beträgt üblicherweise nicht mehr als 10,0%, vorzugsweise nicht mehr als 9,5%. Bezüglich der Dauerhaftigkeit ist die Laufstabilität üblicherweise nicht weniger als 10 Minuten, vorzugsweise nicht weniger als 15 Minuten, weiter bevorzugt nicht weniger als 22 Minuten, und die Kratzbeständigkeit ist üblicherweise A oder B, vorzugsweise A, wenn diese anhand von vier Kategorien A, B, C und D bewertet wird.
Das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Titanoxidteilchen wird nachfolgend beschrieben.
Als Ausgangsmaterial für die erfindungsgemäßen Titanoxidteilchen können kommerziell erhältliche Titanoxidteilchen verwendet werden, und ferner sind Titanoxidteilchen, die entweder nach einem Schwefelsäureverfahren oder einem Chlorverfahren erhalten werden, verwendbar.
Im Schwefelsäureverfahren wird Eisensulfat kristallisiert und von dem Sulfat aus Ti und Fe, das durch die Reaktion eines Ilmeniterzes mit konzentrierter Schwefelsäure erhalten wird, abgetrennt, und nach der Filtration und Reinigung des zurückbleibenden Titanylsulfats wird durch Hydrolyse ein Titanoxidhydroxid-Niederschlag erhalten. Nach dem Abfiltrieren des Titanoxidhydroxids und Waschen wird ein Teilchengrößenregulator, ein Mittel zur Beschleunigung oder Regulierung der Umwandlung des Titanoxids zu Rutiltitanoxid, ein Kristallisationsstabilisator, ein Sinterungsverhinderungsmittel, usw. zugegeben und vermischt, und die resultierende Mischung wird bei 700 bis 1100ºC wärmebehandelt, wodurch rohes Titanoxid erhalten wird. Das rohe Titanoxid wird dann zur Reinigung mit Wasser gewaschen, wodurch Titanoxid erhalten wird.
Im Chlorverfahren werden die gasförmigen Chloride von Ti, Fe, usw., die erhalten werden durch Umsetzen eines natürlichen Rutilerzes oder eines synthetischen Rutilerzes, das erhalten wird durch Behandlung eines Ilmeniterzes, mit Chlorgas unter reduzierenden Bedingungen bei einer hohen Temperatur, abgekühlt, so daß festes Eisenchlorid und flüssiges Titantetrachlorid erhalten wird. Nach der Abtrennung vom Eisenchlorid wird das flüssige Titantetrachlorid durch Destillation gereinigt, mit einem Kristallisationsstabilisator versetzt, und die resultierende Mischung wird auf ungefähr 1000ºC vorgeheizt. Die vorgeheizte Mischung wird in einen Oxidationsofen eingeführt und Sauerstoff, der auf die gleiche Temperatur vorgewärmt ist, wird zur Durchführung der Oxidationsreaktion in den Oxidationsofen eingeblasen, so daß rohe Titanoxidteilchen erhalten werden. Die rohen Titanoxidteilchen werden dann zur Reinigung mit Wasser gewaschen, wodurch Titanoxidteilchen erhalten werden.
Die durch das Schwefelsäureverfahren erhaltenen rohen Titanoxidteilchen haben eine durchschnittliche Teilchengröße von üblicherweise ungefähr 0,04 bis 0,3 um und eine BET- spezifische Oberfläche von üblicherweise 7 bis 230 m²/g, und enthalten üblicherweise ungefähr 500 bis 3000 ppm lösliches Natriumsalz (berechnet als Na) und üblicherweise ungefähr 1000 bis 2000 ppm lösliches Sulfat (berechnet als SO&sub4;). Der pH-Wert der Teilchen ist üblicherweise ungefähr 3 bis 6. Die Teilchengrößenverteilung auf Basis der Teilchengröße in der geometrischen Standardabweichung ist üblicherweise nicht weniger als 1,51.
Die nach dem Chlorverfahren hergestellten rohen Titanoxidteilchen haben eine durchschnittliche Teilchengröße von üblicherweise ungefähr 0,04 bis 0,3 um und eine BET- spezifische Oberfläche von üblicherweise 7 bis 230 m²/g, und enthalten üblicherweise ungefähr 500 bis 3000 ppm lösliches Natriumsalz (berechnet als Na) und üblicherweise ungefähr 500 bis 1000 ppm lösliches Chlorid (berechnet als Cl). Der pH- Wert der Teilchen ist üblicherweise ungefähr 3 bis 6. Die Teilchengrößenverteilung auf Basis der Teilchengröße in der geometrischen Standardabweichung ist üblicherweise nicht weniger als 1,51.
Die Titanoxidteilchen, die durch Waschen der rohen Titanoxidteilchen, die nach dem Schwefelsäureverfahren oder dem Chlorverfahren hergestellt wurden, mit Wasser und Reinigung erhalten werden, haben eine durchschnittliche Teilchengröße von üblicherweise ungefähr 0,04 bis 0,3 um und eine BET-spezifische Oberfläche von üblicherweise 7 bis 230 m²/g, und enthalten üblicherweise ungefähr 250 bis 450 ppm lösliches Natriumsalz (berechnet als Na) und üblicherweise ungefähr 260 bis 360 ppm lösliches Sulfat (berechnet als SO&sub4;) und üblicherweise ungefähr 100 bis 500 ppm lösliches Chlorid (berechnet als Cl). Der pH-Wert der Teilchen ist üblicherweise nicht mehr als 7,9. Die Teilchengrößenverteilung auf Basis der Teilchengröße in der geometrischen Standardabweichung ist üblicherweise nicht weniger als 1,51.
Die erfindungsgemäßen Titanoxidteilchen werden unter Verwendung kommerziell erhältlicher Titanoxidteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,04 bis 0,3 um und einer BET-spezifischen Oberfläche von 7 bis 230 m²/g als Ausgangsmaterial, grobes Pulverisieren der kommerziell erhältlichen Titanoxidteilchen nach einem Trockenverfahren, wodurch die Agglomerate gelöst werden, Bildung einer Aufschlämmung und weiteres Lösen der groben Teilchen durch Naßpulverisierung hergestellt. Bei der Naßpulverisierung wird eine Kugelmühle, eine Sandmühle oder dgl. so verwendet, daß der Prozentsatz an groben Teilchen mit einer Teilchengröße von nicht weniger als 44 um nicht mehr als 10 Gew.-% beträgt, vorzugsweise nicht mehr als 5 Gew.-%, weiter bevorzugt 0 Gew.-% auf Basis des Gewichts der Gesamtmenge der Titanoxidteilchen. Wenn mehr als 10 Gew.-Teile grober Teilchen mit einer Teilchengröße von nicht weniger als 44 um vorliegen, ist es schwierig, bei der Behandlung der Teilchen in einer wäßrigen Alkalilösung im nächsten Schritt einen Effekt zu erzielen.
Zu der Aufschlämmung, die die Titanoxidteilchen enthält, aus denen grobe Teilchen entfernt wurden, wird zur Einstellung des pH-Wertes bei Raumtemperatur auf nicht weniger als 13 eine wäßrige Alkalilösung, wie beispielsweise Natriumhydroxid hinzugegeben, und dann wird eine Wärmebehandlung bei einer Temperatur von nicht weniger als 80ºC durchgeführt.
Die Konzentration der alkalischen Suspension, die die Titanoxidteilchen enthält, und einen pH-Wert von nicht weniger als 13 aufweist, ist vorzugsweise 50 bis 240 g/l.
Wenn der pH-Wert der alkalischen Suspension, die die Titanoxidteilchen enthält, weniger als 13 beträgt ist es schwierig, das vernetzte feste Material, das durch den Teilchengrößenregulator, das Mittel zur Beschleunigung oder Regulierung der Umwandlung des Titanoxids in Rutiltitanoxid, den Kristallisationsstabilisator, das Sinterungsverhinderungsmittel, usw. die auf der Oberfläche der Titanoxidteilchen vorhanden sind, gebildet wird, zu entfernen, so daß es schwierig ist, das lösliche Natriumsalz, das lösliche Sulfat, usw., die innerhalb und auf den Oberflächen der Teilchen vorhanden sind, auszuwaschen. Der obere Grenzwert des pH-Werts ist 14. Unter Berücksichtigung des Effekts der Entfernung des vernetzen festen Materials, das durch den Teilchengrößenregulator, das Mittel zur Beschleunigung oder Regulierung der Umwandlung von Titanoxid in Rutiltitanoxid, den Kristallisationsstabilisator, das Sinterungsverhinderungsmittel usw., die auf den Oberflächen der Titanoxidteilchen vorhanden sind, gebildet werden, des Effekts des Auswaschens der löslichen Natriumsalzes, des löslichen Sulfats, und, soweit erforderlich, des löslichen Chlorids, und des Effekts der Entfernung des Alkalis, das auf den Oberflächen der Titanoxidteilchen anhaftet, in dem Verfahren der oben genannten Alkalibehandlung mit der wäßrigen Alkalilösung, liegt der pH-Wert vorzugsweise im Bereich von 13,1 bis 13,8.
Die Erwärmungstemperatur der alkalischen Suspension beträgt vorzugsweise 80 bis 103ºC, weiter bevorzugt 90 bis 100ºC. Wenn die Temperatur weniger als 80ºC beträgt, kann es schwierig sein, das vernetzte Material, das durch den Teilchengrößenregulator, das Mittel zur Beschleunigung oder Regulierung der Umwandlung des Titanoxids in Rutiltitanoxid, den Kristallisationsstabilisator, das Sinterungsverhinderungsmittel, usw. die auf den Oberflächen der Titanoxidteilchen vorhanden sind, gebildet wird, wirksam zu entfernen. Wenn die Entfernungstemperatur 103ºC übersteigt, ist dies aus industriellen und ökonomischen Gründen nicht vorteilhaft, das ein Autoklav oder dgl. erforderlich ist, und die behandelte Lösung unter Normaldruck siedet, obwohl es möglich ist, das vernetzte feste Material wirksam zu entfernen.
Der Zeitraum der Erwärmung der alkalischen Suspension ist vorzugsweise nicht kürzer als 30 Minuten, weiter bevorzugt nicht kürzer als 60 Minuten, noch weiter bevorzugt nicht weniger als 120 Minuten. Der obere Grenzwert der Erwärmungszeit ist vorzugsweise ungefähr 6 Stunden. Wenn die Erwärmungszeit weniger als 30 Minuten beträgt, ist es schwierig, den erfindungsgemäß angestrebten Effekt zu erzielen. Wenn die Erwärmungszeit 6 Stunden übersteigt, wird der erfindungsgemäß angestrebte Effekt erzielt, jedoch wird der Effekt gesättigt.
Die in der wäßrigen Alkalilösung wärmebehandelten Titanoxidteilchen werden anschließend abfiltriert und mit Wasser nach einem herkömmlichen Verfahren gewaschen, wodurch das lösliche Natriumsalz und das lösliche Sulfat, die aus dem Inneren und den Oberflächen der Teilchen ausgewaschen wurden, und das Alkali, das in dem Verfahren der Behandlung mit der wäßrigen Alkalilösung auf den Oberflächen der Titanoxidteilchen angehaftet wurde, entfernt werden, und dann getrocknet.
Als Verfahren zum Waschen der Teilchen mit Wasser kann ein industriell allgemein angewandtes Verfahren angewandt werden, wie beispielsweise ein Dekantierverfahren, ein Verdünnungsverfahren unter Verwendung eines Filterverdickers und ein Verfahren unter Hindurchpassieren von Wasser durch eine Filterpresse.
Die Titanoxidteilchen können dann mit mindestens einem, ausgewählt aus einem Aluminiumhydroxid, einem Aluminiumoxid, einem Siliciumhydroxid und einem Siliciumoxid, beschichtet werden.
Zur Beschichtung der Titanoxidteilchen nach der Wärmebehandlung der alkalischen Suspension, die die Titanoxidteilchen enthält, werden diese abfiltriert und mit Wasser nach einem herkömmlichen Verfahren gewaschen, und unter Erhalt einer Suspension in einer wäßrigen Lösung redispergiert. Zu der Suspension wird eine Aluminiumverbindung, eine Siliciumverbindung oder sowohl eine Aluminium- als auch eine Siliciumverbindung zugegeben, und der pH-Wert wird eingestellt, wodurch die Titanoxidteilchen mit mindestens einem, ausgewählt aus einem Aluminiumhydroxid, einem Aluminiumoxid, einem Siliciumhydroxid und einem Siliciumoxid, beschichtet werden. Die Titanoxidteilchen werden dann abfiltriert, mit Wasser gewaschen, getrocknet und pulverisiert. Sie können ferner bei Bedarf entlüftet und kompaktierungsbehandelt werden.
Als Aluminiumverbindung können Aluminiumsalze, wie beispielsweise Aluminiumacetat, Aluminiumsulfat, Aluminiumchlorid und Aluminiumborat; Alkalialuminat wie beispielsweise Sodaaluminat; ein Aluminiumhydroxid, ein Aluminiumoxid und Aluminiumsol verwendet werden.
Die Menge der zugegebenen Aluminiumverbindung beträgt 0 bis 50,00 Gew.-%, üblicherweise 0,01 bis 50,00 Gew.-Teile (berechnet als Al) auf Basis des Gewichts der Titanoxidteilchen. Wenn die Menge 50 Gew.-% übersteigt, wird, da der Effekt der Verbesserung der Dispergierbarkeit gesättigt wird, die Zugabe der Aluminiumverbindung in einer mehr als notwendige Menge bedeutungslos.
Als Siliciumverbindung können Silicate wie beispielsweise Natriumorthosilicat, Natriummetasilicat und Kaliumsilicat; ein Siliciumhydroxid; eine Siliciumoxid; Wasserglas 3, und kolloidales Silica verwendet werden.
Die Menge der zugegebenen Siliciumverbindung beträgt 0 bis 50,00 Gew.-%, üblicherweise 0,01 bis 50,00 Gew.-% (berechnet als SiO&sub2;) auf Basis des Gewichts der Titanoxidteilchen. Wenn die Menge 50,00 Gew.-Teile übersteigt wird, da der Effekt der Verbesserung der Dispergierbarkeit gesättigt wird, die Zugabe einer Siliciumverbindung über die notwendige Menge hinaus sinnlos.
Wenn sowohl eine Aluminiumverbindung und eine Siliciumverbindung verwendet werden ist deren Gesamtmenge 0 bis 50,00 Gew.-%, vorzugsweise 0,01 bis 50,00 Gew.-% (berechnet als Al und SiO&sub2;) auf Basis des Gewichts der Titanoxidteilchen.
Wenn das lösliche Natriumsalz, das lösliche Sulfat und, soweit erforderlich, lösliches Chlorid, die in den Titanoxidteilchen enthalten sind, mit Wasser ausgewaschen werden, und die Teilchenoberflächen anschließend mit mindestens einem ausgewählt aus einem Aluminiumhydroxid, einem Aluminiumoxid, einem Siliciumhydroxid und einem Siliciumoxid, beschichtet werden, können selbst dann, wenn lösliches Natriumsalz oder lösliches Sulfat angehaftet wird, diese leicht durch Waschen mit Wasser entfernt werden.
Nachfolgend wird das Verfahren zur Herstellung des Substrats beschrieben.
Die nicht-magnetische Unterbeschichtungsschicht wird hergestellt durch Aufbringen einer nicht-magnetischen Beschichtungszusammensetzung, die die nicht-magnetischen Teilchen, das Binderharz und ein Lösungsmittel umfaßt, auf einen nicht-magnetischen Grundfilm und Trocknen der aufgebrachten Zusammensetzung.
Als Lösungsmittel in der nicht-magnetischen Beschichtungszusammensetzung können Methylethylketon, Toluol, Cyclohexanon, Methylisobutylketon, Tetrahydrofuran, usw., die üblicherweise zur Herstellung einer magnetischen Aufzeichnungsmediums verwendet werden, verwendet werden.
Das Mischungsverhältnis des Lösungsmittels in der nichtmagnetischen Beschichtungszusammensetzung ist vorzugsweise 50 bis 95 Gew.-Teile auf Basis von 100 Gew.-Teilen der nichtmagnetischen Beschichtungszusammensetzung.
Nachfolgend wird das Verfahren zur Herstellung des magnetischen Aufzeichnungsmediums beschrieben.
Die magnetische Aufzeichnungsschicht wird hergestellt durch Aufbringen einer magnetischen Beschichtungszusammensetzung, die die magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen, das Binderharz und ein Lösungsmittel umfaßt, auf die nichtmagnetische Unterbeschichtungsschicht und Trocknen der aufgebrachten Zusammensetzung.
Als Lösungsmittel in der magnetischen Beschichtungszusammensetzung können die gleichen Lösungsmittel verwendet werden, wie sie für nicht-magnetische Beschichtungszusammensetzung verwendet werden.
Das Mischungsverhältnis des Lösungsmittels in der magnetischen Beschichtungszusammensetzung ist vorzugsweise 50 bis 95 Gew.-Teile auf Basis von 100 Gew.-Teile der magnetischen Beschichtungszusammensetzung.
Erfindungsgemäß ist es wesentlich, daß bei Verwendung der Titanoxidteilchen, die eine exzellente Dispergierbarkeit in dem Binderharz zeigen, nicht mehr als 230 ppm lösliches Natriumsalz (berechnet als Na) und nicht mehr als 150 ppm lösliches Sulfat (berechnet als SO&sub4;) enthalten, und einen pH- Wert von nicht weniger als 8 besitzen, als nicht-magnetische Teilchen für die nicht-magnetische Unterbeschichtungsschicht, die Oberflächenglattheit und die Festigkeit der nichtmagnetischen Unterbeschichtungsschicht aufgrund der exzellenten Dispergierbarkeit der Teilchen in dem Binderharz verbessert werden kann, und daß durch Ausbildung der magnetischen Aufzeichnungsschicht auf der nicht-magnetischen Unterbeschichtungsschicht die Lichtdurchlässigkeit der magnetischen Aufzeichnungsschicht verringert werden kann, wodurch ein glatter und gleichförmiger dünner Film gebildet wird, und die Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften, die durch die Korrosion der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen, die in der magnetischen Aufzeichnungsschicht dispergiert sind, unterdrückt wird.
Bezüglich der Gründe, warum die Oberflächenglattheit der nicht-magnetischen Unterbeschichtungsschicht und die Festigkeit des Substrats verbessert werden, wird folgendes angenommen. Da es möglich ist, das lösliche Natriumsalz und das lösliche Sulfat, die die Titanoxidteilchen durch feste Vernetzung agglomerieren, durch Waschen der Teilchen mit Wasser ausreichend zu entfernen, können die Agglomerate zu im wesentlichen diskreten Teilchen aufgelöst werden, so daß Titanoxidteilchen mit exzellenter Dispergierbarkeit in dem Träger erhalten werden.
Diese Tatsache wird nachfolgend erläutert.
Rohe Titanoxidteilchen bilden aufgrund ihres Herstellungsverfahrens üblicherweise feste Agglomerate.
Zunächst werden die nach dem Schwefelsäureverfahren hergestellten Titanoxidteilchen erläutert. Die Titanoxidhydroxidteilchen, die als intermediäres Produkt im Schwefelsäureverfahren hergestellt werden, enthalten eine große Menge Sulfat [SO&sub4;&supmin; &supmin;], das aus der konzentrierten Schwefelsäure stammt, die als zusätzliches Rohmaterial verwendet wird, und enthält ferner ein Metallsalz wie beispielsweise Na, das aus dem Erzmaterial stammt. Dieses Sulfat und Metallsalz sind in den Teilchen in Form von schwach löslichen Sulfaten vorhanden, so daß es unmöglich ist, diese Salze durch Waschen mit Wasser nach einem herkömmlichen Verfahren zu entfernen.
Diese schwach löslichen Sulfate werden in dem nachfolgenden Wärmebehandlungsschritt zur Herstellung roher Titanoxidteilchen in ein lösliches Natriumsalz und ein lösliches Sulfat umgewandelt. Das lösliche Natriumsalz und das lösliche Sulfat sind fest im Inneren oder auf den Oberflächen der Titanoxidteilchen durch ein Sinterungsverhinderungsmittel, das wesentlich ist zur Verhinderung der Deformation der Form der Teilchen und der Sinterung zwischen den Teilchen während der Wärmebehandlung bei einer hohen Temperatur von beispielsweise ungefähr 900ºC, gebunden, wodurch die Agglomeration zwischen den Titanoxidteilchen noch fester wird.
Als Ergebnis wird es sehr schwierig, das lösliche Sulfat und das lösliche Natriumsalz, die innerhalb der Teilchen oder der Agglomerate gefangen sind, mittels eines herkömmlichen Wasserwaschverfahrens zu entfernen.
Ferner enthalten die Titanoxidteilchen neben den oben beschriebenen löslichen Sulfat und löslichen Natriumsalz ein lösliches Chlorid.
Wenn Titanoxidteilchen mit Rutilkristallstruktur hergestellt werden, wird ein HCl-haltiger Impfkeim zur Beschleunigung der Umwandlung in Rutil sowie ein Salz von beispielsweise Li, Mg, Zn und Al als Rutil-Kristallisationsstabilisator vor dem Wärmebehandlungsschritt zugegeben, so daß die Neigung besteht, daß das Chlorid zusätzlich zu den oben beschriebenen schwach löslichen Sulfaten zurückbleibt.
Nachfolgend werden die nach dem Chlorverfahren hergestellten Titanoxidteilchen erläutert. In dem Chlorverfahren wird synthetisches Rutilharz als Rohmaterialharz verwendet. Das synthetische Rutil wird erhalten durch Zugabe von Koks zu einem Ilmeniterz, Reduktion von Fe&sub2;O&sub3; zu FeO bei einer Temperatur von 900ºC, magnetische Abtrennung von FeO, Zugabe von Sulfat hierzu, Abfiltrieren und Abtrennen der Verunreinigungen wie beispielsweise Eisen, und Wärmebehandlung des zurückbleibenden Titanoxids. Daher enthalten die so erhaltenen Titanoxidteilchen unvermeidlich Sulfat.
Die als Zwischenprodukt hergestellte, eine große Menge Sulfat enthaltende Titantetrachloridlösung enthält auch eine große Menge an Chlorid, das durch die Reaktion von Chlorgas, das als zusätzliches Rohmaterial verwendet wird, mit einem Metallsalz, wie beispielsweise Na, das in einem Rohmaterialerz wie beispielsweise natürlichem Rutilerz oder synthetischen Rutilerz enthalten ist, erzeugt wird. Es ist unmöglich, dieses Sulfat und Chlorid durch Zentrifugalabtrennung oder Destillation vollständig aus der Titantetrachloridlösung zu entfernen. Insbesondere bleibt Vanadiumoxychlorid zurück, das einen Siedepunkt besitzt, der ungefähr demjenigen von Titantetrachlorid gleicht.
Das in der Titantetrachloridlösung enthaltene Sulfatchlorid ist fest im Inneren oder auf den Oberflächen der Titanoxidteilchen durch den Kristallisationsstabilisator und das Sinterungsverhinderungsmittel, die vor dem Oxidationsschritt zugegeben werden und die die Titanoxidteilchen vernetzen, fest gebunden, wodurch die Agglomeration zwischen den Titanoxidteilchen weiter verstärkt wird.
Es wird angenommen, daß obwohl das lösliche Natriumsalz und das lösliche Sulfat fest im Inneren oder auf den Oberflächen der rohen Titanoxidteilchen durch das Sinterungsverhinderungsmittel oder den Regulator wie oben beschrieben gebunden sind, durch die Pulverisierung der rohen Titanoxidteilchen nach einem Naßverfahren, wodurch die groben Teilchen gelöst werden, Einstellung des pH-Wertes der resultierenden Aufschlämmung auf nicht weniger als 13 und Wärmebehandeln der Aufschlämmung bei einer Temperatur von nicht weniger als 80ºC, die wäßrige Alkalilösung ausreichend in die Titanoxidteilchen eindringt und als Ergebnis die Bindungsstärke des Sinterungsverhinderungsmittels, des Rutil- Kristallisationsstabilisators, des Impfkeims zur Beschleunigung der Umwandlung in Rutil, usw., die fest mit den Oberflächen und dem Inneren der Teilchen und dem Inneren der Agglomerate verbunden sind, langsam abgeschwächt wird, und diese von dem Inneren und den Oberflächen der Teilchen oder dem Inneren der Agglomerate dissoziieren. Gleichzeitig werden das wasserlösliche Natriumsalz, das wasserlösliche Sulfat und ferner das wasserlösliche Chlorid ebenfalls leicht durch Waschen der Teilchen mit Wasser entfernt.
Es wird angenommen, daß eine Verschlechterung der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen, die in der magnetischen Aufzeichnungsschicht dispergiert sind, unterdrückt wird, da der Gehalt an wasserlöslichen Bestandteilen wie beispielsweise dem löslichen Natriumsalz und dem löslichen Sulfat, die die Korrosion eines Metalls beschleunigen, in den Titanoxidteilchen gering ist und ferner der pH-Wert der Titanoxidteilchen selber mit nicht weniger als 8 hoch ist.
Tatsächlich wurde bestätigt, daß das Fortschreiten der Korrosion magnetischer auf Eisen basierender Metallteilchen durch einen synergistischen Effekt eines geringen Gehalts an wasserlöslichen Bestandteilen und einem pH-Wert von nicht weniger als 8 unterdrückt wird, basierend auf der Tatsache, daß die oben genannten Vorteile in keinem der Fälle von (1) Wärmebehandlung der Titanoxidteilchen nach der Naßpulverisierung in einer wäßrigen Alkalilösung mit einem pH-Wert von weniger als 13 bei einer Temperatur von nicht weniger als 80ºC, (2) Wärmebehandlung der Titanoxidteilchen nach der Naßpulverisierung in einer wäßrigen Alkalilösung mit einem pH-Wert von nicht weniger als 13 bei einer Temperatur von unterhalb 80ºC oder (3) Wärmebehandlung der Titanoxidteilchen ohne Pulverisierung nach einem Naßverfahren, die grobe Teilchen enthalten, in einer wäßrigen Alkalilösung mit einem pH-Wert von nicht weniger als 13 und bei einer Temperatur von nicht unterhalb 80ºC, erhalten werden, wie in den später beschriebenen Beispielen und Vergleichsbeispielen gezeigt wird.
In den erfindungsgemäßen Titanoxidteilchen für eine nichtmagnetische Unterbeschichtungsschicht werden die Agglomerate zu im wesentlichen diskreten Teilchen gelöst, da es möglich ist, das lösliche Natriumsalz und das lösliche Sulfat, die die Titanoxidteilchen durch feste Vernetzung agglomerieren, durch Waschen der Teilchen mit Wasser, wie in den später beschrieben Beispielen gezeigt wird, zu entfernen. Folglich besitzen die Titanoxidteilchen eine exzellente Dispergierbarkeit im Binderharz, so daß es möglich ist, eine nicht-magnetische Unterbeschichtungsschicht mit einer glatten Oberfläche herzustellen. D. h., die erfindungsgemäßen Titanoxidteilchen sind geeignet als nicht-magnetische Teilchen für eine nicht-magnetische Unterbeschichtungsschicht eines magnetischen Aufzeichnungsmediums.
Das erfindungsgemäße magnetische Aufzeichnungsmedium wird aus den oben beschriebenen Titanoxidteilchen als nichtmagnetische Teilchen für eine nicht-magnetische Unterbeschichtungsschicht hergestellt. Das Substrat besitzt daher eine gleichmäßige dünne Schicht mit einer glatten Oberfläche. Zusätzlich ist es aufgrund des geringen Gehalts an löslichen Natriumsulfat und löslichem Sulfat in den Titanoxidteilchen und dem pH-Wert von nicht weniger als 8 möglich, die Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften zu unterdrücken, die durch die Korrosion der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen in der magnetischen Aufzeichnungsschicht hervorgerufen wird, wodurch es möglich ist, die Eigenschaften des magnetischen Aufzeichnungsmediums für einen langen Zeitraum aufrecht zu erhalten.
Der Grund dafür, daß die Dauerhaftigkeit des magnetischen Aufzeichnungsmediums erhöht wird, ist noch nicht klar, es wird jedoch angenommen, daß aufgrund der Verwendung von magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen, die Aluminium enthalten, als magnetische Teilchen die Adsorptionsfestigkeit der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen auf dem Binderharz in dem Träger verstärkt wird, so daß ein synergistischer Effekt der festen Zurückhaltung der magnetischen Teilchen, die in der magnetischen Aufzeichnungsschicht gehalten werden und des erhöhten Adhäsionsgrads der magnetischen Aufzeichnungsschicht selber auf der nicht-magnetischen Unterbeschichtungsschicht hervorgerufen wird.

Beispiele

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend detaillierter unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt und innerhalb des Umfangs der Erfindung sind verschiedene Modifikationen möglich.
(1) Der Siebrückstand wurde erhalten durch Vorab-Messung der Konzentration der Aufschlämmung nach Pulverisierung mittels eines Naßverfahrens und Bestimmung der Menge des Feststoffgehalts, der auf dem Sieb zurückblieb, dem die Aufschlämmung in einer Menge, die 100 g des Feststoffgehalts entsprach, durch ein Sieb von 325 mesh (Maschengröße: 44 um)) hindurchgegeben wurde.
(2) Der durchschnittliche Teilchendurchmesser der granularen Titanoxidteilchen und der durchschnittliche Hauptachsendurchmesser und durchschnittliche Nebenachsendurchmesser der nadelförmigen oder reiskornförmigen Titanoxidteilchen werden angegeben als Durchschnittswert von 350 Teilen, die anhand einer Photographie, die durch Vergrößerung eines Elektronenmikrophotographen (x 30 000) 4-fach in vertikaler bzw. horizontaler Richtung vermessen wurden.
Das Seitenverhältnis ist das Verhältnis des durchschnittlichen Hauptachsendurchmessers zum durchschnittlichen Nebenachsendurchmesser.
(3) Die spezifische Oberfläche ist angegeben als ein Wert, der nach einem BET-Verfahren gemessen wurde.
(4) Die Gehalte an löslichem Natriumsalz und löslichem Sulfat wurden erhalten durch Messung des Na-Gehalts und SO&sub4;²&supmin;- Gehalts in dem Filtrat, das durch Abfiltrieren der überstehenden Flüssigkeit, die zur Messung des pH-Werts, die später beschrieben wird, erzeugt wurde, durch ein Filterpapier Nr. 5C erhalten wurde, unter Verwendung eines induktiv gekoppelten Plasma-Emissionsspektrophotometers SPS 4000 (hergestellt von Seiko Instruments and Electronics, Ltd.).
(5) Der Gehalt an löslichem Chlorid wurde erhalten durch Messung des Cl&supmin;-Gehalts in dem gleichen Filtrat wie in (4) mittels eines nephelometrischen Verfahrens.
(6) Der pH-Wert der Teilchen wurden in der folgenden Weise gemessen. 5 g der Probe wurden in einen 300 ml-Dreieckskolben eingewogen und mit 100 ml reinem Wasser versetzt. Die Suspension wurde erwärmt und für ungefähr 5 Minuten gekocht, und dann verschlossen und zum Abkühlen auf Raumtemperatur stehengelassen. Nach Zugabe von reinem Wasser zum Ersetzen des Wasserverlusts durch das Sieden wurde der Kolben erneut verschlossen, für eine Minuten geschüttelt und für 5 Minuten stehengelassen. Der pH-Wert der überstehenden Flüssigkeit wurde gemäß JIS Z 8802-7 gemessen.
(7) Der Al-Gehalt und der SiO&sub2;-Gehalt in den Titanoxidteilchen wurden mittels Fluoreszenz- Röntgenstrahlenanalyse gemessen.
(8) Die geometrische Standardabweichung (σg) des Teilchendurchmessers der granularen Titanoxidteilchen oder der Hauptachsendurchmesser der nadelförmigen oder reiskornförmigen Titanoxidteilchen wurde in der folgenden Weise erhalten. Die Teilchendurchmesser oder Hauptachsendurchmesser wurden aus der vergrößerten Photographie wie oben in (2) angegeben gemessen, und die tatsächlichen Teilchendurchmesser oder Hauptachsendurchmesser und die Anzahl der Teilchen auf Basis der gemessenen Werte bestimmt. Auf logarithmisch-normalem Wahrscheinlichkeitspapier wurden die Teilchendurchmesser oder die Hauptachsendurchmesser in gleichmäßigen Intervallen auf der Abszisse aufgetragen und die akkumulierte Anzahl von Teilchen, die zu jedem Teilchendurchmesser- oder Hauptachsendurchmesserintervall gehören, wurden als Prozentsatz auf der Ordinate nach einer statistischen Technik aufgetragen. Die Teilchendurchmesser oder Hauptachsendurchmesser, die einer Anzahl von Teilchen von 50% bzw. 84,13% entsprachen, wurden aus dem Graphen abgelesen und die geometrische Standardabweichung wurde anhand der folgenden Formel bestimmt:
Geometrische Standardabweichung (σg) = {Teilchendurchmesser oder Hauptachsendurchmesser (um) (geometrischer Durchschnittsdurchmesser) entsprechend der Anzahl an Teilchen bei 84,13% unter dem Integrationssieb}/{Teilchendurchmesser oder Hauptachsendurchmesser (um) (geometrischer Durchschnittsdurchmesser) entsprechend der Anzahl an Teilchen von 50% unter dem Integrationssieb}
Je kleiner die geometrische Standardabweichung desto besser die Teilchengrößenverteilung des Hauptachsendurchmessers der Teilchen.
(9) Der Dichtegrad der Titanoxidteilchen wird wie oben beschrieben durch SBET/STEM repräsentiert.
SBET repräsentiert die spezifische Oberfläche, die nach dem oben beschriebenen EIET-Verfahren gemessen wird. Wenn die Teilchen granular sind, repräsentiert STEM einen Wert, der berechnet wird aus den durchschnittlichen Teilchendurchmesser d cm, der aus der oben in (2) beschriebenen Elektronenmikrophotographie unter der Annahme, daß die Teilchen sphärisch sind, gemäß der folgenden Formel berechnet wird:
STEM (m²/g) = {6/d · ρp)} · 10&supmin;&sup4;
worin ρp die echte spezifische Dichte der Titanoxidteilchen repräsentiert, wofür ein Wert von 3,4 g/cm³ verwendet wurde.
Die Form der Teilchen nadelförmig oder reiskornförmig war, wurde STEM aus dem durchschnittlichen Hauptachsendurchmesser (φ cm) und dem durchschnittlichen Nebenachsendurchmesser (w cm), die bestimmt wurden aus dem oben in (2) beschriebenen Elektronenmikrophotograph auf Basis der Annahme, daß ein Teilchen ein rechtwinkliges Parallelogramm ist, gemäß der folgenden Formel berechnet:
STEM (m²/g) = {(2 · w + 4 · φ)/(w · φ · ρp)} · 10&supmin;&sup4;
worin ρp die echte spezifische Dichte der Titanoxidteilchen repräsentiert, wofür ein Wert von 3,4 g/cm³ verwendet wurde.
Da STEM die spezifische Oberfläche eines Teilchens mit glatter Oberfläche ohne Dehydratisierungsporen innerhalb oder auf den Oberflächen darstellt, bedeutet ein Wert von SBET/STEM der Teilchen, der näher an 1 liegt, eine glattere Oberfläche der Titanoxidteilchen ohne Dehydratisierungsporen innerhalb oder auf der Oberfläche; mit anderen Worten sind die Teilchen hochdichte Teilchen.
(10) Die Viskosität der Beschichtungszusammensetzung wurde erhalten durch Messung der Viskosität der Beschichtungszusammensetzung bei 25ºC bei einer Schergeschwindigkeit D von 1,92 s&supmin;¹ unter Verwendung eines E-Typ-Viskosimeters (Konusplattentyp-Viskosimeter) EMD-r (hergestellt von Tokyo Keiki, Co., Ltd.). Wenn die Teilchendurchmesser der Titanoxidteilchen ungefähr gleich sind, bedeutet eine geringere Viskosität der Beschichtungszusammensetzung eine exzellentere Dispergierbarkeit dar Titanoxidteilchen.
(11) Der Glanz der Oberfläche des Beschichtungsfilmes der nicht-magnetischen Unterbeschichtungsschicht oder der magnetischen Aufzeichnungsschicht wurde bei 45º mittels eines "Glossmeter UGV-5D" (hergestellt von Suga Shikenki, Co., Ltd.) gemessen. Je höher der Glanz desto besser die Dispergierbarkeit der Titanoxidteilchen.
(12) Die Oberflächenrauhigkeit Ra der Beschichtungsfilmoberfläche der nicht-magnetischen Unterbeschichtungsschicht oder der magnetischen Aufzeichnungsschicht wurde erhalten durch Messung der Zentrallinien-Durchschnittsrauhigkeit des Beschichtungsfilms unter Verwendung eines "Surfcom-575A" (hergestellt von Tokyo Seimitsu Co., Ltd.)" Je niedriger der Ra-Wert, desto besser die Dispergierbarkeit der Titanoxidteilchen.
(13) Die Festigkeit des Beschichtungsfilms wurde erhalten durch Messung des Young-Moduls des Beschichtungsfilms unter Verwendung eines "Autograph" (hergestellt von Shimazu Seisakusho, Ltd.). Das Young-Modul ist angegeben als relativer Wert bezogen auf das kommerziell erhältliche Videoband "AV T-120" (hergestellt von Victor Company of Japan, Limited). Je höher der relative Wert desto höher die Festigkeit des Beschichtungsfilms.
(14) Die Dicke von jeweils dem nicht-magnetischen Grundfilm, der nicht-magnetischen Unterbeschichtungsschicht und der magnetischen Aufzeichnungsschicht, die das magnetische Aufzeichnungsmedium bilden, wurde in der folgen Weise unter Verwendung eines digitalelektronischen Mikrometers K351C (hergestellt von Anritsu Corp.) gemessen.
Die Dicke (A) des nicht-magnetischen Grundfilms wurde zuerst gemessen. In gleicher Weise wurde die Dicke (B = die Summe der Dicken des nicht-magnetischen Grundfilms und der nichtmagnetischen Unterbeschichtungsschicht) eines Substrats, das erhalten wurden durch Ausbildung einer nicht-magnetischen Unterbeschichtungsschicht auf dem nicht-magnetischen Grundfilm gemessen. Ferner wurde die Dicke (C = die Summe der Dicke des nicht-magnetischen Grundfilms, der nichtmagnetischen Unterbeschichtungsschicht und der magnetischen Aufzeichnungsschicht) eines magnetischen Aufzeichnungsmediums gemessen, das erhalten wurde durch Ausbildung einer magnetischen Aufzeichnungsschicht auf der nicht-magnetischen Unterbeschichtungsschicht. Die Dicke der nicht-magnetischen Unterbeschichtungsschicht ist angegeben als B - A, und die Dicke der magnetischen Aufzeichnungsschicht ist angegeben als C - B.
(15) Die magnetischen Eigenschaften der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen und des magnetischen Aufzeichnungsmediums wurden unter einem externen Magnetfeld von 10 kOe mittels eines Vibrationsproben-Magnetometers "VSM-3S-15" (hergestellt von Toei Kogyo, Co., Ltd.) gemessen.
(16) Die Harzadsorptivität der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen gibt den Grad an, in dem ein Harz an den Teilchen adsorbiert wird. Je näher der in der folgenden Weise erhaltene Wert an 100 liegt, desto stärker wird das Harz an den Teilchen adsorbiert.
Zunächst wurde die Harzadsorption Wa erhalten: 20 g Teilchen und 56 g eines gemischten Lösungsmittels (27,0 g Methylethylketon, 16,2 g Toluol und 10,8 g Cyclohexanon) mit darin aufgelösten 2 g eines Vinylchlorid-Vinylacetat- Copolymerharzes mit Natriumsulfatgruppe wurden in einer 100 ml Polyethylenflasche zusammen mit 120 g 3 mm φ Stahlkugeln eingeführt. Die Teilchen und das Lösungsmittel wurden vermischt und mittels eines Farbmischers für 60 Minuten dispergiert.
Anschließend wurden. 50 g der resultierenden Beschichtungszusammensetzung entnommen und in einem 50 ml Absetzzylinder überführt. Der Feststoffgehalt wurde vom Lösungsmittelanteil durch Zentrifugieren bei einer Geschwindigkeit von. 10 000 U/min für 15 Minuten abgetrennt. Die Konzentration des im Lösungsmittelanteil enthaltenen festen Harzanteils wurde nach einem gravimetrischen Verfahren als die Harzadsorption Wa (mg/g) an den Teilchen bestimmt.
Die Gesamtmenge an abgetrenntem Feststoffgehalt wurde in ein 100 ml Becherglas überführt, und mit 50 g eines gemischten Lösungsmittel (25,0 g Methylethylketon, 15,0 g Toluol und 10,0 g Cyclohexanon) versetzt. Die resultierende Mischung wurde für 15 Minuten einer Ultraschalldispergierung unterzogen, und die so erhaltene Suspension wurde in einen 50 ml-Absetzzylinder überführt. Der Feststoffgehalt wurde vom Lösungsmittelanteil durch Zentrifugieren bei einer Geschwindigkeit von. 10 000 U/min für 15 Minuten abgetrennt. Die Konzentration des im Lösungsmittelanteil enthaltenen festen Harzgehalts wurde gemessen, wodurch der Harzgehalt bestimmt wurde, der aus dem Harz, das an den Teilchenoberflächen adsorbiert war, in die Lösungsmittelphase extrahiert wurde.
Das Verfahren wurde vom Schritt des Aufnehmens des Feststoffgehalts in das 100 ml-Becherglas bis zum Schritt der Bestimmung des in der flüssigen Phase aufgelösten Harzgehalts zweimal wiederholt. Die Gesamtmenge We (mg/g) des in der Lösungsmittelphase in den drei Zyklen aufgelösten Harzgehalts wurde erhalten, und der gemäß der folgenden Formel berechnete Wert wird als Harzadsorptivität T(%) angegeben:
T(%) = {(Wa - We)/Wa} · 100
Je höher der T-Wert, desto fester und bevorzugter ist die Harzadsorption an den Teilchenoberflächen im Träger.
(17) Die Veränderung der magnetischen Eigenschaften im Laufe der Zeit eines magnetischen Aufzeichnungsmediums, die durch die Korrosion der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen hervorgerufen wird, wurde wie folgt untersucht.
Das magnetische Aufzeichnungsmedium wurde in einer Umgebung bei einer Temperatur von 60ºC und einer relativen Feuchtigkeit von 90% für 14 Tage stehengelassen, und die Koerzitivkraft und die magnetische Sättigungsflußdichte wurden vor und nach der Lagerung gemessen. Die Veränderung jeder Eigenschaft wurde durch den Wert vor der Lagerung geteilt und als Prozentsatz wiedergegeben.
(18) Die Lichtdurchlässigkeit eines magnetischen Blatts ist angegeben als linearer Adsorptionskoeffizient, der unter Verwendung eines photoelektrischen Spektrophotometers "UV-2100" (hergestellt von Shimazu Seisakusho, Ltd.) gemessen wurde. Der lineare Adsorptionskoeffizient ist durch die folgende Formel definiert:
Linearer Adsorptionskoeffizient (um&supmin;¹) = {1n (1/t}/FT
worin t die Lichtdurchlässigkeit (-) bei λ = 900 nm repräsentiert, und FT repräsentiert die Dicke (um) der Beschichtungsfilmzusammensetzung auf dem für die Messung verwendeten Film.
Je größer der Wert, desto schwieriger ist es für das magnetische Blatt, Licht durchzulassen.
Als Kontrolle zur Messung des linearen Adsorptionskoeffizienten wurde der gleiche nicht-magnetische Grundfilm wie derjenige des oben genannten magnetischen Blatts verwendet.
(19) Die Dauerhaftigkeit des magnetischen Aufzeichnungsmediums wurde angegeben durch die Laufstabilität und die Kratzbeständigkeit.
(i) Die Laufstabilität wurde ausgewertet anhand der tatsächlichen Betriebszeit unter Bedingungen einer Last von 1,96 N (200 gw) und einer relativen Geschwindigkeit des Kopfes zum Band von 16 m/s unter Verwendung eines Media- Stabilitätstesters "MDT-3000" (hergestellt von Steinberg Associates Corp.). Je länger die tatsächliche Betriebszeit desto höher die Laufstabilität.
(ii) Die Kratzbeständigkeit wurde durch ein Mikroskop beobachtet und der Verkratzungsgrad wurde visuell beurteilt.
Die Auswertung erfolgte anhand von vier Klassifizierungen:
A: Keine Kratzer
B: Wenige Kratzer
C: Viele Kratzer
D: Sehr viele Kratzer

Beispiel 1

< Pulverisierung von Titanoxidteilchen nach einem Naßverfahren>

750 g kommerziell erhältliche Titanoxidteilchen (A) (Kristalltyp: Rutil, Teilchenform granular, durchschnittlicher Teilchendurchmesser 0,055 um, BET- spezifische Oberfläche 73,4 m²/g, Gehalt an löslichem Natriumsalz 560 ppm (berechnet als Na), Gehalt an löslichem Sulfat: 262 ppm (berechnet als SO&sub4;), lösliches Chlorid: 186 ppm (berechnet als Cl), pH-Wert: 7,2, geometrische Standardabweichung: 1,51) die nach einem Schwefelsäureverfahren erhalten wurden, wurden vorab grob mittels einer Nara-Mühle pulverisiert. Anschließend wurden die pulverisierten Teilchen in 5,0 l reines Wasser gegeben und mittels eines Homomischers (hergestellt von Tokushu-kika Kogyo, Co., Ltd.) für 60 min peptisiert.
Die erhaltene Aufschlämmung der Titanoxidteilchen wurde dann mit einer axialen Rotationsfrequenz von 2000 U/min unter Zirkulierung mittels einer horizontalen Sandmühle (Dispermat SL, hergestellt von SC Addichem, Co., Ltd.) gemischt und dispergiert. Die Menge der Titanoxidteilchen in der Aufschlämmung, die auf einem Sieb von 325 mesh (Maschengröße: 44 um) zurückblieben betrug 0 Gew.-%.
Die Konzentration der Titanoxidteilchen in der erhaltenen Aufschlämmung wurde auf 100 g/l eingestellt, und zu 7 l der Aufschlämmung wurde eine wäßrige 6 N NaOH-Lösung unter Rühren so hinzugegeben, daß der pH-Wert auf 13,5 eingestellt wurde.
Die Aufschlämmung wurde dann auf 95ºC unter Rühren erwärmt und für 180 min bei 95ºC gehalten.
Die Aufschlämmung wurde dann mit Wasser nach einem Dekantierverfahren gewaschen, und der pH-Wert der Aufschlämmung wurde auf 10,6 eingestellt. Die Konzentration dieser Aufschlämmung betrug zu diesem Zeitpunkt 89 g/l.
Die erhaltenen Teilchen wurden durch einen Büchner-Filter abfiltriert, und reines Wasser wurde durch sie hindurch in das Filtrat geleitet, bis die elektrische Leitfähigkeit des Filtrats nicht mehr als 20 uS betrug. Die Teilchen wurden dann einem herkömmlichen Verfahren getrocknet und pulverisiert, wodurch die angestrebten Titanoxidteilchen erhalten wurden.
Die erhaltenen Titanoxidteilchen hatten einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,052 um und eine BET-spezifische Oberfläche (SBET) von 73,5 m²/g. Der Gehalt an löslichem Natriumsalz betrug 137 ppm (berechnet als Na), der Gehalt an löslichem Sulfat war 43 ppm (berechnet als SO&sub4;), und der Gehalt an löslichem Chlorid betrug 10 ppm (berechnet als Cl). Der pH-Wert der Teilchen war 8, 9, die geometrische Standardabweichung σg der Teilchengröße war 1,35, und der Dichtegrad (SBET/STEM) betrug 2,01.

Beispiel 2

< Herstellung einer nicht-magnetischen Unterbeschichtungsschicht>

12 g der oben beschriebenen Titanoxidteilchen (A), eine Binderharzlösung (30 Gew.-% eines Vinylchlorid-Vinylacetat- Copolymerharzes mit Natriumsulfat-Gruppe und 70 Gew.-% Cyclohexanon) und Cyclohexanon wurden miteinander vermischt.
Die erhalten Mischung (Feststoffgehalt: 72%) wurde für 30 Minuten mittels einer Plast-Mühle geknetet.
Das geknetete Material wurde entnommen, zusammen mit 95 g 1,5 mm φ Glaskügelchen, einer Binderharzlösung (30 Gew.-% Polyurethanharz mit Natriumsulfonat-Gruppe und 70 Gew.-% eines Lösungsmittels (Methylethylketon: Toluol = 1 : 1)), Cyclohexanon, Methylethylketon und Toluol in eine 140 ml- Glasflasche gegeben. Die resultierende Mischung wurde mittels eines Farbmischers für 6 Stunden gemischt und dispergiert, wodurch eine Beschichtungszusammensetzung erhalten wurde.
Die Zusammensetzung der so erhaltenen Beschichtungszusammensetzung, die die Titanoxidteilchen enthielt, war wie folgt:
Titanoxidteilchen 100 Gew.-Teile
Vinylchlorid-Vinylacetat- Copolymerharz mit Natriumsulfonat- Gruppe 10 Gew.-Teile
Polyurethanharz mit Natriumsulfonat-Gruppe 10 Gew.-Teile
Cyclohexanon 44,6 Gew.-Teile
Methylethylketon 111,4 Gew.-Teile
Toluol 66,9 Gew.-Teile
Die so erhaltene Beschichtungszusammensetzung, die die Titanoxidteilchen enthielt, wurde auf einen 12 um dicken Polyethylenterephthalatfilm in einer Dicke von 55 um mittels eines Applikators aufgebracht, und der Film wurde dann getrocknet, wodurch eine nicht-magnetische Unterbeschichtungsschicht ausgebildet wurde. Die Dicke der nicht-magnetischen Unterbeschichtungsschicht betrug 3,5 um und die Dicke des Substrats betrug 15,5 um.
Der Glanz der nicht-magnetischen Unterbeschichtungsschicht betrug 170%, die Oberflächenrauhigkeit Ra betrug 9,2 nm, und das Young-Modul (relativer Wert) betrug 113.

Beispiel 3

< Herstellung einer magnetischen Aufzeichnungsschicht>

12 g nadelförmiger magnetischer auf Eisen basierender Metallteilchen (a) (Co-Gehalt: 5,61 Gew.-%, Al-Vorkommen: 1,75 Gew.-% (innerer Anteil: 1,71 Gew.-%, Oberflächenschichtanteil: 0,03 Gew.-%, Oberflächenbeschichtung: 0,01 Gew.-%), durchschnittlicher Hauptachsendurchmesser: 0,120 um, durchschnittlicher Nebenachsendurchmesser: 0,0190 um, Seitenverhältnis: 6,3 : 1, Koerzitivkraft: 146 kA/m (1840 Oe), Sättigungsmagnetisierung: 130 Am²/kg (130 emu/g)), 1,2 g eines Poliermittels (Warenzeichen: AKP-30, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.), 0,36 g Kohlenstoffschwarz (Warenzeichen: 3250B, hergestellt von Mitsubishi Chemical Corporation), eine Binderharzlösung (30 Gew.-% Vinylchlorid-Vinylacetat- Copolymerharz mit Natriumsulfonat-Gruppe und 70 Gew.-% Cylohexanon) und Cyclohexanon wurden miteinander vermischt. Die erhaltene Mischung (Feststoffgehalt: 78 Gew.-%) wurde für 60 min mittels einer Strahlmühle (blast mill) für 60 Minuten geknetet.
Das geknetete Material wurde entnommen, zusammen mit 95 g 1,5 mm 4 Glaskügelchen, einer Binderharzlösung (30 Gew.-% eines Polyurethanharzes mit Natriumsulfonat-Gruppe und 70 Gew.-% eines Lösungsmittels (Methylethylketon : Toluol = 1 : 1)), Cyclohexanon, Methylethylketon und Toluol in eine 140 ml Glasflasche eingeführt. Die resultierende Mischung wurde mittels eines Farbmischers für 6 Stunden gemischt und dispergiert, wodurch eine magnetische Beschichtungszusammensetzung erhalten wurde. Anschließend wurde ein Gleitmittel und ein Härter zu der magnetischen Beschichtungszusammensetzung zugegeben und die Mischung wurde mittels eine Farbmischers für 15 Minuten gemischt und dispergiert.
Die Zusammensetzung der so erhaltenen Beschichtungszusammensetzung, die die Titanoxidteilchen enthielt, war wie folgt:
Magnetische auf Eisen basierende Legierungsteilchen 100 Gew.-Teile
Vinylchlorid-Vinylacetat- Copolymerharz mit Natriumsulfonat-Gruppe 10 Gew.-Teile
Polyurethanharz mit Natriumsulfonat-Gruppe 10 Gew.-Teile
Poliermittel (AKP-30) 10 Gew.-Teile
Kohlenstoffschwarz (#3250B) 3,0 Gew.-Teile
Gleitmittel (Myristinsäure: n-Butylstearat 1 : 2) 3,0 Gew.-Teile
Härter (Polyisocyant) 5,0 Gew.-Teile
Cyclohexanon 65,8 Gew.-Teile
Methylethylketon 164,5 Gew.-Teile
Toluol 98,7 Gew.-Teile
Die so erhaltene magnetische Beschichtungszusammensetzung wurde in einer Dicke von 15 um auf das Substrat mit der nicht-magnetischen Unterbeschichtungsschicht mittels eines Applikators aufgebracht, und das magnetische Aufzeichnungsmedium wurde in einem Magnetfeld ausgerichtet und getrocknet und dann kalandriert. Das magnetische Aufzeichnungsmedium wurde dann für 24 Stunden einer Aushärtungsreaktion bei einer Temperatur von 60ºC unterzogen, und anschließend auf eine Breite von 12 mm (0,5 inch) geschnitten, wodurch ein Magnetband erhalten wurde. Die Dicke der magnetischen Aufzeichnungsschicht betrug 1,1 um und die Gesamtdicke des Magnetbands betrug 16,6 um.
Die Koerzitivkraft Hc des erhaltenen Magnetbands betrug 150,6 kA/m (1890 Oe), die Rechteckigkeit betrug 0,86, der Glanz betrug 215%, die Oberflächenrauhigkeit Ra betrug 9,6 nm, das Young-Modul (relativer Wert) betrug 119, und der lineare Absorptionskoeffizient betrug 1,22. Die Veränderungen der Koerzitivkraft Hc und der magnetischen Sättigungsflußdichte Bm mit dem Lauf der Zeit betrugen 7,0% bzw. 8,5%. Die Laufstabilität betrug 22,8 Minuten, und die Kratzbeständigkeit war "A".

Beispiele 4 bis 10, Vergleichsbeispiele 1 bis 3

< Behandlung von Titanoxidteilchen in einer wäßrigen Alkalilösung>

Es wurden die in Tabelle 1 gezeigten Titanoxidteilchen (B) bis (H) hergestellt.
Die alkalibehandelten Titanoxidteilchen wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme der Variation der Art der Titanoxidteilchen, der Anwendung oder Nichtanwendung des Naßpulverisierungsverfahrens, des pH- Wertes der Aufschlämmung, der Erwärmungszeit und -temperatur bei der Wärmebehandlung in der wäßrigen Alkalilösung.
Die wesentlichen Behandlungsbedingungen und verschiedene Eigenschaften sind in Tabelle 2 angegeben.

Beispiel 11

< Oberflächenbeschichtung von Titanoxidteilchen>

Der pH-Wert der Aufschlämmung wurde durch Waschen mit Wasser nach einem Dekantierverfahren in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 auf 10,5 eingestellt. Die Konzentration der Aufschlämmung betrug 89 g/l. 5 l der Aufschlämmung wurden erneut auf 60ºC erwärmt und 824 ml (entsprechend 5,0 Gew.-% (berechnet als Al) auf Basis der Titanoxidteilchen) einer 1,0 N NaAlO&sub2;-Lösung wurde zu der Aufschlämmung hinzugegeben und die Mischung wurde für 60 min gehalten. Anschließend wurde der pH-Wert der resultierenden Mischung unter Verwendung von Essigsäure auf 8,0 eingestellt.
Die Teilchen wurden dann nach der gleichen Vorgehensweise wie in Beispiel 1 abfiltriert, mit Wasser gewaschen, getrocknet und pulverisiert, wodurch Titanoxidteilchen erhalten wurden, die mit einem Hydroxid von Al beschichtet waren.
Die erhaltenen Titanoxidteilchen hatten einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,052 um und eine BET-spezifische Oberfläche (SBET) von 75,6 m²/g. Der Gehalt an löslichem Natriumsalz betrug 116 ppm (berechnet als Na), der Gehalt an löslichem Sulfat betrug 20 ppm (berechnet als SO&sub4;), und der Gehalt an löslichem Chlorid betrug 0 ppm (berechnet als Cl). Der pH-Wert der Teilchen betrug 8, 9, die geometrische Standardabweichung Gg der Teilchengröße betrug 1,35, und der Dichtegrad (SBET/STEM) betrug 2,23.

Beispiele 12 bis 18

In der gleichen Weise wie in Beispiel 11 wurden Titanoxidteilchen erhalten, mit Ausnahme der Variation der Art der Titanoxidteilchen, und der Art und der Menge des Oberflächenbehandlungsmaterials und der Einstellung des pH- Werts der Aufschlämmung.
Die wesentlichen Herstellungsbedingungen und verschiedene Eigenschaften sind in Tabelle 3 angegeben.

Beispiele 19 bis 33, Vergleichsbeispiele 5 bis 16

< Herstellung einer nicht-magnetischen Unterbeschichtungsschicht>

Eine nicht-magnetische Unterbeschichtungsschicht wurde in der gleichen Vorgehensweise wie in Beispiel 2 erhalten, mit dem Unterschied, daß die Art der Titanoxidteilchen variiert wurde.
Die wesentlichen Herstellungsbedingungen und verschiedene Eigenschaften sind in den Tabellen 4 und 5 angegeben.

Beispiele 34 bis 69, Vergleichsbeispiele 17 bis 30

< Herstellung eines magnetischen Aufzeichnungsmediums unter Verwendung magnetischer auf Eisen basierender Legierungsteilchen>

In der gleichen Weise wie in Beispiel 3 wurde unter Verwendung magnetischer auf Eisen basierender Metallteilchen ein magnetisches Aufzeichnungsmedium erhalten, mit dem Unterschied, daß die Art der nicht-magnetischen Unterbeschichtungsschicht und die Art der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen variiert wurde.
Die Art und verschiedenen Eigenschaften der magnetischen auf Eisen basierenden Metallteilchen, die wesentlichen Herstellungsbedingungen für das magnetische Aufzeichnungsmedium, und verschiedene Eigenschaften des magnetischen Aufzeichnungsmediums sind in den Tabellen 6 bis 9 angegeben. Tabelle 1 Tabelle 1 (Fortsetzung) Tabelle 1 (Fortsetzung) Tabelle 1 (Fortsetzung) Tabelle 2 Tabelle 2 (Fortsetzung) Tabelle 2 (Fortsetzung) Tabelle 2 (Fortsetzung) Tabelle 3 Tabelle 3 (Fortsetzung) Tabelle 3 (Fortsetzung) Tabelle 3 (Fortsetzung) Tabelle 3 (Fortsetzung) Tabelle 3 (Fortsetzung) Tabelle 4 Tabelle 4 (Fortsetzung)
* in Pa, äquivalente Werte in Centipoise sind in Klammern angegeben Tabelle 4 (Fortsetzung)
* in Pa, äquivalente Werte in Centipoise sind in Klammern angegeben Tabelle 5
* in Pa, äquivalente Werte in Centipoise sind in Klammern angegeben Tabelle 5 (Fortsetzung)
* in Pa, äquivalente Werte in Centipoise sind in Klammern angegeben Tabelle 5 (Fortsetzung)
* in Pa, äquivalente Werte in Centipoise sind in Klammern angegeben Tabelle 6 Tabelle 6 (Fortsetzung)
* Angegeben in kA/m, die Werte in Klammern sind entsprechende Werte in Oe Tabelle 6 (Fortsetzung)
* Angegeben in kA/m, die Werte in Klammern sind entsprechende Werte in Oe Tabelle 7 Tabelle 7 (Fortsetzung)
* Angegeben in kA/m, die Werte in Klammern sind entsprechende Werte in Oe Tabelle 7 (Fortsetzung) Tabelle 7 (Fortsetzung)
* Angegeben in kA/m, die Werte in Klammern sind entsprechende Werte in Oe Tabelle 7 (Fortsetzung) Tabelle 7 (Fortsetzung)
* Angegeben in kA/m, die Werte in Klammern sind entsprechende Werte in Oe Tabelle 7 (Fortsetzung) Tabelle 7 (Fortsetzung)
* Angegeben in kA/m, die Werte in Klammern sind entsprechende werte in Oe Tabelle 8 Tabelle 8 (Fortsetzung)
* Angegeben in kA/m, die Werte in Klammern sind entsprechende Werte in Oe Tabelle 8 (Fortsetzung) Tabelle 8 (Fortsetzung)
* Angegeben in kA/m, die Werte in Klammern sind entsprechende Werte in Oe Tabelle 8 (Fortsetzung) Tabelle 8 (Fortsetzung)
* Angegeben in kA/m, die Werte in Klammern sind entsprechende Werte in Oe Tabelle 8 (Fortsetzung) Tabelle 8 (Fortsetzung)
* Angegeben in kA/m, die Werte in Klammern sind entsprechende Werte in Oe Tabelle 8 (Fortsetzung) Tabelle 8 (Fortsetzung)
* Angegeben in kA/m, die Werte in Klammern sind entsprechende werte in Oe

Tabelle 8 (Fortsetzung)

Beispiele Bsp. 69

Magnetisches Aufzeichnungsmedium

Art der nicht-magnetischen Unterbeschichtungsschicht Bsp. 2
Art der magnetischen Teilchen Magnetische auf Eisen basierende Metallteilchen (g)
Gewichtsverhältnis von magnetischen Teilchen zu Harz 5,0
Dicke der Magnetschicht (um) 1,0
Koerzitivkraft* 152 (1 906)
Br/Bm 0,86
Glanz (%) 199
Oberflächenrauhigkeit (nm) 9,0
Young-Modul (relativer Wert) 120
Dauerhaftigkeit - Laufstabilität (min) 22,9 - Kratzbeständigkeit B
Linearer Absorptionskoeffizient (um&supmin;¹) 1,21
Korrosionsanfälligkeit - Veränderung der Koerzitivkraft (%) 5,5 - Veränderung von Bm (%) 6,0
* Angegeben in kA/m, die Werte in Klammern sind entsprechende Werte in Oe Tabelle 9 Tabelle 9 (Fortsetzung)
* Angegeben in kA/m, die Werte in Klammern sind entsprechende Werte in Oe Tabelle 9 (Fortsetzung) Tabelle 9 (Fortsetzung)
* Angegeben in kA/m, die Werte in Klammern sind entsprechende Werte in Oe Tabelle 9 (Fortsetzung) Tabelle 9 (Fortsetzung)
* Angegeben in kA/m, die Werte in Klammern sind entsprechende Werte in Oe Tabelle 9 (Fortsetzung)
* Angegeben in kA/m, die Werte in Klammern sind entsprechende Werte in Oe

Claims

1. Titanoxidteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengrösse von nicht mehr als 0,3 um und einer BET- spezifischen Oberfläche von 15 bis 200 m²/g, die nicht mehr als 230 ppm eines löslichen Natriumsalzes, berechnet als Na, und nicht mehr als 150 ppm eines löslichen Sulfats, berechnet als SO&sub4;, enthalten und einen pH-Wert von nicht weniger als 8 aufweisen.

2. Titanoxidteilchen gemäss Anspruch 1, die eine körnige Form und einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,005 bis 0,3 um aufweisen.

3. Titanoxidteilchen gemäss Anspruch 1, die nadelförmig oder reiskornförmig ausgebildet sind und einen durchschnittlichen Hauptachsendurchmesser von 0,005 bis 0,3 um, einen durchschnittlichen Nebenachsendurchmesser von 0,0025 bis 0,15 um und ein Seitenverhältnis von 2 : 1 bis 20 : 1 aufweisen.

4. Titanoxidteilchen gemäss mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Teilchengrössenverteilung auf Basis des Teilchendurchmessers gemäss der geometrischen Standardabweichung nicht mehr als 1,5 beträgt.

5. Titanoxidteilchen gemäss mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner einen Dichtegrad, dargestellt durch das Verhältnis (SBET/STEM) der spezifischen Oberfläche (SBET), gemessen nach dem BET- Verfahren, und der Oberfläche (STEM), berechnet aus dem durchschnittlichen Teilchendurchmesser aus einer Messung von Teilchen in einem Elektronenmikrofotographen, von 0,5 bis 3,0 aufweisen.

6. Titanoxidteilchen gemäss mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der Gehalt an löslichem Chlorid, berechnet als Cl, nicht mehr als 100 ppm beträgt.

7. Titanoxidteilchen gemäss mindestens einem der vorhergehenden. Ansprüche, die eine Beschichtung aus mindestens einem Hydroxid oder Oxid aufweisen, ausgewählt aus einem Aluminiumhydroxid, einem Aluminiumoxid, einem Siliciumhydroxid und einem Siliciumoxid.

8. Titanoxidteilchen gemäss Anspruch 7, worin die Menge an aufgeschichtetem Material 0,01 bis 50 Gew.-%, berechnet als Al auf Basis des Gewichts der Teilchen; 0,01 bis 50 Gew.-%, berechnet als SiO&sub2; auf Basis des Gewichts der Teilchen, oder 0,01 bis 50 Gew.-%, berechnet als Al und SiO&sub2; auf Basis des Gewichts der Teilchen, beträgt.

9. Substrat, das für ein magnetisches Aufzeichnungsmedium geeignet ist und das folgendes umfasst:

(a) einen nicht-magnetischen Grundfilm und

(b) eine nicht-magnetische

Unterbeschichtungsschicht auf dem nicht-magnetischen Grundfilm, diese Schicht umfasst Titanoxidteilchen gemäss mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche als nicht-magnetische Teilchen und ein Binderharz.

10. Substrat gemäss Anspruch 9, worin die nicht-magnetische Unterbeschichtungsschicht eine Dicke von 0,2 bis 10,0 um aufweist.

11. Substrat gemäss Anspruch 9 oder 10, worin die Titanoxidteilchen in einer Menge von 5 bis 2.000 Gew.- Teilen pro 100 Gew.-Teilen des Binderharzes vorhanden sind.

12. Substrat gemäss mindestens einem der Ansprüche 9 bis 11, das ferner einen Glanz von 140 bis 280% und eine Oberflächenrauhigkeit (Ra) von 1,0 bis 15,0 nm aufweist.

13. Magnetisches Aufzeichnungsmedium, das folgendes umfasst:

(i) ein Substrat gemäss mindestens einem der Ansprüche 9 bis 12, und

(ii) eine magnetische Aufzeichnungsschicht auf der nicht-magnetischen Unterbeschichtungsschicht, die Aufzeichnungsschicht umfasst magnetische Teilchen, die Eisen als Hauptbestandteil enthalten, und ein Binderharz.

14. Magnetisches Aufzeichnungsmedium gemäss Anspruch 13, worin die magnetische Aufzeichnungsschicht eine Dicke von 0,01 bis 3,0 um aufweist.

15. Magnetisches Aufzeichnungsmedium gemäss Anspruch 13 oder 14, worin die magnetischen Teilchen, die Eisen als Hauptbestandteil enthalten, einen durchschnittlichen Hauptachsendurchmesser von 0,01 bis 0,3 um ein Seitenverhältnis von 3 : 1 bis 15 : 1, einen Koerzitivkraft von 95,5 bis 255 kA/m (1.200 bis 3.200 Oe) und eine Sättigungsmagnetisierung von 100 bis 170 Am²/kg (100 bis 170 emu/g) aufweisen.

16. Magnetisches Aufzeichnungsmedium gemäss mindestens einem der Ansprüche 13 bis 15, worin die magnetischen Teilchen, die Eisen als Hauptbestandteil enthalten, Eisen und mindestens eines, ausgewählt aus Co, Al, Ni, P, Si, Zn, Cu, B, Nd, La und Y, umfassen.

17. Magnetisches Aufzeichnungsmedium gemäss mindestens einem der Ansprüche 13 bis 16, worin die magnetischen Teilchen, die Eisen als Hauptbestandteil enthalten, in der Aufzeichnungsschicht in einer Menge von 200 bis 2. 000 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teilen des in der Aufzeichnungsschicht enthaltenen Binderharzes vorhanden sind.

18. Magnetisches Aufzeichnungsmedium gemäss mindestens einem der Ansprüche 13 bis 17, das ferner eine Koerzitivkraft von 71,6 bis 278 kA/m (900 bis 3500 Oe), eine Rechteckigkeit von 0,85 bis 0,95, einen Glanz von 180 bis 300%, eine Oberflächenrauhigkeit von nicht mehr als 15,0 nm, einen linearen Absorptionskoeffizienten von 1,15 bis 2,00 um, eine Korrosionsanfälligkeit, dargestellt als Ausmass der Veränderung der Koerzitivkraft im Laufe der Zeit, von nicht mehr als 10%, und eine Korrosionsanfälligkeit, dargestellt als Ausmass der Veränderung der Sättigungsmagnetisierungsflussdichte mit der Zeit, von nicht mehr als 10,0% aufweist.

19. Verwendung von Titanoxidteilchen gemäss mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8 als nicht-magnetische Teilchen in einer nicht-magnetischen Unterbeschichtungsschicht eines magnetischen Auf zeichnungsmediums.

20. Verwendung eines Substrats gemäss mindestens einem der Ansprüche 9 bis 12 als Substrat für ein magnetisches Aufzeichnungsmedium.