JP2006048761A - 磁気記録媒体の非磁性下地層用複合非磁性粒子粉末、非磁性塗料及び磁気記録媒体 - Google Patents

磁気記録媒体の非磁性下地層用複合非磁性粒子粉末、非磁性塗料及び磁気記録媒体 Download PDF

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Abstract

【課題】 本発明は、樹脂吸着量が大きいと共に体積基準平均粒子径(D50)が小さく、非磁性塗料中における分散性及び分散安定性に優れた磁気記録媒体の非磁性下地層用複合非磁性粒子粉末、及び、該非磁性下地層用複合非磁性粒子粉末を用いて得られる保存安定性に優れた非磁性下地層用非磁性塗料、及び、長期間保存後の非磁性塗料を用いても従来と同等の表面平滑性及び強度が得られると共に、非磁性下地層を薄層化した場合にもドロップアウトを低減することが可能な磁気記録媒体を提供する。
【解決手段】 ヘマタイト粒子粉末又は含水酸化鉄粒子粉末の粒子表面に、必要により表面改質材を介して、顔料誘導体が存在する磁気記録媒体の非磁性下地層用複合非磁性粒子粉末及び該非磁性下地層用複合非磁性粒子粉末を含有する非磁性下地層形成した磁気記録媒体である。
【選択図】 なし

Description

本発明は、樹脂吸着量が大きいと共に体積基準平均粒子径(D50)が小さく、非磁性塗料中における分散性及び分散安定性に優れた磁気記録媒体の非磁性下地層用複合非磁性粒子粉末、及び、該非磁性下地層用複合非磁性粒子粉末を用いて得られる保存安定性に優れた非磁性下地層用非磁性塗料、及び、長期間保存後の非磁性塗料を用いても従来と同等の表面平滑性及び強度が得られると共に、非磁性下地層を薄層化した場合にもドロップアウトを低減することが可能な磁気記録媒体を提供する。
従来、オーディオ用、ビデオ用、コンピューター用の磁気記録再生用機器の小型軽量化、長時間記録化、高密度記録化、及び記録容量の増大化が求められており、以前と比べ、記録されるキャリアー信号の周波数が短波長領域に移行し、磁気テープの表面からの磁化深度が著しく浅くなると共に、磁気記録媒体の高出力特性、殊に、S/N比を向上させるために、磁気記録層を薄層化する傾向にある。
しかしながら、上記磁気記録層が薄層化することによって、磁気記録層の表面平滑化が困難になること及び塗膜強度の低下が問題となってきており、現在、上記磁気記録層の薄層化に対しては、ベースフィルム等の非磁性支持体上に針状へマタイト粒子粉末等の非磁性粒子粉末を結合剤樹脂中に分散させてなる下地層(以下、「非磁性下地層」という。)を少なくとも一層設けることにより、磁気記録媒体の表面平滑性及び強度向上を図っている。
近年、オーディオテープやビデオテープの更なる長時間記録化及びパーソナルコンピュータやオフィスコンピューターの普及から外部記憶媒体としてデータを記録するための磁気テープ(バックアップテープ)のより一層の記録容量向上が強く要求されているが、テープ1巻当たりの大きさが規定されているオーディオ、ビデオテープ及びバックアップテープの場合、長時間記録化や高記録容量化のためには、テープ全厚を薄くして1巻当たりのテープ長さを長くする必要がある。そのため、磁気記録層のみならず、非磁性下地層及び非磁性支持体の薄層化も強く要求されており、例えば、従来のバックアップテープは非磁性下地層厚みが3〜5μmであったものが、近年では1〜3μmまで薄層化してきている。
殊に、非磁性下地層を薄層化した場合、非磁性粒子粉末の分散レベルが磁気記録媒体の表面平滑性に大きく影響し、従来の膜厚では問題とならなかった非磁性粒子粉末の分散粒子径であっても、薄層化することにより非磁性下地層表面上に突起を生じ、該突起が磁気記録層表面上にまで影響することにより、磁性層面の表面平滑性が悪くなり、ドロップアウトが発生しやすくなる。
また、オーディオテープ、ビデオテープ及びコンピュータのバックアップテープは高速で繰り返し使用されるため、非磁性下地層を薄層化した場合でも、テープ強度が従来並みに維持できることが要求されている。
更に、非磁性粒子粉末を分散させた非磁性塗料は、直ちに全量を塗布工程で用いるわけではなく、一定期間静置した後使用される場合もあるため、生産性の点から、長期保存後に使用した場合でも分散性が劣化しないこと、すなわち、塗料安定性が求められている。
従来、磁気記録媒体用磁性塗料及び非磁性塗料中における粒子粉末の分散性及び分散安定性改善のために種々の試みがなされており、塗料中に用いる樹脂として特定の特性を有する樹脂を使用すること(特許文献1)や特定の構造を有する樹脂及び特定の配合割合で樹脂を用いること(特許文献2)、塗料中に遷移金属を有する脂肪酸塩を含有させること(特許文献3)が知られている。
また、非磁性粒子粉末の諸特性改善のために種々の試みがなされており、非磁性下地層用の非磁性粒子粉末として針状ヘマタイト粒子粉末又は針状含水酸化鉄粒子粉末の粒子表面に、当該粒子粉末100重量部に対して1〜20重量部のカーボンブラックが付着されている針状非磁性粒子粉末を使用すること(特許文献4乃至6)や非磁性下地層用の非磁性粒子粉末として針状ヘマタイト粒子粉末又は針状含水酸化鉄粒子粉末の粒子表面に、当該粒子粉末100重量部に対して1〜100重量部のフタロシアニン系顔料が付着されている針状非磁性粒子粉末を使用すること(特許文献7)が知られている。
特開平9−326112号公報 特開平9−265623号公報 特開平7−287835号公報 特開平11−242812号公報 特開2001−14653号公報 特開2001−14654号公報 特開2002−175620号公報
非磁性下地層を薄層化すると共に長期間保存後の非磁性塗料を用いた場合でも、表面平滑性及び強度に優れると共にドロップアウトが少ない磁気記録媒体を得ることのできる非磁性下地層用非磁性粒子粉末は、現在最も要求されているところであるが、未だ得られていない。
即ち、前出特許文献1乃至2には、塗料中における粒子粉末の分散安定性の改善方法として特定の樹脂を用いることが記載され、前出特許文献3には塗料中に遷移金属を有する脂肪酸塩を含有させることが記載されているが、未処理の非磁性粒子粉末は樹脂吸着量が低いため、ビヒクル中における十分な立体障害効果が得られず、長期保存における十分な分散安定性改善効果を得ることが困難である。また、特定の樹脂もしくは添加剤を用いなければ分散安定性の効果が得られらないため、汎用性の点でも不利である。更に、非磁性粒子粉末自体の分散性改善による体積基準平均粒子径(D50)効果が得られないため、ドロップアウトが少ない磁気記録媒体を得ることが困難である。
また、前出特許文献4乃至6には針状ヘマタイト粒子粉末又は針状含水酸化鉄粒子粉末の粒子表面にカーボンブラックが付着された非磁性粒子粉末が記載され、前出特許文献7には針状ヘマタイト粒子粉末又は針状含水酸化鉄粒子粉末の粒子表面にフタロシアニン系顔料が付着された非磁性粒子粉末が記載されているが、後出比較例に示す通り、カーボンブラック又はフタロシアニン系顔料を付着させたものは、サイズの大きい二次凝集を形成しやすく、薄層化した非磁性下地層及び磁気記録媒体の場合には、十分に表面平滑性を低減することができないため、ドロップアウトを低減することが困難である。また、樹脂吸着量が低いため、ビヒクル中における十分な立体障害効果が得られず、長期保存における十分な分散安定性改善効果を得ることが困難である。
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ヘマタイト粒子粉末又は含水酸化鉄粒子粉末の粒子表面表面改質剤によって被覆されていると共に該被覆に顔料誘導体が付着している複合非磁性粒子粉末は、樹脂吸着量が大きいと共に体積基準平均粒子径(D50)が小さく、非磁性塗料中における分散性及び分散安定性に優れていることから、該複合非磁性粒子粉末を用いて得られる非磁性塗料は保存安定性に優れており、また、長期間保存後の非磁性塗料を用いても従来と同等の表面平滑性及び強度が得られると共に、非磁性下地層を薄層化した場合にもドロップアウトを低減することが可能な磁気記録媒体が得られることを見いだし、本発明をなすに至った。
即ち、本発明は、ヘマタイト粒子粉末又は含水酸化鉄粒子粉末の粒子表面に顔料誘導体が存在することを特徴とする磁気記録媒体の非磁性下地層用複合非磁性粒子粉末である(本発明1)。
また、本発明は、ヘマタイト粒子粉末又は含水酸化鉄粒子粉末の粒子表面が表面改質剤によって被覆されていると共に該表面改質剤被覆粒子表面に顔料誘導体が存在することを特徴とする磁気記録媒体の非磁性下地層用複合非磁性粒子粉末である(本発明2)。
また、本発明は、本発明1又は2記載のヘマタイト粒子粉末又は含水酸化鉄粒子粉末の粒子表面が、あらかじめアルミニウムの水酸化物、アルミニウムの酸化物、ケイ素の水酸化物及びケイ素の酸化物から選ばれる少なくとも一種からなる中間被覆物によって被覆されていることを特徴とする磁気記録媒体の非磁性下地層用複合非磁性粒子である(本発明3)。
また、本発明は、非磁性粒子粉末、結合剤樹脂及び溶剤とを含む非磁性下地層用非磁性塗料において、前記非磁性粒子粉末が本発明1乃至3のいずれかに記載の非磁性下地層用複合非磁性粒子粉末であることを特徴とする非磁性下地層用非磁性塗料である(本発明4)。
また、本発明は、非磁性支持体、該非磁性支持体上に形成される非磁性粒子粉末と結合剤樹脂とを含む非磁性下地層及び該非磁性下地層の上に形成される磁性粒子粉末と結合剤樹脂とを含む磁気記録層からなる磁気記録媒体において、前記非磁性粒子粉末が本発明1乃至3のいずれかの非磁性下地層用複合非磁性粒子であることを特徴とする磁気記録媒体である(本発明5)。
また、本発明は、非磁性支持体、該非磁性支持体上に形成される非磁性粒子粉末と結合剤樹脂とを含む非磁性下地層、該非磁性下地層の上に形成される磁性粒子粉末と結合剤樹脂とを含む磁気記録層及び、前記非磁性支持体の他方の面に形成されるバックコート層からなる磁気記録媒体において、前記非磁性粒子粉末が本発明1乃至3のいずれかの非磁性下地層用複合非磁性粒子であることを特徴とする磁気記録である(本発明6)。
本発明に係る複合非磁性粒子粉末は、樹脂吸着量が大きいと共に体積基準平均粒子径(D50)が小さく、非磁性塗料中における分散性及び分散安定性に優れており、保存安定性に優れた非磁性塗料を得ることができるので、磁気記録媒体の非磁性下地層用複合非磁性粒子粉末として好適である。
本発明に係る非磁性塗料は、保存安定性に優れており、長期間保存後の非磁性塗料を用いても従来と同等の表面平滑性及び強度を有する非磁性下地層を得ることができるので、磁気記録媒体の非磁性下地層用非磁性塗料として好適である。
本発明に係る磁気記録媒体は、保存安定性に優れた非磁性塗料から得られた塗膜を非磁性下地層として用いることにより生産性に優れると共に、本発明に係る複合非磁性粒子粉末を用いることにより、非磁性下地層を薄層化した場合にもドロップアウトを低減することが可能であるので、高密度磁気記録媒体として好適である。
本発明の構成をより詳しく説明すれば次の通りである。
先ず、本発明に係る磁気記録媒体用の非磁性下地層用複合非磁性粒子粉末(以下、「複合非磁性粒子粉末」という。)について述べる。
本発明に係る複合非磁性粒子粉末は、芯粒子であるヘマタイト粒子又は含水酸化鉄粒子の粒子表面に、顔料誘導体が存在している複合非磁性粒子からなる。
本発明における芯粒子としては、ヘマタイト粒子又は含水酸化鉄粒子を用いることができる。また、前記ヘマタイト粒子又は含水酸化鉄粒子の粒子内部にAl、Zr、Ti、P、Sn、Sb又はMn等の異種元素を含有させてもよい。殊に、得られる磁気記録媒体の強度向上を考慮した場合、粒子内部にアルミニウムを含有させたヘマタイト粒子又は含水酸化鉄粒子を用いることが好ましい。粒子内部に含有させる異種元素は、各元素換算で0.05〜50重量%が好ましく、より好ましくは0.10〜40重量%、更により好ましくは0.15〜30重量%である。
本発明における芯粒子の粒子形状は、針状、紡錘状、米粒状、球状、粒状、多面体状、フレーク状、鱗片状及び板状等のいずれの形状であってもよい。得られる磁気記録媒体の塗膜強度を考慮すれば、軸比(平均一次長軸径と平均一次短軸径の比)(以下、「軸比」という。)が2.0〜20.0の針状、紡錘状及び米粒状が好ましく、より好ましくは2.5〜18.0、更により好ましくは3.0〜15.0である。
本発明における芯粒子粉末の平均一次長軸径は、0.005〜0.30μmであり、好ましくは0.010〜0.25μm、より好ましくは0.015〜0.20μmである。
平均一次長軸径が0.30μmを超える場合には、得られる複合非磁性粒子もまた粗大粒子となり、これを用いて非磁性下地層を形成した場合には、塗膜の表面平滑性が損なわれやすい。平均一次長軸径が0.005μm未満の場合には、粒子の微細化による分子間力の増大により凝集を起こしやすいため、芯粒子表面への表面改質剤及び/又は顔料誘導体による均一な付着処理が困難となる。
本発明における芯粒子粉末のBET比表面積値は25〜300m/gが好ましく、より好ましくは30〜280m/g、更により好ましくは35〜250m/gである。BET比表面積値が25m/g未満の場合には、芯粒子粉末が粗大であったり、粒子相互間で焼結が生じた粒子となっており、得られる複合非磁性粒子粉末もまた粗大粒子となり、これを用いて磁気記録層を形成した場合には、塗膜の表面平滑性が損なわれやすい。BET比表面積値が300m/gを超える場合には、粒子の微細化による分子間力の増大により凝集を起こしやすいため、芯粒子表面への表面改質剤及び/又は顔料誘導体による均一な付着処理が困難となる。
本発明における芯粒子粉末の体積基準平均粒子径(D50)は、通常、下限値が2.70μmを超える値を有している。本発明において、体積基準平均粒子径(D50)が2.70μm以下の複合非磁性粒子粉末を得るためには、芯粒子粉末の体積基準平均粒子径(D50)もまた可能な限り低いものが好ましく、その上限値は、より好ましくは5.00μmであり、更により好ましくは4.50μmである。
本発明における芯粒子粉末の樹脂吸着量は、ポリウレタン樹脂の場合、通常1.1mg/m未満であり、塩化ビニル系樹脂の場合、1.3mg/m未満である。
本発明に係る複合非磁性粒子粉末は、樹脂吸着量、体積基準平均粒子径(D50)及び非磁性塗料中における非磁性粒子粉末の分散性及び分散安定性を考慮した場合、芯粒子であるヘマタイト粒子又は含水酸化鉄粒子の粒子表面が表面改質剤によって被覆されていると共に、該表面改質剤被覆粒子表面に顔料誘導体が付着している複合非磁性粒子からなるものが好ましい。
本発明において、表面改質剤を用いる場合には、芯粒子であるヘマタイト粒子又は含水酸化鉄粒子の粒子表面へ顔料誘導体を付着できるものであれば何を用いてもよく、アルコキシシラン、フルオロアルキルシラン、シラン系カップリング剤及びオルガノポリシロキサン等の有機ケイ素化合物、チタネート系、アルミネート系及びジルコネート系などのカップリング剤、低分子あるいは高分子界面活性剤等が好適に用いられる。
有機ケイ素化合物としては、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン及びデシルトリエトキシシラン等のアルコキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン、トルフルオロプロピルトリエトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリエトキシシラン及びトリデカフルオロオクチルトリエトキシシラン等のフルオロアルキルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ―アミノプロピルトリエトキシシラン、γ―グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ―メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ―メタクロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン等のシラン系カップリング剤、ポリシロキサン、メチルハイドロジェンポリシロキサン、変性ポリシロキサン等のオルガノポリシロキサン等が挙げられる。
チタネート系カップリング剤としては、イソプロピルトリステアロイルチタネート、イソプロピルトリス(ジオクチルパイロホスフェート)チタネート、イソプロピルトリ(N−アミノエチル・アミノエチル)チタネート、テトラオクチルビス(ジトリデシルホスフェートチタネート、テトラ(2,2ジアリルオキシメチル−1−ブチル)ビス(ジトリデシル)ホスフェートチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)オキシアセテートチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)エチレンチタネート等が挙げられる。
アルミネート系カップリング剤としては、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムジイソプロポキシモノエチルアセトアセテート、アルミニウムトリスエチルアセトアセテート、アルミニウムトリスアセチルアセトネート等が挙げられる。
ジルコネート系カップリング剤としては、ジルコニウムテトラキスアセチルアセトネート、ジルコニウムジブトキシビスアセチルアセトネート、ジルコニウムテトラキスエチルアセトアセテート、ジルコニウムトリボトキシモノエチルアセトアセテート、ジルコニウムトリブトキシアセチルアセトネート等が挙げられる。
低分子系界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ジオクチルスルホンコハク酸塩、アルキルアミン酢酸塩、アルキル脂肪酸塩等が挙げられる。高分子系界面活性剤としては、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸塩、カルボキシメチルセルロース、アクリル酸−マレイン酸塩コポリマー、オレフィン−マレイン酸塩コポリマー等が挙げられる。
顔料誘導体の付着効果を考慮すれば、アルコキシシラン、フルオロアルキルシラン、ポリシロキサン等の有機ケイ素化合物、シラン系、チタネート系、アルミネート系及びジルコネート系の各種カップリング剤を用いることが好ましい。
表面改質剤による被覆量は、表面改質剤被覆芯粒子粉末に対してC換算で0.01〜15.0重量%が好ましい。表面改質剤を0.01〜15.0重量%の範囲で処理することにより、芯粒子粉末表面に顔料誘導体を効果的に付着することができる。より好ましくは0.02〜12.5重量%であり、更により好ましくは0.03〜10.0重量%である。
本発明における顔料誘導体としては、有機顔料の顔料骨格中に置換基を導入して得られた化合物を用いることができる。
主骨格となる有機顔料としては、フタロシアニン系顔料、キクリドン系、アントラキノン系、ペリレン系、ペリノン系、インジゴ系、ジオキサジン系、キノフタロン系、イソインドリノン系、イソインドリン系、ジケトピロロピロール系等の縮合多環系顔料及びアゾ系顔料等が挙げられる。
顔料誘導体の置換基としては、スルホン酸基、カルボキシル基、リン酸基、アルキルアミノ基、フタルイミド基等が挙げられる。具体的には、−SOM、−OSOM、−COOM、−P=O(OM)(式中、Mは水素原子あるいはリチウム、カリウム、ナトリウム等のアルカリ金属を示す)、−NR、−NR の末端基を有する側鎖型アミン、>NR で表される主鎖型アミン(式中、R、R、Rは水素原子あるいは炭化水素基を表し、Xはフッ素、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン元素イオンあるいは無機・有機イオンを表す)等である。
具体的には、フタロシアニン系誘導体及びアゾ系顔料誘導体である、Solsperse 5000(商品名)、Solsperse 12000(商品名)、Solsperse 22000(商品名)(以上、アビシア株式会社製)、EFKA 6745(商品名)、EFKA 6750(商品名)(以上、エフカ アディティブズ製)等の市販品を使用することができる。
好ましくは酸性系の置換基を有するフタロシアニン系誘導体であり、より好ましくは置換基としてスルホン酸基を有するフタロシアニン系誘導体である。
本発明における顔料誘導体の付着量は、芯粒子粉末100重量部に対して0.05〜30重量部であり、好ましくは0.1〜25重量部、より好ましくは0.2〜20重量部である。0.05重量部未満の場合には、芯粒子の粒子表面を被覆する顔料誘導体が少なすぎるため、本発明の目的とする複合非磁性粒子粉末を得ることが困難となる。30重量部を超える場合には、芯粒子粉末に対して顔料誘導体が多すぎるため、得られた粒子粉末は非磁性塗料中における分散性及び分散安定性が低下すると共に、体積基準平均粒子径(D50)を2.70μm以下とすることが困難となる。
本発明に係る複合非磁性粒子粉末の粒子形状は、芯粒子粉末である非磁性粒子粉末の粒子形状に大きく依存し、芯粒子に相似する粒子形態を有している。
即ち、本発明に係る複合非磁性粒子粉末の平均一次長軸径は、0.005〜0.30μmが好ましく、より好ましくは0.010〜0.25μm、更により好ましくは0.015〜0.20μmである。
平均一次長軸径が0.30μmを超える場合には、複合非磁性粒子が大粒子となり、これを用いて非磁性下地層を形成した場合には、塗膜の表面平滑性が損なわれやすい。平均一次長軸径が0.005μm未満の場合には、粒子の微細化による分子間力の増大により凝集を起こしやすく、その結果、粗大粒子が生成し非磁性塗料の製造時におけるビヒクル中への均一な分散が困難となる。
本発明に係る複合非磁性粒子の粒子形状は、針状、紡錘状、米粒状、球状、粒状、多面体状、フレーク状、鱗片状及び板状等のいずれの形状であってもよい。得られる磁気記録媒体の塗膜強度を考慮すれば、軸比が2.0〜20.0の針状、紡錘状及び米粒状が好ましく、より好ましくは2.5〜18.0、更により好ましくは3.0〜15.0である。軸比が20.0を超える場合には、粒子の絡み合いが多くなり、非磁性塗料の製造時におけるビヒクル中への分散性が悪くなったり粘度が増加する場合がある。
本発明に係る複合非磁性粒子粉末のBET比表面積値は、25〜300m/gが好ましく、より好ましくは30〜280m/g、更により好ましくは35〜250m/gである。BET比表面積値が25m/g未満の場合には、複合非磁性粒子粉末が粗大であり、これを用いて非磁性下地層を形成した場合には、塗膜の表面平滑性が損なわれやすい。BET比表面積値が300m/gを超える場合には、粒子の微細化による分子間力の増大により凝集を起こしやすいため、非磁性塗料の製造時におけるビヒクル中への分散性が低下する。
本発明に係る複合非磁性粒子粉末の体積基準平均粒子径(D50)は、0.01〜2.70μmであり、好ましくは0.01〜2.60μm、より好ましくは0.01〜2.50μmである。殊に、芯粒子表面が表面改質剤によって被覆されていると共に、該被覆に顔料誘導体が付着している複合非磁性粒子粉末(以下、「本発明2に係る複合非磁性粒子粉末」という。)の場合には、体積基準平均粒子径は0.01〜2.50μmが好ましく、より好ましくは0.01〜2.40μm以下、更により好ましくは0.01〜2.30μmである。体積基準平均粒子径(D50)が2.70μmを超える場合には、非磁性下地層を薄層化した場合に、得られた磁気記録媒体の表面性が低下し、ドロップアウトが増加するため好ましくない。
本発明に係る複合非磁性粒子粉末のポリウレタン樹脂吸着量は、1.1mg/m以上であり、好ましくは1.15mg/m、より好ましくは1.2mg/mである。また、塩化ビニル系共重合樹脂吸着量は、1.3mg/m以上であり、好ましくは1.35mg/m、より好ましくは1.4mg/mである。各樹脂吸着量が上記下限値未満の場合には、樹脂の吸着量が不十分であり、ビヒクル中に分散させた場合に十分な立体障害効果が得られず、長期保存における十分な分散安定性改善効果を得ることが困難である。
本発明に係る複合非磁性粒子粉末は、必要により、芯粒子粉末の粒子表面をあらかじめ、アルミニウムの水酸化物、アルミニウムの酸化物、ケイ素の水酸化物及びケイ素の酸化物から選ばれた一種又は二種以上の中間被覆物で被覆しておいてもよく、中間被覆物で被覆しない場合に比べ、樹脂吸着量を改善できると共に、体積基準平均粒子径(D50)をより小さくすることができる。
中間被覆物による被覆量は、中間被覆物が被覆された芯粒子粉末に対してAl換算、SiO換算又はAl換算量とSiO換算量との総和で0.01〜20重量%が好ましい。
0.01重量%未満である場合には、体積基準平均粒子径(D50)の改良効果が得られない。0.01〜20重量%の被覆量により、樹脂吸着量及び体積基準平均粒子径(D50)改良効果が十分に得られるので、20重量%を超えて必要以上に被覆する意味がない。
中間被覆物で被覆されている本発明に係る複合非磁性粒子粉末(以下、「本発明3に係る複合非磁性粒子粉末」という。)は、中間被覆物で被覆されていない本発明2に係る複合非磁性粒子粉末の場合とほぼ同程度の粒子サイズ及びBET比表面積値を有している。又、樹脂吸着量及び体積基準平均粒子径(D50)は中間被覆物を被覆することによって向上し、ポリウレタン樹脂吸着量は、1.15mg/m以上であり、好ましくは1.2mg/m、より好ましくは1.25mg/mである。また、塩化ビニル系共重合樹脂吸着量は、1.35mg/m以上であり、好ましくは1.40mg/m、より好ましくは1.45mg/mである。また、体積基準平均粒子径(D50)は、0.01〜2.40μmが好ましく、より好ましくは0.01〜2.30μm、更に好ましくは0.01〜2.20μmである。
次に、本発明に係る非磁性下地層用非磁性塗料について述べる。
本発明に係る非磁性下地層用非磁性塗料は、非磁性粒子粉末、結合剤樹脂及び溶剤とからなる。また、必要に応じて、磁気記録媒体の製造に通常用いられている潤滑剤、研磨剤、帯電防止剤等を添加してもよい。
結合剤樹脂としては、磁気記録媒体の製造にあたって汎用されている熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、電子線硬化型樹脂等を単独又は組み合わせて用いることができる。具体的には、熱可塑性樹脂としては、塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコール共重合体、塩化ビニル−ビニルアルコール共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−マレイン酸共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニリデン共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体、アクリル酸エステル−アクリロニトリル共重合体、アクリル酸エステル−塩化ビニリデン共重合体、アクリル酸エステル−スチレン共重合体、メタクリル酸エステル−アクリロニトリル共重合体、メタクリル酸エステル−塩化ビニリデン共重合体、メタクリル酸エステル−スチレン共重合体、ウレタンエラストマー、ナイロン−シリコーン系樹脂、ニトロセルロース−ポリアニド樹脂、ポリフッ化ビニル、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、ポリアミド樹脂、ポリビニルブチラール、ニトロセルロース等セルロース誘導体、スチレン−ブタジエン共重合体、(飽和)ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、クロロビニルエーテル−アクリル酸共重合体、アミノ樹脂、ポリブタジエン等の合成ゴム系樹脂を用いることができる。熱硬化性樹脂及び電子線硬化型樹脂としては、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、(不飽和)ポリエステル樹脂、ポリウレタンカーボネート樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、シリコン樹脂、ポリイソシアネート、電子線硬化型アクリルウレタン樹脂等を用いることができる。また、各結合剤樹脂には極性基として、−COOM、−SOM及び−OPO(但し、MはH、アルカリ金属、アルカリ土類金属又は炭化水素基である。)等の酸性基、リン酸エステル類及びアルキルベタイン型の両性類基、−OH、−NH等が含まれていてもよい。本発明に係る複合非磁性粒子粉末のビヒクル中における分散性を考慮すれば、極性基として−COOM、−SOM又はアルキルベタイン型両性類基が含まれている結合剤樹脂が好ましい。
本発明に係る複合非磁性粒子粉末と結合剤樹脂との配合割合は、結合剤樹脂100重量部に対して複合非磁性粒子粉末が5〜2000重量部、好ましくは100〜1000重量部である。
溶剤としては、磁気記録媒体に汎用されているアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン及びテトラヒドロフラン等のケトン類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、イソブチルアルコール及びイソプロピルアルコール等のアルコール類、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル及び酢酸グリコール等のエステル類、グリコールジメチルエーテル、グリコールモノエチルエーテル及びジオキサン等のグリコールエーテル類及びその混合物等を使用することができる。
溶剤の使用量は、非磁性粒子粉末100重量部に対してその総量で65〜1000重量部である。65重量部未満では塗料とした場合に粘度が高くなりすぎ塗布が困難となる。1000重量部を超える場合には、塗膜を形成する際の溶剤の揮発量が多くなりすぎ工業的に不利となる。
本発明に係る非磁性下地層用非磁性塗料は、非磁性塗料の塗料粘度が、気温25℃の環境下、24時間静置後で800mPa・s以下であることが好ましく、より好ましくは700mPa・s以下、更により好ましくは600mPa・s以下であり、保存安定性(25℃、24時間静置後の粘度の変化率)が90%以下、好ましくは75%以下、より好ましくは60%以下である。
次に、本発明に係る磁気記録媒体について述べる。
本発明に係る磁気記録媒体は、非磁性支持体、該非磁性支持体上に形成された非磁性下地層及び該非磁性下地層上に形成された磁気記録層とからなる。また、必要に応じて、非磁性支持体の一方の面に形成される磁気記録層に対し、非磁性支持体の他方の面にバックコート層を形成させてもよい。殊に、コンピュータ記録用のバックアップテープの場合には、巻き乱れの防止や走行耐久性向上の点から、バックコート層を設けることが好ましい。
本発明における非磁性支持体としては、現在、磁気記録媒体に汎用されているポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル類、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン類、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、芳香族ポリアミド、芳香族ポリイミド、芳香族ポリアミドイミド、ポリスルフォン、セルローストリアセテート、ポリベンゾオキサゾール等の合成樹脂フィルム、アルミニウム、ステンレス等金属の箔や板及び各種の紙を使用することができる。得られる磁気記録媒体の強度を考慮すれば、ポリエステル類、ポリアミド又は芳香族ポリアミドが好ましい。
非磁性支持体の厚みは、その材質及び用途により種々異なるが、通常好ましくは1.0〜300μm、より好ましくは2.0〜200μmである。殊に、記録容量を上げるために薄層化する傾向にあるコンピュータ記録用のバックアップテープの場合、その厚みは、通常1.0〜7.0μmが好ましく、より好ましくは2.0〜6.0μmである。
本発明における非磁性下地層は、前述の本発明に係る非磁性下地層用非磁性塗料を用いて形成される。
非磁性支持体上に形成された非磁性下地層のカレンダー処理後の塗膜厚さは、0.1〜5.0μmが好ましく、より好ましくは0.3〜4.0μmであり、更により好ましくは0.5〜3.0μmである。殊に、記録容量を上げるために薄層化する傾向にあるコンピュータデータ記録用のバックアップテープの場合、その厚みは、通常0.1〜3.0μmが好ましく、より好ましくは0.3〜2.5μm、更により好ましくは0.5〜2.0μmである。0.1μm未満の場合には、非磁性支持体の表面粗さを改善することが困難となると共に、得られる磁気記録媒体の強度も不十分となりやすい。5.0μmを超える場合には、磁気記録媒体の薄層化が困難となるため好ましくない。
本発明に係る複合非磁性粒子粉末を用いた非磁性下地層用非磁性塗料より得られた非磁性下地層は、塗膜の光沢度が180〜300%、好ましくは185〜300%、より好ましくは190〜300%であって、塗膜の表面粗度Raが0.5〜7.5nm、好ましくは0.5〜7.0nm、より好ましくは0.5〜6.5nmであって、塗膜の強度は、ヤング率(相対値)が126〜160、好ましくは128〜160である。また、前述の非磁性下地層用非磁性塗料の保存安定性を調べるために25℃で24時間静置した後の非磁性塗料を用いて作製した塗膜の光沢度170〜300%、好ましくは175〜300%、より好ましくは180〜300%であり、塗膜の表面粗度Raは0.5〜8.0nm、好ましくは0.5〜7.5nm、より好ましくは0.5〜7.0nm、ヤング率(相対値)は124〜160、好ましくは126〜160である。
本発明における磁気記録層は、磁性粒子粉末と結合剤樹脂とを含んでいる。
磁性粒子粉末としては、マグヘマイト粒子粉末(γ−Fe)やマグネタイト粒子粉末(FeO ・Fe、0<x≦1)等の磁性酸化鉄粒子粉末にCo又はCo及びFeを被着させたCo被着型磁性酸化鉄粒子粉末、前記Co被着型磁性酸化鉄粒子粉末にFe以外のCo、Al、Ni、P、Zn、Si、B、希土類金属等の異種元素を含有させたCo被着型磁性酸化鉄粒子粉末、鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末、鉄以外のCo、Al、Ni、P、Zn、Si、B、希土類金属等を含有する鉄合金磁性粒子粉末、Ba、Sr、又はBa−Srを含有する板状マグネトプランバイト型フェライト粒子粉末並びにこれらにCo、Ni、Zn、Mn、Mg、Ti、Sn、Zr、Nb、Cu、Mo等の2価及び4価の金属から選ばれた保磁力低減剤の一種又は二種以上を含有させた板状マグネトプランバイト型フェライト粒子粉末等のいずれをも用いることができる。
尚、近年の短波長記録、高密度記録を考慮すれば、鉄を主成分とする針状金属磁性粒子粉末、鉄以外のCo、Al、Ni、P、Zn、Si、B、希土類金属等を含有する針状鉄合金磁性粒子粉末、板状マグネトプランバイト型フェライト粒子粉末等が好ましい。
磁性粒子粉末は、平均一次長軸径(板状粒子の場合は平均一次粒子径)が0.01〜0.50μmであることが好ましく、より好ましくは0.03〜0.30μmである。該磁性粒子粉末の粒子の形状は針状もしくは板状が好ましい。ここで「針状」とは、文字通りの針状はもちろん、紡錘状や米粒状等を含む意味である。
また、磁性粒子粉末の粒子形状が針状の場合、軸比は3.0以上が好ましく、より好ましくは5.0以上であり、ビヒクル中における分散性を考慮すれば、その上限値は15.0が好ましく、より好ましくは10.0である。
磁性粒子粉末の粒子形状が板状の場合、板状比(粒子の平均一次粒子径と粒子の平均一次厚みの比)(以下、「板状比」という。)は2.0以上であることが好ましく、より好ましくは3.0以上であり、ビヒクル中における分散性を考慮すれば、その上限値は20.0が好ましく、より好ましくは15.0である。
磁性粒子粉末の磁気特性は、保磁力値が39.8〜318.3kA/m(500〜4000Oe)、好ましくは43.8〜318.3kA/m(550〜4000Oe)であって、飽和磁化値が40〜200Am/kg(40〜200emu/g)、好ましくは50〜180Am/kg(50〜180emu/g)である。
高密度記録化等を考慮して、磁性粒子粉末として鉄を主成分とする針状金属磁性粒子粉末又は針状鉄合金磁性粒子粉末を用いた場合の磁気特性は、保磁力値が63.7〜278.5kA/m(800〜3500Oe)、好ましくは71.6〜278.5kA/m(900〜3500Oe)、飽和磁化値が90〜200Am/kg(90〜200emu/g)、好ましくは90〜180Am/kg(100〜180emu/g)である。
結合剤樹脂としては、前記非磁性下地層用非磁性塗料を作製するために用いた結合剤樹脂を使用することができる。
非磁性下地層上に設けられた磁気記録層のカレンダー処理後の塗膜厚さは、0.01〜2.0μmが好ましく、より好ましくは0.02〜1.5μmであり、更により好ましくは0.02〜1.0μmである。殊に、記録容量を上げるために薄層化する傾向にあるコンピュータデータ記録用のバックアップテープの場合、その厚みは、通常0.01〜0.30μmが好ましく、より好ましくは0.02〜0.20μmである。0.01μm未満の場合には、均一な塗布が困難であり、塗りむら等の現象が出やすくなるため好ましくない。2.0μmを超える場合には、反磁界の影響により再生出力が小さくなるため好ましくない。
磁性粒子粉末と結合剤樹脂との配合割合は、結合剤樹脂100重量部に対して磁性粒子粉末が100〜2000重量部、好ましくは200〜1500重量部である。
磁気記録層中には、通常用いられている潤滑剤、研磨剤、帯電防止剤等を添加してもよい。
帯電防止剤としては、カーボンブラック、グラファイト、酸化スズ、酸化チタン−酸化スズ−酸化アンチモン等の導電性粉末及び界面活性剤等を用いることができる。
本発明におけるバックコート層中には、結合剤樹脂と共に、バックコート層の表面電気抵抗値及び光透過率低減、並びに強度向上を目的として、帯電防止剤及び無機粒子粉末を含有させることが好ましい。また、必要に応じて、通常の磁気記録媒体の製造に用いられる潤滑剤、研磨剤等が含まれていてもよい。
結合剤樹脂としては、前記非磁性下地層用非磁性塗料を作製するために用いた結合剤樹脂を使用することができる。
無機粉末としては、ヘマタイト、アルミナ、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、酸化セリウム、二酸化チタン、シリカ、酸化亜鉛、窒化ホウ素及び硫酸バリウム等から選ばれる一種又は二種以上を用いることができる。
コンピュータデータ記録用のバックアップテープの中でも、高記録容量化のために記録トラック幅を狭くした場合には、オフトラックによる再生出力の低下が問題となるため、トラックサーボが必要となる。トラックサーボ方式には磁気記録層又はバックコート層にサーボトラックバンドを形成し、それを磁気的に読み取ってサーボトラッキングする磁気サーボ方式とバックコート層に凹部アレイからなるサーボトラックバンドをレーザー照射等で形成し、それを光学的に読み取ってサーボトラッキングする光学サーボ方式がある。
殊に、バックコート層にサーボトラックバンドを形成する磁気サーボ方式の場合には、帯電防止剤及び無機粒子粉末に加えて、磁性粒子粉末を含有させることが必須となる。磁性粒子粉末としては、前記磁性層に用いた磁性粒子粉末を使用することができる。
非磁性支持体の一方の面に形成される磁気記録層に対し、非磁性支持体の他方の面に設けられたバックコート層のカレンダー処理後の塗膜厚さは、0.1〜4.0μmが好ましく、より好ましくは0.2〜2.0μmであり、更により好ましくは0.2〜1.5μmである。0.1μm未満の場合には、バックコート層の強度が不十分となり、また、塗りむら等の現象が出やすくなるため好ましくない。4.0μmを超える場合には、バックコート層の膜厚が厚すぎるため、テープ全厚が厚くなり、高記録容量化が困難となる。
カーボンブラックと前記無機粉末の合計量と結合剤樹脂との配合割合は、結合剤樹脂100重量部に対してカーボンブラックと前記無機粉末の合計量として40〜250重量部、好ましくは50〜200重量部である。
本発明に係る磁気記録媒体は、保磁力値は39.8〜318.3kA/m(500〜4000Oe)が好ましく、より好ましくは43.8〜318.3kA/m(550〜4000Oe)、角型比(残留磁束密度Br/飽和磁束密度Bm)(以下、「角型比」という。)は、0.70〜0.95が好ましく、より好ましくは0.74〜0.95、塗膜の光沢度は165〜300%が好ましく、より好ましくは170〜300%、更により好ましくは175〜300%、塗膜の表面粗度Raは11.5nm以下が好ましく、より好ましくは2.0〜11.0nm、更により好ましくは2.0〜10.5nm、ヤング率は126〜160が好ましく、より好ましくは128〜160、ドロップアウト(D/O)は18個/msec以下が好ましく、より好ましくは16個/msec以下である。また、前述の非磁性下地層用非磁性塗料の保存安定性を調べるために25℃で24時間静置した後の非磁性塗料を用いて作製した非磁性下地層上に磁性層を形成した磁気記録媒体の塗膜の光沢度は160〜300%が好ましく、より好ましくは165〜300%、更により好ましくは170〜300%、塗膜の表面粗度Raは12.0nm以下が好ましく、より好ましくは2.0〜11.5nm、更により好ましくは2.0〜11.0nm、ヤング率は124〜160が好ましく、より好ましくは126〜160、ドロップアウト(D/O)は20個/msec以下が好ましく、より好ましくは18個/msec以下である。
高記録容量化を考慮して、磁性粒子粉末として鉄を主成分とする針状金属磁性粒子粉末、針状鉄合金磁性粒子粉末又は板状マグネトプランバイト型フェライト粒子粉末を用いた本発明に係る磁気記録媒体の場合には、保磁力値は63.7〜318.3kA/m(800〜4000Oe)が好ましく、より好ましくは71.6〜318.3kA/m(900〜4000Oe)、角型比Br/Bmは0.72〜0.95が好ましく、より好ましくは0.76〜0.95、塗膜の光沢度は185〜300%が好ましく、より好ましくは190〜300%、更により好ましくは195〜300%、塗膜の表面粗度Raは9.0nm以下が好ましく、より好ましくは2.0〜8.5nm、更により好ましくは2.0〜8.0nm、ヤング率は128〜160が好ましく、より好ましくは130〜160、ドロップアウト(D/O)は16個/msec以下が好ましく、より好ましくは14個/msec以下である。また、前述の非磁性下地層用非磁性塗料の保存安定性を調べるために25℃で24時間静置した後の非磁性塗料を用いて作製した非磁性下地層上に上記の磁性粒子粉末を用いて磁性層を形成した磁気記録媒体の塗膜の光沢度は175〜300%が好ましく、より好ましくは180〜300%、更により好ましくは185〜300%、塗膜の表面粗度Raは9.5nm以下が好ましく、より好ましくは2.0〜9.0nm、更に好ましくは2.0〜8.5nm、ヤング率は126〜160が好ましく、より好ましくは128〜160、ドロップアウト(D/O)は18個/msec以下が好ましく、より好ましくは16個/msec以下である。
次に、本発明に係る複合非磁性粒子粉末の製造法について述べる。
本発明1に係る磁気記録媒体用の非磁性下地層用複合非磁性粒子粉末は、芯粒子の粒子表面に顔料誘導体を付着させることによって得ることができる。
芯粒子の粒子表面に顔料誘導体を付着させる方法としては、本発明の目的とする特性を満たすものであれば特に限定するものではなく、例えば、湿式処理、メカノケミカル処理等によって得ることができる。
本発明2に係る複合非磁性粒子粉末は、芯粒子粉末と表面改質剤とを混合し、芯粒子粉末の粒子表面を表面改質剤によって被覆し、次いで表面改質剤によって被覆された芯粒子粉末と顔料誘導体とを混合することによって得ることができる。
芯粒子の粒子表面への表面改質剤による被覆は、芯粒子粉末と表面改質剤とを機械的に混合攪拌したり、芯粒子粉末に表面改質剤を噴霧しながら機械的に混合攪拌すればよい。添加した表面改質剤は、ほぼ全量が芯粒子の粒子表面に被覆される。
尚、表面改質剤としてアルコキシシラン又はフルオロアルキルシランを用いた場合、被覆されたアルコキシシラン又はフルオロアルキルシランは、その一部が被覆工程を経ることによって生成する、アルコキシシランから生成するオルガノシラン化合物又はフルオロアルキルシランから生成するフッ素含有オルガノシラン化合物として被覆されていてもよい。この場合においてもその後の顔料誘導体の付着に影響することはない。
尚、表面改質剤を均一に芯粒子の粒子表面に被覆するためには、芯粒子粉末の凝集をあらかじめ粉砕機を用いて解きほぐしておくことが好ましい。
芯粒子粉末と表面改質剤との混合攪拌、顔料誘導体と粒子表面に表面改質剤が被覆されている芯粒子粉末との混合攪拌をするための機器としては、粉体層にせん断力を加えることのできる装置が好ましく、せん断、へらなで及び圧縮が同時に行える装置、例えば、ホイール形混練機、ボール型混練機、ブレード型混練機、ロール型混練機を用いることができる。本発明の実施にあたっては、ホイール型混練機がより効果的に使用できる。
上記ホイール型混練機としては、具体的に、エッジランナー(「ミックスマラー」、「シンプソンミル」、「サンドミル」と同義語である)、マルチマル、ストッツミル、ウエットパンミル、コナーミル、リングマラー等があり、好ましくはエッジランナー、マルチマル、ストッツミル、ウエットパンミル、リングマラーであり、より好ましくはエッジランナーである。上記ボール型混練機としては、具体的に、振動ミル等がある。前記ブレード型混練機としては、具体的に、ヘンシェルミキサー、プラネタリーミキサー、ナウタミキサー等がある。前記ロール型混練機としては、具体的に、エクストルーダー等がある。
芯粒子粉末と表面改質剤との混合攪拌時における条件は、芯粒子の粒子表面に表面改質剤ができるだけ均一に被覆されるように、線荷重は19.6〜1960N/cm(2〜200Kg/cm)、好ましくは98〜1470N/cm(10〜150Kg/cm)、より好ましくは147〜980N/cm(15〜100Kg/cm)、処理時間は5分〜24時間が好ましく、より好ましくは10分〜20時間の範囲で処理条件を適宜調整すればよい。尚、撹拌速度は2〜2000rpm、好ましくは5〜1000rpm、より好ましくは10〜800rpmの範囲で処理条件を適宜調整すればよい。
表面改質剤の添加量は、芯粒子粉末100重量部に対して0.15〜45重量部が好ましい。0.15〜45重量部の添加量により、芯粒子粉末100重量部に対して顔料誘導体を1〜30重量部付着させることができる。
芯粒子粉末の粒子表面に表面改質剤を被覆した後、顔料誘導体を添加し、混合攪拌して該表面改質剤被覆に顔料誘導体を付着させる。必要により更に、乾燥乃至加熱処理を行ってもよい。
混合攪拌時における条件は、顔料誘導体が均一に付着するように処理条件を適宣選択すればよく、線荷重は19.6〜1960N/cm(2〜200Kg/cm)が好ましく、より好ましくは98〜1470N/cm(10〜150Kg/cm)、最も好ましくは147〜980N/cm(15〜100Kg/cm)であり、処理時間は5〜24時間が好ましく、より好ましくは10〜20時間の範囲であり、撹拌速度は2〜2000rpmが好ましく、より好ましくは5〜1000rpm、最も好ましくは10〜800rpmの範囲で処理条件を適宜調整すればよい。
顔料誘導体の添加量は、芯粒子粉末100重量部に対して1〜30重量部である。顔料誘導体の添加量が上記範囲外の場合には、本発明の目的とする複合非磁性粒子粉末が得られない。
乾燥乃至加熱処理を行う場合の加熱温度は、通常40〜150℃が好ましく、より好ましくは60〜120℃であり、加熱時間は、10分〜12時間が好ましく、30分〜3時間がより好ましい。
芯粒子粉末は、必要により、顔料誘導体の付着処理又は表面改質剤との混合攪拌に先立って、あらかじめ、アルミニウムの水酸化物、アルミニウムの酸化物、ケイ素の水酸化物及びケイ素の酸化物から選ばれる一種又は二種以上の中間被覆物で被覆しておいてもよい。
中間被覆物による被覆は、芯粒子粉末を分散して得られる水懸濁液に、アルミニウム化合物、ケイ素化合物又は当該両化合物を添加して混合攪拌することにより、又は、必要により、混合攪拌後にpH値を調整することにより、前記芯粒子粉末の粒子表面を、アルミニウムの水酸化物、アルミニウムの酸化物、ケイ素の水酸化物及びケイ素の酸化物から選ばれる一種又は二種以上の化合物で被覆し、次いで、濾別、水洗、乾燥、粉砕する。必要により、更に、脱気・圧密処理等を施してもよい。
アルミニウム化合物としては、酢酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム等のアルミニウム塩や、アルミン酸ナトリウム等のアルミン酸アルカリ塩等が使用できる。
ケイ素化合物としては、3号水ガラス、オルトケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム等が使用できる。
次に、本発明における磁気記録媒体の製造法について述べる。
前記磁気記録層及び前記バックコート層の形成にあたって用いる溶剤としては、磁気記録媒体に汎用されているアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン及びテトラヒドロフラン等のケトン類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、イソブチルアルコール及びイソプロピルアルコール等のアルコール類、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル及び酢酸グリコール等のエステル類、グリコールジメチルエーテル、グリコールモノエチルエーテル及びジオキサン等のグリコールエーテル類及びその混合物等を使用することができる。
溶剤の使用量は、粒子粉末100重量部に対してその総量で65〜1000重量部である。65重量部未満では塗料とした場合に粘度が高くなりすぎ塗布が困難となる。1000重量部を超える場合には、塗膜を形成する際の溶剤の揮発量が多くなりすぎ工業的に不利となる。
非磁性下地層、磁気記録層、バックコート層は、各層を構成する成分及び溶剤を一般に使用される混練機及び分散機により混練・分散処理を行い、各塗料を作製する。該各塗料を用いて、非磁性支持体上の一面に非磁性下地層、磁気記録層の順に塗布、乾燥後、カレンダー処理を行う。その際の塗布方法としては、磁性層と非磁性層をほぼ同時に塗布するWet on Wet法でも、非磁性下地層を塗布・乾燥後、その上に磁気記録層を塗布するWet on Dry法のどちらでもよい。また、必要により、バックコート層を設ける場合には、非磁性下地層及び磁気記録層とは反対面の非磁性支持体上にバックコート層用塗料を塗布、乾燥後、カレンダー処理を行い、磁気記録媒体を得る。
<作用>
本発明においては最も重要な点は、ヘマタイト粒子粉末又は含水酸化鉄粒子粉末の粒子表面に顔料誘導体が付着している複合非磁性粒子粉末は、高い樹脂吸着量を有すると共に、体積基準平均粒子径(D50)が小さいという事実である。
本発明に係る複合非磁性粒子粉末が高い樹脂吸着量を有する理由について、本発明者は、次のように考えている。顔料誘導体は、有機顔料と親和性を持つアンカーと呼ばれる部分と、ビヒクルと親和性を持つ官能基から構成されており、一般に、アンカー部分は(有機)顔料骨格に類似した構造をもっているため、無機顔料であるヘマタイト粒子又は含水酸化鉄粒子表面とは親和性が低いことが知られている。本発明においては、ヘマタイト粒子又は含水酸化鉄粒子表面を表面改質剤で被覆又は/及びアルミニウムの水酸化物、アルミニウムの酸化物、ケイ素の水酸化物及びケイ素の酸化物から選ばれる少なくとも一種からなる中間被覆物によって被覆し極性基を増やすことによって、顔料誘導体をヘマタイト粒子又は含水酸化鉄粒子の粒子表面に強固に付着することができたため、高い樹脂吸着量を有することができたものと考えている。
そして、前記複合非磁性粒子粉末を含有する非磁性下地層用非磁性塗料は、保存安定性に優れるという事実である。
本発明に係る非磁性下地層用非磁性塗料の分散安定性が優れている理由について、本発明者は、非磁性粒子粉末として、前述の本発明に係る高い樹脂吸着量を有する複合非磁性粒子粉末を用いたことにより、ビヒクル中において立体障害効果が効果的に発揮されたことによるものと考えている。
本発明に係る複合非磁性粒子粉末を用いた非磁性下地層を有する磁気記録媒体は、非磁性下地層を薄層化しても表面平滑性が優れると共に、ドロップアウトが少なくなる理由として、本発明者は、本発明に係る複合非磁性粒子粉末は、挙動粒子径である体積基準平均粒子径(D50)を小さくすることができたので、非磁性下地層が薄層化しても表面上に突出する二次凝集粒子塊を低減することができたことによるものと考えている。
以下、本発明における実施例を示し、本発明を具体的に説明する。
粒子の平均一次長軸径、平均一次短軸径及び平均一次粒子径は、粒子のサイズにより電子顕微鏡写真(×30,000)又は(×50,000)を選択し、該写真を縦方向及び横方向にそれぞれ4倍に拡大した写真に示される粒子約350個について一次長軸径、一次短軸径又は一次粒子径をそれぞれ測定し、その平均値で示した。
軸比は平均一次長軸径と平均一次短軸径との比で示し、板状比は平均一次粒子径と平均一次厚みの比で示した。
比表面積値はBET法により測定した値で示した。
ヘマタイト粒子粉末及び含水酸化鉄粒子粉末の粒子内部や粒子表面に存在するMn量、Al量及びSi量のそれぞれは、「蛍光X線分析装置3063M型」(理学電機工業株式会社製)を使用し、JIS K0119の「けい光X線分析通則」に従って測定した。また、Co被着マグネタイト粒子粉末及びCo被着マグヘマイト粒子粉末のCo量及び板状マグネトプランバイト型フェライト粒子粉末のTi量、Ni量及びFe量は、上記と同様にして測定した。
芯粒子粉末の粒子表面に被覆されている表面改質剤の被覆量及び芯粒子粉末に付着している顔料誘導体の付着量は、「堀場金属炭素・硫黄分析装置EMIA−2200型」(株式会社堀場製作所製)を用いて炭素量を測定することにより求めた。
ヘマタイト粒子粉末、含水酸化鉄粒子粉末及び複合非磁性粒子粉末の体積基準平均粒子径(D50)は、あらかじめ試料を60mesh(目開き 250μm)の篩に通し、篩を通過した該試料を乾燥機にて80℃で3hrs乾燥した後、「レーザー回折式粒度分布測定装置 model HELOS LA/KA」(SYMPATEC社製)の乾式分散ユニットを用いて、分散圧0.5MPa(5bar)にて測定した。
樹脂吸着量は、粒子の単位表面積当たりの樹脂吸着量を示すものであり、下記の方法により求めた樹脂吸着量が大きいほど、樹脂が粒子表面に吸着し易く、ビヒクル中における分散性及び分散安定性が良好であることを示す。
被測定粒子粉末20gとスルホン酸ナトリウム基を有するポリウレタン樹脂2gを溶解させた混合溶剤(メチルエチルケトン27.0g、トルエン16.2g、シクロヘキサノン10.8g)56g又は塩化ビニル系共重合樹脂2gを溶解させた混合溶剤(メチルエチルケトン27.0g、トルエン16.2g、シクロヘキサノン10.8g)56gとを3mmφスチールビーズ120gと共に100mlポリビンに入れ、60分間ペイントシェーカーで混合分散する。
次に、この塗料組成物50gを取り出し、50mlの沈降管に入れ、回転数10,000rpmで15分間遠心分離を行い、固形部分と溶剤部分とを分離する。そして、溶剤部分に含まれる樹脂固形分濃度を重量法によって定量し、仕込みの樹脂量との差し引きにより、固形部分に存在する樹脂量を求めた後、BET比表面積値で割ることにより、被測定粒子の単位面積当たりの樹脂吸着量Ya(mg/m)とする。
磁性粒子粉末の磁気特性は、「振動試料型磁力計VSM−3S−15」(東英工業株式会社製)を用いて外部磁場795.8kA/m(10kOe)(但し、Co被着型磁性酸化鉄粒子粉末を用いた場合には39.79kA/m(5kOe))の下で測定した値であり、磁気テープの諸特性は外部磁場795.8kA/m(10kOe)(但し、Co被着型磁性酸化鉄粒子粉末を磁性粒子粉末として用いた場合には39.79kA/m(5kOe))の下で測定した結果である。
塗料粘度は、得られた塗料の25℃における塗料粘度Eを、「E型粘度計EMD−R」(株式会社東京計器製)を用いて測定し、ずり速度D=1.92sec−1における値で示した。
塗料の保存安定性は、得られた塗料を25℃で24時間静置した後の塗料粘度Eを、「E型粘度計EMD−R」(株式会社東京計器製)を用いて測定し、下記数1に従って求めた。
<数1>
塗料の保存安定性(%)=〔(E−E)/E〕×100
塗膜の表面光沢度は、「グロスメーター UGV−5D」(スガ試験機株式会社製)を用いて入射角45°で測定した値であり、標準板光沢を86.3%とした時の値を%で示したものである。
表面粗度Raは、「Surfcom−575A」(東京精密株式会社製)を用いて塗膜の中心線平均粗さを測定した。
塗膜の強度は、「オートグラフ」(株式会社島津製作所製)を用いて塗膜のヤング率を測定して求めた。ヤング率は市販ビデオテープ「AV T−120」(日本ビクター株式会社製)との相対値で表した。相対値が高いほど塗膜の強度が良好であることを示す。
磁気記録媒体のドロップアウトは、磁気テープを「ドラムテスターBX−3168」(ベルデックス社製)にかけ、相対速度2.5m/secにおいて得られるエンベロープより、単位時間当たりのドロップアウトの個数をカウントすることにより求めた。
磁気記録媒体を構成する非磁性支持体、非磁性下地層及び磁気記録層の各層の厚みは、下記のようにして測定した。
「デジタル電子マイクロメーター K351C」(安立電気株式会社製)を用いて、先ず、非磁性支持体の膜厚(A)を測定する。次に、非磁性支持体と該非磁性支持体上に形成された非磁性下地層との厚み(B)(非磁性支持体の厚みと非磁性下地層の厚みとの総和)を同様にして測定する。更に、非磁性下地層上に磁気記録層を形成することにより得られた磁気記録媒体の厚み(C)(非磁性支持体の厚みと非磁性下地層の厚みと磁気記録層の厚みとの総和)を同様にして測定する。そして、非磁性下地層の厚みは(B)−(A)で示し、磁気記録層の厚みは(C)−(B)で示した。
また、非磁性支持体の一方の面に形成される磁気記録層に対し、非磁性支持体の他方の面にバックコート層を設けた場合には、上記と同様に、「デジタル電子マイクロメーター K351C」(安立電気株式会社製)を用いて、先ず、非磁性支持体の膜厚(A)を測定する。次に、非磁性支持体と該非磁性支持体上に形成された非磁性下地層との厚み(B)(非磁性支持体の厚みと非磁性下地層の厚みとの総和)を同様にして測定する。更に、非磁性下地層上に磁気記録層を形成することにより得られた磁気記録媒体の厚み(C)(非磁性支持体の厚みと非磁性下地層の厚みと磁気記録層の厚みとの総和)を同様にして測定する。更に、磁気記録層とは反対の非磁性支持体面に設けたバックコート層との厚み(D)(非磁性支持体の厚みと非磁性下地層の厚みと磁気記録層の厚みとバックコート層の厚みとの総和)を同様にして測定する。そして、非磁性下地層の厚みは(B)−(A)で示し、磁気記録層の厚みは(C)−(B)で示し、バックコート層の厚みは(D)−(C)で示した。
<実施例1−1:複合非磁性粒子粉末の製造>
ヘマタイト粒子粉末(粒子形状:針状、平均一次長軸径0.150μm、平均一次短軸径0.0212μm、軸比7.1、BET比表面積値50.1m/g、体積基準平均粒子径(D50)3.73μm、ポリウレタン樹脂吸着量0.96mg/m、塩化ビニル系共重合樹脂吸着量1.25mg/m)12kgを、凝集を解きほぐすために、純水120lに攪拌機を用いて邂逅し、更に、「TKパイプラインホモミクサー」(製品名、特殊機化工業株式会社製)を3回通してヘマタイト粒子粉末を含むスラリーを得た。
続いて、このヘマタイト粒子粉末を含むスラリーを横型サンドグラインダー「マイティーミルMHG−1.5L」(製品名、井上製作所株式会社製)を用いて、軸回転数2000rpmにおいて5回パスさせて、ヘマタイト粒子粉末を含む分散スラリーを得た。
得られた分散スラリーは、325mesh(目開き44μm)における篩残分は0%であった。この分散スラリーを濾別、水洗して、ヘマタイト粒子粉末のケーキを得た。このヘマタイト粒子粉末のケーキを120℃で乾燥した後、乾燥粉末11.0kgをエッジランナー「MPUV−2型」(製品名、株式会社松本鋳造鉄工所製)に投入して、392N/cm(40Kg/cm)で20分間混合攪拌を行い、粒子の凝集を軽く解きほぐした。
次に、メチルトリエトキシシラン(商品名:TSL8123:GE東芝シリコーン株式会社製)220gを、エッジランナーを稼動させながら粒子の凝集を解きほぐした上記ヘマタイト粒子粉末に添加し、588N/cm(60Kg/cm)の線荷重で20分間混合攪拌を行った。尚、このときの撹拌速度は22rpmであった。
次に、顔料誘導体(種類:フタロシアニン誘導体、官能基:スルホン酸基)330gを、エッジランナーを稼動させながら10分間かけて添加し、更に588N/cm(60Kg/cm)の線荷重で30分間、混合攪拌を行い、メチルトリエトキシシラン被覆に顔料誘導体を付着させた後、乾燥機を用いて105℃で60分間加熱処理を行い、複合非磁性粒子粉末を得た。尚、このときの撹拌速度は22rpmであった。
得られた複合非磁性粒子粉末の粒子形状は針状であり、平均一次長軸径は0.150μm、平均一次短軸径が0.0213μm、軸比が7.0であった。BET比表面積値は48.6m/g、体積基準平均粒子径(D50)は1.96μm、ポリウレタン樹脂吸着量は1.34mg/m、塩化ビニル系共重合樹脂吸着量は1.49mg/mであり、メチルトリエトキシシランから生成するオルガノシラン化合物の被覆量はC換算で0.13重量%、付着している顔料誘導体の量はC換算で1.94重量%(ヘマタイト粒子粉末100重量部に対して約3.0重量部に相当する)であった。電子顕微鏡観察の結果、顔料誘導体がほとんど認められないことから、顔料誘導体のほぼ全量がメチルトリエトキシシランから生成するオルガノシラン化合物被覆層に付着していることが認められた。
<実施例2−1:非磁性下地層用非磁性塗料の製造>
前記複合非磁性粒子粉末12gと結合剤樹脂溶液(スルホン酸カリウム基を有する塩化ビニル系共重合樹脂30重量%とシクロヘキサノン70重量%)及びシクロヘキサノンとを混合して混合物(固形分率72%)を得、この混合物を更にプラストミルで30分間混練して混練物を得た。
この混練物を1.5mmφガラスビーズ95g、追加の結合剤樹脂溶液(スルホン酸ナトリウム基を有するポリウレタン樹脂30重量%、溶剤(メチルエチルケトン:トルエン=1:1)70重量%)、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン及びトルエンと共に140mlガラス瓶に添加し、ペイントシェーカーで6時間混合・分散を行って塗料組成物を得た。その後、潤滑剤及び硬化剤を加え、更に、ペイントシェーカーで15分間混合・分散した後、3μmの平均孔径を有するフィルターを用いてろ過し、非磁性下地層用非磁性塗料を調整した。また、非磁性塗料の保存安定性を評価するために、得られた非磁性下地層用非磁性塗料の一部を25℃の環境下、24時間静置した。
得られた非磁性下地層用非磁性塗料の組成は、下記の通りであった。
複合非磁性粒子粉末 100.0重量部、
スルホン酸カリウム基を有する塩化ビニル系共重合樹脂 10.0重量部、
スルホン酸ナトリウム基を有するポリウレタン樹脂 10.0重量部、
シクロヘキサノン 44.6重量部、
メチルエチルケトン 111.4重量部、
トルエン 66.9重量部、
硬化剤(ポリイソシアネート) 3.0重量部、
潤滑剤(ブチルステアレート) 1.0重量部。
得られた非磁性塗料の塗料粘度は174mPa・sであり、25℃、24時間静置後の塗料粘度は192mPa・sであり、非磁性塗料の保存安定性は10.5%であった。
<非磁性下地層1−1Aの製造(構成:下地層1−1)>
上記非磁性下地層用非磁性塗料を厚さ6.3μmのポリエチレンテレフタレートフィルム上に塗布し、次いで、乾燥させることにより非磁性下地層1−1Aを形成した。非磁性下地層の特性を評価するために、得られた塗布片の半分に対してカレンダー処理を行った後、60℃で24時間硬化反応を行った。
得られた非磁性下地層1−1Aは、膜厚が2.5μm、塗膜の光沢度が221%、表面粗度Raが5.2nm、ヤング率(相対値)が131であった。
<非磁性下地層1−1Bの製造(構成:下地層1−1)>
また、上記非磁性下地層用非磁性塗料の保存安定性を評価するために25℃で24時間静置後の非磁性塗料を、上記と同様に、厚さ6.3μmのポリエチレンテレフタレートフィルム上に塗布し、次いで、乾燥させることにより非磁性下地層1−1Bを形成した。非磁性下地層の特性を評価するために、得られた塗布片の半分に対してカレンダー処理を行った後、60℃で24時間硬化反応を行った。
得られた非磁性下地層1−1Bは、膜厚が2.5μm、塗膜の光沢度が211%、表面粗度Raが5.4nm、ヤング率(相対値)が129であった。
<非磁性下地層2−1Aの製造(構成:下地層2−1)>
上記非磁性下地層用非磁性塗料を厚さ4.5μmの芳香族ポリアミドフィルム上に塗布し、次いで、乾燥させることにより非磁性下地層2−1Aを形成した。非磁性下地層の特性を評価するために、得られた塗布片の半分に対してカレンダー処理を行った後、60℃で24時間硬化反応を行った。
得られた非磁性下地層2−1Aは、膜厚が1.8μm、光沢度が217%、表面粗度Raが5.4nm、ヤング率(相対値)が129であった。
<非磁性下地層2−1Bの製造(構成:下地層2−1)>
また、上記非磁性下地層用非磁性塗料の保存安定性を評価するために25℃で24時間静置した後の非磁性塗料を、上記と同様に、厚さ6.3μmのポリエチレンテレフタレートフィルム上に塗布し、次いで、乾燥させることにより非磁性下地層2−1Bを形成した。非磁性下地層の特性を評価するために、得られた塗布片の半分に対してカレンダー処理を行った後、60℃で24時間硬化反応を行った。
得られた非磁性下地層2−1Bは、膜厚が1.7μm、光沢度が209%、表面粗度Raが5.5nm、ヤング率(相対値)が127であった。
<実施例3−1A:磁気記録媒体(構成:磁気記録媒体1)の製造>
鉄を主成分とする針状金属磁性粒子粉末(平均長軸径0.061μm、平均短軸径0.0115μm、軸比5.3、保磁力値187.3kA/m(2,353Oe)、飽和磁化値130.0Am/kg(130.0emu/g))12g、研磨剤(商品名:AKP−30、住友化学株式会社製)1.2g、カーボンブラック(商品名:#3250B、三菱化成株式会社製)0.12g、結合剤樹脂溶液(スルホン酸カリウム基を有する塩化ビニル系共重合樹脂30重量%とシクロヘキサノン70重量%)及びシクロヘキサノンとを混合して混合物(固形分率78%)を得、この混合物を更にプラストミルで30分間混練して混練物を得た。
この混練物を1.5mmφガラスビーズ95g、追加結合剤樹脂溶液(スルホン酸ナトリウム基を有するポリウレタン樹脂30重量%、溶剤(メチルエチルケトン:トルエン=1:1)70重量%)、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン及びトルエンと共に140mlガラス瓶に添加し、ペイントシェーカーで6時間混合・分散を行って磁性塗料を得た。その後、潤滑剤及び硬化剤を加え、更に、ペイントシェーカーで15分間混合・分散した後、3μmの平均孔径を有するフィルターを用いてろ過し、磁気記録層用磁性塗料を調整した。
得られた磁気記録層用磁性塗料の組成は下記の通りであった。
鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末 100.0重量部、
スルホン酸カリウム基を有する塩化ビニル系共重合樹脂 10.0重量部、
スルホン酸ナトリウム基を有するポリウレタン樹脂 10.0重量部、
研磨剤(AKP−30) 10.0重量部、
カーボンブラック(#3250B) 1.0重量部、
潤滑剤(ミリスチン酸:ステアリン酸ブチル=1:2) 3.0重量部、
硬化剤(ポリイソシアネート) 5.0重量部、
シクロヘキサノン 65.8重量部、
メチルエチルケトン 164.5重量部、
トルエン 98.7重量部。
磁気記録層用塗料を前記非磁性下地層1−1Aの上に塗布した後、磁場中において配向・乾燥し、次いで、カレンダー処理を行った後、60℃で24時間硬化反応を行い12.7mm幅にスリットして磁気記録媒体(実施例3−1A)を得た。
得られた磁気記録媒体(実施例3−1A)は、磁気記録層の膜厚が0.5μm、保磁力値が192.6kA/m(2,420Oe)、角型比(Br/Bm)が0.87、光沢度が217%、表面粗度Raが5.3nm、ヤング率(相対値)が135、D/Oが9個/msecであった。
<実施例3−1B:磁気記録媒体(構成:磁気記録媒体1)の製造>
前記磁気記録層用磁性塗料を前記非磁性下地層1−1Bの上に塗布した後、磁場中において配向・乾燥し、次いで、カレンダー処理を行った後、60℃で24時間硬化反応を行い12.7mm幅にスリットして磁気記録媒体(実施例3−1B)を得た。
得られた磁気記録媒体(実施例3−1B)は、磁気記録層の膜厚が0.5μm、保磁力値が191.9kA/m(2,411Oe)、角型比(Br/Bm)が0.86、光沢度が210%、表面粗度Raが5.5nm、ヤング率(相対値)が132、D/Oが10個/msecであった。
<実施例4−1A:磁気記録媒体(構成:磁気記録媒体2)の製造>
前記磁気記録層用磁性塗料を前記非磁性下地層2−1Aの上に塗布した後、磁場中において配向・乾燥した。
カーボンブラック(平均一次粒子径 25nm)12.0g、カーボンブラック(平均一次粒子径 370nm)1.8g、酸化鉄1.8g、結合剤樹脂溶液(ニトロセルロース30重量%とシクロヘキサノン70重量%)及びシクロヘキサノンとを混合して混合物(固形分率78%)を得、この混合物を更にプラストミルで30分間混練して混練物を得た。
この混練物を1.5mmφガラスビーズ95g、追加結合剤樹脂溶液(スルホン酸ナトリウム基を有するポリウレタン樹脂30重量%、溶剤(メチルエチルケトン:トルエン=1:1)70重量%)、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン及びトルエンと共に140mlガラス瓶に添加し、ペイントシェーカーで6時間混合・分散を行ってバックコート塗料を得た。その後、潤滑剤及び硬化剤を加え、更に、ペイントシェーカーで15分間混合・分散した後、3μmの平均孔径を有するフィルターを用いてろ過し、バックコート層用塗料を調整した。
得られたバックコート層用塗料の組成は下記の通りであった。
カーボンブラック(一次粒子径 25nm) 100.0重量部、
カーボンブラック(一次粒子径 370nm) 15.0重量部、
酸化鉄 15.0重量部、
ニトロセルロース樹脂 55.0重量部、
スルホン酸ナトリウム基を有するポリウレタン樹脂 35.0重量部、
硬化剤(ポリイソシアネート) 18.0重量部、
シクロヘキサノン 325.0重量部、
メチルエチルケトン 655.0重量部、
トルエン 325.0重量部。
上記で得られたバックコート層用塗料を磁気記録層とは反対面の非磁性支持体上に塗布した後、乾燥し、次いで、カレンダー処理を行った。バックコート層の厚みは0.5μmであった。その後、60℃で24時間硬化反応を行い、0.5インチ幅にスリットして磁気記録媒体(実施例4−1A)2を得た。
得られた磁気記録媒体(実施例4−1A)は、磁気記録層の膜厚が0.2μm、保磁力値が192.3kA/m(2,416Oe)、角型比(Br/Bm)が0.82、光沢度が214%、表面粗度Raが5.4nm、ヤング率(相対値)が133、D/Oが10個/msecであった。
<実施例4−1B:磁気記録媒体(構成:磁気記録媒体2)の製造>
前記磁気記録層用磁性塗料を前記非磁性下地層2−1Bの上に塗布した後、磁場中において配向・乾燥し、次いで、カレンダー処理を行った後、60℃で24時間硬化反応を行い12.7mm幅にスリットして磁気記録媒体(実施例4−1B)を得た。
得られた磁気記録媒体(実施例4−1B)は、磁気記録層の膜厚が0.2μm、保磁力値が191.3kA/m(2,404Oe)、角型比(Br/Bm)が0.81、光沢度が207%、表面粗度Raが5.7nm、ヤング率(相対値)が130、D/Oが11個/msecであった。
前記実施例1−1〜4−1Aに従って複合非磁性粒子粉末、非磁性塗料及び磁気記録媒体を作製した。各製造条件及び得られた複合非磁性粒子粉末、非磁性塗料及び磁気記録媒体の諸特性を示す。
芯粒子1〜5:
各種のヘマタイト粒子粉末及びゲータイト粒子粉末を準備し、上記実施例1−1と同様にして凝集が解きほぐされたヘマタイト粒子粉末及びゲータイト粒子粉末を得た。
ヘマタイト粒子粉末及びゲータイト粒子粉末の諸特性を表1に示す。
Figure 2006048761
芯粒子6:
芯粒子1の凝集が解きほぐされた針状ヘマタイト粒子粉末12kgと水120lとを用いて、前記実施例1−1と同様にして針状ヘマタイト粒子粉末を含むスラリーを得た。得られた針状ヘマタイト粒子粉末を含む再分散スラリーのpH値を10.5とした。次に、該スラリーに水を加えスラリー濃度を98g/lに調整した。このスラリー120lを加熱して60℃とし、このスラリー中に1.0mol/lのNaAlO溶液7077ml(針状ヘマタイト粒子粉末に対してAl換算で1.3重量%に相当する)を加え、30分間保持した後、酢酸を用いてpH値を7.5に調整した。この状態で30分間保持した後、濾過、水洗、乾燥、粉砕して粒子表面がアルミニウムの水酸化物により被覆されている針状ヘマタイト粒子粉末を得た。
このときの製造条件を表2に、得られた粒子表面がアルミニウムの水酸化物により被覆されている針状ヘマタイト粒子粉末の諸特性を表3に示す。
芯粒子7〜10:
芯粒子の種類、表面処理工程における添加物の種類及び量を種々変えた以外は芯粒子6と同様にして表面処理をした芯粒子粉末を得た。
このときの製造条件を表2に、得られた表面処理済芯粒子粉末の諸特性を表3に示す。
Figure 2006048761
Figure 2006048761
誘導体1〜4:
顔料誘導体として表4に示す特性を有する顔料誘導体を用意した。
Figure 2006048761
実施例1−2〜1−11、比較例1及び2:
芯粒子の種類、表面改質剤による被覆工程における添加物の種類及び添加量、エッジランナー処理の荷重及び時間、顔料誘導体の種類及び添加量、顔料誘導体の付着工程におけるエッジランナーによる処理の荷重及び時間を種々変えた以外は、前記実施例1−1と同様にして複合非磁性粒子粉末を得た。
このときの製造条件を表5に、得られた複合非磁性粒子粉末の諸特性を表6に示す。
Figure 2006048761
Figure 2006048761
実施例1−2〜1−11の各実施例で得られた複合非磁性粒子粉末は、電子顕微鏡観察の結果、顔料誘導体がほとんど認められないことから、顔料誘導体のほぼ全量が芯粒子表面又は表面改質剤被覆に付着していることが確認された。
<非磁性塗料の製造>
実施例2−2〜2−11、比較例3及び4:
非磁性粒子の種類を種々変化させた以外は、前記実施例2−1と同様にして非磁性塗料を得た。
このときの製造条件及び得られた非磁性塗料の諸特性を表7に示す。
Figure 2006048761
比較例5
芯粒子1(針状ヘマタイト粒子粉末)12g、顔料誘導体1(種類:フタロシアニン誘導体、官能基:スルホン酸基)0.36g、メチルトリエトキシシラン0.24gと結合剤樹脂溶液(スルホン酸カリウム基を有する塩化ビニル系共重合樹脂30重量%とシクロヘキサノン70重量%)及びシクロヘキサノンとを混合して混合物(固形分率72%)を得、この混合物を更にプラストミルで30分間混練して混練物を得た。
この混練物を1.5mmφガラスビーズ95g、追加の結合剤樹脂溶液(スルホン酸ナトリウム基を有するポリウレタン樹脂30重量%、溶剤(メチルエチルケトン:トルエン=1:1)70重量%)、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン及びトルエンと共に140mlガラス瓶に添加し、ペイントシェーカーで6時間混合・分散を行って塗料組成物を得た。その後、潤滑剤及び硬化剤を加え、更に、ペイントシェーカーで15分間混合・分散した後、3μmの平均孔径を有するフィルターを用いてろ過し、非磁性下地層用非磁性塗料を調整した。
得られた非磁性下地層用非磁性塗料の組成は、下記の通りであった。
針状ヘマタイト粒子粉末1 100重量部、
顔料誘導体1 3.0重量部、
メチルトリエトキシシラン 2.0重量部、
スルホン酸カリウム基を有する塩化ビニル系共重合樹脂 10重量部、
スルホン酸ナトリウム基を有するポリウレタン樹脂 10重量部、
シクロヘキサノン 44.6重量部、
メチルエチルケトン 111.4重量部、
トルエン 66.9重量部、
硬化剤(ポリイソシアネート) 3.0重量部、
潤滑剤(ブチルステアレート) 1.0重量部。
得られた非磁性塗料の諸特性を表7に示す。
<非磁性下地層の製造>
下地層1−2A〜1−11A、2−2A〜2−11A、比較下地層1−1A〜1−3A及び2−1A〜2−3A:
非磁性塗料の種類を種々変化させた以外は、前記下地層1−1A又は下地層2−1Aと同様にして非磁性下地層を得た。
このときの製造条件及び得られた非磁性下地層の諸特性を表8に示す。
Figure 2006048761
<24時間静置後の非磁性塗料を用いた非磁性下地層の製造>
下地層1−2B〜1−11B、2−2B〜2−11B、比較下地層1−1B〜1−3B及び2−1B〜2−3B:
24時間静置後の非磁性塗料の種類を種々変化させた以外は、前記下地層1−1B又は下地層2−1Bと同様にして非磁性下地層を得た。
このときの製造条件及び得られた非磁性下地層の諸特性を表9に示す。
Figure 2006048761
<磁気記録媒体の製造>
実施例3−2A〜3−11A、3−2B〜3−11B、4−2A〜4−11A、4−2B〜4−11B及び比較例6A〜11A、6B〜11B:
非磁性下地層の種類及び磁性粒子粉末の種類を種々変化させた以外は、前記実施例3−1又は4−1と同様にして磁気記録媒体を製造した。
尚、使用した磁性粒子(1)乃至(5)の諸特性を表10に示す。
Figure 2006048761
このときの製造条件及び得られた磁気記録媒体の諸特性を表11乃至表14に示す。
Figure 2006048761
Figure 2006048761
Figure 2006048761
Figure 2006048761
本発明に係る複合非磁性粒子粉末は、樹脂吸着量が大きいと共に体積基準平均粒子径(D50)が小さく、非磁性塗料中における分散性及び分散安定性に優れていることから、保存安定性に優れた非磁性塗料を得ることができるので、磁気記録媒体の非磁性下地層用複合非磁性粒子粉末として好適である。
本発明に係る非磁性塗料は、保存安定性に優れており、長期間保存後の非磁性塗料を用いても従来と同等の表面平滑性及び強度を有する非磁性下地層を得ることができるので、磁気記録媒体の非磁性下地層用非磁性塗料として好適である。
本発明に係る磁気記録媒体は、保存安定性に優れた非磁性塗料から得られた塗膜を非磁性下地層として用いることにより生産性に優れると共に、本発明に係る複合非磁性粒子粉末を用いることにより、非磁性下地層を薄層化した場合にもドロップアウトを低減することが可能であるので、高密度磁気記録媒体として好適である。

Claims (6)

  1. ヘマタイト粒子粉末又は含水酸化鉄粒子粉末の粒子表面に顔料誘導体が存在することを特徴とする磁気記録媒体の非磁性下地層用複合非磁性粒子粉末。
  2. ヘマタイト粒子粉末又は含水酸化鉄粒子粉末の粒子表面が表面改質剤によって被覆されていると共に該表面改質剤被覆粒子表面に顔料誘導体が存在することを特徴とする磁気記録媒体の非磁性下地層用複合非磁性粒子粉末。
  3. 請求項1又は2記載のヘマタイト粒子粉末又は含水酸化鉄粒子粉末の粒子表面が、あらかじめアルミニウムの水酸化物、アルミニウムの酸化物、ケイ素の水酸化物及びケイ素の酸化物から選ばれる少なくとも一種からなる中間被覆物によって被覆されていることを特徴とする磁気記録媒体の非磁性下地層用複合非磁性粒子粉末。
  4. 非磁性粒子粉末、結合剤樹脂及び溶剤とを含む非磁性下地層用非磁性塗料において、前記非磁性粒子粉末が請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の非磁性下地層用複合非磁性粒子粉末であることを特徴とする非磁性下地層用非磁性塗料。
  5. 非磁性支持体、該非磁性支持体上に形成される非磁性粒子粉末と結合剤樹脂とを含む非磁性下地層及び該非磁性下地層の上に形成される磁性粒子粉末と結合剤樹脂とを含む磁気記録層からなる磁気記録媒体において、前記非磁性粒子粉末が請求項1乃至3のいずれかに記載の非磁性下地層用複合非磁性粒子粉末であることを特徴とする磁気記録媒体。
  6. 非磁性支持体、該非磁性支持体上に形成される非磁性粒子粉末と結合剤樹脂とを含む非磁性下地層、該非磁性下地層の上に形成される磁性粒子粉末と結合剤樹脂とを含む磁気記録層及び、前記非磁性支持体の他方の面に形成されるバックコート層からなる磁気記録媒体において、前記非磁性粒子粉末が請求項1乃至3のいずれかに記載の非磁性下地層用複合非磁性粒子であることを特徴とする磁気記録媒体。
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