JP2008071425A - Magnetic recording medium - Google Patents

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Yuji Sasaki
勇治 佐々木
Mikio Kishimoto
幹雄 岸本
Kazuki Matsuo
和貴 松尾
Noboru Isoe
昇 磯江
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a magnetic recording medium which has an excellent short wave recording characteristic with higher output, by using a magnetic powder which has a small particle size, extremely high coercive force, and coercive force distribution most suitable for high density recording. <P>SOLUTION: The magnetic recording medium comprises a magnetic layer including a magnetic powder and bond on a non magnetic base, and uses the magnetic powder which includes at least iron and nitride as constituent elements, includes at least Fe<SB>16</SB>N<SB>2</SB>phase or Fe<SB>8</SB>N phase and a ferrite phase, and has a diffraction peak corresponding to the ferrite phase (311) within 35.5° to 39° in X-ray diffraction measurement by using Kα1 ray of copper as a radiation source for making the magnetic layer. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、高密度磁気記録に適した塗布型の磁気記録媒体に関し、具体的には主としてデジタルビデオテープ、コンピュータ用のバックアップテープなどの磁気テープに関する。   The present invention relates to a coating-type magnetic recording medium suitable for high-density magnetic recording, and more specifically to a magnetic tape such as a digital video tape and a computer backup tape.

非磁性支持体上に磁性粉末と結合剤とを含有する磁性層を塗布形成してなる塗布型の磁気記録媒体においては、記録再生方式のアナログ方式からデジタル方式への移行に伴い、一層の記録密度の向上が要求されている。とくに、高記録密度用のビデオテープやコンピュータ用のバックアップテープなどにおいては、この要求が、年々、高まってきている。   In a coating-type magnetic recording medium in which a magnetic layer containing magnetic powder and a binder is coated on a non-magnetic support, as recording / reproducing systems shift from analog to digital, further recording Improvement in density is required. In particular, the demand for video tapes for high recording density and backup tapes for computers is increasing year by year.

記録密度の向上に不可欠な短波長記録に対応するためには記録時の厚み損失を小さくする必要があり、そのためには磁性層の厚さを薄くするのが効果的である。このような高記録密度媒体に記録されたデータや信号を読み出すための再生用磁気ヘッドとしては、従来の磁気誘導型の磁気ヘッド(MIGヘッド)に比べて高出力が得られる磁気抵抗効果型の磁気ヘッド(MRヘッド)が一般に用いられる。   In order to cope with the short wavelength recording indispensable for improving the recording density, it is necessary to reduce the thickness loss at the time of recording. For this purpose, it is effective to reduce the thickness of the magnetic layer. As a reproducing magnetic head for reading data and signals recorded on such a high recording density medium, a magnetoresistive effect type that can obtain a higher output than a conventional magnetic induction type magnetic head (MIG head). A magnetic head (MR head) is generally used.

また、磁気記録媒体の高記録密度化に向けて磁性粉末においても各種特性の改善・改良が試みられている。たとえば、ノイズ低減のため、年々、磁性粉末の微粒子化が図られており、現在では粒子径が100nm程度の針状のメタル磁性粉末が実用化されている。さらに、短波長記録時の減磁による出力低下を防止するために、年々、高保磁力化が図られ、鉄−コバルト合金化により238.9A/m(3000Oe)程度の保磁力が実現されている(特許文献1〜3参照)。   In addition, attempts have been made to improve and improve various characteristics of magnetic powders toward higher recording density of magnetic recording media. For example, in order to reduce noise, the magnetic powder is made finer year by year, and at present, acicular metal magnetic powder having a particle diameter of about 100 nm is put into practical use. Furthermore, in order to prevent a decrease in output due to demagnetization at the time of short wavelength recording, the coercive force is increased year by year, and a coercive force of about 238.9 A / m (3000 Oe) is realized by iron-cobalt alloying. (See Patent Documents 1 to 3).

ところが、上記のような針状の磁性粒子を用いる磁気記録媒体では、保磁力が磁性粒子の形状に依拠しているため、上記粒子径からのさらなる微粒子化は困難になってきている。すなわち、さらに微粒子化すると、比表面積が著しく大きくなり、飽和磁化が大きく低下する。そのため、金属または合金磁性粉末の最大の特徴である高飽和磁化のメリットが損なわれ、金属または合金を使用すること自体意味がなくなる。   However, in the magnetic recording medium using the needle-like magnetic particles as described above, since the coercive force depends on the shape of the magnetic particles, it is difficult to further reduce the particle size from the particle diameter. That is, when the particle size is further reduced, the specific surface area is remarkably increased and the saturation magnetization is greatly reduced. Therefore, the merit of high saturation magnetization, which is the greatest feature of metal or alloy magnetic powder, is lost, and the use of metal or alloy itself is meaningless.

そこで、上記針状の磁性粉末とは全く異なる磁性粉末として、希土類−遷移金属系粒状磁性粉末、たとえば、粒状ないし楕円状の希土類−鉄−ホウ素系磁性粉末を使用した磁気記録媒体が提唱されている(特許文献4参照)。この媒体は、磁性粉末の超微粒子化が可能で、かつ高飽和磁化および高保磁力を実現でき、高記録密度化に大きく貢献するものである。   Therefore, a magnetic recording medium using a rare earth-transition metal-based granular magnetic powder, for example, a granular or elliptical rare earth-iron-boron-based magnetic powder as a magnetic powder completely different from the acicular magnetic powder has been proposed. (See Patent Document 4). This medium can make ultrafine particles of magnetic powder, can realize high saturation magnetization and high coercive force, and greatly contributes to high recording density.

また、粒子形状が針状でない鉄系磁性粉末として、粒子形状が不定形で、Fe162 相を主相としたBET比表面積が10m2 /g程度の窒化鉄系磁性粉末を用いた磁気記録媒体も提案されている(特許文献5参照)。 Further, as an iron-based magnetic powder whose particle shape is not needle-shaped, a magnetic material using an iron nitride-based magnetic powder having an irregular particle shape and a BET specific surface area of about 10 m 2 / g with a Fe 16 N 2 phase as a main phase. A recording medium has also been proposed (see Patent Document 5).

さらに、外層部分に希土類元素および/またはシリコン、アルミニウムの中から選ばれる少なくとも一つの元素を含有させる一方、鉄および窒素を構成元素とする内層部分にFe162 相を含ませた平均粒子サイズが5〜50nmの球状ないし楕円状の磁性粉末を用いた磁気記録媒体や、Fe162 相の(202)面に相当する回折ピーク高さをAとし、Fe162 相の(220)面に相当する回折ピークとα―Feの(110)面に相当する回折ピークとが重なり合って生じた回折ピーク高さをBとしたときに、A/Bが1.0〜2.0の範囲にあり、かつFe4 N相の(111)面に相当する回折ピーク高さをCとしたときに、C/Aが0.5以下であることを特徴とする磁気記録媒体が提案されている(特許文献6、7参照)。 Further, the average particle size in which the outer layer portion contains at least one element selected from rare earth elements and / or silicon and aluminum, while the inner layer portion containing iron and nitrogen as a constituent element contains the Fe 16 N 2 phase. There, a magnetic recording medium using a spherical or oval magnetic powder of 5 to 50 nm, a diffraction peak height corresponding to (202) face of the Fe 16 N 2 phase is a, the Fe 16 N 2 phase (220) A / B is in the range of 1.0 to 2.0, where B is the height of the diffraction peak generated by overlapping the diffraction peak corresponding to the plane and the diffraction peak corresponding to the (110) plane of α-Fe. And a magnetic recording medium characterized in that C / A is 0.5 or less, where C is the height of the diffraction peak corresponding to the (111) plane of the Fe 4 N phase. (See Patent Documents 6 and 7).

特開平3−49026号公報(第4頁)JP-A-3-49026 (Page 4) 特開平10−83906号公報(第3頁)JP 10-83906 A (page 3) 特開平10−340805号公報(第2頁)Japanese Patent Laid-Open No. 10-340805 (second page) 特開2001−181754号公報(第4頁、第22頁)JP 2001-181754 A (4th page, 22nd page) 特開2000−277311号公報(第3頁、図4)Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-277311 (page 3, FIG. 4) 特開2004−273094号公報(第4頁)JP 2004-273094 A (page 4) 特開2005−63525号公報(第5頁)Japanese Patent Laying-Open No. 2005-63525 (page 5)

しかしながら、上記特許文献4の希土類−鉄−ホウ素系磁性粉末は、希土類化合物による高い磁気異方性とコアとなる鉄系材料による高飽和磁化のバランスの上で成立する複合材料であることから、磁気記録媒体に最適な分散性や化学安定性を維持した状態で上記磁気特性(例えば保持力)を改良することは難しい。また、特許文献5の窒化鉄系磁性粉末は粒子サイズが大きすぎ(同文献中の実施例では、BET比表面積が10〜22m2 /gのものが示されている)、低ノイズ化を目的とした高密度磁気記録用には適さない。 However, since the rare earth-iron-boron magnetic powder of Patent Document 4 is a composite material formed on the balance of high magnetic anisotropy due to the rare earth compound and high saturation magnetization due to the iron-based material as the core, It is difficult to improve the magnetic characteristics (for example, the holding force) while maintaining the optimum dispersibility and chemical stability for the magnetic recording medium. Further, the iron nitride magnetic powder of Patent Document 5 has a particle size that is too large (in the Examples in the same document, a BET specific surface area of 10 to 22 m 2 / g is shown), and the purpose is to reduce noise. It is not suitable for high density magnetic recording.

一方、特許文献6に記載されているFe162 相を主相とする磁性粉末においては、平均化された高い保磁力と微粒子化との両立が図られているものの、微粒子化に伴って保磁力分布が広くなるため、より高い出力を得るのは困難になっている。 On the other hand, in the magnetic powder having the Fe 16 N 2 phase as the main phase described in Patent Document 6, the coexistence of high average coercive force and micronization is achieved, but with micronization. Since the coercive force distribution is wide, it is difficult to obtain a higher output.

また、特許文献7に記載されているFe162 相、α−Fe相ならびにFe4 N相を組み合わせた磁性粉末では、高保磁力のFe162 相と高飽和磁化のα−Fe相とを組み合わせることにより2つの材料のバランスを取った磁気特性を実現できるが、保磁力分布ならびに飽和磁化の分布が広がるため、更なる高出力化が困難である。 Moreover, in the magnetic powder combining the Fe 16 N 2 phase, α-Fe phase and Fe 4 N phase described in Patent Document 7, a high coercivity Fe 16 N 2 phase and a highly saturated magnetization α-Fe phase By combining the two, it is possible to realize a magnetic characteristic that balances the two materials, but since the coercive force distribution and the saturation magnetization distribution are widened, it is difficult to further increase the output.

本発明は、このような事情に照らし、粒子サイズが非常に小さく、かつ極めて高い保磁力を有し、しかも高密度記録に最適な保磁力分布を有する磁性粉末を使用することにより、さらなる高出力化をはかり、すぐれた短波長記録特性を持つ磁気記録媒体を得ることを目的としている。   In light of such circumstances, the present invention uses a magnetic powder having a very small particle size, an extremely high coercive force, and an optimum coercive force distribution for high-density recording, thereby further increasing the output. The purpose is to obtain a magnetic recording medium having excellent short wavelength recording characteristics.

本発明者らは、上記の目的を達成すべく鋭意検討した結果、少なくとも鉄および窒素を構成元素とし、かつFe162 相あるいはFe8 N相とフェライト相とを含み、線源に銅のKα1線を用いて測定したX線回折においてフェライト相の(311)面に相当する回折ピークが35.5°から39°に存在する磁性粉末が、極めて高い保磁力と高密度記録に最適な保磁力分布および飽和磁化とを有することを見いだした。そして、この磁性粉末を磁性層の構成材料として使用することにより、記録減磁による出力低下の問題のない超薄型磁性層を実現することができ、その結果、高出力化が図れて、すぐれた短波長記録特性が得られることが分かった。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the inventors of the present invention have at least iron and nitrogen as constituent elements and include an Fe 16 N 2 phase or an Fe 8 N phase and a ferrite phase, and the source of copper In the X-ray diffraction measured using the Kα1 line, the magnetic powder having a diffraction peak corresponding to the (311) plane of the ferrite phase at 35.5 ° to 39 ° is an extremely high coercive force and optimum coercivity for high-density recording. It has been found to have a magnetic distribution and a saturation magnetization. By using this magnetic powder as a constituent material of the magnetic layer, it is possible to realize an ultra-thin magnetic layer that does not have a problem of output reduction due to recording demagnetization. As a result, high output can be achieved and excellent. It was found that short wavelength recording characteristics can be obtained.

本発明は、このような知見に基づいて完成されたもので、非磁性支持体と、この非磁性支持体の一方の面側に設けられた、磁性粉末および結合剤を含有する磁性層とを有する磁気記録媒体において、少なくとも鉄および窒素を構成元素とし、かつFe162 相あるいはFe8 N相とフェライト相とを含み、線源に銅のKα1線を用いて測定したX線回折においてフェライト相の(311)面に相当する回折ピークが35.5°から39°に存在する磁性粉末を、前記磁性層における磁性粉末として使用したものである。この場合の磁性粉末については、後述するような理由から平均粒子サイズが5〜30nmのものを使用するのがよい。なお、上記X線回折の測定において線源に銅のKα1線を使用したのは、本磁性粉末の結晶構造解析に適当な波長を有する為であるが、線源は特に限定されるものではない、ただし、銅のKα1線以外の線源を用いる場合、別途、解析ピーク位置の補正が必要となる。補正には、例えばBraggの式(2d×sinθ=nλ、d:格子面間隔、λ:X線波長、θ:回析角、n:次数)を用いることができる。 The present invention has been completed based on such knowledge, and includes a nonmagnetic support and a magnetic layer containing magnetic powder and a binder provided on one surface side of the nonmagnetic support. In a magnetic recording medium having at least iron and nitrogen as constituent elements and including an Fe 16 N 2 phase or an Fe 8 N phase and a ferrite phase, ferrite is measured by X-ray diffraction measured using a copper Kα1 line as a radiation source. The magnetic powder having a diffraction peak corresponding to the (311) plane of the phase at 35.5 ° to 39 ° is used as the magnetic powder in the magnetic layer. In this case, it is preferable to use a magnetic powder having an average particle size of 5 to 30 nm for the reason described later. The reason why the copper Kα1 ray was used as the radiation source in the above X-ray diffraction measurement is that it has an appropriate wavelength for the crystal structure analysis of the present magnetic powder, but the radiation source is not particularly limited. However, if a source other than the copper Kα1 line is used, it is necessary to separately correct the analysis peak position. For correction, for example, Bragg's formula (2d × sin θ = nλ, d: lattice spacing, λ: X-ray wavelength, θ: diffraction angle, n: order) can be used.

また、本発明者らは、Fe162 相あるいはFe8 N相とFe3 N相を少なくとも含み、線源に銅のKα1線を用いて測定したX線回折において、フェライト相の(311)面に相当する回折ピークが35.5°から39°に存在する磁性粉末を使用することにより、高保磁力成分が小さく、高出力化に好適な磁気記録媒体が得られることも見いだした。 In addition, the inventors of the present invention have found that the ferrite phase is (311) in the X-ray diffraction measured using the Kα1 line of copper as the radiation source, including at least the Fe 16 N 2 phase or the Fe 8 N phase and the Fe 3 N phase. It has also been found that a magnetic recording medium having a small high coercive force component and suitable for high output can be obtained by using a magnetic powder having a diffraction peak corresponding to the surface of 35.5 ° to 39 °.

さらに、Fe162 相あるいはFe8 N相とα−Fe相を少なくとも含み、線源に銅のKα1線を用いて測定したX線回折において、フェライト相の(311)面に相当する回折ピークが35.5°から39°に存在する磁性粉末を使用することにより、高い飽和磁化を有し、すぐれた短波長記録特性を持つ磁気記録媒体が得られることも分かった。 Further, in an X-ray diffraction including at least an Fe 16 N 2 phase or an Fe 8 N phase and an α-Fe phase and measured using a copper Kα1 line as a radiation source, a diffraction peak corresponding to the (311) plane of the ferrite phase It was also found that a magnetic recording medium having high saturation magnetization and excellent short wavelength recording characteristics can be obtained by using a magnetic powder having an angle of 35.5 ° to 39 °.

本発明で使用する磁性粉末、すなわち、Fe162 相あるいはFe8 N相とフェライト相を少なくとも含み、銅のKα1線を用いて測定したX線回折において、フェライト相の(311)面に相当する回折ピークが35.5°から39°に存在する磁性粉末が、高保磁力と優れた保磁力分布を有するメカニズムの詳細は明らかではないが、Fe162 相の(112)面とフェライト相の(311)面の面間隔が近いことから、このような2つの構造を複合化させることにより、結晶構造や磁気構造が安定し、異方性磁界分布がシャープになったものと本発明者らは考えている。また、Fe162 相だけではなく、Fe3 N相やα−Fe相を組み合わせることにより、結晶構造や磁気構造の安定性がさらに増し、保磁力分布が向上するものと考えている。いずれにしても、上記のような磁性粉末を用いて作製した磁気記録媒体において、優れた磁気特性と短波長記録特性が得られることは、本発明者らにより、初めて見出されたものである。 Magnetic powder used in the present invention, that is, at least an Fe 16 N 2 phase or an Fe 8 N phase and a ferrite phase, and corresponds to the (311) plane of the ferrite phase in X-ray diffraction measured using copper Kα1 ray The details of the mechanism in which the magnetic powder having a diffraction peak of 35.5 ° to 39 ° has high coercive force and excellent coercive force distribution are not clear, but the (112) face of the Fe 16 N 2 phase and the ferrite phase Since the distance between the (311) planes of (311) is close, by combining such two structures, the crystal structure and magnetic structure are stabilized and the anisotropic magnetic field distribution is sharpened. Are thinking. Further, it is considered that not only the Fe 16 N 2 phase but also the Fe 3 N phase and the α-Fe phase are combined to further increase the stability of the crystal structure and the magnetic structure and improve the coercive force distribution. In any case, the present inventors have found for the first time that excellent magnetic characteristics and short wavelength recording characteristics can be obtained in a magnetic recording medium produced using the magnetic powder as described above. .

本発明では、磁性層を構成する磁性粉末として、鉄と窒素を少なくとも構成元素とし、かつFe162 相あるいはFe8 N相とフェライト相を少なくとも含み、線源に銅のKα1線を用いて測定したX線回折においてフェライト相の(311)面に相当する回折ピークが35.5°から39°に存在する磁性粉末を用いた。この磁性粉末は、微粒子化されてもシャープな保磁力分布を維持することができる。これにより、従来より一段と高出力化を図ることができ、すぐれた短波長記録特性を有する磁気記録媒体を実現することができる。 In the present invention, as the magnetic powder constituting the magnetic layer, iron and nitrogen are at least constituent elements and at least an Fe 16 N 2 phase or an Fe 8 N phase and a ferrite phase are used, and a copper Kα1 wire is used as a radiation source. In the measured X-ray diffraction, a magnetic powder having a diffraction peak corresponding to the (311) plane of the ferrite phase at 35.5 ° to 39 ° was used. This magnetic powder can maintain a sharp coercive force distribution even when it is finely divided. As a result, the output can be further increased as compared with the prior art, and a magnetic recording medium having excellent short wavelength recording characteristics can be realized.

本発明者らは、従来の形状磁気異方性に基づく磁性粉末とは異なる観点で、磁気特性の向上を目指すべく、各種の磁性粉末を合成し、その形状や磁気異方性を調べた結果、Fe162 相あるいはFe8 N相とフェライト相を少なくとも含み、銅のKα1線を用いて測定したX線回折においてフェライト相の(311)面に相当する回折ピークが35.5°から39°に存在する磁性粉末を用いた磁気記録媒体が高密度記録に最も適した磁気記録媒体になり得るとの知見を得た。 The present inventors have synthesized various magnetic powders and investigated the shape and magnetic anisotropy in order to improve the magnetic characteristics from a viewpoint different from the magnetic powder based on the conventional shape magnetic anisotropy. The diffraction peak corresponding to the (311) plane of the ferrite phase is 35.5 ° to 39 in X-ray diffraction measured using the Kα1 line of copper at least including the Fe 16 N 2 phase or the Fe 8 N phase and the ferrite phase. It was found that a magnetic recording medium using magnetic powder existing at a temperature can be the most suitable magnetic recording medium for high-density recording.

本発明に使用する磁性粉末においては、Fe162 相あるいはFe8 N相に対するフェライト相の割合は特に限定するものではないが、20〜75重量%、好ましくは25〜60重量%である。20重量%より少なすぎると格子の整合性が悪く、75重量%を超えると飽和磁化や保磁力が著しく低下する。 In the magnetic powder used in the present invention, the ratio of the ferrite phase to the Fe 16 N 2 phase or the Fe 8 N phase is not particularly limited, but is 20 to 75% by weight, preferably 25 to 60% by weight. If it is less than 20% by weight, the lattice matching is poor, and if it exceeds 75% by weight, the saturation magnetization and the coercive force are remarkably lowered.

Fe162 相あるいはFe8 N相に対するFe3 N相の割合は、0.1〜30重量%、好ましくは0.1〜25重量%、さらに好ましくは0.1〜20重量%である。0.1重量%より、少なすぎるとFe3 N相の確認が困難であり、30重量%を超えると飽和磁化、保磁力が著しく低下する。 The ratio of the Fe 3 N phase to the Fe 16 N 2 phase or the Fe 8 N phase is 0.1 to 30% by weight, preferably 0.1 to 25% by weight, and more preferably 0.1 to 20% by weight. If it is less than 0.1% by weight, it is difficult to confirm the Fe 3 N phase, and if it exceeds 30% by weight, the saturation magnetization and the coercive force are remarkably lowered.

Fe162 相あるいはFe8 N相に対するα−Fe相の割合は0.1〜30重量%、好ましくは0.1〜25重量%、さらに好ましくは0.1〜20重量%である。0.1重量%より、少なすぎるとα−Fe相の確認が困難であり、30重量%を超えると保磁力が大きく低下する。 The ratio of the α-Fe phase to the Fe 16 N 2 phase or the Fe 8 N phase is 0.1 to 30% by weight, preferably 0.1 to 25% by weight, and more preferably 0.1 to 20% by weight. If the amount is less than 0.1% by weight, it is difficult to confirm the α-Fe phase. If the amount is more than 30% by weight, the coercive force is greatly reduced.

鉄に対する窒素の含有量は1.0〜20.0原子%、好ましくは5.0〜18.0原子%、より好ましくは8.0〜15.0原子%である。窒素が少なすぎると、Fe162 相の形成量が少なく、保磁力増加の効果が少なくなり、多すぎると、非磁性窒化物が形成されやすく、保磁力増加の効果が少なくなり、また飽和磁化が過度に低下する。 The content of nitrogen with respect to iron is 1.0 to 20.0 atomic%, preferably 5.0 to 18.0 atomic%, more preferably 8.0 to 15.0 atomic%. If the amount of nitrogen is too small, the amount of Fe 16 N 2 phase formed will be small and the effect of increasing the coercive force will be small. If the amount is too large, nonmagnetic nitride will be easily formed, and the effect of increasing the coercive force will be small. Magnetization decreases excessively.

本発明で使用する窒化鉄系磁性粉末は、従来の針状粒子とは異なり、粒状ないし楕円状の形状を有する。その粒子サイズは、微粒子化の要求に対して、平均で5〜50nmの範囲とするのが最適である。平均粒子サイズが小さすぎると、磁性塗料調製時の分散性が悪くなり、また熱的にも不安定になり、保磁力が経時的に変化しやすい。粒子サイズが大きすぎると、ノイズ増加の原因となるだけでなく、平滑な磁性層面を得にくくなる。なお、ここでいう平均粒子サイズとは、透過型電子顕微鏡(TEM)にて撮影した写真の粒子サイズを実測し、300個の平均値により求められるものである。   Unlike conventional acicular particles, the iron nitride magnetic powder used in the present invention has a granular or elliptical shape. The particle size is optimally in the range of 5 to 50 nm on average for the demand for fine particles. When the average particle size is too small, the dispersibility at the time of preparing the magnetic coating material is deteriorated, and it becomes unstable thermally and the coercive force is likely to change with time. If the particle size is too large, it not only causes an increase in noise but also makes it difficult to obtain a smooth magnetic layer surface. The average particle size referred to here is obtained by measuring the particle size of a photograph taken with a transmission electron microscope (TEM) and calculating the average value of 300 particles.

本発明で使用する窒化鉄系磁性粉末において、Fe162 相は、磁性粉末の内部に存在させてもよいが、表面磁気異方性の効果を向上させるため、磁性粉末の外層部分に多く存在させても良い。 In the iron nitride magnetic powder used in the present invention, the Fe 16 N 2 phase may be present inside the magnetic powder, but in order to improve the effect of surface magnetic anisotropy, it is often present in the outer layer portion of the magnetic powder. May be present.

次に、本発明で使用する窒化鉄系磁性粉末の製造方法について説明する。まず、出発原料には、鉄系酸化物または水酸化物を使用する。たとえばヘマタイト、マグネタイト、ゲータイトなどが挙げられる。平均粒子サイズとしては、とくに限定されないが、通常5〜80nm、好ましくは5〜50nm、より好ましくは5〜30nmである。粒子サイズが小さすぎると、還元処理時に粒子間焼結が生じやすく、また大きすぎると、還元処理が不均質となりやすく、粒子径や磁気特性の制御が困難となる。   Next, a method for producing the iron nitride magnetic powder used in the present invention will be described. First, an iron-based oxide or hydroxide is used as a starting material. Examples include hematite, magnetite, and goethite. Although it does not specifically limit as average particle size, Usually, 5-80 nm, Preferably it is 5-50 nm, More preferably, it is 5-30 nm. If the particle size is too small, inter-particle sintering is likely to occur during the reduction treatment, and if it is too large, the reduction treatment tends to be heterogeneous, making it difficult to control the particle size and magnetic properties.

アルミニウムあるいはシリコン、リン、カーボン、ホウ素、マグネシウム、カルシウム、リチウムなどの元素、あるいはこれらの元素で構成された化合物を、上記の鉄系酸化物または水酸化物を作製時に、鉄化合物を同時に溶解させ、取り込ませて作製しても良い。   Aluminum or silicon, phosphorus, carbon, boron, magnesium, calcium, lithium, etc., or compounds composed of these elements are dissolved at the same time when the above iron-based oxide or hydroxide is produced. Alternatively, it may be produced by incorporating.

チタン、クロム、マンガン、バリウム、ストロンチウム、イットリウムや希土類元素についても同様に、鉄系酸化物または水酸化物粒子作製時に、鉄化合物を同時に溶解させ、取り込ませて作製しても良い。   Similarly, titanium, chromium, manganese, barium, strontium, yttrium and rare earth elements may be prepared by simultaneously dissolving and incorporating an iron compound when preparing iron-based oxide or hydroxide particles.

上記の出発原料に対して、アルミニウムあるいはシリコン、リン、カーボン、ホウ素、マグネシウム、カルシウム、リチウムなどの元素、さらに、チタン、クロム、マンガン、バリウム、ストロンチウム、イットリウムや希土類元素を被着させることができる。この場合、アルカリまたは酸の水溶液中に出発原料を分散させ、pH調整により、所望の元素を含む化合物を沈殿析出させるようにすればよい。これらの元素は共沈させても、順に析出させても良い。   Aluminum or elements such as silicon, phosphorus, carbon, boron, magnesium, calcium, and lithium, as well as titanium, chromium, manganese, barium, strontium, yttrium, and rare earth elements can be deposited on the above starting materials. . In this case, the starting material may be dispersed in an alkali or acid aqueous solution, and the compound containing the desired element may be precipitated by pH adjustment. These elements may be precipitated together or sequentially.

このような原料を水素気流中で加熱還元する。還元ガスはとくに限定されず、水素ガス以外に、一酸化炭素ガスなどの還元性ガスを使用してもよい。還元温度は、250〜600℃とするのが望ましい。還元温度が250℃より低くなると、還元反応が十分進まなくなり、600℃を超えると、粉末粒子の焼結が起こりやすくなり、いずれも好ましくない。   Such a raw material is heated and reduced in a hydrogen stream. The reducing gas is not particularly limited, and a reducing gas such as carbon monoxide gas may be used in addition to hydrogen gas. The reduction temperature is preferably 250 to 600 ° C. When the reduction temperature is lower than 250 ° C., the reduction reaction does not proceed sufficiently. When the reduction temperature exceeds 600 ° C., the powder particles are easily sintered, which is not preferable.

このような加熱還元処理後、窒化処理を施すことにより、本発明の鉄と窒素を構成元素とする磁性粉末が得られる。窒化処理としては、アンモニアを含むガスを用いて行うのが望ましい。アンモニアガス単体のほかに、水素ガス、ヘリウムガス、窒素ガス、アルゴンガスなどをキャリアーガスとした混合ガスを使用してもよい。窒素ガスは安価なため、とくに好ましい。   By performing nitriding after such heat reduction treatment, the magnetic powder containing iron and nitrogen as constituent elements of the present invention can be obtained. The nitriding treatment is desirably performed using a gas containing ammonia. In addition to ammonia gas alone, a mixed gas using hydrogen gas, helium gas, nitrogen gas, argon gas or the like as a carrier gas may be used. Nitrogen gas is particularly preferred because it is inexpensive.

窒化処理温度は、100〜300℃とするのがよい。窒化処理温度が低すぎると、窒化が十分進まず、保磁力増加の効果が少ない。高すぎると、過度の窒化エネルギーが与えられ、結晶性の低いFe4 NやFe3 N相の割合が増加し、保磁力がむしろ低下し、さらに飽和磁化の過度な低下を引き起こしやすい。 The nitriding temperature is preferably 100 to 300 ° C. If the nitriding temperature is too low, nitriding does not proceed sufficiently and the effect of increasing the coercive force is small. If it is too high, excessive nitriding energy is applied, the proportion of Fe 4 N or Fe 3 N phase having low crystallinity is increased, the coercive force is rather decreased, and further, the saturation magnetization is likely to be excessively decreased.

窒化処理後に、100〜200℃の温度域で、熱処理を行う。熱処理の雰囲気は窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス、二酸化炭素などの不活性ガスを用いるが、水素や一酸化炭素などの還元性ガス、およびこれらの混合ガスを用いても良い。Fe3 Nやα−Feの生成割合は前記の窒化処理過程あるいは熱処理過程で任意の割合に調節することが出来る。 After the nitriding treatment, heat treatment is performed in a temperature range of 100 to 200 ° C. The atmosphere for the heat treatment uses an inert gas such as nitrogen gas, helium gas, argon gas or carbon dioxide, but a reducing gas such as hydrogen or carbon monoxide or a mixed gas thereof may be used. The production ratio of Fe 3 N and α-Fe can be adjusted to an arbitrary ratio in the nitriding process or the heat treatment process.

本発明における上記の窒化鉄系磁性粉末は、従来の形状磁気異方性のみに基づく針状磁性粉末とは異なり、大きな結晶磁気異方性を有し、粒状形状とした場合でも、一方向に大きな保磁力を発現すると考えられる。   Unlike the conventional acicular magnetic powder based only on the shape magnetic anisotropy, the iron nitride-based magnetic powder in the present invention has a large magnetocrystalline anisotropy, and even in a granular shape, it is unidirectional. It is thought that a large coercive force is expressed.

この磁性材料を先述した平均粒子サイズ5〜30nmの微粒子とすることにより、磁気ヘッドでの記録・消去が可能な範囲内で高い保磁力と適度な飽和磁化を示し、薄層領域(たとえば厚さ300nm以下)の塗布型磁気記録媒体としてすぐれた電磁変換特性を発揮するようになる。このように、本発明で使用する磁性粉末は、飽和磁化、保磁力、保磁力分布、粒子サイズ、粒子形状のすべてが薄層磁性層を得るのに本質的に適したものである。   By making this magnetic material fine particles having an average particle size of 5 to 30 nm as described above, a high coercive force and appropriate saturation magnetization are exhibited within a range in which recording and erasing can be performed with a magnetic head, and a thin layer region (for example, a thickness) As a coating type magnetic recording medium (300 nm or less), excellent electromagnetic conversion characteristics are exhibited. Thus, in the magnetic powder used in the present invention, the saturation magnetization, coercive force, coercive force distribution, particle size, and particle shape are all suitable for obtaining a thin magnetic layer.

本発明の磁気記録媒体は、上記した窒化鉄系磁性粉末と結合剤とを溶剤中に分散混合した磁性塗料を、非磁性支持体上に塗布し乾燥して、磁性層を形成することにより作製できる。磁性層の形成に先立ち、非磁性支持体上に酸化鉄、酸化チタン、酸化アルミニウムなどの非磁性粉末と結合剤とを含有する下塗り塗料を塗布し乾燥して、下塗り層を形成し、この上に磁性層を形成してもよい。   The magnetic recording medium of the present invention is produced by applying a magnetic coating material in which the above iron nitride magnetic powder and a binder are dispersed and mixed in a solvent to a nonmagnetic support and drying to form a magnetic layer. it can. Prior to the formation of the magnetic layer, an undercoat containing nonmagnetic powder such as iron oxide, titanium oxide or aluminum oxide and a binder is applied onto the nonmagnetic support and dried to form an undercoat layer. A magnetic layer may be formed.

本発明の磁気記録媒体は、通常、非磁性支持体と、この非磁性支持体の一方の面に設けられる下塗り層と、この下塗り層の上に設けられる磁性層と、非磁性支持体の他方の面に設けられるバックコート層とから構成される。非磁性支持体としては、従来から使用されている磁気記録媒体用の非磁性支持体を使用できる。たとえば、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などのポリエステル類、ポリオレフィン類、セルローストリアセテート、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリスルフオン、アラミド、芳香族ポリアミドなどからなる厚さが2〜15μm、とくに2〜7μmのプラスチツクフィルムが好ましいものとして用いられる。   The magnetic recording medium of the present invention usually comprises a nonmagnetic support, an undercoat layer provided on one surface of the nonmagnetic support, a magnetic layer provided on the undercoat layer, and the other of the nonmagnetic support. And a back coat layer provided on the surface. As the nonmagnetic support, conventionally used nonmagnetic supports for magnetic recording media can be used. For example, the thickness of polyesters such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polyolefins, cellulose triacetate, polycarbonate, polyamide, polyimide, polyamideimide, polysulfone, aramid, aromatic polyamide, etc. is 2 to 15 μm, especially 2 to 7 μm. A plastic film is preferably used.

磁性層の厚さは、長手記録の本質的な課題である減磁による出力低下を避けるために300nm以下の薄層が好ましく、とくに10〜300nmが好ましく、10〜250nmがより好ましく、10〜200nmが最も好ましい。300nmを超えると、厚さ損失により再生出力が小さくなったり、残留磁束密度と厚さの積が大きくなりすぎて、MRヘッドの飽和による再生出力の歪が起こりやすい。10nm未満では、均一な磁性層が得られにくい。本発明の磁気記録媒体の好ましい態様においては、磁性粉末が平均粒子サイズ5〜30nmと極めて微粒子の粒状ないし楕円状であるため、従来の針状磁性粉末ではほとんど不可能な極めて薄い磁性層厚さも実現できるようになる。   The thickness of the magnetic layer is preferably a thin layer of 300 nm or less, particularly preferably 10 to 300 nm, more preferably 10 to 250 nm, and more preferably 10 to 200 nm in order to avoid a decrease in output due to demagnetization, which is an essential problem in longitudinal recording. Is most preferred. If it exceeds 300 nm, the reproduction output becomes small due to the thickness loss, or the product of the residual magnetic flux density and the thickness becomes too large, and the reproduction output is distorted due to saturation of the MR head. If it is less than 10 nm, it is difficult to obtain a uniform magnetic layer. In a preferred embodiment of the magnetic recording medium of the present invention, since the magnetic powder has an average particle size of 5 to 30 nm and is very fine granular or elliptical, an extremely thin magnetic layer thickness that is almost impossible with conventional acicular magnetic powder is also obtained. Can be realized.

磁気テープの場合、磁性層の長手方向の保磁力は、79.6〜318.4kA/m(1,000〜4,000Oe)、好ましくは119.4〜318.4kA/m(1,500〜4,000Oe)である。79.6kA/m未満では、記録波長を短くすると反磁界減磁で出力低下が起こりやすくなり、また318.4kA/mを超えると、磁気ヘッドによる記録が困難になる。長手方向の角形比(Br/Bm)は、通常0.6〜0.9であり、とくに好ましくは0.8〜0.9である。長手方向の飽和磁束密度と厚さの積は、0.001〜0.1μTm、好ましくは0.0015〜0.05μTmである。0.001μTm未満では、MRヘッドを使用した場合にも再生出力が小さく、0.1μTmを超えると、目的とする短波長領域で高い出力を得にくくなる傾向がある。磁性層の平均面粗さRaは1.0〜3.2nmのときにMRヘッドを使用した場合に、MRヘッドとのコンタクトが良くなり、MRヘッドを使用したときの再生出力が高くなり、好ましい。   In the case of a magnetic tape, the coercive force in the longitudinal direction of the magnetic layer is 79.6 to 318.4 kA / m (1,000 to 4,000 Oe), preferably 119.4 to 318.4 kA / m (1,500 to 4,000 Oe). If the recording wavelength is shorter than 79.6 kA / m, the output is likely to decrease due to demagnetization, and if it exceeds 318.4 kA / m, recording with a magnetic head becomes difficult. The squareness ratio (Br / Bm) in the longitudinal direction is usually 0.6 to 0.9, particularly preferably 0.8 to 0.9. The product of the saturation magnetic flux density and the thickness in the longitudinal direction is 0.001 to 0.1 μTm, preferably 0.0015 to 0.05 μTm. If it is less than 0.001 μTm, the reproduction output is small even when an MR head is used, and if it exceeds 0.1 μTm, it tends to be difficult to obtain a high output in the intended short wavelength region. When the MR head is used when the average surface roughness Ra of the magnetic layer is 1.0 to 3.2 nm, the contact with the MR head is improved, and the reproduction output when the MR head is used is preferably high. .

下塗り層は、必須の構成要素ではないが、耐久性の向上を目的として、非磁性支持体と磁性層との間に設けられる。下塗り層の厚さは、0.1〜3.0μmが好ましく、0.15〜2.5μmがより好ましい。0.1μm未満では、磁気テープの耐久性が悪くなる場合があり、3.0μmを超えると、磁気テープの耐久性の向上効果が飽和し、またテープ全厚が厚くなり、1巻当りのテープ長さが短くなり、記憶容量が小さくなる。下塗り層には、塗料粘度やテープ剛性を制御する目的で、酸化チタン、酸化鉄、酸化アルミニウムなどの非磁性粉末を含ませることができる。また下塗り層には、導電性改良の目的で、アセチレンブラック、ファーネスブラック、サーマルブラックなどのカーボンブラックを含ませることができる。   The undercoat layer is not an essential component, but is provided between the nonmagnetic support and the magnetic layer for the purpose of improving durability. The thickness of the undercoat layer is preferably from 0.1 to 3.0 μm, more preferably from 0.15 to 2.5 μm. If the thickness is less than 0.1 μm, the durability of the magnetic tape may be deteriorated. If the thickness exceeds 3.0 μm, the effect of improving the durability of the magnetic tape is saturated, and the total thickness of the tape is increased, resulting in a tape per roll. The length becomes shorter and the storage capacity becomes smaller. The undercoat layer can contain nonmagnetic powders such as titanium oxide, iron oxide, and aluminum oxide for the purpose of controlling the viscosity of the paint and the tape rigidity. The undercoat layer can contain carbon black such as acetylene black, furnace black, and thermal black for the purpose of improving conductivity.

次に、磁性層や下塗り層に用いる結合剤と潤滑剤について、説明する。下塗り層や磁性層に使用する結合剤としては、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−ビニルアルコール共重合体、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−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、塩化ビニル−水酸基含有アルキルアクリレート共重合体などの塩化ビニル系樹脂、ニトロセルロース、エポキシ樹脂などの中から選ばれる少なくとも1種と、ポリウレタン樹脂との組み合わせが好ましく使用される。特に、塩化ビニル系樹脂とポリウレタン樹脂とを併用するのが好ましい。その中でも、塩化ビニル−水酸基含有アルキルアクリレート共重合体とポリウレタン樹脂を併用するのが最も好ましい。ポリウレタン樹脂には、ポリエステルポリウレタン、ポリエーテルポリウレタン、ポリエーテルポリエステルポリウレタン、ポリカーボネートポリウレタン、ポリエステルポリカーボネートポリウレタンなどがある。これらの結合剤は、磁性粉末や非磁性粉末などの固体粉末100重量部に対して、7〜50重量部、好ましくは10〜35重量部の範囲で用いられる。とくに結合剤として、塩化ビニル系樹脂5〜30重量部と、ポリウレタン樹脂2〜20重量部とを、複合して用いるのが好ましい。またこれらの結合剤とともに、結合剤中に含まれる官能基などと結合させて架橋する熱硬化性の架橋剤を併用するのが望ましい。この架橋剤としては、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどや、これらのイソシアネート類とトリメチロールプロパンなどの水酸基を複数個有するものとの反応生成物、上記イソシアネート類の縮合生成物などの各種のポリイソシアネートが好ましく用いられる。   Next, the binder and lubricant used for the magnetic layer and the undercoat layer will be described. The binder used in the undercoat layer and the magnetic layer includes vinyl chloride resin, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, vinyl chloride-vinyl alcohol copolymer, vinyl chloride-vinyl acetate-vinyl alcohol copolymer, vinyl chloride- A combination of at least one selected from vinyl chloride-based resins such as vinyl acetate-maleic anhydride copolymer, vinyl chloride-hydroxyl group-containing alkyl acrylate copolymer, nitrocellulose, epoxy resin, and the like, and a polyurethane resin is preferable. used. In particular, it is preferable to use a vinyl chloride resin and a polyurethane resin in combination. Among them, it is most preferable to use a vinyl chloride-hydroxyl group-containing alkyl acrylate copolymer and a polyurethane resin in combination. Examples of the polyurethane resin include polyester polyurethane, polyether polyurethane, polyether polyester polyurethane, polycarbonate polyurethane, and polyester polycarbonate polyurethane. These binders are used in an amount of 7 to 50 parts by weight, preferably 10 to 35 parts by weight, based on 100 parts by weight of solid powder such as magnetic powder and nonmagnetic powder. Particularly, it is preferable to use a composite of 5 to 30 parts by weight of a vinyl chloride resin and 2 to 20 parts by weight of a polyurethane resin as a binder. In addition to these binders, it is desirable to use in combination with a thermosetting crosslinking agent that crosslinks by bonding with a functional group contained in the binder. Examples of the crosslinking agent include tolylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, reaction products of these isocyanates with a plurality of hydroxyl groups such as trimethylolpropane, and condensation products of the above isocyanates. Various polyisocyanates are preferably used.

下塗り層、磁性層に含ませる潤滑剤には、従来公知の脂肪酸、脂肪酸エステル、脂肪酸アミドなどがいずれも用いられる。その中でも、炭素数10以上(好ましくは12〜30)の脂肪酸と、融点35℃以下(より好ましくは10℃以下)の脂肪酸エステルとを併用するのが良い。   Conventionally known fatty acids, fatty acid esters, fatty acid amides and the like are used for the lubricant contained in the undercoat layer and the magnetic layer. Among these, it is good to use together C10 or more (preferably 12-30) fatty acid and fatty acid ester of melting | fusing point 35 degrees C or less (more preferably 10 degrees C or less).

バックコート層は、必須の構成要素ではないが、磁気テープの場合、非磁性支持体の磁性層形成面の反対面にバックコート層を形成するのが望ましい。バックコート層の厚さは、0.2〜0.8μmが好ましく、0.3〜0.8μmがより好ましく、0.3〜0.6μmがさらに好ましい。0.2μm未満では、走行性の向上効果が不十分であり、0.8μmを超えると、テープ全厚が厚くなり、1巻当たりの記憶容量が小さくなる。バックコート層には、アセチレンブラック、ファーネスブラック、サーマルブラックなどのカーボンブラックを含ませる。   The backcoat layer is not an essential component, but in the case of a magnetic tape, it is desirable to form the backcoat layer on the surface opposite to the magnetic layer forming surface of the nonmagnetic support. The thickness of the back coat layer is preferably 0.2 to 0.8 μm, more preferably 0.3 to 0.8 μm, and still more preferably 0.3 to 0.6 μm. If the thickness is less than 0.2 μm, the effect of improving the running performance is insufficient. If the thickness exceeds 0.8 μm, the total thickness of the tape is increased and the storage capacity per roll is reduced. The back coat layer contains carbon black such as acetylene black, furnace black, and thermal black.

磁性塗料、下塗り塗料、バックコート塗料の調製にあたり、溶剤としては、従来から使用されている有機溶剤を使用することができる。たとえば、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族系溶剤、アセトン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル系溶剤、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートなどの炭酸エステル系溶剤、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール系溶剤などを使用できる。その他、ヘキサン、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミドなどの各種の有機溶剤が用いられる。   In the preparation of the magnetic paint, the undercoat paint, and the back coat paint, conventionally used organic solvents can be used as the solvent. For example, aromatic solvents such as benzene, toluene and xylene, ketone solvents such as acetone, cyclohexanone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate, carbonate esters such as dimethyl carbonate and diethyl carbonate Solvents and alcohol solvents such as ethanol and isopropanol can be used. In addition, various organic solvents such as hexane, tetrahydrofuran and dimethylformamide are used.

磁性塗料、下塗り塗料、バックコート塗料の調製にあたり、従来から公知の塗料製造工程を使用でき、とくにニーダなどによる混練工程や一次分散工程を併用するのが好ましい。一次分散工程では、サンドミルを使用すると、磁性粉末などの分散性の改善とともに、表面性状を制御できるので、望ましい。   In preparing the magnetic paint, undercoat paint, and back coat paint, conventionally known paint production processes can be used, and it is particularly preferable to use a kneading process or a primary dispersion process using a kneader. In the primary dispersion step, it is desirable to use a sand mill because the surface properties can be controlled while improving the dispersibility of the magnetic powder and the like.

また、非磁性支持体上に、磁性塗料、下塗り塗料、バックコート塗料を塗布する際には、グラビア塗布、ロール塗布、ブレード塗布、エクストルージヨン塗布などの従来から公知の塗布方法が用いられる。下塗り塗料および磁性塗料の塗布方法は、非磁性支持体上に下塗り塗料を塗布し乾燥したのちに磁性塗料を塗布する逐次重層塗布方法、下塗り塗料と磁性塗料とを同時に塗布する同時重層塗布方法(ウェットオンウェット)のいずれを採用してもよい。塗布時の薄層磁性層のレベリングを考えると、下塗り塗料が湿潤状態のうちに磁性塗料を塗布する同時重層塗布方式を採用するのが好ましい。   Further, when applying a magnetic paint, an undercoat paint, or a backcoat paint on a nonmagnetic support, conventionally known coating methods such as gravure coating, roll coating, blade coating, and extrusion coating are used. The undercoating paint and magnetic coating application methods include a sequential multi-layer coating method in which a non-magnetic support is coated with a base coating and dried, and then a magnetic coating is applied. A simultaneous multi-layer coating method in which an undercoating paint and a magnetic coating are simultaneously applied ( Either wet on wet) may be employed. Considering the leveling of the thin magnetic layer at the time of application, it is preferable to adopt a simultaneous multi-layer application method in which the magnetic paint is applied while the undercoat paint is wet.

[実施例]
以下、本発明の実施例について説明する。なお、以下において、部とあるのは重量部を意味するものとする。
[Example]
Examples of the present invention will be described below. In the following, “parts” means parts by weight.

(A) 窒化鉄系磁性粉末の製造:
形状がほぼ球状に近い平均粒子サイズが16nmのマグネタイト粒子10部を500部の水に、超音波分散機を用いて30分間分散させた。この分散液に1.3部の硝酸イットリウムと4.7部の塩化アルミニウムを加えて溶解し、30分間撹拌した。これとは別に、0.45部の水酸化ナトリウムを100部の水に溶解した。この水酸化ナトリウム水溶液を上記の分散液に約30分間かけて滴下し、滴下終了後、さらに1時間攪拌した。この処理により、マグネタイト粒子表面にイットリウムとアルミニウムの水酸化物を被着析出させた。これを水洗し、ろ過後、90℃で乾燥して、マグネタイト粒子の表面に被着形成した粉末を得た。
(A) Production of iron nitride magnetic powder:
10 parts of magnetite particles having an average particle size of 16 nm, which is nearly spherical in shape, were dispersed in 500 parts of water for 30 minutes using an ultrasonic disperser. To this dispersion, 1.3 parts of yttrium nitrate and 4.7 parts of aluminum chloride were added and dissolved, and stirred for 30 minutes. Separately, 0.45 parts of sodium hydroxide was dissolved in 100 parts of water. This aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise to the above dispersion over about 30 minutes, and after completion of the addition, the mixture was further stirred for 1 hour. By this treatment, hydroxides of yttrium and aluminum were deposited on the surface of the magnetite particles. This was washed with water, filtered, and dried at 90 ° C. to obtain a powder deposited on the surface of the magnetite particles.

このようにマグネタイト粒子の表面に被着形成した粉末を水素気流中450℃で2時間加熱還元して、イットリウム−アルミニウム−鉄系磁性粉末を得た。つぎに、水素ガスを流した状態で、約1時間かけて、150℃まで降温した。150℃に到達した状態で、ガスをアンモニアガスに切り替え、温度を150℃に保った状態で、30時間窒化処理を行った。その後、アンモニアガスをアルゴンガスに切り替え、30分間保持した。その後、温度を150℃から160℃まで昇温した後、1時間熱処理を行った。その後、160℃から80℃まで降温し、80℃で、アルゴンガスから酸素と窒素の混合ガスに切り替え、2時間安定化処理を行った。ついで、混合ガスを流した状態で、80℃から30℃まで降温した後、空気中に取り出した。   The powder deposited on the surface of the magnetite particles in this manner was heated and reduced at 450 ° C. for 2 hours in a hydrogen stream to obtain an yttrium-aluminum-iron-based magnetic powder. Next, the temperature was lowered to 150 ° C. over about 1 hour in a state of flowing hydrogen gas. When the temperature reached 150 ° C., the gas was switched to ammonia gas, and nitriding was performed for 30 hours while maintaining the temperature at 150 ° C. Thereafter, the ammonia gas was switched to argon gas and held for 30 minutes. Thereafter, the temperature was raised from 150 ° C. to 160 ° C., and then heat treatment was performed for 1 hour. Thereafter, the temperature was lowered from 160 ° C. to 80 ° C., and at 80 ° C., the argon gas was switched to a mixed gas of oxygen and nitrogen, and a stabilization treatment was performed for 2 hours. Next, the temperature was lowered from 80 ° C. to 30 ° C. in a state where the mixed gas was flowed, and the mixture was taken out into the air.

このようにして得られた窒化鉄系磁性粉末は、そのイットリウムとアルミニウムの含有量を高周波誘導結合プラズマ(ICP)発光分析装置により測定したところ、それぞれFeに対して2.5原子%と10.8原子%であった。また、X線回折パターンより、Fe162 相(あるいはFe8 N相)とFe3 N相、酸化物相の混相を示すプロファイルを得た。酸化物相(フェライト相)の(311)面に相当する回折ピークは37°付近に観察された。 The iron nitride magnetic powder thus obtained was measured for its yttrium and aluminum contents with a high frequency inductively coupled plasma (ICP) emission spectrometer, and found to be 2.5 atomic% and 10. It was 8 atomic%. Further, a profile showing a mixed phase of Fe 16 N 2 phase (or Fe 8 N phase), Fe 3 N phase and oxide phase was obtained from the X-ray diffraction pattern. A diffraction peak corresponding to the (311) plane of the oxide phase (ferrite phase) was observed around 37 °.

さらに、高分解能分析透過電子顕微鏡で粒子形状を観察したところ、ほぼ球状の粒子で平均粒子サイズが15nmであることがわかった。また、この磁性粉末について、1270kA/m(16kOe)の磁界を印加して測定した飽和磁化は85.2Am2 /kg(85.2emu/g)、保磁力は226.9kA/m(2,850エルステッド)であった。 Furthermore, when the particle shape was observed with a high resolution analytical transmission electron microscope, it was found that the particles were almost spherical and the average particle size was 15 nm. Further, with respect to this magnetic powder, the saturation magnetization measured by applying a magnetic field of 1270 kA / m (16 kOe) was 85.2 Am 2 / kg (85.2 emu / g), and the coercive force was 226.9 kA / m (2,850). Oersted).

(B) 磁気テープの作製:
下記の下塗り塗料成分をニーダで混練したのち、サンドミルで滞留時間を60分とした分散処理を行い、これにポリイソシアネート6部を加え、撹拌ろ過して、下塗り塗料を調製した。これとは別に、下記の磁性塗料成分(1)をニーダで混練したのち、サンドミルで滞留時間を45分として分散し、これに下記の磁性塗料成分(2)を加え、混合した。
(B) Production of magnetic tape:
The following undercoat paint components were kneaded with a kneader and then dispersed in a sand mill with a residence time of 60 minutes. To this, 6 parts of polyisocyanate was added, followed by stirring and filtration to prepare an undercoat paint. Separately, the following magnetic coating component (1) was kneaded with a kneader, dispersed in a sand mill with a residence time of 45 minutes, and the following magnetic coating component (2) was added thereto and mixed.

〈下塗り塗料成分〉
・酸化鉄粉末(平均粒径:55nm) 70部
・酸化アルミニウム粉末(平均粒径:80nm) 10部
・カーボンブラツク(平均粒径:25nm) 20部
・塩化ビニル−ヒドロキシプロピルメタクリレート共重合樹脂 10部
(含有−SO3 Na基:0.7×10-4当量/g)
・ポリエステルポリウレタン樹脂 5部
(含有−SO3 Na基:1.0×10-4当量/g)
・メチルエチルケトン 130部
・トルエン 80部
・ミリスチン酸 1部
・ステアリン酸ブチル 1.5部
・シクロヘキサノン 65部
<Undercoat paint component>
Iron oxide powder (average particle size: 55 nm) 70 parts Aluminum oxide powder (average particle diameter: 80 nm) 10 parts Carbon black (average particle diameter: 25 nm) 20 parts Vinyl chloride-hydroxypropyl methacrylate copolymer resin 10 parts (Contained -SO 3 Na group: 0.7 × 10 -4 equivalent / g)
Polyester polyurethane resin 5 parts (containing -SO 3 Na group: 1.0 × 10 -4 eq / g)
・ Methyl ethyl ketone 130 parts ・ Toluene 80 parts ・ Myristic acid 1 part ・ Butyl stearate 1.5 parts ・ Cyclohexanone 65 parts

〈磁性塗料成分(1)〉
・上記(A)で製造したイットリウム−窒化鉄系磁性粉末 100部
・塩化ビニル−ヒドロキシプロピルアクリレート共重合樹脂 8部
(含有−SO3 Na基:0.7×10-4当量/g)
・ポリエステルポリウレタン樹脂 4部
(含有−SO3 Na基:1.0×10-4当量/g)
・α−アルミナ(平均粒径:80nm) 10部
・カーボンブラツク(平均粒径:25nm) 1.5部
・ミリスチン酸 1.5部
・メチルエチルケトン 133部
・トルエン 100部
<Magnetic paint component (1)>
- the yttrium prepared in (A) - vinyl iron nitride-based magnetic powder 100 parts chloride - hydroxypropyl acrylate copolymer resin 8 parts (containing -SO 3 Na group: 0.7 × 10 -4 eq / g)
Polyester polyurethane resin 4 parts (contained -SO 3 Na group: 1.0 × 10 −4 equivalent / g)
・ Α-Alumina (average particle size: 80 nm) 10 parts ・ Carbon black (average particle size: 25 nm) 1.5 parts ・ Myristic acid 1.5 parts ・ Methyl ethyl ketone 133 parts ・ Toluene 100 parts

〈磁性塗料成分(2)〉
・ステアリン酸 1.5部
・ポリイソシアネート 4部
(日本ポリウレタン工業社製の「コロネートL」)
・シクロヘキサノン 133部
・トルエン 33部
<Magnetic paint component (2)>
-Stearic acid 1.5 parts-Polyisocyanate 4 parts ("Coronate L" manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.)
・ Cyclohexanone 133 parts ・ Toluene 33 parts

上記の下塗り塗料を、非磁性支持体である厚さ6μmのポリエチレンナフタレートフィルム(105℃,30分の熱収縮率が縦方向で0.8%、横方向で0.6%)に、乾燥およびカレンダ処理後の下塗り層の厚さが2μmとなるように塗布し、この上にさらに、上記の磁性塗料を、磁場配向処理、乾燥およびカレンダ処理後の磁性層の厚さが90nmとなるように塗布した。   Dry the above-mentioned undercoat paint onto a 6-μm thick polyethylene naphthalate film (105 ° C., 30 minutes thermal shrinkage ratio of 0.8% in the vertical direction and 0.6% in the horizontal direction) as a nonmagnetic support. The undercoat layer after the calendering is applied so that the thickness of the undercoat layer is 2 μm, and the magnetic coating is further applied thereon so that the thickness of the magnetic layer after the magnetic field orientation treatment, drying and calendering is 90 nm. It was applied to.

つぎに、この非磁性支持体の下塗り層および磁性層の形成面とは反対面側に、バツクコート塗料を、乾燥およびカレンダ処理後のバツクコート層の厚さが700nmとなるように塗布し、乾燥した。バツクコート塗料は、下記のバツクコート塗料成分を、サンドミルで滞留時間45分で分散したのち、ポリイソシアネート8.5部を加え、撹拌ろ過して調製したものである。   Next, the back coat paint was applied to the surface opposite to the surface on which the non-magnetic support undercoat layer and magnetic layer were formed so that the thickness of the back coat layer after drying and calendering was 700 nm and dried. . The back coat paint is prepared by dispersing the following back coat paint components in a sand mill with a residence time of 45 minutes, adding 8.5 parts of polyisocyanate, and stirring and filtering.

〈バツクコート塗料成分〉
・カーボンブラツク(平均粒径:25nm) 40.5部
・カーボンブラツク(平均粒径:370nm) 0.5部
・硫酸バリウム 4.05部
・ニトロセルロース 28部
・ポリウレタン樹脂(−SO3 Na基含有) 20部
・シクロヘキサノン 100部
・トルエン 100部
・メチルエチルケトン 100部
<Back coat paint component>
-Carbon black (average particle size: 25 nm) 40.5 parts-Carbon black (average particle size: 370 nm) 0.5 parts-Barium sulfate 4.05 parts-Nitrocellulose 28 parts-Polyurethane resin (containing -SO 3 Na group) ) 20 parts ・ Cyclohexanone 100 parts ・ Toluene 100 parts ・ Methyl ethyl ketone 100 parts

このようにして得た磁気シートを、5段カレンダ(温度70℃、線圧150kg/cm)で鏡面化処理し、これをシートコアに巻いた状態で、60℃,40%RH下、48時間エージングした。その後、1/2インチ幅に裁断し、これを100m/分で走行させながら、磁性層表面をセラミツクホイール(回転測度+150%、巻付け角30°)で研磨して、長さ609mの磁気テープを作製した。この磁気テープをカートリッジに組み込み、コンピュータ用テープとした。   The magnetic sheet thus obtained was mirror-finished with a 5-stage calendar (temperature: 70 ° C., linear pressure: 150 kg / cm), and this was wound on a sheet core at 60 ° C. and 40% RH for 48 hours. Aged. Then, the magnetic layer surface was polished with a ceramic wheel (rotation measure + 150%, winding angle 30 °) while cutting at 1/2 inch width and running at 100 m / min, and a magnetic tape having a length of 609 m. Was made. This magnetic tape was incorporated into a cartridge to obtain a computer tape.

窒化鉄磁性粉末の製造において窒化後の熱処理温度を160℃から170℃に変更した以外は、実施例1と同様にして、磁性粉末ならびに磁気テープを作製し、これをカートリッジに組み込み、コンピュータ用テープとした。   A magnetic powder and a magnetic tape were produced in the same manner as in Example 1 except that the heat treatment temperature after nitriding was changed from 160 ° C. to 170 ° C. in the manufacture of the iron nitride magnetic powder, and this was incorporated into a cartridge to be used as a computer tape. It was.

このようにして得られた窒化鉄系磁性粉末は、そのイットリウムとアルミニウムの含有量を高周波誘導結合プラズマ(ICP)発光分析装置により測定したところ、それぞれFeに対して2.6原子%と10.8原子%であった。また、X線回折パターンより、Fe162 相(あるいはFe8 N相)とFe3 N相、酸化物相の混相を示すプロファイルを得た。酸化物相(フェライト相)の(311)面に相当する回折ピークは38°付近に観察された。 The iron nitride magnetic powder thus obtained was measured for its yttrium and aluminum contents with a high frequency inductively coupled plasma (ICP) emission spectrometer, and found to be 2.6 atomic% and 10. It was 8 atomic%. Further, a profile showing a mixed phase of Fe 16 N 2 phase (or Fe 8 N phase), Fe 3 N phase and oxide phase was obtained from the X-ray diffraction pattern. A diffraction peak corresponding to the (311) plane of the oxide phase (ferrite phase) was observed around 38 °.

さらに、高分解能分析透過電子顕微鏡で粒子形状を観察したところ、ほぼ球状の粒子で平均粒子サイズが15nmであることがわかった。また、この磁性粉末について、1,270kA/m(16kOe)の磁界を印加して測定した飽和磁化は80.7Am2 /kg(80.7emu/g)、保磁力は215.8kA/m(2710エルステッド)であった。 Furthermore, when the particle shape was observed with a high resolution analytical transmission electron microscope, it was found that the particles were almost spherical and the average particle size was 15 nm. Further, with respect to this magnetic powder, the saturation magnetization measured by applying a magnetic field of 1,270 kA / m (16 kOe) was 80.7 Am 2 / kg (80.7 emu / g), and the coercive force was 215.8 kA / m (2710). Oersted).

窒化鉄磁性粉末の製造において、磁気テープの作製において、還元温度を450℃から550℃に変更した以外は、実施例1と同様にして、磁性粉末ならびに磁気テープを作製し、これをカートリッジに組み込み、コンピュータ用テープとした。   In the production of iron nitride magnetic powder, magnetic powder and magnetic tape were produced in the same manner as in Example 1 except that the reduction temperature was changed from 450 ° C. to 550 ° C. in the production of the magnetic tape, and this was incorporated into the cartridge. A computer tape was obtained.

このようにして得られた窒化鉄系磁性粉末は、そのイットリウムとアルミニウムの含有量を高周波誘導結合プラズマ(ICP)発光分析装置により測定したところ、それぞれFeに対して2.5原子%と10.7原子%であった。また、X線回折パターンより、Fe162 相(あるいはFe8 N相)とα−Fe相、酸化物相の混相を示すプロファイルを得た。酸化物相(フェライト相)の(311)面に相当する回折ピークは36°付近に観察された。 The iron nitride magnetic powder thus obtained was measured for its yttrium and aluminum contents with a high frequency inductively coupled plasma (ICP) emission spectrometer, and found to be 2.5 atomic% and 10. It was 7 atomic%. Also, obtained from X-ray diffraction pattern, Fe 16 N 2 phase (or Fe 8 N phase) and alpha-Fe phase, a profile indicating the mixed phase of the oxide phase. A diffraction peak corresponding to the (311) plane of the oxide phase (ferrite phase) was observed around 36 °.

さらに、高分解能分析透過電子顕微鏡で粒子形状を観察したところ、ほぼ球状の粒子で平均粒子サイズが16nmであることがわかった。また、この磁性粉末について、1270kA/m(16kOe)の磁界を印加して測定した飽和磁化は92.5Am2 /kg(92.5emu/g)、保磁力は217.4kA/m(2,730エルステッド)であった。 Furthermore, when the particle shape was observed with a high-resolution analytical transmission electron microscope, it was found that the particles were almost spherical and the average particle size was 16 nm. Further, with respect to this magnetic powder, the saturation magnetization measured by applying a magnetic field of 1270 kA / m (16 kOe) is 92.5 Am 2 / kg (92.5 emu / g), and the coercive force is 217.4 kA / m (2,730). Oersted).

平均粒径16nmのマグネタイト粒子10部を500部の水に、超音波分散機を用いて、30分間分散させた。この分散液に1.3部の硝酸イットリウムを加えて溶解し、30分間撹拌した。これとは別に、0.4部の水酸化ナトリウムを100ccの水に溶解した。この水酸化ナトリウム水溶液を上記の分散液に約30分間かけて滴下し、滴下終了後、さらに1時間攪拌した。このイットリウムの水酸化物を被着したマグネタイト粒子の分散液に2.1部のケイ酸ソーダを加えて溶解し、30分間撹拌した。これとは別に、0.1Nの硝酸水溶液200部を作製した。この硝酸水溶液を上記の分散液のpHが7.0になるように約1時間かけて滴下し、滴下終了後、さらに3時間撹拌した。この処理によりイットリウムの水酸化物とシリコンの化合物をマグネタイト表面に被着析出させた。これを水洗し、ろ過後、90℃で乾燥して、マグネタイト粒子の表面に被着形成した粉末を得た。   10 parts of magnetite particles having an average particle diameter of 16 nm were dispersed in 500 parts of water for 30 minutes using an ultrasonic disperser. To this dispersion, 1.3 parts of yttrium nitrate was added and dissolved, and stirred for 30 minutes. Separately, 0.4 part of sodium hydroxide was dissolved in 100 cc of water. This aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise to the above dispersion over about 30 minutes, and after completion of the addition, the mixture was further stirred for 1 hour. 2.1 parts of sodium silicate was dissolved in the dispersion of magnetite particles coated with the yttrium hydroxide and stirred for 30 minutes. Separately, 200 parts of a 0.1N nitric acid aqueous solution was prepared. This aqueous nitric acid solution was added dropwise over about 1 hour so that the pH of the dispersion was 7.0, and after completion of the addition, the mixture was further stirred for 3 hours. By this treatment, a compound of yttrium hydroxide and silicon was deposited on the magnetite surface. This was washed with water, filtered, and dried at 90 ° C. to obtain a powder deposited on the surface of the magnetite particles.

この粉末について、実施例1と同様にして、水素還元、アンモニア中窒化処理ならびに熱処理を行い、イットリウム−シリコン系窒化鉄磁性粉末を得た。   This powder was subjected to hydrogen reduction, nitriding in ammonia and heat treatment in the same manner as in Example 1 to obtain an yttrium-silicon based iron nitride magnetic powder.

このようにして得られた窒化鉄磁性粉末は、そのイットリウムおよびシリコンの含有量を蛍光X線により測定したところ、それぞれFeに対して2.4原子%と11.0原子%であった。また、X線回折パターンより、Fe162 相(あるいはFe8 N相)とFe3 N相、酸化物相の混相を示すプロファイルを得た。酸化物相(フェライト相)の(311)面に相当する回折ピークは37°付近に観察された。 The iron nitride magnetic powder thus obtained was 2.4 atomic% and 11.0 atomic%, respectively, based on Fe, when the yttrium and silicon contents were measured by fluorescent X-rays. Further, a profile showing a mixed phase of Fe 16 N 2 phase (or Fe 8 N phase), Fe 3 N phase and oxide phase was obtained from the X-ray diffraction pattern. A diffraction peak corresponding to the (311) plane of the oxide phase (ferrite phase) was observed around 37 °.

さらに、高分解能分析透過電子顕微鏡で粒子形状を観察したところ、ほぼ球状の粒子で平均粒子サイズが15nmであることがわかった。この磁性粉末について、1270kA/m(16kOe)の磁界を印加して測定した飽和磁化は85.7Am2 /kg(85.7emu/g)、保磁力は230.9kA/m(2900エルステッド)であった。 Furthermore, when the particle shape was observed with a high resolution analytical transmission electron microscope, it was found that the particles were almost spherical and the average particle size was 15 nm. With respect to this magnetic powder, the saturation magnetization measured by applying a magnetic field of 1270 kA / m (16 kOe) was 85.7 Am 2 / kg (85.7 emu / g), and the coercive force was 230.9 kA / m (2900 Oersted). It was.

磁気テープの作製において、上記の窒化鉄磁性粉末を使用した以外は、実施例1と同様にして、磁気テープを作製し、これをカートリッジに組み込み、コンピュータ用テープとした。   A magnetic tape was produced in the same manner as in Example 1 except that the above iron nitride magnetic powder was used in producing the magnetic tape, and this was incorporated into a cartridge to obtain a computer tape.

[比較例1]
窒化鉄系磁性粉末の製造において、窒化処理後の熱処理を行わずに、窒化後150℃から80℃まで降温し、80℃で、アルゴンガスから酸素と窒素の混合ガスに切り替え、2時間安定化処理を行った以外は、実施例1と同様にして窒化鉄磁性粉末を得た。
[Comparative Example 1]
In the production of iron nitride-based magnetic powder, the temperature is lowered from 150 ° C. to 80 ° C. after nitriding without performing the heat treatment after nitriding, and at 80 ° C., the argon gas is switched to a mixed gas of oxygen and nitrogen for 2 hours. An iron nitride magnetic powder was obtained in the same manner as in Example 1 except that the treatment was performed.

このようにして得られた窒化鉄磁性粉末は、そのイットリウムおよびアルミニウムの含有量を高周波誘導結合プラズマ(ICP)発光分析装置により測定したところ、それぞれFeに対して2.4原子%と10.9原子%であった。また、X線回折パターンより、Fe162 相(あるいはFe8 N相)とFe3 N相、酸化物相の混相を示すプロファイルを得た。酸化物相(フェライト相)の(311)面に相当する回折ピークは35°付近に観察された。 The iron nitride magnetic powder thus obtained was measured for its yttrium and aluminum contents with a high frequency inductively coupled plasma (ICP) emission spectrometer, and found to be 2.4 atomic% and 10.9%, respectively, with respect to Fe. Atomic%. Further, a profile showing a mixed phase of Fe 16 N 2 phase (or Fe 8 N phase), Fe 3 N phase and oxide phase was obtained from the X-ray diffraction pattern. A diffraction peak corresponding to the (311) plane of the oxide phase (ferrite phase) was observed around 35 °.

さらに、高分解能分析透過電子顕微鏡で粒子形状を観察したところ、ほぼ球状の粒子で平均粒子サイズが15nmであることがわかった。この磁性粉末について、1270kA/m(16kOe)の磁界を印加して測定した飽和磁化は87.3Am2 /kg(87.3emu/g)、保磁力は261.1kA/m(2800エルステッド)であった。 Furthermore, when the particle shape was observed with a high resolution analytical transmission electron microscope, it was found that the particles were almost spherical and the average particle size was 15 nm. For this magnetic powder, the saturation magnetization measured by applying a magnetic field of 1270 kA / m (16 kOe) was 87.3 Am 2 / kg (87.3 emu / g) and the coercive force was 261.1 kA / m (2800 Oersted). It was.

磁気テープの作製において、上記の窒化鉄磁性粉末を使用した以外は、実施例1と同様にして、磁気テープを作製し、これをカートリッジに組み込み、コンピュータ用テープとした。   A magnetic tape was produced in the same manner as in Example 1 except that the above iron nitride magnetic powder was used in producing the magnetic tape, and this was incorporated into a cartridge to obtain a computer tape.

[比較例2]
窒化鉄系磁性粉末の製造において、窒化処理後の熱処理を行わずに、窒化後150℃から80℃まで降温し、80℃で、アルゴンガスから酸素と窒素の混合ガスに切り替え、2時間安定化処理を行った以外は、実施例4と同様にして窒化鉄磁性粉末を得た。
[Comparative Example 2]
In the production of iron nitride-based magnetic powder, the temperature is lowered from 150 ° C. to 80 ° C. after nitriding without performing the heat treatment after nitriding, and at 80 ° C., the argon gas is switched to a mixed gas of oxygen and nitrogen for 2 hours. An iron nitride magnetic powder was obtained in the same manner as in Example 4 except that the treatment was performed.

このようにして得られた窒化鉄磁性粉末は、そのイットリウムとシリコンの含有量を蛍光X線により測定したところ、それぞれFeに対して2.5原子%と10.8原子%であった。また、X線回折パターンより、Fe162 相(あるいはFe8 N相)とFe3 N相、酸化物相の混相を示すプロファイルを得た。酸化物相(フェライト相)の(311)面に相当する回折ピークは35°付近に観察された。 The thus obtained iron nitride magnetic powder was measured for its yttrium and silicon contents by fluorescent X-ray, and was 2.5 atomic% and 10.8 atomic%, respectively, with respect to Fe. Further, a profile showing a mixed phase of Fe 16 N 2 phase (or Fe 8 N phase), Fe 3 N phase and oxide phase was obtained from the X-ray diffraction pattern. A diffraction peak corresponding to the (311) plane of the oxide phase (ferrite phase) was observed around 35 °.

さらに、高分解能分析透過電子顕微鏡で粒子形状を観察したところ、ほぼ球状の粒子で平均粒子サイズが15nmであることがわかった。この磁性粉末について、1270kA/m(16kOe)の磁界を印加して測定した飽和磁化は88.0Am2 /kg(88.0emu/g)、保磁力は229.3kA/m(2880エルステッド)であった。 Furthermore, when the particle shape was observed with a high resolution analytical transmission electron microscope, it was found that the particles were almost spherical and the average particle size was 15 nm. With respect to this magnetic powder, the saturation magnetization measured by applying a magnetic field of 1270 kA / m (16 kOe) was 88.0 Am 2 / kg (88.0 emu / g), and the coercive force was 229.3 kA / m (2880 Oersted). It was.

磁気テープの作製において、上記の窒化鉄磁性粉末を使用した以外は、実施例1と同様にして、磁気テープを作製し、これをカートリッジに組み込み、コンピュータ用テープとした。   A magnetic tape was produced in the same manner as in Example 1 except that the above iron nitride magnetic powder was used in producing the magnetic tape, and this was incorporated into a cartridge to obtain a computer tape.

《磁気特性の評価》
上記の実施例1〜4および比較例1〜2の各磁気テープについて、磁気特性として、長手方向の保磁力と保磁力分布、角形比および飽和磁束密度と磁性層厚さとの積を測定し、また下記の要領で、電磁変換特性を測定した。これらの結果を表1に示す。同表には、参考のために、各磁気テープの作製に使用した磁性粉末の飽和磁化および保磁力を併記した。また、同表中の回折ピークは、酸化物相(フェライト相)の(311)面に相当する回折ピークを意味する。
<Evaluation of magnetic properties>
About each magnetic tape of said Examples 1-4 and Comparative Examples 1-2, as a magnetic characteristic, the product of longitudinal coercive force and coercive force distribution, squareness ratio, saturation magnetic flux density, and magnetic layer thickness is measured, Further, the electromagnetic conversion characteristics were measured in the following manner. These results are shown in Table 1. In the table, for reference, the saturation magnetization and the coercive force of the magnetic powder used for the production of each magnetic tape are also shown. Moreover, the diffraction peak in the table means a diffraction peak corresponding to the (311) plane of the oxide phase (ferrite phase).

〈電磁変換特性の測定〉
電磁変換特性として、ヒューレットパッカード社製のLTOドライブを用い、40℃,5%RHの条件下で5回走行後、最短記録波長0.33μmのランダムデータ信号を記録し、再生ヘッドからの出力を読み取り、比較例1の値を基準(0)とした相対値(dB)を求めた。
<Measurement of electromagnetic conversion characteristics>
As an electromagnetic conversion characteristic, an LTO drive manufactured by Hewlett-Packard Company was used, and after running 5 times under the conditions of 40 ° C. and 5% RH, a random data signal with the shortest recording wavelength of 0.33 μm was recorded, and the output from the reproducing head was The relative value (dB) was determined by reading and using the value of Comparative Example 1 as the reference (0).

Figure 2008071425
Figure 2008071425

表1の結果から明らかなように、実施例1〜4に係る各磁性粉末は、比較例1・2に係る各磁性粉末に比べて、シャープな保磁力分布を示すと共に高いC/N特性を有する。このようにフェライト相の(311)面に相当する回折ピークが35.5°から39°に存在する磁性粉末がシャープな保磁力分布と優れた電磁変換特性を有するメカニズムの詳細は明らかではないが、Fe162 相の(112)面とフェライト相の(311)面の面間隔が近いことから、このような2つの構造を組み合わせることにより、結晶構造や磁気構造が安定し、異方性磁界分布がシャープになったものと推測される。またFe3 N相やFe相を組み合わせることにより、結晶構造や磁気構造の安定性が増し、さらに保磁力分布が向上するものと考えられる。このような磁性粉末ならびに磁気記録媒体の構成要件を満たすことで、良好な短波長記録特性が得られることは、本発明者らにより初めて見出されたものである。 As is clear from the results in Table 1, each of the magnetic powders according to Examples 1 to 4 shows a sharp coercive force distribution and high C / N characteristics as compared with the magnetic powders according to Comparative Examples 1 and 2. Have. The details of the mechanism in which the magnetic powder having a diffraction peak corresponding to the (311) plane of the ferrite phase at 35.5 ° to 39 ° has a sharp coercive force distribution and excellent electromagnetic conversion characteristics are not clear. Since the spacing between the (112) face of the Fe 16 N 2 phase and the (311) face of the ferrite phase is close, combining these two structures stabilizes the crystal structure and magnetic structure, and makes anisotropy It is estimated that the magnetic field distribution has become sharper. In addition, combining the Fe 3 N phase and the Fe phase is considered to increase the stability of the crystal structure and the magnetic structure and further improve the coercive force distribution. It has been found for the first time by the present inventors that satisfactory short wavelength recording characteristics can be obtained by satisfying the constituent requirements of such magnetic powder and magnetic recording medium.

Claims (3)

非磁性支持体と、
この非磁性支持体の一方の面側に設けられた、磁性粉末および結合剤を含有する磁性層とを有する磁気記録媒体であって、
前記磁性粉末が、少なくとも鉄および窒素を構成元素とし、かつFe162 相あるいはFe8 N相とフェライト相とを含み、線源に銅のKα1線を用いて測定したX線回折においてフェライト相の(311)面に相当する回折ピークが35.5°から39°に存在する磁性粉末からなることを特徴とする磁気記録媒体。
A non-magnetic support;
A magnetic recording medium having a magnetic layer containing a magnetic powder and a binder provided on one surface side of the nonmagnetic support,
The magnetic powder includes at least iron and nitrogen as constituent elements and includes an Fe 16 N 2 phase or an Fe 8 N phase and a ferrite phase, and a ferrite phase in X-ray diffraction measured using a copper Kα1 line as a radiation source. A magnetic recording medium comprising a magnetic powder having a diffraction peak corresponding to the (311) plane of 35.5 ° to 39 °.
前記磁性粉末にはFe3 N相が含まれている、請求項1記載の磁気記録媒体。 The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the magnetic powder contains an Fe 3 N phase. 前記磁性粉末にはα−Fe相が含まれている、請求項1記載の磁気記録媒体。   The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the magnetic powder contains an α-Fe phase.
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