JP2009054264A - 磁気記録媒体 - Google Patents

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Abstract

【課題】塗膜平滑性、電磁変換特性、走行耐久性及び保存安定性に優れた磁気記録媒体を提供すること。
【解決手段】非磁性支持体上に、強磁性粉末を結合剤中に分散させた磁性層と、シランカップリング剤で表面処理した無機粉体及び放射線硬化性化合物を含有する層を放射線照射によって硬化させた突起付与層とを、この順に有し、前記突起付与層の表面に、高さが10nm以上20nm以下の微小突起を1×103個/mm2以上1×106個/mm2以下有することを特徴とする磁気記録媒体。また、非磁性支持体と磁性層との間に、非磁性粉末を結合剤中に分散させた非磁性層を有することが好ましい。
【選択図】なし

Description

本発明は、磁気テープや磁気ディスク等の磁気記録媒体に関し、非磁性支持体上に強磁性粉末と結合剤とを分散させてなる少なくとも一層の磁性層を設けた磁気記録媒体に関する。
オーディオ用、ビデオ用、コンピュータ用などのテープ状磁気記録媒体及びフレキシブルディスクなどのディスク状磁気記録媒体として、γ−酸化鉄、Co含有酸化鉄、酸化クロム、強磁性金属粉末などの強磁性粉末を結合剤中に分散させた磁性層を支持体上に設けた磁気記録媒体が用いられている。
近年の記録の大容量化、高記録密度化要求に応える磁気記録媒体はその高度な電磁変換特性を達成するため極めて平滑な表面を有する。この平滑な表面を記録・再生ヘッドで摺動すると、耐久性を確保することが困難である。従来、強磁性微粉末と結合剤とを分散した磁性層を設ける塗布型磁気記録媒体では、カーボン他のフィラーを磁性液中に添加することで突起を形成してきた。
特許文献1では、記録密度が高く、かつ信頼性に優れた磁気記録媒体を提供するために、基板上に磁性層と前記磁性層上に形成された保護層とを有する磁気記録媒体において、前記保護層は前記磁性層の表面を連続して覆う皮膜と前記皮膜上に分散して形成された突起とで構成され、前記皮膜は炭素に少なくとも珪素を5〜30at%含む材料から成り、前記突起は炭素又は炭素に水素もしくは窒素を添加した材料から成ることを特徴とする磁気記録媒体が開示されている。
また、特許文献2では、プラスチックフィルムの基体上に磁性層が形成された構成の、特にテープ型の磁気記録媒体について、従来問題となっていたアーカイブ性や記録信号の安定性、低ノイズ化等の課題の解決を図り、同時に走行安定性、走行耐久性、及び磁気ヘッドの耐磨耗性についての信頼性の観点からも解決を図ることを目的として、磁気抵抗効果型磁気ヘッド、又は巨大磁気抵抗効果型磁気ヘッドに適用される磁気記録媒体であって、長尺状の基体上に、コバルトの含有量が1〜10重量%のコバルト含有マグヘマイト薄膜よりなる磁性層を有し、上記磁性層形成面側に、高さが5〜20nmの微小突起が、0.5×108〜5.0×108個/mm2の割合で形成されていることを特徴とする磁気記録媒体が開示されている。
特開平10−172130号公報 特開2004−362647号公報
従来法ではフィラーの密度、磁性液の組成等の要因で所望の高さの突起を得ることが難しく、非磁性のフィラーを添加することで磁性層中の磁性体の配向、充填度を不均一にして電磁変換特性を劣化させる問題があった。
また、特許文献1及び特許文献2にあるように、保護層によって突起を設ける方法は、主に金属薄膜磁性層上に炭素を主体とする保護層を設けた例であり、いずれも突起として磁気ヘッドと接触する皮膜は脆く、コンピュター用の磁気記録媒体として繰返し摺動した際に、突起の脱落を生じるという問題があった。
本発明は、上記の課題を解決することであり、優れた電磁変換特性及び走行耐久性を有する磁気記録媒体を提供することを目的とする。
本発明が解決しようとする課題は、下記<1>の手段により解決された。好ましい実施態様である<2>〜<6>と共に以下に記載する。
<1> 非磁性支持体上に、強磁性粉末を結合剤中に分散させた磁性層と、シランカップリング剤で表面処理した無機粉体及び放射線硬化性化合物を含有する層を放射線照射によって硬化させた突起付与層とを、この順に有し、前記突起付与層の表面に、高さが10nm以上20nm以下の微小突起を1×103個/mm2以上1×106個/mm2以下有することを特徴とする磁気記録媒体、
<2> 前記シランカップリング剤が式(1)で表される<1>に記載の磁気記録媒体、
4-n−Si−(Y)n (1)
ここで、Xは炭素数4以上18以下のアルキル基、フェニル基、(メタ)アクリロキシ基又は炭素数4以上22以下の(メタ)アクリロキシアルキル基であり、YはOCH3、OC25又はOC37であり、nは2又は3である。
<3> 前記シランカップリング剤で表面処理した無機粉体の平均粒子径が1nm以上30nm以下である<1>又は<2>に記載の磁気記録媒体、
<4> 前記シランカップリング剤で表面処理した無機粉体が有機溶媒分散シリカゾルである<1>〜<3>いずれか1つに記載の磁気記録媒体、
<5> 突起付与層中のシランカップリング剤で表面処理した無機粉体の含有量が1×10-5vol%以上5×10-3vol%以下である<1>〜<4>いずれか1つに記載の磁気記録媒体、
<6> 非磁性支持体と磁性層との間に、非磁性粉末を結合剤中に分散させた非磁性層を有する<1>〜<5>いずれか1つに記載の磁気記録媒体。
本発明によれば、優れた電磁変換特性及び走行耐久性を有する磁気記録媒体を提供することができた。
本発明の磁気記録媒体は、非磁性支持体上に、強磁性粉末を結合剤中に分散させた磁性層と、シランカップリング剤で表面処理した無機粉体及び放射線硬化性化合物を含有する層を放射線照射によって硬化させた突起付与層とを、この順に有し、前記突起付与層の表面に、高さが10nm以上20nm以下の微小突起を1×103個/mm2以上1×106個/mm2以下有することを特徴とする。
また、非磁性支持体と磁性層との間に、非磁性粉末を結合剤中に分散させた非磁性層を有することが好ましい。
本発明の磁気記録媒体は、磁性層上に放射線硬化性化合物を放射線照射して、均一な突起を設けた突起付与層を有するものである。放射線硬化性化合物は一般的に低分子量であるモノマー、オリゴマーであり、粘度が低く塗膜がレベリングしやすいため、優れた平滑性を得ることができるが、耐久性を確保することが困難であった。本発明者らは、シランカップリング剤で処理された無機粉体を分散させることで、電磁変換特性と耐久性を両立することを見出し、本発明に至ったものである。
即ち、本発明においては、均一な突起を有する突起付与層を設けることによって、均一な磁性層を形成し、高度な電磁変換特性を達成することができる。
また、本発明のように、放射線硬化物で覆われた突起では、上記従来の技術の問題点を解決することができる。即ち、突起の脱落を抑え、十分な走行耐久性を確保することができる。
I.突起付与層
突起付与層は、シランカップリング剤で表面処理した無機粉体及び放射線硬化性化合物を含有する層を放射線照射によって硬化させた層である。
放射線硬化性化合物は一般的に低分子量であるモノマー、オリゴマーであり、粘度が低く塗膜がレベリングしやすいため、優れた平滑性を得ることができる。しかしながら、このような放射線硬化性化合物を硬化させて得られる層は、平滑であるものの、塗膜の張り付き故障等が生じ、摺動耐久性に劣るなどの問題があった。
本発明においては、シランカップリング剤で表面処理した無機粉体を含む突起付与層を設けることにより、磁気記録媒体の磁性層側の表面に均一な突起を付与することができ、力学的強度を向上させることができる。また、繰り返し摺動により突起付与層の脱落を防止することができる。
1.放射線硬化性化合物
本発明において突起付与層に含まれる「放射線硬化性化合物」とは、紫外線又は電子線などの放射線を照射すると重合又は架橋を開始し、高分子化して硬化する性質を有する化合物をいう。放射線硬化性化合物は、外部からエネルギー(紫外線又は電子線等)を与えない限り反応が進行しない。このため、放射線硬化性化合物を含む塗布液は、紫外線又は電子線等を照射しない限り粘度が安定しており、高い塗膜平滑性を得ることができる。また、紫外線又は電子線等の高いエネルギー放射線の照射により瞬時に反応が進むため、放射線硬化性化合物を含む塗布液では高い塗膜強度を得ることができる。
尚、本発明で用いられる放射線には、電子線(β線)、紫外線、X線、γ線、α線などの各種の放射線が含まれる。
放射線硬化性化合物としては、例えば多価アルコールにアクリル酸やメタクリル酸に代表されるカルボン酸と放射線硬化性官能基を有する化合物を反応させて得られる(メタ)アクリレート化合物((メタ)アクリル酸エステル)や多価アルコールに2−イソシアネートエチルアクリレート、2−イソシアネートエチルメタクリレートに代表される水酸基と反応する基と放射線硬化性官能基を有する化合物を反応させて得られるウレタンアクリレートが例示できる。
また、ジイソシアネート化合物や末端イソシアネートプレポリマーにヒドロキシエチル(メタ)アクリレートやヒドロキシブチル(メタ)アクリレートに代表されるイソシアネート基と反応する基と放射線硬化性官能基を有する化合物を反応させて得られるものが例示できる。
尚、ここでいう「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート及びメタクリレートの総称であり、「(メタ)アクリル酸」とは、メタクリル酸及びアクリル酸の総称である。
前記の多価アルコールとしては、従来公知のポリウレタン原料として用いられているジオールのほか、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリオレフィンポリオール、ポリエーテルエステルポリオールを用いることができる。ジイソシアネート化合物もポリウレタン原料として知られているものを用いることができる。
多官能(メタ)アクリル酸エステルの例としては、3官能以上としては、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート及びそのエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド変性物等が挙げられる。
2官能のものとしては、1,3−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、シクロペンタジエニルアルコールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
これらの中でも好ましい放射線硬化性化合物は2官能の単量体であり、アクリロイル基又はメタクリロイル基を有する放射線硬化性化合物が好ましい。また、官能基としては、重合性に優れることからメタクリロイル基よりもアクリロイル基が好ましい。
また、得られる磁気記録媒体が機械的強度と吸湿性とのバランスに優れることから、放射線硬化性化合物の構造としては、脂肪族系や脂環族系ジアクリレートが好ましい。
脂肪族系の好ましい例としてはヘキサメチレンジオールジアクリレート(ヘキサンジオールジアクリレート)、2−エチル−2−ブチル−1,3−プロパンジオールジアクリレート、3−メチルペンタンジオールジアクリレート、2−メチルオクタンジオールジアクリレート、ノナンジオールジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートのウレタンジアクリレート等が例示される。
また、脂環族系の好ましい例としては、シクロヘキサンジメタノールジアクリレート、リモネンアルコールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、ダイマージオールジアクリレート、5−エチル−2−(2−ヒドロキシ−1,1’−ジメチルエチル)−5−(ヒドロキシメチル)−1,3−ジオキサンジアクリレート、テトラヒドロフランジメタノールジアクリレート、3,9−ビス(1,1−ジメチル−2−ヒドロキシエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]−ウンデカンジアクリレート等が挙げられる。これらの中でも好ましいものはトリシクロデカンジメタノールジアクリレートである。
上記多官能エステル以外の(メタ)アクリレートとしては、エポキシ(メタ)アクリレート、ポリシロキサンポリ(メタ)アクリレート、ポリアミドポリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。ポリエーテル(メタ)アクリレート、ポリエーテル(メタ)アクリレート等特に限定されないが好ましくはウレタン(メタ)アクリレートである。
本発明において、放射線硬化性化合物として、「低エネルギー電子線照射の応用技術((株)シーエムシー発行)」、「UV・EB硬化技術((株)総合技術センター発行)」などに記載されている公知の(メタ)アクリレート化合物など放射線硬化性化合物を使用してもよい。
使用する放射線硬化性化合物としてはアクリロイル基を2官能以上有するものが好ましい。
これらの他にも、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート等の4官能以上のアクリロイル基を有するものも使用することができるが、2官能及び/又は3官能の(メタ)アクリレートと併用することが好ましい。放射線硬化性化合物が2〜3官能であると、原料の保存安定性が良好であるので好ましい。また、良好な硬化性を得ることができるので好ましい。
また、粘度調節、基材との密着性向上等の理由で必要に応じて単官能(メタ)アクリレート及び単官能(メタ)アクリルアミドを劣位量添加してもよい。かかる単官能(メタ)アクリレートとしては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシペンチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシペンチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート及びエトキシエチル(メタ)アクリレート等が例示でき、単官能(メタ)アクリルアミドとしては、N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。これら単官能(メタ)アクリレート及び単官能(メタ)アクリルアミドの使用量としては、放射線硬化性化合物全体の0重量%以上40重量%以下であることが好ましく、より好ましくは耐擦傷性等を考慮すると0重量%以上30重量%以下である。
本発明で使用される放射線硬化性化合物の分子量は、200以上1,000以下であることが好ましい。分子量が200以上であると、未反応物が塗膜表面に析出しにくいので好ましい。また、分子量が1,000以下であると、良好な粘度が得られ、十分な平滑性を得ることができるので好ましい。
本発明において、放射線硬化性化合物の粘度は100mPa・s以上10,000mPa・s以下であることが好ましい。より好ましくは300mPa・s以上7,000mPa・s以下であり、更に好ましくは500mPa・s以上2,000mPa・s以下である。
放射線硬化性化合物の粘度が上記範囲内であると平滑性に優れる磁気記録媒体を得ることができるので好ましい。
ここで、突起付与層は結合剤を含有しないことが好ましく、実質的に放射線硬化性化合物のみを硬化することが好ましい。但し、突起付与層が後述するシランカップリング剤で表面処理した無機粉体、その他の無機粉体、重合開始剤や顔料等の添加剤を含有することを排除するものではない。
2.無機粉体
本発明の磁気記録媒体は、突起付与層がシランカップリング剤で表面処理した無機粉体を含む。
ここで、無機粉体としては特に限定されず、公知の無機粉体を適宜選択して使用することができ、例えば、金属酸化物、金属炭酸塩、金属硫酸塩、金属窒化物、金属炭化物、金属硫化物、等の無機質化合物から選択することができる。
具体的には、α化率90%以上のα−アルミナ、β−アルミナ、γ−アルミナ、θ−アルミナ、二酸化珪素、炭化ケイ素、酸化クロム、酸化セリウム、α−酸化鉄、ゲータイト、コランダム、窒化珪素、チタンカーバイト、二酸化チタン、酸化スズ、酸化マグネシウム、酸化タングステン、酸化ジルコニウム、窒化ホウ素、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、二硫化モリブデンなどが単独又は組合せで使用される。これらの中でも特に好ましいのは、二酸化珪素、α−酸化鉄、二酸化チタンである。
シランカップリング剤で表面処理を行う無機粉体としては、粒子サイズ、粒度分布の小ささ、機能付与の手段が多いこと等から、特に二酸化珪素が好ましく、有機溶媒に分散されたコロイダルシリカであることがより好ましい。また、無機粉体として、アルコキシシラン類を出発原料として、ゾルゲル法によって合成され、有機溶媒に分散されたコロイダルシリカを好適に使用できる。
有機溶媒としては、シクロヘキサノン、MEK(メチルエチルケトン)、トルエン、イソプロピルアルコール、MIBK(メチルイソブチルケトン)、メタノール、エタノール等が例示できる。これらの中でも無機粉体を分散する有機溶媒はシクロヘキサノンであることが好ましい。シランカップリング剤で表面処理した無機粉体が有機溶媒分散シリカゾルであると、良好な分散性が得られるので好ましい。
シランカップリング剤で表面処理した無機粉体(「処理後無機粉体」ともいう。以下、同様。)の平均粒子径は1nm以上30nm以下であることが好ましい。2nm以上27nm以下であることがより好ましく、3nm以上25nm以下であることが更に好ましく、5nm以上20nm以下であることが特に好ましい。シランカップリング剤で表面処理した無機粉体(処理後無機粉体)の平均粒子径が上記範囲内であると、平滑性に優れた磁気記録媒体を得ることができるので好ましい。
シランカップリング剤で表面処理を行う無機粉体の形状は特に限定はなく、針状、楕円状、球状、積層状等のものが使用できる。また、処理後無機粉体の平均粒子径が上記範囲内となるように、無機粉体の平均粒子径を適宜選択することが好ましい。尚、シランカップリング剤による表面処理によっても、無機粉体の粒子径は殆んど変化しないことから、処理後無機粉体の平均粒子径は、表面処理前の無機粉体の粒子径で近似できる。
ここで、処理後無機粉体の粒子径とは、一次粒子径を意味する。また、平均粒子径とは、累積基準による体積平均粒子径を意味する。
処理後無機粉体の粒子径の測定手段としては、レーザー光散乱式粒度分布計や超音波減衰法による粒度分布計が例示できる。
また、磁気記録媒体中の処理後無機粉体の平均粒子径の測定方法としては、磁気記録媒体の断面をFIB(集束イオンビーム)切削した後、突起付与層のSEM観察を50,000倍で行い、画像解析ソフトを用いて突起付与層中における処理後無機粉体の平均粒子径を算出する方法を例示することができる。処理後無機粉体を球体として累積平均体積粒子径を求めることができる。
3.無機粉体を表面処理するシランカップリング剤
本発明の磁気記録媒体において、突起付与層はシランカップリング剤で表面処理した無機粉体を含有する。
本発明において、シランカップリング剤は、無機粉体表面の活性な水素(例えばOH)と反応させて表面処理させるものである。また、前記反応は脱水又は脱アルコール縮合であることが好ましい。
用いることのできるシランカップリング剤は特に限定はされない。例えばメチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、ヘキシルトリプロポキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、ミリスチルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、ステアリルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ベンジルトリメトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシラン、ビニルトリエトキシシラン、スチリルトリメトキシシラン、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、アクリロキシトリメトキシシラン、アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メタクロキシプロピルトリメトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、メルカプトプロピルトリメトキシシラン、イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、ウレイドプロピルトリメトキシシラン、イソシアネートプロピルトリメトキシシラン等が例示できる。
中でも好ましいものは表面処理過程における縮合のしやすさからトリメトキシシラン系である。特に好ましくはヘキシルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシランである。
本発明において、シランカップリング剤は以下の式(1)で表される化合物であることが好ましい。
4-n−Si−(Y)n (1)
ここで、Xは炭素数4以上18以下のアルキル基、フェニル基、(メタ)アクリロキシ基又は炭素数4以上22以下の(メタ)アクリロキシアルキル基であり、YはOCH3、OC25又はOC37であり、nは2又は3である。尚、炭素数4以上22以下の(メタ)アクリロキシアルキル基とは、アルキレン基の炭素数が1以上18以下の(メタ)アクリロキシアルキル基である。
具体的には、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、ヘキシルトリプロポキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、ミリスチルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、ステアリルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ベンジルトリメトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メタクロキシプロピルトリメトキシシラン等がある。
表面処理過程における縮合のしやすさから、YはOCH3であることが好ましい。また、nは3であることが好ましい。特に好ましいシランカップリング剤としては、ヘキシルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシランが例示できる。
無機粉体のシランカップリング剤による表面処理は、溶液中でなされることが好ましい。シランカップリング剤を溶解した溶液と無機粉体又は無機粉体を含有する溶液(好ましくは無機粉体の分散液)を混合し、超音波、スターラー、ホモジナイザー、ディゾルバー、プレネタリーミキサー、ペイントシェーカー、サンドグラインダー、ニーダーなどを用いて、撹拌、分散しながら処理することが好ましい。
シランカップリング剤を溶解する溶剤としては、極性の大きな有機溶剤が好ましい。具体的には、アルコール、ケトン、エステルなどの公知の溶剤が挙げられるが、アルコール又はケトンが好ましい。これらは一種を単独で使用してもよいし、複数の有機溶剤を混合して使用してもよい。
シランカップリング剤は、無機粉体100重量部に対して10重量部以上40重量部以下添加することが好ましく、15重量部以上30重量部以下添加することがより好ましい。シランカップリング剤の添加量が上記範囲内であると表面処理が良好に行われるので好ましい。
また、二酸化珪素粒子をシランカップリング剤で処理する方法としては、特開2005−314197号公報に記載されている方法が例示できる。具体的には、(a)アルコキシシランを原料由来とする高純度親水性有機溶媒分散シリカゾルの親水性有機溶媒を、沸点が100℃以上の両親媒性有機溶媒で置換する第一の工程、(b)第一の工程で得られたシリカゾルをシランカップリング剤で表面処理する第二の工程、(c)第二の工程で得られたシリカゾルの沸点が100℃以上の両親媒性有機溶媒を疎水性有機溶媒で置換する第三の工程を含む処理方法が例示できる。また、第二の工程において、酸性条件下にてシリカゾルをシランカップリング剤で表面処理することが好ましい。
高純度親水性有機溶媒分散シリカゾルは、アルコキシシランを原料由来とする従来公知のあらゆる方法によって製造される親水性有機溶媒分散シリカゾルを使用することができる。高純度親水性有機溶媒分散シリカゾルの製造方法としては、加水分解可能なケイ素化合物、例えば、テトラメチルシリケート、テトラエチルシリケート、テトライソプロピルシリケート、テトラブチルシリケート、ジメチルジエチルシリケート等のアルコキシシラン類やテトラクロロシラン等のクロロシラン類を、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどの親水性有機溶媒中で加水分解することにより得る方法を例示することができる(ゾル−ゲル法)。また、水分散シリカゾルの分散媒である水を公知の方法、例えば限外濾過膜を使用して親水性有機溶媒と溶媒置換することにより得る方法が例示できる。
親水性有機溶媒は特に限定されないが、例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノールなどの炭素数1〜3の直鎖又は分岐のアルコール類などを例示することができる。
沸点が100℃以上の両親媒性有機溶媒としては、n−ブタノール、n−ペンタノール、n−ヘキサノール等の炭素数4以上の一価アルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等の二価アルコール、グリセリン等の多価アルコール、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール等の高分子アルコール、エチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどを例示することができる。
特に本発明では、両親媒性有機溶媒は、沸点が100℃以上200℃以下の両親媒性有機溶媒であることが好ましく、沸点が100℃以上150℃以下の両親媒性有機溶媒であることがより好ましい。
高純度親水性有機溶媒分散シリカゾルの親水性有機溶媒を沸点が100℃以上の両親媒性有機溶媒で置換する方法は特に限定されず、例えば、親水性有機溶媒分散シリカゾルを、親水性有機溶媒の沸点程度の温度に加熱しながら両親媒性有機溶媒を一定量ずつ滴下する方法を例示することができる。この際、置換操作は液温及び塔頂温が置換する溶媒の沸点に達するまで行うことが好ましい。
また、親水性有機溶媒分散シリカゾルを沈殿・分離、遠心分離等により親水性有機溶媒から分離した後に、沸点が100℃以上の両親媒性有機溶媒に再分散させる方法を例示することができる。
第二の工程は、第一の工程で得られたシリカゾルをシランカップリング剤で表面処理する工程である。前記表面処理は酸性条件下で行われることが好ましい。
第一の工程で得られたシリカゾルをシランカップリング剤で表面処理するには、第一の工程で得られたシリカゾルに酸を添加して酸性に調整した後、シランカップリング剤を加え加熱還流を行うか又は両親媒性有機溶媒の沸点以下の温度、好ましくは50℃以上200℃以下程度に加熱することにより、表面処理を行うことができる。
酸を添加することで、表面処理を確実かつ速やかに行うことができるので好ましい。酸性条件下で表面処理を行うと、良好な粘度が得られ、シリカゾルの固形分濃度を高く設定することができるので好ましい。
酸は特に限定されないが、例えば、ギ酸、酢酸等の有機酸や、硫酸、塩酸などの無機酸、強酸性イオン交換樹脂等を例示することができ、酸の添加量は特に限定されないが、好ましくはシリカゾルに対して1重量%以上30重量%以下が望ましい。またpH領域は特に限定されないが、pH4以下に調整することが望ましい。本発明では酢酸を用いることが工業的に好ましい。
突起付与層はシランカップリング剤で表面処理した無機粉体を1×10-5vol%以上5×10-3vol%以下含有することが好ましい。シランカップリング剤で表面処理した無機粉体の含有量が上記範囲内であると、突起の付与量を所望の範囲とすることができるので好ましい。
ここで、「突起付与層はシランカップリング剤で表面処理した無機粉体を1×10-5vol%以上5×10-3vol%以下含有する」とは、硬化後の突起付与層中において、シランカップリング剤で表面処理した無機粉体を1×10-5vol%以上5×10-3vol%以下含む意である。
放射線硬化により放射線硬化性化合物の体積収縮(硬化収縮)が数%起こるが、上記の体積%(vol%)は、硬化前の突起付与層において、溶媒等を除去した体積から概算することもできる。
突起付与層における処理後無機粉体の含有量は磁気記録媒体の断面をFIB(集束イオンビーム)切削したのち、突起付与層のSEM観察を50,000倍で行うことにより算出することができる。
また、シランカップリング剤で表面処理した無機粉体(処理後無機粉体)はシランカップリング剤で処理した有機溶媒分散シリカゾルであることが好ましい。ここで、有機溶媒分散シリカゾルとは、有機溶媒中に無水珪酸(無水二酸化珪素)が分散されたものである。
分散媒である有機溶媒としてはシクロヘキサノン、MEK、トルエン、イソプロピルアルコール、MIBKが例示でき、これらの中でもシクロヘキサノンであることが好ましい。シランカップリング剤で表面処理した無機粉体が有機溶媒分散シリカゾルであると良好な分散性が得られるので好ましい。
4.放射線照射
本発明において使用される放射線は電子線や紫外線を用いることができる。紫外線を使用する場合には前記の化合物に光重合開始剤を添加することが必要となる。電子線硬化の場合は重合開始剤が不要であり、透過深さも深いので好ましい。
電子線加速器としてはスキャニング方式、ダブルスキャニング方式あるいはカーテンビーム方式が採用できるが、好ましいのは比較的安価で大出力が得られるカーテンビーム方式である。電子線特性としては、加速電圧が好ましくは30kV以上1,000kV以下、より好ましくは50kV以上300kV以下であり、吸収線量として好ましくは0.5Mrad(5kGy)以上20Mrad(200kGy)以下、より好ましくは1Mrad(10kGy)以上10Mrad(100kGy)以下である。加速電圧が30kV以上であると十分なエネルギー透過量が得られるので好ましい。また、1,000kV以下であると、重合に使われるエネルギー効率が良好であり、経済的であるので好ましい。
電子線を照射する雰囲気は窒素パージにより酸素濃度を200ppm以下にすることが好ましい。酸素濃度が200ppm以下であると、表面近傍の架橋、硬化反応の阻害が生じないので好ましい。
紫外線光源としては、水銀灯が好適に用いられる。水銀灯は20W/cm以上240W/cm以下のランプを用い、速度0.3m/分以上20m/分で使用されることが好ましい。基体と水銀灯との距離は一般に1cm以上30cm以下であることが好ましい。
紫外線硬化に用いる光重合開始剤として光ラジカル重合開始剤が用いられる。詳細は例えば「新高分子実験学第2巻 第6章 光・放射線重合」(共立出版1995発行、高分子学会編)に記載されているものを使用できる。光ラジカル重合開始剤としては芳香族ケトンが例示でき、具体例としては、アセトフェノン、ベンゾフェノン、アントラキノン、ベンゾインエチルエーテル、ベンジルメチルケタール、ベンジルエチルケタール、ベンゾインイソブチルケトン、ヒドロキシジメチルフェニルケトン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、などが挙げられる。光ラジカル重合開始剤の混合比率は、放射線硬化化合物100重量部に対し0.5重量部以上20重量部以下であることが好ましく、より好ましくは2重量部以上15重量部以下、更に好ましくは3重量部以上10重量部以下である。光重合開始剤の混合比率が上記範囲内であると、良好な硬化性を得ることができるので好ましい。
放射線硬化装置、条件などについては「UV・EB硬化技術」((株)総合技術センター発行)や「低エネルギー電子線照射の応用技術」(2000年、(株)シーエムシー発行)などに記載されている公知のものを用いることができる。
5.突起付与層の性質
(厚み)
本発明において、突起付与層の厚みは5nm以上20nm以下であることが好ましく、5nm以上10nm以下であることがより好ましい。突起付与層の厚みが5nm以上であると、突起物の脱落が抑制でき、十分な耐久性を得ることができるので好ましい。また、20nm以下であると、良好な電磁変換特性を得ることができるので好ましい。
(ガラス転移温度)
本発明において、突起付与層のガラス転移温度(Tg)は80℃以上150℃以下であることが好ましく、100℃以上130℃以下であることがより好ましい。ガラス転移温度が80℃以上であると、塗布工程で粘着故障を生じることがないので好ましい。また、ガラス転移温度が150℃以下であると、良好な塗膜強度が得られるので好ましい。
(弾性率)
本発明において、突起付与層の弾性率は1.5GPa以上10GPa以下であることが好ましく、2GPa以上10GPa以下であることがより好ましい。
弾性率が1.5GPa以上であると、塗膜が粘着故障を生じることがないので好ましい。また、弾性率が10GPa以下であると、良好な塗膜強度が得られるので好ましい。
(平均粗さ)
本発明において、突起付与層のカットオフ値0.25nmにおける平均粗さ(Ra)は1nm以上2nm以下であることが好ましい。
平均粗さが1nm以上であると、塗布工程でのパスロールへの張り付き故障を生じることがないので好ましい。また、2nm以下であると、十分な平滑性が得られるので好ましい。
6.突起付与層の表面の微小突起
本発明において、磁性層上に更に突起付与層を設けることにより、磁気記録媒体の磁性層形成面側の表面に微小突起を形成する。
本発明の磁気記録媒体は、突起付与層の表面に、高さが10nm以上20nm以下の微小突起を1×103個/mm2以上1×106個/mm2以下有する。高さが10nm以上20nmの微小突起が1×103個/mm2未満であると、摩擦係数が高くなり走行耐久性を確保できない。また、高さが10nm以上20nm以下の微小突起数が1×106個/mm2を超えると電磁変換特性が劣化する。
高さが10nm以上20nm以下の微小突起は1×103個/mm2以上1×104個/mm2以下であることが好ましい。
また、突起付与層の表面における高さが30nm以上の微小突起は1×103個/mm2以下であることが好ましく、より好ましくは1×102個/mm2以下であり、更に好ましくは10個/mm2以下である。
高さが30nm以上の微小突起が1×103個/mm2以下であると、良好な電磁変換特性を得ることができるので好ましい。
II.磁性層
本発明の磁気記録媒体は、非磁性支持体上に、強磁性粉末を結合剤中に分散させた磁性層を有する。
1.強磁性粉末
本発明の磁気記録媒体には、強磁性粉末として、長軸長が20nm以上50nm以下の針状強磁性体、板径10nm以上50nm以下の平板状磁性体、又は直径10nm以上50nm以下の球状又は楕円状磁性体を使用することが好ましい。以下、それぞれについて説明する。
(1)針状強磁性体
本発明の磁気記録媒体に使用される強磁性粉末として、長軸長が20nm以上50nm以下である針状強磁性体を使用することが好ましい。針状強磁性体としては、針状であるコバルト含有強磁性酸化鉄又は強磁性合金粉末等の強磁性金属粉末が例示でき、BET比表面積(SBET)が好ましくは40m2/g以上80m2/g以下、より好ましくは50m2/g以上70m2/g以下である。結晶子サイズは好ましくは8nm以上25nm以下、より好ましくは9nm以上22nm以下であり、特に好ましくは10nm以上20nm以下である。長軸長は20nm以上50nm以下であることが好ましく、より好ましくは20nm以上45nm以下である。
強磁性粉末としては、イットリウムを含むFe、Fe−Co、Fe−Ni、Co−Ni−Feが挙げられ、強磁性粉末中のイットリウム含有量は、鉄原子に対してイットリウム原子の比、Y/Feが0.5原子%以上20原子%以下が好ましく、更に好ましくは、5原子%以上10原子%以下である。0.5原子%以上であると、強磁性粉末が高σS化することができ、良好な磁気特性が得られ、電磁変換特性が良好であるので好ましい。20原子%以下であると鉄の含有量が適切であり、良好な磁気特性が得られ、電磁変換特性が良好であるので好ましい。さらに、鉄100原子%に対して20原子%以下の範囲内で、アルミニウム、ケイ素、硫黄、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、銅、亜鉛、モリブデン、ロジウム、パラジウム、錫、アンチモン、ホウ素、バリウム、タンタル、タングステン、レニウム、金、鉛、リン、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、テルル、ビスマス等を含むことができる。また、強磁性金属粉末が少量の水、水酸化物又は酸化物を含むものなどであってもよい。
本発明に使用する、コバルト、イットリウムを導入した強磁性粉末の製造方法の一例を示す。
第一鉄塩とアルカリを混合した水性懸濁液に、酸化性気体を吹き込むことによって得られるオキシ水酸化鉄を出発原料とする例を挙げることができる。
このオキシ水酸化鉄の種類としては、α−FeOOHが好ましい。その製法としては、第一鉄塩を水酸化アルカリで中和してFe(OH)2の水性懸濁液とし、この懸濁液に酸化性ガスを吹き込んで針状のα−FeOOHとする第一の製法がある。一方、第一鉄塩を炭酸アルカリで中和してFeCO3の水性懸濁液とし、この懸濁液に酸化性気体を吹き込んで紡錘状のα−FeOOHとする第二の製法がある。このようなオキシ水酸化鉄は第一鉄塩水溶液とアルカリ水溶液とを反応させて水酸化第一鉄を含有する水溶液を得て、これを空気酸化等により酸化して得られたものであることが好ましい。この際、第一鉄塩水溶液にNi塩や、Ca塩、Ba塩、Sr塩等のアルカリ土類元素の塩、Cr塩、Zn塩などを共存させても良く、このような塩を適宜選択して用いることによって粒子形状(軸比)などを調製することができる。
第一鉄塩としては、塩化第一鉄、硫酸第一鉄等が好ましい。またアルカリとしては水酸化ナトリウム、アンモニア水、炭酸アンモニウム、炭酸ナトリウム等が好ましい。また、共存させることができる塩としては、塩化ニッケル、塩化カルシウム、塩化バリウム、塩化ストロンチウム、塩化クロム、塩化亜鉛等の塩化物が好ましい。
次いで、鉄にコバルトを導入する場合は、イットリウムを導入する前に、硫酸コバルト、塩化コバルト等のコバルト化合物の水溶液を前記のオキシ水酸化鉄のスラリーに撹拌混合する。コバルトを含有するオキシ水酸化鉄のスラリーを調製した後、このスラリーにイットリウムの化合物を含有する水溶液を添加し、撹拌混合することによって導入することができる。
本発明において、強磁性粉末には、イットリウム以外にもネオジム、サマリウム、プラセオジウム、ランタン、ガドリニウム等を導入することができる。これらは、塩化イットリウム、塩化ネオジム、塩化サマリウム、塩化プラセオジウム、塩化ランタン等の塩化物、硝酸ネオジム、硝酸ガドリニウム等の硝酸塩などを用いて導入することができ、これらは、二種以上を併用してもよい。
強磁性金属粉末の抗磁力(Hc)は、好ましくは159.2kA/m以上238.8kA/m以下(2,000Oe以上3,000Oe以下)であり、更に好ましくは167.2kA/m以上230.8kA/m以下(2,100Oe以上2,900Oe以下)である。
また、飽和磁束密度は、好ましくは150mT以上300mT以下(1,500G以上3,000G以下)であり、更に好ましくは160mT以上290mT以下(1,600G以上2,900G以下)である。また飽和磁化(σs)は、好ましくは100A・m2/kg以上170A・m2/kg以下(100emu/g以上170emu/g以下)であり、更に好ましくは110A・m2/kg以上160A・m2/kg以下(110emu/g以上160emu/g以下)である。
磁性体自体のSFD(switching field distribution)は小さい方が好ましく、0.8以下であることが好ましい。SFDが0.8以下であると、電磁変換特性が良好で、出力が高く、また磁化反転がシャープでピークシフトが小さくなり、高密度デジタル磁気記録に好適である。Hc分布を小さくするためには、強磁性金属粉末においてはゲータイトの粒度分布を良くする、単分散α−Fe23を使用する、粒子間の焼結を防止するなどの方法がある。
(2)平板状磁性体
本発明で用いることのできる板径が10〜50nmである平板状磁性体としては六方晶フェライト粉末が好ましい。
六方晶フェライトとしてバリウムフェライト、ストロンチウムフェライト、鉛フェライト、カルシウムフェライトの各置換体、Co置換体等がある。具体的にはマグネトプランバイト型のバリウムフェライト及びストロンチウムフェライト、スピネルで粒子表面を被覆したマグネトプランバイト型フェライト、更に一部スピネル相を含有したマグネトプランバイト型のバリウムフェライト及びストロンチウムフェライト等が挙げられ、その他所定の原子以外にAl、Si、S、Sc、Ti、V、Cr、Cu、Y、Mo、Rh、Pd、Ag、Sn、Sb、Te、Ba、Ta、W、Re、Au、Hg、Pb、Bi、La、Ce、Pr、Nd、P、Co、Mn、Zn、Ni、Sr、B、Ge、Nb、Zr、Znなどの原子を含んでもかまわない。一般にはCo−Zn、Co−Ti、Co−Ti−Zr、Co−Ti−Zn、Ni−Ti−Zn、Nb−Zn−Co、Sb−Zn−Co、Nb−Zn等の元素を添加した物を使用することができる。原料・製法によっては特有の不純物を含有するものもある。
粒子サイズは六角板径で10nm以上50nm以下であることが好ましい。磁気抵抗ヘッドで再生する場合は、低ノイズにする必要があり、板径は40nm以下であることが好ましい。板径が上記範囲であると、熱揺らぎがなく安定な磁化が望める。また、ノイズも低くなるため高密度磁気記録に適する。
板状比(板径/板厚)は1以上15以下が好ましく、2以上7以下がより好ましい。上記範囲であると配向性が十分であり、粒子間のスタッキングが起こりにくくノイズが小さくなる。この粒子サイズ範囲のBET法による比表面積は10m2/g以上200m2/g以下を示す。比表面積は概ね粒子板径と板厚からの算術計算値と符号する。結晶子サイズは50Å以上450Å以下であることが好ましく、より好ましくは100Å以上350Å以下である。粒子板径・板厚の分布は通常狭いほど好ましい。数値化は困難であるが粒子TEM写真より500粒子を無作為に測定する事で比較できる。分布は正規分布ではない場合が多いが、計算して平均サイズに対する標準偏差で表すとσ/平均サイズ=0.1以上2.0以下であることが好ましい。粒子サイズ分布をシャープにするには粒子生成反応系をできるだけ均一にすると共に、生成した粒子に分布改良処理を施すことも行われている。たとえば酸溶液中で超微細粒子を選別的に溶解する方法等も知られている。
磁性体で測定される抗磁力Hcは39.8kA/m以上398kA/m以下(500Oe以上5,000Oe以下)程度まで作製できる。Hcは高い方が高密度記録に有利であるが、記録ヘッドの能力で制限される。通常63.7kA/m以上318.4kA/m以下(800Oe以上4,000Oe以下)程度であるが、好ましくは119.4kA/m(1,500Oe)以上278.6kA/m(3,500Oe)以下である。ヘッドの飽和磁化が1.4テスラを越える場合は、159.2kA/m(2,000Oe)以上にすることが好ましい。
Hcは粒子サイズ(板径・板厚)、含有元素の種類と量、元素の置換サイト、粒子生成反応条件等により制御できる。飽和磁化σsは40A・m2/kg以上80A・m2/kg以下(40emu/g以上80emu/g以下)である。σsは高い方が好ましいが微粒子になるほど小さくなる傾向がある。σs改良のためマグネトプランバイトフェライトにスピネルフェライトを複合すること、含有元素の種類と添加量の選択等が良く知られている。またW型六方晶フェライトを用いることも可能である。
磁性体(磁性粉末)を分散する際に磁性体粒子表面を分散媒、ポリマーに合った物質で処理することも行われている。表面処理材は無機化合物、有機化合物が使用される。主な化合物としてはSi、Al、P、等の酸化物又は水酸化物、各種シランカップリング剤、各種チタンカップリング剤が代表例である。量は磁性体に対して0.1%以上10%以下である。磁性体のpHも分散に重要である。通常4以上12以下程度であり、分散媒、ポリマーにより最適値があるが、媒体の化学的安定性、保存性から6以上10以下程度が選択される。磁性体に含まれる水分も分散に影響する。分散媒、ポリマーにより最適値があるが通常0.01%以上2.0%以下が選ばれる。
六方晶フェライトの製法としては、(1)酸化バリウム・酸化鉄・鉄を置換する金属酸化物とガラス形成物質として酸化ホウ素等を所望のフェライト組成になるように混合した後溶融し、急冷して非晶質体とし、次いで再加熱処理した後、洗浄・粉砕してバリウムフェライト結晶粉体を得るガラス結晶化法。(2)バリウムフェライト組成金属塩溶液をアルカリで中和し、副生成物を除去した後100℃以上で液相加熱した後洗浄・乾燥・粉砕してバリウムフェライト結晶粉体を得る水熱反応法。(3)バリウムフェライト組成金属塩溶液をアルカリで中和し、副生成物を除去した後乾燥し1,100℃以下で処理し、粉砕してバリウムフェライト結晶粉体を得る共沈法等があるが、本発明は製法を選ばない。
(3)球状又は楕円状磁性体
球状又は楕円状磁性体としては、Fe162を主相とする窒化鉄系の強磁性粉末が好ましい。Fe、N原子以外にAl、Si、S、Sc、Ti、V、Cr、Cu、Y、Mo、Rh、Pd、Ag、Sn、Sb、Te、Ba、Ta、W、Re、Au、Hg、Pb、Bi、La、Ce、Pr、Nd、P、Co、Mn、Zn、Ni、Sr、B、Ge、Nbなどの原子を含んでもかまわない。Feに対するNの含有量は1.0原子%以上20.0原子%以下が好ましい。
窒化鉄は球状又は楕円状が好ましく、長軸径/短軸径の軸比は1以上2以下が好ましい。BET比表面積(SBET)が30m2/g以上100m2/g以下であることが好ましく、より好ましくは50m2/g以上70m2/g以下である。結晶子サイズは12nm以上25nm以下であることが好ましく、より好ましくは13nm以上22nm以下である。
飽和磁化σsは50A・m2/kg(50emu/g)以上200A・m2/kg(200emu/g)以下が好ましい。更に好ましくは70A・m2/kg(70emu/g)以上150A・m2/kg(150emu/g)以下である。
2.結合剤
磁性層に用いる結合剤としてはポリウレタン樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、塩化ビニル系樹脂、スチレン、アクリロニトリル、メチルメタクリレートなどを共重合したアクリル系樹脂、ニトロセルロースなどのセルロース系樹脂、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラールなどのポリビニルアルキラール樹脂などから単独あるいは複数の樹脂を混合して用いることができる。これらの中で好ましいのはポリウレタン樹脂、アクリル系樹脂、セルロース系樹脂、塩化ビニル系樹脂である。
結合剤には強磁性粉末、非磁性粉体の分散性を向上させるためこれらの粉体表面に吸着する官能基(極性基)を持つことが好ましい。好ましい官能基としては−SO3M、−SO4M、−PO(OM)2、−OPO(OM)2、−COOM、=NSO3M、=NRSO3M、−NR12、−N+123-などがある。ここでMは水素又はNa、K等のアルカリ金属、Rはアルキレン基、R1、R2、R3はアルキル基又はヒドロキシアルキル基又は水素、XはCl、Br等のハロゲンである。結合剤中の官能基の量は10μeq/g以上200μeq/g以下が好ましく、30μeq/g以上120μeq/g以下が更に好ましい。この範囲内にあると、良好な分散性が得られるので好ましい。
結合剤には吸着官能基のほかにイソシアネート硬化剤と反応して架橋構造を形成し塗膜強度を向上させるために−OH基などの活性水素を持つ官能基を付与することが好ましい。好ましい量は0.1meq/g以上2meq/g以下である。
結合剤の分子量は重量平均分子量で10,000以上200,000以下であることが好ましく、20,000以上100,000以下であることが更に好ましい。この範囲内にあると、塗膜強度が十分であり、耐久性が良好であり、また分散性が向上するので好ましい。
好ましい結合剤であるポリウレタン樹脂は例えば「ポリウレタン樹脂ハンドブック」(岩田敬治 編、1986年 日刊工業新聞社)に詳しく記載されているが、通常、長鎖ジオール、短鎖ジオール(鎖延長剤と呼ばれることもある)とジイソシアネート化合物の付加重合によって得られる。長鎖ジオールは分子量500以上5,000以下のポリエステルジオール、ポリエーテルジオール、ポリエーテルエステルジオール、ポリカーボネートジオール、ポリオレフィンジオールなどが好適に用いられる。この長鎖ポリオールの種類によりポリエステルウレタン、ポリエーテルウレタン、ポリエーテルエステルウレタン、ポリカーボネートウレタンなどと呼ばれる。
ポリエステルジオールとしてはアジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、などの脂肪族二塩基酸、イソフタル酸、オルソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸などの芳香族二塩基酸とグリコールとの縮重合によって得られる。グリコール成分としてはエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、水素化ビスフェノールAなどがある。また、ポリエステルジオールにはこのほかに、ε−カプロラクトン、γ−バレロラクトンなどのラクトンを開環重合したポリカプロラクトンジオール、ポリバレロラクトンジオールなども用いることができる。
ポリエステルジオールは耐加水分解性の観点で分岐側鎖をもつもの、芳香族、脂環族の原料から得られるものが好ましい。
ポリエーテルジオールとしてはポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、やビスフェノールA、ビスフェノールS、ビスフェノールP、水素化ビスフェノールAなどの芳香族グリコールや脂環族ジオールにエチレンオキサイド、プロピレンオキサイドなどのアルキレンオキサイドを付加重合したものなどがある。
これらの長鎖ジオールは複数の種類のものを併用、混合して用いることもできる。
短鎖ジオールとしては上記ポリエステルジオールのグリコール成分に例示したものと同じ化合物群の中から選ぶことができる。また3官能以上の多価アルコール例えばトリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールなどを少量併用すると分岐構造のポリウレタン樹脂が得られ溶液粘度を低下させたり、ポリウレタンの末端のOH基を増やすことでイソシアネート系硬化剤との硬化性を高めることができる。
ジイソシアネート化合物としてはMDI(ジフェニルメタンジイソシアネート)、2,4−TDI(トリレンジイソシアネート)、2,6−TDI、1,5−NDI(ナフタレンジイソシアネート)、TODI(トリジンジイソシアネート)、p−フェニレンジイソシアネート、XDI(キシリレンジイソシアネート)などの芳香族ジイソシアネート、トランスシクロヘキサン1,4−ジイソシアネート、HDI(ヘキサメチレンジイソシアネート)、IPDI(イソホロンジイソシアネート)、H6XDI(水素添加キシリレンジイソシアネート)、H12MDI(水素添加ジフェニルメタンジイソシアネート)などの脂肪族、脂環族ジイソシアネートなどが用いられる。
ポリウレタン樹脂中の長鎖ジオール/短鎖ジオール/ジイソシアネートの好ましい組成は(80〜15重量%)/(5〜40重量%)/(15〜50重量%)である。
ポリウレタン樹脂のウレタン基濃度は1meq/g以上5meq/g以下が好ましく、1.5meq/g以上4.5meq/g以下が更に好ましい。ウレタン基濃度が上記範囲内であると、高い力学的強度が得られると共に、溶液粘度が良好であり、良好な分散性が得られるので好ましい。
ポリウレタン樹脂のガラス転移温度は0℃以上200℃以下が好ましく、より好ましくは40℃以上160℃以下である。ガラス転移温度が上記範囲内であると、高い耐久性が得られると共に、良好なカレンダー成形性が得られ、良好な電磁変換特性が得られるので好ましい。
ポリウレタン樹脂に前述した吸着官能基(極性基)を導入する方法としては官能基を長鎖ジオールのモノマーの一部に用いる方法、短鎖ジオールの一部に用いる方法やポリウレタンを重合した後、高分子反応で極性基を導入する方法などがある。
塩化ビニル系樹脂としては塩化ビニルモノマーに種々のモノマーと共重合したものが用いられる。
共重合モノマーとしては酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどの脂肪酸ビニルエステル類、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレートなどのアクリレート、メタクリレート類、アリルメチルエーテル、アリルエチルエーテル、アリルプロピルエーテル、アリルブチルエーテルなどのアルキルアリルエーテル類、その他スチレン、α−メチルスチレン、塩化ビニリデン、アクリロニトリル、エチレン、ブタジエン、アクリルアミド、更に官能基をもつ共重合モノマーとしてビニルアルコール、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチルアリルエーテル、2−ヒドロキシプロピルアリルエーテル、3−ヒドロキシプロピルアリルエーテル、p−ビニルフェノール、マレイン酸、無水マレイン酸、アクリル酸、メタクリル酸、グリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル、ホスホエチル(メタ)アクリレート、スルホエチル(メタ)アクリレート、p−スチレンスルホン酸、及びこれらのNa塩、K塩などが用いられる。
塩化ビニル系樹脂中の塩化ビニルモノマーの組成は60重量%以上95重量%以下であることが好ましい。上記範囲内にあると、良好な力学強度が得られると共に、溶剤溶解性が良好で、好適な溶液粘度のために良好な分散性が得られるので好ましい。
吸着官能基(極性基)、ポリイソシアネート系硬化剤との硬化性を高めるための官能基の好ましい量は前述したとおりである。これらの官能基の導入方法は上記の官能基含有モノマーを共重合してもよいし、塩化ビニル系樹脂を共重合した後、高分子反応で官能基を導入してもよい。
好ましい重合度は200以上600以下、より好ましくは240以上450以下である。この範囲内にあると、良好な力学強度が得られると共に、好適な溶液粘度のために良好な分散性が得られるので好ましい。
本発明に使用する結合剤を架橋、硬化させ塗膜の力学強度や耐熱性高めるために硬化剤を用いることができる。好ましい硬化剤としてポリイソシアネート化合物がある。ポリイソシアネート化合物は3官能以上のポリイソシアネートが好ましい。
具体的にはトリメチロールプロパン(TMP)にTDI(トリレンジイソシアネート)を3モル付加した化合物、TMPにHDI(ヘキサメチレンジイソシアネート)を3モル付加した化合物、TMPにIPDI(イソホロンジイソシアネート)を3モル付加した化合物、TMPにXDI(キシリレンジイソシアネート)を3モル付加した化合物、などアダクト型ポリイソシアネート化合物。TDIの縮合イソシアヌレート型3量体、TDIの縮合イソシアヌレート5量体、TDIの縮合イソシアヌレート7量体、及びこれらの混合物。HDIのイソシアヌレート型縮合物、IPDIのイソシアヌレート型縮合物。さらに、クルードMDIなどがある。
これらの中で好ましいのはTMPにTDIを3モル付加した化合物、TDIのイソシアヌレート型3量体などである。
イソシアネート系硬化剤以外に電子線あるいは紫外線などの放射線硬化性の硬化剤を用いてもよい。この場合放射線硬化性官能基としてアクリロイル基又はメタクリロイル基を分子内に2個以上、好ましくは3個以上有する硬化剤を用いることができる。例えばTMP(トリメチロールプロパン)のトリアクリレート、ペンタエリスリトールのテトラアクリレート、ウレタンアクリレートオリゴマーなどがある。この場合、硬化剤のほかに結合剤にも(メタ)アクリロイル基を導入するのが好ましい。紫外線硬化の場合はこのほかに光増感剤が併用される。
硬化剤は結合剤100重量部に対して0重量部以上80重量部以下添加するのが好ましい。上記範囲内にあると分散性が良好であるので好ましい。
結合剤の添加量は磁性層の場合は強磁性粉末100重量部に対して、5重量部以上30重量部以下が好ましく、10重量部以上20重量部以下がより好ましい。
本発明における磁性層には、必要に応じて添加剤を加えることができる。添加剤としては、研磨剤、潤滑剤、分散剤・分散助剤、防黴剤、帯電防止剤、酸化防止剤、溶剤、カーボンブラックなどを挙げることができる。
これら添加剤としては、例えば、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、グラファイト、窒化ホウ素、フッ化黒鉛、シリコーンオイル、極性基を持つシリコーン、脂肪酸変性シリコーン、フッ素含有シリコーン、フッ素含有アルコール、フッ素含有エステル、ポリオレフィン、ポリグリコール、ポリフェニルエーテル、フェニルホスホン酸、ベンジルホスホン酸基、フェネチルホスホン酸、α−メチルベンジルホスホン酸、1−メチル−1−フェネチルホスホン酸、ジフェニルメチルホスホン酸、ビフェニルホスホン酸、ベンジルフェニルホスホン酸、α−クミルホスホン酸、トルイルホスホン酸、キシリルホスホン酸、エチルフェニルホスホン酸、クメニルホスホン酸、プロピルフェニルホスホン酸、ブチルフェニルホスホン酸、ヘプチルフェニルホスホン酸、オクチルフェニルホスホン酸、ノニルフェニルホスホン酸等の芳香族環含有有機ホスホン酸及びそのアルカリ金属塩、オクチルホスホン酸、2−エチルヘキシルホスホン酸、イソオクチルホスホン酸、イソノニルホスホン酸、イソデシルホスホン酸、イソウンデシルホスホン酸、イソドデシルホスホン酸、イソヘキサデシルホスホン酸、イソオクタデシルホスホン酸、イソエイコシルホスホン酸等のアルキルホスホン酸及びそのアルカリ金属塩、リン酸フェニル、リン酸ベンジル、リン酸フェネチル、リン酸α−メチルベンジル、リン酸1−メチル−1−フェネチル、リン酸ジフェニルメチル、リン酸ビフェニル、リン酸ベンジルフェニル、リン酸α−クミル、リン酸トルイル、リン酸キシリル、リン酸エチルフェニル、リン酸クメニル、リン酸プロピルフェニル、リン酸ブチルフェニル、リン酸ヘプチルフェニル、リン酸オクチルフェニル、リン酸ノニルフェニル等の芳香族リン酸エステル及びそのアルカリ金属塩、リン酸オクチル、リン酸2−エチルヘキシル、リン酸イソオクチル、リン酸イソノニル、リン酸イソデシル、リン酸イソウンデシル、リン酸イソドデシル、リン酸イソヘキサデシル、リン酸イソオクタデシル、リン酸イソエイコシル等のリン酸アルキルエステル及びそのアルカリ金属塩、アルキルスルホン酸エステル及びそのアルカリ金属塩、フッ素含有アルキル硫酸エステル及びそのアルカリ金属塩、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、エライジン酸、エルカ酸等の炭素数10〜24の不飽和結合を含んでも分岐していてもよい一塩基性脂肪酸及びこれらの金属塩、又はステアリン酸ブチル、ステアリン酸オクチル、ステアリン酸アミル、ステアリン酸イソオクチル、ミリスチン酸オクチル、ラウリル酸ブチル、ステアリン酸ブトキシエチル、アンヒドロソルビタンモノステアレート、アンヒドロソルビタンジステアレート、アンヒドロソルビタントリステアレート等の炭素数10〜24以下の不飽和結合を含んでも分岐していてもよい一塩基性脂肪酸と炭素数2〜22の不飽和結合を含んでも分岐していてもよい1〜6価アルコール、炭素数12〜22の不飽和結合を含んでも分岐していてもよいアルコキシアルコール又はアルキレンオキサイド重合物のモノアルキルエーテルのいずれか一つとからなるモノ脂肪酸エステル、ジ脂肪酸エステル又は多価脂肪酸エステル、炭素数2〜22の脂肪酸アミド、炭素数8〜22の脂肪族アミンなどが使用できる。また、上記炭化水素基以外にもニトロ基及びF、Cl、Br、CF3、CCl3、CBr3等の含ハロゲン炭化水素等炭化水素基以外の基が置換したアルキル基、アリール基、アラルキル基を持つものでもよい。
また、アルキレンオキサイド系、グリセリン系、グリシドール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加体等のノニオン界面活性剤、環状アミン、エステルアミド、第四級アンモニウム塩類、ヒダントイン誘導体、複素環類、ホスホニウム又はスルホニウム類等のカチオン系界面活性剤、カルボン酸、スルホン酸、硫酸エステル基等の酸性基を含むアニオン界面活性剤、アミノ酸類、アミノスルホン酸類、アミノアルコールの硫酸又はリン酸エステル類、アルキルベタイン型等の両性界面活性剤等も使用できる。これらの界面活性剤については、「界面活性剤便覧」(産業図書株式会社発行)に詳細に記載されている。
上記分散剤、潤滑剤等は必ずしも純粋ではなく主成分以外に異性体、未反応物、副反応物、分解物、酸化物等の不純分が含まれても構わない。これらの不純分は30重量%以下が好ましく、より好ましくは10重量%以下である。
これらの添加物の具体例としては、例えば、日本油脂社製:NAA−102、ヒマシ油硬化脂肪酸、NAA−42、カチオンSA、ナイミーンL−201、ノニオンE−208、アノンBF、アノンLG、竹本油脂社製:FAL−205、FAL−123、新日本理化社製:エヌジエルブOL、信越化学社製:TA−3、ライオンアーマー社製:アーマイドP、ライオン社製:デュオミンTDO、日清製油社製:BA−41G、三洋化成社製:プロフアン2012E、ニューポールPE61、イオネットMS−400等が挙げられる。
本発明において、磁性層で用いられる有機溶剤は、公知のものが使用できる。有機溶剤は、任意の比率でアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン、等のケトン類、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、イソプロピルアルコール、メチルシクロヘキサノールなどのアルコール類、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸イソプロピル、乳酸エチル、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、ジオキサンなどのグリコールエーテル系、ベンゼン、トルエン、キシレン、クレゾール、クロロベンゼンなどの芳香族炭化水素類、メチレンクロライド、エチレンクロライド、四塩化炭素、クロロホルム、エチレンクロロヒドリン、テトラヒドロフラン、ジクロロベンゼン等の塩素化炭化水素類、N,N−ジメチルホルムアミド、ヘキサン等を使用することができる。
これら有機溶媒は必ずしも100%純粋ではなく、主成分以外に異性体、未反応物、副反応物、分解物、酸化物、水分等の不純分が含まれてもかまわない。これらの不純分は30%以下が好ましく、更に好ましくは10%以下である。本発明で用いる有機溶媒は磁性層と非磁性層でその種類は同じであることが好ましい。その添加量は変えてもかまわない。非磁性層に表面張力の高い溶媒(シクロヘキサノン、ジオキサンなど)を用い塗布の安定性を上げる、具体的には上層溶剤組成の算術平均値が非磁性層溶剤組成の算術平均値を下回らないことが肝要である。分散性を向上させるためにはある程度極性が強い方が好ましく、溶剤組成の内、誘電率が15以上の溶剤が50%以上含まれることが好ましい。また、溶解パラメータは8以上11以下であることが好ましい。
本発明において磁性層で用いられるこれらの分散剤、潤滑剤、界面活性剤は磁性層及び後述する非磁性層でその種類、量を必要に応じ使い分けることができる。例えば、無論ここに示した例のみに限られるものではないが、分散剤は極性基で吸着もしくは結合する性質を有しており、磁性層においては主に強磁性粉末の表面に、また後述する非磁性層においては主に非磁性粉末の表面に前記の極性基で吸着もしくは結合し、一度吸着した有機リン化合物は金属あるいは金属化合物等の表面から脱着しがたいと推察される。したがって、本発明の強磁性粉末表面あるいは後述する非磁性粉末表面は、アルキル基、芳香族基等で被覆されたような状態になるので、強磁性粉末あるいは非磁性粉末の結合剤樹脂成分に対する親和性が向上し、更に強磁性粉末あるいは非磁性粉末の分散安定性も改善される。また、潤滑剤としては遊離の状態で存在するため非磁性層、磁性層で融点の異なる脂肪酸を用い表面へのにじみ出しを制御する、沸点や極性の異なるエステル類を用い表面へのにじみ出しを制御する、界面活性剤量を調節することで塗布の安定性を向上させる、潤滑剤の添加量を非磁性層で多くして潤滑効果を向上させるなどが考えられる。また本発明で用いられる添加剤のすべて又はその一部は、磁性層あるいは非磁性層用塗布液の製造時のいずれの工程で添加してもよい。例えば、混練工程前に強磁性粉末と混合する場合、強磁性粉末と結合剤と溶剤による混練工程で添加する場合、分散工程で添加する場合、分散後に添加する場合、塗布直前に添加する場合などがある。
また、本発明における磁性層には、必要に応じてカーボンブラックを添加することができる。
カーボンブラックは単独又は組み合せで使用することができる。カーボンブラックを使用する場合、強磁性粉末の重量に対して0.1重量%以上30重量%以下で用いることが好ましい。カーボンブラックは磁性層の帯電防止、摩擦係数低減、遮光性付与、膜強度向上などの働きがあり、これらは用いるカーボンブラックにより異なる。したがって本発明で使用されるこれらのカーボンブラックは、磁性層でその種類、量、組み合せを変え、粒子サイズ、吸油量、電導度、pHなどの先に示した諸特性を基に目的に応じて使い分けることはもちろん可能であり、むしろ各層で最適化すべきものである。
カーボンブラックの種類はゴム用ファーネス、ゴム用サーマル、カラー用ブラック、アセチレンブラック等を用いることができる。磁性層のカーボンブラックは所望する効果によって、以下のような特性を最適化すべきであり、併用することでより効果が得られることがある。
カーボンブラックの比表面積は100m2/g以上500m2/g以下であることが好ましく、より好ましくは150m2/g以上400m2/g以下である。DBP吸油量は好ましくは20ml/100g以上400ml/100g以下であり、より好ましくは30ml/100g以上200ml/100g以下である。カーボンブラックの粒子径は5nm以上80nm以下であることが好ましく、より好ましくは10nm以上50nm以下であり、更に好ましくは10nm以上40nm以下である。カーボンブラックのpHは2以上10以下であることが好ましく、含水率は0.1%以上10%以下であることが好ましく、タップ密度は0.1g/ml以上1g/ml以下であることが好ましい。
本発明に用いられるカーボンブラックの具体的な例としてはキャボット社製 BLACKPEARLS 2000,1300,1000,900,800,880,700、VULCAN XC−72、三菱化成工業社製 #3050B,#3150B,#3250B,#3750B,#3950B,#950,#650B,#970B,#850B,MA−600,MA−230,#4000,#4010、コンロンビアカーボン社製 CONDUCTEX SC、RAVEN 8800,8000,7000,5750,5250,3500,2100,2000,1800,1500,1255,1250、アクゾー社製ケッチェンブラックECなどがあげられる。
カーボンブラックを分散剤などで表面処理したり、樹脂でグラフト化して使用しても、表面の一部をグラファイト化したものを使用してもかまわない。また、カーボンブラックを塗料に添加する前にあらかじめ放射線硬化性化合物に分散してもかまわない。
これらのカーボンブラックは単独、又は組合せで使用することができる。
本発明で使用できるカーボンブラックは例えば「カーボンブラック便覧」(カーボンブラック協会編)を参考にすることができる。
III.非磁性層
本発明の磁気記録媒体は、非磁性支持体上に結合剤及び非磁性粉末を含む非磁性層を有していてもよい。非磁性層に使用できる非磁性粉末は、無機物質でも有機物質でもよい。また、非磁性層には非磁性粉末と共に、必要に応じてカーボンブラックを混合してもよい。
1.非磁性粉末
次に非磁性層に関する詳細な内容について説明する。
本発明の磁気記録媒体は、非磁性支持体上に結合剤及び非磁性粉末を含む非磁性層(下層)を有していてもよい。
非磁性層には、下層が実質的に非磁性である範囲で磁性粉末を使用してもよいが、非磁性粉末を用いることが好ましい。
非磁性層に使用できる非磁性粉末は、無機物質でも有機物質でもよい。また、カーボンブラック等も使用できる。無機物質としては、例えば金属、金属酸化物、金属炭酸塩、金属硫酸塩、金属窒化物、金属炭化物、金属硫化物などが挙げられる。
具体的には二酸化チタン等のチタン酸化物、酸化セリウム、酸化スズ、酸化タングステン、ZnO、ZrO2、SiO2、Cr23、α化率90〜100%のα−アルミナ、β−アルミナ、γ−アルミナ、α−酸化鉄、ゲータイト、コランダム、窒化珪素、チタンカーバイト、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、酸化銅、MgCO3、CaCO3、BaCO3、SrCO3、BaSO4、炭化珪素、炭化チタンなどが単独又は2種類以上を組み合わせて使用される。好ましいのは、α−酸化鉄、酸化チタンである。
非磁性粉末の形状は、針状、球状、多面体状、板状のいずれでもあってもよい。
非磁性粉末の結晶子サイズは、4nm以上1μm以下が好ましく、40nm以上100nm以下がより好ましい。結晶子サイズが4nm以上1μm以下の範囲であれば、分散が困難になることもなく、また好適な表面粗さを有するため好ましい。
これら非磁性粉末の平均粒径は、5nm以上2μm以下が好ましいが、必要に応じて平均粒径の異なる非磁性粉末を組み合わせたり、単独の非磁性粉末でも粒径分布を広くしたりして同様の効果をもたせることもできる。とりわけ好ましい非磁性粉末の平均粒径は、10nm以上200nm以下である。平均粒径が5nm以上2μm以下の範囲であれば、分散も良好で、かつ好適な表面粗さを有するため好ましい。
非磁性粉末の比表面積は、好ましくは1m2/g以上100m2/g以下であり、より好ましくは5m2/g以上70m2/g以下であり、更に好ましくは10m2/g以上65m2/g以下である。比表面積が1m2/g以上100m2/g以下の範囲内にあれば、好適な表面粗さを有し、かつ、所望の結合剤量で分散できるため好ましい。
ジブチルフタレート(DBP)を用いた吸油量は、好ましくは5ml/100g以上100ml/100g以下、より好ましくは10ml/100g以上80ml/100g以下、更に好ましくは20〜60ml/100gである。
比重は好ましくは1以上12以下であり、より好ましくは3以上6以下である。タップ密度は好ましくは0.05g/ml以上2g/ml以下であり、より好ましくは0.2g/ml以上1.5g/ml以下である。タップ密度が0.05g/ml以上2g/ml以下の範囲であれば、飛散する粒子が少なく操作が容易であり、また装置にも固着しにくくなる傾向があるので好ましい。
非磁性粉末のpHは2以上11以下であることが好ましいが、pHは6以上9以下の間が特に好ましい。pHが2以上11以下の範囲にあれば、高温、高湿下又は脂肪酸の遊離により摩擦係数が大きくなることはないので好ましい。
非磁性粉末の含水率は、好ましくは0.1重量%以上5重量%以下、より好ましくは0.2重量%以上3重量%以下、更に好ましくは0.3重量%以上1.5重量%以下である。含水量が0.1重量%以上5重量%以下の範囲であれば、分散も良好で、分散後の塗料粘度も安定するため好ましい。
強熱減量は、20重量%以下であることが好ましく、強熱減量が小さいものが好ましい。
また、非磁性粉末が無機粉末である場合には、モース硬度は4以上10以下のものが好ましい。モース硬度が4以上10以下の範囲であれば耐久性を確保することができるので好ましい。非磁性粉末のステアリン酸吸着量は、1μmol/m2以上20μmol/m2以下であることが好ましく、更に好ましくは2μmol/m2以上15μmol/m2以下である。
非磁性粉末の25℃での水への湿潤熱は、20μJ/cm2以上60μJ/cm2以下(200erg/cm2以上600erg/cm2以下)の範囲にあることが好ましい。また、この湿潤熱の範囲にある溶媒を使用することが好ましい。
100℃以上400℃以下での表面の水分子の量は1個/100Å以上10個/100Å以下が適当である。水中での等電点のpHは、3以上9以下の間にあることが好ましい。
これらの非磁性粉末の表面にはAl23、SiO2、TiO2、ZrO2、SnO2、Sb23、ZnOで表面処理することが好ましい。特に分散性に好ましいのはAl23、SiO2、TiO2、ZrO2であるが、更に好ましいのはAl23、SiO2、ZrO2である。これらは組み合わせて使用してもよいし、単独で用いることもできる。また、目的に応じて共沈させた表面処理層を用いてもよいし、先ずアルミナで処理した後にその表層をシリカで処理する方法、又はその逆の方法を採ることもできる。また、表面処理層は目的に応じて多孔質層にしても構わないが、均質で密である方が一般には好ましい。
本発明において非磁性層に用いられる非磁性粉末の具体的な例としては、例えば、昭和電工製ナノタイト、住友化学製HIT−100、ZA−G1、戸田工業社製DPN−250、DPN−250BX、DPN−245、DPN−270BX、DPB−550BX、DPN−550RX 石原産業製酸化チタンTTO−51B、TTO−55A、TTO−55B、TTO−55C、TTO−55S、TTO−55D、SN−100、MJ−7、α−酸化鉄E270、E271、E300、チタン工業製STT−4D、STT−30D、STT−30、STT−65C、テイカ製MT−100S、MT−100T、MT−150W、MT−500B、T−600B、T−100F、T−500HDなどが挙げられる。堺化学製FINEX−25、BF−1、BF−10、BF−20、ST−M、同和鉱業製DEFIC−Y、DEFIC−R、日本アエロジル製AS2BM、TiO2P25、宇部興産製100A、500A、チタン工業製Y−LOP及びそれを焼成したものが挙げられる。特に好ましい非磁性粉末は二酸化チタンとα−酸化鉄である。
非磁性層には非磁性粉末と共に、カーボンブラックを混合し表面電気抵抗を下げ、光透過率を小さくすると共に、所望のμビッカース硬度を得ることができる。非磁性層のμビッカース硬度は、好ましくは25kg/mm2以上60kg/mm2以下、より好ましくはヘッド当りを調整するために、30kg/mm2以上50kg/mm2以下であり、薄膜硬度計(日本電気製 HMA−400)を用いて、稜角80度、先端半径0.1μmのダイヤモンド製三角錐針を圧子先端に用いて測定することができる。光透過率は一般に波長900nm程度の赤外線の吸収が3%以下、たとえばVHS用磁気テープでは0.8%以下であることが規格化されている。このためにはゴム用ファーネス、ゴム用サーマル、カラー用ブラック、アセチレンブラック等を用いることができる。
本発明において非磁性層に用いられるカーボンブラックの比表面積は好ましくは100m2/g以上500m2/g以下、より好ましくは150m2/g以上400m2/g以下、DBP吸油量は好ましくは20ml/100g以上400ml/100g以下、より好ましくは30ml/100g以上200ml/100g以下である。カーボンブラックの粒子径は好ましくは5nm以上80nm以下、より好ましく10nm以上50nm以下、更に好ましくは10nm以上40nm以下である。カーボンブラックのpHは2以上10以下、含水率は0.1%以上10%以下、タップ密度は0.1g/ml以上1g/ml以下であることが好ましい。
本発明において非磁性層に用いることができるカーボンブラックの具体的な例としては、キャボット社製BLACKPEARLS 2000、1300、1000、900、800、880、700、VULCAN XC−72、三菱化成工業社製#3050B、#3150B、#3250B、#3750B、#3950B、#950、#650B、#970B、#850B、MA−600、コロンビアカーボン社製CONDUCTEX SC、RAVEN8800、8000、7000、5750、5250、3500、2100、2000、1800、1500、1255、1250、アクゾー社製ケッチェンブラックECなどが挙げられる。
また、カーボンブラックを分散剤などで表面処理したり、樹脂でグラフト化して使用しても、表面の一部をグラファイト化したものを使用してもかまわない。また、カーボンブラックを塗料に添加する前にあらかじめ結合剤で分散してもかまわない。これらのカーボンブラックは上記無機質粉末に対して50重量%を越えない範囲、非磁性層総重量の40%を越えない範囲で使用することが好ましい。これらのカーボンブラックは単独、又は組み合せで使用することができる。本発明の非磁性層で使用できるカーボンブラックは例えば「カーボンブラック便覧」(カーボンブラック協会編)を参考にすることができる。
また非磁性層には目的に応じて有機質粉末を添加することもできる。このような有機質粉末としては、例えば、アクリルスチレン系樹脂粉末、ベンゾグアナミン樹脂粉末、メラミン系樹脂粉末、フタロシアニン系顔料が挙げられるが、ポリオレフィン系樹脂粉末、ポリエステル系樹脂粉末、ポリアミド系樹脂粉末、ポリイミド系樹脂粉末、ポリフッ化エチレン樹脂も使用することができる。その製法は、特開昭62−18564号公報、特開昭60−255827号公報に記されているようなものが使用できる。
IV.非磁性支持体
本発明に用いることのできる非磁性支持体としては、二軸延伸を行った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、ポリアミド、ポリアミドイミド、芳香族ポリアミド等の公知のものが挙げられる。これらの中でも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、ポリアミドが好ましい。
これらの支持体はあらかじめコロナ放電、プラズマ処理、易接着処理、熱処理などを行ってもよい。また、本発明に用いることのできる非磁性支持体の表面粗さはカットオフ値0.25mmにおいて中心平均粗さRaが3〜10nmであることが好ましい。
V.放射線硬化層(平滑化層)
本発明の磁気記録媒体には、放射線硬化層(平滑化層)を設けてもよい。放射線硬化層とは、非磁性支持体表面の突起を埋めるための層であり、非磁性支持体上に磁性層を設けた磁気記録媒体の場合は非磁性支持体と磁性層の間、非磁性支持体上に非磁性層及び磁性層をこの順に設けた磁気記録媒体の場合には非磁性支持体と非磁性層の間に設けられる。
放射線硬化層は、放射線硬化型化合物を放射線照射により硬化させて形成することができる。放射線硬化型化合物とは、紫外線又は電子線などの放射線を照射すると重合又は架橋を開始し、高分子化して硬化する性質を有する化合物をいう。
VI.バックコート層
一般に、コンピュータデータ記録用の磁気テープは、ビデオテープ、オーディオテープに比較して繰り返し走行性が強く要求される。このような高い保存安定性を維持させるために、非磁性支持体の非磁性層及び磁性層が設けられた面とは反対の面にバックコート層を設けることもできる。バックコート層用塗料は、研磨剤、帯電防止剤などの粒子成分と結合剤とを有機溶媒に分散させることで調製できる。粒子成分として各種の無機顔料やカーボンブラックを使用することができる。また、結合剤としては、例えば、ニトロセルロース、フェノキシ樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリウレタン等の樹脂を単独又はこれらを混合して使用することができる。
VII.層構成
本発明で用いられる磁気記録媒体の構成において、非磁性支持体の好ましい厚さは、3μm以上80μm以下である。また、放射線硬化層(平滑化層)の厚さは、0.1μm以上1.0μm以下の範囲が好ましく、0.3μm以上0.7μm以下が更に好ましい。またまた、非磁性支持体の非磁性層及び磁性層が設けられた面とは反対側の面に設けられたバックコート層の厚さは、好ましくは0.1μm以上1.0μm以下、より好ましくは0.2μm以上0.8μm以下である。
磁性層の厚さは、用いる磁気ヘッドの飽和磁化量やヘッドギャップ長、記録信号の帯域により最適化されるものであるが、好ましくは0.01μm以上0.15μm以下であり、より好ましくは0.02μm以上0.12μm以下である。また、磁性層の厚さ変動率は±50%以内が好ましく、より好ましくは±40%以内である。磁性層は少なくとも一層あればよく、磁性層を異なる磁気特性を有する2層以上に分離してもかまわず、公知の重層磁性層に関する構成が適用できる。
また、磁性層の上に設けられる突起付与層の厚さは、5nm以上20nm以下であることが好ましく、より好ましくは5nm以上10nm以下である。
本発明において非磁性層の厚さは、好ましくは0.2μm以上3.0μm以下であり、0.3μm以上2.5μm以下であることがより好ましく、0.4μm以上2.0μm以下であることが更に好ましい。尚、本発明の磁気記録媒体の非磁性層は、実質的に非磁性であればその効果を発揮するものであり、例えば不純物として、あるいは意図的に少量の磁性体を含んでいても、本発明の効果を示すものであり、本発明の磁気記録媒体と実質的に同一の構成とみなすことができる。尚、実質的に同一とは、非磁性層の残留磁束密度が10mT(100G)以下又は抗磁力が7.96kA/m(100Oe)以下であることを示し、好ましくは残留磁束密度と抗磁力を持たないことを意味する。
VIII.製造方法
本発明で用いられる磁気記録媒体の磁性層塗布液を製造する工程は、少なくとも混練工程、分散工程、及びこれらの工程の前後に必要に応じて設けた混合工程からなる。個々の工程はそれぞれ2段階以上に分かれていてもかまわない。本発明で用いられる強磁性六方晶フェライト粉末又は強磁性金属粉末、非磁性粉末、結合剤、カーボンブラック、研磨材、帯電防止剤、潤滑剤、溶剤などすべての原料はどの工程の最初又は途中で添加してもかまわない。また、個々の原料を2つ以上の工程で分割して添加してもかまわない。例えば、ポリウレタンを混練工程、分散工程、分散後の粘度調整のための混合工程で分割して投入してもよい。本発明の目的を達成するためには、従来の公知の製造技術を一部の工程として用いることができる。混練工程ではオープンニーダ、連続ニーダ、加圧ニーダ、エクストルーダなど強い混練力をもつものを使用することが好ましい。ニーダを用いる場合は強磁性粉末又は非磁性粉末と結合剤のすべて又はその一部(但し、全結合剤の30%以上が好ましい)及び強磁性粉末100重量部に対し15〜500重量部の範囲で混練処理されることが好ましい。これらの混練処理の詳細については特開平1−106338号公報、特開平1−79274号公報に記載されている。また、磁性層用液及び非磁性層用液を分散させるには、ガラスビーズを用いることができる。このようなガラスビーズは、高比重の分散メディアであるジルコニアビーズ、チタニアビーズ、スチールビーズが好適である。これら分散メディアの粒径と充填率は最適化して用いられる。分散機は公知のものを使用することができる。
本発明の磁気記録媒体の製造方法は、例えば、走行下にある非磁性支持体の表面に磁性層用塗布液を所定の膜厚となるように塗布する。ここで複数の磁性層用塗布液を逐次あるいは同時に重層塗布してもよく、下層の磁性層用塗布液と上層の磁性層用塗布液とを逐次あるいは同時に重層塗布してもよい。上記磁性層用塗布液もしくは磁性層の下層に非磁性層を設ける場合には、非磁性層用塗布液を塗布する塗布機としては、エアードクターコート、ブレードコート、ロッドコート、押出しコート、エアナイフコート、スクイズコート、含浸コート、リバースロールコート、トランスファーロールコート、グラビヤコート、キスコート、キャストコート、スプレイコート、スピンコート等が利用できる。これらについては例えば(株)総合技術センター発行の「最新コーティング技術」(昭和58年5月31日)を参考にできる。
磁性層塗布液の塗布層は、磁気テープの場合、磁性層塗布液の塗布層中に含まれる強磁性粉末にコバルト磁石やソレノイドを用いて長手方向に磁場配向処理を施す。ディスクの場合、配向装置を用いず無配向でも十分に等方的な配向性が得られることもあるが、コバルト磁石を斜めに交互に配置すること、ソレノイドで交流磁場を印加するなど公知のランダム配向装置を用いることが好ましい。等方的な配向とは強磁性金属粉末の場合、一般的には面内2次元ランダムが好ましいが、垂直成分をもたせて3次元ランダムとすることもできる。六方晶フェライトの場合は一般的に面内及び垂直方向の3次元ランダムになりやすいが、面内2次元ランダムとすることも可能である。また異極対向磁石など公知の方法を用い、垂直配向とすることで円周方向に等方的な磁気特性を付与することもできる。特に高密度記録を行う場合は垂直配向が好ましい。また、スピンコートを用いて円周配向としてもよい。
乾燥風の温度、風量、塗布速度を制御することで塗膜の乾燥位置を制御できるようにすることが好ましく、塗布速度は20m/分以上1,000m/分以下、乾燥風の温度は60℃以上が好ましい。また磁石ゾーンに入る前に適度の予備乾燥を行うこともできる。
乾燥された後、塗布層に表面平滑化処理を施す。表面平滑化処理には、例えばスーパーカレンダーロールなどが利用される。表面平滑化処理を行うことにより、乾燥時の溶剤の除去によって生じた空孔が消滅し磁性層中の強磁性粉末の充填率が向上するので、電磁変換特性の高い磁気記録媒体を得ることができる。
カレンダ処理ロールとしてはエポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド等の耐熱性プラスチックロールを使用することが好ましい。また金属ロールで処理することもできる。本発明の磁気記録媒体は、表面の中心面平均粗さが、カットオフ値0.25mmにおいて好ましくは0.1nm以上4.0nm以下、より好ましくは0.5nm以上3.0nm以下の範囲という極めて優れた平滑性を有する表面であることが好ましい。その方法として、例えば上述したように特定の強磁性粉末と結合剤を選んで形成した磁性層を上記カレンダ処理を施すことにより行われる。カレンダ処理条件としては、カレンダーロールの温度は好ましくは60℃以上100℃以下の範囲、より好ましくは70℃以上100℃以下の範囲、特に好ましくは80℃以上100℃以下の範囲であり、圧力は好ましくは100kg/cm以上500kg/cm以下の範囲、より好ましくは200kg/cm以上450kg/cm以下の範囲であり、特に好ましくは300kg/cm以上400kg/cm以下の範囲の条件で作動させることによって行われることが好ましい。
熱収縮率低減手段として、低テンションでハンドリングしながらウェッブ状で熱処理する方法と、バルク又はカセットに組み込んだ状態などテープが積層した形態で熱処理する方法(サーモ処理)があり、両者が利用できる。前者は、バックコート層表面の突起写りの影響が少ないが、熱収縮率を大きく下げることができない。一方、後者のサーモ処理は、熱収縮率を大幅に改善できるが、バックコート層表面の突起写りの影響を強く受けると、磁性層が面荒れし、出力低下及びノイズ増加を引き起こす。特に、サーモ処理を伴う磁気記録媒体で、高出力、低ノイズの磁気記録媒体を供給することができる。得られた磁気記録媒体は、裁断機、打抜機などを使用して所望の大きさに裁断して使用することができる。
IX.物理特性
本発明に用いられる磁気記録媒体の磁性層の飽和磁束密度は、100mT以上300mT以下(1,000G以上3,000G以下)であることが好ましい。また磁性層の抗磁力(Hr)は、143.3kA/m以上318.4kA/m以下(1,800〜4,000Oe)であることが好ましいが、より好ましくは159.2kA/m以上278.6kA/m以下(2,000Oe以上3,500Oe以下)である。抗磁力の分布は狭い方が好ましく、SFD及びSFDrは好ましくは0.6以下、更に好ましくは0.2以下である。
本発明で用いられる磁気記録媒体のヘッドに対する摩擦係数は、温度−10℃以上40℃以下、湿度0%以上95%以下の範囲において好ましくは0.5以下であり、より好ましくは0.3以下である。また、帯電位は−500V以上+500V以下が好ましい。磁性層の0.5%伸びでの弾性率は、面内各方向で好ましくは0.98GPa以上19.6GPa以下(100kg/mm2以上2,000kg/mm2以下)、破断強度は、好ましくは98MPa以上686MPa以下(10kg/mm2以上70kg/mm2以下)、磁気記録媒体の弾性率は、面内各方向で好ましくは0.98GPa以上14.7GPa以下(100kg/mm2以上1,500kg/mm2以下)、残留のびは、好ましくは0.5%以下、100℃以下のあらゆる温度での熱収縮率は、好ましくは1%以下、更に好ましくは0.5%以下、最も好ましくは0.1%以下である。
磁性層のガラス転移温度(110Hzで測定した動的粘弾性測定の損失弾性率の極大点)は50℃以上180℃以下が好ましく、非磁性層のそれは0℃以上180℃以下が好ましい。損失弾性率は1×107以上8×108Pa以下(1×108dyne/cm2以上8×109dyne/cm2以下)の範囲にあることが好ましく、損失正接は0.2以下であることが好ましい。損失正接が0.2以下であると粘着故障が発生し難いので好ましい。これらの熱特性や機械特性は媒体の面内各方向において10%以内でほぼ等しいことが好ましい。
磁性層中に含まれる残留溶媒は好ましくは100mg/m2以下、更に好ましくは10mg/m2以下である。塗布層が有する空隙率は非磁性層、磁性層とも好ましくは30容量%以下、更に好ましくは20容量%以下である。空隙率は高出力を果たすためには小さい方が好ましいが、目的によってはある値を確保した方がよい場合がある。例えば、繰り返し用途が重視されるディスク媒体では空隙率が大きい方が保存安定性は好ましいことが多い。
磁性層のTOPO−3Dのmirau法で測定した中心面表面粗さRaは、好ましくは4.0nm以下であり、より好ましくは3.0nm以下であり、更に好ましくは2.0nm以下である。磁性層の最大高さSRmaxは、0.5μm以下、十点平均粗さSRzは0.3μm以下、中心面山高さSRpは0.3μm以下、中心面谷深さSRvは0.3μm以下、中心面面積率SSrは20%以上80%以下、平均波長Sλaは5μm以上300μm以下であることが好ましい。磁性層の表面突起は0.01μm以上1μm以下の大きさのものを100μm2当たり0個以上2,000個以下の範囲で任意に設定することが可能であり、これにより電磁変換特性、摩擦係数を最適化することが好ましい。これらは支持体のフィラーによる表面性のコントロールや磁性層に添加する粉末の粒径と量、カレンダ処理のロール表面形状などで容易にコントロールすることができる。カールは±3mm以内とすることが好ましい。
本発明の磁気記録媒体における非磁性層と磁性層と間では、目的に応じ非磁性層と磁性層でこれらの物理特性を変えることができるのは容易に推定されることである。例えば、磁性層の弾性率を高くし保存安定性を向上させると同時に非磁性層の弾性率を磁性層より低くして磁気記録媒体のヘッドへの当りをよくするなどである。
本発明の磁気記録媒体は、磁気記録媒体に磁気記録された信号を再生するヘッドについては特に制限はないが、MRヘッドのために用いることが好ましい。本発明の磁気記録媒体の再生にMRヘッドを用いる場合、MRヘッドには特に制限はなく、例えばGMRヘッドやTMRヘッドを用いることもできる。また、磁気記録に用いるヘッドは特に制限されないが、飽和磁化量が好ましくは1.0T以上であり、1.5T以上であることがより好ましい。
以下に本発明を実施例により更に具体的に説明する。尚、ここに示す成分、割合、操作、順序等は本発明の精神から逸脱しない範囲で変更し得るものであり、下記の実施例に制限されるべきものではない。また、実施例中の「部」は、特に示さない限り重量部を示す。
(実施例1)
<無機粉体のシランカップリング剤による表面処理>
無機粉体のシランカップリング剤による表面処理は以下のように行った。
平均一次粒子径12nmのコロイダルシリカ(メタノール分散)(PL1−MA、扶桑化学工業(株)製)を80℃に加熱し、メタノールを蒸発させながらブタノールを滴下し、溶媒置換を行い、ブタノール分散ゾルを得た。
次に、ブタノールゾルに対して酢酸を20重量%添加後、ヘキシルトリメトキシシラン及びアクリロキシプロピルトリメトキシシランをコロイダルシリカ(固形分)に対して各10重量%となるように添加し、2時間130℃にて撹拌することにより、表面処理を行った。
次に、140℃まで加温し、ブタノールを蒸発させながらシクロヘキサノンを滴下して溶媒置換したシクロヘキサノンゾルを得た。
<突起付与層用塗布液の調製>
表1に示した放射線硬化性化合物に、表面処理した無機粉体のシクロヘキサノンゾル(固形分15重量%)を固形分濃度が10重量%となるようにシクロヘキサノンで希釈したものを表1に示す粉体含有量となるように添加し、20分間撹拌したものを、平均孔径0.1μmのフィルターで濾過し、突起付与層用塗布液を調製した。
<磁性塗料の調製>
強磁性合金粉末(組成:Fe 100原子%に対して、Co 20%、Al 9%、Y 6%、 Hc 175kA/m、結晶子サイズ11nm、BET比表面積 70m2/g、長軸長45nm、σs111emu/g)100部をオープンニーダーで10分間粉砕し、次いでポリウレタン樹脂溶液(SO3Na基70μeq/g含有ポリエステルポリウレタン Tg=100℃、Mw7万)15部(固形分)で60分間混練し、メチルエチルケトン/トルエン=1/1 200部を加えてサンドミルで360分間分散した。
これに
ブチルステアレート 2部
ステアリン酸 1部
シクロヘキサノン 50部
を加え、更に20分間撹拌混合したあと、1μmの平均孔径を有するフィルターを用いて濾過し、磁性塗料を調製した。
<下層用非磁性塗料の調製>
α−Fe23(平均粒径0.15μm、SBET 52m2/g、表面処理Al23、SiO2、pH6.5〜8.0)85部 をオープンニーダーで10分間粉砕し、次いで塩化ビニル/酢酸ビニル/グリシジルメタクリレート=86/9/5の共重合体にヒドロキシエチルスルフォネートナトリウム塩を付加した化合物(SO3Na=6×10-5eq/g、エポキシ=10-3eq/g、Mw 30,000)を7.5部及びポリウレタン樹脂溶液(SO3Na基70μeq/g含有ポリエステルポリウレタン、Tg=100℃、Mw7万) 10部(固形分)、シクロヘキサノン60部で60分間混練し、次いで
メチルエチルケトン/シクロヘキサノン=6/4 200部
を加えてサンドミルで120分間分散した。
これに
ブチルステアレート 2部
ステアリン酸 1部
メチルエチルケトン 50部
を加え、更に20分間撹拌混合したあと、1μmの平均孔径を有するフィルターを用いて濾過し、下層用非磁性塗料を調製した。
厚さ7μm、中心平均表面粗さRa3.1nmのポリエチレンテレフタレ−ト支持体表面に非磁性塗料を、更にその上に磁性塗料を乾燥後の厚みがそれぞれ0.5μm、0.1μmになるように、リバースロールを用いて同時重層塗布した。磁性塗料が未乾燥の状態で5,000ガウスのCo磁石と4,000ガウスのソレノイド磁石で磁場配向を行ない、溶剤を乾燥した。その後突起付与層用塗布液を乾燥後の厚さが10nmになるようにリバースロールを用いて塗布、乾燥した。
塗膜表面に加速電圧120kVの電子線を吸収線量が20kGy(キログレイ)になるように照射し硬化させた。
その後、突起付与層の設けられた磁気記録媒体に対して、金属ロール−金属ロール−金属ロール−金属ロール−金属ロール−金属ロール−金属ロールの組み合せによるカレンダー処理を(速度100m/min、線圧300kg/cm、温度90℃)で行なった後1/2インチ(12.7mm)幅にスリットした。
(実施例2〜14、比較例1〜6)
放射線硬化性化合物、無機粉体及び粉体含有量を表1に記載したものに変更した以外は実施例1と同様の方法で作製した。
(比較例7)
突起付与層の塗布工程を省いた以外は実施例1と同様の方法で作製した。
得られた磁気記録媒体の評価は、以下の方法で行った。
(1)磁性層表面の突起高さ分布
突起高さ分布は、原子間力顕微鏡(AFM;デジタルインストルメンツ(株)製ナノスコープ)により求めた。探針には正四面体で1/2稜角=35゜、曲率半径100nm以下のものを用いて、コンタクトモードでVer.3.25のソフトウェアで行った。測定試料は15μm×15μm角で、測定結果は3次の補正を行って傾き等の補正を行い、Roughness Analysisのピーク数を求めるコマンドで処理して突起分布を求めた。
(2)電磁変換特性
記録ヘッド(MIGギャップ0.15μm、1.8T)と再生用MRヘッドをドラムテスタ−にとりつけて測定した。
ヘッドとメディアの相対速度1〜3m/min、面記録密度0.57Gbit/インチ2(0.88Mbit/mm2)で測定した時の再生出力を測定し、比較例7sを0dBとした相対値で示した。
(3)摺動エッジダメージ
テ−プを40℃10%環境下で磁性層面をAlTiC製の円柱棒に接触させて荷重100g(T1)をかけ、2m/secの摺動速度で繰り返し10,000パスまで摺動を行ったあとのテープを光学顕微鏡で観察し以下のランクで評価した。
優秀:ダメ−ジなし。
良好:ダメージはあるが突起層の脱落はない。
不良:突起層の脱落が観察された又はテープが貼り付き停止した。
結果を以下の表1に示す。
Figure 2009054264
ここで、表1において使用した放射線硬化性化合物及び無機粉体の表面処理に使用したシランカップリング剤を以下に示す。
<放射線硬化化合物>
DCPA:トリシクロデカンジメタノールジアクリレート
<シランカップリング剤>
Hex−TMS:ヘキシルトリメトキシシラン
De−TMS:デシルトリメトキシシラン
S−TMS:ステアリルトリメトキシシラン
Ph−TMS:フェニルトリメトキシシラン
Acr−TMS:アクリロキシトリメトキシシラン
Acrloxypropyl−TMS:アクリロキシプロピルトリメトキシシラン
Acrloxyoctyl−TMS:アクリロキシオクチルトリメトキシシラン
Hex−TES:ヘキシルトリエトキシシラン
Hex−TPS:ヘキシルトリプロポキシシラン
Nona−TMS:ノナデシルトリメトキシシラン
以上のように、本発明の磁気記録媒体は、電磁変換特性が向上した。さらに、磁性層の上に突起付与層を形成したことにより、繰り返し摺動による耐久性が向上した。

Claims (6)

  1. 非磁性支持体上に、
    強磁性粉末を結合剤中に分散させた磁性層と、
    シランカップリング剤で表面処理した無機粉体及び放射線硬化性化合物を含有する層を放射線照射によって硬化させた突起付与層とを、この順に有し、
    前記突起付与層の表面に、高さが10nm以上20nm以下の微小突起を1×103個/mm2以上1×106個/mm2以下有することを特徴とする
    磁気記録媒体。
  2. 前記シランカップリング剤が式(1)で表される請求項1に記載の磁気記録媒体。
    4-n−Si−(Y)n (1)
    ここで、Xは炭素数4以上18以下のアルキル基、フェニル基、(メタ)アクリロキシ基又は炭素数4以上22以下の(メタ)アクリロキシアルキル基であり、YはOCH3、OC25又はOC37であり、nは2又は3である。
  3. 前記シランカップリング剤で表面処理した無機粉体の平均粒子径が1nm以上30nm以下である請求項1又は2に記載の磁気記録媒体。
  4. 前記シランカップリング剤で表面処理した無機粉体が有機溶媒分散シリカゾルである請求項1〜3いずれか1つに記載の磁気記録媒体。
  5. 突起付与層中のシランカップリング剤で表面処理した無機粉体の含有量が1×10-5vol%以上5×10-3vol%以下である請求項1〜4いずれか1つに記載の磁気記録媒体。
  6. 非磁性支持体と磁性層との間に、非磁性粉末を結合剤中に分散させた非磁性層を有する請求項1〜5いずれか1つに記載の磁気記録媒体。
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