JP2019003714A - 磁気記録媒体 - Google Patents
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Abstract
Description
例えば、ε−Fe2O3結晶(Feサイトの一部が金属元素Mで置換されたものを含む)を主相とする鉄酸化物の粒子からなり、透過型電子顕微鏡(TEM)写真により測定される粒子径において、平均粒子径が10nm〜200nm、かつ、粒子径10nm未満の粒子の個数割合が25%以下である磁性粉末が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
また、例えば、所定の磁気特性を有する平均粒子径が10nm以上30nm以下であるε−Fe2O3のFeサイトの一部を他の金属元素で置換した鉄系酸化物磁性粒子粉が開示されている(例えば、特許文献2参照)。
<1> 非磁性支持体と、非磁性支持体上に、ε−Fe2O3及び下記の式(1)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種のイプシロン型酸化鉄系化合物を含有する強磁性粉末、及び結合剤を含む磁性層とを有し、最大印加磁界359kA/m、温度296K、磁界掃引速度1.994kA/m/sで測定して得られる磁界−磁化曲線より求めた、磁化Mを、印加した磁界Hで2階微分した下記式(I)の値がゼロになる磁界をHc’とし、磁界−磁化曲線において、磁化がゼロになる磁界の値をHcとした場合、Hc’に対するHcの値が0.6以上1.0以下であり、かつ、Hc’が下記式(II)を満たす、磁気記録媒体。
d2M/dH2 式(I)
119kA/m<Hc’<2380kA/m 式(II)
<2> 結合剤が、架橋構造を有する結合剤である、<1>に記載の磁気記録媒体。
<3> Hc’に対するHcの値が0.65以上1.0以下である、<1>又は<2>に記載の磁気記録媒体。
<4> Hc’に対するHcの値が0.71以上1.0以下である、<1>〜<3>のいずれか1つに記載の磁気記録媒体。
<5> 結合剤の含有量が、強磁性粉末100質量部に対し、5質量部〜30質量部である、<1>〜<4>のいずれか1つに記載の磁気記録媒体。
<6> 磁性層において、強磁性粉末の質量に対する、不揮発成分の質量の質量比が、0.15〜1.8である、<1>〜<5>のいずれか1つに記載の磁気記録媒体。
<7> 磁性層の厚みが、10nm〜350nmである、<1>〜<6>のいずれか1つに記載の磁気記録媒体。
<8> 式(1)におけるAが、Ga、Al、In、Nb、Co、Zn、Ni、Mn、Ti、及びSnからなる群より選ばれる少なくとも1種の金属元素である、<1>〜<7>のいずれか1つに記載の磁気記録媒体。
<9> 式(1)で表される化合物が、Gaを含み、Ga原子の原子組成百分率が、Fe原子に対し5原子%〜50原子%である、<8>に記載の磁気記録媒体。
本開示において、「工程」との用語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
本開示において「溶媒」とは、水、有機溶剤、及び水と有機溶剤との混合溶媒を包含する意味で用いられる。
本開示の磁気記録媒体は、非磁性支持体と、非磁性支持体上に、ε−Fe2O3及び下記の式(1)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種のイプシロン型酸化鉄系化合物を含有する強磁性粉末、及び結合剤を含む磁性層とを有し、最大印加磁界359kA/m、温度296K、磁界掃引速度1.994kA/m/sで測定して得られる磁界−磁化曲線より求めた、磁化Mを、印加した磁界Hで2階微分した下記式(I)の値がゼロになる磁界をHc’とし、磁界−磁化曲線において、磁化がゼロになる磁界の値をHcとした場合、Hc’に対するHcの値が0.6以上1.0以下であり、かつ、Hc’が下記式(II)を満たす。
d2M/dH2 式(I)
119kA/m<Hc’<2380kA/m 式(II)
これに対し、本開示においては、以下に詳細を述べるHc/Hc’が0.6以上1.0以下であることにより、電磁変換特性及び磁性層の膜強度に優れる磁気記録媒体が提供される。
その詳細は不明であるものの、以下のように推察される。すなわち、本開示の磁気記録媒体においては、Hc/Hc’が0.6以上1.0以下であることにより、磁気記録媒体の磁性層中の超常磁性成分が少なくなり、磁気記録媒体の電磁変換特性が向上すると考えられる。
そのような超常磁性成分としては、10nm未満(例えば5nm以下)の一次粒径を有することにより著しく磁気特性が低下した、極微細な強磁性粉末粒子が考えられる。このような極微細な強磁性粉末粒子は、一次粒径が大きい強磁性粉末粒子に比較して、単位体積当たりの表面積が大きい。それゆえ、磁気記録媒体におけるHc/Hc’が0.6未満である場合、磁性層にこのような極微細粒子が大量に存在することにより、磁性層に膜を形成するために十分な量の結合剤が、大きな表面積を有する強磁性粉末に対して確保できなくなり、磁気記録媒体の磁性層における膜強度が低下すると考えられる。しかしながら、本開示では、磁気記録媒体におけるHc/Hc’が0.6以上1.0以下であることにより、磁気記録媒体の磁性層に極微細な強磁性粉末粒子などの超常磁性成分が少なくなり、磁性層に膜を形成するために十分な量の結合剤が強磁性粉末に対して確保され、磁性層の膜強度に優れる磁気記録媒体が形成されると考えられる。
具体的には、磁気記録媒体において、最大印加磁界359kA/m、温度296K、磁界掃引速度1.994kA/m/sで測定して得られる磁界−磁化曲線より求めた、磁化Mを、印加した磁界Hで2階微分した下記式(I)の値がゼロになる磁界をHc’とし、磁界−磁化曲線において、磁化がゼロになる磁界の値をHcとした場合、Hc’に対するHcの値が0.6以上1.0以下であり、かつ、Hc’が下記式(II)を満たす。
d2M/dH2 式(I)
119kA/m<Hc’<2380kA/m 式(II)
本開示においては、上記Hc’に対するHcの値を「Hc/Hc’」と称する場合がある。
本開示におけるHc/Hc’の求め方について具体的に説明する。
磁気記録媒体について、玉川製作所製の振動試料型磁束計(TM−TRVSM5050−SMSL型)を用いて、最大印加磁界359kA/m、温度296K、磁界掃引速度1.994kA/m/sにて、印加した磁界に対する磁化の強度を測定する。測定結果より、磁界(H)−磁化(M)曲線を得る。
d2M/dH2 式(I)
119kA/m<Hc’<2380kA/m 式(II)
式(I)の値がゼロになる磁界の値(Hc’)は、磁化Mを、印加した磁界Hで微分した値(dM/dH)が最大となるときの磁界の値に等しい。
また、得られた磁界(H)−磁化(M)曲線において、磁化Mがゼロになる磁界Hの値をHcと定義する。Hcは、測定対象である磁性粉の保磁力を表す値である。
ここで得られた式(I)の値がゼロになる磁界の値(Hc’)に対する、磁化がゼロになる磁界の値(Hc)の比(Hc/Hc’)を求める。
Hc/Hc’は、超常磁性成分の影響を受けた場合の磁化反転磁場と、超常磁性成分の影響を受けていない場合の磁化反転磁場との比を表しており、間接的に超常磁性成分量を示すパラメータである。Hc/Hc’の値が高いほど超常磁性成分は少なくなり、Hc/Hc’の値が低いほど超常磁性成分は多くなる。なお、Hc/Hc’の理論的上限値は、1.0である。
100質量部の金属原料、及び0質量部〜50質量部の水溶性高分子化合物Aを、200質量部以上の水に溶解させ、アルカリ水溶液Aを添加して撹拌した後、酸性水溶液を添加して撹拌して生じた沈殿物を遠心分離で回収し、水で沈殿物を洗浄して乾燥させる。これにより得られた粉末に水を加えて分散させた分散液を2℃〜80℃に昇温し、撹拌しながらアルカリ水溶液Bを滴下した後、焼成時にマトリックスと作用する金属アルコキシドを加え、撹拌する。この溶液に沈降剤として、塩類(例えば、硫酸アンモニウム)を加え、沈殿した粉体を遠心分離で採取し、水で洗浄した後、乾燥させることで、イプシロン型酸化鉄系化合物の前駆体化合物の粉体(前駆体粉体)を得る。得られた前駆体粉体を、焼成炉内に装填し、900℃〜1200℃で1時間〜30時間熱処理し、熱処理粉体を得る。この熱処理粉体を液温20℃〜90℃の0.5モル/L〜10モル/Lの水酸化ナトリウム水溶液に入れ、2時間〜80時間撹拌する。これにより生じた沈殿物を遠心分離で採取し、純粋で洗浄を行って、強磁性粉末Aを得る。
好ましくは、上記手順により得られた強磁性粉末Aは、更に、0.5質量%〜25質量%の水溶性高分子化合物Bの存在下で水溶液に分散させ、この分散液を100000m/s2〜3000000m/s2)の遠心力で5分〜120分遠心処理して得られた沈殿物を洗浄し、乾燥させて、強磁性粉末Bとすることができる。
上記強磁性粉末A又は強磁性粉末Bを用いて磁気記録媒体を作製できる。磁気記録媒体は、例えば後述する磁気記録媒体の製造方法に従って作製することができる。
金属原料は、水溶性の金属塩(水和物を含む)であればよく、例えば硝酸塩、又は硫酸塩などが好ましい。
ケイ素を含む金属アルコキシド化合物としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン(TEOS)、テトラプロポキシシラン、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、トリプロポキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシランなどが挙げられ、テトラエトキシシランが好ましい。
ジルコニウムを含む金属アルコキシド化合物としては、例えば、テトラメトキシジルコニウム、テトラエトキシジルコニウム、テトラプロポキシジルコニウム、テトライソプロポキシジルコニウム、テトラブトキシジルコニウム、テトラ−sec−ブトキシジルコニウム、テトラ−tert−ブトキシジルコニウムが挙げられる。
ホウ素を含む金属アルコキシド化合物としては、例えば、トリメトキシボラン、トリエトキシボラン、トリプロポキシボラン、トリイソプロポキシボラン、トリブトキシボラン、トリ−sec−ブトキシボラン、トリ−tert−ブトキシボランが挙げられる。
亜鉛を含む金属アルコキシド化合物としては、例えば、ジメトキシ亜鉛、ジエトキシ亜鉛が挙げられる。
マグネシウムを含む金属アルコキシド化合物としては、例えば、ジメトキシマグネシウム、ジエトキシマグネシウムが挙げられる。
ゲルマニウムを含む金属アルコキシド化合物としては、例えば、テトラエトキシゲルマニウム、テトラ−n−プロポキシゲルマニウムが挙げられる。
アンチモンを含む金属アルコキシド化合物としては、例えば、トリエトキシアンチモン、トリ−n−ブトキシアンチモンが挙げられる。
スズを含む金属アルコキシド化合物としては、例えば、テトラエトキシスズ、テトラ−n−プロポキシスズが挙げられる。
タンタルを含む金属アルコキシド化合物としては、例えば、ペンタメトキシタンタル、ペンタエトキシタンタルが挙げられる。
磁気記録媒体におけるHc/Hc’を0.6以上1.0以下に調整するための手順において、強磁性粉末Aの分散液を遠心処理する条件は、1961330m/s2の遠心力で、20分〜30分であることが好ましい。1961330m/s2の遠心力で、20分〜30分遠心分離することにより、沈殿物に含まれる極微細な強磁性粉末粒子(例えば5nm以下の一次粒径)が少なくなり、磁気記録媒体を作製した場合の磁性層における膜強度がより良好となる。
本開示の磁気記録媒体は、非磁性支持体を有する。非磁性支持体とは、磁性を有しない支持体を指す。以下、非磁性支持体を、単に「支持体」と称することがある。
ここで、「非磁性」とは、残留磁束密度が10mT以下であるか、保磁力が7.98kA/m(100Oe)以下であるか、又は、残留磁束密度が10mT以下であり、かつ保磁力が7.98kA/m(100Oe)以下であることをいい、好ましくは、残留磁束密度と保磁力を持たないことを意味する。
非磁性支持体は、磁気記録媒体の使用形態に応じて選択される。例えば、磁気記録媒体が磁気テープ、フレキシブルディスク等の場合、非磁性支持体としては、可撓性を有する樹脂フィルムを用いることができる。磁気記録媒体がハードディスク等の場合、非磁性支持体としては、ディスク状であり、フレキシブルディスク用の支持体よりも硬質な樹脂成形体、無機材料成形体、金属材料成形体などを用いることができる。
なかでも、強度と耐久性とが良好であり、加工が容易であるとの観点から、ポリエステル、アミド系樹脂等が好ましく、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、及びポリアミドがより好ましい。
樹脂フィルムは、未延伸フィルムでもよく、一軸延伸、二軸延伸などの延伸フィルムでもよい。例えば、ポリエステルを用いる場合には、寸法安定性を向上させるため、二軸延伸したポリエステルフィルムを用いることができる。
また、目的に応じて2層以上の積層構造を有するフィルムを用いることもできる。即ち、例えば、特開平3−224127号公報に示されるように、磁性層を形成する面と、磁性層を有しない面との表面粗さを変えるため等の目的で異なる2層のフィルムを積層した非磁性支持体等を用いることもできる。
既述の各表面処理は公知の方法により実施することができる。
磁性層は、磁気記録に寄与する層である。磁性層は、磁性体としての強磁性粉末、及び膜形成成分である結合剤を含み、更に目的に応じて添加剤を含んでもよい。磁性層は、硬化剤と反応して形成された、架橋構造を有する結合剤を含むことが好ましい。磁性層が、架橋構造を有する結合剤を含むことにより、磁性層の膜強度は向上する。
強磁性粉末は、ε−Fe2O3及び下記の式(1)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種のイプシロン型酸化鉄系化合物を含有する粉末である。
強磁性粉末には、必要に応じて、他の化合物を含んでもよい。
他の化合物としては、例えば、α−Fe2O3、β−Fe2O3及びγ−Fe2O3から選ばれる少なくとも1種の酸化鉄が挙げられる。
また、他の化合物としては、Fe3O4、FeOなどが含まれていてもよい。
なお、他の化合物の含有量は、特定イプシロン型酸化鉄系化合物の含有量100質量部に対し、20質量部以下であることが好ましい。
強磁性粉末の平均一次粒径は、以下の手順で測定できる。
強磁性粉末の一次粒径は、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて測定できる。TEMとしては、例えば(株)日立ハイテクノロジーズ社製の透過型電子顕微鏡H−9000型を用いることができる。
強磁性粉末の一次粒径は、強磁性粉末を、TEMを用いて撮影倍率50000倍〜80000倍で撮影し、総倍率500000倍になるように印画紙にプリントして、強磁性粉末の粒子の写真を得て、得られた写真から任意の粒子を選び、デジタイザーで粒子の輪郭をトレースし、トレースした領域と同じ面積の円の直径(円面積相当径)として算出される値として算出できる。円面積相当径の算出における画像解析には、公知の画像解析ソフト、例えばカールツァイス製画像解析ソフトKS−400を用いることができる。なお、一次粒径とは、凝集のない独立した粒子の粒径をいう。
また、複数(例えば500個)の粒子の一次粒径についての算術平均値を「平均一次粒径」とする。
磁性層からの試料粉末の採取は、例えば以下の方法によって行うことができる。
1.磁性層表面にヤマト科学製プラズマリアクターで1分間〜2分間表面処理を施し、磁性層表面の有機物成分(結合剤成分等)を灰化して取り除く。
2.シクロヘキサノン又はアセトンなどの有機溶剤を浸したろ紙を金属棒のエッジ部に貼り付け、その上で上記1.の処理後の磁性層表面をこすり、磁性層成分を磁気記録媒体からろ紙へ転写し剥離する。
3.上記2.で剥離した成分をシクロヘキサノン又はアセトンなどの有機溶媒の中に振るい落とし(ろ紙ごと溶媒の中に入れ超音波分散機で振るい落とす)、有機溶媒を乾燥させ剥離成分を取り出す。
4.上記3.でかき落とした成分を十分洗浄したガラス試験管に入れ、その中にn−ブチルアミンを磁性層成分の20ml程度加えてガラス試験管を封緘する。(n−ブチルアミンは、灰化せず残留した結合剤を分解できる量加える。)
5.ガラス試験管を170℃で20時間以上加熱し、結合剤及び硬化剤成分を分解する。
6.上記5.の分解後の沈殿物を純水で十分に洗浄後乾燥させ、粉末を取り出す。
以上の工程により、磁性層から試料粉末を採取して、平均一次粒径の測定に用いることができる。
イプシロン型酸化鉄系化合物の組成は、高周波誘導結合プラズマ(ICP:Inductively Coupled Plasma)発光分光分析法により確認する。具体的には、イプシロン型酸化鉄系化合物を含有する強磁性粉末試料12mg及び4mol/Lの塩酸水溶液10mlを入れた容器を、設定温度80℃のホットプレート上で3時間保持し、溶解液を得る。次いで、得られた溶解液を0.1μmのメンブレンフィルタを用いてろ過する。このようにして得られたろ液の元素分析を、高周波誘導結合プラズマ(ICP:Inductively Coupled Plasma)発光分光分析装置を用いて行う。得られた元素分析の結果に基づき、鉄原子100原子%に対する各金属原子の含有率を求める。
結合剤は、既述の強磁性粉末を含む磁性層を形成するために有用な膜形成性樹脂から選ばれる。
結合剤に用いられる樹脂は、目的とする強度、耐久性などの諸物性を満たす樹脂層を形成しうる限り、特に制限はない。公知の膜形成性樹脂から目的に応じて適宜選択して、結合剤として用いることができる。
結合剤に用いうる樹脂としては、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、メタクリレート等を(共)重合したアクリル樹脂、ニトロセルロース等のセルロース樹脂、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等のポリビニルアルキラール樹脂等から選択した樹脂が挙げられる。結合剤に用いる樹脂は、既述の樹脂を単独で用いてもよく、複数用いてもよい。これらの中で好ましいものは、ポリウレタン、アクリル樹脂、セルロース樹脂及び塩化ビニル樹脂である。
結合剤としての樹脂が上記官能基を有する場合、樹脂中の官能基の含有量は0.01meq/g以上2.0meq/g以下が好ましく、0.3meq/g以上1.2meq/g以下がさらに好ましい。樹脂における官能基の含有量が上記範囲内にあることで、磁性層における強磁性粉体等の分散性がより良好となり、磁性密度がより向上するため好ましい。
結合剤は、市販の樹脂を適宜使用できる。
本開示における重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって測定された値をポリスチレン換算して求められる値である。測定条件としては、下記条件を挙げることができる。
GPC装置:HLC−8120(東ソー株式会社製)
カラム:TSK gel Multipore HXL−M(東ソー株式会社製、7.8mmID(Inner Diameter)×30.0cm)
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
試料濃度:0.5質量%
サンプル注入量:10μl
流速:0.6ml/min
測定温度:40℃
検出器:RI検出器
磁性層は、既述の強磁性粉体及び結合剤に加え、磁性層の効果を損なわない範囲にて、目的に応じて種々の添加剤を含有することができる。
添加剤としては、例えば、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、カーボンブラック等を挙げることができる。また、添加剤としては、必要に応じて、無機フィラーとしてのコロイド粒子を用いることができる。
添加剤は、所望の性質に応じて、市販品を適宜使用できる。
磁性層は、研磨剤を含むことができる。磁性層が研磨剤を含むことで、磁気記録媒体の使用中にヘッドに付着する付着物を除去することができる。
研磨剤としては、例えば、α化率90%以上のα−アルミナ、β−アルミナ、炭化ケイ素、酸化クロム、酸化セリウム、α−酸化鉄、コランダム、人造ダイアモンド、窒化ケイ素、炭化ケイ素チタンカーバイド、酸化チタン、二酸化ケイ素、窒化ホウ素等の、主としてモース硬度6以上の公知の材料が単独または組合せで使用されることが好ましい。また、これらの研磨剤同士の複合体(研磨剤を他の研磨剤で表面処理したもの)を使用してもよい。
研磨剤には既述の主成分である金属化合物粒子以外の化合物または元素が含まれる場合もあるが主成分が90質量%以上であれば効果に変わりはない。
また、研磨剤は、上記粒子を表面処理した材料を使用してもよい。
研磨剤は、市販品を適宜使用できる。
具体的には、研磨剤の市販品としては、住友化学社製AKP−12、AKP−15、AKP−20、AKP−30、AKP−50、HIT20、HIT30、HIT55、HIT60A、HIT70、HIT80、HIT100;レイノルズ社製ERC−DBM、HP−DBM、HPS−DBM;不二見研磨剤社製WA10000;上村工業社製UB20;日本化学工業社製G−5、クロメックスU2、クロメックスU1;戸田工業社製TF100、TF140;イビデン社製ベータランダムウルトラファイン;昭和鉱業社製B−3;等が挙げられる。
特に磁気記録媒体の電磁変換特性を高めるためには、研磨剤は粒度分布が狭い方が好ましい。また走行耐久性を向上させるには必要に応じて粒子サイズの異なる研磨剤を組み合わせたり、単独の研磨剤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可能である。研磨剤のタップ密度は0.3g/ml〜2g/mlであることが好ましく、含水率は0.1%〜5%であることが好ましく、pHは2〜11であることが好ましく、BET比表面積(SBET)は1m2/g〜30m2/gであることが好ましい。
研磨剤の形状は針状、球状、立方体状のいずれでもよいが、形状の一部に角を有する粒子が、研磨性が高く好ましい。
磁性層は、潤滑剤を含むことができる。
磁性層が潤滑剤を含むことで、例えば、磁気記録媒体の走行耐久性を向上させることができる。
潤滑剤としては、公知の炭化水素系潤滑剤、及びフッ素系潤滑剤などが使用できる。
潤滑剤は、市販品を適宜使用してもよい。
パーフルオロポリエーテル基としては、パーフルオロメチレンオキシド重合体、パーフルオロエチレンオキシド重合体、パーフルオロ−n−プロピレンオキシド重合体(CF2CF2CF2O)n、パーフルオロイソプロピレンオキシド重合体(CF(CF3)CF2O)nまたはこれらの共重合体等である。
さらに、この分子量は、500〜5000、好ましくは1000〜3000である。500〜5000とすることで、揮発を抑え、また潤滑性の低下を抑えることができる。 このパーフルオロポリエーテルは、具体例的には、例えば、アウジモンド社製のFOMBLIN、デュポン社製のKRYTOXなどの商品名で市販されている。
磁性層が潤滑剤を含む場合の潤滑剤の含有量は、強磁性粉末100質量部に対し、0.1質量部〜5質量部の範囲であることが好ましい。
磁性層は、非磁性フィラーを含むことができる。非磁性フィラーは、分散性及び表面粗さの観点から、コロイド粒子であることが好ましい。
コロイド粒子としては、入手容易性の点から無機コロイド粒子が好ましく、無機酸化物コロイド粒子がより好ましい。無機酸化物コロイド粒子としては、SiO2/Al2O3、SiO2/B2O3、TiO2/CeO2、SnO2/Sb2O3、SiO2/Al2O3/TiO2、TiO2/CeO2/SiO2などの複合無機酸化物コロイド粒子を挙げることもできる。好ましいものとしては、SiO2、Al2O3、TiO2、ZrO2、Fe2O3などの無機酸化物コロイド粒子を挙げることができ、単分散のコロイド粒子の入手容易性の点から、シリカコロイド粒子(コロイダルシリカ)が特に好ましい。
非磁性フィラーは、市販品を適宜使用できる。
磁性層が非磁性フィラーを含む場合の含有量は、強磁性粉末100質量部に対し、1質量部〜10質量部の範囲であることが好ましい。
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二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。重層磁性層について、磁性層の厚みとは、複数の磁性層の合計厚みをいう。
ここで、磁性層における「不揮発成分」とは、磁性層形成用組成物を乾燥させた後に揮発しない成分から、強磁性粉末を除いた成分をいう。ここで、「磁性層形成用組成物」には、強磁性粉末、結合剤、及び溶媒が含まれ、必要に応じて添加剤が更に含まれる。それゆえ、磁性層における「不揮発成分」は、磁性層に含まれる結合剤及び添加剤である。
非磁性層は、磁性層の薄層化等に寄与する層である。非磁性層は、フィラーとしての非磁性粉末及び膜形成成分である結合剤を含む層であることが好ましく、更に目的に応じて添加剤を含んでよい。
ここで「非磁性」とは、既述の「非磁性支持体」にて説明した通りである。
非磁性粉末は、フィラーとして機能する、磁性を有しない粉末である。非磁性層に使用される非磁性粉末は、無機粉末でも有機粉末でもよい。また、カーボンブラック等も使用できる。無機粉末としては、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、金属硫化物等の粉末が挙げられる。非磁性粉末は、1種単独で使用でき、又は2種以上を組み合わせて使用することもできる。非磁性粉末は、市販品として入手可能であり、公知の方法で製造することもできる。
バックコート層は、経時安定性、走行安定性等に寄与する層である。バックコート層は、フィラーとしての非磁性粉末及び膜形成成分である結合剤を含有する層であることが好ましく、目的に応じて、更に添加剤を含んでよい。
本開示の磁気記録媒体の製造方法には特に制限はなく、公知の製造方法を適用することができる。
磁気記録媒体の製造方法としては、例えば、磁性層形成用組成物を調製する工程(工程(A))、非磁性支持体上に磁性層形成用組成物を付与して磁性層形成用組成物層を形成する工程(工程(B))、形成された磁性層形成用組成物層を磁場配向処理する工程(工程(C))、及び磁場配向処理された磁性層形成用組成物層を乾燥して磁性層を形成する工程(工程(D))を含む製造方法が挙げられる。
なお、磁気記録媒体の製造方法は、必要に応じて、さらに、磁性層を有する非磁性支持体をカレンダ処理する工程、非磁性層及びバックコート層等の任意の層を形成する工程等を含むことができる。
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。
磁性粉の製造方法は、磁性層形成用組成物を調製する工程(工程(A))を含むことが好ましい。
工程(A)は、強磁性粉末、結合剤、及び必要に応じて添加剤を、溶媒に添加すること及び分散することを含む。
個々の原料は、同時に添加してよく、又は2回以上に分割して添加してもかまわない。例えば、結合剤は、分散工程で添加した後、分散後の粘度調整のために更に添加することができる。
また、磁性層形成用組成物の原料の分散は、例えば公知の超音波装置を用いて行うこともできる。
また、分散前に、磁性層形成用組成物の原料の少なくとも一部を、例えばオープンニーダを用いて混練することもできる。
磁性層形成用組成物は、強磁性粉末、結合剤、及び溶媒を含み、必要に応じて硬化剤及び添加剤を含んでもよい。
磁性層形成用組成物を調製するための「強磁性粉末」、「結合剤」、及び「添加剤」は、「磁性層」の項で説明した「強磁性粉末」、「結合剤」、及び「添加剤」と同義であり、好ましい態様も同様である。
磁性層形成用組成物における結合剤の含有量は、強磁性粉末100質量部に対し、1質量部〜30質量部の範囲が好ましく、2質量部〜20質量部の範囲とすることがより好ましい。
溶媒は、強磁性粉末及び結合剤、必要に応じて添加剤を分散させるための媒体である。
溶媒は、1種のみであってよく、又は2種以上の混合溶媒であってもよい。溶媒としては、有機溶媒が好ましい。
有機溶媒としては、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、テトラヒドロフラン等のケトン系化合物、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等のアルコール系化合物、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系化合物、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、ジオキサン等のグリコールエーテル系化合物、ベンゼン、トルエン、キシレン、クレゾール、クロルベンゼン等の芳香族炭化水素系化合物、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、エチレンクロルヒドリン、ジクロルベンゼン等の塩素化炭化水素系化合物、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。好ましい有機溶媒は、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、及びこれらを任意の割合で含む混合溶媒を挙げることができる。
磁性層形成用組成物は、硬化剤を含むことができる。
磁性層形成用組成物が硬化剤を含むことで、磁性層を形成する際に、磁性層に含まれる結合剤と硬化剤が反応して、架橋構造を有する結合剤が形成され、磁性層の膜強度がより向上する。
硬化剤としては、イソシアネート系化合物が好ましい。イソシアネート系化合物としては、例えば、トリレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ナフチレン−1,5−ジイソシアネート、o−トルイジンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート等のイソシアネート系化合物が挙げられ、これらのイソシアネート系化合物とポリアルコールとの生成物、及びイソシアネート系化合物の縮合によって生成した2官能以上のポリイソシアネートを使用することができる。
磁性層形成用組成物が硬化剤を含む場合の硬化剤の含有量は、強磁性粉末100.0質量部に対して、0.1質量部〜20質量部添加してよく、磁性層の強度向上の観点から、好ましくは0.5質量部〜15質量部、さらに好ましくは、1質量部〜10質量部添加することができる。
磁性層形成用組成物が硬化剤を含む場合の硬化剤の含有量は、結合剤100.0質量部に対して、1質量部〜50質量部添加してよく、磁性層の強度向上の観点から、好ましくは4質量部〜40質量部、さらに好ましくは6質量部〜30質量部添加することができる。
なお、硬化剤は、必要に応じて、他の層の形成時に、他の層の膜強度を形成させる目的で、他の層の形成用組成物に含有させることができる。
本開示の磁気記録媒体の製造方法は、組成物調製工程の後に、非磁性支持体上に磁性層形成用組成物を付与して磁性層形成用組成物層を形成する工程(工程(B))を含むことが好ましい。
工程(B)は、例えば、走行下にある非磁性支持体上に磁性層形成用組成物を所定の膜厚となるように塗布することにより行うことができる。磁性層の好ましい膜厚は、「磁性層」の項に記載した通りである。
本開示の磁気記録媒体の製造方法は、組成物層形成工程の後に、形成された磁性層形成用組成物層を磁場配向処理する工程(工程(C))を含むことが好ましい。
磁場配向処理は、形成された磁性層形成用組成物層が乾燥する前に行うことが好ましい。
本開示の磁気記録媒体の製造方法は、磁場配向処理を行なう工程(C)の後に、磁場配向処理された磁性層形成用組成物層を乾燥して磁性層を形成する工程(工程(D))を含むことが好ましい。
本開示の磁気記録媒体の製造方法は、工程(A)、工程(B)、工程(C)及び工程(D)を経て、非磁性支持体上に磁性層を形成した後、磁性層を有する非磁性支持体をカレンダ処理する工程を実施することが好ましい。
カレンダ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できる。また金属ロールで処理することもできる。
本開示の磁気記録媒体の製造方法は、必要に応じて、非磁性層及びバックコート層等の任意の層を形成する工程を含むことができる。
非磁性層及びバックコート層は、それぞれの層を形成するための組成物を調製した後、磁性層の形成における工程(B)、工程(C)、及び工程(D)と同様の工程を行なって形成することができる。
なお、「非磁性層」及び「バックコート層」の項に記載したように、非磁性層は、非磁性支持体と磁性層との間に設けることができ、バックコート層は、非磁性支持体の磁性層を有する側とは反対側の面に設けることができる。
純水92gに、硝酸鉄(III)9水和物8.2g、硝酸ガリウム(III)8水和物1.2g、硝酸コバルト(II)6水和物187mg、硫酸チタン(IV)151mg、ポリビニルピロリドン(PVP)1.1gを溶解させたものを、マグネチックスターラーを用いて撹拌しながら、大気雰囲気中、25℃の条件下で、25質量%アンモニア水溶液A3.7gを添加し、そのまま2時間撹拌した。これにクエン酸0.8gを水9.2gに溶かした溶液を加え、1時間撹拌した。沈殿した粉を遠心分離で採集し、純水で洗浄したのち、80℃で乾燥させた。続いて、得られた粉に純水800gを加えて再度粉を水分散させた。これを50℃に昇温し、撹拌しながら25質量%アンモニア水溶液Bを39g滴下した。そのまま1時間撹拌した後、テトラエトキシシラン(TEOS)13.4mLを滴下し、24時間撹拌した。これに硫酸アンモニウム51gを加え、沈殿した粉を遠心分離で採集し、純水で洗浄し、80℃で乾燥させることで、イプシロン型酸化鉄系化合物の前駆体となる粉末を得た。
得られた前駆体の粉末を、炉内に装填し、大気雰囲気化、1028℃で4時間の熱処理を施し、熱処理粉とした。これを、4モル/Lの水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液中に投入し、液温70℃のもとで24時間撹拌することにより、熱処理粉からケイ素酸化物を除去した。この粉を遠心分離処理により採集し、純水で洗浄を行って、ε−Fe2O3相があるイプシロン型酸化鉄系化合物(ε−Ga0.24Co0.05Ti0.05Fe1.66O3)を含む強磁性粉末を得た。
上記イプシロン型酸化鉄系化合物の組成は、高周波誘導結合プラズマ(ICP)発光分光分析法により確認した。具体的には、上記強磁性粉末12mg及び4mol/Lの塩酸水溶液10mlを入れた容器を、設定温度80℃のホットプレート上で3時間保持し、溶解液を得た。次いで、得られた溶解液を0.1μmのメンブレンフィルタを用いてろ過した。このようにして得られたろ液の元素分析を、高周波誘導結合プラズマ(ICP:Inductively Coupled Plasma)発光分光分析装置(製品名:ICPS−8100、(株)島津製作所)を用いて行った。得られた元素分析の結果に基づき、鉄原子100原子%に対する各金属原子の含有率を求めた。
また、上記イプシロン型酸化鉄系化合物が、イプシロン型の結晶構造を有していることは、X線回折(XRD)により確認した。なお、XRDは、X’Pert PRO(PANanalytical社製)を用いて解析した。
また、後述する方法で算出した強磁性粉末の平均一次粒径は、13.3nmであった。
イプシロン型酸化鉄系化合物の粉末を、(株)日立ハイテクノロジーズ社製の透過型電子顕微鏡H−9000型を用いて撮影倍率80000倍で撮影し、総倍率500000倍になるように印画紙にプリントして、イプシロン型酸化鉄系化合物の写真を得た。
得られた粒子の写真から目的の粒子を選びデジタイザーで粒子の輪郭をトレースし、トレースした領域と同じ面積の円の直径(円面積相径)を算出することで「一次粒径」を求めた。一次粒径の測定は、公知の画像解析ソフト、例えばカールツァイス製画像解析ソフトKS−400を用いて行うことができる。一次粒径とは、凝集のない独立した粒子の粒径をいう。
また、複数(例えば500個)の粒子の一次粒径の算術平均を「平均一次粒径」とする。
(1)磁性層形成用組成物処方
(磁性液)
強磁性粉末(実施例1で作製したイプシロン型酸化鉄系化合物の粉末):100.0部
SO3Na基含有ポリウレタン樹脂(結合剤):14.0部
(重量平均分子量:70,000、SO3Na基:0.4meq/g)
シクロヘキサノン:150.0部
メチルエチルケトン:150.0部
(研磨剤液)
−研磨剤液A−
アルミナ研磨剤(平均粒子サイズ:100nm):3.0部
スルホン酸基含有ポリウレタン樹脂:0.3部
(重量平均分子量:70,000、SO3Na基:0.3meq/g)
シクロヘキサノン:26.7部
−研磨剤液B−
ダイヤモンド研磨剤(平均粒子サイズ:100nm):1.0部
スルホン酸基含有ポリウレタン樹脂:0.1部
(重量平均分子量:70,000、SO3Na基:0.3meq/g)
シクロヘキサノン:26.7部
(シリカゾル)
コロイダルシリカ(平均粒子サイズ:100nm):0.2部
メチルエチルケトン:1.4部
(その他成分)
ステアリン酸:2.0部
ブチルステアレート:6.0部
ポリイソシアネート(日本ポリウレタン社製コロネート(登録商標)3041;硬化剤):2.5部
(仕上げ添加溶媒)
シクロヘキサノン:200.0部
メチルエチルケトン:200.0部
非磁性無機粉末 α−酸化鉄:100.0部
平均粒子サイズ:10nm
平均針状比:1.9
BET比表面積:75m2/g
カーボンブラック(平均粒子サイズ:20nm):25.0部
SO3Na基含有ポリウレタン樹脂:18.0部
(重量平均分子量:70,000、SO3Na基:0.2meq/g)
ステアリン酸:1.0部
シクロヘキサノン:300.0部
メチルエチルケトン:300.0部
非磁性無機粉末 α−酸化鉄:80.0部
平均粒子サイズ:0.15μm
平均針状比:7
BET比表面積:52m2/g
カーボンブラック(平均粒子サイズ:20nm):20.0部
塩化ビニル共重合体:13.0部
スルホン酸基含有ポリウレタン樹脂:6.0部
フェニルホスホン酸:3.0部
シクロヘキサノン:155.0部
メチルエチルケトン:155.0部
ステアリン酸:3.0部
ブチルステアレート:3.0部
ポリイソシアネート:5.0部
シクロヘキサノン:200.0部
上記磁性液の処方に記載された成分を、バッチ式縦型サンドミルを用いて24時間分散して、磁性液を作製した。分散ビーズとしては、粒径0.5mmΦのジルコニアビーズを使用した。上記研磨剤液の処方に記載された成分を、バッチ型超音波装置(20kHz,300W)で24時間分散し、研磨剤液を作製した。これらの分散液を他の成分(シリカゾル、その他成分及び仕上げ添加溶媒)と混合後、バッチ型超音波装置(20kHz、300W)で30分処理を行った。その後、0.5μmの平均孔径を有するフィルタを用いてろ過を行い、磁性層形成用組成物を作製した。
非磁性層形成用組成物については、各成分をバッチ式縦型サンドミルを用いて、24時間分散した。分散ビーズとしては、粒径0.1mmΦのジルコニアビーズを使用した。得られた分散液を0.5μmの平均孔径を有するフィルタを用いてろ過を行い、非磁性層形成用組成物を作製した。
この磁性層形成用組成物が未乾状態にあるうちに、磁場強度0.6Tの磁場を、塗布面に対し垂直方向に印加し垂直配向処理を行った後、乾燥させることにより、磁性層を形成した。その後、上記非磁性支持体の反対面に、乾燥後の厚みが0.4μmになるようにバックコート層形成用組成物を塗布し乾燥させた。
その後、金属ロールのみから構成されるカレンダで、速度100m/分、線圧300kg/cm(294kN/m)、カレンダロールの表面温度100℃で表面平滑化処理(カレンダ処理)を行った後、雰囲気温度70℃の環境で36時間熱処理を行った。熱処理後、磁性層、非磁性層及びバックコート層を有する非磁性支持体を1/2インチ(0.0127メートル)幅にスリットし、磁気テープを得た。
なお、磁性層には、架橋構造を有するSO3Na基含有ポリウレタン樹脂を含むことを確認した。磁性層における架橋構造を有しているかは、メチルエチルケトンを磁気テープの磁性層表面に0.05ml滴下後、磁性層表面をワイプでふき取り、磁性層の成分がワイプに付着しないことを目視で確認することにより行った。
アンモニア水溶液A添加時の温度を25℃から4℃に変更した以外は、実施例1と同様にして、磁気テープを作製した。
アンモニア水溶液A添加時の温度を25℃から40℃に変更した以外は、実施例1と同様にして、磁気テープを作製した。
アンモニア水溶液A添加時の温度を25℃から60℃に変更した以外は、実施例1と同様にして、磁気テープを作製した。
実施例1で得た強磁性粉末1gを、5質量%のポリビニルアルコール(PVA)水溶液32gに加えた。これに径100μmのジルコニア(Zr)ビーズを加え、振盪器によって室温で6時間振盪することで、強磁性粉末をPVA水溶液中に分散させた。
この分散液を、遠心分離機を用いて、1961330m/s2(200000G)の遠心力で45分処理した。沈降した沈殿物を、純水で洗浄、80℃で乾燥させ、実施例5の強磁性粉末として得た。
実施例5の強磁性粉末を用いて、実施例1と同様の手順により、磁気テープを作製した。
遠心分離の条件を1961330m/s2の遠心力で30分に変更した以外は、実施例5と同様にして、磁気テープを作製した。
遠心分離の条件を1961330m/s2の遠心力で20分に変更した以外は、実施例5と同様にして、磁気テープを作製した。
磁性層における、強磁性粉末と、それ以外の乾燥後に揮発しない成分(不揮発成分)との質量比(不揮発成分/強磁性粉末)が0.3であったところを0.15となるようSO3Na基含有ポリウレタン樹脂量を変更した以外は、実施例3と同様にして、実施例8の磁気テープを得た。
磁性層における、強磁性粉末と、それ以外の乾燥後に揮発しない成分(不揮発成分)との質量比(不揮発成分/強磁性粉末)が0.3であったところを0.6となるようSO3Na基含有ポリウレタン樹脂量を変更した以外は、実施例3と同様にして、実施例9の磁気テープを得た。
磁性層における、強磁性粉末と、それ以外の乾燥後に揮発しない成分(不揮発成分)との質量比(不揮発成分/強磁性粉末)が0.3であったところを1.0となるようSO3Na基含有ポリウレタン樹脂量を変更した以外は、実施例3と同様にして、実施例10の磁気テープを得た。
磁性層における、強磁性粉末と、それ以外の乾燥後に揮発しない成分(不揮発成分)との質量比(不揮発成分/強磁性粉末)が0.3であったところを1.8となるようSO3Na基含有ポリウレタン樹脂量を変更した以外は、実施例3と同様にして、実施例11の磁気テープを得た。
実施例3において、磁性層の膜厚が70nmであったところを40nmに変更した以外は実施例3と同様にして、実施例12の磁気テープを得た。
実施例3において、磁性層の膜厚が70nmであったところを150nmに変更した以外は実施例3と同様にして、実施例13の磁気テープを得た。
実施例3において、磁性層の膜厚が70nmであったところを300nmに変更した以外は実施例3と同様にして、実施例14の磁気テープを得た。
純水90gに、硝酸鉄(III)9水和物8.2g、硝酸ガリウム(III)8水和物1.2g、硝酸コバルト(II)6水和物187mg、硫酸チタン(IV)142mgを溶解させた溶液を、マグネチックスターラーを用いて撹拌しながら、大気雰囲気中、40℃の条件下で、25%アンモニア水溶液4.0gを添加し、そのまま2時間撹拌した。これにクエン酸478mgを水4.5gに溶解した溶液を加え、続けて10%アンモニア水溶液を6.2g添加し、1時間撹拌した。得られた溶液を、限外濾過膜(分画分子量50000)で、ろ液の電気伝導率が50mS/m以下になるまで限外濾過した。
得られた液体に、全容量が120mLになるように水を加えた後、30℃で撹拌しながら、25%アンモニアを6.7g加えた。これにTEOSを15.8mL添加し、そのまま24時間撹拌し続けた。その後、純水4.5mLに硫酸アンモニウム2.9gを溶かした溶液を添加した。沈殿した粉を遠心分離で採集し、純水で洗浄したのち、80℃で乾燥させることで、イプシロン型酸化鉄系化合物の前駆体となる粉末を得た。
イプシロン型酸化鉄系化合物の前駆体となる粉末から強磁性粉末を得る手順、強磁性粉末の平均一次粒径の測定、及び磁気テープを作製する手順は実施例1と同様にして、比較例1の磁気テープを得た。
特許5130534号公報に記載の実施例に基づき、強磁性粉末を作製した。
〔手順1〕
ミセル溶液Iとミセル溶液IIの2種類のミセル溶液を調整した。
・ミセル溶液Iの作製
テフロン(登録商標)製のフラスコに、純水6mL、n−オクタン18.3mL及び1−ブタノール3.7mLを入れた。そこに、硝酸鉄(III)9水和物を0.0024モル、硝酸ガリウム(III)n水和物(和光純薬工業株式会社製の純度99.9%でn=7〜9のものを使用し、使用に当たっては事前に定量分析を行ってnを特定してから仕込み量を計算した)を0.0006モル添加し、室温で良く撹拌しながら溶解させた。さらに、界面活性剤としての臭化セチルトリメチルアンモニウムを、純水/界面活性剤のモル比が30となる量で添加し、撹拌により溶解させ、ミセル溶液Iを得た。このときの仕込み組成は、GaとFeのモル比をGa:Fe=x:(2−x)と表すときx=0.40である。
25%アンモニア水2mLを純水4mLに混ぜて撹拌し、その液に、さらにn―オクタン18.3mLと1−ブタノール3.7mLを加えてよく撹拌した。その溶液に、界面活性剤として臭化セチルトリメチルアンモニウムを、(純水+アンモニア中の水分)/界面活性剤のモル比が30となるような量で添加し、溶解させ、ミセル溶液IIを得た。
ミセル溶液Iをよく撹拌しながら、ミセルI溶液に対してミセル溶液IIを滴下した。滴下終了後、混合液を30分間撹拌し続けた。
手順2で得られた混合液を撹拌しながら、当該混合液にテトラエトキシシラン6.1mLを加えた。約1日そのまま、撹拌し続けた。
手順3で得られた溶液を遠心分離機にセットして遠心分離処理した。この処理で得られた沈殿物を回収した。回収された沈殿物をクロロホルムとメタノールの混合溶液を用いて複数回洗浄した。
手順4で得られた沈殿物を乾燥した後、大気雰囲気の炉内で1100℃で4時間の熱処理を施した。
手順5で得られた熱処理粉を、メノウ製乳鉢により解砕した後、10モル/LのNaOH水溶液1L(リットル)中に入れ、液温70℃で24時間撹拌し、粒子表面に存在するシリカの除去処理を行った。次いで、ろ過し、十分に水洗した。
水洗された粉末を純水1L中に入れて分散させ、室温で撹拌しながらpHをモニターして希硝酸を少量ずつ添加していき、pH2.5〜3.0に調整し、撹拌を1時間実施し、乾燥後の粉末を強磁性粉末として得た。乾燥後の粉末について、実施例1と同様の手順により、平均一次粒径を測定した。
強磁性粉末から磁気テープを作製する手順は、実施例1と同様にして、比較例2の磁気テープを得た。
特許5966064号公報に記載の実施例に基づき、強磁性粉末を作製した。
40L反応槽にて、純水31369gに、純度99.5%硝酸鉄(III)9水和物2910g、Ga濃度10.3質量%の硝酸Ga(III)溶液786g、純度97%硝酸コバルト(II)6水和物66g、Ti濃度15.2質量%の硫酸チタン(IV)69gを大気雰囲気中、40℃の条件下で、撹拌羽根により機械的に撹拌しながら溶解した。この仕込み溶液中の金属イオンのモル比は、Fe:Ga:Co:Ti=1.64:0.27:0.05:0.05であった。なお、試薬名の後の括弧内の数字は、金属元素の価数を表している。
次にクエン酸濃度10質量%のクエン酸溶液1684gを、40℃の条件下で、1時間かけて連続添加した後、10質量%のアンモニア溶液を2000g一挙添加し、pHを8.5にした後、温度40℃の条件下、1時間撹拌しながら保持し、中間生成物である前駆体の置換元素を含むオキシ水酸化鉄の結晶を生成した(手順1)。なお、本実施例における3価の鉄イオン量に対するクエン酸のモル比は0.12である。
得られた鉄系酸化物磁性粒子粉の化学組成は、仕込み時の組成とほぼ同一であった。XRD測定の結果は図示しないが、ε−Fe2O3を一部含む結晶構造を示した。
得られた強磁性粉末から磁気テープを作製する手順は、実施例1と同様にして、比較例3の磁気テープを得た。
各磁気テープを、リニアテスターで速度3m/secで走行させ、磁性層の膜強度を走行耐久性で評価した。
100m長のテープを1000パス走行させた後に、磁気テープの末端から20m、40m、60m、及び80mの場所における磁性層表面の削れの程度を光学顕微鏡(株式会社Nikon製、EclipseLV150)で観察した。削れの程度は上記4か所を下記観点で評価し、点数を付けた。
−評価−
A: 摺動痕は観察されなかった。
B: 弱い摺動痕はあるものの、磁性層表面の削れには至っていない。
C: 磁性層表面が削れているが、実用上問題なし
D: 磁性層表面が削れ、磁性層表面が剥離又は磁性層が欠落した箇所が多数あり、実用上問題あり。
E: 磁性層表面全面が削り取られており、実用上問題あり
作製した各磁気テープに対して、下記条件で磁気信号をテープ長手方向に記録し、磁気抵抗効果型(MR;Magnetoresistive)ヘッドで再生した。再生信号をシバソク製スペクトラムアナライザーで周波数分析し、300kfciの出力と、0〜600kfci範囲で積分したノイズとの比をSNRとし、磁気テープの電磁変換特性をSNRで評価した。
−記録再生条件−
記録:記録トラック幅5μm
記録ギャップ0.17μm
ヘッド飽和磁束密度Bs1.8T
再生:再生トラック幅0.4μm
シールド間距離(sh−sh距離)0.08μm
記録波長:300kfci
−評価−
5: ノイズがほぼなく、シグナルが良好でエラーも見られず、実用上問題なし。
4: ノイズが小さく、シグナルが良好で、実用上問題なし。
3: ノイズが見られるが、シグナルが良好なため、実用上問題なし。
2: ノイズが大きく、シグナルが不明瞭で、実用上問題あり。
1: ノイズとシグナルの区別ができないか記録できておらず、実用上問題あり。
これに対し、Hc/Hc’が0.6未満である比較例1〜3においては、磁気記録媒体のSNR及び磁性層における走行耐久性が不良であることが示された。
Claims (9)
- 非磁性支持体と、前記非磁性支持体上に、ε−Fe2O3及び下記の式(1)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種のイプシロン型酸化鉄系化合物を含有する強磁性粉末、及び結合剤を含む磁性層とを有し、
最大印加磁界359kA/m、温度296K、磁界掃引速度1.994kA/m/sで測定して得られる磁界−磁化曲線より求めた、磁化Mを、印加した磁界Hで2階微分した下記式(I)の値がゼロになる磁界をHc’とし、前記磁界−磁化曲線において、磁化がゼロになる磁界の値をHcとした場合、Hc’に対するHcの値が0.6以上1.0以下であり、かつ、Hc’が下記式(II)を満たす、磁気記録媒体。
d2M/dH2 式(I)
119kA/m<Hc’<2380kA/m 式(II)
式(1)中、Aは、Fe以外の少なくとも1種の金属元素を表し、aは、0<a<2を満たす。 - 前記結合剤が、架橋構造を有する結合剤である、請求項1に記載の磁気記録媒体。
- 前記Hc’に対する前記Hcの値が0.65以上1.0以下である、請求項1又は請求項2に記載の磁気記録媒体。
- 前記Hc’に対する前記Hcの値が0.71以上1.0以下である、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。
- 前記結合剤の含有量が、前記強磁性粉末100質量部に対し、5質量部〜30質量部である、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。
- 前記磁性層において、前記強磁性粉末の質量に対する、不揮発成分の質量の質量比が、0.15〜1.8である、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。
- 前記磁性層の厚みが、10nm〜350nmである、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。
- 前記式(1)におけるAが、Ga、Al、In、Nb、Co、Zn、Ni、Mn、Ti、及びSnからなる群より選ばれる少なくとも1種の金属元素である、請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。
- 前記式(1)で表される化合物が、Gaを含み、Ga原子の原子組成百分率が、Fe原子に対し5原子%〜50原子%である、請求項8に記載の磁気記録媒体。
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