JP2019003970A - 磁性粉、磁性粉の製造方法、及び磁気記録媒体 - Google Patents
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Abstract
Description
例えば、ε−Fe2O3は、異方性磁界(以下、Hkと称することがある)が大きく、より小さい粒子を用いた場合でも、磁化を保つことができるため、次世代の磁性材料として注目されており、ε−Fe2O3を含み、粒度分布が改善された磁性粉が提案されている(特許文献1参照)。
また、磁性粉の分散性を向上させる公知の方法としては、分散剤、結合剤など種類を換えたり、含有量等を多くしたりすることが考えられる。しかし、本発明者の検討によれば、ε−Fe2O3を含む磁性粉は微細な球状であり、公知の分散剤を用いて、分散剤の含有量を増加させて分散性の向上を図った場合、相対的に磁性層に含まれる磁性粉の含有量が低下し、期待される充填率が得られず、SNRを向上させることが困難であることが判明した。
本発明の別の実施形態が解決しようとする課題は、分散性が良好で、磁性強度が高い磁性粉の製造方法を提供することにある。
本発明の別の実施形態が解決しようとする課題は、磁性粉の充填率が良好な磁性層を有する、磁性強度が高い磁気記録媒体を提供することにある。
<1> ε−Fe2O3及び下記式(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み、表面の少なくとも一部に、シラン化合物を含む表面処理層を有する磁性粉であり、平均粒子径が8nm〜20nmであり、ε−Fe2O3及び下記式(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に由来する鉄原子に対する、表面処理層に含まれるシラン化合物に由来する炭素原子の含有比率が0.05〜0.5である磁性粉。
<2> 式(1)で表される化合物は、下記式(1−2)で表される化合物である<1>に記載の磁性粉。
<3> シラン化合物は、下記式(I)で表される部分構造を含むシラン化合物である<1>又は<2>に記載の磁性粉。
<4> シラン化合物は、分子内に芳香環を有するシラン化合物である<1>〜<3>のいずれか1つに記載の磁性粉。
<5> α−Fe2O3及びγ−Fe2O3から選ばれる少なくとも1種の酸化鉄系化合物の含有量が、ε−Fe2O3及び式(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の含有量100質量部に対し、20質量部以下である<1>〜<4>のいずれか1つに記載の磁性粉。
本発明の別の実施形態によれば、分散性が良好で、磁性強度が高い磁性粉の製造方法を提供することができる。
本発明の別の実施形態によれば、磁性粉の充填率が良好な磁性層を有する、磁性強度が高い磁気記録媒体を提供することができる。
本明細書において組成物に含まれる各成分の量は、組成物中に、各成分に該当する物質が複数含まれる場合、特に断らない限り、当該複数の物質の合計量を意味する。
本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書中に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
本開示の磁性粉は、ε−Fe2O3及び下記式(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み、表面の少なくとも一部に、シラン化合物を含む表面処理層を有する磁性粉であり、平均粒子径が8nm〜20nmであり、ε−Fe2O3及び下記式(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に由来する鉄原子に対する表面処理層に含まれるシラン化合物に由来する炭素原子の含有比率(以下、C/Fe比と称することがある)が0.05〜0.5である。
なお、ε−Fe2O3及び下記式(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からなる金属の粉、即ち、表面処理層を有しない金属の粉を、以下、「特定金属粉」と称することがある。
即ち、本開示の磁性粉における課題は、従来公知の磁性粉では検討されなかった、Hkが大きく、微小なサイズの球状粒子に特有の、分散性の向上が困難であるという課題である。既述の如く、微細な磁性粉においては、分散性が良好ではないと、磁性材料として用いる場合に充分な充填率が得られず、惹いては、期待したSNRの向上効果が得られないことがある。
この課題を、従来公知の分散剤ではなし得なかった方法で解決し、その結果、本開示の磁性粉を磁性層に適用した際の充填率の向上と、それに伴うSNRの良化とが実現された磁気記録媒体を提供するに至った。
式(1)で表される化合物の例としては、下記の式(1−2)で表される化合物、式(2)で表される化合物、下記の式(3)で表される化合物、下記の式(4)で表される化合物、下記の式(5)で表される化合物、及び下記の式(6)で表される化合物が挙げられ、式(1−2)で表される化合物が好ましい。
式(1−2)中、x、y、及びzにおいて、磁気記録媒体に適用するための好ましい磁気特性を取り得るという観点から、xは、0<x<0.7を満たし、yは、0<y<0.4を満たし、かつ、zは、0<z<0.4を満たすことが好ましく、0.05<x<0.4を満たし、0.01<y<0.2を満たし、かつ、0.01<z<0.2を満たすことがより好ましい。
式(1−2)で表される化合物としては、具体的には、例えば、ε−Ga0.24Co0.05Ti0.05Fe1.66O3、ε−Al(0.20)Co(0.06)Ti(0.06)Fe(1.68)O3、ε−Ga(0.15)Mn(0.05)Ti(0.05)Fe(1.75)O3などが挙げられる。
式(2)中、Zとしては、ε相の安定化の観点から、Ga、及びAlから選ばれる金属元素であることが好ましい。
磁気特性の観点から、zは、0<z<0.8を満たすことが好ましく、0.05<z<0.6を満たすことがより好ましい。
式(2)で表される化合物としては、具体的には、例えば、ε−Ga(0.55)Fe(1.45 )O3、ε−Al(0.45)Fe(1.55)O3などが挙げられる。
式(3)中、磁気特性の観点から、Xは、Co、及びMnから選ばれる金属元素であることが好ましく、Yは、Tiであることが好ましい。
ε相の安定化の観点から、xは、0<x<0.4を満たし、かつ、yは、0<y<0.4を満たすことが好ましく、0<x<0.2を満たし、かつ、0<y<0.2を満たすことがより好ましい。
式(3)で表される化合物としては、具体的には、例えば、ε−Co(0.05)Ti(0.05)Fe(1.9)O3、ε−Mn(0.075)Ti(0.075)Fe(1.85)O3などが挙げられる。
式(4)中、ε相の安定化及び磁気特性の観点から、Xは、Co、及びMnから選ばれる金属元素であることが好ましく、Zは、Ga、及びAlから選ばれる金属元素であることが好ましい。
ε相の安定化及び磁気特性の観点から、xは、0<x<0.4を満たし、かつ、zは、0<z<0.6を満たすことが好ましく、0<x<0.2を満たし、かつ、0.05<z<0.6を満たすことがより好ましい。
式(4)で表される化合物としては、具体的には、例えば、ε−Mn(0.02)Ga(0.5)Fe(1.48)O3、ε−Co(0.02)Ga(0.4)Fe(1.58)O3などが挙げられる。
式(5)中、ε相の安定化及び磁気特性の観点から、Yは、Tiであることが好ましく、Zは、Ga、及びAlから選ばれる金属元素であることが好ましい。
ε相の安定化及び磁気特性の観点から、yは、0<y<0.4を満たし、かつ、zは、0<z<0.8を満たすことが好ましく、0<y<0.2を満たし、かつ、0.05<z<0.6を満たすことがより好ましい。
式(5)で表される化合物としては、具体的には、例えば、ε−Ti(0.02)Ga(0.5)Fe(1.48)O3、ε−Ti(0.02)Al(0.5)Fe(1.48)O3などが挙げられる。
式(6)中、ε相の安定化及び磁気特性の観点から、Xは、Co、及びMnから選ばれる金属元素であることが好ましく、Yは、Tiであることが好ましく、Zは、Ga、及びAlから選ばれる金属元素であることが好ましい。
式(6)中、x、y、及びzにおいて、磁気記録媒体に適用するための好ましい磁気特性を取り得るという観点から、xは、0<x<0.4を満たし、yは、0<y<0.7を満たし、かつ、zは、0<z<0.4を満たすことが好ましく、0.01<x<0.2を満たし、0.05<y<0.4を満たし、かつ、0.01<z<0.2を満たすことがより好ましい。
式(6)で表される化合物としては、具体的には、例えば、ε−Ga0.24Co0.05Ti0.05Fe1.66O3、ε−Al(0.20)Co(0.06)Ti(0.06)Fe(1.68)O3、ε−Ga(0.15)Mn(0.05)Ti(0.05)Fe(1.75)O3などが挙げられる。
まず、水に、硝酸鉄などの3価の鉄化合物、及び必要に応じて特定金属粉に含ませる、鉄以外の金属元素を含む金属化合物を溶解させ、アンモニアを加え、さらに水を加えて、50℃〜90℃に加熱撹拌し、テトラエトキシシラン(TEOS)を滴下し、そのまま5時間〜36時間程度撹拌する。
得られた反応溶液を70℃〜100℃の乾燥機内に一晩静置し、析出した固体を、純水で洗浄し、再度乾燥させ、特定金属粉の前駆体を得る。
得られた特定金属粉の前駆体を、炉内に装填し、大気雰囲気下において、900℃〜1200℃の温度にて3時間〜6時間熱処理を施し、4モル/Lの水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液中に投入し、液温60℃〜90℃に維持して5時間〜36時間撹拌することによりケイ素酸化物を除去し、遠心分離処理により粉体を採集し、純水で洗浄を行うことで特定金属粉を得る。
特定金属粉の粒径は、平均粒子径が8nm〜20nmであり、10nm〜18nmの範囲が好ましく、11nm〜17nmの範囲がより好ましい。
特定金属粉の平均粒子径が上記範囲の粒子であって、かつ、既述の表面処理層を有する粒子を磁性粉として磁気記録媒体に好適に使用することができる。
炉内での熱処理温度により、粒子径を制御することができる。例えば、炉内での熱処理温度が低いほど粒子径がより小さくなり、熱処理温度が高いほど粒子径がより大きくなる傾向がある。
特定金属粉を、透過型電子顕微鏡(TEM:Transmission Electron Microscope)を用いて撮影倍率50000倍〜80000倍程度で撮影し、総倍率500000倍になる条件で印画紙にプリントして粉末を構成する粒子の写真を得る。
得られた粒子の写真から一次粒子を選び、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)を算出することで粒子(一次粒子)のサイズを測定する。ここで、一次粒子とは、凝集のない独立した粒子をいう。
本明細書では、以上の測定を、無作為に抽出した500個の粒子について行い、得られた500個の粒子サイズの算術平均を、粉末の平均粒子サイズとする。
上記透過型電子顕微鏡としては、例えば日立製透過型電子顕微鏡H−9000型を用いることができる。また、粒子サイズの測定は、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。スキャナーからの画像取り込み及び画像解析の際のscale補正は、例えば直径1cmの円を用いて行うことができる。
なお、特定金属粉のみならず、磁性粉、任意成分としての非磁性粒子などについても、既述と同様の方法にて平均粒子径を測定することができる。
本開示の磁性粉は、既述の特定金属粉の表面の少なくとも一部に、シラン化合物を含む表面処理層を有する。
シラン化合物を含む表面処理層は、特定金属粉の表面全域に有していてもよいが、必ずしも表面全域に有する必要はない。例えば、特定金属粉の表面に不連続な表面処理層、即ち、一部に表面処理層の不形性領域がある表面処理層を有してもよく、また、特定金属粉の表面の一部に局所的に表面処理層を有していてもよい。即ち、特定金属粉の表面に、局所的であっても、シラン化合物を含む表面処理層を有することにより、本開示の効果を得ることができる。
表面処理層に含まれるシラン化合物は、下記式(I)で表される部分構造を含むシラン化合物であることが好ましい。
R1で表される炭化水素基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖を有していてもよく、環状構造を有していてもよい。
また、シラン化合物は、分子内に芳香環を有するシラン化合物であることがより好ましい。
従って、上記表面処理層を有する磁性粉を後述の磁気記録媒体に適用して磁性層を形成する際に、公知の金属粉用の分散剤を含む表面処理層を有する粒子に比較して、より高い充填率を達成することができる。
そして、微細な金属粉が良好な充填率で充填が可能となることで、磁気記録媒体における磁性層に、より良好な磁性が発現される。従って、本開示の磁性粉は、磁気記録媒体に好適な磁性粉となると考えられる。
R1で表される炭化水素基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖を有していてもよく、環状構造を有していてもよい。環状構造は、脂肪環であっても芳香環であってもよい。
表面処理層の形成に用いられるシラン化合物としては、分子内に加水分解性の有機基を有するシラン化合物を用いることができる。分子内に加水分解性の有機基を有するシラン化合物としては、加水分解性シリル基及びシラノール基の少なくとも1種を有するシラン化合物が挙げられる。分子内に加水分解性の有機基を有するシラン化合物としては、公知のシランカップリング剤を好ましく用いることができる。シラン化合物としては、例えば、ドデシルトリエトキシシラン、トリエトキシオクチルシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、トリメトキシプロピルシラン、トリエトキシフェニルシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、ビニルメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、1−[3−(トリメトキシシリル)プロピル]尿素、3−アミノプロピルジエトキシメチルシラン、[3−(N,N−ジメチルアミノ)プロピル]トリメトキシシラン等が挙げられ、なかでも、分子内に芳香環を有するトリエトキシフェニルシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン等が好ましい。
表面処理層にシラン化合物が含まれることが後述のX線光電子分光分析(XPS)により確認することができる。
表面処理層におけるSi原子の含有量としては、特定金属粉に由来する鉄原子に対する、表面処理層に含まれるシラン化合物に由来するSi原子の含有比率(Si/Fe:原子数比)が0.02%〜0.2%であることが好ましい。
また、表面処理層の形成条件としては、特定金属粉に由来する鉄原子に対する、表面処理層に含まれるシラン化合物に由来する炭素原子の含有比率(C/Fe:原子数比)が、0.05%〜0.5%となる条件を選択すればよい。C/Fe含有比率は、0.1%〜0.4%が好ましく、0.15%〜0.3%がより好ましい。
特定金属粉等の金属粉における表面処理層の確認は、X線光電子分光分析(XPS)を用いて行なうことができる。
XPSの測定は、例えば、島津製作所(株)、X線光電子分光分析装置(AXIS−ULTRA:商品名)を用いることができる。
測定方法については、実施例の欄にて詳述する。
なかでも、特定金属粉の表面を、分子内に加水分解性の有機基を有するシラン化合物により表面処理して、表面の少なくとも一部にシラン化合物を含む表面処理層を形成する工程を含む製造方法により製造されることが好ましい。
表面処理の方法としては、公知の方法が適宜適用しうる。
例えば、特定金属粉をエタノールなどの溶媒に分散させ、塩酸などの酸を加えて分散液のpHを2〜4の酸性に調整し、そこに、シラン化合物を添加し、充分に撹拌してシラン化合物を特定金属粉表面に吸着させ、その後、洗浄する方法が挙げられる。
撹拌は、液温を常温(25℃)〜60℃とし、5分間〜120分間行なうことが好ましい。
上記範囲において、表面処理層におけるC/Fe含有比を適切な範囲とすることができる。
表面処理層におけるC/Fe含有比は、特定金属粉の表面処理に用いるシラン化合物の種類と、含有量と、を制御することにより調整することができる。また、表面処理における液温、表面処理時間、及び溶液のpHを適宜制御することによっても、C/Fe含有比を調整することができる。
本開示の磁性粉には、既述の表面処理層を有する特定金属粉に加え、必要に応じて、さらに、他の成分を含んでもよい。
他の成分としては、例えば、特定金属粉以外の金属粉等が挙げられる。
特定金属粉以外の金属粉としては、例えば、α−Fe2O3及びγ−Fe2O3から選ばれる少なくとも1種の酸化鉄系化合物(以下、他の酸化鉄系化合物と称することがある)が挙げられる。なお、α−Fe2O3及びγ−Fe2O3から選ばれる少なくとも1種の酸化鉄系化合物の含有量は、特定金属粉の含有量100質量部に対し、20質量部以下であることが好ましい。
即ち、特定金属粉の少なくとも1部を、磁性粉の用途に汎用される既述の他の酸化鉄系化合物に置き換えることで、磁性特性の調整を行なったり、性能を低下させない範囲でコストを軽減したりすることができる。一方、特定金属粉は単相、即ち、特定金属粉以外の金属粉を含まない相であることが好ましいが、不可避不純物としてのα−Fe2O3及びγ−Fe2O3から選ばれる少なくとも1種の酸化鉄系化合物を含むことがある。
いずれの場合においても、特定金属粉の含有量100質量部に対する他の酸化鉄系化合物を含有量は、20質量部以下であることが好ましく、5質量部以下であることがより好ましい。
既述の本開示の磁性粉は、磁気記録媒体に好適に使用される。
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、既述の本開示の磁性粉を含む磁性層と、を有する磁気記録媒体である。
本開示の磁気記録媒体は、非磁性支持体と、非磁性支持体の少なくとも一方の面上に、強磁性粉末及び結合剤を含む磁性層と、を有する。すなわち、磁気記録媒体は、基材としての非磁性支持体と、磁気記録層としての磁性層を有し、目的に応じてその他の層を有してもよい。
磁気記録媒体が有しうるその他の層としては、非磁性層、バックコート層などが挙げられる。その他の層については後述する。
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。
「磁性を有しない」とは、残留磁束密度が10mT以下であること、保磁力が7.98kA/m(100Oe)以下であること、の少なくともいずれかの条件を満たすことをいう。
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、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、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号公報に示される如き、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、既述の本開示の磁性粉を含む強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もよい。
磁性層における強磁性粉末は、本開示の磁性粉を含む。
磁性層が本開示の特定磁性粉を含むことで、磁気記録媒体のSNRが著しく改善されることは既述の通りである。
なお、磁性層が、本開示の磁性粉以外の強磁性粉末(他の強磁性粉末)を含む場合、本開示の磁性粉100質量部に対する他の強磁性粉末の含有量は、20質量部以下であることが好ましい。
磁性層からの磁性分などを試料粉末として採取する方法としては、例えば以下の方法が挙げられる。
1.磁性層表面にヤマト科学製プラズマリアクターで1〜2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.で剥離した磁性層成分を、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、有機溶媒を乾燥させて、ろ紙から剥離成分を取り出す。なお、振るい落とす方法としては、ろ紙ごと溶媒の中に入れ超音波分散機で振るい落とす方法をとることができる。
4.上記3.でかき落とした磁性層成分を十分洗浄したガラス試験管に入れ、ガラス試験管中にn−ブチルアミンを磁性層成分に対し、20ml程度加えてガラス試験管を封緘する。なお、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ことが好ましい。
5.ガラス試験管を170℃で20時間以上加熱し、バインダー及び硬化剤成分などの磁性層含まれる有機成分を分解する。
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。
なお、本開示の磁性粉は、好ましくは、特定の条件にてシランカップリング剤により表面処理されてなる表面処理層を有する磁性粉である。よって、粒子径が、従来用いられている一般的な磁性粒子より小さいにも拘わらず、分散性が良好であり、充填率をより向上させることができ、記録密度がより向上した。
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、スチレン、アクリロニトリル、メチ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。これらの中でも、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、セルロース樹脂及び塩化ビニル樹脂が好ましい。
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(東ソー社製)
カラム:TSK gel Multipore HXL−M(東ソー社製、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、及び硬化剤も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、人造ダイヤモンド、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、HIT−30、HIT−55、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、潤滑剤の分子量は、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。また、粘度が高くなるのを防ぎ、スライダーとディスクが吸着し易くなって走行停止やヘッドクラッシュなどを発生するのを防ぐことができる。
潤滑剤として用い得る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、上記無機酸化物のコロイド粒子を挙げることができ、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。
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」にて述べた如く、残留磁束密度が10mT以下であること、保磁力が7.98kA/m(100Oe)以下であることの少なくともいずれかを満たすことをいう。
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、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に架橋構造が形成され、形成される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、例えば0.1質量部〜10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1質量部〜10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、他の相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。
本工程(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量で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、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」の項に記載した如く、非磁性層は、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、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。
なお、特に断らないかぎり、実施例における「%」及び「部」は質量基準である。
(特定金属粉の作製)
純水90gに、硝酸鉄(III)9水和物8.3g、硝酸ガリウム(III)8水和物1.3g、硝酸コバルト(II)6水和物190mg、硫酸チタン(IV)150mg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、25℃の条件下で、25質量%のアンモニア水溶液4.0gを添加し、25℃の温度条件下で、2時間撹拌した。撹拌した液に純水900gを加え、70℃に昇温した後、テトラエトキシシラン(TEOS)17mLを滴下し、70℃の温度を維持したまま24時間撹拌した。得られた反応溶液を80℃の乾燥機内に一晩静置し、析出した固体を純水で洗浄し、再度乾燥させて、特定金属粉の前駆体を得た。
その後、遠心分離処理により、ケイ素酸化物を除去した特定金属粉の前駆体を採集し、純水で洗浄を行って、ε−Fe2O3相の単相である酸化鉄ナノ磁性粒子(特定金属粉)を得た。
得られた特定金属粉の組成をICP−OES(高周波誘導結合プラズマ発光分光分析)により確認したところ、ε−Ga0.24Co0.05Ti0.05Fe1.66O3であった。また、粉末XRD(X線回折)パターンのピークの確認により、磁性粉は、α−Fe2O3及びγ−Fe2O3から選ばれる少なくとも1種の酸化鉄系化合物を含まないε−Fe2O3単相の磁性粉であることが確認された。
後述する方法で算出した平均粒径は、16.7nmであり、粒子形状は、球状であった。
ICP−OES測定装置は、島津製作所(株)製、ICPS−8100を使用した。
測定は、以下の方法で行なった。
試料粉末12mg及び4mol/L塩酸10mLを入れた容器(ビーカー)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。
得られた溶解液に純水30mLを加えた後、0.1μmのメンブレンフィルタを用いてろ過した。
得られたろ液を、上記のICP−OES測定装置で分析することで、それぞれの金属原子の含有率を求めた。
X線源:Cu Kα線(波長1.54Å(0.154nm))、(出力:40mA、45kV)
スキャンした範囲:20°<2θ<70°
スキャン間隔:0.05°
スキャンスピード:0.75°/min
特定金属粉1gに純水10g及びエタノール90gを加えて分散した。続いて塩酸によって分散液のpHを3.5に調整した。
その後、分散液を30℃に保ち、シランカップリング剤であるオクタデシルトリメトキシシラン10mgを加えて、30分間撹拌し、遠心分離処理により採集した粉末を、純水及びエタノールで洗浄を行って、特定金属粉の表面の少なくとも1部にシラン化合物を含む表面処理層が形成された、ε−Fe2O3を含む実施例1の磁性粉を得た。
特定金属粉などの粉末を、透過型電子顕微鏡(TEM:日立製作所(株)、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倍になる条件で印画紙にプリントして粉末を構成する粒子の写真を得た。
得られた粒子の写真から一次粒子を選び、デジタイザーで粒子の輪郭をトレースし粒子(一次粒子)のサイズを測定した。ここで、一次粒子とは、凝集のない独立した粒子をいう。粒子サイズの測定は、各粒子の輪郭をデジタイザーでトレースし、トレースした領域と同じ面積の円の直径(円面積相径)を算出することで求めた。画像解析ソフトとしてカールツァイス製、画像解析ソフトKS−400を用いて行った。
以上の測定を、無作為に抽出した500個の粒子について行った。
こうして得られた500個の粒子サイズの算術平均を、粉末の平均粒子サイズとした。既述の如く、平均粒径は、16.7nmであった。
特定金属粉等の金属粉における表面処理層の確認は、X線光電子分光分析(XPS)を用いて行なった。
(株)島津製作所、X線光電子分光分析(AXIS−ULTRA:商品名)を用い、励起X線源には単色化Al−Kα線を用いた。得られたスペクトルより、金属粉の表面におけるSiの存在を確認した。
また、シラン化合物に含まれるC由来のピーク面積と、金属粉におけるFe由来のピーク面積から、C/Fe比(原子数比)を算出した。
実施例1の磁性粉の作製において、表面処理に用いたシラン化合物の種類と量を下記表1に記載の如く変えた以外は、実施例1と同様にして磁性粉を作製した。
(磁性液の処方)
ε-Fe2O3粉末(既述の磁性粉) 100.0部
オレイン酸 2.0部
塩化ビニル共重合体(日本ゼオン(株)、MR−104)(表1に記載の量)
SO3Na基含有ポリウレタン樹脂 (表1に記載の量)
(重量平均分子量70000、SO3Na基:0.07meq/g)
アミン系ポリマー (表1に記載の量)
(ビックケミー社製DISPERBYK−102)
メチルエチルケトン(溶剤) 150.0部
シクロヘキサノン 150.0部
α−アルミナ 6.0部
(BET比表面積19m2/g、モース硬度9)
SO3Na基含有ポリウレタン樹脂 0.6部
(重量平均分子量70000、SO3Na基:0.1meq/g)
2,3−ジヒドロキシナフタレン 0.6部
シクロヘキサノン 23.0部
コロイダルシリカ 2.0部
(平均粒子サイズ120nm)
メチルエチルケトン 8.0部
ステアリン酸 3.0部
ステアリン酸アミド 0.3部
ステアリン酸ブチル 6.0部
メチルエチルケトン 110.0部
シクロヘキサノン 110.0部
ポリイソシアネート(日本ポリウレタン製コロネート(登録商標)L)
3.0部
磁性層形成用組成物を、以下の方法によって調製した。
上記磁性液の処方に記載の各種成分を、バッチ式縦型サンドミルにより、ビーズ径0.5mmφのジルコニアビーズ(第一の分散ビーズ、密度6.0g/cm3)を使用して24時間分散し(第一の段階)、その後、0.5μmの平均孔径を有するフィルタを用いて濾過することにより分散液Aを調製した。ジルコニアビーズは、ε−Fe2O3を含む磁性粉に対して、質量基準で10倍量用いた。
非磁性無機粉末 α−酸化鉄 100.0部
(平均粒子サイズ10nm、BET比表面積75m2/g)
カーボンブラック 25.0部
(平均粒子サイズ20nm)
SO3Na基含有ポリウレタン樹脂 18.0部
(重量平均分子量70000、SO3Na基含有量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
上記の非磁性層形成用組成物の処方に記載の各成分を、バッチ式縦型サンドミルによりビーズ径0.1mmφのジルコニアビーズを使用して24時間分散し、その後、0.5μmの平均孔径を有するフィルタを用いて濾過することにより、非磁性層形成用組成物を調製した。
非磁性無機粉末 α−酸化鉄 80.0部
(平均粒子サイズ0.15μm、BET比表面積52m2/g)
カーボンブラック 20.0部
(平均粒子サイズ20nm)
塩化ビニル共重合体 13.0部
スルホン酸塩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
ステアリン酸ブチル 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
上記のバックコート層形成用組成物の処方に記載の各成分のうち潤滑剤(ステアリン酸及びステアリン酸ブチル)、ポリイソシアネートならびにシクロヘキサノン200.0部を除いた成分をオープンニーダにより混練及び希釈した後、横型ビーズミル分散機によりビーズ径1mmφのジルコニアビーズを用い、ビーズ充填率80体積%、ローター先端周速10m/秒で1パス滞留時間を2分間とし、12パスの分散処理に供した。
その後、上記の残りの成分を添加してディゾルバーで撹拌し、得られた分散液を1μmの平均孔径を有するフィルタを用いて濾過することにより、バックコート層形成用組成物を調製した。
厚み5.0μmのポリエチレンナフタレート製支持体(非磁性支持体)の表面上に、上記で調製した非磁性層形成用組成物を、乾燥後の厚みが100nmになる量で塗布し乾燥させて非磁性層を形成した。
形成した非磁性層の表面上に、上記で調製した磁性層形成用組成物を、乾燥後の厚みが70nmになる量で塗布して塗布層を形成した。
形成された磁性層形成用組成物の塗布層が湿潤(未乾燥)状態にあるうちに、磁場強度0.15Tの磁場を上記磁性層形成用組成物の塗布層の表面に対し垂直方向に印加する垂直配向処理を施した。
その後、垂直配向処理を施した磁性層形成用組成物の塗布層を乾燥させ、磁性層を形成した。
上記非磁性支持体の、非磁性層及び磁性層を形成した表面とは反対の表面上に、乾燥後の厚みが0.4μmになる条件で、上記で調製したバックコート層形成用組成物を塗布し、乾燥させた。
磁性層、非磁性層、バックコート層を形成したテープを、金属ロールのみから構成される一対のカレンダロールにより、速度100m/min、線圧300kg/cm(294kN/m)、カレンダロールの表面温度100℃でカレンダ処理(表面平滑化処理)し、雰囲気温度70℃の環境で36時間熱処理を施した。
熱処理後、1/2インチ(0.0127メートル)幅にスリットし、磁気記録媒体としての磁気テープを得た。
得られた磁気記録媒体としての磁気テープについて以下の評価を行ない、結果を下記表1に記載した。
実施例及び比較例の各磁気テープの電磁変換特性を、ヘッドを固定した1/2インチ(0.0127メートル)リールテスターを用いて以下の方法により測定した。
ヘッド/テープ相対速度は6m/sとした。記録はMIG(Metal−In−Gap)ヘッド(ギャップ長0.15μm、トラック幅1.0μm)を使い、記録電流は各磁気テープの最適記録電流に設定した。
再生ヘッドには素子厚み15nm、シールド間隔0.1μm及びリード幅0.5μmのGMR(Giant−Magnetoresistive)ヘッドを用いた。
線記録密度270KFCIで信号の記録を行い、再生信号をシバソク社製のスペクトラムアナライザーで測定した。
キャリア信号の出力値(S)と、スペクトル全帯域の積分ノイズ(N)との比をSNRとした。SNR測定のためには、各磁気テープの走行後に信号が十分に安定した部分の信号を使用した。
得られた媒体の磁気特性を、振動試料型磁束計(玉川製作所製)を用いて、最大印加磁界4.5kOe、温度296K、磁界掃引速度25Oe/sで測定した。
σrは、印加磁場0Tにおける磁化の値である。単位は、磁気テープの単位面積あたりの磁化量emu/cm2とした。
実施例1の磁性層形成用組成物の調製において、特定金属粉にシランカップリング剤による表面処理を行なわない金属粉を用い、結合剤の含有量を、下記表1に記載した量として磁性層形成用組成物を調製した。得られた比較磁性層形成用組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして磁気テープを作製し、実施例1と同様に評価した。
結果を下記表1に記載した。
実施例8の磁性層形成用組成物の調製において、特定金属粉の表面処理に用いたシランカップリング剤の量を表1に記載の如く変更し、撹拌時間を15分間に変えた以外は、実施例8と同様にして磁気テープを作製し、実施例1と同様に評価した。
結果を下記表1に記載した。
実施例8の磁性層形成用組成物の調製において、特定金属粉の表面処理に用いたシランカップリング剤の量を表1に記載の如く変更し、撹拌時間を60分間に変えた以外は、実施例8と同様にして磁気テープを作製し、実施例1と同様に評価した。
結果を下記表1に記載した。
実施例1の磁性粉の調製において、特定金属粉の表面処理に用いたシランカップリング剤に代えて、ポリビニルピロリドン (粘性特性値:K30、和光純薬工業(株))を用いた。特定金属粉1gに純水100gを加えた混合物に、1%のポリビニルピロリドン溶液1gを加えた。得られた混合物に、径100μmのZrビーズを加え、振盪器によって室温で10分間振盪した。処理後の粉を遠心分離により採集し、純水で数度洗浄したのち乾燥させ、回収した。得られた比較磁性粉を、実施例1で得た磁性粉に換えた以外は、実施例1と同様にして磁気テープを作製し、実施例1と同様に評価した。
結果を下記表1に記載した。
比較例5の磁性粉の調製において、特定金属粉の表面処理に用いたポリビニルピロリドンに代えて、ポリビニルアルコール(和光純薬工業(株)、平均重合度500、完全けん化型)を用いた以外は、比較例5と同様にして磁気テープを作製し、実施例1と同様に評価した。
比較例5の磁性粉の調製において、特定金属粉の表面処理に用いたポリビニルピロリドンに代えて、臭化セチルトリメチルアンモニウムを用いた以外は、比較例5と同様にして磁気テープを作製し、実施例1と同様に評価した。
結果を下記表1に記載した。
表1に記載の評価結果より、実施例1〜実施例11の磁性粉は、分散性が良好であり、その結果、磁気テープにおける磁性層を形成した場合の充填率が向上し、いずれもSNRが、基準となる比較例1よりも良好であり、媒体化後の配向も、より高いことがわかる。
他方、表面処理層にシラン化合物を含まない比較例の磁性粉を用いた場合には、一般の分散剤を用いた場合でも、磁性粒子の充填率の向上に起因する良好なSNRは達成できず、磁気記録媒体とした場合の配向も実施例に対して劣ることがわかる。
Claims (7)
- ε−Fe2O3及び下記式(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み、表面の少なくとも一部に、シラン化合物を含む表面処理層を有する磁性粉であり、
平均粒子径が8nm〜20nmであり、
ε−Fe2O3及び下記式(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に由来する鉄原子に対する、表面処理層に含まれるシラン化合物に由来する炭素原子の含有比率が0.05〜0.5である磁性粉。
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。 - 前記式(1)で表される化合物は、下記式(1−2)で表される化合物である請求項1に記載の磁性粉。
式(1−2)中、A1は、Ga、Al、In、及びRhからなる群より選ばれる少なくとも1種の3価の金属元素を表し、A2は、Mn、Co、Ni及びZnからなる群より選ばれる少なくとも1種の2価の金属元素を表し、A3は、Ti及びSnからなる群より選ばれる少なくとも1種の4価の金属元素を表す。xは、0<x<1を満たし、yは、0<y<1を満たし、zは、0<z<1を満たし、x+y+z<2である。 - 前記シラン化合物は、下記式(I)で表される部分構造を含むシラン化合物である請求項1又は請求項2に記載の磁性粉。
式(I)中、R1は、炭素数3以上20以下の炭化水素基を表す。 - 前記シラン化合物は、分子内に芳香環を有するシラン化合物である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の磁性粉。
- α−Fe2O3及びγ−Fe2O3から選ばれる少なくとも1種の酸化鉄系化合物の含有量が、ε−Fe2O3及び前記式(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の含有量100質量部に対し、20質量部以下である請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の磁性粉。
- ε−Fe2O3及び下記式(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粒子の表面を、分子内に加水分解性の有機基を有するシラン化合物により表面処理して、表面の少なくとも一部にシラン化合物を含む表面処理層を形成する工程を含む、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の磁性粉の製造方法。
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。 - 非磁性支持体と、前記非磁性支持体上に、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の磁性粉を含む磁性層と、を有する磁気記録媒体。
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