JP2020035508A - 磁気記録媒体、磁気記録再生装置および磁気記録媒体用組成物 - Google Patents

磁気記録媒体、磁気記録再生装置および磁気記録媒体用組成物 Download PDF

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Abstract

【課題】高温高湿環境において優れた耐久性を発揮できる磁気記録媒体、この磁気記録媒体を含む磁気記録再生装置及び強磁性粉末と上記化合物と含む磁気記録媒体用組成物を提供する。【解決手段】非磁性支持体上に強磁性粉末および結合剤を含む磁性層を有する磁気記録媒体であって、磁性層は、特定の部分構造からなる群から選ばれる一種以上の部分構造と、ポリアルキレンイミン鎖とを有する化合物を更に含む。【選択図】なし

Description

本発明は、磁気記録媒体、磁気記録再生装置および磁気記録媒体用組成物に関する。
塗布型磁気記録媒体(以下、単に「磁気記録媒体」とも記載する。)は、強磁性粉末および結合剤を含む組成物を、非磁性支持体上に直接塗布するか、または非磁性層等の他の層を介して塗布して磁性層を形成することにより製造される。
従来、磁気記録媒体の性能向上に関して、添加剤の使用が提案されてきた(例えば、特許文献1の段落0044〜0049参照)。
特開2012−241094号公報
磁気記録媒体は、様々な環境下で使用される。磁気記録媒体の使用環境の一態様としては、高温高湿環境が挙げられる。
一方、磁気記録媒体には、使用時に優れた耐久性を発揮できることが望まれる。詳しくは、次の通りである。例えば摺動型の磁気記録再生装置では、磁性層に情報を記録する際および磁性層に記録された情報を再生する際、磁気ヘッドと磁性層表面とが接触し摺動する。しかし、耐久性が低い磁気記録媒体では、この磁気ヘッドとの摺動によって磁性層表面が削れて削れ屑が発生し、この削れ屑がスペーシングロスと呼ばれる出力低下を引き起こしてしまう。そのため、磁気記録媒体には、耐久性に優れることが望まれる。
以上より、磁気記録媒体に望まれる性能としては、高温高湿環境下での使用において磁性層表面の削れが生じ難いこと(即ち、優れた耐久性を発揮できること)が挙げられる。しかし、本発明者らの検討によれば、従来提案されていた添加剤の使用では、この点について十分な性能向上を達成することは困難と考えられる。
本発明の一態様は、高温高湿環境において優れた耐久性を発揮できる磁気記録媒体を提供することを目的とする。
本発明の一態様は、
非磁性支持体上に強磁性粉末および結合剤を含む磁性層を有する磁気記録媒体であって、
上記磁性層は、式1で表される部分構造および式2で表される部分構造からなる群から選ばれる一種以上の部分構造と、ポリアルキレンイミン鎖と、を有する化合物を更に含む磁気記録媒体、
に関する。
また、本発明の一態様は、
強磁性粉末と、
式1で表される部分構造および式2で表される部分構造からなる群から選ばれる一種以上の部分構造と、ポリアルキレンイミン鎖と、を有する化合物と、
含む磁気記録媒体用組成物、
に関する。
(式1中のL1および式2中のL2は、それぞれ独立に二価の連結基を表し、式1中のZ1および式2中のZ2は、それぞれ独立に−OMで表される一価の基または−O-+で表される一価の基を表し、Mは水素原子またはアルカリ金属原子を表し、A+はアンモニウムカチオンを表す。)
一態様では、上記化合物は、上記部分構造を1分子中に1〜10個含むことができる。
一態様では、上記化合物の重量平均分子量は、3,000〜34,000の範囲であることができる。
一態様では、上記強磁性粉末は、六方晶フェライト粉末であることができる。
一態様では、上記強磁性粉末は、ε−酸化鉄粉末であることができる。
一態様では、上記強磁性粉末の平均粒子サイズは、5〜50nmの範囲であることができる。
一態様では、上記化合物は、ビニルポリマー鎖を有することができる。
一態様では、上記化合物は、ポリエステル鎖を有することができる。
一態様では、上記磁性層は、上記化合物を上記強磁性粉末100.0質量部あたり0.5〜50.0質量部含むことができる。
一態様では、上記磁気記録媒体用組成物は、上記化合物を上記強磁性粉末100.0質量部あたり0.5〜50.0質量部含むことができる。
本発明の一態様は、上記磁気記録媒体と、磁気ヘッドと、を含む磁気記録再生装置に関する。
本発明の一態様によれば、高温高湿環境において優れた耐久性を発揮できる磁気記録媒体、および、かかる磁気記録媒体の製造に使用可能な磁気記録媒体用組成物を提供することができる。また、本発明の一態様によれば、上記磁気記録媒体を含む磁気記録再生装置を提供することができる。
[磁気記録媒体]
本発明の一態様は、非磁性支持体上に強磁性粉末および結合剤を含む磁性層を有する磁気記録媒体であって、上記磁性層は、式1で表される部分構造および式2で表される部分構造からなる群から選ばれる一種以上の部分構造と、ポリアルキレンイミン鎖と、を有する化合物を更に含む磁気記録媒体に関する。
上記磁気記録媒体は、上記部分構造とポリアルキレンイミン鎖とを有する化合物を磁性層に含む。本発明者らは、上記部分構造とポリアルキレンイミン鎖とを有する化合物が強磁性粉末への吸着性に優れることおよび/または強磁性粉末と結合剤との親和性を阻害し難いことが、上記化合物の使用によって高温高湿環境における磁気記録媒体の耐久性(以下、単に「耐久性」とも記載する。)を向上できる理由、詳しくは磁性層の塗膜強度を高めることができる理由ではないかと推察している。ただし推察に過ぎず、かかる推察に本発明は限定されるものではない。
以下、上記磁気記録媒体について、更に詳細に説明する。
<磁性層に含まれる化合物>
上記磁気記録媒体の磁性層には、式1で表される部分構造および式2で表される部分構造からなる群から選ばれる一種以上の部分構造と、ポリアルキレンイミン鎖と、を有する化合物が含まれる。
(ポリアルキレンイミン鎖)
「ポリアルキレンイミン鎖」とは、同一または異なるアルキレンイミン鎖を2つ以上含むポリマー鎖を意味する。アルキレンイミン鎖の具体例としては、下記式3で表されるアルキレンイミン鎖および下記式4で表されるアルキレンイミン鎖を挙げることができる。
式3中、R1およびR2は、それぞれ独立に水素原子またはアルキル基を表し、n1は2以上の整数を表す。式4中、R3およびR4は、それぞれ独立に水素原子またはアルキル基を表し、n2は2以上の整数を表す。
本発明および本明細書において、化合物の一部を表す式中の「*」は、その一部の構造と隣接する原子との結合位置を表す。式4中の窒素カチオン(N+)に関する2つの結合位置の一方における結合は、通常、アニオンと窒素カチオンとのイオン結合(塩架橋基の形成)である。その他の「*」で表される結合位置の結合は、通常、共有結合である。
本発明および本明細書において、特記しない限り、記載されている基は置換基を有してもよく無置換であってもよい。また、置換基を有する基について「炭素数」とは、特記しない限り、置換基の炭素数を含まない炭素数を意味するものとする。本発明および本明細書において、置換基としては、例えば、アルキル基(例えば炭素数1〜6のアルキル基)、ヒドロキシ基、アルコキシ基(例えば炭素数1〜6のアルコキシ基)、ハロゲン原子(例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、シアノ基、アミノ基、ニトロ基、アシル基、カルボキシ基、カルボキシ基の塩、スルホン酸基、スルホン酸基の塩等を挙げることができる。
上記の式3で表されるアルキレンイミン鎖中のR1およびR2、ならびに式4で表されるアルキレンイミン鎖中のR3およびR4は、それぞれ独立に、水素原子またはアルキル基を表す。アルキル基としては、例えば、炭素数1〜6のアルキル基を挙げることができ、好ましくは炭素数1〜3のアルキル基であり、より好ましくはメチル基またはエチル基であり、更に好ましくはメチル基である。上記アルキル基は、好ましくは無置換アルキル基である。式3中のR1およびR2の組み合わせとしては、一方が水素原子であって他方がアルキル基である態様、両方が水素原子である態様および両方がアルキル基(同一または異なるアルキル基)である態様があり、好ましくは両方が水素原子である態様である。この点は、式4中のR3およびR4についても同様である。
アルキレンイミンとして環を構成する炭素数が最少の構造はエチレンイミンであり、エチレンイミンの開環により得られたアルキレンイミン鎖(エチレンイミン鎖)の主鎖の炭素数は2である。したがって、式3中のn1および式4中のn2の下限は2である。即ち、式3中のn1および式4中のn2は、それぞれ独立に、2以上の整数を表す。耐久性の更なる向上の観点からは、式3中のn1および式4中のn2は、それぞれ独立に、10以下であることが好ましく、6以下であることがより好ましく、4以下であることが更に好ましく、2または3であることが一層好ましく、2であることがより一層好ましい。
(式1/式2で表される部分構造)
上記化合物は、ポリアルキレンイミン鎖とともに、式1で表される部分構造および式2で表される部分構造からなる群から選ばれる一種以上の部分構造を含む。上記化合物の一態様は、かかる部分構造として式1で表される部分構造のみを1分子中に1個以上含む化合物であり、他の一態様は、式2で表される部分構造のみを1分子中に1個以上含む化合物であり、更に他の一態様は、1分子中に式1で表される部分構造を1個以上と式2で表される部分構造を1個以上含む化合物である。上記化合物は、式1で表される部分構造および式2で表される部分構造からなる群から選ばれる一種以上の部分構造を、1分子あたり1個以上含み、1〜10個含むことが好ましく、1〜8個含むことがより好ましい。上記部分構造が1分子あたり2個以上含まれる場合、含まれる部分構造の構造はすべて同じであってもよく、異なっていてもよい。
式1中のL1および式2中のL2は、それぞれ独立に二価の連結基を表す。二価の連結基としては、例えば、直鎖、分岐または環構造を含んでもよいアルキレン基、直鎖、分岐または環構造を含んでもよいアルケニレン基、芳香族基、−C(=O)−、および−O−からなる群から選ばれる1つ、またはこれらの群から選ばれる2つ以上の組み合わせから構成される二価の連結基を挙げることができる。芳香族基は、ヘテロ原子を含んでもよく含まなくてもよく、含まないこと(即ちアリーレン基であること)が好ましい。好ましい二価の連結基としては、炭素数1〜10のアルキレン基、炭素数2〜10のアルケニレン基、および炭素数6〜12の芳香族基を挙げることができる。より好ましい二価の連結基としては、炭素数1〜10のアルキレン基および炭素数6〜12の芳香族基を挙げることができる。更に好ましい二価の連結基としては、炭素数1〜5の直鎖アルキレン基、炭素数6〜10のシクロアルキレン基、炭素数6〜12のアリーレン基を挙げることができる。
式1中のZ1および式2中のZ2は、それぞれ独立に−OMで表される一価の基または−O-+で表される一価の基を表す。
−OMにおいて、Mは水素原子またはアルカリ金属原子を表す。アルカリ金属原子は、例えば、ナトリウム原子またはカリウム原子である。−OMで表される一価の基は、−OH(即ちヒドロキシ基)、−ONaまたは−OKであることが好ましく、−OHまたは−ONaであることがより好ましい。
−O-+において、A+はアンモニウムカチオンを表す。−O-+において、酸素アニオンとA+で表されるアンモニウムカチオンは、イオン結合によって結合して塩を形成している。アンモニウムカチオンは、N+(R114により表すことができる。N+(R114において、4個存在するR11は、それぞれ独立に水素原子または炭化水素基を表す。アンモニウムカチオンが有機アンモニウムカチオンの場合、4個存在するR11の少なくとも1個は炭化水素基を表す。炭化水素基は好ましくはアルキル基である。アルキル基は、直鎖、分岐または環状のいずれのアルキル基でもよく、直鎖アルキル基であることが好ましい。アルキル基の炭素数は、例えば1〜10であり、好ましくは1〜6である。4つ存在するR11は、同一であっても一部または全部が異なっていてもよい。N+(R114において、4個存在するR11のすべてが水素原子であってもよく、すべてが炭化水素基であってもよい。N+(R114において、1〜3個のR11が炭化水素基であり、炭化水素基以外のR11が水素原子であることが好ましい。
(他のポリマー鎖)
上記化合物は、ポリアルキレンイミン鎖を含み、他のポリマー鎖を含んでもよく、含まなくてもよい。一態様では、上記化合物は、上記部分構造と、ポリアルキレンイミン鎖と、ポリアルキレンイミン鎖以外の他のポリマー鎖、とを有することができる。他のポリマー鎖の一態様としては、ビニルポリマー鎖を挙げることができる。また、他のポリマー鎖の他の一態様としては、ポリエステル鎖を挙げることができる。
ビニルポリマー鎖
ビニルポリマー鎖とは、下記式5で表されるポリマー鎖である。
式5において、R5は水素原子または置換基を表し、R6は置換基を表し、n3は2以上の整数を表す。以下、式5について更に説明する。
式5中、R5は水素原子または置換基を表し、例えば水素原子またはメチル基を表す。R6は置換基を表す。R6で表される置換基としては、アルキルオキシカルボニル基、ヒドロキシアルキルオキシカルボニル基、アリール基等を挙げることができ、具体例としては後述のビニルポリマーの具体例が有する置換基を挙げることができる。アルキルオキシカルボニル基が有するアルキル基およびヒドロキシアルキルオキシカルボニル基が有するヒドロキシ基により置換されたアルキル基は、直鎖アルキル基、分岐アルキル基または環状アルキル基であることができる。直鎖アルキル基および分岐アルキル基の炭素数は、例えば1〜20の範囲であることができる。環状アルキル基の炭素数は、例えば3〜20の範囲であることができる。環状アルキル基には、単環式アルキル基と多環式アルキル基(例えばビシクロアルキル基)が包含されるものとする。アリール基としては、炭素数が6〜20のアリール基を挙げることができ、具体例としてはフェニル基を挙げることができる。
上記化合物がビニルポリマー鎖を有する場合、そのビニルポリマー鎖の構造は、化合物の合成に用いたビニルモノマーの構造に由来する。ビニルモノマーとは、ビニル基および/またはビニリデン基を有する化合物である。ビニルモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸エステル類、クロトン酸エステル類、ビニルエステル類、マレイン酸ジエステル類、フマル酸ジエステル類、イタコン酸ジエステル類、(メタ)アクリルアミド類、スチレン類、ビニルエーテル類、ビニルケトン類、オレフィン類、マレイミド類、(メタ)アクリロニトリル等を挙げることができる。上記の「類」とは、その誘導体を含む意味で用いられる。例えば、スチレン類とは、スチレンとスチレン誘導体を包含する意味で用いられる。また、本発明および本明細書において、「(メタ)アクリル」とは、アクリルとメタクリルを包含する意味で用いられる。例えば、ビニルモノマーとして(メタ)アクリル酸エステルを用いることにより、ビニルポリマー鎖としてポリ(メタ)アクリラート鎖を有する化合物を得ることができる。また、例えばビニルモノマーとしてスチレンを用いることにより、ビニルポリマー鎖としてポリスチレン鎖を有する化合物を得ることができる。
上記ビニルモノマーの中でも、耐久性の更なる向上の観点から好ましいビニルモノマーは、(メタ)アクリル酸エステル類およびスチレン類であり、より好ましいビニルモノマーは(メタ)アクリル酸エステル類である。(メタ)アクリル酸エステル類の具体例としては、メチル(メタ)アクリラート、エチル(メタ)アクリラート、n−プロピル(メタ)アクリラート、イソプロピル(メタ)アクリラート、n−ブチル(メタ)アクリラート、イソブチル(メタ)アクリラート、t−ブチル(メタ)アクリラート、ラウリル(メタ)アクリラート、アミル(メタ)アクリラート、n−ヘキシル(メタ)アクリラート、シクロヘキシル(メタ)アクリラート、t−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリラート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリラート、t−オクチル(メタ)アクリラート、ドデシル(メタ)アクリラート、オクタデシル(メタ)アクリラート、アセトキシエチル(メタ)アクリラート、フェニル(メタ)アクリラート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリラート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリラート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリラート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリラート、2−メトキシエチル(メタ)アクリラート、2−エトキシエチル(メタ)アクリラート、2−(2−メトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリラート、3−フェノキシ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリラート、2−クロロエチル(メタ)アクリラート、グリシジル(メタ)アクリラート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリラート、ビニル(メタ)アクリラート、2−フェニルビニル(メタ)アクリラート、1−プロペニル(メタ)アクリラート、アリル(メタ)アクリラート、2−アリロキシエチル(メタ)アクリラート、プロパルギル(メタ)アクリラート、ベンジル(メタ)アクリラート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリラート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル(メタ)アクリラート、トリエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリラート、トリエチレングリコールモノエチルエーテル(メタ)アクリラート、プロピレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリラート、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル(メタ)アクリラート、ポリエチレングリコールモノエチルエーテル(メタ)アクリラート、β−フェノキシエトキシエチル(メタ)アクリラート、ノニルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリラート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリラート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリラート、トリフロロエチル(メタ)アクリラート、オクタフロロペンチル(メタ)アクリラート、パーフロロオクチルエチル(メタ)アクリラート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリラート、トリブロモフェニル(メタ)アクリラート、トリブロモフェニルオキシエチル(メタ)アクリラート、γ−ブチロラクトン(メタ)アクリラート、イソボルニル(メタ)アクリラート、フルフリル(メタ)アクリラート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリラート等が挙げられる。
ビニルポリマー鎖に関して、上記式5中のn3は、2以上の整数であり、耐久性の更なる向上の観点からは、5以上の整数であることが好ましく、7以上の整数であることがより好ましい。また、n3は、例えば100以下の整数であることができ、強磁性粉末の分散性向上の観点からは、80以下の整数であることが好ましく、70以下の整数であることがより好ましい。式5においてn3は2以上の整数であるため、式5中には複数のR5が含まれる。複数存在するR5は同一である場合もあり異なる場合もある。この点はR6についても同様である。
以下に、ビニルポリマー鎖の具体例を示す。ただし上記化合物がビニルポリマー鎖を含む場合、含まれるビニルポリマー鎖は下記具体例に限定されるものではない。上記化合物がビニルポリマー鎖を含む場合、1種のビニルポリマー鎖のみが含まれてもよく、異なる構造の2種以上のビニルポリマー鎖が含まれてもよい。以下のn3については、先に式5中のn3について記載した通りである。
ポリエステル鎖
ポリエステル鎖は、一態様では、式3で表されるアルキレンイミン鎖に含まれる窒素原子Nと、式3中の*においてカルボニル結合−(C=O)−により結合し、−N−(C=O)−を形成することができる。また、他の一態様では、式4で表されるアルキレンイミン鎖とポリエステル鎖とが、式4中の窒素カチオンN+とポリエステル鎖が有するアニオン性基により塩架橋基を形成することができる。塩架橋基としては、ポリエステル鎖に含まれる酸素アニオンO-と式4中のN+とにより形成されるものを挙げることができる。
式3で表されるアルキレンイミン鎖に含まれる窒素原子Nとカルボニル結合−(C=O)−により結合するポリエステル鎖としては、下記式6で表されるポリエステル鎖を挙げることができる。式6で表されるポリエステル鎖は、*で表される結合位置において、アルキレンイミン鎖に含まれる窒素原子とポリエステル鎖に含まれるカルボニル基−(C=O)−とが−N−(C=O)−を形成することにより、式3で表されるアルキレンイミン鎖と結合することができる。
また、式4で表されるアルキレンイミン鎖と、式4中のN+とポリエステル鎖に含まれるアニオン性基が塩架橋基を形成することにより結合するポリエステル鎖としては、式7で表されるポリエステル鎖を挙げることができる。式7で表されるポリエステル鎖は、酸素アニオンO-により、式4中のN+と塩架橋基を形成することができる。
式6中のL3および式7中のL4は、それぞれ独立に二価の連結基を表す。二価の連結基としては、好ましくは炭素数3〜30のアルキレン基を挙げることができる。アルキレン基の炭素数は、アルキレン基が置換基を有する場合には、先に記載したように、置換基の炭素数を含まない炭素数をいうものとする。
式6中のb11および式7中のb21は、それぞれ独立に2以上の整数を表し、例えば200以下の整数である。
式6中のb12および式7中のb22は、それぞれ独立に0または1を表す。
式6中のX3および式7中のX4は、それぞれ独立に、水素原子または一価の置換基を表す。一価の置換基としては、アルキル基、ハロアルキル基(例えばフルオロアルキル基等)、アルコキシ基、ポリアルキレンオキシアルキル基およびアリール基からなる群から選択される一価の置換基を挙げることができる。
アルキル基は置換基を有していてもよく、無置換であってもよい。置換基を有するアルキル基としては、ヒドロキシ基が置換したアルキル基(ヒドロキシアルキル基)、およびハロゲン原子が1つ以上置換したアルキル基が好ましい。また、炭素原子と結合する全水素原子がハロゲン原子に置換したアルキル基(ハロアルキル基)も好ましい。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等を挙げることができる。アルキル基としては、より好ましくは炭素数1〜30、更に好ましくは炭素数1〜10のアルキル基である。アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状および環状のいずれであってもよい。ハロアルキル基についても、同様である。
置換または無置換のアルキル基またはハロアルキル基の具体例としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、ペンタデシル基、へキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、エイコシル基、イソプロピル基、イソブチル基、イソペンチル基、2−エチルヘキシル基、tert−オクチル基、2−ヘキシルデシル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシルメチル基、オクチルシクロヘキシル基、2−ノルボルニル基、2,2、4−トリメチルペンチル基、アセチルメチル基、アセチルエチル基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、ヒドロキシブチル基、ヒドロキシペンチル基、ヒドロキシヘキシル基、ヒドロキシヘプチル基、ヒドロキシオクチル基、ヒドロキシノニル基、ヒドロキシデシル基、クロロメチル基、ジクロロメチル基、トリクロロメチル基、ブロモメチル基、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロピル基、ヘプタフルオロプロピル基、ペンタデカフルオロヘプチル基、ノナデカフルオロノニル基、ヒドロキシウンデシル基、ヒドロキシドデシル基、ヒドロキシペンタデシル基、ヒドロキシヘプタデシル基、およびヒドロキシオクタデシル基が挙げられる。
アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ヘキシルオキシ基、メトキシエトキシ基、メトキシエトキシエトキシ基、メトキシエトキシエトキシメチル基等を挙げることができる。
ポリアルキレンオキシアルキル基とは、R10(OR11)n3(O)m1−で表される一価の置換基である。R10はアルキル基を表し、R11はアルキレン基を表し、n3は2以上の整数を表し、m1は0または1を表す。
10で表されるアルキル基については、X3またはX4で表されるアルキル基について記載した通りである。R11で表されるアルキレン基の詳細については、X3またはX4で表されるアルキル基に関する上記の記載を、これらアルキレン基から水素原子を1つ取り去ったアルキレン基に読み替えて(例えば、メチル基はメチレン基に読み替えて)適用することができる。n3は2以上の整数であり、例えば10以下、好ましくは5以下の整数である。
アリール基は置換基を有していても縮環していてもよく、より好ましくは炭素数6〜24のアリール基であり、例えばフェニル基、4−メチルフェニル基、4−フェニル安息香酸、3−シアノフェニル基、2−クロロフェニル基、2−ナフチル基等を挙げることができる。
以上記載した式6で表されるポリエステル鎖および式7で表されるポリエステル鎖は、公知のポリエステル合成法により得られたポリエステル由来の構造であることができる。ポリエステル合成法としては、特開2015−28830号公報の段落0056〜0057に記載のラクトンの開環重合を挙げることができる。ただし、上記ポリエステル鎖は、ラクトンの開環重合により得られたポリエステル由来の構造に限定されるものではなく、公知のポリエステル合成法、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの重縮合、ヒドロキシカルボン酸の重縮合等により得られたポリエステル由来の構造であることもできる。
(上記化合物の各種物性)
重量平均分子量
上記化合物の重量平均分子量は、例えば80,000以下であることができ、6,000以下であることが好ましく、35,000以下であることがより好ましく、34,000以下であることが更に好ましく、30,000以下であることが一層好ましく、25,000以下であることがより一層好ましく、18,000以下であることが更に一層好ましく、15,000以下であることがなお一層好ましく、12,000以下であることがなおより一層好ましく、10,000以下であることがなお更に一層好ましい。耐久性の更なる向上の観点からは、磁性層において併用される結合剤の重量平均分子量よりも重量平均分子量が小さいことが好ましい。また、耐久性の更なる向上の観点からは、上記化合物の重量平均分子量は、1,000以上であることが好ましく、1,500以上であることがより好ましく、2,000以上であることが更に好ましく、3,000以上であることが一層好ましい。
本発明および本明細書において、平均分子量(重量平均分子量および後述の数平均分子量)とは、ゲル浸透クロマトグラフィー(Gel Permeation Chromatography;GPC)により測定され、標準ポリスチレン換算により求められる値をいうものとする。後述の実施例に示す平均分子量は、特記しない限り、GPCを用いて下記測定条件により測定された値を標準ポリスチレン換算して求めた値(ポリスチレン換算値)である。
GPC装置:HLC−8220(東ソー社製)
ガードカラム:TSKguardcolumn Super HZM−H
カラム:TSKgel Super HZ 2000、TSKgel Super HZ 4000、TSKgel Super HZ−M(東ソー社製、4.6mm(内径)×15.0cm、3種カラムを直列連結)
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)、安定剤(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール)含有
溶離液流速:0.35mL/分
カラム温度:40℃
インレット温度:40℃
屈折率(RI;Refractive Index)測定温度:40℃
サンプル濃度:0.3質量%
サンプル注入量:10μL
アミン価
上記化合物について、耐久性の更なる向上の観点からは、アミン価が0.10mmol/g以上であることが好ましく、0.15mmol/g以上であることがより好ましく、0.20mmol/g以上であることが更に好ましく、0.25mmol/g以上であることが一層好ましい。上記化合物のアミン価は、例えば化合物の構造においてポリアルキレンイミン鎖が占める割合によって制御することができる。ポリアルキレンイミン鎖が占める割合が高いほど化合物のアミン価は高くなる傾向がある。また、上記化合物のアミン価は、例えば、1.50mmol/g以下であることができ、1.40mmol/g以下であることができ、1.20mmol/g以下であることができ、1.00mmol/g以下であることができ、0.80mmol/g以下であることができ、または0.60mmol/g以下であることができる。
本発明および本明細書において、上記化合物のアミン価は、電位差法(溶媒:テトラヒドロフラン/水=100/10(体積比)、滴定液:0.01N (0.01mol/L)塩酸)により、室温で測定される値であり、試料1g量を中和するために要する塩酸のmmol数をいう。本発明および本明細書において、「室温」とは、20〜25℃の範囲の温度をいうものとする。
酸価
上記化合物は、耐久性の更なる向上の観点および強磁性粉末の分散性向上の観点からは、酸価が0.20mmol/g以上であることが好ましく、0.30mmol/g以上であることがより好ましく、0.40mmol/g以上であることが更に好ましく、0.50mmol/g以上であることが一層好ましい。上記化合物の酸価は、例えば化合物の構造において式1で表される部分構造および式2で表される部分構造からなる群から選ばれる部分構造が占める割合によって制御することができる。上記部分構造が占める割合が高いほど、化合物の酸価は高くなる傾向がある。また、上記化合物の酸価は、例えば、3.00mmol/g以下であることができ、2.50mmol/g以下であることができ、または2.00mmol/g以下であることができる。
本発明および本明細書において、上記化合物の酸価は、電位差法(溶媒:テトラヒドロフラン/水=100/10(体積比)、滴定液:0.01N (0.01mol/L)水酸化カリウム)により室温で測定される値であり、試料1g量を中和するために要する水酸化カリウムのmmol数をいう。
(上記化合物の合成方法)
上記化合物は、ポリアルキレンイミン鎖および上記部分構造を有するものであればよく、その合成方法は特に限定されるものではない。上記化合物は、ランダム共重合体、ブロック共重合体等であることができる。例えば、ポリアルキレンイミン鎖含有ポリマーを酸無水物と反応させることによって、ポリアルキレンイミン鎖含有ポリマーを酸変性して式1で表される部分構造および/または式2で表される部分構造を導入することができる。酸無水物は、例えば、ポリアルキレンイミン鎖含有ポリマーのポリアルキレンイミン鎖の未反応アミノ基と反応することができる。酸変性の反応条件については、公知技術を適用することができる。
酸変性に使用可能な酸無水物としては、例えば下記の酸無水物を挙げることができる。
上記の酸変性が施されるポリアルキレンイミン鎖含有ポリマーの一態様としては、ポリアルキレンイミン鎖とビニルポリマー鎖とを有するポリマーを挙げることができる。かかるポリマーは、ポリアルキレンイミンと、一方の末端にアミノ基と反応可能な官能基を有するビニルポリマー(以下、「中間体」とも記載する。)とを反応させることにより、ポリアルキレンイミンが有するアミノ基と上記官能基により結合を形成させることによって合成することができる。上記結合は、先に記載したように、共有結合またはイオン結合(塩架橋基の形成)であることができる。上記中間体が有するアミノ基と反応可能な官能基としては、アミノ基と酸との縮合反応が可能な官能基、アミノ基と酸との塩形成反応が可能な官能基、およびアミノ基が付加反応可能な官能基を挙げることができ、具体例としては、カルボキシ基、アクリラート基、メタクリラート基、イソシアネート基等を挙げることができる。上記中間体は、例えば、一種以上のビニルモノマーとアミノ基と反応可能な官能基を有する化合物とを公知の反応溶媒中で反応させることにより、合成することができる。アミノ基と反応可能な官能基を有する化合物としては、1分子中にアミノ基と反応可能な官能基とチオール基とを1つずつ有するチオール化合物を挙げることができる。上記チオール化合物は、連鎖移動剤として機能することができる。上記チオール化合物としては、例えば、メルカプトプロピオン酸、チオグリコール酸、チオリンゴ酸、チオ乳酸、2−メルカプト安息香酸、3−メルカプト安息香酸、4−メルカプト安息香酸等を挙げることができる。また、上記中間体の合成反応は、公知の重合開始剤を用いて行うことができる。反応条件については、ビニルポリマーの重合反応に関する公知技術およびチオール化合物の反応に関する公知技術を適用することができる。上記中間体の重量平均分子量は、例えば1,000〜30,000の範囲であることができ、1,500〜25,000の範囲であることが好ましい。
ポリアルキレンイミンは、アルキレンイミンの開環重合により得られるポリマーである。ポリアルキレンイミンは、公知の重合反応により合成することができ、市販品として入手することもできる。本発明および本明細書において、「ポリマー」は、ホモポリマーとコポリマーとを包含する意味で用いられる。ポリアルキレンイミンとしては、数平均分子量が200〜10,000のポリアルキレンイミンが好適である。
ポリアルキレンイミンと上記中間体とを反応させることにより、ポリアルキレンイミンが有するアミノ基と上記中間体が有する上記官能基により結合を形成させてポリアルキレンイミン鎖およびビニルポリマー鎖を有するポリマーを得ることができる。上記反応におけるポリアルキレンイミンと上記中間体との混合比については、例えば、ポリアルキレンイミンが有するアミノ基1モルに対して上記中間体が有する上記官能基のモル数が0.20〜1.20モルであることができ、0.40〜1.10モルであることが好ましい。上記反応の反応条件については、公知技術を適用することができる。
上記の酸変性が施されるポリアルキレンイミン鎖含有ポリマーの一態様としては、ポリアルキレンイミン鎖とポリエステル鎖とを有するポリマーを挙げることもできる。かかるポリマーの合成方法等の詳細については、特開2015−28830号公報の段落0026〜0070を参照できる。ポリアルキレンイミン鎖と上記部分構造とを含む上記化合物がポリエステル鎖を有する場合、この化合物を合成するために使用されるポリエステルの数平均分子量は、200以上であることが好ましく、400以上であることがより好ましく、500以上であることが更に好ましい。また、上記ポリエステルの数平均分子量は、100,000以下であることが好ましく、50,000以下であることがより好ましい。後述の実施例に示すポリエステルの数平均分子量は、GPCを用いて下記測定条件により測定された値を標準ポリスチレン換算して求めた値(ポリスチレン換算値)である。
測定器:HLC−8220GPC(東ソー社製)
カラム:TSKgel Super HZ 2000/TSKgel Super HZ 4000/TSKgel Super HZ−H(東ソー社製)
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)、
流速:0.35mL/min、
カラム温度:40℃
検出器:示差屈折(RI)検出器
(上記化合物の含有量)
上記化合物は、磁性層に、強磁性粉末100.0質量部あたり0.5質量部以上含まれることが、耐久性の向上の観点から好ましく、1.0質量部以上含まれることがより好ましく、3.0質量部以上含まれることが更に好ましく、5.0質量部以上含まれることが一層好ましく、10.0質量部以上含まれることがより一層好ましく、15.0質量部以上含まれることが更により一層好ましく、20.0質量部以上含まれることがなお一層好ましい。一方、記録密度の向上のためには、磁性層における強磁性粉末の充填率を高くすることが好ましい。そのためには、相対的に強磁性粉末以外の成分の含有量は低くすることが好ましい。この点からは、上記化合物の磁性層における含有量は、強磁性粉末100.0質量部あたり50.0質量部以下とすることが好ましく、40.0質量部以下とすることがより好ましく、35.0質量部以下とすることが更に好ましい。本発明の一態様にかかる磁気記録媒体用組成物における強磁性粉末100.0質量部に対する上記化合物の含有量についても、上記と同様である。後述する非磁性層および/またはバックコート層に、例えば各層の強度向上のために、上記化合物が含まれていてもよい。その場合の上記化合物の各層における含有量については、上記の強磁性粉末100.0質量部あたりの含有量を、非磁性粉末100.0質量部あたりの含有量と読み替えて適用することができる。
<強磁性粉末>
上記磁気記録媒体は、以上説明した化合物とともに強磁性粉末および結合剤を磁性層に含む。強磁性粉末としては、各種磁気記録媒体の磁性層において通常用いられる強磁性粉末を使用することができる。強磁性粉末として平均粒子サイズの小さいものを使用することは、磁気記録媒体の記録密度向上の観点から好ましい。この点から、強磁性粉末としては、平均粒子サイズが50nm以下の強磁性粉末を用いることが好ましい。ただし、強磁性粉末の平均粒子サイズが小さくなるほど強磁性粉末の分散性向上は困難になる。これに対し、一態様では、上記化合物は、強磁性粉末の分散性向上にも寄与することができる。磁性層における強磁性粉末の分散性向上により、磁気記録媒体の電磁変換特性を高めることができる。強磁性粉末の平均粒子サイズは、より好ましくは40nm以下であり、更に好ましくは30nm以下であり、一層好ましくは20nm以下であり、より一層好ましくは20nm未満である。一方、磁化の安定性の観点からは、強磁性粉末の平均粒子サイズは5nm以上であることが好ましく、8nm以上であることがより好ましく、10nm以上であることが更に好ましい。また、本発明者らの検討によれば、強磁性粉末の平均粒子サイズが小さくなるほど、高温高湿環境における磁気記録媒体の耐久性は低下し易くなる傾向が見られた。これに対し、上記化合物は、そのような耐久性低下を抑制することに寄与することができる。
強磁性粉末の好ましい具体例としては、六方晶フェライト粉末を挙げることができる。六方晶フェライト粉末の詳細については、例えば、特開2011−225417号公報の段落0012〜0030、特開2011−216149号公報の段落0134〜0136、特開2012−204726号公報の段落0013〜0030および特開2015−127985号公報の段落0029〜0084を参照できる。本発明および本明細書において、「六方晶フェライト粉末」とは、X線回折分析によって、主相として六方晶フェライト型の結晶構造が検出される強磁性粉末をいうものとする。主相とは、X線回折分析によって得られるX線回折スペクトルにおいて最も高強度の回折ピークが帰属する構造をいう。例えば、X線回折分析によって得られるX線回折スペクトルにおいて最も高強度の回折ピークが六方晶フェライト型の結晶構造に帰属される場合、六方晶フェライト型の結晶構造が主相として検出されたと判断するものとする。X線回折分析によって単一の構造のみが検出された場合には、この検出された構造を主相とする。六方晶フェライト型の結晶構造は、構成原子として、少なくとも鉄原子、二価金属原子および酸素原子を含む。二価金属原子とは、イオンとして二価のカチオンになり得る金属原子であり、ストロンチウム原子、バリウム原子、カルシウム原子等のアルカリ土類金属原子、鉛原子等を挙げることができる。ただし、上記の二価金属原子には、希土類原子は含まれないものとする。本発明および本明細書において、六方晶ストロンチウムフェライト粉末とは、この粉末に含まれる主な二価金属原子がストロンチウム原子であるものをいい、六方晶バリウムフェライト粉末とは、この粉末に含まれる主な二価金属原子がバリウム原子であるものをいう。主な二価金属原子とは、この粉末に含まれる二価金属原子の中で、原子%基準で最も多くを占める二価金属原子をいうものとする。
強磁性粉末の好ましい具体例としては、金属粉末を挙げることもできる。金属粉末の詳細については、例えば特開2011−216149号公報の段落0137〜0141および特開2005−251351号公報の段落0009〜0023を参照できる。
強磁性粉末の好ましい具体例としては、ε−酸化鉄粉末を挙げることもできる。本発明および本明細書において、「ε−酸化鉄粉末」とは、X線回折分析によって、主相としてε−酸化鉄型の結晶構造が検出される強磁性粉末をいうものとする。例えば、X線回折分析によって得られるX線回折スペクトルにおいて最も高強度の回折ピークがε−酸化鉄型の結晶構造に帰属される場合、ε−酸化鉄型の結晶構造が主相として検出されたと判断するものとする。ε−酸化鉄粉末の製造方法としては、ゲーサイトから作製する方法、逆ミセル法等が知られている。上記製造方法は、いずれも公知である。また、Feの一部がGa、Co、Ti、Al、Rh等の置換原子によって置換されたε−酸化鉄粉末を製造する方法については、例えば、J. Jpn. Soc. Powder Metallurgy Vol. 61 Supplement, No. S1, pp. S280−S284、J. Mater. Chem. C, 2013, 1, pp.5200−5206等を参照できる。ただし、上記磁性層において強磁性粉末として使用可能なε−酸化鉄粉末の製造方法は限定されない。
本発明および本明細書において、特記しない限り、強磁性粉末等の各種粉末の平均粒子サイズは、透過型電子顕微鏡を用いて、以下の方法により測定される値とする。
粉末を、透過型電子顕微鏡を用いて撮影倍率100000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粒子(一次粒子)のサイズを測定する。一次粒子とは、凝集のない独立した粒子をいう。
以上の測定を、無作為に抽出した500個の粒子について行う。こうして得られた500個の粒子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。後述の実施例に示す平均粒子サイズは、特記しない限り、透過型電子顕微鏡として日立製透過型電子顕微鏡H−9000型、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を用いて測定された値である。本発明および本明細書において、粉末とは、複数の粒子の集合を意味する。例えば、強磁性粉末とは、複数の強磁性粒子の集合を意味する。また、複数の粒子の集合とは、集合を構成する粒子が直接接触している態様に限定されず、後述する結合剤、添加剤等が、粒子同士の間に介在している態様も包含される。
粒子サイズ測定のために磁気記録媒体から試料粉末を採取する方法としては、例えば特開2011−048878号公報の段落0015に記載の方法を採用することができる。
本発明および本明細書において、特記しない限り、粉末を構成する粒子のサイズ(粒子サイズ)は、上記の粒子写真において観察される粒子の形状が、
(1)針状、紡錘状、柱状(ただし、高さが底面の最大長径より大きい)等の場合は、粒子を構成する長軸の長さ、即ち長軸長で表され、
(2)板状または柱状(ただし、厚みまたは高さが板面または底面の最大長径より小さい)の場合は、その板面または底面の最大長径で表され、
(3)球形、多面体状、不特定形等であって、かつ形状から粒子を構成する長軸を特定できない場合は、円相当径で表される。円相当径とは、円投影法で求められるものを言う。
また、粉末の平均針状比は、上記測定において粒子の短軸の長さ、即ち短軸長を測定し、各粒子の(長軸長/短軸長)の値を求め、上記500個の粒子について得た値の算術平均を指す。ここで、特記しない限り、短軸長とは、上記粒子サイズの定義で(1)の場合は、粒子を構成する短軸の長さを、同じく(2)の場合は、厚みまたは高さを各々指し、(3)の場合は、長軸と短軸の区別がないから、(長軸長/短軸長)は、便宜上1とみなす。
そして、特記しない限り、粒子の形状が特定の場合、例えば、上記粒子サイズの定義(1)の場合、平均粒子サイズは平均長軸長であり、同定義(2)の場合、平均粒子サイズは平均板径である。同定義(3)の場合、平均粒子サイズは、平均直径(平均粒径、平均粒子径ともいう)である。
磁性層における強磁性粉末の含有量(充填率)は、好ましくは50〜90質量%の範囲であり、より好ましくは60〜90質量%の範囲である。磁性層の強磁性粉末以外の成分は、少なくとも結合剤および上記化合物であり、任意に一種以上の更なる添加剤が含まれ得る。磁性層において強磁性粉末の充填率が高いことは、記録密度向上の観点から好ましい。
<結合剤、硬化剤>
上記磁気記録媒体は塗布型磁気記録媒体であって、磁性層に結合剤を含む。結合剤とは、一種以上の樹脂である。結合剤としては、塗布型磁気記録媒体の結合剤として通常使用される各種樹脂を用いることができる。例えば、結合剤としては、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、塩化ビニル樹脂、スチレン、アクリロニトリル、メチルメタクリラ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ばれる樹脂を単独で用いるか、また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ものはポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、セルロース樹脂、および塩化ビニル樹脂である。これらの樹脂は、ホモポリマーでもよく、コポリマーでもよい。これらの樹脂は、後述する非磁性層および/またはバックコート層においても結合剤として使用することができる。
以上の結合剤については、特開2010−24113号公報の段落0028〜0031を参照できる。また、結合剤として使用される樹脂の平均分子量は、重量平均分子量として、例えば35,000以上200,000以下であることができる。また、結合剤として使用される樹脂の重量平均分子量は、上記化合物の重量平均分子量より小さいことが好ましい。磁性層における結合剤の含有量は、強磁性粉末100.0質量部に対し、例えば5.0〜50.0質量部であることができ、10.0〜30.0質量部の範囲であることが好ましい。本発明および本明細書において、特記しない限り、ある成分は一種のみ用いてもよく、二種以上を混合して用いてもよい。二種以上が用いられる場合、本発明および本明細書において、ある成分に関する含有量とはそれら二種以上の合計含有量をいうものとする。
また、結合剤として使用可能な樹脂とともに硬化剤を使用することもできる。硬化剤は、一態様では加熱により硬化反応(架橋反応)が進行する化合物である熱硬化性化合物であることができ、他の一態様では光照射により硬化反応(架橋反応)が進行する光硬化性化合物であることができる。硬化剤は、磁性層形成工程の中で硬化反応が進行することにより、少なくとも一部は、結合剤等の他の成分と反応(架橋)した状態で磁性層に含まれ得る。この点は、他の層を形成するために用いられる組成物が硬化剤を含む場合に、この組成物を用いて形成される層についても同様である。好ましい硬化剤は、熱硬化性化合物であり、ポリイソシアネートが好適である。ポリイソシアネートの詳細については、特開2011−216149号公報の段落0124〜0125を参照できる。硬化剤は、磁性層形成用組成物中に、結合剤100.0質量部に対して例えば0〜80.0質量部、磁性層の強度向上の観点からは好ましくは50.0〜80.0質量部の量で使用することができる。
<添加剤>
磁性層には、上記化合物、強磁性粉末および結合剤が含まれ、必要に応じて一種以上の添加剤が含まれていてもよい。添加剤としては、一例として、上記の硬化剤が挙げられる。また、磁性層に含まれる添加剤としては、非磁性粉末(例えば無機粉末、カーボンブラック等)、潤滑剤、分散剤、分散助剤、防黴剤、帯電防止剤、酸化防止剤等を挙げることができる。また、非磁性粉末としては、研磨剤として機能することができる非磁性粉末、磁性層表面に適度に突出する突起を形成する突起形成剤として機能することができる非磁性粉末等が挙げられる。添加剤は、所望の性質に応じて市販品を適宜選択して、または公知の方法で製造して、任意の量で使用することができる。例えば、潤滑剤については、特開2016−126817号公報の段落0030〜0033、0035および0036を参照できる。非磁性層に潤滑剤が含まれていてもよい。非磁性層に含まれ得る潤滑剤については、特開2016−126817号公報の段落0030〜0031、0034、0035および0036を参照できる。分散剤については、特開2012−133837号公報の段落0061および0071を参照できる。分散剤は、非磁性層に含まれていてもよい。非磁性層に含まれ得る分散剤については、特開2012−133837号公報の段落0061を参照できる。
<磁性層形成用組成物の調製>
上記磁性層は、以上説明した各種成分を含む磁性層形成用組成物を用いて形成することができる。磁性層形成用組成物には、通常、溶媒が含まれる。溶媒としては、一般に塗布型磁気記録媒体製造のために使用される有機溶媒を挙げることができる。具体的には、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、テトラヒドロフラン等のケトン類、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等のアルコール類、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、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、ジオキサン等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、クロロベンゼン等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、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。中でも、磁気記録媒体に通常使用される結合剤の溶解性および強磁性粉末の表面への結合剤の吸着の点からは、ケトン類を含有する有機溶媒(ケトン系有機溶媒)を用いることが好ましい。磁性層形成用組成物における溶媒量は、通常の塗布型磁気記録媒体の磁性層形成用組成物と同様にすればよい。
磁性層形成用組成物は、以上説明した各種成分を同時にまたは任意の順序で添加し混合することにより、調製することができる。組成物の調製方法は特に限定されるものではなく、塗布型磁気記録媒体の磁性層形成用組成物の調製に関する公知技術を適用することができる。
<非磁性層>
次に非磁性層について説明する。上記磁気記録媒体は、非磁性支持体の表面上に直接磁性層を有していてもよく、非磁性支持体の表面上に非磁性粉末および結合剤を含む非磁性層を介して磁性層を有していてもよい。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。これらの非磁性粉末は、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。その詳細については、特開2011−216149号公報の段落0146〜0150を参照できる。非磁性層に使用可能なカーボンブラックについては、特開2010−24113号公報の段落0040〜0041も参照できる。非磁性層における非磁性粉末の含有量(充填率)は、好ましくは50〜90質量%の範囲であり、より好ましくは60〜90質量%の範囲である。
非磁性層の結合剤、添加剤等のその他詳細は、非磁性層に関する公知技術が適用できる。また、例えば、結合剤の種類および含有量、添加剤の種類および含有量等に関しては、磁性層に関する公知技術も適用できる。
本発明および本明細書において、非磁性層には、非磁性粉末とともに、例えば不純物として、または意図的に、少量の強磁性粉末を含む実質的に非磁性な層も包含されるものとする。ここで実質的に非磁性な層とは、この層の残留磁束密度が10mT以下であるか、保磁力が7.96kA/m(100Oe)以下であるか、または、残留磁束密度が10mT以下であり、かつ保磁力が7.96kA/m(100Oe)以下である層をいうものとする。非磁性層は、残留磁束密度および保磁力を持たないことが好ましい。
<非磁性支持体>
次に、非磁性支持体(以下、単に「支持体」とも記載する。)について説明する。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、およびポリアミドが好ましい。これらの支持体には、あらかじめコロナ放電、プラズマ処理、易接着処理、加熱処理等を行ってもよい。
<バックコート層>
上記磁気記録媒体は、非磁性支持体の磁性層を有する表面側とは反対の表面側に、非磁性粉末および結合剤を含むバックコート層を有することもできる。バックコート層には、カーボンブラックおよび無機粉末の一方または両方が含有されていることが好ましい。バックコート層に含まれる結合剤、任意に含まれ得る各種添加剤については、バックコート層に関する公知技術を適用することができ、磁性層および/または非磁性層の処方に関する公知技術を適用することもできる。例えば、特開2006−331625号公報の段落0018〜0020および米国特許第7,029,774号明細書の第4欄65行目〜第5欄38行目の記載を、バックコート層について参照できる。
<各種厚み>
非磁性支持体の厚みは、好ましくは3.0〜20.0μm、より好ましくは3.0〜10.0μm、更に好ましくは3.0〜6.0μmである。
磁性層の厚みは、用いる磁気ヘッドの飽和磁化量、ヘッドギャップ長、記録信号の帯域等に応じて最適化することができる。磁性層の厚みは、高密度記録化の観点から、好ましくは10nm〜150nmであり、より好ましくは20nm〜120nmであり、更に好ましくは30nm〜100nm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。二層以上に分離する場合の磁性層の厚みとは、これらの層の合計厚みとする。
非磁性層の厚みは、例えば0.05〜1.5μmであり、0.1〜1.0μmであることが好ましい。
バックコート層の厚みは、0.9μm以下であることが好ましく、0.1〜0.7μmの範囲であることが更に好ましい。
磁気記録媒体の各層および非磁性支持体の厚みは、公知の膜厚測定法により求めることができる。一例として、例えば、磁気記録媒体の厚み方向の断面を、イオンビーム、ミクロトーム等の公知の手法により露出させた後、露出した断面において走査型電子顕微鏡によって断面観察を行う。断面観察において任意の1箇所において求められた厚み、または無作為に抽出した2箇所以上の複数箇所、例えば2箇所、において求められた厚みの算術平均として、各種厚みを求めることができる。または、各層の厚みは、製造条件から算出される設計厚みとして求めてもよい。
<製造工程>
磁性層、ならびに任意に設けられる非磁性層およびバックコート層を形成するための組成物を調製する工程は、通常、少なくとも混練工程、分散工程、およびこれらの工程の前後に必要に応じて設けた混合工程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。各層形成用組成物の調製に用いられる成分は、どの工程の最初または途中で添加してもよい。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よい。各層形成用組成物を調製するためには、公知技術を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、エクストルーダ等の強い混練力をもつニーダを使用することが好ましい。これらの混練処理の詳細については、特開平1−106338号公報および特開平1−79274号公報に記載されている。また、各層形成用組成物を分散させるためには、分散メディアとして、ガラスビーズおよびその他の分散ビーズからなる群から選ばれる一種以上の分散ビーズを用いることができる。このような分散ビーズとしては、高比重の分散ビーズであるジルコニアビーズ、チタニアビーズ、およびスチールビーズが好適である。これら分散ビーズの粒径(ビーズ径)および充填率は最適化して用いることができる。分散機は公知のものを使用することができる。各層形成用組成物を、塗布工程に付す前に公知の方法によってろ過してもよい。ろ過は、例えばフィルタろ過によって行うことができる。ろ過に用いるフィルタとしては、例えば孔径0.01〜3μmのフィルタ(例えばガラス繊維製フィルタ、ポリプロピレン製フィルタ等)を用いることができる。
磁性層は、磁性層形成用組成物を、非磁性支持体表面上に直接塗布するか、または非磁性層形成用組成物と逐次もしくは同時に重層塗布する工程を経て形成することができる。バックコート層は、非磁性支持体の磁性層が設けられた(または追って設けられる)表面とは反対側の表面上にバックコート層形成用組成物を塗布する工程を経て形成することができる。
塗布工程後には、乾燥処理、磁性層の配向処理、表面平滑化処理(カレンダ処理)等の各種処理を行うことができる。塗布工程および各種処理については、公知技術を適用することができ、例えば特開2010−24113号公報の段落0051〜0057を参照できる。例えば、配向処理としては、垂直配向処理を行うことができる。垂直配向処理は、異極対向磁石を用いる方法等の公知の方法によって行うことができる。配向ゾーンでは、乾燥風の温度、風量および/または配向ゾーンにおける磁気テープの搬送速度によって塗布層の乾燥速度を制御することができる。また、配向ゾーンに搬送する前に塗布層を予備乾燥させてもよい。
本発明の一態様にかかる磁気記録媒体は、一態様ではテープ状の磁気記録媒体(磁気テープ)であることができる。磁気テープは、通常、磁気テープカートリッジに収容されて流通され、使用される。磁気テープには、磁気記録再生装置においてヘッドトラッキングサーボを行うことを可能とするために、公知の方法によってサーボパターンを形成することもできる。磁気テープカートリッジを磁気記録再生装置に装着し、磁気テープを磁気記録再生装置内で走行させて磁気テープ表面(磁性層表面)と磁気ヘッドとを接触させ摺動させることにより、磁気テープへの情報の記録および再生を行うことができる。ただし、本発明の一態様にかかる磁気記録媒体は、磁気テープに限定されるものではない。摺動型の磁気記録再生装置において使用される各種磁気記録媒体(磁気テープ、ディスク状の磁気記録媒体(磁気ディスク)等)として、本発明の一態様にかかる磁気記録媒体は好適である。上記の摺動型の装置とは、磁気記録媒体への情報の記録および/または記録された情報の再生を行う際に磁性層表面と磁気ヘッドとが接触し摺動する装置をいう。
[磁気記録媒体用組成物]
本発明の一態様は、強磁性粉末および先に詳述した化合物を含む磁気記録媒体用組成物に関する。かかる磁気記録媒体用組成物の詳細は、先に本発明の一態様にかかる磁気記録媒体およびその形成のために用いる磁性層形成用組成物について記載した通りである。
上記磁気記録媒体用組成物は、全成分が混合された一液型の組成物であってもよく、または磁性層の形成のために複数の液が混合されて用いられる二液型以上の多液型の組成物であってもよい。
以上説明した本発明の一態様にかかる磁気記録媒体は、高温高湿環境において優れた耐久性を発揮することができる。また、本発明の一態様にかかる磁気記録媒体用組成物は、そのような磁気記録媒体の磁性層を形成するための組成物として用いることができる。
[磁気記録再生装置]
本発明の一態様は、上記磁気記録媒体と、磁気ヘッドと、を含む磁気記録再生装置に関する。
本発明および本明細書において、「磁気記録再生装置」とは、磁気記録媒体への情報の記録および磁気記録媒体に記録された情報の再生の少なくとも一方を行うことができる装置を意味するものとする。かかる装置は、一般にドライブと呼ばれる。上記磁気記録再生装置は、摺動型の磁気記録再生装置であることができる。上記磁気記録再生装置に含まれる磁気ヘッドは、磁気記録媒体への情報の記録を行うことができる記録ヘッドであることができ、磁気記録媒体に記録された情報の再生を行うことができる再生ヘッドであることもできる。また、上記磁気記録再生装置は、一態様では、別々の磁気ヘッドとして、記録ヘッドと再生ヘッドの両方を含むことができる。他の一態様では、上記磁気記録再生装置に含まれる磁気ヘッドは、記録素子と再生素子の両方を1つの磁気ヘッドに備えた構成を有することもできる。再生ヘッドとしては、磁気記録媒体に記録された情報を感度よく読み取ることができる磁気抵抗効果型(MR;Magnetoresistive)素子を再生素子として含む磁気ヘッド(MRヘッド)が好ましい。MRヘッドとしては、公知の各種MRヘッドを用いることができる。また、情報の記録および/または情報の再生を行う磁気ヘッドには、サーボパターン読み取り素子が含まれていてもよい。または、情報の記録および/または情報の再生を行う磁気ヘッドとは別のヘッドとして、サーボパターン読み取り素子を備えた磁気ヘッド(サーボヘッド)が上記磁気記録再生装置に含まれていてもよい。
上記磁気記録再生装置において、磁気記録媒体への情報の記録および磁気記録媒体に記録された情報の再生は、磁気記録媒体の磁性層表面と磁気ヘッドとを接触させて摺動させることにより行うことができる。上記磁気記録再生装置は、本発明の一態様にかかる磁気記録媒体を含むものであればよく、その他については公知技術を適用することができる。本発明の一態様にかかる磁気記録媒体は、高温高湿環境において優れた耐久性を発揮できるため、高温高湿環境において磁性層表面と磁気ヘッドとを接触させ摺動させて情報の記録および/または情報の再生を行う際の磁性層表面の削れの発生を抑制することができる。一態様では、高温高湿環境とは、雰囲気温度30〜50℃かつ相対湿度50〜90%の環境であることができる。
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。ただし、本発明は実施例に示す態様に限定されるものではない。特記しない限り、以下に記載の「部」および「%」は質量基準である。以下に記載の「eq」は、当量(equivalent)であり、SI単位に換算不可の単位である。また、特記しない限り、各工程および各操作は、大気圧下で室温(雰囲気温度20〜25℃)において行った。
下記の重量平均分子量および数平均分子量は、GPCにより先に記載した測定条件下で測定しポリスチレン換算値として求められた値である。また、下記のアミン価および酸価は、先に記載した測定方法により求められた値である。
最終的に合成された化合物に、各合成原料が仕込み量から算出される割合で導入されたことは、1H−NMR(nuclear magnetic resonance
)ならびに重量平均分子量、アミン価および酸価の測定値によって確認した。
[実施例および比較例で使用した強磁性粉末]
後述の表中の強磁性粉末について、「SrFe」は六方晶ストロンチウムフェライト粉末を示し、「BaFe」は六方晶バリウムフェライト粉末を示す。これらは、ガラス結晶化法により調製された六方晶フェライト粉末である。これらの六方晶フェライト粉末の平均粒子サイズを先に記載した方法により測定したところ、後述の表中に示す値であった。
後述の表中、「ε−酸化鉄」は、以下の方法により調製されたε−酸化鉄粉末である。
純水92.3gに、硝酸鉄(III)9水和物8.3g、硝酸ガリウム(III)8水和物1.25g、硝酸コバルト(III)6水和物189mg、硫酸チタン(III)152mgおよびポリビニルピロリドン(PVP)1.0g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、雰囲気温度25℃の条件下で、濃度25%のアンモニア水溶液3.6gを添加し、雰囲気温度25℃の温度条件のまま2時間撹拌した。得られた溶液に、クエン酸0.85gを純水9.15gに溶解させて得たクエン酸溶液を加え、1時間撹拌した。撹拌後に沈殿した粉末を遠心分離によって採集し、純水で洗浄し、炉内温度80℃の加熱炉内で乾燥させた。
乾燥させた粉末に純水800gを加えて再度粉末を水に分散させて分散液を得た。得られた分散液を液温50℃に昇温し、撹拌しながら濃度25%アンモニア水溶液を40g滴下した。50℃の温度を保ったまま1時間撹拌した後、テトラエトキシシラン(TEOS)13.3mLを滴下し、24時間撹拌した。得られた反応溶液に、硫酸アンモニウム51gを加え、沈殿した粉末を遠心分離によって採集し、純水で洗浄し、炉内温度80℃の加熱炉内で24時間乾燥させ、強磁性粉末の前駆体を得た。
得られた強磁性粉末の前駆体を、大気雰囲気下、炉内温度1029℃の加熱炉内に装填し、4時間の加熱処理を施した。
加熱処理した強磁性粉末の前駆体を、4モル/Lの水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液中に投入し、液温を70℃に維持して24時間撹拌することにより、加熱処理した強磁性粉末の前駆体から不純物であるケイ酸化合物を除去した。
その後、遠心分離処理により、ケイ酸化合物を除去した強磁性粉末を採集し、純水で洗浄を行い、強磁性粉末を得た。
得られた強磁性粉末の組成を高周波誘導結合プラズマ発光分光分析(ICP−OES;Inductively Coupled Plasma−Optical Emission Spectrometry)により確認したところ、Ga、CoおよびTi置換型ε−酸化鉄であった。また、粉末X線回折(XRD;X‐ray diffraction)を行い、XRDパターンのピークから、得られた強磁性粉末は、α相およびγ相の結晶構造を含まないε相の単相の結晶構造を有することが確認された。このε−酸化鉄粉末の平均粒子サイズを先に記載した方法により測定したところ、後述の表中に示す値であった。
[実施例および比較例で使用した化合物]
<化合物1の合成>
(中間体P−1の合成)
500mL三口フラスコに、窒素雰囲気下、PGMEA(反応溶媒)45.0gを添加した。液温75℃に加熱した後、MPA(チオール化合物)6.4g、MMA(ビニルモノマー)90.1g、PGMEA(反応溶媒)180.1gおよびV−601(重合開始剤)0.14gを予め混合しておき、2時間かけて滴下した。滴下後、V-601を0.14g添加し2時間撹拌した。更に液温を90℃に昇温し、2時間撹拌して、以下の構造を有する中間体P−1のPGMEA溶液を得た。上記で使用されたMMA(ビニルモノマー)のモル数は、MPA(チオール化合物)1モルに対して15モルである。ここで合成された中間体P−1の重量平均分子量は、3,500であった。
(化合物1の合成)
ポリアルキレンイミン(日本触媒社製SP−006)2.4gおよび中間体P−1の30%PGMEA溶液144.8gを混合し、液温110℃で3時間加熱して、ポリアルキレンイミン鎖とビニルポリマー鎖とを有するポリマー(ポリアルキレンイミン鎖含有ポリマー)を得た。
以上の合成スキームを以下に示す。以下の合成スキーム中、a、bおよびcはそれぞれ独立に繰り返し単位の重合モル比を示し、0〜50の範囲であり、a+b+c=100である。k、l、m1およびm2はそれぞれ独立に繰り返し単位の重合モル比を示し、kは10〜90の範囲、lは0〜80の範囲、m1およびm2はそれぞれ独立に0〜70の範囲であり、かつk+l+m1+m2=100である。nは繰り返し単位を表し、2〜100の範囲である。
上記のポリマーの合成後の反応溶液を液温70℃まで昇温し、表1に示す種類の酸無水物を添加し(添加量:表1参照)、1時間攪拌することにより、酸変性された化合物1を合成した。上記の酸変性により、化合物1には式1で表される部分構造が1分子あたり1個導入される。
上記の略称は、それぞれ以下の名称を示す。
MPA:メルカプトプロピオン酸
MMA:メチルメタクリラート
PGMEA:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
V−601:ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)(和光純薬株式会社製)
SP−006:日本触媒社製ポリエチレンイミンSP−006、数平均分子量600
<化合物2〜6の合成>
ポリアルキレンイミン(日本触媒社製SP−006)および中間体P−1の30%PGMEA溶液の使用量を表1に示すように変更した点以外は上記と同様にポリアルキレンイミン鎖ポリマーを合成し、合成されたポリマーの酸変性のために表1に示す種類の酸無水物を表1に示す添加量で添加した点以外は上記と同様にして化合物2〜6を合成した。
上記の化合物1〜6の物性評価結果を表1に示す。
<化合物7の合成>
500mL3口フラスコに、カルボン酸としてn−オクタン酸(和光純薬社製)12.6g、ラクトンとしてε−カプロラクトン(ダイセル工業化学社製プラクセルM)100g、触媒としてモノブチルすずオキシド(和光純薬社製)(C49Sn(O)OH)2.2gを混合し、液温160℃で1時間加熱した。ε−カプロラクトン100gを5時間かけて滴下し更に2時間攪拌した。その後、室温まで冷却してポリエステルを得た。合成スキームを以下に示す。ここで合成されたポリエステルの数平均分子量は7,500であった。
上記で合成されたポリエステル100.0gと表2に示す質量のポリアルキレンイミン(日本触媒社製SP−006)とを混合し、液温110℃で3時間加熱して、ポリアルキレンイミン鎖とポリエステル鎖とを有するポリマー(ポリアルキレンイミン鎖含有ポリマー)を得た。
以上の合成スキームを以下に示す。以下の合成スキーム中、a、bおよびcはそれぞれ繰り返し単位の重合モル比を示し、0〜50の範囲であり、a+b+c=100である。l、m、n1およびn2はそれぞれ繰り返し単位の重合モル比を示し、lは10〜90、mは0〜80、n1およびn2は0〜70であり、かつl+m+n1+n2=100である。
上記ポリマーの合成後の反応液(固形分濃度100%)を液温70℃まで昇温し、表2に示す種類の酸無水物を添加し(添加量:表2参照)、1時間攪拌することにより、酸変性された化合物7を合成した。
<化合物8の合成>
ポリアルキレンイミン(日本触媒社製SP−006)の使用量を表2に示すように変更した点以外は上記と同様にポリアルキレンイミン鎖含有ポリマーを合成し、合成されたポリマーの酸変性のために表2に示す種類の酸無水物を表2に示す添加量で添加した点以外は化合物7の合成と同様にして化合物8を合成した。
上記の化合物7および8の物性評価結果を表2に示す。
上記の化合物1〜8が有する式1または式2で表される部分構造の種類と1分子あたりに含まれる数を表3に示す。
[実施例1]
(1)磁性層形成用組成物の処方
(磁性液)
強磁性粉末(表4参照):100.0部
SO3Na基含有ポリウレタン樹脂: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
オレイン酸2.0部
化合物1:30.0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
SO3Na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
SO3Na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
(その他の成分)
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(東ソー社製コロネート):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
(2)非磁性層形成用組成物の処方
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(Brunauer−Emmett−Teller)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
(3)バックコート層形成用組成物の処方
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
(4)磁気テープの作製
上記磁性液の各種成分を、バッチ式縦型サンドミルを用いて24時間分散することにより磁性液を調製した。分散ビーズとしては、粒径0.5mmのジルコニアビーズを使用した。
研磨剤液は、上記研磨剤液AおよびBの各種成分をバッチ型超音波装置(20kHz,300W)で24時間分散することにより調製した。
こうして得られた磁性液および研磨剤液を他の成分(シリカゾル、その他の成分および仕上げ添加溶媒)と混合後、バッチ型超音波装置(20kHz、300W)で30分処理(超音波分散)を行った。その後、0.5μmの孔径を有するフィルタを用いてろ過を行い磁性層用組成物を調製した。
非磁性層用組成物については、上記の各種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0.1mmのジルコニアビーズを使用した。得られた分散液を0.5μmの孔径を有するフィルタを用いてろ過して非磁性層用組成物を調製した。
バックコート層用組成物については、潤滑剤(ステアリン酸およびブチルステアレート)、ポリイソシアネートおよびシクロヘキサノン200.0部を除いた上記の各種成分をオープンニーダにより混練および希釈した後、横型ビーズミル分散機により、粒径1mm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パスあたりの滞留時間を2分間とし、12パスの分散処理を行った。その後、こうして得られた分散液に残りの成分を添加し、ディゾルバーで攪拌した。こうして得られた分散液を1μmの孔径を有するフィルタを用いてろ過しバックコート層用組成物を調製した。
その後、厚み5.0μmのポリエチレンナフタレート製支持体に、乾燥後の厚みが100nmになるように非磁性層形成用組成物を塗布し乾燥させた後、その上に乾燥後の厚みが70nmになるように磁性層形成用組成物を塗布して塗布層を形成した。この塗布層を、未乾状態にあるうちに、磁場強度0.6Tの磁場を塗布層の表面に対し垂直方向に印加して垂直配向処理を行った後、乾燥させた。その後、上記支持体の非磁性層と磁性層を形成した表面とは反対側の表面に、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てバックコート層を形成した。
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時間加熱処理を行った。加熱処理後、1/2インチ(1インチは0.0254メートル)幅にスリットし、磁気テープを得た。
[実施例2〜24、比較例1〜3]
磁性層の添加剤として表4に示す化合物を使用し、磁性層の強磁性粉末として表4に示す強磁性粉末を使用し、その他は実施例1と同じ方法により実施例2〜24および比較例1〜3の各磁気テープを作製した。
[耐久性の評価]
上記の各磁気テープ(100m長)を、雰囲気温度37℃相対湿度87%の環境下で、リニアテスターにおいて走行速度3m/secで磁性層表面と磁気ヘッドとを接触させ摺動させながら600パス走行させた。
上記走行後の磁性層表面の削れの程度を光学顕微鏡(Nikon製EclipseLV150、観察倍率:50倍)で観察し、耐久性を下記評価基準にしたがい評価した。
5:摺動痕は観察されない。
4: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。
3:磁性層表面が削れているものの、磁性層表面が剥離または磁性層が欠落した箇所は観察されない。
2:磁性層表面が剥離または磁性層が欠落した箇所が多数観察される。
1:磁性層表面全面が削り取られている。
以上の評価結果を表4に示す。
表4に示す結果から、実施例1〜24の磁気テープは、比較例1〜3の磁気テープと比べて、高温高湿環境下での使用において磁性層表面の削れが生じ難く耐久性に優れることが確認できる。この結果について、本発明者らは、各実施例において磁性層に添加した上記化合物が、磁性層の塗膜強度を高めることに寄与したと推察している。
[電磁変換特性(ノイズ)の評価]
上記の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、MR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、0〜600kfci範囲で積分したノイズを評価した。単位kfciとは、線記録密度の単位(SI単位系に換算不可)である。
(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(sh;shield)間距離(sh−sh距離)0.08μm
(評価基準)
5: ノイズがほぼなく、シグナルが良好でエラーも見られない。
4: ノイズが小さく、シグナルが良好。
3: ノイズが見られる。シグナルは良好。
2: ノイズが大きく、シグナルが不明瞭。
1: ノイズとシグナルの区別ができないか、または記録できていない。
以上の評価結果を表5に示す。
表5に示す結果から、実施例1〜24の磁気テープは、比較例1〜3の磁気テープと比べて電磁変換特性に優れることが確認できる。この結果は、実施例1〜24の磁気テープの磁性層において、強磁性粉末の分散性が良好であることを示している。
本発明の一態様は、高密度記録用磁気記録媒体の技術分野において有用である。

Claims (19)

  1. 非磁性支持体上に強磁性粉末および結合剤を含む磁性層を有する磁気記録媒体であって、
    前記磁性層は、式1で表される部分構造および式2で表される部分構造からなる群から選ばれる一種以上の部分構造と、ポリアルキレンイミン鎖と、を有する化合物を更に含む磁気記録媒体;
    式1中のL1および式2中のL2は、それぞれ独立に二価の連結基を表し、式1中のZ1および式2中のZ2は、それぞれ独立に−OMで表される一価の基または−O-+で表される一価の基を表し、Mは水素原子またはアルカリ金属原子を表し、A+はアンモニウムカチオンを表す。
  2. 前記化合物は、式1で表される部分構造および式2で表される部分構造からなる群から選ばれる部分構造を1分子中に1〜5個含む、請求項1に記載の磁気記録媒体。
  3. 前記化合物の重量平均分子量は、3,000〜34,000の範囲である、請求項1または2に記載の磁気記録媒体。
  4. 前記強磁性粉末は、六方晶フェライト粉末である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。
  5. 前記強磁性粉末は、ε−酸化鉄粉末である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。
  6. 前記強磁性粉末の平均粒子サイズは、5〜50nmの範囲である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。
  7. 前記化合物は、ビニルポリマー鎖を有する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。
  8. 前記化合物は、ポリエステル鎖を有する、請求項1〜7のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。
  9. 前記磁性層は、前記化合物を前記強磁性粉末100.0質量部あたり0.5〜50.0質量部含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。
  10. 請求項1〜9のいずれか1項に記載の磁気記録媒体と、磁気ヘッドと、を含む磁気記録再生装置。
  11. 強磁性粉末と、
    式1で表される部分構造および式2で表される部分構造からなる群から選ばれる一種以上の部分構造と、ポリアルキレンイミン鎖と、を有する化合物と、
    含む磁気記録媒体用組成物;
    式1中のL1および式2中のL2は、それぞれ独立に二価の連結基を表し、式1中のZ1および式2中のZ2は、それぞれ独立に−OMで表される一価の基または−O-+で表される一価の基を表し、Mは水素原子またはアルカリ金属原子を表し、A+はアンモニウムカチオンを表す。
  12. 前記化合物は、式1で表される部分構造および式2で表される部分構造からなる群から選ばれる部分構造を1分子中に1〜10個含む、請求項11に記載の磁気記録媒体用組成物。
  13. 前記化合物の重量平均分子量は、3,000〜34,000の範囲である、請求項11または12に記載の磁気記録媒体用組成物。
  14. 前記強磁性粉末は、六方晶フェライト粉末である、請求項11〜13のいずれか1項に記載の磁気記録媒体用組成物。
  15. 前記強磁性粉末は、ε−酸化鉄粉末である、請求項11〜13のいずれか1項に記載の磁気記録媒体用組成物。
  16. 前記強磁性粉末の平均粒子サイズは、5〜50nmの範囲である、請求項11〜15のいずれか1項に記載の磁気記録媒体用組成物。
  17. 前記化合物は、ビニルポリマー鎖を有する、請求項11〜16のいずれか1項に記載の磁気記録媒体用組成物。
  18. 前記化合物は、ポリエステル鎖を有する、請求項11〜17のいずれか1項に記載の磁気記録媒体用組成物。
  19. 前記化合物を、前記強磁性粉末100.0質量部あたり0.5〜50.0質量部含む、請求項11〜18のいずれか1項に記載の磁気記録媒体用組成物。
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