JP3509838B2 - 鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末を使用している磁気記録媒体の非磁性下地層用酸化チタン粒子粉末、該酸化チタン粒子粉末を用いた非磁性下地層を有する磁気記録媒体の基体並びに該基体を用いた磁気記録媒体 - Google Patents

鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末を使用している磁気記録媒体の非磁性下地層用酸化チタン粒子粉末、該酸化チタン粒子粉末を用いた非磁性下地層を有する磁気記録媒体の基体並びに該基体を用いた磁気記録媒体

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鉄を主成分とする金属
磁性粒子粉末を使用している磁気記録媒体の非磁性下地
層に用いる非磁性粒子粉末として好適な酸化チタン粒子
粉末に関するものであり、詳しくは、結合剤樹脂中にお
ける分散性が優れており、しかも、可溶性ナトリウム塩
及び可溶性硫酸塩の含有量が少なく、且つ、粉体pH値
が8以上である酸化チタン粒子粉末を提供するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】近年、ビデオ用、オーディオ用磁気記録
再生用機器の長時間記録化、小型軽量化が進むにつれ
て、磁気テープ、磁気ディスク等の磁気記録媒体に対す
る高性能化、即ち、高密度記録化、高出力特性、殊に周
波数特性の向上、低ノイズ化の要求が益々強まってい
る。
【0003】磁気記録媒体のこれら諸特性を向上させる
ために、磁性粒子粉末の高性能化及び磁気記録層の薄層
化の両面から、種々の試みがなされている。
【0004】先ず、磁性粒子粉末の高性能化について述
べる。
【0005】磁気記録媒体に対する上記のような要求を
満足させる為に適した磁性粒子粉末の特性は、高い保磁
力と大きな飽和磁化とを有することである。
【0006】近年、高出力並びに高密度記録に適する磁
性粒子粉末として針状ゲータイト粒子又は針状ヘマタイ
ト粒子を還元性ガス中で加熱還元することにより得られ
る鉄を主成分とする針状金属磁性粒子粉末が広く知られ
ている。
【0007】鉄を主成分とする針状金属磁性粒子粉末
は、高い保磁力と大きな飽和磁化とを有するものである
が、磁気記録媒体用に使用される鉄を主成分とする針状
金属磁性粒子粉末は、0.3μm以下、殊に、0.01
〜0.2μm程度の非常に微細な粒子である為、腐蝕し
やすく、その結果、磁気特性が劣化し、殊に、飽和磁化
及び保磁力の減少をきたすという欠点がある。
【0008】従って、磁性粒子粉末として鉄を主成分と
する金属磁性粒子粉末を使用している磁気記録媒体の特
性を長期に亘って維持するためには、鉄を主成分とする
針状金属磁性粒子の腐蝕を極力抑制することが強く要求
される。
【0009】次に、磁気記録層の薄層化について述べ
る。
【0010】近年、ビデオテープの高画像高画質化に対
する要求は益々強まっており、従来のビデオテープに比
べ、記録されるキャリアー信号の周波数が益々高くなっ
ている。即ち、短波長領域に移行しており、その結果、
磁気テープの表面からの磁化深度が著しく浅くなってい
る。
【0011】そこで、高密度記録のためには、短波長信
号に対しても出力特性を保持できるとともに低ノイズ
化、殊に、S/N比を向上させことが必要であり、その
ために、基体と該基体表面に形成された磁気記録層とか
らなる磁気記録媒体において、該磁気記録層を薄層化す
ることが行われている。この事実は、例えば、株式会社
総合技術センター発行「磁性材料の開発と磁粉の高分散
化技術」(1982年)第312頁の「‥‥塗布型テー
プにおける高密度記録のための条件は、短波長信号に対
して、低ノイズで高出力特性を保持できることである
が、その為には保磁力Hcと残留磁化Brが‥‥共に大
きいことと塗布膜の厚みがより薄いことが必要である。
‥‥」なる記載の通りである。
【0012】磁気記録層の薄層化が進む中で、いくつか
の問題が生じている。第一に、磁気記録層の平滑化と厚
みむらの問題である。周知の通り、磁気記録層を平滑で
厚みむらがないものとするためには、磁気記録層を形成
するための基体の表面ができるだけ平滑でなければなら
ない。この事実は、例えば、工学情報センター出版部発
行「磁気テープ−ヘッド走行系の摩擦摩耗発生要因とト
ラブル対策−総合技術資料集(−以下、総合技術資料集
という−)」(昭和62年)第180及び181頁の
「‥‥硬化後の磁性層表面粗さは、ベースの表面粗さ
(バック面粗さ)に強く依存し両者はほぼ比例関係にあ
り、‥‥磁性層はベースの上に塗布されているからベー
スの表面を平滑にすればするほど均一で大きなヘッド出
力が得られS/Nが向上する。‥‥」なる記載の通りで
ある。
【0013】第二に、磁気記録層を形成するための基体
として従来から使用されているベースフィルム等の非磁
性支持体もまた磁性層の薄層化と同様に薄層化が進んで
おり、その結果、ベースフィルム等の非磁性支持体の強
度が問題となってきている。この事実は、例えば、前出
「磁性材料の開発と磁粉の高分散化技術」第77頁の
「‥‥高密度記録化が今の磁気テープに課せられた大き
なテーマであるが、このことは、テープの長さを短くし
てカセットを小型化していく上でも、また長時間記録に
対しても重要となってくる。このためにはフィルムベー
スの厚さを減らすことが必要な訳である。‥‥このよう
に薄くなるにつれてテープのスティフネスが急激に減少
してしまうためレコーダーでのスムーズな走行がむずか
しくなる。ビデオテープの薄型化にともない長手方向、
幅方向両方向に渡ってのこのスティフネスの向上が大い
に望まれている。‥‥」なる記載の通りである。
【0014】ところで、現在、特にビデオテープ等の磁
気記録媒体の磁気テープ終端の判定は、磁気記録媒体の
光透過率の大きい部分をビデオデッキによって検知する
ことにより行われているが、高密度記録に用いられる鉄
を主成分とする針状金属磁性粒子としては、上述した通
り、非常に微細な粒子が用いられており、このような磁
性粒子の微粒子化や磁気記録層や基体の薄層化に伴っ
て、磁気記録媒体全体の光透過率は大きくなる傾向にあ
り、その結果、ビデオデッキによる磁気テープ終端の検
知が困難となる。そのため、磁気記録層にカーボンブラ
ック等を添加して光透過率を小さくすることが行われて
おり、現行のビデオテープにおいては磁気記録層へのカ
ーボンブラック等の添加は必須となっている。
【0015】しかしながら、非磁性のカーボンブラック
等の添加は、高密度記録化を阻害するばかりでなく、磁
気記録層の薄層化をも阻害することになるので、磁気記
録層に添加するカーボンブラック等の量をできるだけ少
なくするか、又は、全くなくした場合でも、磁気記録媒
体の光透過率が小さいことが強く要求されている。この
点からも基体の改良が強く要求されている。
【0016】磁気記録層を形成するための基体を改良す
る試みは種々おこなわれており、ベースフィルム等の非
磁性支持体上に酸化チタン等の非磁性粉末を結合剤樹脂
中に分散させてなる下地層(以下、非磁性下地層とい
う。)を少なくとも1層設けることが行われており、既
に実用化されている。(特公平6−93297号公報、
特開昭62−159338号公報、特開平4−1672
25号公報、特開平4−325915公報、特開平5−
73882号公報、特開平5−182177号公報、特
開平5−347017号公報、特開平6−60362号
公報、特開平8−45062号公報等)
【0017】
【発明が解決しようとする課題】磁気記録層の薄層化は
もちろん、非磁性支持体の薄層化に伴って、できるだけ
表面が平滑で、且つ、大きな強度を有する基体を提供す
ることができるとともに、当該基体の上に磁気記録層を
設けた場合に、光透過率が小さく、表面が平滑で厚みむ
らのない薄い層の磁気記録層を得ることができ、しか
も、磁気記録層中に分散されている鉄を主成分とする金
属磁性粒子粉末の腐蝕を抑制することができる非磁性下
地層用非磁性粒子粉末は、現在最も要求されているとこ
ろであるが、このような非磁性粒子粉末は未だ得られて
いない。
【0018】即ち、前出特開平5−182177号公報
の「‥‥本発明に使用できる無機質粉末は、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、金属硫化物等が挙げられる。具体的に
はTiO2 (ルチル、アナターゼ)、TiOx 、酸化セ
リウム、酸化スズ、酸化タングステン、ZnO、ZrO
2 、SiO2 、Cr2 3 、α化率90%以上の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、窒化硼素、2硫化モリブデン、酸化銅、M
gCO3 、CaCO3 、BaCO3 、SrCO3 、Ba
SO4 、炭化珪素、炭化チタンなどが単独または組み合
わせて使用される。‥‥」なる記載の通り、非磁性下地
層用非磁性粒子粉末としては、各種無機質粉末が知られ
ており、殊に、酸化チタン粒子粉末は、微粒子であると
ともに、耐薬品性が優れているため、広く使用されてい
る。
【0019】しかしながら、市販の酸化チタン粒子粉末
を非磁性下地層用非磁性粒子粉末としてそのまま用いる
か、又は、市販の該酸化チタン粒子粉末の粒子表面をア
ルミニウム化合物等で被覆した粒子のいずれの粒子を用
いた場合にも、後出比較例に示す通り、非磁性支持体上
に形成された非磁性下地層の表面平滑性を向上させるこ
とが十分ではなく、その結果、当該非磁性下地層の上に
磁気記録層を設けた場合、表面が平滑で厚みむらのない
薄い層にすることが困難であるとともに、その製法に由
来して必然的に酸化チタン粒子中に含有される可溶性ナ
トリウム塩及び可溶性硫酸塩等に起因して、磁気記録層
中に分散されている鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末
の腐蝕が生起し、磁気特性が大幅に減少することとな
る。
【0020】酸化チタン粒子中に可溶性ナトリウム塩や
可溶性硫酸塩等が含有されるという事実は、技報堂出版
発行の「酸化チタン−物性と応用技術」(1991年)
第77頁の「‥‥酸化チタンでは、製造工程で使われた
条件剤・凝集剤のK,Na,Li,Mg,PO4 ,SO
4 ,Clなどが水溶分として残る。また、表面処理した
酸化チタンでは表面処理水和物生成の際に副生したN
a,SO4 ,Clが水和物に吸着残存する。特にアルミ
ナ水和物処理を施すとアルミナの塩基性によりSO4
どの酸根の除去が困難になり易く、シリカ水和物処理を
施すとシリカがアルカリ金属イオンNaと強固に結合
し、これの完全除去はきわめて困難である。‥‥」なる
記載の通りである。
【0021】そこで、本発明は、表面平滑性が優れてお
り、且つ、大きな強度を有する基体を得るとともに、当
該基体の上に磁気記録層を設けた場合、光透過率が小さ
く、表面が平滑で厚みむらのない薄層にすることがで
き、しかも、磁気記録層中に分散されている鉄を主成分
とする金属磁性粒子粉末の腐蝕を抑制することができる
非磁性下地層用非磁性粒子粉末を得ることを技術的課題
とする。
【0022】
【課題を解決する為の手段】前記技術的課題は、次の通
りの本発明によって達成できる。
【0023】即ち、本発明は、平均粒子径が0.3μm
以下、BET比表面積値が15m2/g以上であって、
可溶性ナトリウム塩の含有量がNa換算で230ppm
以下、可溶性硫酸塩の含有量がSO4 換算で150pp
m以下であって、且つ、粉体pH値が8以上である酸化
チタン粒子粉末からなることを特徴とする鉄を主成分と
する金属磁性粒子粉末を使用している磁気記録媒体の非
磁性下地層用酸化チタン粒子粉末、必要により、粒子表
面がアルミニウムの水酸化物、アルミニウムの酸化物、
ケイ素の水酸化物及びケイ素の酸化物の少なくとも1種
で被覆されている前記酸化チタン粒子粉末からなること
を特徴とする鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末を使用
している磁気記録媒体の非磁性下地層用酸化チタン粒子
粉末である。
【0024】また、本発明は、非磁性支持体と該非磁性
支持体上に形成される非磁性粒子粉末と結合剤樹脂とを
含む非磁性下地層とからなる磁気記録媒体の基体におい
て、前記非磁性粒子粉末が前記いずれかの酸化チタン粒
子粉末であることを特徴とする鉄を主成分とする金属磁
性粒子粉末を使用している磁気記録媒体の基体である。
【0025】また、本発明は、非磁性支持体と該非磁性
支持体上に形成される非磁性粒子粉末と結合剤樹脂とを
含む非磁性下地層と該非磁性下地層の上に形成される鉄
を主成分とする金属磁性粒子粉末と結合剤樹脂とを含む
磁気記録層とからなる磁気記録媒体において、前記非磁
性粒子粉末が前記いずれかの酸化チタン粒子粉末である
ことを特徴とする鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末を
使用している磁気記録媒体である。
【0026】本発明の構成をより詳しく説明すれば、次
の通りである。
【0027】本発明に係る酸化チタン粒子粉末について
述べる。
【0028】本発明に係る酸化チタンの粒子の形状は、
粒状、米粒状、針状等いずれであってもよい。
【0029】酸化チタン粒子の粒子サイズは、平均粒子
径が0.3μm以下である。粒子形状が、殊に、粒状の
場合、平均粒子径は0.005〜0.3μm程度であ
る。平均粒子径が0.005μm未満の場合には、粒子
の微細化による分子間力の増大により結合剤樹脂中にお
ける分散が困難となり、該酸化チタン粒子を用いて得ら
れた非磁性下地層の表面は、十分な平滑性を有している
とは言い難い。平均粒子径が0.3μmを越える場合に
は、結合剤樹脂への分散性はよいが粒子が粗大となり、
該酸化チタン粒子を用いて得られた非磁性下地層は、表
面の平滑性が十分ではない。結合剤樹脂への分散性及び
非磁性下地層の表面平滑性を考慮すれば0.02〜0.
2μmが好ましく、より好ましくは0.03〜0.18
μmである。
【0030】酸化チタン粒子の粒子形状が米粒状または
針状の場合、粒子サイズは、平均長軸径が0.005〜
0.3μm程度、平均短軸径が0.0025〜0.15
μm程度である。
【0031】平均長軸径が0.005μm未満の場合に
は、粒子の微細化による分子間力の増大により結合剤樹
脂中における分散が困難となり、該酸化チタン粒子を用
いて得られた非磁性下地層の表面は、十分な平滑性を有
しているとは言い難い。平均長軸径が0.3μmを越え
る場合には、結合剤樹脂への分散性はよいが粒子が粗大
となり、該酸化チタン粒子を用いて得られた非磁性下地
層は、表面の平滑性が十分ではない。
【0032】平均短軸径が0.0025μm未満の場合
には、粒子の微細化による分子間力の増大により結合剤
樹脂中における分散が困難となり、該酸化チタン粒子を
用いて得られた非磁性下地層の表面は、十分な平滑性を
有しているとは言い難い。平均短軸径が0.15μmを
越える場合には、結合剤樹脂への分散性はよいが粒子が
粗大となり、該酸化チタン粒子を用いて得られた非磁性
下地層の表面は、十分な平滑性を有しているとは言い難
い。
【0033】結合剤樹脂への分散性及び非磁性下地層の
表面平滑性を考慮すれば平均長軸径は0.02〜0.3
μmが好ましく、より好ましくは0.05〜0.3μm
であり、平均短軸径は0.005〜0.1μmが好まし
く、より好ましくは0.01〜0.08μmである。
【0034】軸比(平均長軸径:平均短軸径)(以下、
「軸比」という。)は2:1以上、好ましくは3:1以
上の粒子が好ましく、結合剤樹脂中への分散性を考慮す
れば、その上限値は、20:1以下、好ましくは10:
1以下である。
【0035】本発明に係る酸化チタン粒子粉末のBET
比表面積値は15〜200m2 /g程度である。BET
比表面積値が15m2 /g未満の場合には、結合剤樹脂
への分散性はよいが粒子が粗大となり、該酸化チタン粒
子を用いて得られた非磁性下地層は、表面の平滑性が十
分ではない。BET比表面積値が200m2 /gを越え
る場合には、粒子の微細化による分子間力の増大により
結合剤樹脂中における分散が困難となり、該酸化チタン
粒子を用いて得られた非磁性下地層の表面は、十分な平
滑性を有しているとは言い難い。結合剤樹脂への分散性
及び非磁性下地層の表面平滑性を考慮すれば、好ましく
は20〜100m2 /g、より好ましくは35〜80m
2 /gである。
【0036】酸化チタン粒子の可溶性ナトリウム塩の含
有量はNa換算で230ppm以下である。230pp
mを越える場合には、非磁性下地層の上に形成されてい
る磁気記録層中に含まれる鉄を主体とする金属磁性粒子
粉末を徐々に腐蝕させ、磁気特性の劣化を引き起こす。
また、結合剤樹脂中における酸化チタン粒子の分散特性
が害されやすくなったり、磁気記録媒体の保存状態、特
に湿度の高い環境下においては白華現象を生じる場合が
ある。鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末の腐蝕防止効
果を考慮すると、好ましくは200ppm以下、より好
ましくは160ppm以下、更により好ましくは150
ppm以下である。生産性等の工業性を考慮すれば、そ
の下限値は0.01ppm程度である。
【0037】酸化チタン粒子の可溶性硫酸塩の含有量は
SO4 換算で150ppm以下である。150ppmを
越える場合には、非磁性下地層の上に形成されている磁
気記録層中に含まれる鉄を主体とする金属磁性粒子粉末
を徐々に腐蝕させ、磁気特性の劣化を引き起こす。ま
た、結合剤樹脂中における酸化チタン粒子の分散特性が
害されやすくなったり、磁気記録媒体の保存状態、特に
湿度の高い環境下においては白華現象を生じる場合があ
る。鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末の腐蝕防止効果
を考慮すると、好ましくは100ppm以下、より好ま
しくは70ppm以下である。生産性等の工業性を考慮
すれば、その下限値は0.01ppm程度である。
【0038】酸化チタン粒子粉末の粉体pH値は8〜1
2である。粉体pH値が8未満の場合には、非磁性下地
層の上に形成されている磁気記録層中に含まれる鉄を主
成分とする金属磁性粒子粉末を徐々に腐蝕させ、磁気特
性の劣化を引き起こす。鉄を主成分とする金属磁性粒子
粉末の腐蝕防止効果を考慮すれば、粉体pH値は8.3
〜11が好ましく、より好ましくは8.5〜10.5、
更に好ましくは8.8〜10.5である。
【0039】本発明に係る酸化チタン粒子は、粒子径
(粒子形状が米粒状または針状の場合は、長軸径とす
る。)の粒度分布が幾何標準偏差値で1.5以下を有し
ている。幾何標準偏差値は、粒子の粒度分布の程度を表
す指標となるものであり、値が小さくなるほど粒子の粒
度分布が良いことを意味する。1.5を越える場合に
は、存在する粗大粒子により結合剤樹脂中における均一
な分散が困難となりやすく、該酸化チタン粒子を用いて
得られた非磁性下地層の表面を平滑性にすることが困難
となる。結合剤樹脂への分散性及び非磁性下地層の表面
平滑性を考慮すれば、好ましくは1.48以下、より好
ましくは1.43以下である。工業的な生産性を考慮す
れば、得られる酸化チタン粒子は、粒子径の粒度分布の
下限値が幾何標準偏差値で1.05程度、より好ましく
は1.01程度である。
【0040】本発明に係る酸化チタン粒子は、密度化の
程度が高い粒子であり、非磁性下地層中に充填しやすい
ものである。即ち、粒子の密度化の程度を、BET法に
より測定した比表面積SBET 値と電子顕微鏡写真に示さ
れている粒子から計測された平均粒子径から算出した表
面積STEM 値との比(SBET /STEM )で示した場合、
本発明に係る酸化チタン粒子粉末は、SBET /STEM
値で0.5〜3.0を有する。SBET /STEM の値が
0.5未満の場合には、密度化の程度が高い粒子ではあ
るが、粒子及び粒子相互間の焼結により粒子径が増大し
ており、該酸化チタン粒子を用いて得られた非磁性下地
層の表面は、十分な平滑性を有しているとは言い難い。
BET /STEM の値が3.0を越える場合には、密度化
の程度が高いとは言い難く、粒子表面に多数のポアが存
在し、結合剤樹脂中に分散させた場合、十分な分散性が
得られない。結合剤樹脂への分散性及び非磁性下地層の
表面平滑性を考慮すれば、SBET /STEM の値は0.7
〜2.5が好ましく、より好ましくは0.8〜2.3で
ある。
【0041】本発明に係る酸化チタンは、可溶性塩化物
の含有量がCl換算で100ppm以下、好ましくは8
0ppm以下、より好ましくは50ppm以下、更に好
ましくは30ppm以下である。
【0042】本発明に係る酸化チタン粒子は、結合剤樹
脂中に分散させるにあたって、結合剤樹脂とのなじみを
良くして、より分散性を向上させるために、必要によ
り、アルミニウムの水酸化物、アルミニウムの酸化物、
ケイ素の水酸化物及びケイ素の酸化物の少なくとも1種
で粒子表面が被覆されていてもよい。
【0043】上記被覆物の量は、酸化チタン粒子粉末に
対しAl換算で0.01〜50重量%、SiO2 換算で
0.01〜50重量%、Al換算量及びSiO2 換算量
の総和で0.01〜50重量%が好ましい。0.01重
量%未満である場合には、粒子の被覆による分散性向上
効果が殆どなく、50.00重量%を越える場合には、
分散性向上効果が飽和するため必要以上に処理する意味
がない。結合剤樹脂中への分散性を考慮すれば、より好
ましくは0.05〜20重量%、更に好ましくは0.0
5〜13重量%である。
【0044】粒子表面が前記被覆物で被覆されている酸
化チタン粒子粉末は、粒子表面被覆前の酸化チタン粒子
粉末の平均粒子径、BET比表面積値、可溶性ナトリウ
ム塩の含有量、可溶性硫酸塩の含有量及び粉体pH値と
ほぼ同じである。これは、粒子表面被覆前の本発明に係
る酸化チタン粒子粉末は、凝集体が十分解きほぐされて
粒子が1個1個バラバラになっているため、被覆処理の
際に副生するNa、SO4 等の吸着化合物をその後の水
洗により容易に除去できることによる。同様の理由によ
り、粒子表面が前記被覆物で被覆されている酸化チタン
粒子粉末の粒度分布、密度化の程度及び可溶性塩化物の
含有量は、粒子表面被覆前の酸化チタン粒子粉末とほぼ
同じである。
【0045】次に、本発明に係る基体について述べる。
【0046】本発明に係る基体は、非磁性支持体と該非
磁性支持体の上に形成される非磁性粒子粉末と結合剤樹
脂とを含む非磁性下地層とからなり、その厚みは好まし
くは2.2〜310μm、より好ましくは2.5〜60
μmであり、さらに好ましくは3.0〜25μmであ
る。
【0047】ベースフィルム等の非磁性支持体として
は、現在、磁気記録媒体に汎用されているポリエチレン
テレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
カーボネート、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、ポリイミド等の合成樹脂フィル
ム、アルミニウム、ステンレス等金属の箔や板および各
種の紙を使用することができ、その厚みは、その材質に
より種々異なるが、通常、好ましくは1.0〜300μ
m、より好ましくは2.0〜200μmである。磁気デ
ィスクの場合、非磁性支持体としてはポリエチレンテレ
フタレートが通常用いられ、その厚みは、通常50〜3
00μm、好ましくは60〜200μmである。磁気テ
ープの場合は、ポリエチレンテレフタレートの場合、そ
の厚みは、通常3〜100μm、好ましくは4〜20μ
m、ポリエチレンナフタレートの場合、その厚みは、通
常3〜50μm、好ましくは4〜20μm、ポリアミド
の場合、その厚みは、通常1〜10μm、好ましくは3
〜7μmである。
【0048】非磁性下地層は、非磁性粒子粉末としての
酸化チタン粒子粉末と結合剤樹脂とを含んでおり、その
塗膜厚さは、好ましくは0.2〜10.0μm、より好
ましくは0.5〜5.0μmである。塗膜厚さが0.2
μm未満の場合には、非磁性支持体の表面粗さを十分に
改善することができないばかりか、強度も不十分であ
り、光透過率を小さくすることが困難となる。10.0
μmを越えてもよいが、磁気記録媒体の薄層化のために
は10.0μm以下とすることが好ましい。
【0049】非磁性下地層における結合剤樹脂として
は、磁気記録媒体の製造にあたって汎用されている各種
結合剤樹脂が同様に使用でき、具体的には、塩化ビニル
−酢酸ビニル共重合体、ウレタン樹脂、塩化ビニル−酢
酸ビニル−マレイン酸共重合体、ウレタンエラストマ
ー、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、ポリビニ
ルブチラール、ニトロセルロース等セルロース誘導体、
ポリエステル樹脂、ポリブタジエン等の合成ゴム系樹
脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイソシアネー
トポリマー、電子線硬化型アクリルウレタン樹脂等とそ
の混合物を使用することができる。また、各結合剤樹脂
には−OH、−COOH、−SO3 M、−OPO
2 2 、−NH2 等の極性基(但し、MはH、Na、K
である。)が含まれていてもよい。
【0050】酸化チタン粒子粉末と上記結合剤樹脂との
配合割合は、結合剤樹脂100重量部に対し、酸化チタ
ン粒子粉末が5〜2000重量部、好ましくは100〜
1500重量部、より好ましくは350〜1000重量
部である。酸化チタン粒子粉末が5重量部未満の場合に
は、塗料中の酸化チタン粒子が少なすぎるため、塗布膜
にした時に、酸化チタン粒子が連続分散した層が得られ
ず、目的とする塗膜表面の平滑性が得られ難く、基体の
強度も十分とは言い難い。2000重量部を越える場合
には、結合剤樹脂の量に対して酸化チタン粒子が多過ぎ
るため、非磁性塗料中での酸化チタンの十分な分散性が
得られず、その結果、塗布膜にした時に、表面が十分平
滑な塗膜が得られ難い。また、酸化チタン粒子が結合剤
樹脂によって十分にバインドされないために、得られた
塗膜はもろいものとなりやすい。
【0051】尚、非磁性下地層中には、必要により、通
常の磁気記録媒体の製造にあたって用いられる潤滑剤、
研磨剤、帯電防止剤等を含んでいてもよい。
【0052】本発明の非磁性支持体と該非磁性支持体上
に形成された酸化チタン粒子粉末と結合剤樹脂を含む非
磁性下地層とからなる基体は、光沢が140〜280
%、好ましくは145〜280%、表面粗度Raが1.
0〜15.0nm、好ましくは1.0〜14.0nm、
より好ましくは1.0〜13.0nm、塗膜のヤング率
(相対値)が105〜150、好ましくは110〜15
0である。
【0053】次に、本発明に係る磁気記録媒体について
述べる。
【0054】本発明に係る磁気記録媒体は、非磁性支持
体と該非磁性支持体の上に形成される非磁性下地層と該
非磁性下地層の上に形成される磁気記録層とからなる。
【0055】本発明に係る磁気記録媒体における磁気記
録層は、鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末と結合剤樹
脂とを含んでおり、その塗膜厚さは、好ましくは0.0
1〜3.0μm、より好ましくは0.05〜2.0μm
である。磁気記録層の塗膜厚さが0.01μm未満の場
合には、均一な塗布が困難で塗りむら等の現象が出やす
くなるため好ましくない。3.0μmを越える場合に
は、反磁界の影響ため、所望の電磁変換特性が得られに
くくなる。
【0056】磁気記録層における鉄を主成分とする針状
金属磁性粒子は、平均長軸径が0.01〜0.30μ
m、好ましくは0.01〜0.20μmであって、軸比
が3:1以上、好ましくは5:1以上の粒子である。結
合剤樹脂中での分散性を考慮すれば、その上限値は、1
5:1以下、好ましくは10:1以下の粒子であり、粒
子の形状は、針状はもちろん、紡錘状、米粒状等であっ
てもよい。
【0057】その組成は、鉄を50〜99重量%、好ま
しくは60〜95重量%含有している粒子であり、必要
により、鉄以外のCo、Al、Ni、P、Si、B、N
d、La、Y等を含有していてもよい。
【0058】その磁気特性は、高密度記録化等の特性を
考慮すれば、保磁力Hcは1200〜3200Oeが好
ましく、より好ましくは1500〜3000Oeであ
り、飽和磁化σsは100〜170emu/gが好まし
く、より好ましくは130〜150emu/gである。
【0059】磁気記録層における結合剤樹脂には、前記
非磁性下地層を形成するのに用いた前記結合剤樹脂を同
様に使用することができる。
【0060】磁気記録層における鉄を主成分とする金属
磁性粒子粉末と結合剤樹脂との配合割合は、結合剤樹脂
100重量部に対し、鉄を主成分とする針状金属磁性粒
子粉末が200〜2000重量部、好ましくは300〜
1500重量部、より好ましくは350〜1000重量
部である。鉄を主成分とする針状金属磁性粒子粉末が2
00重量部未満の場合には、磁性層中における鉄を主成
分とする金属磁性粒子の含有量が少なすぎるため、高密
度記録に必要な残留磁束密度が得られ難くなる。200
0重量部を越える場合には、鉄を主成分とする金属磁性
粒子粉末に対して結合剤樹脂が少なすぎるため、十分な
分散性が得られ難く、その結果、磁気記録層の表面平滑
性が十分ではないばかりか、粒子がバインドされないた
め、ひどくもろい塗膜になりやすい。
【0061】磁気記録層中には、必要により、通常用い
られている潤滑剤、研磨剤、帯電防止剤等を含んでいて
もよい。
【0062】本発明に係る磁気記録媒体は、保磁力が9
00〜3500Oe、好ましくは1000〜3500O
e、より好ましくは1500〜3500Oe、角形比
(残留磁束密度Br/飽和磁束密度Bm)が0.85〜
0.95、好ましくは0.86〜0.95である。塗膜
の光沢度が180〜300%、好ましくは190〜30
0%、塗膜表面粗度Raが15.0nm以下、好ましく
は2.0〜12.0nm、より好ましくは3.0〜1
0.0nm、線吸収係数が1.15〜2.00μm-1
好ましくは1.20〜2.00μm-1、塗膜のヤング率
(相対値)が110〜150、好ましくは115〜15
0、保磁力の変化率(%)で示す腐蝕性が10.0%以
下、好ましくは9.5%以下、より好ましくは9.0%
以下、Bmの変化率(%)で示す腐蝕性が10.0%以
下、好ましくは9.5%以下である。
【0063】次に、本発明に係る酸化チタン粒子粉末の
製造法について述べる。
【0064】本発明に係る酸化チタン粒子粉末を得るた
めの出発原料としては、市販の酸化チタン粒子粉末を使
用すればよく、硫酸法や塩素法のいずれの方法により得
られた酸化チタン粒子粉末をも使用することができる。
【0065】即ち、硫酸法は、イルメナイト鉱石を濃硫
酸と反応させて得られたTiとFeの硫酸塩から硫酸鉄
を晶出・分離して除き、残った硫酸チタニル溶液を濾過
・精製した後、加水分解を行うことにより、含水酸化チ
タンの沈澱物を得、次いで、該含水酸化チタンを濾過・
洗浄した後、粒径調節剤、ルチル転移促進剤または抑制
剤、結晶安定化剤、焼結防止剤等を添加・混合し、70
0〜1100℃で焼成することにより粗酸化チタン粒子
粉末を得、次いで、該粗酸化チタン粒子を水洗により精
製して、酸化チタン粒子粉末を得る。
【0066】塩素法は、天然ルチル鉱またはイルメナイ
ト鉱石を処理した合成ルチル鉱を、還元状態下、高温で
塩素ガスと反応させて得られたTi、Fe等の塩化物ガ
スを冷却することにより、固体化した塩化鉄と液体化し
た四塩化チタンを得、次いで、塩化鉄を分離した後の液
体化の四塩化チタンを精留により精製した後、結晶安定
化剤を混合し、約1000℃に予熱するとともに、同温
度に予熱した酸素を酸化炉内に噴出し、酸化反応を行う
ことにより粗酸化チタン粒子粉末を得、次いで、該粗酸
化チタン粒子を水洗により精製して酸化チタン粒子粉末
を得る。
【0067】硫酸法により得られる粗酸化チタン粒子粉
末は、通常、平均粒子径は、0.04〜0.3μm程
度、BET比表面積値が7〜230m2 /g程度であっ
て、可溶性ナトリウム塩の含有量がNa換算で約500
〜3000ppm程度、可溶性硫酸塩の含有量がSO4
換算で1000〜2000ppm程度であって、粉体p
H値が3〜6程度である。そして、粒子径の分布は幾何
標準偏差値で1.51以上である。
【0068】塩素法により得られる粗酸化チタン粒子粉
末は、通常、平均粒子径は、0.04〜0.3μm程
度、BET比表面積値が7〜230m2 /g程度であっ
て、可溶性ナトリウム塩の含有量がNa換算で約500
〜3000ppm程度、可溶性硫酸塩の含有量がSO4
換算で500〜1000ppm程度、可溶性塩化物がC
l換算で100〜1000ppm程度であって、粉体p
H値が3〜6程度である。そして、粒子径の分布は幾何
標準偏差値で1.51以上である。
【0069】そして、硫酸法や塩素法により得られた粗
酸化チタン粒子粉末を水洗し、精製して得られた酸化チ
タン粒子粉末の平均粒子径は、0.04〜0.3μm程
度、BET比表面積値が7〜230m2 /g程度であっ
て、可溶性ナトリウム塩の含有量がNa換算で約250
〜460ppm程度、可溶性硫酸塩の含有量がSO4
算で260〜360ppm程度、可溶性塩化物がCl換
算で100〜500ppm程度であって、粉体pH値は
通常8未満である。そして、粒子径の分布は幾何標準偏
差値で1.51以上である。
【0070】本発明に係る酸化チタン粒子粉末は、平均
粒子径が0.04〜0.3μmであって、BET比表面
積値が7〜230m2 /gの市販の酸化チタンを出発原
料として用い、該酸化チタン粒子粉末を乾式で粗粉砕を
して粗粒をほぐした後、スラリー化し、次いで、湿式粉
砕することにより、更に粗粒をほぐす。湿式粉砕は、少
なくとも粒子径44μm以上の粗粒が粒子粉末全量の1
0%以下、好ましくは5%以下、より好ましくは0%に
なるようにボールミル、サンドグラインダーミル、ダイ
ノーミル等を用いて行えばよい。粒子径44μm以上の
粗粒が粒子粉末全量の10%を越えて残存していると、
次工程におけるアルカリ水溶液中の処理効果が得られな
い。
【0071】粗粒を除去した酸化チタン粒子を含むスラ
リーは、該スラリーに水酸化ナトリウム等のアルカリ水
溶液を添加して室温におけるpH値を13以上に調整し
た後、80℃以上の温度で加熱処理する。
【0072】酸化チタン粒子粉末を含むpH値が13以
上のアルカリ性の懸濁液の濃度は、50〜250g/l
が好ましい。
【0073】酸化チタン粒子粉末を含むアルカリ性懸濁
液のpH値が13未満の場合には、酸化チタン粒子の粒
子表面に存在する粒径調節剤、ルチル転移促進剤または
抑制剤、結晶安定化剤、焼結防止剤等に起因する固体架
橋を効果的に取りはずすことができず、粒子内部及び粒
子表面に存在する可溶性ナトリウム塩及び可溶性硫酸塩
の洗い出しができない。その上限は、pH値が14程度
である。酸化チタン粒子の粒子表面に存在する粒径調節
剤、ルチル転移促進剤または抑制剤、結晶安定化剤、焼
結防止剤等に起因する固体架橋の取りはずし、可溶性ナ
トリウム塩や可溶性硫酸塩、必要により、可溶性塩化物
等の洗い出しの効果、更には、アルカリ水溶液処理中に
酸化チタン粒子の粒子表面に付着したアルカリを除去す
るための洗浄効果を考慮すれば、pH値は13.1〜1
3.8の範囲が好ましい。
【0074】アルカリ性懸濁液の加熱温度は、80〜1
03℃が好ましく、より好ましくは90〜100℃であ
る。80℃未満の場合には、酸化チタン粒子の粒子表面
に存在する粒径調節剤、ルチル転移促進剤または抑制
剤、結晶安定化剤、焼結防止剤等に起因する固体架橋を
効果的に取りはずすことが困難になる。103℃を越え
る場合には、固体架橋は効果的に取りはずすことはでき
るが、オートクレーブ等が必要となり、常圧下において
は被処理液が沸騰するなどして、工業的に有利でなくな
る。
【0075】アルカリ性懸濁液中の加熱時間は、好まし
くは30分以上、より好ましくは60分以上、更に好ま
しくは120分以上である。加熱時間の上限は6時間程
度である。30分未満の場合は、本発明の目的とする効
果が得られ難い。6時間以上を越える場合にも、本発明
の効果は得られるが、その効果が飽和する。
【0076】アルカリ水溶液中で加熱処理した酸化チタ
ン粒子は、その後、常法により、濾別、水洗して粒子内
部及び粒子表面から洗い出した可溶性ナトリウム塩及び
可溶性硫酸塩やアルカリ水溶液処理中に酸化チタン粒子
表面に付着したアルカリを除去し、次いで、乾燥する。
【0077】水洗法としては、デカンテーションによっ
て洗浄する方法、フィルターシックナーを使用して稀釈
法で洗浄する方法、フィタープレスに通水して洗浄する
方法等の工業的に通常使用されている方法を用いればよ
い。
【0078】上述した酸化チタン粒子粉末は、結合剤樹
脂とのなじみをよくして、より分散性を向上させるため
に、必要により、アルミニウムの水酸化物、アルミニウ
ムの酸化物、ケイ素の水酸化物及びケイ素の酸化物の少
なくとも1種により被覆したもよい。
【0079】被覆処理は、酸化チタン粒子を含むアルカ
リ性懸濁液を加熱処理した後、常法により濾別、水洗し
て得られる酸化チタン粒子粉末を水溶液中に再分散して
得られる懸濁液に、アルミニウム化合物、ケイ素化合物
又は当該両化合物を添加して混合攪拌することにより、
または、必要により、pH値を調整することにより、前
記酸化チタン粒子の粒子表面に、アルミニウムの水酸化
物、アルミニウムの酸化物、ケイ素の水酸化物及びケイ
素の酸化物を被着すればよく、次いで、濾別、水洗、乾
燥、粉砕する。必要により、更に、脱気・圧密処理等を
施してもよい。
【0080】本発明におけるアルミニウム化合物として
は、酢酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、塩化アルミ
ニウム、硝酸アルミニウム等のアルミニウム塩や、アル
ミン酸ソーダ等のアルミン酸アルカリ塩や、アルミニウ
ムの水酸化物、アルミニウムの酸化物及びアルミナゾル
等のアルミニウム化合物が使用できる。
【0081】アルミニウム化合物の添加量は、酸化チタ
ン粒子粉末に対しAl換算で0.01〜50.00重量
%である。0.01重量%未満である場合には、結合剤
樹脂中における分散が不十分であり、50.00重量%
を越える場合には、分散性改善効果が飽和するため必要
以上に添加する意味がない。
【0082】本発明におけるケイ素化合物としては、オ
ルトケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、ケイ酸
カリウム等のケイ酸塩や、ケイ素の水酸化物、ケイ素の
酸化物、3号水ガラス及びコロイダルシリカ等のケイ素
化合物が使用できる。
【0083】ケイ素化合物の添加量は、酸化チタン粒子
粉末に対しSiO2 換算で0.01〜50.00重量%
である。0.01重量%未満である場合には、結合剤樹
脂中における分散が不十分であり、50.00重量%を
越える場合には、分散性改善効果が飽和するため必要以
上に添加する意味がない。
【0084】アルミニウム化合物とケイ素化合物とを併
せて使用する場合には、酸化チタン粒子粉末に対し、A
l換算量及びSiO2 換算量との総和で0.01〜5
0.00重量%が好ましい。
【0085】尚、酸化チタン粒子の粒子内部に含有され
ている可溶性ナトリウム塩や可溶性硫酸塩、必要によ
り、可溶性塩化物を水洗して洗い出しておけば、それ以
降に酸化チタン粒子の粒子表面にアルミニウムの水酸化
物、アルミニウムの酸化物、ケイ素の水酸化物及びケイ
素の酸化物の少なくとも1種を被覆する際に、可溶性ナ
トリウム塩及び可溶性硫酸塩が付着していても、その後
の水洗により容易に除去することができる。
【0086】次に、基体の製造法について述べる。
【0087】非磁性下地層は、非磁性支持体上に非磁性
粒子粉末と結合剤樹脂と溶剤とを含む非磁性塗料を塗布
して乾燥することにより得られる。
【0088】非磁性塗料における溶剤としては、磁気記
録媒体の製造あたって汎用されているメチルエチルケト
ン、トルエン、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケ
トン、テトラヒドロフラン等を用いることができる。
【0089】非磁性塗料中における溶剤の配合割合は、
非磁性塗料100重量部に対して50〜95重量部が好
ましい。
【0090】次に、磁気記録媒体の製造法について述べ
る。
【0091】磁気記録層は、非磁性下地層の上に鉄を主
成分とする金属磁性粒子粉末と結合剤樹脂と溶剤とを含
む磁性塗料を塗布して乾燥することにより得られる。
【0092】磁性塗料中における溶剤としては、磁性塗
料に用いられる前記溶剤が同様に使用できる。
【0093】磁性塗料中における溶剤の配合割合は、非
磁性塗料100重量部に対して50〜95重量部が好ま
しい。
【0094】
【作用】本発明において最も重要な点は、結合剤樹脂中
における分散性が優れており、しかも、可溶性ナトリウ
ムの含有量がNa換算で230ppm以下、可溶性硫酸
塩の含有量がSO4 換算で150ppm以下であって、
且つ、粉体pH値が8以上の酸化チタン粒子粉末を、非
磁性下地層用非磁性粒子粉末として使用した場合には、
該結合剤樹脂中における分散性が優れていることに起因
して、非磁性下地層の表面平滑性と強度を向上させるこ
とができ、当該非磁性下地層の上に磁気記録層を設けた
場合に、磁気記録層の光透過率を小さくし、平滑で厚み
むらのない薄膜にすることができるとともに、磁気記録
層中に分散させている鉄を主成分とする金属磁性粒子粉
末の腐蝕に伴う磁気特性の劣化を抑制することができる
という事実である。
【0095】非磁性下地層の表面平滑性と基体の強度を
より向上させることができた理由について、本発明者
は、酸化チタン粒子相互を強固に架橋して凝集させる原
因となっている可溶性ナトリウム塩及び可溶性硫酸塩を
十分水洗除去することができたことに起因して、凝集物
が解きほぐされて、実質的に独立している粒子とするこ
とができ、その結果、ビヒクル中における分散性が優れ
た酸化チタン粒子粉末が得られることによるものと考え
ている。
【0096】この事実について、以下に説明する。
【0097】粗酸化チタン粒子粉末は、通常、その製造
法に起因して、強固な凝集体を形成している。
【0098】先ず、硫酸法により得られる酸化チタン粒
子粉末について説明する。硫酸法により中間生成物とし
て生成した含水酸化チタンは、副原料として使用する濃
硫酸に由来する硫酸塩〔SO4 --〕を多量に含有すると
ともに、原料鉱石に由来するNa等の金属塩を含有して
おり、これら硫酸塩や金属塩は、難溶性の含硫酸塩とし
て、粒子中に含有されるため、常法による水洗によって
は除去することができない。
【0099】含水酸化チタン粒子中のこれら難溶性の含
硫酸塩は、その後の粗酸化チタンを得るための焼成工程
において可溶性ナトリウム塩や可溶性硫酸塩になる。こ
の可溶性ナトリウム塩や可溶性硫酸塩は、900℃前後
の焼成工程における酸化チタン粒子の粒子形状の変形、
粒子相互間の焼結を防止するために必須である焼結防止
剤によって、酸化チタン粒子相互を架橋しながら粒子内
部及び粒子表面に強固に結合されることにより、酸化チ
タン粒子相互間の凝集が一層強まる原因となる。
【0100】その結果、殊に、粒子内部や凝集物内部に
閉じ込められた可溶性硫酸塩や可溶性ナトリウム塩は、
常法による水洗によって除去することが極めて困難とな
る。
【0101】更に、酸化チタン粒子粉末は、前述した可
溶性ナトリウム塩や可溶性硫酸塩以外に可溶性塩化物を
も含有している。
【0102】即ち、ルチル型の結晶構造を有する酸化チ
タン粒子粉末を製造する場合には、焼成工程前に、ルチ
ル結晶安定化剤としてLi,Mg,Zn,Al等の塩類
を添加するほか、HClを含んだルチル転移促進シード
を添加するため、前記難溶性の含硫酸塩に加えて、塩化
物が残留しやすい。
【0103】次に、塩素法により得られる酸化チタン粒
子粉末について説明する。塩素法による場合には、原料
鉱石として主として合成ルチルが用いられる。この合成
ルチルはイルメナイト鉱石にコークスを加えて900℃
でFe2 3 をFeOに還元した後、磁選し、次いで、
硫酸塩を加えて鉄等の不純物を濾過、分離した後、焼成
して得られるため、その製造法に由来する硫酸塩を必然
的に含んでいる。
【0104】また、中間生成物として生成した四塩化チ
タン溶液は、上記硫酸塩を多量に含有するとともに、副
原料として使用した塩素ガスが、天然ルチル鉱や合成ル
チル鉱等の原料鉱石に含まれているNa等の金属塩と反
応して生成する塩化物をも多量に含有している。四塩化
チタン溶液中からこれら硫酸塩や塩化物を遠心分離及び
精留によって完全に除去することはできない。殊に、オ
キシ塩化バナジウムは沸点が四塩化チタンに近いために
残留する。
【0105】これら四塩化チタン溶液に含まれる硫酸塩
や塩化物は、その後の酸化工程において、酸化工程前に
あらかじめ添加された結晶安定化剤、焼結防止剤等とと
もに、酸化チタン粒子相互を架橋しながら粒子内部及び
粒子表面に強固に結合されるので、酸化チタン粒子相互
間の凝集が一層強まる原因となる。
【0106】上述した通り、粗酸化チタン粒子粉末は、
可溶性ナトリウム塩や可溶性硫酸塩等が焼結防止剤や条
件剤を介在して粒子内部や粒子表面及び凝集物内部に強
く結合されているが、この酸化チタン粒子粉末を湿式粉
砕して粗粒をほぐした後、スラリーのpH値を13以上
に調整し、80℃以上の温度で加熱処理した場合には、
アルカリ性水溶液が酸化チタン粒子の粒子内部まで十分
浸透し、その結果、粒子内部や粒子表面及び凝集物内部
に強く結合している焼結防止剤やルチル結晶安定化剤や
ルチル転移促進シード等の結合力が徐々に弱まり、粒子
内部や粒子表面及び凝集物内部から解離され、同時に水
可溶性ナトリウム塩や水可溶性硫酸塩、さらには水可溶
性塩化物をも水洗除去しやすくなるものと考えられる。
【0107】磁気記録層中に分散されている鉄を主成分
とする金属磁性粒子粉末の腐蝕に伴う磁気特性の劣化が
抑制される理由について、本発明者は、金属の腐蝕を促
進する可溶性ナトリウム塩や可溶性硫酸塩等の水可溶性
分が酸化チタン粒子中に少ないこと及び酸化チタン粒子
自体の粉体pH値が8以上と高いことに起因して鉄を主
成分とする金属磁性粒子粉末の腐蝕の進行が抑制できた
ものと考えている。
【0108】事実、本発明者は、後出の実施例及び比較
例に示す通り、湿式粉砕後の酸化チタン粒子を温度80
℃以上、pH値が13未満のアルカリ水溶液で加熱処理
した場合、湿式粉砕後の酸化チタン粒子を温度80℃未
満、pH値が13以上のアルカリ水溶液で加熱処理した
場合、酸化チタン粒子を湿式粉砕をすることなく粗粒を
含んだままで温度80℃以上、pH値13以上のアルカ
リ性水溶液中で加熱処理した場合のいずれの場合にも、
本発明の効果が得られないことから、水可溶性ナトリウ
ム塩や水可溶性硫酸塩等の水可溶性分が少ないことと、
粉体pH値が8以上であることの相乗効果により鉄を主
成分とする金属磁性粒子粉末の腐蝕の進行が抑制できる
という現象を確認している。
【0109】
【発明の実施の形態】本発明の代表的な実施の形態は、
次の通りである。
【0110】フルイ残量は、湿式粉砕後のスラリー濃度
を別途に求めておき、固形分100gに相当する量のス
ラリーを325メッシュ(目開き44μm)のフルイに
通し、フルイに残った固形分の量を定量することによっ
て求めた。
【0111】粒子形状が粒状の場合の酸化チタン粒子の
平均粒子径、または、粒子形状が針状もしくは米粒状の
場合の酸化チタン粒子の平均長軸径及び平均短軸径は、
電子顕微鏡写真(×30000)を縦方向及び横方向に
それぞれ4倍に拡大した写真(×120000)に示さ
れる粒子約350個について平均粒子径、長軸径、短軸
径をそれぞれ測定し、その平均値で示した。軸比は、平
均長軸径と平均短軸径との比である。
【0112】比表面積値はBET法により測定した値で
示した。
【0113】可溶性ナトリウム塩の含有量及び可溶性硫
酸塩の含有量は、後出粉体pH値の測定用に作製した上
澄み液をNo.5Cの濾紙を用いて濾過し、濾液中のN
+及びSO4 2-を誘導結合プラズマ発光分光分析装置
(セイコー電子工業株式会社製)を用いて測定した。
【0114】可溶性塩化物の含有量は、上記と同様にし
て得られた溶液中のCl- 濃度を比濁法によって求め
た。
【0115】粉体pH値は、試料5gを300mlの三
角フラスコに秤り取り、煮沸した純水100mlを加
え、加熱して煮沸状態を約5分間保持した後、栓をして
常温まで放冷し、減量に相当する水を加えて再び栓をし
て1分間振り混ぜ、5分間静置した後、得られた上澄み
液のpHをJIS Z 8802−7に従って測定し、
得られた値を粉体pH値とした。
【0116】酸化チタン粒子粉末の被覆物中に存在する
Al量及びSiO2 量は蛍光X線分析により測定した。
【0117】粒子形状が粒状の場合の酸化チタン粒子の
粒子径、または、粒子形状が針状もしくは米粒状の場合
の酸化チタン粒子の長軸径の幾何標準偏差値(σg)
は、下記の方法により求めた値で示した。即ち、前記拡
大写真に示される粒子の長軸径を測定した値を、その測
定値から計算して求めた粒子の実際の長軸径と個数から
統計学的手法に従って対数正規確率紙上に横軸に粒子の
長軸径を、縦軸に所定の長軸径区間のそれぞれに属する
粒子の累積個数(積算フルイ下)を百分率でプロットす
る。そして、このグラフから粒子の個数が50%及び8
4.13%のそれぞれに相当する長軸径の値を読みと
り、幾何標準偏差値(σg)=積算フルイ下84.13
%における長軸径/積算フルイ下50%における長軸径
(幾何平均径)に従って算出した値で示した。幾何標準
偏差値が小さい程、粒子の長軸径の粒度分布が優れてい
ることを意味する。
【0118】酸化チタン粒子の密度化の程度は、前述し
た通り、SBET /STEM で示した。ここで、SBET は、
上記BET法により測定した比表面積の値である。S
TEM は、粒子形状が粒状の場合、前記電子顕微鏡写真か
ら測定した粒子の平均粒子径dcmを用いて粒子を球体
と仮定して下記式に従って算出した値である。 STEM (m2 /g)={6/(d×ρp )}×10-4 (但し、ρp は酸化チタンの真比重であり、3.4g/
cm3 を用いた。)
【0119】また、米粒状もしくは針状の場合、前記電
子顕微鏡写真から測定した粒子の平均長軸径lcm、平
均短軸径wcmを用いて粒子を円柱と仮定して下記式に
従って算出した値である。 STEM (m2 /g)={(2×w+4×l)/(w×l
×ρp )}×10-4 (但し、ρp は酸化チタンの真比重であり、3.4g/
cm3 を用いた。)
【0120】STEM は、粒子内部及び粒子表面に脱水孔
が全くなく表面が平滑な粒子の比表面積であるから、S
BET /STEM の値が1に近いほど、酸化チタン粒子の内
部及び表面に脱水孔が少なく表面が平滑な粒子、換言す
れば、粒子間の焼結がなく密度化の程度が高い粒子であ
ることを意味する。
【0121】塗料粘度は、得られた塗料の25℃におけ
る塗料粘度を、E型粘度計(コーンプレート型粘度計)
EMD−R(株式会社東京計器製)を用いて測定し、ず
り速度D=1.92sec-1における値を示した。酸化
チタンの粒子径が同等の場合、塗料粘度が低いほど酸化
チタンの分散性が優れていることを示す。
【0122】非磁性下地層及び磁気記録層の塗膜表面の
光沢度は、「グロスメーターUGV−5D」(スガ試験
機株式会社製)を用いて塗膜の45°光沢度を測定して
求めた。光沢度が高いほど、酸化チタン粒子の分散性が
良いことを示す。
【0123】非磁性下地層及び磁気記録層の塗膜表面の
表面粗度Raは、「Surfcom−575A」(東京
精密株式会社製)を用いて塗布膜の中心線平均粗さを測
定して求めた。Raの値が低いほど、酸化チタンの分散
性が良いことを示す。
【0124】塗膜強度は、「オートグラフ」(株式会社
島津製作所製)を用いて塗膜のヤング率を測定して求め
た。ヤング率は市販ビデオテープ「AV T−120
(日本ビクター株式会社製)」との相対値で表した。相
対値が高いほど良好であることを示す。
【0125】磁気記録媒体を構成する非磁性支持体、非
磁性下地層及び磁気記録層の各層の厚みは、接点型膜厚
計K351C(安立電気株式会社製)を用いて、下記の
様にして測定した。
【0126】先ず、非磁性支持体の膜厚(A)を測定す
る。次に、非磁性支持体と該非磁性支持体上に形成する
ことにより得られた基体の厚み(B)(非磁性支持体の
厚みと非磁性下地層の厚みとの総和)を同様にして測定
する。更に、非磁性下地層上に磁気記録層を形成するこ
とにより得られた磁気記録媒体の厚み(C)(非磁性支
持体の厚みと非磁性下地層の厚みと磁気記録層の厚みと
の総和)を同様にして測定する。そして、非磁性下地層
の厚みはB−Aで示し、磁気記録層の厚みはC−Bで示
した。
【0127】磁性粒子粉末及び磁気記録媒体の磁気特性
は、「振動試料型磁力計VSM−3S−15」(東英工
業株式会社製)を使用し、外部磁場10KOeまでかけ
て測定した。
【0128】磁気記録層中の鉄を主成分とする金属磁性
粒子粉末の腐蝕に伴う磁気記録媒体の磁気特性の経時変
化は、磁気記録媒体を温度60℃、相対湿度90%の環
境下に14日間放置し、放置前後の保磁力値及び飽和磁
束密度値をそれぞれ測定し、その変化量を放置前の値で
除した値を変化率として百分率で示した。
【0129】磁気シートの光透過率は、「自記分光光度
計UV−2100」(株式会社島津製作所製)を用いて
測定した線吸収係数で示した。線吸収係数は次式で定義
され、値が大きい程、光を透しにくいことを示す。 線吸収係数(μm-1)=ln(1/t)/FT t:λ=900nmにおける光透過率(−) FT:測定に用いたフィルムの塗膜組成物層の厚み(μ
m)
【0130】<酸化チタン粒子粉末の湿式粉砕>硫酸法
により得られた市販の粒状酸化チタン粒子粉末(結晶
型:ルチル型、粒子形状:粒状、平均粒子径0.055
μm、BET比表面積値73.4m2 /g、可溶性ナト
リウム塩の含有量がNa換算で560ppm、可溶性硫
酸塩の含有量がSO4 換算で262ppm、可溶性塩化
物がCl換算で186ppm、粉体pH値7.2及び幾
何標準偏差値1.51)750gをあらかじめ奈良式自
由粉砕機で粗粉砕した後、純水5.0lに投入し、ホモ
ミキサー(特殊機化工業株式会社製)を用いて60分間
解膠した。
【0131】次に、得られた酸化チタン粒子のスラリー
を横型SGM(ディスパマットSL:エスシー・アディ
ケム株式会社製)で循環しながら、軸回転数2000r
pmのもとで6時間混合・分散した。得られたスラリー
中の酸化チタン粒子の325mesh(目開き44μ
m)における篩残分は0%であった。
【0132】得られた酸化チタン粒子のスラリーの濃度
を100g/lに調整し、スラリーを7l分取した。こ
のスラリーを攪拌しながら、6NのNaOH水溶液を加
えてスラリーのpH値を13.5に調整した。次に、こ
のスラリーを攪拌しながら加熱して95℃まで昇温し、
その温度で180分間保持した。
【0133】次に、このスラリーをデカンテーション法
により水洗し、pH値が10.6になるまで水洗を行っ
た。正確を期すため、この時点でのスラリー濃度を確認
したところ89g/lであった。
【0134】得られた水洗スラリー1lをブフナーロー
トを用いて濾別し、純水を通水して濾液の電導度が20
μs以下になるまで水洗し、その後、常法によって乾燥
させた後、粉砕して、目的の酸化チタン粒子粉末を得
た。
【0135】得られた酸化チタン粒子粉末は、平均粒子
径が0.052μm、BET比表面積値(SBET )が7
3.5m2 /gであり、可溶性ナトリウム塩の含有量が
Na換算で137ppm、可溶性硫酸塩の含有量がSO
4 換算で43ppm、可溶性塩化物の含有量がCl換算
で10ppmであり、粉体pH値が8.9、粒子径の幾
何標準偏差値σgが1.35、密度化の程度(SBET
TEM )が2.01であった。
【0136】<非磁性下地層の製造>上記酸化チタン粒
子粉末12gと結合剤樹脂溶液(スルホン酸ナトリウム
基を有する塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂30重量
%とシクロヘキサノン70重量%)及びシクロヘキサノ
ンとを混合して混合物(固形分率72%)を得、この混
合物を更にプラストミルで30分間混練した。
【0137】この混練物を取り出し、140mlガラス
瓶に1.5mmφガラスビーズ95g、結合剤樹脂溶液
(スルホン酸ナトリウム基を有するポリウレタン樹脂3
0重量%、溶剤(メチルエチルケトン:トルエン=1:
1)70重量%)、シクロヘキサノン、メチルエチルケ
トン及びトルエンとともに添加し、ペイントシェーカー
で6時間混合・分散を行って塗料組成物を得た。
【0138】得られた酸化チタン粒子を含む塗料の組成
は、下記の通りであった。 酸化チタン粒子粉末 100重量部 スルホン酸ナトリウム基を有する 塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂 10重量部 スルホン酸ナトリウム基を有するポリウレタン樹脂 10重量部 シクロヘキサノン 44.6重量部 メチルエチルケトン 111.4重量部 トルエン 66.9重量部
【0139】得られた酸化チタン粒子を含む塗料を厚さ
12μmのポリエチレンテレフタレートフィルム上にア
プリケーターを用いて55μmの厚さに塗布し、次い
で、乾燥させることにより非磁性下地層を形成した。非
磁性下地層の厚みは3.5μmであり、基体の厚みは1
5.5μmであった。
【0140】得られた非磁性下地層の光沢度は170
%、表面粗度Raは9.2nm、ヤング率(相対値)は
113であった。
【0141】<磁気記録層の製造>上記非磁性下地層の
上に、鉄を主成分とする針状金属磁性粒子粉末(Coの
含有量:5.61重量%、Alの含有量:1.71重量
%、平均長軸径0.12μm、平均短軸径0.019μ
m、軸比6.3:1、保磁力1840Oe、飽和磁化値
130emu/g)12g、研磨剤(商品名:AKP−
30、住友化学(株)製)1.2g、カーボンブラック
(商品名:#3250B、三菱化成(株)製)0.36
g、結合剤樹脂溶液(スルホン酸ナトリウム基を有する
塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂30重量%とシクロ
ヘキサノン70重量%)及びシクロヘキサノンとを混合
して混合物(固形分率78%)を得、この混合物を更に
プラストミルで30分間混練した。
【0142】この混練物を取り出し、140mlガラス
瓶に1.5mmφガラスビーズ95g、結合剤樹脂溶液
(スルホン酸ナトリウム基を有するポリウレタン樹脂3
0重量%、溶剤(メチルエチルケトン:トルエン=1:
1)70重量%)、シクロヘキサノン、メチルエチルケ
トン及びトルエンとともに添加し、ペイントシェーカー
で6時間混合・分散を行って磁性塗料を得た。その後、
潤滑剤及び硬化剤を加え、さらに、ペイントシェーカー
で15分間混合・分散して磁性塗料を得た。
【0143】得られた磁性塗料の組成は下記の通りであ
った。 鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末 100重量部 スルホン酸ナトリウム基を有する 塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂 10重量部 スルホン酸ナトリウム基を有するポリウレタン樹脂 10重量部 研磨剤(AKP−30) 10重量部 カーボンブラック(#3250B) 3.0重量部 潤滑剤(ミリスチン酸:ステアリン酸ブチル=1:2) 3.0重量部 硬化剤(ポリイソシアネート) 5.0重量部 シクロヘキサノン 65.8重量部 メチルエチルケトン 164.5重量部 トルエン 98.7重量部
【0144】次に、得られた磁性塗料を前記非磁性下地
層を有する基体の上に、アプリケーターを用いて15μ
mの厚さに塗布した後、磁場中において配向・乾燥し、
次いで、カレンダー処理を行った後、60℃で24時間
硬化反応を行い0.5インチ幅にスリットして磁気テー
プを得た。磁気記録層の厚みは1.1μmであり、磁気
テープの全厚は16.6μmであった。
【0145】得られた磁気テープのHcは1890O
e、角型比は0.86、光沢は215%、表面粗度Ra
は9.6nm、ヤング率(相対値)は119、線吸収係
数は1.22であった。磁気テープの磁気特性の経時変
化は、保磁力Hcの変化率が7.0%、飽和磁束密度B
mの変化率が8.5%であった。
【0146】
【実施例】次に、実施例並びに比較例を挙げる。
【0147】<酸化チタン粒子のアルカリ水溶液中にお
ける処理> 実施例1〜7及び比較例1〜3 表1に示す酸化チタン粒子粉末〜を準備した。
【0148】
【表1】
【0149】酸化チタン粒子粉末の種類、湿式粉砕の有
無、スラリーのpH値、アルカリ水溶液中加熱処理にお
ける加熱温度及び加熱時間を種々変化させた以外は、前
記本発明の実施の形態と同様にしてアルカリ処理済酸化
チタン粒子粉末を得た。
【0150】この時の主要処理条件及び諸特性を表2に
示す。
【0151】
【表2】
【0152】<酸化チタン粒子の表面被覆処理> 実施例8 前記実施の形態と同様にしてアルカリ性水溶液中におけ
る加熱処理後にデカンテーション法により水洗して得ら
れたスラリーのpH値を10.5に調整した。このスラ
リーは濃度が89g/lであった。このスラリー5lを
再度加熱して60℃とし、このスラリー中に1.0Nの
NaAlO2 溶液824ml(酸化チタン粒子に対しA
l換算で5.0wt%に相当する。)を加え、60分間
保持した後、酢酸を用いてpH値を8.0に調整した。
【0153】次いで、前記本発明の実施の形態と同様に
して濾別、水洗、乾燥、粉砕して粒子表面がAlの水酸
化物により被覆されている酸化チタン粒子粉末を得た。
【0154】得られた酸化チタン粒子粉末は、平均粒子
径が0.052μm、BET比表面積値(SBET )が7
5.6m2 /gであり、可溶性ナトリウム塩の含有量が
Na換算で116ppm、可溶性硫酸塩の含有量がSO
4 換算で20ppm、可溶性塩化物の含有量がCl換算
で0ppmであり、粉体pH値が8.9、粒子径の幾何
標準偏差値σgが1.35、密度化の程度(SBET /S
TEM )が2.23であった。
【0155】実施例9〜15、比較例4 酸化チタン粒子粉末の種類、表面処理工程における表面
被覆物の種類、量及び調整pH値を種々変化させた以外
は、実施例8と同様にして酸化チタン粒子を得た。
【0156】この時の主要処理条件及び諸特性を表3に
示す。
【0157】
【表3】
【0158】<非磁性下地層の製造> 実施例16〜30及び比較例5〜16 酸化チタン粒子粉末の種類を種々変化させた以外は、前
記本発明の実施の形態と同様にして非磁性下地層を得
た。
【0159】この時の主要処理条件及び諸特性を表4及
び表5に示す。
【0160】
【表4】
【0161】
【表5】
【0162】<鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末を使
用している磁気記録媒体の製造> 実施例31〜45、比較例17〜28 非磁性下地層の種類、鉄を主成分とする針状金属磁性粒
子粉末の種類を種々変化させた以外は、前記本発明の実
施の形態と同様にして鉄を主成分とする金属磁性粉末を
使用している磁気記録媒体を製造した。
【0163】この時の主要製造条件及び諸特性を表6及
び表7に示す。
【0164】
【表6】
【0165】
【表7】
【0166】
【発明の効果】本発明に係る非磁性下地層用酸化チタン
粒子粉末は、前出実施例に示した通り、酸化チタン粒子
の粒子相互を強固に架橋して凝集させる原因となってい
る可溶性ナトリウム塩や可溶性硫酸塩等を十分、水洗、
除去することができたことにより、粒子の凝集体が解き
ほぐされて実質的に独立している粒子となり、その結
果、結合剤樹脂中への分散が優れているため、非磁性下
地層の表面を平滑にすることができるので、磁気記録媒
体の非磁性下地層用非磁性粒子粉末として好適である。
【0167】本発明に係る磁気記録媒体は、上記酸化チ
タン粒子粉末を磁気記録媒体の非磁性下地層用非磁性粒
子粉末として用いることによって、表面が平滑で厚みむ
らのない薄層の基体が得られるととともに、酸化チタン
粒子中に含まれる可溶性ナトリウム塩や可溶性硫酸塩が
少なく、且つ、粉体pH値が8以上であることに起因し
て、磁気記録層中の鉄を主成分とする針状金属磁性粒子
粉末の腐蝕に伴う磁気特性の劣化を抑制することができ
るので、磁気記録媒体としての特性を長期に亘って維持
することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−347017(JP,A) 特開 平7−182654(JP,A) 特開 平7−296360(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 5/62 C01G 23/00 C01G 23/04 (54)【発明の名称】 鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末を使用している磁気記録媒体の非磁性下地層用酸化チタン粒 子粉末、該酸化チタン粒子粉末を用いた非磁性下地層を有する磁気記録媒体の基体並びに該基体 を用いた磁気記録媒体

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平均粒子径が0.3μm以下、BET比
    表面積値が15m2/g以上であって、可溶性ナトリウ
    ム塩の含有量がNa換算で230ppm以下、可溶性硫
    酸塩の含有量がSO4 換算で150ppm以下であっ
    て、且つ、粉体pH値が8以上である酸化チタン粒子粉
    末からなることを特徴とする鉄を主成分とする金属磁性
    粒子粉末を使用している磁気記録媒体の非磁性下地層用
    酸化チタン粒子粉末。
  2. 【請求項2】 粒子表面がアルミニウムの水酸化物、ア
    ルミニウムの酸化物、ケイ素の水酸化物及びケイ素の酸
    化物の少なくとも1種で被覆されている請求項1記載の
    酸化チタン粒子粉末からなることを特徴とする鉄を主成
    分とする金属磁性粒子粉末を使用している磁気記録媒体
    の非磁性下地層用酸化チタン粒子粉末。
  3. 【請求項3】 非磁性支持体と該非磁性支持体上に形成
    される非磁性粒子粉末と結合剤樹脂とを含む非磁性下地
    層とからなる磁気記録媒体の基体において、前記非磁性
    粒子粉末が請求項1又は請求項2のいずれかに記載の酸
    化チタン粒子粉末であることを特徴とする鉄を主成分と
    する金属磁性粒子粉末を使用している磁気記録媒体の基
    体。
  4. 【請求項4】 非磁性支持体と該非磁性支持体上に形成
    される非磁性粒子粉末と結合剤樹脂とを含む非磁性下地
    層と該非磁性下地層の上に形成される鉄を主成分とする
    金属磁性粒子粉末と結合剤樹脂とを含む磁気記録層とか
    らなる磁気記録媒体において、前記非磁性粒子粉末が請
    求項1又は請求項2のいずれかに記載の酸化チタン粒子
    粉末であることを特徴とする鉄を主成分とする金属磁性
    粒子粉末を使用している磁気記録媒体。
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