JP3656700B2 - Magnetic recording medium - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、光透過率が小さく、強度が大きいとともに、表面平滑であって、且つ、耐久性に優れており、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に伴う磁気特性の劣化が抑制された非磁性下地層を有する磁気記録媒体を提供することを目的とする。
【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使用されている。
【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、1μm以下、殊に、0.01〜0.3μm程度の非常に微細な粒子である為、腐蝕しやすく、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】
近時における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】
短波長信号に対して、磁気記録媒体の高出力特性、殊に、S/N比を向上させる為には、磁気記録層の薄層化が強く要求されている。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り、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、ベースフィルムの表面もまた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、ベースフィルム等の非磁性支持体もまた磁性層と同様に薄層化が進んでおり、その結果、ベースフィルム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、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。磁気記録層の薄層化や磁気記録層中に分散されている磁性粒子粉末の超微粒子化に伴って磁気記録層全体の光透過率が大きくなるとビデオデッキによる検知が困難となる為、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いる。そのため、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、非磁性のカーボンブラック等を多量に添加することは、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原因となる。磁気記録層の表面からの磁化深度を浅くして、磁気記録層の薄層化をより進めるためには、磁気記録層に添加するカーボンブラック等の非磁性粒子粉末をできるだけ少なくすることが強く要求されている。
【0016】
そこで、磁気記録層に添加するカーボンブラック量を少なくしても光透過率が小さい磁気記録媒体が強く要求されており、この点からも磁気記録層を形成するための基体の改良が強く要求されている。
【0017】
更に、近時における磁気記録媒体の高性能化の要求はとどまるところがなく、上述した磁気記録層の薄層化や非磁性支持体の薄層化に伴って、磁気記録層表面や磁気記録媒体自体の耐久性が低下することとなるため、磁気記録層表面や磁気記録媒体自体の耐久性を向上させることが強く要求されている。
【0018】
この事実は、特開平5−298679号公報の「‥‥近年、磁気記録の発展と共に高画質、高音質の要求がますます高まっており、電磁変換特性の改良、特に強磁性粉末の微粒子化、高密度化が進められ、更に磁気テープの表面を平滑化することでノイズを下げ、C/Nを上げることが要求されている。‥‥しかしながら、磁気テープの走行中において磁性層と装置系との接触の摩擦係数が増大する結果、短時間の使用で磁気記録媒体の磁性層が損傷を受け、あるいは磁性層が剥離する傾向がある。特にビデオテープではビデオヘッドと磁気記録媒体が高速で接触しながら走行するため、磁性層から強磁性粉末が脱落しやすく、磁気ヘッドの目詰まりの原因ともなる。従って、磁気記録媒体の磁性層の走行耐久性の向上が望まれている。‥‥」なる記載から明らかである。
【0019】
磁気記録層の薄層化や非磁性支持体の薄層化に伴って、磁気記録層を形成するための基体を改良する試みが種々行われており、ベースフィルム等の非磁性支持体上にヘマタイト粒子等の鉄を主成分とする非磁性粒子粉末を結合剤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、特開昭63−187418号公報、特開平4−167225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9−22524号公報等)
【0020】
また、非磁性下地層用の非磁性粒子粉末としては、ビヒクル中への分散性等を改善する目的で粒子表面をジルコニウム化合物等で処理した非磁性粒子が知られている(特許第2566088号公報、特許第2571350号公報、特許第2582051号公報、特開平6−60362号公報、特開平9−22524号公報、特開平9−27117号公報、特開平5−73883号公報、特開平6−60360公報、特開平8−50718号公報、特開平8−255334号公報、特開平9−27116号公報、特開平9−35245号公報等)。
【0021】
【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、光透過率が小さく、強度が大きいとともに、表面平滑であって、且つ、耐久性が優れており、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された磁気記録媒体は、現在最も要求されているところであるが、このような諸特性を十分満たす磁気記録媒体は未だ得られていない。
【0022】
即ち、非磁性支持体上に非磁性粉末を結合剤樹脂中に分散させた非磁性下地層を形成した基体を用いて製造した前記公知の磁気記録媒体は、光透過率が小さく、表面が平滑で、強度が大きいものではあるが、殊に、耐久性が悪いという問題があった。
【0023】
この事実は、特開平5−182177号公報の「‥‥支持体表面の非磁性の厚い下塗層を設けてから磁性層を上層として設けるようにすれば前記の支持体の表面粗さの影響は解消することができるが、ヘッド磨耗や耐久性が改善されないという問題があった。これは、従来、非磁性下層として熱硬化系樹脂を結合剤として用いているので、下層が硬化し、磁性層とヘッドとの摩擦や他の部材との接触が無緩衝状態で行われることや、このような下層を有する磁気記録媒体がやや可撓性に乏しい等のことに起因していると考えられる。‥‥」なる記載の通りである。
【0024】
そこで、本発明は、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、光透過率が小さく、強度が大きいとともにより表面平滑であって、且つ、より耐久性が優れており、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に伴う磁気特性の劣化が抑制された磁気記録媒体を得ることを技術的課題とする。
【0025】
【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。
【0026】
即ち、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は粒子内部にZr換算で0.05〜50重量%のジルコニウムを含有している針状ヘマタイト粒子からなり、平均長軸径が0.3μm以下であって、粉体pH値が8以上、且つ、可溶性ナトリウム塩の含有量がNa換算で300ppm以下、可溶性硫酸塩の含有量がSO4 換算で150ppm以下である針状ヘマタイト粒子粉末であり、前記磁性粒子粉末はAl換算で0.05〜10重量%のアルミニウムが存在している鉄を主成分とする針状金属磁性粒子粉末であることを特徴とする磁気記録媒体である。
【0027】
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は粒子内部にZr換算で0.05〜30重量%のジルコニウムを含有し、且つ、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る針状ヘマタイト粒子からなり、平均長軸径が0.3μm以下であって、粉体pH値が8以上、且つ、可溶性ナトリウム塩の含有量がNa換算で300ppm以下、可溶性硫酸塩の含有量がSO4 換算で150ppm以下である針状ヘマタイト粒子粉末であり、前記磁性粒子粉末はAl換算で0.05〜10重量%のアルミニウムが存在している鉄を主成分とする針状金属磁性粒子粉末であることを特徴とする磁気記録媒体である。
【0028】
本発明の構成をより詳しく説明すれば、次の通りである。
【0029】
先ず、本発明における非磁性下地層について述べる。
【0030】
本発明における非磁性下地層は、非磁性支持体上に形成されており、針状ヘマタイト粒子粉末と結合剤樹脂とからなる。
【0031】
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、材質により種々異なるが、通常は1.0〜300μm、より好ましくは2.0〜200μmのものが用いられている。磁気ディスクの場合は、非磁性支持体として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50〜300μm、好ましくは60〜200μmである。磁気テープの場合、その厚みは材質により異なりポリエチレンテレフタレートの場合、通常3〜100μm、好ましくは4〜20μmであり、ポリエチレンナフタレートの場合は、通常3〜50μm、好ましくは4〜20μmであり、ポリアミドの場合は、通常2〜10μm、好ましくは3〜7μmである。
【0032】
本発明における針状ヘマタイト粒子は、粒子内部にZr換算で0.05〜30重量%のジルコニウムを含有している。
【0033】
ジルコニウム含有量がジルコニウムを含有しているヘマタイト粒子に対しZr換算で0.05重量%未満の場合には、得られた磁気記録媒体は十分な耐久性を有しない。30重量%を越える場合には、得られた磁気記録媒体は十分な耐久性を有しているが、効果が飽和するため必要以上に含有させる意味がない。磁気記録媒体の耐久性を考慮すると好ましくは0.1〜25重量%、より好ましくは0.5〜25重量%、更により好ましくは1.0〜20重量%である。
【0034】
本発明におけるヘマタイト粒子は、針状粒子であり、軸比(平均長軸径:平均短軸径、以下、単に「軸比」という。)が2:1以上、好ましくは3:1以上の粒子が好ましい。ビヒクル中における分散性を考慮すれば、その上限値は、20:1、好ましくは10:1の粒子が好ましい。ここで、針状粒子とは、針状はもちろん、紡錘状、米粒状等を含む意味である。
【0035】
軸比が2:1未満の場合には、所望の塗膜強度が得られ難くなる。
【0036】
本発明における針状ヘマタイト粒子の平均長軸径は0.3μm以下である。平均長軸径が0.3μmを越える場合には、粒子サイズが大きすぎる為、塗膜の表面平滑性を害するので好ましくない。ヘマタイト粒子の平均長軸径が0.005μm未満の場合には、ビヒクル中における分散が困難となるので好ましくない。ビヒクル中における分散性及び塗膜の表面平滑性を考慮すれば0.02〜0.2μmが好ましい。
【0037】
本発明における針状ヘマタイト粒子は、平均短軸径が0.0025〜0.15μmが好ましい。0.0025μm未満の場合には、ビヒクル中における分散が困難となるので好ましくない。平均短軸径が0.15μmを越える場合には、粒子サイズが大きすぎる為、塗膜の表面平滑性を害するので好ましくない。ビヒクル中における分散性及び塗膜の表面平滑性を考慮すれば0.01〜0.10μmが好ましい。
【0038】
本発明における針状ヘマタイト粒子の粉体pH値は8以上である。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。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、粉体pH値は8.5以上が好ましく、より好ましくは粉体pH値が9.0以上である。その上限値は粉体pH値が12、好ましくは粉体pH値11、より好ましくは粉体pH値10.5である。
【0039】
本発明における針状ヘマタイト粒子の可溶性ナトリウム塩の含有量はNa換算で300ppm以下である。300ppm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、ビヒクル中におけるヘマタイト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250ppm以下、より好ましくは200ppm以下、更により好ましくは150ppm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。
【0040】
本発明における針状ヘマタイト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、ビヒクル中におけるヘマタイト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70ppm以下、より好ましくは50ppm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。
【0041】
本発明における針状ヘマタイト粒子粉末は、BET比表面積値が35m2 /g以上であることが好ましい。35m2 /g未満の場合には、ヘマタイト粒子が粗大であったり、粒子及び粒子相互間で焼結が生じた粒子となっており、塗膜の表面平滑化に悪影響を与えるので好ましくない。好ましくは37m2 /g以上、より好ましくは40m2 /g以上であり、その上限値は150m2 /gである。ビヒクル中における分散性を考慮すると好ましくは100m2 /g以下、より好ましくは80m2 /g以下である。
【0042】
本発明における針状ヘマタイト粒子粉末は、長軸径の粒度分布が幾何標準偏差値で1.5以下であることが好ましい。1.5を越える場合には、存在する粗大粒子が塗膜の表面平滑化に悪影響を与えるので好ましくない。塗膜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1.45以下である。工業的な生産性を考慮すれば、得られるヘマタイト粒子の長軸径の粒度分布の下限値は、幾何標準偏差値で1.01程度である。
【0043】
本発明における針状ヘマタイト粒子粉末は、密度化の程度が高いものである。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長軸径及び短軸径から算出した表面積STEM 値との比で示した場合、0.5〜2.5を有しているものが好ましい。
【0044】
BET /STEM の値が0.5未満の場合には、粒子及び粒子相互間の焼結により癒着し、粒子径が増大しており、塗膜の表面平滑性が十分ではない。SBET /STEM の値が2.5を越える場合には、粒子表面に多数のポアが存在するためビヒクル中における分散性が不十分となる。塗膜の表面平滑性及びビヒクル中における分散性を考慮するとSBET /STEM の値は0.7〜2.0が好ましく、より好ましくは0.8〜1.6である。
【0045】
本発明における針状ヘマタイト粒子粉末は、樹脂吸着強度が60%以上であり、好ましくは65%以上であり、より好ましくは68%以上である。その上限値は95%程度である。
【0046】
本発明における針状ヘマタイト粒子は、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。粒子表面が被覆物で被覆されている針状ヘマタイト粒子は、結合剤樹脂とのなじみがよく、ビヒクル中における分散性が優れたものとなる。
【0047】
上記被覆物の量は、アルミニウムの水酸化物やアルミニウムの酸化物の場合はAl換算で、ケイ素の水酸化物やケイ素の酸化物の場合はSiO2 換算で粒子の全重量に対し0.01〜50重量%が好ましい。0.01重量%未満である場合には、被覆による分散性向上効果が殆どなく、50重量%を越える場合には、被覆効果が飽和するため、必要以上に添加する意味がない。ビヒクル中における分散性を考慮すれば、0.05〜20重量%がより好ましい。
【0048】
粒子表面が表面被覆物で被覆されている針状ヘマタイト粒子粉末の諸特性である平均長軸径、粉体pH値、可溶性ナトリウム塩の含有量、可溶性硫酸塩の含有量、軸比(長軸径/短軸径)、平均短軸径、BET比表面積、長軸径の粒度分布及び密度化の程度等は、表面被覆物で被覆されていない針状ヘマタイト粒子粉末とほぼ同じである。
【0049】
結合剤樹脂としては、現在、磁気記録媒体の製造にあたって汎用されている塩化ビニル−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、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、−OPO2 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。粒子の分散性を考慮すれば、極性基−COOH、−SO3 Mが含まれている結合剤樹脂が好ましい。
【0050】
非磁性下地層における針状ヘマタイト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、針状ヘマタイト粒子粉末が5〜2000重量部、好ましくは100〜1000重量部である。
【0051】
尚、非磁性下地層に、通常の磁気記録媒体の製造に用いられる潤滑剤、研磨剤、帯電防止剤等が、必要により含まれていてもよい。
【0052】
本発明における非磁性支持体上に形成された非磁性下地層の塗膜厚さは、0.2〜10.0μmの範囲である。0.2μm未満の場合には、非磁性支持体の表面粗さを改善することが困難となり、強度も不十分になりやすい。薄層の磁気記録媒体を得るためには上限値は10.0μm程度が好ましく、より好ましくは0.5〜5.0μmの範囲である。
【0053】
本発明における表面被覆物が被覆されていない針状ヘマタイト粒子粉末を含有する非磁性下地層は、塗膜の光沢度が185〜280%、好ましくは190〜280%、より好ましくは195〜280%、塗膜表面粗度Raが2.0〜10.0nm、好ましくは2.0〜9.0nm、より好ましくは2.0〜8.0nmである。
【0054】
本発明における表面被覆物で被覆されている針状ヘマタイト粒子を含有する非磁性下地層は、塗膜の光沢度が190〜280%、好ましくは193〜280%、より好ましくは196〜280%、塗膜表面粗度Raが2.0〜9.0nm、好ましくは2.0〜8.0nm、より好ましくは2.0〜7.4nmである。
【0055】
次に、本発明に係る磁気記録媒体について述べる。
【0056】
本発明に係る磁気記録媒体は、非磁性支持体上に形成された非磁性下地層の上に、アルミニウムが存在している鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末と結合剤樹脂とからなる磁気記録層とから形成されている。
【0057】
本発明における鉄を主成分とする針状金属磁性粒子は、Al換算で0.05〜10重量%のアルミニウムが存在している。
【0058】
アルミニウムの存在位置は、鉄を主成分とする針状金属磁性粒子の粒子の中央部分のみに含有されている場合、表層部分のみに含有されている場合、中心部から表面に至るまでほぼ均一に含有されている場合のいずれの場合でもよく、また、粒子の表面に被覆層を形成したものであってもよく、更に、これら各種存在位置を組み合わせたものでもよい。磁気記録層の表面や磁気記録媒体の耐久性を考慮すれば、アルミニウムが中心部から表面に至るまでほぼ均一に含有されているとともに、粒子表面に被覆層が形成されている鉄を主成分とする針状金属磁性粒子が好ましい。
【0059】
アルミニウムの存在量がAl換算で0.05重量%未満の場合には、鉄を主成分とする針状金属磁性粒子のビヒクル中における樹脂吸着が十分ではなく、分散が困難となり、本発明の目的とする耐久性に優れた磁気記録層や磁気記録媒体を得ることができない。10重量%を越える場合にも、磁気記録層や磁気記録媒体の耐久性向上効果が認められるが、効果は飽和しており必要以上に存在させる意味がない。また、非磁性成分であるアルミニウムの増大により鉄を主成分とする針状金属磁性粒子の磁気特性が損なわれる。
【0060】
粒子内部にアルミニウムを含有している鉄を主成分とする針状金属磁性粒子粉末は、周知の通り、前述した針状ゲータイト粒子の生成反応工程において、アルミニウム化合物の添加時期を種々変化させることにより、粒子内部の所望の位置にアルミニウムを含有している針状ゲータイト粒子を得、該ゲータイト粒子又は該ゲータイト粒子を加熱脱水して得られる粒子内部の所望の位置にアルミニウムを含有している針状ヘマタイト粒子を300〜500℃の温度範囲で加熱還元することにより得られる。
【0061】
粒子表面がアルミニウムで被覆されている鉄を主成分とする針状金属磁性粒子粉末は、粒子表面がアルミニウムの酸化物や水酸化物等のアルミニウム化合物で被覆されている針状ゲータイト粒子や該針状ゲータイト粒子を加熱脱水して得られる粒子表面がアルミニウムの酸化物や水酸化物等のアルミニウム化合物で被覆されている針状ヘマタイト粒子を300〜500℃の温度範囲で加熱還元することにより得られる。
【0062】
本発明における鉄を主成分とする針状金属磁性粒子粉末は、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、鉄及びAl以外のCo、Ni、P、Si、B、Nd、La、Y等を0.05〜10重量%程度含有していてもよい。AlとNd、La、Y等の希土類金属とが存在している鉄を主成分とする針状金属磁性粒子粉末を使用して、本発明に係る磁気記録媒体を製造した場合には、耐久性に優れた磁気記録層や磁気記録媒体が得られやすく好ましい。殊に、AlとNdとが存在している鉄を主成分とする針状金属磁性粒子粉末が最も好ましい。
【0063】
本発明における鉄を主成分とする針状金属磁性粒子粉末は、平均長軸径が0.01〜0.50μm、好ましくは0.03〜0.30μmであって、平均短軸径が0.0007〜0.17μm、好ましくは0.003〜0.10μmであって、軸比が3:1以上、好ましくは5:1以上の粒子であり、ビヒクル中における分散性を考慮すれば、軸比の上限値は、15:1、好ましくは10:1である。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。
【0064】
鉄を主成分とする針状金属磁性粒子粉末の磁気特性は、高密度記録化等の特性を考慮すれば、保磁力は900〜3200Oeが好ましく、より好ましくは1500〜3200Oeであり、飽和磁化は100〜170emu/gが好ましく、より好ましくは120〜170emu/gである。
【0065】
本発明における鉄を主成分とする針状金属磁性粒子は、樹脂吸着強度が65%以上であり、好ましくは68%以上であり、より好ましくは70%以上である。
【0066】
磁気記録層の形成に使用する結合剤樹脂には、前記非磁性下地層を形成するのに用いた結合剤樹脂を使用することができる。
【0067】
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重量部である。
【0068】
非磁性下地層上に設けられた磁気記録層の塗膜厚さは、0.01〜5.0μmの範囲である。0.01μm未満の場合には、均一な塗布が困難で塗りむら等が生じやすくなるため好ましくない。5.0μmを越える場合には、反磁界の影響のため、磁気記録媒体の電磁変換特性が得られにくくなる。好ましくは0.05〜1.0μmの範囲である。
【0069】
磁気記録層中には、通常用いられる潤滑剤、研磨剤、帯電防止剤等が必要により含まれていてもよい。
【0070】
本発明に係る磁気記録媒体は、保磁力が900〜3500Oe、好ましくは1000〜3500Oe、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、塗膜の光沢度が200〜300%、好ましくは210〜300%、塗膜表面粗度Raが10.0nm以下、好ましくは2.0〜9.0nm、より好ましくは2.0〜8.0nm、塗膜の線吸収係数が1.10〜2.00μm-1好ましくは1.20〜2.00μm-1、耐久性のうち走行耐久性は20分以上、好ましくは22分以上、さらに好ましくは25分以上であり、すり傷性はB以上、好ましくはAである。そして、保磁力の変化率(%)で示す腐蝕性が10.0%以下、好ましくは8.0%以下、Bmの変化率(%)で示す腐蝕性が10.0%以下、好ましくは8.0%以下である。
【0071】
次に、本発明における非磁性下地層の製造法について述べる。
【0072】
本発明における非磁性下地層は、非磁性支持体上に、本発明における針状ヘマタイト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塗膜を形成した後、乾燥することにより得られる。
【0073】
溶剤としては、現在、磁気記録媒体の製造に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及びこれらの混合物等を使用することができる。
【0074】
溶剤の使用量は、針状ヘマタイト粒子粉末100重量部に対しその総量で50〜1000重量部である。50重量部未満では非磁性塗料とした場合に粘度が高くなりすぎ塗布が困難となる。1000重量部を越える場合には、塗膜を形成する際の溶剤の揮散量が多くなりすぎ工業的に不利となる。
【0075】
本発明における粒子内部にジルコニウムを均一に含有している針状ヘマタイト粒子の前駆体である粒子内部にジルコニウムをほぼ均一に含有している針状ゲータイト粒子粉末の製造法について述べる。
【0076】
粒子内部にジルコニウムをほぼ均一に含有している針状ゲータイト粒子は、後に詳述する通り、第一鉄塩と、水酸化アルカリ、炭酸アルカリ又は水酸化アルカリ・炭酸アルカリのいずれかとを用いて反応して得られる鉄の水酸化物や炭酸鉄等の鉄含有沈澱物を含む懸濁液に空気等の酸素含有ガスを通気して針状ゲータイト粒子を生成させるにあたり、空気等の酸素含有ガスを通気する前にジルコニウム化合物を存在させておくことにより得ることができる。具体的には、第一鉄塩水溶液、水酸化アルカリや炭酸アルカリ水溶液、鉄含有沈澱物を含む懸濁液のいずれかに添加すればよく、最も好ましくは第一鉄塩水溶液である。
【0077】
ジルコニウム化合物としては、硫酸ジルコニウム、オキシ硫酸ジルコニウム、塩化ジルコニウム、硝酸ジルコニウム、酢酸ジルコニウム等を使用することができる。
【0078】
このようにして得られる針状ゲータイト粒子は、粒子の中心部から粒子表面に至るまでジルコニウムが実質的に均一に含有されている粒子である。
【0079】
尚、針状ゲータイト粒子の代表的な基本反応は、▲1▼第一鉄塩水溶液に当量以上の水酸化アルカリ水溶液を加えて得られる水酸化第一鉄コロイドを含む懸濁液をpH値11以上にて80℃以下の温度で酸素含有ガスを通気して酸化反応を行うことにより針状ゲータイト粒子を生成させる方法、▲2▼第一鉄塩水溶液と炭酸アルカリ水溶液とを反応させて得られるFeCO3 を含む懸濁液を、必要により熟成した後、酸素含有ガスを通気して酸化反応を行うことにより紡錘状を呈したゲータイト粒子を生成させる方法、▲3▼第一鉄塩水溶液と炭酸アルカリ、水酸化アルカリとを反応させて得られる鉄含有沈澱物を含む懸濁液を、必要により熟成した後、酸素含有ガスを通気して酸化反応を行うことにより紡錘状を呈したゲータイト粒子を生成させる方法、▲4▼第一鉄塩水溶液に当量未満の水酸化アルカリ水溶液又は炭酸アルカリ水溶液を添加して得られる水酸化第一鉄コロイドを含む第一鉄塩水溶液に酸素含有ガスを通気して酸化反応を行うことにより針状ゲータイト核粒子を生成させ、次いで、該針状ゲータイト核粒子を含む第一鉄塩水溶液に、該第一鉄塩水溶液中のFe2+に対し当量以上の水酸化アルカリ水溶液を添加した後、酸素含有ガスを通気して前記針状ゲータイト核粒子を成長させる方法、▲5▼第一鉄塩水溶液に当量未満の水酸化アルカリ水溶液又は炭酸アルカリ水溶液を添加して得られる水酸化第一鉄コロイドを含む第一鉄塩水溶液に酸素含有ガスを通気して酸化反応を行うことにより針状ゲータイト核粒子を生成させ、次いで、該針状ゲータイト核粒子を含む第一鉄塩水溶液に、該第一鉄塩水溶液中のFe2+に対し当量以上の炭酸アルカリ水溶液を添加した後、酸素含有ガスを通気して前記針状ゲータイト核粒子を成長させる方法及び▲6▼第一鉄塩水溶液と当量未満の水酸化アルカリ又は炭酸アルカリ水溶液を添加して得られる水酸化第一鉄コロイドを含む第一鉄塩水溶液に酸素含有ガスを通気して酸化反応を行うことにより針状ゲータイト核粒子を生成させ、次いで、酸性乃至中性領域で前記針状ゲータイト核粒子を成長させる方法等がある。
【0080】
尚、ゲータイト粒子の生成反応中に、粒子の長軸径、短軸径、軸比等の諸特性向上の為に通常添加されているNi、Zn、P、Si等の異種元素が添加されていても支障はない。得られる針状ゲータイト粒子粉末は、通常、平均長軸径が0.005〜0.4μm、平均短軸径が0.0025〜0.20μmであって、BET比表面積値が50〜250m2 /g程度であり、可溶性ナトリウム塩をNa換算で300〜1500ppm、可溶性硫酸塩をSO4 換算で100〜3000ppm含有している。
【0081】
粒子内部にジルコニウムをほぼ均一に含有しているヘマタイト粒子は、粒子内部にジルコニウムをほぼ均一に含有している前記ゲータイト粒子を加熱脱水することにより得ることができる。
【0082】
加熱脱水温度は、250〜800℃程度である。得られる粒子内部にジルコニウムを均一に含有している針状ヘマタイト粒子の密度化の程度を考慮すれば、550〜850℃の温度範囲で加熱脱水することにより高密度化された針状ヘマタイト粒子がより好ましい。
【0083】
殊に、550℃以上の高温で加熱脱水する場合には、周知の通り、針状ゲータイト粒子の加熱脱水に先立ってあらかじめ針状ゲータイト粒子の粒子表面を焼結防止剤で被覆しておくことが好ましい。
【0084】
焼結防止剤としては、通常使用されるヘキサメタリン酸ナトリウム、ポリリン酸、オルトリン酸等のリン化合物、3号水ガラス、オルトケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、コロイダルシリカ等のケイ素化合物、ホウ酸等のホウ素化合物、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、アルミナゾル、水酸化アルミニウム等のアルミニウム化合物、オキシ硫酸ジルコニウム等のジルコニウム化合物を使用することができる。
【0085】
針状ゲータイト粒子の表面に存在する焼結防止剤の量は、焼結防止剤の種類や量、アルカリ水溶液中におけるpH値や加熱処理温度等の諸条件により異なるが、粒子の全重量に対し0.05〜10重量%程度が好ましい。
【0086】
粒子表面が焼結防止剤で被覆されている針状ゲータイト粒子粉末は、通常、可溶性ナトリウム塩をNa換算で500〜2000ppm、可溶性硫酸塩をSO4 換算で300〜3000ppm含有しており、BET比表面積値は50〜250m2 /g程度である。焼結防止剤による被覆処理は、針状ゲータイト粒子を含む水懸濁液中に焼結防止剤を添加し、混合攪拌した後、濾別、水洗、乾燥すればよい。
【0087】
針状ゲータイト粒子の粒子形態を保持継承した高密度針状ヘマタイト粒子を得るためには、あらかじめ、針状ゲータイト粒子を250〜550℃で低温加熱処理して粒子内部にジルコニウムを含有している低密度針状ヘマタイト粒子を得、次いで、該低密度針状ヘマタイト粒子を550〜800℃で高温加熱処理することが好ましい。
【0088】
低温加熱時の温度が250℃未満の場合には、脱水反応に長時間を要する。低温加熱時の温度が500℃を越える場合には、脱水反応が急激に生起し、粒子の形状が崩れやすくなったり、粒子相互間の焼結を引き起こしやすくなる。低温加熱処理して得られる低密度針状ヘマタイト粒子は、ゲータイト粒子からH2 Oが脱水され、脱水孔を多数有する低密度粒子であり、BET比表面積値が前駆体である針状ゲータイト粒子の1.2〜2倍程度となる。低密度ヘマタイト粒子粉末は、通常、平均長軸径が0.005〜0.30μm、平均短軸径が0.0025〜0.15μmであって、BET比表面積値が70〜350m2 /g程度であり、可溶性ナトリウム塩をNa換算で500〜3000ppm、可溶性硫酸塩をSO4 換算で300〜4000ppm含有している。
【0089】
次いで、低密度ヘマタイト粒子粉末は、550℃以上で高温加熱して高密度化された針状ヘマタイト粒子とする。加熱温度の上限値は好ましくは850℃である。加熱温度が550℃未満の場合には、高密度化が不十分となりやすくヘマタイト粒子の粒子内部及び粒子表面に脱水孔が多数存在しており、その結果、ビヒクル中における分散性が不十分であり、非磁性下地層を形成した時、表面平滑な塗膜が得られにくい。加熱温度が850℃を越える場合には、ヘマタイト粒子の高密度化は十分なされているが、粒子及び粒子相互間の焼結が生じるため、粒子径が増大し、同様に表面平滑な塗膜は得られにくい。高密度ヘマタイト粒子粉末は、通常、可溶性ナトリウム塩をNa換算で500〜4000ppm、可溶性硫酸塩をSO4 換算で300〜5000ppm含有しており、BET比表面積値は35〜150m2 /g程度である。
【0090】
次いで、高密度針状ヘマタイト粒子は、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44μm以上の粗粒が無くなるようにボールミル、サンドグラインダー、コロイドミル等を用いて行えばよい。湿式粉砕の程度は44μm以上の粗粒が10%以下、好ましくは5%以下、より好ましくは0%である。44μm以上の粗粒が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難い。
【0091】
粗粒を除去した高密度針状ヘマタイト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。
【0092】
高密度針状ヘマタイト粒子粉末を含むpH値が13以上のアルカリ性懸濁液の濃度は、50〜250g/lが好ましい。
【0093】
高密度針状ヘマタイト粒子粉末を含むアルカリ性懸濁液中のpH値が13未満の場合には、ヘマタイト粒子の粒子表面に存在する焼結防止剤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、可溶性硫酸塩等の洗い出しができない。その上限は、pH値が14程度である。ヘマタイト粒子表面に存在する焼結防止剤に起因する固体架橋の取りはずしや可溶性ナトリウム塩、可溶性硫酸塩等の洗い出しの効果、更には、アルカリ性水溶液処理中にヘマタイト粒子表面に付着したナトリウム等の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13.1〜13.9の範囲が好ましい。
【0094】
高密度針状ヘマタイト粒子粉末を含むpH値が13以上のアルカリ性水溶液の加熱温度は、80℃以上が好ましく、より好ましくは90℃以上である。80℃未満の場合には、ヘマタイト粒子表面に存在する焼結防止剤に起因する固体架橋を効果的に取りはずすことが困難となる。加熱温度の上限値は103℃が好ましく、より好ましくは100℃である。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ったり、常圧下おいては、被処理液が沸騰するなど工業的に有利でなくなる。
【0095】
アルカリ水溶液中で加熱処理した高密度針状ヘマタイト粒子は、常法により、濾別、水洗することにより、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や可溶性硫酸塩やアルカリ水溶液処理中にヘマタイト粒子表面に付着したナトリウム等のアルカリを除去し、次いで、乾燥する。
【0096】
上述した方法により、本発明における粒子内部にジルコニウムを含有している針状ヘマタイト粒子を得ることができる。
【0097】
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希釈法で洗浄する方法、フィル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使用すればよい。
【0098】
尚、高密度ヘマタイト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を水洗して洗い出しておけば、それ以降の工程、例えば、後出する被覆処理工程においてヘマタイト粒子の粒子表面に可溶性ナトリウム塩や可溶性硫酸塩が付着しても水洗により容易に除去することができる。
【0099】
本発明における針状ヘマタイト粒子は、必要により、アルカリ水溶液中で加熱処理した後、常法により濾別、水洗し、次いで、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種により被覆することができる。
【0100】
被覆処理は、針状ヘマタイト粒子のケーキ、スラリー、乾燥粉末を水溶液中に分散して得られる水懸濁液に、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、前記針状ヘマタイト粒子の粒子表面に、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覆し、次いで、濾別、水洗、乾燥、粉砕すればよい。必要により、更に、脱気・圧密処理等を施してもよい。
【0101】
本発明におけるアルミニウム化合物としては、前出焼結防止剤と同じものが使用できる。
【0102】
アルミニウム化合物の添加量は、針状ヘマタイト粒子粉末に対しAl換算で0.01〜50重量%である。0.01重量%未満である場合には、得られる針状ヘマタイト粒子粉末のビヒクル中における分散が不十分であり、50重量%を越える場合には、被覆効果が飽和するため、必要以上に添加する意味がない。
【0103】
本発明におけるケイ素化合物としては、前出焼結防止剤と同じものが使用できる。
【0104】
ケイ素化合物の添加量は、針状ヘマタイト粒子粉末に対しSiO2 換算で0.01〜50重量%である。0.01重量%未満である場合には、得られる針状ヘマタイト粒子粉末のビヒクル中における分散が不十分であり、50重量%を越える場合には、被覆効果が飽和するため、必要以上に添加する意味がない。
【0105】
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、針状ヘマタイト粒子粉末に対し、Al換算量とSiO2 換算量との総和で0.01〜50重量%が好ましい。
【0106】
次に、本発明に係る磁気記録媒体の製造法について述べる。
【0107】
本発明に係る磁気記録媒体は、非磁性支持体上に形成された非磁性下地層の上に、アルミニウムが存在している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塗膜を形成した後、乾燥して磁気記録層を形成することにより得られる。
【0108】
磁性塗料の製造に使用する溶剤としては、前記非磁性下地層を形成するのに用いた溶剤を使用することができる。
【0109】
溶剤の使用量は、アルミニウムが存在している鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末100重量部に対しその総量で65〜1000重量部である。65重量部未満では磁性塗料とした場合に粘度が高くなりすぎ塗布が困難となる。1000重量部を越える場合には、塗膜を形成する際の溶剤の揮散量が多くなりすぎ工業的に不利となる。
【0110】
【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。
【0111】
湿式分散後のフルイ残量は、湿式粉砕後のスラリー濃度を別途に求めておき、ヘマタイト固形分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、フルイに残ったヘマタイト固形分の量を定量することによって求めた。
【0112】
粒子の平均長軸径、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倍に拡大した写真に示される粒子約350個について長軸径、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。
【0113】
粒子粉末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、上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84.13%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。
【0114】
粒子粉末の比表面積はBET法により測定した値で示した。
【0115】
針状ヘマタイト粒子粉末の密度化の程度は、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。STEM は、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を用いて粒子を直方体と仮定して下記式に従って算出した値である。
【0116】
TEM (m2 /g)=〔(4lw+2w2 )/(lw2 ・ρp )〕×10-4
(但し、ρp はヘマタイトの真比重であり、5.2g/cm3 を用いた。)
【0117】
針状ヘマタイト粒子もしくは鉄を主成分とする針状金属磁性粒子の内部や表面に存在するZr、Al、Si、P、B及びNdのそれぞれの量は蛍光X線分析により測定した。
【0118】
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。
【0119】
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、上記粉体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Na+ 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。
【0120】
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における値で示した。
【0121】
樹脂吸着強度(T)は、樹脂が針状ヘマタイト粒子もしくは鉄を主成分とする針状金属磁性粒子に吸着される程度を示すものであり、下記の方法により求めたT%が100に近い程、樹脂が針状ヘマタイト粒子もしくは鉄を主成分とする針状金属磁性体粒子の表面に強く吸着され、良好であることを示す。
【0122】
先ず、樹脂吸着量Waを求める。
【0123】
針状ヘマタイト粒子粉末もしくは鉄を主成分とする針状金属磁性粒子粉末20gと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2gを溶解させた混合溶剤(メチルエチルケトン27.0g、トルエン16.2g、シクロヘキサノン10.8g)56gとを3mmφスチールビーズ120gとともに100mlポリビンに入れ、60分間ペイントシェーカーで混合分散する。
【0124】
次に、この塗料組成物50gを取り出し50mlの沈降管に入れ回転数10000rpmで15分間遠心分離を行い、固形部分と溶剤部分とを分離する。そして、溶剤部分に含まれる樹脂固形分濃度を重量法によって定量し、仕込みの樹脂量との差し引きにより、固形部分に存在する樹脂量を求め、これを針状ヘマタイト粒子粉末もしくは鉄を主成分とする針状金属磁性粒子粉末に対する樹脂吸着量Wa(mg/g)とする。
【0125】
次に、先に分離した固形部分のみを100mlトールビーカーに全量取り出し、これに混合溶剤(メチルエチルケトン25.0g、トルエン15.0g、シクロヘキサノン10.0g)50gを加え、15分間超音波分散を行って懸濁状態とした後、50ml沈降管に入れ回転数10000rpmで15分間遠心分離を行い、固形部分と溶剤部分とを分離する。そして、溶剤部分の樹脂固形分濃度を測定することによって、針状ヘマタイト粒子又は鉄を主成分とする針状金属磁性粒子の表面に吸着していた樹脂のうち溶剤相に抽出された樹脂量を定量する。
【0126】
さらに、上記固形部分のみの100mlトールビーカーへの全量取り出しから溶剤相に溶け出した樹脂量の定量までの操作を2回繰り返し、合計3回の溶剤相中における樹脂の抽出量の総和We(mg/g)を求め、下記の式に従って求めた値を樹脂吸着強度T(%)とした。
【0127】
T(%)=〔(Wa−We)/Wa〕×100
【0128】
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。
【0129】
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た。
【0130】
磁気記録媒体の耐久性については、下記の走行耐久性とすり傷特性を求めることにより評価した。
【0131】
走行耐久性は、「Media Durability Tester MDT−3000」(Steinberg Associates社製)を用いて、負荷200gw、ヘッドとテープとの相対速度16m/sにおける実可動時間で評価した。実可動時間が長い程走行耐久性が良いことを示す。
【0132】
すり傷特性は、走行後のテープの表面を顕微鏡で観察し、すり傷の有無を目視で評価し、下記の4段階の評価を行った。
A:すり傷なし
B:すり傷若干有り
C:すり傷有り
D:ひどいすり傷有り
【0134】
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。
【0135】
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。
【0136】
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℃、関係湿度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。
【0137】
光透過の程度は、「自記分光光度計UV−2100」(株式会社島津製作所製)を用いて磁気記録媒体について測定した光透過率の値を下記式に挿入して算出した線吸収係数で示した。線吸収係数は、その値が大きい程、光を透しにくいこととを示す。
【0138】
尚、光透過率の値を測定するにあたっては、上記磁気記録媒体に用いた非磁性支持体と同一の非磁性支持体をブランクとして用いた。
【0139】
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布層(非磁性下地層の膜厚と磁気記録層の膜厚との総和)の厚み(μm)
【0140】
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、下記のようにして測定した。
デジタル電子マイクロメーターK351C(安立電気株式会社製)を用いて、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された非磁性下地層との厚み(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。
【0141】
<紡錘状ヘマタイト粒子の製造>
硫酸第一鉄水溶液とオキシ硫酸ジルコニウム水溶液と炭酸ナトリウム水溶液とを用いて、前記ゲータイト粒子の製造法▲2▼により得られたZr換算で2.56重量%のジルコニウムを粒子内部に均一に含有している紡錘状ゲータイト粒子粉末(平均長軸径0.189μm、平均短軸径0.0207μm、軸比9.1、BET比表面積値141.3m2 /g、可溶性ナトリウム塩の含有量がNa換算で1380ppm、可溶性硫酸塩の含有量がSO4 換算で821ppm、粉体pH値5.9及び幾何標準偏差値1.33)1200gを水中に懸濁させてスラリーとし、固形分濃度を8g/lに調整した。このスラリー150lを加熱し、温度を60℃とし、0.1NのNaOH水溶液を加えてスラリーのpH値を10.0に調整した。
【0142】
次に、上記アルカリ性スラリー中に、焼結防止剤として3号水ガラス30.0gを徐々に加え、添加が終わった後、60分間熟成を行った。次に、このスラリーに0.1Nの酢酸溶液を加え、スラリーのpH値を6.0に調整した。その後、常法により、濾別、水洗、乾燥、粉砕を行い、ケイ素の酸化物が粒子表面に被覆されている紡錘状ゲータイト粒子粉末を得た。ケイ素の含有量はSiO2 換算で0.69重量%であった。
【0143】
得られた紡錘状ゲータイト粒子粉末1000gを、ステンレス製回転炉に投入し、回転駆動させながら空気中で340℃で30分間熱処理を行って脱水し、低密度紡錘状ヘマタイト粒子を得た。得られたジルコニウムを含有している低密度紡錘状ヘマタイト粒子は、平均長軸径0.151μm、平均短軸径0.0198μm、軸比7.6、BET比表面積値(SBET )159.8m2 /g、密度の程度SBET /STEM は3.86、可溶性ナトリウム塩の含有量はNa換算で2123ppm、可溶性硫酸塩の含有量はSO4 換算で1016ppm、ジルコニウム含有量はZr換算で2.81重量%、ケイ素の含有量はSiO2 換算で0.75重量%、粉体pH値6.0及び幾何標準偏差値1.34であった。
【0144】
次に、上記低密度紡錘状ヘマタイト粒子粉末850gをセラミック製の回転炉に投入し、回転駆動させながら空気中650℃で30分間熱処理を行い、脱水孔の封孔処理を行った。高密度化された紡錘状ヘマタイト粒子は、平均長軸径が0.150μm、平均短軸径が0.0200μm、軸比が7.5、BET比表面積値(SBET )が51.6m2 /g、密度化の程度SBET /STEM が1.26、可溶性ナトリウム塩の含有量がNa換算で3104ppm、可溶性硫酸塩の含有量がSO4 換算で2656ppm、粉体pH値が5.1及び幾何標準偏差値が1.34であった。ジルコニウムの含有量はZr換算で2.81重量%、ケイ素の含有量はSiO2 換算で0.75重量%であった。また、樹脂吸着強度は54.5%であった。
【0145】
得られた高密度紡錘状ヘマタイト粒子粉末800gをあらかじめ奈良式粉砕機で粗粉砕した後、純水4.7l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。
【0146】
次に、得られた高密度紡錘状ヘマタイト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2000rpmのもとで3時間混合・分散した。得られたスラリー中の紡錘状ヘマタイト粒子の325mesh(目開き44μm)における篩残分は0%であった。
【0147】
得られた高密度紡錘状ヘマタイト粒子のスラリーの濃度を100g/lとし、スラリーを7lを採取した。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3時間保持した。
【0148】
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10.5のスラリーとした。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98g/lであった。
【0149】
次に、得られた水洗スラリー2l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30μs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、紡錘状ヘマタイト粒子粉末を得た。得られたZr換算で2.81重量%のジルコニウムを粒子内部に均一に含有している紡錘状ヘマタイト粒子粉末は、長軸径が0.150μm、短軸径が0.0199μm、軸比が7.5、粒子サイズ(長軸径)の幾何標準偏差値σg が1.34、BET比表面積値(SBET )が50.9m2 /g、密度化の程度(SBET /STEM )が1.23、粉体pH値が9.3、可溶性ナトリウム塩の含有量がNa換算で96ppm、可溶性硫酸塩の含有量がSO4 換算で21ppmであった。また、樹脂吸着強度は76.5%であった。
【0150】
<非磁性下地層の製造>
上記で得られたZr換算で2.81重量%のジルコニウムを粒子内部に均一に含有している紡錘状ヘマタイト粒子粉末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分間混練して混練物を得た。
【0151】
この混練物を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30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。
【0152】
得られた紡錘状ヘマタイト粒子を含む塗料の組成は、下記の通りであった。
紡錘状ヘマタイト粒子粉末 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
【0153】
得られたヘマタイト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であった。
【0154】
得られた非磁性下地層は、光沢度が207%、表面粗度Raが6.3nmであり、基体のヤング率(相対値)は130であった。
【0155】
<磁気記録層の製造>
粒子中央部にAl換算で1.26重量%、表層部にAl換算で0.81重量%及び表面被覆部にAl換算で0.96重量%のアルミニウムが存在しているとともに、Ndが0.56重量%存在している鉄を主成分とする針状金属磁性粒子粉末(平均長軸径0.110μm、平均短軸径0.0146μm、軸比7.5、
保磁力1911Oe、飽和磁化値136.5emu/g、幾何標準偏差1.36、樹脂吸着強度82.2%)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)0.36g、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分間混練して混練物を得た。
【0156】
この混練物を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30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・分散した。
【0157】
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 100.0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 10.0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 10.0重量部
研磨剤(AKP−30) 10.0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
【0158】
磁性塗料を前記非磁性下地層の上にアプリケーターを用いて15μm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であった。
【0159】
非磁性下地層の上に磁気記録層を形成させて得られた磁気テープは、Hcが1983Oe、角型比(Br/Bm)が0.88、光沢度が228%、表面粗度Raが6.1nm、ヤング率(相対値)が132、線吸収係数が1.24μm-1、走行耐久性が30分以上、すり傷特性がAであった。
【0160】
磁気テープの磁気特性の経時変化は、保磁力については3.1%、飽和磁束密度Bmについては2.7%であった。
【0161】
【作用】
本発明において最も重要な点は、粒子内部にZr換算で0.05〜30重量%のジルコニウムを含有している針状ヘマタイト粒子からなり、平均長軸径が0.3μm以下であって、粉体pH値が8以上、且つ、可溶性ナトリウムの含有量がNa換算で300ppm以下、可溶性硫酸塩の含有量がSO4 換算で150ppm以下である針状ヘマタイト粒子粉末を非磁性下地層用の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基体の強度を向上させることができ、当該非磁性下地層の上にアルミニウムが存在している鉄を主成分とする針状金属磁性粒子粉末を用いた磁気記録層を設けた場合に、磁気記録層の光透過率が小さく、強度が大きいとともに、より表面平滑であって、且つ、より耐久性に優れている磁気記録媒体を得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アルミニウムが存在し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。
【0162】
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、高密度針状ヘマタイト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針状ヘマタイト粒子粉末が得られることによるものと考えている。
【0163】
本発明における針状ヘマタイト粒子粉末はビヒクル中における分散性が優れているという事実について、以下に説明する。
【0164】
前駆体として使用する針状ゲータイト粒子粉末は、前述した通り、各種製造法により製造されるが、いずれの方法においても針状ゲータイト粒子を製造する主な原料が硫酸第一鉄である場合には当然反応母液中に硫酸塩〔SO4 2-〕が多量に存在するのである。
【0165】
特に、酸性溶液中からゲータイト粒子を生成する場合には、同時に、Na2 SO4 等水可溶性硫酸塩を生じるとともに、反応母液にはK+ 、NH4 + 、Na+ 等アルカリ金属を含んでいるので、アルカリ金属や硫酸塩を含む沈澱を生じ易く、この沈澱はRFe3 (SO4 )(OH)6 (R=K+ 、NH4 + 、Na+ )で示される。これら沈澱物は難溶性の含硫鉄塩で常法による水洗によっては除去することができない。この難溶性塩はその後の加熱処理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が、この可溶性ナトリウム塩や可溶性硫酸塩は、高密度化のための高温加熱処理工程において針状ヘマタイト粒子の形状の変形、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、針状ヘマタイト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、針状ヘマタイト粒子相互間の凝集が一層強まる。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。
【0166】
硫酸第一鉄と水酸化ナトリウムとを用いてアルカリ性水溶液中で針状ゲータイト粒子を生成する場合には、同時に生成される硫酸塩はNa2 SO4 であり、また、母液中にNaOHが存在し、これらは共に可溶性であるため針状ゲータイト粒子を十分水洗すれば本質的にはNa2 SO4 およびNaOHを除去できるはずである。しかし、一般には針状ゲータイト粒子の結晶性が小さい為、水洗効率が悪く、常法により水洗した場合、なお、粒子中に可溶性硫酸塩〔SO4 2-〕、可溶性ナトリウム塩〔Na+ 〕等水可溶性分を含んでいる。そして、この水可溶性分は、前述した通り、焼結防止剤によって針状ヘマタイト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、針状ヘマタイト粒子相互間の凝集が一層強まる。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。
【0167】
上述した通り、可溶性ナトリウム塩や可溶性硫酸塩が焼結防止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高密度針状ヘマタイト粒子は、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すると、アルカリ性水溶液が高密度針状ヘマタイト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も水洗除去しやすくなるものと考えられる。
【0168】
磁気記録層表面や磁気記録媒体の耐久性が向上した理由については未だ明らかではないが、後出実施例に示す通り、本発明者は、粒子内部にジルコニウムを均一に含有しており、粉体pH値が8以上であって、且つ、可溶性ナトリウム塩や可溶性硫酸塩の含有量が少ない針状ヘマタイト粒子を非磁性粒子として用いたことと、アルミニウムが存在している鉄を主成分とする針状金属磁性粒子粉末を磁性粒子として用いたこととの相乗効果に起因して、上記針状ヘマタイト粒子および上記磁性粒子双方とビヒクル中における結合剤樹脂との樹脂吸着強度が高まり、その結果、非磁性下地層中における針状ヘマタイト粒子と結合剤樹脂との密着度や非磁性下地層自体の非磁性支持体に対する密着度が高まったこと、磁気記録層中における磁性粒子と結合剤樹脂との密着度や磁気記録層自体の非磁性下地層に対する密着度が高まったこと等の相乗効果によるものと考えている。
【0169】
磁気記録層中に分散されているアルミニウムが存在し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可溶性分が高密度針状ヘマタイト粒子中に少ないこと及び針状ヘマタイト粒子自体の粉体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。
【0170】
事実、本発明者は、後出の実施例及び比較例に示す通り、湿式粉砕後の高密度針状ヘマタイト粒子を80℃以上の温度、pH値が13未満のアルカリ水溶液で加熱処理した場合、湿式粉砕後の高密度針状ヘマタイト粒子を80℃未満の温度、pH値が13以上のアルカリ水溶液で加熱処理した場合、高密度針状ヘマタイト粒子を湿式粉砕をすることなく粗粒を含んだままで80℃以上の温度、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、アルミニウムが存在している鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末の腐蝕の進行を十分には抑制できないことから、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。
【0171】
【実施例】
次に、実施例並びに比較例を挙げる。
【0172】
<針状ゲータイト粒子粉末の種類>
針状ヘマタイト粒子を製造するための前駆体として下記の出発原料A乃至Eを準備した。
【0173】
【表1】

Figure 0003656700
【0174】
<低密度針状ヘマタイト粒子粉末の製造>
実施例1〜9及び比較例1〜14
出発原料である針状ゲータイト粒子粉末の種類、焼結防止剤の有無、種類及び添加量、加熱脱水温度及び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低密度針状ヘマタイト粒子を得た。尚、比較例4で得られた粒子は、ゲータイト粒子である。
【0175】
この時の主要製造条件及び諸特性を表2乃至表5に示す。
【0176】
【表2】
Figure 0003656700
【0177】
【表3】
Figure 0003656700
【0178】
【表4】
Figure 0003656700
【0179】
【表5】
Figure 0003656700
【0180】
<高密度針状ヘマタイト粒子粉末の製造>
実施例10〜18及び比較例15〜27
低密度針状ヘマタイト粒子粉末の種類、高密度化加熱処理の温度及び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高密度針状ヘマタイト粒子を得た。
【0181】
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。
【0182】
【表6】
Figure 0003656700
【0183】
【表7】
Figure 0003656700
【0184】
<針状ヘマタイト粒子のアルカリ水溶液中における処理>
実施例19〜27及び比較例28〜35
高密度針状ヘマタイト粒子粉末の種類、湿式粉砕の有無、アルカリ水溶液中における加熱処理の有無、スラリーのpH値、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針状ヘマタイト粒子を得た。
【0185】
この時の主要製造条件及び諸特性を表8乃至表11に示す。
【0186】
【表8】
Figure 0003656700
【0187】
【表9】
Figure 0003656700
【0188】
【表10】
Figure 0003656700
【0189】
【表11】
Figure 0003656700
【0190】
<針状ヘマタイト粒子の表面被覆処理>
実施例28
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実施例19のpH値が10.5のスラリーは、スラリー濃度が98g/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のアルミン酸ナトリウム水溶液272ml(針状ヘマタイト粒子に対しAl換算で1.5wt%に相当する。)を加え、30分間保持した後、酢酸を用いてpH値を8.5に調整した。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アルミニウムの酸化物により被覆されている針状ヘマタイト粒子粉末を得た。
【0191】
この時の主要製造条件及び諸特性を表12及び表13に示す。
【0192】
実施例29〜36
針状ヘマタイト粒子粉末の種類、表面処理物の種類及び添加量を種々変化させた以外は、実施例28と同様にして表面被覆針状ヘマタイト粒子を得た。
【0193】
この時の主要製造条件及び諸特性を表12及び表13に示す。
【0194】
【表12】
Figure 0003656700
【0195】
【表13】
Figure 0003656700
【0196】
<非磁性下地層の製造>
実施例37〜54及び比較例36〜50
実施例19〜36で得られた針状ヘマタイト粒子、出発原料Eの針状ゲータイト粒子及び比較例3、15〜18、23、28〜35で得られた針状ヘマタイト粒子を用いて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。
【0197】
この時の主要製造条件及び諸特性を表14乃び表15に示す。
【0198】
【表14】
Figure 0003656700
【0199】
【表15】
Figure 0003656700
【0200】
<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55〜72及び比較例51〜65
先ず、表16に示す4種類の鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末(a)乃至(d)を準備した。
【0201】
【表16】
Figure 0003656700
【0202】
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。
【0203】
この時の主要製造条件及び諸特性を表17乃び表18に示す。
【0204】
【表17】
Figure 0003656700
【0205】
【表18】
Figure 0003656700
【0206】
【発明の効果】
本発明に係る磁気記録媒体は、前出実施例に示した通り、非磁性下地層用非磁性粉末として、粒子内部にジルコニウムをほぼ均一に含有している針状ヘマタイト粒子からなる特定の粉体pH値を有するとともに可溶性塩、殊に、可溶性硫酸塩の少ない針状ヘマタイト粒子粉末を用いたことに起因して、基体としての強度とより表面性に優れている非磁性下地層を得ることができ、該非磁性下地層を用いて磁気記録媒体とした場合において光透過率が小さく、強度が大きいとともに、より表面平滑である磁気記録媒体を得ることができ、しかも、非磁性下地層用非磁性粉末として特定の粉体pH値を有するとともに可溶性塩、殊に、可溶性硫酸塩の少ない針状ヘマタイト粒子粉末を用いたことに起因して、磁気記録層中のアルミニウムが存在している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。
【0207】
そして、本発明に係る磁気記録媒体は、非磁性下地層用非磁性粒子粉末として粒子内部にジルコニウムを均一に含有している針状ヘマタイト粒子からなる針状ヘマタイト粒子粉末を用いたこと及び磁気記録層用磁性粒子粉末としてアルミニウムが存在している鉄を主成分とする針状金属磁性粒子粉末を用いたことに起因してより耐久性に優れたものであるので、高密度記録用磁気記録媒体として好ましいものである。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention provides a metal magnetic particle mainly composed of iron dispersed in a magnetic recording layer, having low light transmittance, high strength, smooth surface and excellent durability. An object of the present invention is to provide a magnetic recording medium having a nonmagnetic underlayer in which deterioration of magnetic properties due to powder corrosion is suppressed.
[0002]
[Prior art]
In recent years, as video recording and audio magnetic recording / reproducing devices have been recorded for a long time and reduced in size and weight, the performance of magnetic recording media such as magnetic tapes and magnetic disks has been improved, that is, higher recording density and higher output characteristics. In particular, there is an increasing demand for improvement of frequency characteristics and low noise.
[0003]
In order to improve these various characteristics of the magnetic recording medium, various attempts have been made in terms of both high performance of the magnetic particle powder and thinning of the magnetic recording layer.
[0004]
First, the performance enhancement of the magnetic particle powder will be described.
[0005]
A characteristic of the magnetic particle powder suitable for satisfying the above requirements for the magnetic recording medium is that it has a high coercive force and a large saturation magnetization.
[0006]
In recent years, acicular metal magnetic particle powders mainly composed of iron obtained by heating and reducing acicular goethite particles or acicular hematite particles in a reducing gas as magnetic powders suitable for high output and high density recording have been widely used. in use.
[0007]
The acicular metal magnetic particle powder mainly composed of iron has high coercive force and large saturation magnetization, but the acicular metal magnetic particle powder mainly composed of iron used for magnetic recording media is 1 μm or less, especially about 0.01 to 0.3 μm, so that it is easy to be corroded, magnetic characteristics are deteriorated, and particularly, the saturation magnetization and the coercive force are reduced. is there.
[0008]
Therefore, in order to maintain the characteristics of magnetic recording media that use metal magnetic particle powder containing iron as a main component as a magnetic particle powder over a long period of time, corrosion of acicular metal magnetic particles containing iron as a main component is required. It is strongly required to suppress as much as possible.
[0009]
Next, the thinning of the magnetic recording layer will be described.
[0010]
Recently, the demand for higher image quality of video tapes is increasing, and the frequency of the carrier signal to be recorded is higher than that of conventional video tapes. That is, it has shifted to the short wavelength region, and as a result, the magnetization depth from the surface of the magnetic tape is remarkably shallow.
[0011]
In order to improve the high output characteristics of a magnetic recording medium, particularly the S / N ratio, with respect to a short wavelength signal, it is strongly required to make the magnetic recording layer thinner. This is the case, for example, “Development of Magnetic Materials and Highly Dispersed Magnetic Powder Technology” (1982), page 312 published by the General Technology Center Co., Ltd. The high output characteristics can be maintained with low noise with respect to the wavelength signal. For this purpose, both the coercive force Hc and the residual magnetization Br are required to be large and the coating film must be thinner. "..." as described.
[0012]
As the magnetic recording layer becomes thinner, several problems have arisen. First, it is a problem of smoothing and uneven thickness of the magnetic recording layer. As is well known, in order to make the magnetic recording layer smooth and free of uneven thickness, the surface of the base film must also be smooth. . This is the case, for example, published by the Engineering Information Center Publishing Department, "Magnetic Tape-Friction and Wear Occurrence Factors and Trouble Countermeasures for the Head Running System-Comprehensive Technical Documents" “The surface roughness of the magnetic layer after curing is strongly dependent on the surface roughness of the base (back surface roughness), and the two are almost proportional to each other. As the surface of the base is smoothened, the uniform and large head output is obtained and the S / N is improved.
[0013]
Secondly, the non-magnetic support such as the base film is also made thinner like the magnetic layer, and as a result, the strength of the base film has become a problem. This fact is, for example, the above-mentioned “Development of magnetic materials and high dispersion technology of magnetic powder” on page 77 “… ...... High density recording is a major theme imposed on the current magnetic tape. In order to shorten the length of the tape and miniaturize the cassette, it is important for long-time recording, which requires reducing the thickness of the film base. As the tape becomes thinner, the tape stiffness decreases sharply, making it difficult to run smoothly on the recorder. The improvement is greatly desired.
[0014]
By the way, at present, the end of the magnetic tape of a magnetic recording medium such as a video tape is determined by detecting a portion of the magnetic recording medium having a high light transmittance with a video deck. Magnetic recording layer becomes difficult to detect when the light transmittance of the whole magnetic recording layer increases as the magnetic recording layer becomes thinner or the magnetic particle powder dispersed in the magnetic recording layer becomes ultrafine. The light transmittance is reduced by adding carbon black or the like to the layer. Therefore, the addition of carbon black or the like to the magnetic recording layer is essential in the current video tape.
[0015]
However, the addition of a large amount of nonmagnetic carbon black or the like not only inhibits high density recording but also hinders thinning of the magnetic recording layer. In order to further reduce the thickness of the magnetic recording layer by reducing the magnetization depth from the surface of the magnetic recording layer, it is strongly required to reduce the amount of non-magnetic particle powder such as carbon black added to the magnetic recording layer as much as possible. Has been.
[0016]
Therefore, there is a strong demand for a magnetic recording medium having a low light transmittance even when the amount of carbon black added to the magnetic recording layer is reduced. From this point, improvement of the substrate for forming the magnetic recording layer is strongly demanded. ing.
[0017]
Furthermore, the demand for higher performance of magnetic recording media has not been limited recently, and the surface of the magnetic recording layer and the magnetic recording medium itself have been reduced along with the thinning of the magnetic recording layer and the thinning of the nonmagnetic support described above. Therefore, it is strongly required to improve the durability of the magnetic recording layer surface and the magnetic recording medium itself.
[0018]
This fact is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-298679, “......... in recent years, with the development of magnetic recording, the demand for high image quality and high sound quality is increasing. There is a demand for higher density, lower noise by smoothing the surface of the magnetic tape, and higher C / N .... However, while the magnetic tape is running, As a result of the increase in the friction coefficient of contact, the magnetic layer of the magnetic recording medium tends to be damaged or the magnetic layer tends to peel off after a short period of use. However, since the ferromagnetic powder tends to fall off from the magnetic layer and cause clogging of the magnetic head, it is desired to improve the running durability of the magnetic layer of the magnetic recording medium. It is clear from the description made.
[0019]
Various attempts have been made to improve the substrate for forming the magnetic recording layer as the magnetic recording layer is thinned or the nonmagnetic support is thinned. At least one underlayer (hereinafter referred to as a nonmagnetic underlayer) in which a nonmagnetic particle powder mainly composed of iron such as hematite particles is dispersed in a binder has been provided, and has already been put into practical use. It has become. (Japanese Patent Publication No. 6-93297, Japanese Patent Laid-Open No. 62-159338, Japanese Patent Laid-Open No. 63-187418, Japanese Patent Laid-Open No. 4-167225, Japanese Patent Laid-Open No. 4-325915, Japanese Patent Laid-Open No. 5-73882, JP-A-5-182177, JP-A-5-347017, JP-A-6-60362, JP-A-9-22524, etc.)
[0020]
Further, as the nonmagnetic particle powder for the nonmagnetic underlayer, there is known a nonmagnetic particle whose surface is treated with a zirconium compound or the like for the purpose of improving dispersibility in a vehicle (Japanese Patent No. 2566088). Japanese Patent No. 2571350, Japanese Patent No. 255821, JP-A-6-60362, JP-A-9-22524, JP-A-9-27117, JP-A-5-73883, JP-A-6-60360. JP, 8-50718, JP-A-8-255334, JP-A-9-27116, JP-A-9-35245, etc.).
[0021]
[Problems to be solved by the invention]
As the magnetic recording layer is made thinner, as the non-magnetic support is made thinner, the light transmittance is low, the strength is high, the surface is smooth, and the durability is excellent. A magnetic recording medium in which corrosion of metal powders mainly composed of iron dispersed in a magnetic recording layer is suppressed is the most demanded at present, but magnetic recording that sufficiently satisfies these various characteristics. The medium has not yet been obtained.
[0022]
That is, the known magnetic recording medium manufactured using a substrate on which a nonmagnetic underlayer in which nonmagnetic powder is dispersed in a binder resin on a nonmagnetic support has a low light transmittance and a smooth surface. However, although the strength is high, there is a problem that the durability is particularly poor.
[0023]
This fact is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-182177, "If the magnetic layer is provided as an upper layer after providing a non-magnetic thick undercoat layer on the support surface, the effect of the surface roughness of the support is described. However, there is a problem that the head wear and durability are not improved because the thermosetting resin is used as a binder as a non-magnetic lower layer, and the lower layer is hardened and magnetic. It is considered that the friction between the layer and the head and the contact with other members are performed in an unbuffered state, and the magnetic recording medium having such a lower layer is slightly inflexible. ... ”As described.
[0024]
Therefore, the present invention can improve the surface smoothness and strength of the nonmagnetic underlayer. When a magnetic recording layer is provided on the nonmagnetic underlayer, the light transmittance is low and the strength is high. The surface is smoother and more durable, and the deterioration of the magnetic properties due to the corrosion of the metal magnetic particle powder mainly composed of iron dispersed in the magnetic recording layer is suppressed. Obtaining a magnetic recording medium is a technical problem.
[0025]
[Means for solving the problems]
The technical problem can be achieved by the present invention as follows.
[0026]
That is, the present invention relates to a nonmagnetic underlayer comprising a nonmagnetic support, a nonmagnetic particle powder formed on the nonmagnetic support and a binder resin, and a magnetic particle powder formed on the nonmagnetic underlayer. In a magnetic recording medium comprising a magnetic recording layer containing a binder resin, the nonmagnetic particle powder is composed of acicular hematite particles containing 0.05 to 50% by weight of zirconium in terms of Zr inside the particles, The average major axis diameter is 0.3 μm or less, the powder pH value is 8 or more, the content of soluble sodium salt is 300 ppm or less in terms of Na, and the content of soluble sulfate is SOFourIt is acicular hematite particle powder of 150 ppm or less in terms of conversion, and the magnetic particle powder is an acicular metal magnetic particle powder mainly composed of iron in which 0.05 to 10% by weight of aluminum is present in terms of Al. This is a magnetic recording medium.
[0027]
The present invention also provides a nonmagnetic underlayer comprising a nonmagnetic support, a nonmagnetic particle powder formed on the nonmagnetic support and a binder resin, and a magnetic particle powder formed on the nonmagnetic underlayer. In a magnetic recording medium comprising a magnetic recording layer containing a binder resin, the non-magnetic particle powder contains 0.05 to 30 wt% zirconium in terms of Zr inside the particle, and an aluminum hydroxide, It consists of acicular hematite particles whose particle surface is coated with at least one of aluminum oxide, silicon hydroxide and silicon oxide, and has an average major axis diameter of 0.3 μm or less, and a powder pH The value is 8 or more, the content of soluble sodium salt is 300 ppm or less in terms of Na, and the content of soluble sulfate is SOFourIt is acicular hematite particle powder of 150 ppm or less in terms of conversion, and the magnetic particle powder is an acicular metal magnetic particle powder mainly composed of iron in which 0.05 to 10% by weight of aluminum is present in terms of Al. This is a magnetic recording medium.
[0028]
The configuration of the present invention will be described in more detail as follows.
[0029]
First, the nonmagnetic underlayer in the present invention will be described.
[0030]
The nonmagnetic underlayer in the present invention is formed on a nonmagnetic support and is composed of acicular hematite particle powder and a binder resin.
[0031]
Nonmagnetic supports include polyethylene terephthalate, polyethylene, polypropylene, polycarbonate, polyethylene naphthalate, synthetic resin films such as polyamide, polyamideimide, and polyimide, which are currently widely used for magnetic recording media, metal foils such as aluminum and stainless steel, A board and various kinds of paper can be used, and the thickness varies depending on the material, but usually 1.0 to 300 μm, more preferably 2.0 to 200 μm is used. In the case of a magnetic disk, polyethylene terephthalate is usually used as a nonmagnetic support, and the thickness is usually 50 to 300 μm, preferably 60 to 200 μm. In the case of magnetic tape, the thickness varies depending on the material, and in the case of polyethylene terephthalate, it is usually 3 to 100 μm, preferably 4 to 20 μm. In the case of polyethylene naphthalate, it is usually 3 to 50 μm, preferably 4 to 20 μm. In this case, it is usually 2 to 10 μm, preferably 3 to 7 μm.
[0032]
The acicular hematite particles in the present invention contain 0.05 to 30% by weight of zirconium in terms of Zr.
[0033]
When the zirconium content is less than 0.05% by weight in terms of Zr with respect to hematite particles containing zirconium, the obtained magnetic recording medium does not have sufficient durability. When it exceeds 30% by weight, the obtained magnetic recording medium has sufficient durability, but since the effect is saturated, it is meaningless to contain more than necessary. Considering the durability of the magnetic recording medium, it is preferably 0.1 to 25% by weight, more preferably 0.5 to 25% by weight, and still more preferably 1.0 to 20% by weight.
[0034]
The hematite particles in the present invention are acicular particles and have an axial ratio (average major axis diameter: average minor axis diameter, hereinafter simply referred to as “axial ratio”) of 2: 1 or more, preferably 3: 1 or more. Is preferred. Considering the dispersibility in the vehicle, the upper limit is preferably 20: 1, preferably 10: 1. Here, the acicular particles mean not only acicular shapes but also spindle shapes, rice grains, and the like.
[0035]
When the axial ratio is less than 2: 1, it is difficult to obtain a desired coating strength.
[0036]
The average major axis diameter of the acicular hematite particles in the present invention is 0.3 μm or less. When the average major axis diameter exceeds 0.3 μm, the particle size is too large, which is not preferable because the surface smoothness of the coating film is impaired. When the average major axis diameter of the hematite particles is less than 0.005 μm, it is difficult to disperse in the vehicle, which is not preferable. Considering the dispersibility in the vehicle and the surface smoothness of the coating film, 0.02 to 0.2 μm is preferable.
[0037]
The acicular hematite particles in the present invention preferably have an average minor axis diameter of 0.0025 to 0.15 μm. If it is less than 0.0025 μm, it is not preferable because dispersion in the vehicle becomes difficult. When the average minor axis diameter exceeds 0.15 μm, the particle size is too large, which is not preferable because the surface smoothness of the coating film is impaired. In consideration of the dispersibility in the vehicle and the surface smoothness of the coating film, 0.01 to 0.10 μm is preferable.
[0038]
The powder pH value of the acicular hematite particles in the present invention is 8 or more. When the pH value of the powder is less than 8, the metal magnetic particle powder mainly composed of iron contained in the magnetic recording layer formed on the nonmagnetic underlayer is gradually corroded to deteriorate the magnetic characteristics. cause. In consideration of the corrosion prevention effect of the metal magnetic particle powder containing iron as a main component, the powder pH value is preferably 8.5 or more, more preferably 9.0 or more. The upper limit is a powder pH value of 12, preferably a powder pH value of 11, more preferably a powder pH value of 10.5.
[0039]
The content of the soluble sodium salt of the acicular hematite particles in the present invention is 300 ppm or less in terms of Na. When it exceeds 300 ppm, the metal magnetic particle powder mainly composed of iron contained in the magnetic recording layer formed on the nonmagnetic underlayer is gradually corroded to cause deterioration of magnetic properties. In addition, the dispersion characteristics of the hematite particles in the vehicle are liable to be impaired, and the white flower phenomenon may occur in the storage state of the magnetic recording medium, particularly in a high humidity environment. Considering the corrosion prevention effect of the metal magnetic particle powder containing iron as a main component, it is preferably 250 ppm or less, more preferably 200 ppm or less, and still more preferably 150 ppm or less. Considering industrial properties such as productivity, the lower limit is about 0.01 ppm.
[0040]
The content of soluble sulfate in acicular hematite particles in the present invention is SO.FourIt is 150 ppm or less in terms of conversion. When it exceeds 150 ppm, the metal magnetic particle powder mainly composed of iron contained in the magnetic recording layer formed on the nonmagnetic underlayer is gradually corroded to cause deterioration of magnetic properties. In addition, the dispersion characteristics of the hematite particles in the vehicle are liable to be impaired, and the white flower phenomenon may occur in the storage state of the magnetic recording medium, particularly in a high humidity environment. Considering the corrosion prevention effect of the metal magnetic particle powder containing iron as a main component, it is preferably 70 ppm or less, more preferably 50 ppm or less. Considering industrial properties such as productivity, the lower limit is about 0.01 ppm.
[0041]
The acicular hematite particle powder in the present invention has a BET specific surface area value of 35 m.2/ G or more is preferable. 35m2If it is less than / g, the hematite particles are coarse, or the particles are particles that are sintered between the particles, which adversely affects the surface smoothing of the coating film, which is not preferable. Preferably 37m2/ G or more, more preferably 40 m2/ G and the upper limit is 150 m2/ G. Considering dispersibility in the vehicle, preferably 100 m2/ G or less, more preferably 80 m2/ G or less.
[0042]
The acicular hematite particle powder in the present invention preferably has a major axis diameter particle size distribution of 1.5 or less in terms of geometric standard deviation. If it exceeds 1.5, the existing coarse particles adversely affect the surface smoothing of the coating film, which is not preferable. Considering the surface smoothness of the coating film, it is preferably 1.48 or less, more preferably 1.45 or less. Considering industrial productivity, the lower limit of the particle size distribution of the major axis diameter of the obtained hematite particles is about 1.01 in terms of geometric standard deviation.
[0043]
The acicular hematite particle powder in the present invention has a high degree of densification. Specific surface area S measured by BET methodBETSurface area S calculated from the major axis and minor axis diameters measured from the values and particles shown in the electron micrographTEMWhen it shows by ratio with a value, what has 0.5-2.5 is preferable.
[0044]
SBET/ STEMWhen the value is less than 0.5, the particles adhere to each other by sintering between the particles, the particle diameter is increased, and the surface smoothness of the coating film is not sufficient. SBET/ STEMWhen the value exceeds 2.5, the dispersibility in the vehicle becomes insufficient because there are many pores on the particle surface. Considering the surface smoothness of the coating and the dispersibility in the vehicle, SBET/ STEMIs preferably 0.7 to 2.0, more preferably 0.8 to 1.6.
[0045]
The acicular hematite particle powder in the present invention has a resin adsorption strength of 60% or more, preferably 65% or more, more preferably 68% or more. The upper limit is about 95%.
[0046]
The needle-like hematite particles in the present invention may be coated on the particle surface with at least one of aluminum hydroxide, aluminum oxide, silicon hydroxide and silicon oxide, if necessary. The acicular hematite particles whose particle surfaces are coated with a coating have good compatibility with the binder resin and have excellent dispersibility in the vehicle.
[0047]
In the case of aluminum hydroxide or aluminum oxide, the amount of the above coating is calculated in terms of Al, and in the case of silicon hydroxide or silicon oxide, SiO.2It is preferably 0.01 to 50% by weight based on the total weight of the particles. When the amount is less than 0.01% by weight, there is almost no effect of improving dispersibility by coating. When the amount exceeds 50% by weight, the coating effect is saturated, so there is no meaning to add more than necessary. Considering the dispersibility in the vehicle, 0.05 to 20% by weight is more preferable.
[0048]
Average major axis diameter, powder pH value, soluble sodium salt content, soluble sulfate content, axial ratio (major axis), which are various characteristics of acicular hematite particle powder coated with a surface coating on the particle surface Diameter / minor axis diameter), average minor axis diameter, BET specific surface area, particle size distribution of major axis diameter, degree of densification, and the like are substantially the same as acicular hematite particle powder not coated with a surface coating.
[0049]
As binder resins, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, urethane resin, vinyl chloride-vinyl acetate-maleic acid copolymer, urethane elastomer, butadiene-acrylonitrile copolymer, which are currently widely used in the production of magnetic recording media. For example, synthetic rubber resins such as coalescence, polyvinyl butyral, nitrocellulose, polyester resins, polybutadiene, epoxy resins, polyamide resins, polyisocyanates, electron beam curable acrylic urethane resins, and mixtures thereof can be used. In addition, each binder resin has —OH, —COOH, —SO.ThreeM, -OPO2M2, -NH2And the like (where M is H, Na, K). Considering the dispersibility of the particles, polar groups —COOH, —SOThreeBinder resins containing M are preferred.
[0050]
The blending ratio of the acicular hematite particle powder and the binder resin in the nonmagnetic underlayer is 5 to 2000 parts by weight, preferably 100 to 1000 parts by weight of the acicular hematite particle powder with respect to 100 parts by weight of the binder resin. .
[0051]
Note that the nonmagnetic underlayer may contain a lubricant, an abrasive, an antistatic agent, etc. used in the production of a normal magnetic recording medium, if necessary.
[0052]
The coating thickness of the nonmagnetic underlayer formed on the nonmagnetic support in the present invention is in the range of 0.2 to 10.0 μm. When the thickness is less than 0.2 μm, it is difficult to improve the surface roughness of the nonmagnetic support, and the strength tends to be insufficient. In order to obtain a thin magnetic recording medium, the upper limit is preferably about 10.0 μm, more preferably in the range of 0.5 to 5.0 μm.
[0053]
The nonmagnetic underlayer containing acicular hematite particle powder not coated with the surface coating in the present invention has a coating film glossiness of 185 to 280%, preferably 190 to 280%, more preferably 195 to 280%. The coating film surface roughness Ra is 2.0 to 10.0 nm, preferably 2.0 to 9.0 nm, and more preferably 2.0 to 8.0 nm.
[0054]
The nonmagnetic underlayer containing acicular hematite particles coated with the surface coating in the present invention has a coating film glossiness of 190 to 280%, preferably 193 to 280%, more preferably 196 to 280%, The coating film surface roughness Ra is 2.0 to 9.0 nm, preferably 2.0 to 8.0 nm, and more preferably 2.0 to 7.4 nm.
[0055]
Next, the magnetic recording medium according to the present invention will be described.
[0056]
The magnetic recording medium according to the present invention is a magnetic recording medium comprising a metal magnetic particle powder mainly composed of iron in which aluminum is present and a binder resin on a nonmagnetic underlayer formed on a nonmagnetic support. And a recording layer.
[0057]
The acicular metal magnetic particles containing iron as a main component in the present invention contain 0.05 to 10% by weight of aluminum in terms of Al.
[0058]
When the aluminum is contained only in the central part of the particles of acicular metal magnetic particles mainly composed of iron, it is almost even from the center to the surface when contained only in the surface layer part. Any of the above cases may be used, or a coating layer may be formed on the surface of the particle, or a combination of these various positions may be used. Considering the surface of the magnetic recording layer and the durability of the magnetic recording medium, the main component is iron, in which aluminum is contained almost uniformly from the center to the surface, and a coating layer is formed on the particle surface. Needle-like metal magnetic particles are preferred.
[0059]
When the abundance of aluminum is less than 0.05% by weight in terms of Al, the resin adsorption in the vehicle of the acicular metal magnetic particles mainly composed of iron is not sufficient and the dispersion becomes difficult, and the object of the present invention Thus, it is impossible to obtain a magnetic recording layer or a magnetic recording medium excellent in durability. Even when the amount exceeds 10% by weight, the effect of improving the durability of the magnetic recording layer or the magnetic recording medium is recognized, but the effect is saturated and does not make sense to exist more than necessary. In addition, the increase in aluminum, which is a nonmagnetic component, impairs the magnetic properties of acicular metal magnetic particles mainly composed of iron.
[0060]
As is well known, the acicular metal magnetic particle powder mainly composed of iron containing aluminum inside the particle is obtained by variously changing the addition timing of the aluminum compound in the above-described acetic acid goethite particle formation reaction step. Acicular goethite particles containing aluminum at desired positions inside the particles are obtained, and acicular shapes containing aluminum at desired positions inside the particles obtained by heating and dehydrating the goethite particles or the goethite particles It can be obtained by heating and reducing hematite particles in a temperature range of 300 to 500 ° C.
[0061]
The acicular metal magnetic particle powder mainly composed of iron whose particle surface is coated with aluminum includes acicular goethite particles whose particle surface is coated with an aluminum compound such as an oxide or hydroxide of aluminum or the needle. Obtained by heating and reducing acicular hematite particles whose particle surface obtained by heating and dehydrating the goethite particles is coated with an aluminum compound such as aluminum oxide or hydroxide in a temperature range of 300 to 500 ° C. .
[0062]
The acicular metal magnetic particle powder containing iron as a main component in the present invention is a particle containing 50 to 99% by weight, preferably 60 to 95% by weight of iron, and if necessary, Co other than iron and Al, Ni, P, Si, B, Nd, La, Y, etc. may be contained in an amount of about 0.05 to 10% by weight. When a magnetic recording medium according to the present invention is manufactured using acicular metal magnetic particle powder mainly composed of iron in which Al and rare earth metals such as Nd, La, and Y are present, the durability is improved. It is preferable that a magnetic recording layer and a magnetic recording medium excellent in the above can be obtained. In particular, acicular metal magnetic particle powder mainly composed of iron in which Al and Nd are present is most preferable.
[0063]
The acicular metal magnetic particle powder containing iron as a main component in the present invention has an average major axis diameter of 0.01 to 0.50 μm, preferably 0.03 to 0.30 μm, and an average minor axis diameter of 0.00. 0007 to 0.17 μm, preferably 0.003 to 0.10 μm, particles having an axial ratio of 3: 1 or more, preferably 5: 1 or more, and considering the dispersibility in the vehicle, the axial ratio The upper limit of is 15: 1, preferably 10: 1. The shape of the particles may be a needle shape, a spindle shape, a rice grain shape, or the like.
[0064]
In consideration of characteristics such as high density recording, the coercive force is preferably 900 to 3200 Oe, more preferably 1500 to 3200 Oe, and the saturation magnetization is the magnetic property of the acicular metal magnetic particle powder mainly composed of iron. 100-170 emu / g is preferable, More preferably, it is 120-170 emu / g.
[0065]
The acicular metal magnetic particles mainly composed of iron in the present invention have a resin adsorption strength of 65% or more, preferably 68% or more, more preferably 70% or more.
[0066]
As the binder resin used for forming the magnetic recording layer, the binder resin used for forming the nonmagnetic underlayer can be used.
[0067]
The blending ratio of the acicular metal magnetic particle powder containing iron as a main component and the binder resin in the magnetic recording layer is 200 to 200 wt. The amount is 2000 parts by weight, preferably 300-1500 parts by weight.
[0068]
The coating thickness of the magnetic recording layer provided on the nonmagnetic underlayer is in the range of 0.01 to 5.0 μm. When the thickness is less than 0.01 μm, uniform coating is difficult and uneven coating tends to occur. When the thickness exceeds 5.0 μm, it is difficult to obtain the electromagnetic conversion characteristics of the magnetic recording medium due to the influence of the demagnetizing field. Preferably it is the range of 0.05-1.0 micrometer.
[0069]
The magnetic recording layer may contain a lubricant, an abrasive, an antistatic agent and the like that are usually used as necessary.
[0070]
The magnetic recording medium according to the present invention has a coercive force of 900 to 3500 Oe, preferably 1000 to 3500 Oe, more preferably 1500 to 3500 Oe, and a squareness ratio (residual magnetic flux density Br / saturated magnetic flux density Bm) of 0.85 to 0.95. The glossiness of the coating film is 200 to 300%, preferably 210 to 300%, and the coating film surface roughness Ra is 10.0 nm or less, preferably 2.0 to 9.0 nm. More preferably, it is 2.0 to 8.0 nm, and the linear absorption coefficient of the coating film is 1.10 to 2.00 μm.-1Preferably 1.20 to 2.00 μm-1Of the durability, the running durability is 20 minutes or more, preferably 22 minutes or more, more preferably 25 minutes or more, and the scratch resistance is B or more, preferably A. And the corrosion property shown by the change rate (%) of the coercive force is 10.0% or less, preferably 8.0% or less, and the corrosion property shown by the change rate (%) of Bm is 10.0% or less, preferably 8%. 0.0% or less.
[0071]
Next, a method for producing the nonmagnetic underlayer in the present invention will be described.
[0072]
The nonmagnetic underlayer in the present invention is formed by applying a nonmagnetic paint containing the acicular hematite particle powder, the binder resin and the solvent in the present invention on a nonmagnetic support to form a coating film, and then drying. Is obtained.
[0073]
As the solvent, it is possible to use methyl ethyl ketone, toluene, cyclohexanone, methyl isobutyl ketone, tetrahydrofuran, a mixture thereof, and the like that are currently widely used in the production of magnetic recording media.
[0074]
The usage-amount of a solvent is 50-1000 weight part in the total amount with respect to 100 weight part of acicular hematite particle powder. If it is less than 50 parts by weight, the viscosity becomes too high when it is used as a non-magnetic paint, making application difficult. When it exceeds 1000 parts by weight, the volatilization amount of the solvent at the time of forming the coating film becomes too large, which is industrially disadvantageous.
[0075]
A method for producing acicular goethite particle powder containing almost uniform zirconium inside the particle, which is a precursor of acicular hematite particles containing zirconium uniformly inside the particles in the present invention, will be described.
[0076]
Needle-like goethite particles containing zirconium almost uniformly inside the particles react with ferrous salt and either alkali hydroxide, alkali carbonate, or alkali hydroxide / alkali carbonate, as described in detail later. In order to produce acicular goethite particles by aeration of oxygen-containing gas such as air into a suspension containing iron-containing precipitates such as iron hydroxide and iron carbonate obtained as above, oxygen-containing gas such as air is used. It can be obtained by having a zirconium compound present before aeration. Specifically, it may be added to any one of a ferrous salt aqueous solution, an alkali hydroxide or alkali carbonate aqueous solution, and a suspension containing an iron-containing precipitate, and most preferably a ferrous salt aqueous solution.
[0077]
As the zirconium compound, zirconium sulfate, zirconium oxysulfate, zirconium chloride, zirconium nitrate, zirconium acetate and the like can be used.
[0078]
The needle-like goethite particles obtained in this way are particles containing zirconium substantially uniformly from the center of the particle to the particle surface.
[0079]
A typical basic reaction of acicular goethite particles is as follows. (1) A suspension containing ferrous hydroxide colloid obtained by adding an aqueous alkali hydroxide solution in an equivalent amount or more to a ferrous salt aqueous solution has a pH value of 11 A method for producing needle-like goethite particles by performing an oxidation reaction by bubbling an oxygen-containing gas at a temperature of 80 ° C. or lower, and (2) obtained by reacting a ferrous salt aqueous solution and an alkali carbonate aqueous solution. FeCOThreeA method of producing spindle-shaped goethite particles by performing an oxidation reaction by aeration of an oxygen-containing gas, if necessary, after aging a suspension containing, and (3) a ferrous salt aqueous solution and an alkali carbonate, A suspension containing an iron-containing precipitate obtained by reacting with an alkali hydroxide is aged as necessary, and then a goethite particle having a spindle shape is generated by performing an oxidation reaction by aeration of an oxygen-containing gas. Method (4) Oxidation by passing an oxygen-containing gas through a ferrous salt aqueous solution containing a ferrous hydroxide colloid obtained by adding less than an equivalent amount of an alkali hydroxide aqueous solution or an alkali carbonate aqueous solution to a ferrous salt aqueous solution. By performing the reaction, acicular goethite core particles are generated, and then the ferrous salt aqueous solution containing the acicular goethite core particles is added to the Fe ferrous salt aqueous solution.2+A method of growing an acicular goethite core particle by aeration of an oxygen-containing gas after adding an alkali hydroxide aqueous solution of an equivalent amount or more to the above, (5) an aqueous alkali hydroxide solution or carbonic acid of less than an equivalent amount in the ferrous salt aqueous solution Acicular goethite core particles are produced by performing an oxidation reaction by bubbling an oxygen-containing gas into a ferrous salt aqueous solution containing ferrous hydroxide colloid obtained by adding an alkaline aqueous solution, and then generating the acicular goethite In the ferrous salt aqueous solution containing the core particles, Fe in the ferrous salt aqueous solution is added.2+A method of growing an acicular goethite core particle by aeration of an oxygen-containing gas after adding an alkali carbonate aqueous solution of an equivalent amount or more with respect to (6) an alkali hydroxide or alkali carbonate aqueous solution less than the equivalent of ferrous salt aqueous solution The needle-like goethite core particles are generated by conducting an oxidation reaction by aerating an oxygen-containing gas to an aqueous ferrous salt solution containing ferrous hydroxide colloid obtained by adding, and then in the acidic to neutral region There is a method of growing the acicular goethite core particles.
[0080]
In addition, during the formation reaction of goethite particles, foreign elements such as Ni, Zn, P, and Si that are usually added to improve various characteristics such as the major axis diameter, minor axis diameter, and axial ratio of the particles are added. There is no problem. The obtained acicular goethite particle powder usually has an average major axis diameter of 0.005 to 0.4 μm, an average minor axis diameter of 0.0025 to 0.20 μm, and a BET specific surface area value of 50 to 250 m.2/ G, soluble sodium salt is 300 to 1500 ppm in terms of Na, soluble sulfate is SOFourContaining 100 to 3000 ppm in terms of conversion.
[0081]
The hematite particles containing zirconium almost uniformly inside the particles can be obtained by heating and dehydrating the goethite particles containing zirconium almost uniformly inside the particles.
[0082]
The heating dehydration temperature is about 250 to 800 ° C. Considering the degree of densification of acicular hematite particles containing zirconium uniformly in the obtained particles, acicular hematite particles densified by heating and dehydrating in a temperature range of 550 to 850 ° C. More preferred.
[0083]
In particular, when heat-dehydrating at a high temperature of 550 ° C. or higher, as is well known, the surface of the needle-like goethite particles may be coated with a sintering inhibitor prior to the heat-dehydration of the needle-like goethite particles. preferable.
[0084]
As sintering inhibitors, commonly used phosphorus compounds such as sodium hexametaphosphate, polyphosphoric acid, orthophosphoric acid, No. 3 water glass, silicon compounds such as sodium orthosilicate, sodium metasilicate, colloidal silica, boron such as boric acid Use aluminum salts such as compounds, aluminum acetate, aluminum sulfate, aluminum chloride, and aluminum nitrate, alkali aluminates such as sodium aluminate, aluminum compounds such as alumina sol and aluminum hydroxide, and zirconium compounds such as zirconium oxysulfate. Can do.
[0085]
The amount of the sintering inhibitor present on the surface of the acicular goethite particles varies depending on the type and amount of the sintering inhibitor, the pH value in the alkaline aqueous solution, the heat treatment temperature, etc. About 0.05 to 10% by weight is preferable.
[0086]
Needle-like goethite particle powder whose particle surface is coated with a sintering inhibitor is usually 500 to 2000 ppm of soluble sodium salt in terms of Na and SO in soluble sulfate.FourIt contains 300 to 3000 ppm in terms of conversion, and the BET specific surface area value is 50 to 250 m.2/ G or so. The coating treatment with the sintering inhibitor may be performed by adding the sintering inhibitor to an aqueous suspension containing acicular goethite particles, mixing and stirring, and then filtering, washing, and drying.
[0087]
In order to obtain high-density needle-like hematite particles that retain the particle shape of the needle-like goethite particles, the needle-like goethite particles are preliminarily heat-treated at 250 to 550 ° C. at low temperature and contain zirconium inside the particles. It is preferable to obtain density acicular hematite particles and then heat-treat the low density acicular hematite particles at a temperature of 550 to 800 ° C.
[0088]
If the temperature during low-temperature heating is less than 250 ° C., the dehydration reaction takes a long time. When the temperature during low-temperature heating exceeds 500 ° C., a dehydration reaction occurs abruptly, and the shape of the particles tends to collapse, or sintering between particles tends to occur. Low density acicular hematite particles obtained by low-temperature heat treatment are obtained from goethite particles to H2O is dehydrated and is a low-density particle having many dehydration holes, and the BET specific surface area value is about 1.2 to 2 times that of the acicular goethite particle as a precursor. The low density hematite particle powder usually has an average major axis diameter of 0.005 to 0.30 μm, an average minor axis diameter of 0.0025 to 0.15 μm, and a BET specific surface area value of 70 to 350 m.2/ G, soluble sodium salt is 500 to 3000 ppm in terms of Na, soluble sulfate is SOFourContaining 300 to 4000 ppm in terms of conversion.
[0089]
Next, the low density hematite particle powder is heated to a high temperature at 550 ° C. or higher to obtain acicular hematite particles that have been densified. The upper limit of the heating temperature is preferably 850 ° C. When the heating temperature is less than 550 ° C., the densification tends to be insufficient, and there are a large number of dehydration pores inside and on the surface of the hematite particles, resulting in insufficient dispersibility in the vehicle. When a nonmagnetic underlayer is formed, a smooth coating film is difficult to obtain. When the heating temperature exceeds 850 ° C., the density of the hematite particles is sufficiently increased. However, since the particles and each other are sintered, the particle diameter is increased, and the coating film having a smooth surface is similarly formed. It is difficult to obtain. High-density hematite particle powder usually has a soluble sodium salt of 500 to 4000 ppm in terms of Na and a soluble sulfate salt of SO.FourIt contains 300 to 5000 ppm in terms of conversion, and the BET specific surface area value is 35 to 150 m.2/ G or so.
[0090]
Next, the high-density needle-like hematite particles are coarsely pulverized by a dry method to loosen the coarse particles, and then slurried, and then wet-pulverized to further loosen the coarse particles. The wet pulverization may be performed using a ball mill, a sand grinder, a colloid mill or the like so as to eliminate coarse grains of at least 44 μm or more. The degree of wet pulverization is 10% or less, preferably 5% or less, and more preferably 0% for coarse particles of 44 μm or more. When coarse particles of 44 μm or more remain exceeding 10%, it is difficult to obtain a treatment effect in an aqueous alkaline solution in the next step.
[0091]
The slurry containing the high-density needle-like hematite particles from which coarse particles have been removed is heated at a temperature of 80 ° C. or higher after adding an alkaline aqueous solution such as sodium hydroxide to the slurry to adjust the pH value to 13 or higher.
[0092]
The concentration of the alkaline suspension having a pH value of 13 or more containing the high-density needle-like hematite particle powder is preferably 50 to 250 g / l.
[0093]
When the pH value in an alkaline suspension containing high-density needle-like hematite particle powder is less than 13, solid cross-linking caused by the sintering inhibitor present on the particle surface of the hematite particles can be effectively removed. Therefore, it is impossible to wash out soluble sodium salts, soluble sulfates, etc. present in the particle interior and on the particle surface. The upper limit of the pH value is about 14. Removal of solid cross-linking caused by sintering inhibitors existing on the surface of hematite particles, the effect of washing out soluble sodium salts, soluble sulfates, etc. Considering the cleaning effect for removal, the pH value is preferably in the range of 13.1 to 13.9.
[0094]
The heating temperature of the alkaline aqueous solution having a pH value of 13 or more containing the high-density needle-like hematite particle powder is preferably 80 ° C. or more, more preferably 90 ° C. or more. When the temperature is lower than 80 ° C., it is difficult to effectively remove the solid crosslinking caused by the sintering inhibitor existing on the surface of the hematite particles. The upper limit of the heating temperature is preferably 103 ° C, more preferably 100 ° C. When the temperature exceeds 103 ° C., the solid cross-linking can be effectively removed, but an autoclave or the like is required, and under normal pressure, the liquid to be treated boils and is not industrially advantageous.
[0095]
High-density needle-shaped hematite particles heat-treated in an aqueous alkaline solution are separated by filtration and washed with water in the usual manner, so that the soluble sodium salt or soluble sulfate salt washed out from the inside of the particle or the surface of the particle, or the hematite particles during the aqueous alkaline treatment The alkali such as sodium attached to the surface is removed and then dried.
[0096]
By the method described above, acicular hematite particles containing zirconium inside the particles in the present invention can be obtained.
[0097]
As a water washing method, if a method commonly used in industry such as a method of washing by decantation, a method of washing by a dilution method using a filter thickener, a method of washing by passing water through a filter press, etc. is used. Good.
[0098]
If the soluble sodium salt or soluble sulfate contained in the high-density hematite particles is washed out with water, the subsequent steps, for example, in the coating treatment step to be described later, on the particle surface of the hematite particles. Even if soluble sodium salt or soluble sulfate is adhered, it can be easily removed by washing with water.
[0099]
The needle-like hematite particles in the present invention are heat-treated in an alkaline aqueous solution, if necessary, and then filtered and washed by a conventional method, and then aluminum hydroxide, aluminum oxide, silicon hydroxide and silicon. It can be coated with at least one of the following oxides.
[0100]
The coating treatment is performed by adding an aluminum compound, a silicon compound or both of the compounds to an aqueous suspension obtained by dispersing a cake, slurry, or dry powder of acicular hematite particles in an aqueous solution, and mixing and stirring, or If necessary, the surface of the needle-shaped hematite particles is coated with aluminum hydroxide, aluminum oxide, silicon hydroxide and silicon oxide by adjusting the pH value. Separately, it may be washed, dried and pulverized. If necessary, a deaeration / consolidation process may be further performed.
[0101]
As the aluminum compound in the present invention, the same as the above-mentioned sintering inhibitor can be used.
[0102]
The addition amount of the aluminum compound is 0.01 to 50% by weight in terms of Al with respect to the acicular hematite particle powder. When the amount is less than 0.01% by weight, the obtained needle-like hematite particle powder is not sufficiently dispersed in the vehicle. When the amount exceeds 50% by weight, the coating effect is saturated. There is no meaning to do.
[0103]
As the silicon compound in the present invention, the same compounds as the above-mentioned sintering inhibitor can be used.
[0104]
The amount of silicon compound added is SiO to acicular hematite particle powder.2It is 0.01 to 50% by weight in terms of conversion. When the amount is less than 0.01% by weight, the obtained needle-like hematite particle powder is not sufficiently dispersed in the vehicle. When the amount exceeds 50% by weight, the coating effect is saturated. There is no meaning to do.
[0105]
When an aluminum compound and a silicon compound are used in combination, the equivalent amount of Al and SiO2The total amount with the converted amount is preferably 0.01 to 50% by weight.
[0106]
Next, a method for manufacturing a magnetic recording medium according to the present invention will be described.
[0107]
The magnetic recording medium according to the present invention comprises a nonmagnetic underlayer formed on a nonmagnetic support and a metal magnetic particle powder mainly composed of iron in which aluminum is present, a binder resin, and a solvent. It is obtained by applying a magnetic coating composition to form a coating film and then drying to form a magnetic recording layer.
[0108]
As the solvent used in the production of the magnetic paint, the solvent used for forming the nonmagnetic underlayer can be used.
[0109]
The total amount of the solvent used is 65 to 1000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the metal magnetic particle powder mainly composed of iron in which aluminum is present. If it is less than 65 parts by weight, the viscosity becomes too high when it is used as a magnetic coating material, making application difficult. When it exceeds 1000 parts by weight, the volatilization amount of the solvent at the time of forming the coating film becomes too large, which is industrially disadvantageous.
[0110]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A typical embodiment of the present invention is as follows.
[0111]
As for the remaining amount of the sieve after wet dispersion, the slurry concentration after wet pulverization is separately obtained, and an amount of slurry equivalent to 100 g of hematite solid content is passed through a sieve of 325 mesh (aperture 44 μm) to leave the hematite remaining in the sieve. It was determined by quantifying the amount of solids.
[0112]
The average major axis diameter and average minor axis diameter of the particles are the major axis diameter and minor axis diameter of about 350 particles shown in the photograph obtained by enlarging the electron micrograph (× 30000) four times in the vertical and horizontal directions, respectively. Each was measured and indicated by its average value. The axial ratio is the ratio of the average major axis diameter to the average minor axis diameter.
[0113]
Geometric standard deviation of major axis diameter of particle powder (σg) Is a value obtained by the following method. That is, the value obtained by measuring the major axis diameter of the particles shown in the above enlarged photograph is calculated on the basis of the actual major axis diameter and the number of particles calculated from the measured values, and the horizontal axis on the log normal probability paper according to a statistical method. The major axis diameter of the particles is plotted on the vertical axis, and the cumulative number of particles belonging to each of the predetermined major axis diameter sections (under the integrated sieve) is plotted in percentage on the vertical axis. Then, from this graph, the value of the major axis diameter corresponding to the number of particles of 50% and 84.13% is read, and the geometric standard deviation value (σg) = Long axis diameter at 84.13% under accumulated sieve / Value calculated according to major axis diameter (geometric mean diameter) at 50% under accumulated sieve. The smaller the geometric standard deviation value, the better the particle size distribution of the major axis diameter of the particles.
[0114]
The specific surface area of the particle powder was shown as a value measured by the BET method.
[0115]
As described above, the degree of densification of the acicular hematite particle powder is SBET/ STEMIt showed in. Where SBETIs the value of the specific surface area measured by the BET method. STEMIs a value calculated according to the following formula, assuming that the particles are rectangular parallelepiped using the average major axis diameter lcm and the average minor axis diameter wcm of the particles measured from the electron micrograph.
[0116]
STEM(M2/ G) = [(4lw + 2w2) / (Lw2・ Ρp)] × 10-Four
(However, ρpIs the true specific gravity of hematite, 5.2 g / cmThreeWas used. )
[0117]
The amount of each of Zr, Al, Si, P, B, and Nd present inside or on the surface of acicular hematite particles or acicular metal magnetic particles mainly composed of iron was measured by fluorescent X-ray analysis.
[0118]
The pH value of the powder was measured by weighing 5 g of a sample into a 300 ml Erlenmeyer flask, adding 100 ml of boiled pure water, heating and holding the boiled state for about 5 minutes, then plugging it and letting it cool to room temperature. After adding water corresponding to the above, stoppered again, shaken for 1 minute, allowed to stand for 5 minutes, and then measured the pH of the obtained supernatant according to JIS Z 8802-7. It was.
[0119]
The content of the soluble sodium salt and the content of the soluble sulfate were determined by changing the supernatant prepared for measurement of the powder pH value as No. Filter using 5C filter paper and add Na in the filtrate.+And SOFour 2-Was measured using an inductively coupled plasma optical emission spectrometer (manufactured by Seiko Instruments Inc.).
[0120]
The viscosity of the paint is measured by using an E-type viscometer EMD-R (manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd.), and the shear rate D = 1.92 sec.-1It was shown by the value in.
[0121]
The resin adsorption strength (T) indicates the degree to which the resin is adsorbed by acicular hematite particles or acicular metal magnetic particles mainly composed of iron, and the T% obtained by the following method is closer to 100. The resin is strongly adsorbed on the surface of acicular hematite particles or acicular metal magnetic particles mainly composed of iron, indicating that the resin is good.
[0122]
First, the resin adsorption amount Wa is obtained.
[0123]
A mixed solvent (27.0 g of methyl ethyl ketone, 16.2 ml of toluene) in which 20 g of acicular hematite particle powder or 20 g of acicular metal magnetic particle powder mainly containing iron and 2 g of vinyl chloride-vinyl acetate copolymer resin having sodium sulfonate group are dissolved. 2 g, 10.8 g of cyclohexanone) and 56 g of 3 mmφ steel beads are placed in a 100 ml plastic bottle and mixed and dispersed in a paint shaker for 60 minutes.
[0124]
Next, 50 g of this coating composition is taken out, put into a 50 ml settling tube, and centrifuged at 10000 rpm for 15 minutes to separate the solid portion and the solvent portion. Then, the resin solid content concentration contained in the solvent portion is quantified by a gravimetric method, and the amount of resin present in the solid portion is obtained by subtracting it from the charged resin amount, and this is based on acicular hematite particle powder or iron as the main component. It is set as resin adsorption amount Wa (mg / g) with respect to acicular metal magnetic particle powder.
[0125]
Next, only the solid part separated previously was taken out into a 100 ml tall beaker, and 50 g of a mixed solvent (methyl ethyl ketone 25.0 g, toluene 15.0 g, cyclohexanone 10.0 g) was added thereto, and ultrasonic dispersion was performed for 15 minutes. After making it into a suspended state, it is placed in a 50 ml settling tube and centrifuged at 10,000 rpm for 15 minutes to separate the solid portion and the solvent portion. Then, by measuring the resin solid content concentration in the solvent portion, the amount of resin extracted into the solvent phase out of the resin adsorbed on the surface of acicular hematite particles or acicular metal magnetic particles mainly composed of iron is calculated. Quantify.
[0126]
Further, the operation from taking out the total amount of only the solid portion into a 100 ml tall beaker to determining the amount of the resin dissolved in the solvent phase was repeated twice, and the total amount We (mg of resin extracted in the solvent phase was totaled 3 times. / G), and the value obtained according to the following formula was defined as the resin adsorption strength T (%).
[0127]
T (%) = [(Wa-We) / Wa] × 100
[0128]
The glossiness of the coating surface of the nonmagnetic underlayer and magnetic recording layer was determined by measuring the 45 ° glossiness of the coating using “Gloss Meter UGV-5D” (manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.).
[0129]
Surface roughness Ra measured the centerline average roughness of the coating film using "Surfcom-575A" (made by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.).
[0130]
The durability of the magnetic recording medium was evaluated by determining the following running durability and scratch characteristics.
[0131]
The running durability was evaluated based on the actual moving time at a load of 200 gw and a relative speed of the head and the tape of 16 m / s, using “Media Durability Tester MDT-3000” (manufactured by Steinberg Associates). The longer the actual movable time, the better the running durability.
[0132]
For the scratch characteristics, the surface of the tape after running was observed with a microscope, the presence or absence of the scratch was visually evaluated, and the following four grades were evaluated.
A: No scratch
B: Some scratches
C: Scratch
D: Severe scratches
[0134]
The coating film strength was obtained by measuring the Young's modulus of the coating film using “Autograph” (manufactured by Shimadzu Corporation). The Young's modulus was expressed as a relative value with a commercially available video tape “AV T-120 (manufactured by Victor Company of Japan)”. It shows that it is so favorable that a relative value is high.
[0135]
The magnetic characteristics were measured using a “vibrating sample magnetometer VSM-3S-15” (manufactured by Toei Kogyo Co., Ltd.) up to an external magnetic field of 10 KOe.
[0136]
The change over time in the magnetic properties of the magnetic recording medium accompanying the corrosion of the metal magnetic particle powder containing iron as a main component in the magnetic recording layer is that the magnetic recording medium is left for 14 days in an environment of a temperature of 60 ° C. and a relative humidity of 90%. The coercive force value and saturation magnetic flux density value before and after standing were measured, and the value obtained by dividing the amount of change by the value before standing was expressed as a percentage.
[0137]
The degree of light transmission is indicated by a linear absorption coefficient calculated by inserting the value of light transmittance measured for a magnetic recording medium using a “self-recording spectrophotometer UV-2100” (manufactured by Shimadzu Corporation) into the following equation. It was. The larger the value of the linear absorption coefficient, the harder it is to transmit light.
[0138]
In measuring the value of light transmittance, the same nonmagnetic support as the nonmagnetic support used in the magnetic recording medium was used as a blank.
[0139]
Linear absorption coefficient (μm-1) = [Ln (1 / t)] / FT
t: Light transmittance at λ = 900 nm (−)
FT: Thickness (μm) of coating layer of film used for measurement (total thickness of nonmagnetic underlayer and magnetic recording layer)
[0140]
The thicknesses of the nonmagnetic support, the nonmagnetic underlayer and the magnetic recording layer constituting the magnetic recording medium were measured as follows.
First, the film thickness (A) of the nonmagnetic support is measured using a digital electronic micrometer K351C (manufactured by Anritsu Electric Co., Ltd.). Next, the thickness (B) of the nonmagnetic support and the nonmagnetic underlayer formed on the nonmagnetic support (the sum of the thickness of the nonmagnetic support and the nonmagnetic underlayer) was measured in the same manner. To do. Further, the thickness (C) of the magnetic recording medium obtained by forming the magnetic recording layer on the nonmagnetic underlayer (the sum of the thickness of the nonmagnetic support, the thickness of the nonmagnetic underlayer, and the thickness of the magnetic recording layer). ) Is measured in the same manner. The thickness of the nonmagnetic underlayer is indicated by B-A, and the thickness of the magnetic recording layer is indicated by CB.
[0141]
<Production of spindle-shaped hematite particles>
Using a ferrous sulfate aqueous solution, a zirconium oxysulfate aqueous solution, and a sodium carbonate aqueous solution, 2.56% by weight of zirconium in terms of Zr obtained by the above goethite particle production method (2) is uniformly contained inside the particles. Spindle-shaped goethite particles (average major axis diameter 0.189 μm, average minor axis diameter 0.0207 μm, axial ratio 9.1, BET specific surface area value 141.3 m2/ G, soluble sodium salt content is 1380 ppm in terms of Na, soluble sulfate content is SOFourIn conversion, 821 ppm, powder pH value 5.9 and geometric standard deviation value 1.33) 1200 g were suspended in water to form a slurry, and the solid content concentration was adjusted to 8 g / l. 150 l of this slurry was heated to a temperature of 60 ° C., and 0.1N NaOH aqueous solution was added to adjust the pH value of the slurry to 10.0.
[0142]
Next, 30.0 g of No. 3 water glass was gradually added to the alkaline slurry as a sintering inhibitor. After the addition was completed, aging was performed for 60 minutes. Next, a 0.1N acetic acid solution was added to the slurry to adjust the pH value of the slurry to 6.0. Thereafter, filtration, washing, drying, and pulverization were performed by a conventional method to obtain spindle-shaped goethite particle powder in which a silicon oxide was coated on the particle surface. Silicon content is SiO2It was 0.69% by weight in terms of conversion.
[0143]
1000 g of the obtained spindle-shaped goethite particle powder was put into a stainless steel rotary furnace and dehydrated by heat treatment at 340 ° C. for 30 minutes in the air while being rotated to obtain low-density spindle-shaped hematite particles. The obtained low-density spindle-shaped hematite particles containing zirconium have an average major axis diameter of 0.151 μm, an average minor axis diameter of 0.0198 μm, an axial ratio of 7.6, and a BET specific surface area value (SBET) 159.8m2/ G, density degree SBET/ STEMIs 3.86, the content of soluble sodium salt is 2123 ppm in terms of Na, and the content of soluble sulfate is SOFour1016ppm in terms of conversion, zirconium content is 2.81% by weight in terms of Zr, silicon content is SiO2The conversion was 0.75% by weight, the powder pH value was 6.0, and the geometric standard deviation value was 1.34.
[0144]
Next, 850 g of the low-density spindle-shaped hematite particle powder was put into a ceramic rotary furnace, and heat-treated at 650 ° C. for 30 minutes in the air while being driven to rotate, thereby sealing the dehydration holes. The densified spindle-shaped hematite particles have an average major axis diameter of 0.150 μm, an average minor axis diameter of 0.0200 μm, an axial ratio of 7.5, and a BET specific surface area value (SBET) Is 51.6m2/ G, degree of densification SBET/ STEM1.26, soluble sodium salt content 3104 ppm in terms of Na, soluble sulfate content SOFourThe conversion was 2656 ppm, the powder pH value was 5.1, and the geometric standard deviation value was 1.34. The zirconium content is 2.81% by weight in terms of Zr, and the silicon content is SiO.2It was 0.75% by weight in terms of conversion. The resin adsorption strength was 54.5%.
[0145]
After 800 g of the obtained high-density spindle-shaped hematite particle powder was coarsely pulverized in advance with a Nara type pulverizer, it was put into 4.7 l of pure water and peptized for 60 minutes using a homomixer (made by Tokushu Kika Kogyo) did.
[0146]
Next, the obtained slurry of high-density spindle-shaped hematite particles was mixed and dispersed for 3 hours at a shaft rotational speed of 2000 rpm while circulating through a horizontal SGM (Dispamat SL: manufactured by ESC Adchem). The sieve residue in the 325 mesh (aperture 44 μm) of the spindle-shaped hematite particles in the obtained slurry was 0%.
[0147]
The concentration of the resulting high-density spindle-shaped hematite particle slurry was 100 g / l, and 7 l of the slurry was collected. While stirring this slurry, 6N NaOH aqueous solution was added to adjust the pH value of the slurry to 13.5. Next, this slurry was heated with stirring to a temperature of 95 ° C. and held at that temperature for 3 hours.
[0148]
Next, this slurry was washed with water by a decantation method to obtain a slurry having a pH value of 10.5. To ensure accuracy, the slurry concentration at this point was confirmed to be 98 g / l.
[0149]
Next, 2 l of the obtained water washing slurry was filtered using a Buchner funnel, pure water was passed through, and the filtrate was washed with water until the electric conductivity of the filtrate became 30 μs or less. Thus, spindle-shaped hematite particle powder was obtained. The obtained spindle-shaped hematite particle powder uniformly containing 2.81% by weight of zirconium in terms of Zr inside has a major axis diameter of 0.150 μm, a minor axis diameter of 0.0199 μm, and an axial ratio of 7 .5, Geometric standard deviation value σ of particle size (major axis diameter)g1.34, BET specific surface area value (SBET) Is 50.9m2/ G, degree of densification (SBET/ STEM) Is 1.23, the powder pH value is 9.3, the content of soluble sodium salt is 96 ppm in terms of Na, and the content of soluble sulfate is SOFourIt was 21 ppm in terms of conversion. The resin adsorption strength was 76.5%.
[0150]
<Manufacture of nonmagnetic underlayer>
12 g of spindle-shaped hematite particle powder uniformly containing 2.81% by weight of zirconium in terms of Zr obtained above and binder resin solution (vinyl chloride-vinyl acetate copolymer having sodium sulfonate group) 30% by weight of resin, 70% by weight of cyclohexanone) and cyclohexanone were mixed to obtain a mixture (solid content rate 72%), and this mixture was further kneaded with a plastmill for 30 minutes to obtain a kneaded product.
[0151]
This kneaded product is placed in a 140 ml glass bottle with 95 g of 1.5 mmφ glass beads, a binder resin solution (30% by weight of a polyurethane resin having a sodium sulfonate group, 70% by weight of a solvent (methyl ethyl ketone: toluene = 1: 1)), cyclohexanone, methyl ethyl ketone and It was added together with toluene and mixed and dispersed for 6 hours with a paint shaker to obtain a coating composition.
[0152]
The composition of the paint containing the obtained spindle-shaped hematite particles was as follows.
Spindle-shaped hematite particle powder 100 parts by weight
Has sodium sulfonate group
10 parts by weight of vinyl chloride-vinyl acetate copolymer resin
10 parts by weight of polyurethane resin having sodium sulfonate group
44.6 parts by weight of cyclohexanone
Methyl ethyl ketone 111.4 parts by weight
66.9 parts by weight of toluene
[0153]
The obtained paint containing hematite particles was applied on a polyethylene terephthalate film having a thickness of 12 μm to a thickness of 55 μm using an applicator, and then dried to form a nonmagnetic underlayer. The thickness of the nonmagnetic underlayer was 3.5 μm.
[0154]
The obtained nonmagnetic underlayer had a glossiness of 207%, a surface roughness Ra of 6.3 nm, and a Young's modulus (relative value) of the substrate of 130.
[0155]
<Manufacture of magnetic recording layer>
In the center of the particle, 1.26% by weight in terms of Al, 0.81% by weight in terms of Al in the surface layer part, and 0.96% by weight in terms of Al in the surface coating part, and Nd = 0. Needle-like metal magnetic particle powder containing iron as a main component present in an amount of 56% by weight (average major axis diameter 0.110 μm, average minor axis diameter 0.0146 μm, axial ratio 7.5,
Coercive force 1911 Oe, saturation magnetization 136.5 emu / g, geometric standard deviation 1.36, resin adsorption strength 82.2%) 12 g, abrasive (trade name: AKP-30, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) 1.2 g Carbon black (trade name: # 3250B, manufactured by Mitsubishi Kasei Co., Ltd.) 0.36 g, binder resin solution (30% by weight vinyl chloride-vinyl acetate copolymer resin having sodium sulfonate group and 70% by weight cyclohexanone) and Cyclohexanone was mixed to obtain a mixture (solid content ratio 78%), and this mixture was further kneaded with a plastmill for 30 minutes to obtain a kneaded product.
[0156]
This kneaded product is placed in a 140 ml glass bottle with 95 g of 1.5 mmφ glass beads, a binder resin solution (30% by weight of a polyurethane resin having a sodium sulfonate group, 70% by weight of a solvent (methyl ethyl ketone: toluene = 1: 1)), cyclohexanone, methyl ethyl ketone and It was added together with toluene, and mixed and dispersed for 6 hours with a paint shaker to obtain a magnetic paint. Then, a lubricant and a curing agent were added, and further mixed and dispersed for 15 minutes with a paint shaker.
[0157]
The composition of the obtained magnetic paint was as follows.
100.0 parts by weight of metal magnetic particle powder mainly composed of iron
Has sodium sulfonate group
Vinyl chloride-vinyl acetate copolymer resin 10.0 parts by weight
10.0 parts by weight of polyurethane resin having sodium sulfonate group
Abrasive (AKP-30) 10.0 parts by weight
Carbon black (# 3250B) 3.0 parts by weight
Lubricant (myristic acid: butyl stearate = 1: 2) 3.0 parts by weight
Curing agent (polyisocyanate) 5.0 parts by weight
65.8 parts by weight of cyclohexanone
Methyl ethyl ketone 164.5 parts by weight
98.7 parts by weight of toluene
[0158]
After applying a magnetic coating on the nonmagnetic underlayer to a thickness of 15 μm using an applicator, orientation and drying in a magnetic field, followed by calendering, a curing reaction is performed at 60 ° C. for 24 hours. A magnetic tape was obtained by slitting to a width of 0.5 inch. The thickness of the magnetic recording layer was 1.1 μm.
[0159]
The magnetic tape obtained by forming the magnetic recording layer on the nonmagnetic underlayer has an Hc of 1983 Oe, a squareness ratio (Br / Bm) of 0.88, a glossiness of 228%, and a surface roughness Ra of 6. 0.1 nm, Young's modulus (relative value) of 132, linear absorption coefficient of 1.24 μm-1The running durability was 30 minutes or more, and the scratch property was A.
[0160]
The changes over time in the magnetic properties of the magnetic tape were 3.1% for the coercive force and 2.7% for the saturation magnetic flux density Bm.
[0161]
[Action]
The most important point in the present invention consists of acicular hematite particles containing 0.05 to 30% by weight of zirconium in terms of Zr inside the particles, the average major axis diameter is 0.3 μm or less, The body pH value is 8 or more, the content of soluble sodium is 300 ppm or less in terms of Na, and the content of soluble sulfate is SOFourWhen the acicular hematite particle powder having a conversion of 150 ppm or less is used as the non-magnetic particle powder for the non-magnetic underlayer, the dispersibility in the binder resin is excellent. The surface smoothness of the base layer and the strength of the substrate can be improved, and a magnetic recording layer using acicular metal magnetic particle powder mainly composed of iron in which aluminum is present is provided on the nonmagnetic underlayer. In this case, the magnetic recording layer has a low light transmittance, a high strength, a smoother surface, and a more durable magnetic recording medium. This is the fact that it is possible to suppress the deterioration of magnetic properties due to the corrosion of the metal magnetic particle powder mainly composed of iron in which the dispersed aluminum is present.
[0162]
Regarding the reason why the surface smoothness of the non-magnetic underlayer and the strength of the substrate could be further improved, the present inventor found that soluble sodium causing high-density acicular hematite particles to be firmly crosslinked and aggregated Due to the fact that the salt and soluble sulfate can be sufficiently washed away, the agglomerates can be unraveled into substantially independent particles, resulting in dispersibility in the vehicle. Is considered to be due to obtaining excellent needle-like hematite particle powder.
[0163]
The fact that the acicular hematite particle powder in the present invention is excellent in dispersibility in the vehicle will be described below.
[0164]
As described above, the acicular goethite particles used as a precursor are produced by various production methods. In any method, when the main raw material for producing acicular goethite particles is ferrous sulfate. Of course, sulfate [SOFour 2-] Are present in large quantities.
[0165]
In particular, when producing goethite particles from an acidic solution, Na2SOFourThis produces iso-water soluble sulfate and the reaction mother liquor has K+, NHFour +, Na+Since it contains an alkali metal such as an alkali metal, a precipitate containing an alkali metal or sulfate is likely to be formed.Three(SOFour) (OH)6(R = K+, NHFour +, Na+). These precipitates are sparingly soluble sulfur-containing iron salts and cannot be removed by conventional water washing. This hardly soluble salt becomes a soluble sodium salt or soluble sulfate in the subsequent heat treatment step, but this soluble sodium salt or soluble sulfate is in the form of needle-shaped hematite particles in the high temperature heat treatment step for densification. The anti-sintering agent, which is essential to prevent deformation and sintering between particles, is firmly bonded to the inside and the surface of the particles while cross-linking the needle-like hematite particles. Aggregation between them is further strengthened. As a result, in particular, soluble sulfates and soluble sodium salts trapped inside the particles and aggregates are extremely difficult to remove by washing with water by a conventional method.
[0166]
When producing acicular goethite particles in an alkaline aqueous solution using ferrous sulfate and sodium hydroxide, the sulfate produced simultaneously is Na2SOFourIn addition, NaOH exists in the mother liquor, and both of them are soluble, so if the needle-like goethite particles are sufficiently washed with water, essentially Na2SOFourAnd should be able to remove NaOH. However, since the crystallinity of needle-like goethite particles is generally low, the washing efficiency is poor. When washing with water by a conventional method, soluble sulfate [SOFour 2-], Soluble sodium salt [Na+] Contains water soluble content. As described above, this water-soluble component is firmly bonded to the inside and the surface of the particles while cross-linking the acicular hematite particles with the sintering inhibitor, thereby further aggregating the acicular hematite particles. Strengthen. As a result, in particular, soluble sulfates and soluble sodium salts trapped inside the particles and aggregates are extremely difficult to remove by washing with water by a conventional method.
[0167]
As described above, high-density acicular hematite particles in which soluble sodium salt or soluble sulfate is strongly bonded to the inside of the particle, the surface of the particle, or the inside of the aggregate via an anti-sintering agent, After loosening, the pH value of the slurry is adjusted to 13 or higher, and heat treatment is performed at a temperature of 80 ° C. or higher. The alkaline aqueous solution sufficiently penetrates into the particles of the high-density needle-like hematite particles. In addition, the binding strength of the sintering inhibitor strongly bonded to the inside of the agglomerates gradually weakens, dissociates from the inside of the particles, the surface of the particles and the inside of the agglomerates, and at the same time, water-soluble sodium salts and water-soluble sulfates can be easily washed away with water. It is considered to be.
[0168]
The reason why the durability of the surface of the magnetic recording layer and the magnetic recording medium has not been improved is not yet clear, but as shown in the Examples below, the present inventors have uniformly contained zirconium inside the particles, Needle-like hematite particles having a pH value of 8 or more and a low content of soluble sodium salt or soluble sulfate are used as non-magnetic particles, and needles mainly composed of iron containing aluminum Due to the synergistic effect with the use of the powdered metal magnetic particle powder as the magnetic particle, the resin adsorption strength of both the acicular hematite particle and the magnetic particle and the binder resin in the vehicle is increased. Increased adhesion between acicular hematite particles and binder resin in magnetic underlayer and adhesion of nonmagnetic underlayer itself to nonmagnetic support, magnetic particles in magnetic recording layer Are believed to be due to the synergistic effect of such that the heightened degree of adhesion with respect to the degree of adhesion and magnetic recording layer nonmagnetic underlayer itself with the binder resin.
[0169]
The present inventor has promoted the corrosion of the metal for the reason that the deterioration of the magnetic properties accompanying the corrosion of the iron-based metal magnetic particle powder in which the aluminum dispersed in the magnetic recording layer is present is suppressed. The main component of iron is that the soluble sodium salt, the soluble sulfate, and the like have a low soluble content in the high-density acicular hematite particles and the acicular hematite particles themselves have a high powder pH value of 8 or more. It is considered that the progress of the corrosion of the metal magnetic particle powder was suppressed.
[0170]
In fact, the present inventor, as shown in the examples and comparative examples described later, when heat-treating the high-density needle-like hematite particles after wet pulverization with an alkaline aqueous solution having a temperature of 80 ° C. or higher and a pH value of less than 13, When the high-density acicular hematite particles after wet pulverization are heat-treated with an alkaline aqueous solution having a temperature of less than 80 ° C. and a pH value of 13 or more, the high-density acicular hematite particles remain coarse without containing the wet pulverization. In any case of heat treatment in an alkaline aqueous solution having a temperature of 80 ° C. or higher and a pH value of 13 or higher, the corrosion of the metal magnetic particle powder mainly composed of iron in which aluminum is present is sufficiently progressed. Confirmed the phenomenon that the progress of corrosion of the metal magnetic particle powder containing iron as the main component can be suppressed by the synergistic effect that the soluble content is low and the powder pH value is 8 or more because it cannot be suppressed. To have.
[0171]
【Example】
Next, examples and comparative examples are given.
[0172]
<Types of acicular goethite particle powder>
The following starting materials A to E were prepared as precursors for producing acicular hematite particles.
[0173]
[Table 1]
Figure 0003656700
[0174]
<Production of low density acicular hematite particle powder>
Examples 1-9 and Comparative Examples 1-14
Low density as in the above-described embodiment of the present invention, except that the type of acicular goethite particle powder as a starting material, the presence or absence of a sintering inhibitor, the type and addition amount, the heat dehydration temperature and time are variously changed. Acicular hematite particles were obtained. The particles obtained in Comparative Example 4 are goethite particles.
[0175]
Tables 2 to 5 show main manufacturing conditions and various characteristics at this time.
[0176]
[Table 2]
Figure 0003656700
[0177]
[Table 3]
Figure 0003656700
[0178]
[Table 4]
Figure 0003656700
[0179]
[Table 5]
Figure 0003656700
[0180]
<Production of high density acicular hematite particle powder>
Examples 10-18 and Comparative Examples 15-27
High-density needle-like hematite particles were obtained in the same manner as in the embodiment of the present invention, except that the kind of low-density needle-like hematite particles, the temperature and time of the densification heat treatment were variously changed.
[0181]
Tables 6 and 7 show the main production conditions and various characteristics at this time.
[0182]
[Table 6]
Figure 0003656700
[0183]
[Table 7]
Figure 0003656700
[0184]
<Treatment of acicular hematite particles in aqueous alkali solution>
Examples 19-27 and Comparative Examples 28-35
Except for various changes in the type of high-density acicular hematite particle powder, presence or absence of wet pulverization, presence or absence of heat treatment in an alkaline aqueous solution, slurry pH value, heating temperature and heating time, Similarly, acicular hematite particles were obtained.
[0185]
Tables 8 to 11 show main manufacturing conditions and various characteristics at this time.
[0186]
[Table 8]
Figure 0003656700
[0187]
[Table 9]
Figure 0003656700
[0188]
[Table 10]
Figure 0003656700
[0189]
[Table 11]
Figure 0003656700
[0190]
<Surface coating treatment of acicular hematite particles>
Example 28
The slurry having a pH value of 10.5 in Example 19 obtained by washing with water by a decantation method after heat treatment in an alkaline aqueous solution had a slurry concentration of 98 g / l. 5 l of this slurry was heated again to 60 ° C., and 272 ml of 1.0 N sodium aluminate aqueous solution (corresponding to 1.5 wt% in terms of Al with respect to acicular hematite particles) was added to this slurry, and held for 30 minutes. Then, the pH value was adjusted to 8.5 using acetic acid. Next, in the same manner as in the above-described embodiment of the present invention, filtration, washing, drying, and pulverization were performed to obtain acicular hematite particle powders whose particle surfaces were coated with aluminum oxide.
[0191]
Tables 12 and 13 show the main production conditions and various characteristics at this time.
[0192]
Examples 29-36
Surface-coated needle-like hematite particles were obtained in the same manner as in Example 28 except that the kind of needle-like hematite particles, the kind of surface-treated product, and the amount added were varied.
[0193]
Tables 12 and 13 show the main production conditions and various characteristics at this time.
[0194]
[Table 12]
Figure 0003656700
[0195]
[Table 13]
Figure 0003656700
[0196]
<Manufacture of nonmagnetic underlayer>
Examples 37-54 and Comparative Examples 36-50
The present invention using the acicular hematite particles obtained in Examples 19 to 36, the acicular goethite particles of the starting material E, and the acicular hematite particles obtained in Comparative Examples 3, 15 to 18, 23, and 28 to 35. A nonmagnetic underlayer was obtained in the same manner as in the above embodiment.
[0197]
Tables 14 and 15 show the main manufacturing conditions and various characteristics at this time.
[0198]
[Table 14]
Figure 0003656700
[0199]
[Table 15]
Figure 0003656700
[0200]
<Manufacture of magnetic recording medium using metal magnetic particle powder containing iron as main component>
Examples 55-72 and Comparative Examples 51-65
First, metal magnetic particle powders (a) to (d) mainly comprising four types of iron shown in Table 16 were prepared.
[0201]
[Table 16]
Figure 0003656700
[0202]
A metal magnetic powder containing iron as a main component is the same as the embodiment of the present invention except that the type of nonmagnetic underlayer and the type of acicular metal magnetic particle powder containing iron as a main component are variously changed. The magnetic recording medium used is manufactured.
[0203]
Tables 17 and 18 show the main manufacturing conditions and various characteristics at this time.
[0204]
[Table 17]
Figure 0003656700
[0205]
[Table 18]
Figure 0003656700
[0206]
【The invention's effect】
The magnetic recording medium according to the present invention is a specific powder composed of acicular hematite particles containing zirconium almost uniformly inside the particles as the nonmagnetic powder for the nonmagnetic underlayer, as shown in the previous examples. Due to the use of needle-like hematite particles having a pH value and a soluble salt, in particular, a low amount of soluble sulfate, it is possible to obtain a nonmagnetic underlayer having superior strength and surface properties as a substrate. In addition, when the nonmagnetic underlayer is used as a magnetic recording medium, it is possible to obtain a magnetic recording medium having low light transmittance, high strength, and smoother surface, and nonmagnetic underlayer for nonmagnetic underlayer. There is aluminum in the magnetic recording layer due to the use of needle-like hematite particles having a specific powder pH value and a low soluble salt, particularly a low amount of soluble sulfate. It is possible to suppress the deterioration of the magnetic properties with the iron being in corrosion of acicular magnetic metal particles as a main component.
[0207]
The magnetic recording medium according to the present invention uses a needle-like hematite particle powder composed of needle-like hematite particles uniformly containing zirconium inside the particle as the non-magnetic particle powder for the non-magnetic underlayer and magnetic recording. Magnetic recording medium for high-density recording because it has superior durability due to the use of acicular metal magnetic particle powder mainly composed of iron in which aluminum is present as the magnetic particle powder for layer Is preferable.

Claims (2)

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は粒子内部にZr換算で0.05〜30重量%のジルコニウムを含有している針状ヘマタイト粒子からなり、平均長軸径が0.3μm以下であって、粉体pH値が8以上、且つ、可溶性ナトリウム塩の含有量がNa換算で300ppm以下、可溶性硫酸塩の含有量がSO4 換算で150ppm以下である針状ヘマタイト粒子粉末であり、前記磁性粒子粉末はAl換算で0.05〜10重量%のアルミニウムが存在している鉄を主成分とする針状金属磁性粒子粉末であることを特徴とする磁気記録媒体。A nonmagnetic underlayer comprising a nonmagnetic support, a nonmagnetic particle powder and a binder resin formed on the nonmagnetic support, and a magnetic particle powder and a binder resin formed on the nonmagnetic underlayer In a magnetic recording medium comprising a magnetic recording layer, the nonmagnetic particle powder is composed of acicular hematite particles containing 0.05 to 30% by weight of zirconium in terms of Zr, and has an average major axis diameter of 0. Acicular hematite particles having a powder pH value of 8 or more, a soluble sodium salt content of 300 ppm or less in terms of Na, and a soluble sulfate content of 150 ppm or less in terms of SO 4 The magnetic particle powder is a needle-like metal magnetic particle powder whose main component is iron in which 0.05 to 10% by weight of aluminum is present in terms of Al. 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は粒子内部にZr換算で0.05〜30重量%のジルコニウムを含有し、且つ、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る針状ヘマタイト粒子からなり、平均長軸径が0.3μm以下であって、粉体pH値が8以上、且つ、可溶性ナトリウム塩の含有量がNa換算で300ppm以下、可溶性硫酸塩の含有量がSO4 換算で150ppm以下である針状ヘマタイト粒子粉末であり、前記磁性粒子粉末はAl換算で0.05〜10重量%のアルミニウムが存在している鉄を主成分とする針状金属磁性粒子粉末であることを特徴とする磁気記録媒体。A nonmagnetic underlayer comprising a nonmagnetic support, a nonmagnetic particle powder and a binder resin formed on the nonmagnetic support, and a magnetic particle powder and a binder resin formed on the nonmagnetic underlayer In the magnetic recording medium comprising a magnetic recording layer, the non-magnetic particle powder contains 0.05 to 30% by weight of zirconium in terms of Zr, and is a hydroxide of aluminum, an oxide of aluminum, silicon A needle-like hematite particle whose particle surface is coated with at least one of a hydroxide and a silicon oxide, an average major axis diameter of 0.3 μm or less, a powder pH value of 8 or more, and The acicular hematite particle powder has a soluble sodium salt content of 300 ppm or less in terms of Na and a soluble sulfate content of 150 ppm or less in terms of SO 4 , and the magnetic particle powder is 0 in terms of Al. A magnetic recording medium, characterized in that it is a needle-like metal magnetic particle powder mainly composed of iron in which 05 to 10% by weight of aluminum is present.
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