JP4366551B2 - 磁気記録媒体の非磁性下地層用針状非磁性粒子粉末並びに磁気記録媒体 - Google Patents
磁気記録媒体の非磁性下地層用針状非磁性粒子粉末並びに磁気記録媒体 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4366551B2 JP4366551B2 JP2000131866A JP2000131866A JP4366551B2 JP 4366551 B2 JP4366551 B2 JP 4366551B2 JP 2000131866 A JP2000131866 A JP 2000131866A JP 2000131866 A JP2000131866 A JP 2000131866A JP 4366551 B2 JP4366551 B2 JP 4366551B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- particle powder
- acicular
- weight
- carbon black
- magnetic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/62—Record carriers characterised by the selection of the material
- G11B5/73—Base layers, i.e. all non-magnetic layers lying under a lowermost magnetic recording layer, e.g. including any non-magnetic layer in between a first magnetic recording layer and either an underlying substrate or a soft magnetic underlayer
- G11B5/733—Base layers, i.e. all non-magnetic layers lying under a lowermost magnetic recording layer, e.g. including any non-magnetic layer in between a first magnetic recording layer and either an underlying substrate or a soft magnetic underlayer characterised by the addition of non-magnetic particles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/22—Compounds of iron
- C09C1/24—Oxides of iron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
- C09C3/006—Combinations of treatments provided for in groups C09C3/04 - C09C3/12
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
- C09C3/12—Treatment with organosilicon compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
- C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
- C01P2004/04—Particle morphology depicted by an image obtained by TEM, STEM, STM or AFM
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/10—Particle morphology extending in one dimension, e.g. needle-like
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/20—Particle morphology extending in two dimensions, e.g. plate-like
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/30—Particle morphology extending in three dimensions
- C01P2004/32—Spheres
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/30—Particle morphology extending in three dimensions
- C01P2004/38—Particle morphology extending in three dimensions cube-like
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/50—Agglomerated particles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/51—Particles with a specific particle size distribution
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/54—Particles characterised by their aspect ratio, i.e. the ratio of sizes in the longest to the shortest dimension
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/80—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/80—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases
- C01P2004/82—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases two phases having the same anion, e.g. both oxidic phases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/80—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases
- C01P2004/82—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases two phases having the same anion, e.g. both oxidic phases
- C01P2004/84—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases two phases having the same anion, e.g. both oxidic phases one phase coated with the other
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/80—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases
- C01P2004/82—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases two phases having the same anion, e.g. both oxidic phases
- C01P2004/84—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases two phases having the same anion, e.g. both oxidic phases one phase coated with the other
- C01P2004/86—Thin layer coatings, i.e. the coating thickness being less than 0.1 time the particle radius
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/12—Surface area
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/22—Rheological behaviour as dispersion, e.g. viscosity, sedimentation stability
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/40—Electric properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/42—Magnetic properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/60—Optical properties, e.g. expressed in CIELAB-values
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/60—Optical properties, e.g. expressed in CIELAB-values
- C01P2006/62—L* (lightness axis)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/80—Compositional purity
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/90—Other properties not specified above
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Compounds Of Iron (AREA)
- Magnetic Record Carriers (AREA)
Description
【産業上の利用分野】
本発明は、粒子表面から脱離するカーボンブラックが少ないことによってビヒクル中での分散性が優れているとともに、より優れた黒色度とより低い体積固有抵抗値を有しており、しかも、ミリスチン酸吸着量が抑制された鉄系黒色針状複合粒子粉末を提供するとともに、表面が平滑であって、より小さい光透過率とより低い表面電気抵抗値を有しており、しかも、摩擦係数が低く、走行耐久性が優れてい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】
殊に、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。
【0004】
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比を向上させるためには、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、磁気記録層の薄層化が強く要求されている。
【0005】
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。
【0006】
第二に、ベースフィルムもまた磁性層と同様に薄層化が進んでおり、その結果、ベースフィルムのスティフネス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。
【0007】
一方、現在、特にビデオテープ等の磁気記録媒体の終端判定は、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。磁気記録媒体の高性能化の要求に伴って、磁気記録層中に分散されている磁性粒子粉末が微粒子化し、磁気記録媒体が薄層化すると、磁気記録層全体の光透過率が大きくなり、ビデオデッキによる検知が困難となる。そこで、磁気記録層中にカーボンブラック微粒子粉末を磁性粒子粉末100重量部に対して通常6〜12重量部程度添加して、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中へのカーボンブラック微粒子粉末等の添加は必須となっている。
【0008】
しかし、非磁性のカーボンブラック微粒子粉末等を磁気記録層中に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、薄層化をも阻害する原因となる。磁気テープの表面からの磁化深度を浅くして、磁気テープの薄層化をより進めるためには、磁気記録層中に添加するカーボンブラック微粒子粉末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。
【0009】
そこで、磁気記録層中に添加するカーボンブラック微粒子粉末量を可及的に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、この点からも基体の改良が強く要求されている。
【0010】
更に、上述した光透過率を小さくする点からだけではなく、磁気記録媒体の表面電気抵抗値を下げる点からも磁気記録層中にカーボンブラック微粒子粉末を添加することが従来から行なわれている。
【0011】
この事実について、以下に説明する。
【0012】
磁気記録媒体の表面電気抵抗値が高い場合には、静電的な帯電量の増加を招来することともあいまって、磁気記録媒体の製造時や使用時に、磁気記録媒体の切断くずや塵埃等が磁気記録媒体表面に付着し、その結果、ドロップアウトが増加するという問題がある。
【0013】
そこで、磁気記録媒体の表面電気抵抗値を108Ω/cm2程度に低下させるために、磁気記録層中に磁性粒子粉末100重量部に対して約5重量部程度以上のカーボンブラック微粒子粉末等の導電性化合物を添加することが一般的に行なわれている。
【0014】
しかし、磁気記録層中に磁性に関与しないカーボンブラック微粒子粉末等の添加量を増加させることは、上述した通り、磁気記録媒体の電磁変換特性を低下させ、磁気記録層の薄層化を阻害する原因となる。
【0015】
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、上述した高密度記録化に加えて、更に走行性等の物理特性の改善も強く要求されている。
【0016】
磁気記録媒体の走行性は、一般に磁気記録媒体の上層に形成されている磁気記録層中に、通常磁性粒子粉末に対して0.5〜5重量%程度のミリスチン酸やステアリン酸等の脂肪酸(以下、「ミリスチン酸」とする。)を添加し、該ミリスチン酸が徐々に磁気記録層表面に浸み出す様に調整して磁気記録層表面を滑りやすくすることによって確保されている。
【0017】
磁気記録層表面に浸み出すミリスチン酸の量があまりに少ない場合には、磁気記録媒体の走行性が確保できず、一方、浸み出すミリスチン酸の量が多くなるようにミリスチン酸を磁気記録層中に多量に添加すると、磁気記録層中に分散されている磁性粒子粉末の粒子表面にミリスチン酸が優先的に吸着され、磁性粒子粉末と樹脂との吸着が阻害されるため、磁性粒子粉末のビヒクル中における分散が困難となる。更に、非磁性成分であるミリスチン酸の増量による磁気記録媒体の磁気特性の低下、ミリスチン酸が可塑剤として働くことによる磁気記録媒体の強度低下等の問題も生起することとなる。
【0018】
近時、磁気記録層の薄層化に伴って、添加可能なミリスチン酸の絶対量が低減するとともに、高密度記録化に伴って磁性粒子粉末が微粒子化してBET比表面積値が大きくなると、磁性粒子粉末の粒子表面に吸着されるミリスチン酸の量が増加するため、磁気記録層中に添加したミリスチン酸のみによって磁気記録層表面への浸み出しを調整し、磁気記録層の走行性を確保することは益々困難な状況になっている。
【0019】
そこで、特開平5−182178号公報の「【0012】本発明は、……下層非磁性層に含まれる無機質粉末と脂肪酸との相互作用を制御することにより、下層非磁性層及び上層磁性層中の脂肪酸量を制御して、上層磁性層の走行耐久性を改善する……」なる記載の通り、磁気記録層と該磁気記録層の2倍以上の層厚を有する非磁性下地層との双方で磁気記録層表面に浸み出すミリスチン酸量を良好に調整して、磁気記録媒体の走行性を確保することが強く要求されている。
【0020】
従来、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して、表面平滑でスティフネスを大きく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針状ヘマタイト粒子粉末や針状含水酸化鉄粒子粉末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号公報等)。
【0021】
非磁性下地層用の非磁性粒子粉末としては、基体の表面をより平滑化してスティフネスを大きくするためにビヒクル中への分散性等を改善する目的で粒子表面を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等で処理した非磁性粒子粉末が知られている(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)。
【0022】
磁気記録層中に添加するカーボンブラック微粒子粉末量を少なくして磁気記録媒体の光透過率を小さくするために、非磁性下地層用の非磁性粒子粉末として黒褐色針状ヘマタイト粒子粉末や黒褐色針状含水酸化鉄粒子粉末を使用したり(特開平7−66020号、特開平8−259237号公報、特開平9−167333号公報等)、針状ヘマタイト粒子粉末又は針状含水酸化鉄粒子粉末の粒子表面に、当該粒子粉末100重量部に対して1〜20重量部のカーボンブラックが付着されている針状非磁性粒子粉末を使用することも知られている(欧州特許公開公報第0924690号)。
【0023】
磁気記録媒体の表面電気抵抗値を低下させるために、非磁性下地層用の非磁性粒子粉末として、非磁性酸化鉄粒子粉末とカーボンブラック微粒子粉末との混合粉末を用いることも知られている(特開平1−213822号、特開平1−300419号、特開平6−236542号公報、特開平9−297911号公報等)。
【0024】
【発明が解決しようとする課題】
表面が平滑であって、より小さい光透過率とより低い表面電気抵抗値とを有しており、しかも、走行性が優れている磁気記録媒体は、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を得ることができる非磁性下地層用非磁性粒子粉末は未だ得られていない。
【0025】
即ち、前出公知の針状ヘマタイト粒子粉末、針状含水酸化鉄粒子粉末及びこれら粒子粉末の粒子表面をアルミニウムの水酸化物、アルミニウムの酸化物、ケイ素の酸化物及びケイ素の水酸化物等で被覆した粒子粉末を非磁性下地層用非磁性粒子粉末として用いて製造した磁気記録媒体は、表面が平滑ではあるが、前記非磁性粒子粉末が暗赤色乃至黄褐色であるため、光透過率を小さくすることは困難であった。そして、磁気記録媒体の表面電気抵抗値は1013Ω/cm2程度と高く、走行性は摩擦係数が0.33程度と悪いものであった。
【0026】
前出公知の黒褐色針状ヘマタイト粒子粉末や黒褐色針状含水酸化鉄粒子粉末を非磁性下地層用非磁性粒子粉末として用いて製造した磁気記録媒体は、前記暗赤色の針状ヘマタイト粒子粉末や黄褐色の針状含水酸化鉄粒子粉末を用いた場合に比べ、非磁性下地層の黒色度を改良できることに起因して、磁気記録媒体の光透過率を小さくすることができるが、未だ十分なものとは言えない。そして、磁気記録媒体の表面電気抵抗値は1012Ω/cm2程度と高く、走行性は摩擦係数が0.33程度と悪いものであった。
【0027】
前出の欧州特許公開公報第0924690号公報に記載の非磁性下地層用非磁性粒子粉末を用いて製造した磁気記録媒体は、カーボンブラックの優れた黒色度と導電性に起因して、光透過率及び表面電気抵抗値が改善されたものであり、最も優れたもので光透過率が、線吸収係数で示して2.71μm-1であって、表面電気抵抗値は1.2×108Ω/cm2である。しかしながら、走行性については後出比較例に示す通り、摩擦係数が0.32と未だ十分とは言えない。
【0028】
前出の特開平1−213822号公報、特開平1−300419号公報及び特開平9−297911号公報の各公報に記載の非磁性粒子粉末は、非磁性酸化鉄粒子粉末と該非磁性酸化鉄粒子粉末100重量部に対して25重量部以上のカーボンブラック微粒子粉末との混合粉末を使用するものであり、各種黒色顔料の中では最も黒色度が優れているカーボンブラック微粒子粉末を多量に用いたことに起因して、磁気記録媒体の光透過率を小さくし、表面電気抵抗値を低くすることはできるが、カーボンブラック微粒子粉末は、粒子サイズが平均粒子径0.002〜0.05μm程度の微粒子粉末であって、BET比表面積値が大きいためにビヒクル中への分散が困難であり、表面が平滑である磁気記録媒体を得ることは困難であった。また、走行性も摩擦係数が0.31程度と悪いものであった。更に、かさ密度が0.1g/cm3程度と低く、かさ高い粉末であるため取り扱いが困難で、作業性が悪いものであった。また、発ガン性等の安全、衛生面からの問題も指摘されている。
【0029】
即ち、非磁性下地層中に添加するカーボンブラック微粒子粉末は、使用量が多量になるほど得られる磁気記録媒体の光透過率は小さくなる傾向にあるが、使用量を多量にするとビヒクル中への分散が益々困難になるとともに作業性が悪くなり、また、安全、衛生上からも好ましくない。
【0030】
前出特開平6−236542号公報に記載の公知の非磁性粒子粉末は、非磁性酸化鉄粒子粉末と該非磁性酸化鉄粒子粉末100重量部に対してストラクチャー構造を有するカーボンブラック微粒子粉末を1〜17.6重量部程度使用するものであり、導電性の高い特別のカーボンブラック微粒子粉末を使用することにより、少ないカーボンブラック微粒子粉末量で磁気記録媒体の表面電気抵抗値を低下させるものではあるが、カーボンブラック微粒子粉末量が少ないため光透過率を小さくすることは困難である。
【0031】
そこで、本発明は、表面が平滑であって、より小さい光透過率とより低い表面電気抵抗値とを有しており、しかも、走行性が優れている磁気記録媒体を得ることができる非磁性下地層非磁性粒子粉末を得ることを技術的課題とする。
【0032】
【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。
【0033】
即ち、本発明は、針状ヘマタイト粒子粉末又は針状含水酸化鉄粒子粉末の粒子表面にアルコキシシランから生成するオルガノシラン化合物又はポリシロキサンが被覆されており、該被覆の少なくとも1部に上記針状ヘマタイト粒子粉末又は針状含水酸化鉄粒子粉末100重量部に対して1〜20重量部のカーボンブラックが付着し、該カーボンブラック付着の表面にアルコキシシランから生成するオルガノシラン化合物又はポリシロキサンが被覆されており、当該被覆の少なくとも一部に上記針状ヘマタイト粒子粉末又は針状含水酸化鉄粒子粉末100重量部に対して1〜30重量部のカーボンブラックが付着しており、且つ、カーボンブラックの全付着量が上記針状ヘマタイト粒子粉末又は針状含水酸化鉄粒子粉末100重量部に対して21〜50重量部である平均長軸径0.011〜0.35μmの鉄系黒色針状複合粒子粉末であって、該鉄系黒色針状複合粒子粉末のミリスチン酸吸着量が0.01〜0.3mg/m2であることを特徴とする磁気記録媒体の非磁性下地層用針状非磁性粒子粉末である。(本発明1)
【0034】
また、本発明は、針状ヘマタイト粒子粉末又は針状含水酸化鉄粒子粉末の粒子表面に下層として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から選ばれた1種又は2種以上の化合物が被覆され、上層としてアルコキシシランから生成するオルガノシラン化合物又はポリシロキサンが被覆されており、該被覆の少なくとも1部に上記針状ヘマタイト粒子粉末又は針状含水酸化鉄粒子粉末100重量部に対して1〜20重量部のカーボンブラックが付着し、該カーボンブラック付着の表面にアルコキシシランから生成するオルガノシラン化合物又はポリシロキサンが被覆されており、当該被覆の少なくとも一部に上記針状ヘマタイト粒子粉末又は針状含水酸化鉄粒子粉末100重量部に対して1〜30重量部のカーボンブラックが付着しており、且つ、カーボンブラックの全付着量が上記針状ヘマタイト粒子粉末又は針状含水酸化鉄粒子粉末100重量部に対して21〜50重量部である平均長軸径0.011〜0.35μmの鉄系黒色針状複合粒子粉末であって、該鉄系黒色針状複合粒子粉末のミリスチン酸吸着量が0.01〜0.3mg/m2であることを特徴とする磁気記録媒体の非磁性下地層用針状非磁性粒子粉末である(本発明2)。
【0035】
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として本発明1及び本発明2記載の各針状非磁性粒子粉末を用いたことを特徴とする磁気記録媒体である。
【0036】
本発明の構成をより詳しく説明すれば、次の通りである。
【0037】
先ず、本発明に係る磁気記録媒体の非磁性下地層用針状非磁性粒子粉末について述べる。
【0038】
本発明における非磁性粒子粉末は、芯粒子粉末である針状ヘマタイト粒子粉末又は針状含水酸化鉄粒子粉末の粒子表面に、アルコキシシランから生成するオルガノシラン化合物又はポリシロキサンが被覆されているとともに、該被覆の少なくとも1部にカーボンブラックが多量に付着している平均長軸径0.011〜0.35μmの鉄系黒色針状複合粒子粉末である。
【0039】
上記針状ヘマタイト粒子粉末は、通常、赤色を呈しており、上記針状含水酸化鉄粒子粉末は、通常、黄色を呈しているが、より黒色度の優れた鉄系黒色針状複合粒子粉末を得るためには、黒褐色針状ヘマタイト粒子粉末に対してMnを5〜40重量%含有させた公知の黒褐色針状ヘマタイト粒子粉末や黒褐色針状含水酸化鉄粒子粉末に対してMnを5〜40重量%含有させた公知の黒褐色針状含水酸化鉄粒子粉末が好ましい。
【0040】
芯粒子の形状は、軸比(平均長軸径/平均短軸径)(以下、「軸比」という。)が2以上の針状粒子である。ここで「針状」とは、文字どおりの針状はもちろん、紡錘状や米粒状などを含む意味である。
【0041】
芯粒子の粒子サイズは、平均長軸径が0.01〜0.3μmであり、好ましくは0.015〜0.25μm、より好ましくは0.02〜0.2μmである。
【0042】
平均長軸径が0.3μmを超える場合には、得られる鉄系黒色針状複合粒子もまた大粒子となり、これを用いて得られた塗膜表面は十分な平滑性を有さない。平均長軸径が0.01μm未満の場合には、粒子の微細化による分子間力の増大により凝集を起こしやすいため、芯粒子粉末の粒子表面へのアルコキシシラン又はポリシロキサンによる均一な被覆処理及びカーボンブラックによる均一な付着処理が困難となる。
【0043】
芯粒子粉末は、平均短軸径が0.005〜0.15μm、軸比が2〜20、BET比表面積値が35〜250m2/g、長軸径の幾何標準偏差値が1.50以下であることが好ましい。
【0044】
平均短軸径は、上記平均長軸径の上限値や下限値の限定理由と同様の理由により、0.0125〜0.125がより好ましく、更により好ましくは0.01〜0.1μmである。
【0045】
芯粒子の軸比が20を超える場合には、粒子相互間の絡み合いが多くなり、芯粒子粉末の粒子表面へのアルコキシシラン又はポリシロキサンによる均一な被覆処理及びカーボンブラックによる均一な付着処理が困難となる。軸比が2未満の場合には、十分なスティフネスを有する塗膜を得ることが困難である。芯粒子粉末の粒子表面へのアルコキシシラン又はポリシロキサンによる均一な被覆処理及びカーボンブラックによる均一な付着処理並びに得られる塗膜のスティフネスを考慮すれば、軸比は2.5〜18の範囲がより好ましく、更により好ましくは3〜15の範囲である。
【0046】
BET比表面積値は、上記平均長軸径などの上限値や下限値の限定理由と同様の理由により、38〜200m2/gがより好ましく、更により好ましくは40〜180m2/gである。
【0047】
長軸径の幾何標準偏差値が1.50を超える場合には、存在する粗大粒子のため、芯粒子粉末の粒子表面へのアルコキシシラン又はポリシロキサンによる均一な被覆処理及びカーボンブラックによる均一な付着処理が困難となる。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芯粒子粉末の長軸径の幾何標準偏差値の下限値は1.01である。
【0048】
芯粒子粉末の黒色度は、針状ヘマタイト粒子粉末の場合、通常L*値の下限値が18を超え、上限値は38、好ましくは36であり、黒褐色針状ヘマタイト粒子粉末の場合、通常L*値の下限値が18を超え、上限値は30、好ましくは28である。針状含水酸化鉄粒子粉末の場合、通常L*値の下限値が18を超え、上限値は40、好ましくは38であり、黒褐色針状含水酸化鉄粒子粉末の場合、通常L*値の下限値が18を超え、上限値は32、好ましくは30である。
【0049】
L*値が上記上限値を超える場合には、黒色度に優れた鉄系黒色針状複合粒子粉末を得ることが困難となる。
【0050】
芯粒子粉末の体積固有抵抗値は、通常1×107Ω・cm程度である。
【0051】
芯粒子粉末のミリスチン酸吸着量は、通常0.40〜1.0mg/m2程度である。
【0052】
芯粒子粉末は、必要により、粒子表面をあらかじめ、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から選ばれた1種又は2種以上の化合物(以下、「アルミニウムの水酸化物等」という。)で被覆しておいてもよく、アルミニウムの水酸化物等で被覆しない場合に比べ、カーボンブラックの脱離率をより低減することができる。
【0053】
アルミニウムの水酸化物等の被覆量は、芯粒子粉末に対してAl換算、SiO2換算又はAl換算量とSiO2 換算量との総和で0.01〜50重量%が好ましい。
【0054】
芯粒子粉末に対して0.01〜50重量%を被覆することにより、効果的にカーボンブラックの脱離率を低減することができる。
【0055】
本発明に係る鉄系黒色針状複合粒子粉末おける被覆物は、化1で表わされるアルコキシシランから生成するオルガノシラン化合物(以下、「オルガノシラン化合物」という。)、並びに、化2で表わされるポリシロキサン、化3で表わされる変成ポリシロキサン、化4で表わされる末端変成ポリシロキサン又はこれらの混合物である。
【化1】
【0056】
アルコキシシランとしては、具体的には、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン等が挙げられる。
【0057】
カーボンブラックの付着効果及び脱離率を考慮すると、メチルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシランから生成するオルガノシラン化合物が好ましく、メチルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシランから生成するオルガノシラン化合物がより好ましい。
【0058】
【化2】
【0059】
【化3】
【0060】
【化4】
【0061】
カーボンブラックの付着効果及び脱離率を考慮すると、メチルハイドロジェンシロキサン単位を有するポリシロキサン、ポリエーテル変成ポリシロキサン及び末端がカルボン酸で変成された末端カルボン酸変成ポリシロキサンが好ましい。
【0062】
オルガノシラン化合物又はポリシロキサンの被覆量は、オルガノシラン化合物又はポリシロキサン被覆針状ヘマタイト粒子粉末又は針状含水酸化鉄粒子粉末に対してSi換算で0.02〜5.0重量%であることが好ましく、より好ましくは0.03〜4.0重量%であり、更により好ましくは0.05〜3.0重量%である。
【0063】
0.02〜5.0重量%の被覆量により、針状ヘマタイト粒子粉末又は針状含水酸化鉄粒子粉末100重量部に対して1〜20重量部のカーボンブラックを付着させることができる。
【0064】
本発明におけるカーボンブラックは、層間が接着された少なくとも2層がオルガノシラン化合物被覆又はポリシロキサン被覆に付着されている。必要により、カーボンブラックからなる層の3層以上を付着させてもよい。
【0065】
本発明におけるオルガノシラン化合物被覆又はポリシロキサン被覆に付着しているカーボンブラックからなる層(以下、「カーボンブラックの第1層」という。)を構成するカーボンブラックの付着量は、芯粒子粉末100重量部に対して1〜20重量部、好ましくは5〜20重量部である。
【0066】
1重量部未満の場合には、カーボンブラックの付着量が不十分であるため、付着している該カーボンブラックに接着可能な接着剤もまた不十分となり、その結果、カーボンブラックの第2層を構成するためのカーボンブラック微粒子粉末を、芯粒子粉末100重量部に対してカーボンブラックの総付着量が21重量部以上となるように添加すると、カーボンブラックの脱離率が増加し、体積固有抵抗値が十分に低減できないばかりか、十分な黒色度も得られず、ミリスチン酸吸着量も改善されない。
【0067】
20重量部を超える場合には、カーボンブラックが芯粒子の粒子表面から脱離しやすくなり、その結果、得られた鉄系黒色針状複合粒子粉末もまた、カーボンブラックが粒子表面から脱離しやすくなる。
【0068】
本発明におけるカーボンブラックの上記第1層に接着されて形成されたカーボンブラックからなる層(以下、「カーボンブラックの第2層」という。)を構成するカーボンブラックのの接着量は、芯粒子粉末100重量部に対して1〜30重量部、好ましくは5〜25重量部である。30重量部を超える場合には、カーボンブラックの脱離率が増加する。
【0069】
本発明におけるカーボンブラックの総付着量は、芯粒子粉末100重量部に対して21〜50重量部である。
【0070】
21重量部未満の場合には、ミリスチン酸吸着量を0.3mg/m2以下に低減することが困難である。50重量部を超える場合には、ミリスチン酸吸着量が0.01mg/m2未満となり、磁気記録層表面に浸み出すミリスチン酸の量の調整が困難となる。
【0071】
カーボンブラックの付着厚みは、0.04μm以下が好ましく、より好ましくは0.03μm以下、更により好ましくは0.02μm以下である。
【0072】
本発明におけるカーボンブラックからなる層の層間は、カーボンブラック同志を接着剤で接着すればよい。層間を強固、且つ、均一に接着し、ミリスチン酸吸着量が抑制された鉄系黒色針状複合粒子粉末を得るためには、接着剤としては化5で表されるジメチルポリシロキサンが好ましい。
【0073】
【化5】
【0074】
接着剤の量は、芯粒子粉末に対して0.1重量部〜5.0重量部使用することができる。
【0075】
接着剤が0.1重量部未満の場合には、カーボンブラックの第2層を十分接着させることが困難であり、カーボンブラックの脱離率が増加するとともに、得られる鉄系黒色針状複合粒子粉末のミリスチン酸吸着量を改良できない。
【0076】
5.0重量部を超える場合には、ミリスチン酸吸着量を改良できるだけのカーボンブラックを十分付着させることはできるが、効果が飽和しており必要以上に添加する意味がない。
【0077】
本発明における鉄系黒色針状複合粒子の粒子形状や粒子サイズは、芯粒子の粒子形状や粒子サイズに大きく依存し、芯粒子にほぼ相似する粒子形状を有し、芯粒子よりも若干大きい粒子サイズを有している。
【0078】
即ち、本発明に係る鉄系黒色針状複合粒子粉末は、平均長軸径が0.011〜0.35μmであり、好ましくは0.018〜0.30μm、より好ましくは0.024〜0.24μmである。平均短軸径は0.006〜0.18μm、好ましくは0.015〜0.15μm、より好ましくは0.012〜0.12μm、軸比は2〜20、好ましくは2.5〜18、より好ましくは3〜15であって、BET比表面積値は35〜300m2/g、好ましくは38〜250m2/g、より好ましくは40〜230m2/gである。
【0079】
本発明に係る鉄系黒色針状複合粒子粉末は、長軸径の粒度分布が幾何標準偏差値で1.50以下であることが好ましい。1.50を超える場合には、存在する粗大粒子が塗膜の表面平滑性に悪影響を与えるために好ましくない。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鉄系黒色針状複合粒子粉末の長軸径の幾何標準偏差値の下限値は1.01である。
【0080】
本発明に係る鉄系黒色針状複合粒子粉末の黒色度は、上限値がL*値で23.0である。L*値が23.0を超える場合には、明度が高くなり、黒色度が十分とは言えず、これを用いて得られる磁気記録媒体の光透過率を十分に低減することが困難となる。黒色度のより好ましい上限値はL*値が22.5である。芯粒子として黒褐色針状ヘマタイト粒子及び黒褐色針状含水酸化鉄粒子を用いて得られた鉄系黒色針状複合粒子粉末の黒色度は、上限値がL*値で21.5であり、好ましい上限値はL*値で20.5である。下限値はL*値が15程度である。
【0081】
本発明に係る鉄系黒色針状複合粒子粉末の体積固有抵抗値は、1×106Ω・cm以下であることが好ましく、より好ましくは1×101Ω・cm〜5×105Ω・cm、更により好ましくは1×101Ω・cm〜1×105Ω・cmである。体積固有抵抗値が1×106Ω・cmを超える場合は、得られる磁気記録媒体の表面電気抵抗値を十分に低減することが困難となる。
【0082】
本発明に係る鉄系黒色針状複合粒子粉末は、ミリスチン酸吸着量が0.01〜0.3mg/m2であり、好ましくは0.01〜0.28mg/m2、より好ましくは0.01〜0.26mg/m2である。
【0083】
0.01mg/m2未満である場合には、鉄系黒色針状複合粒子粉末に吸着されるミリスチン酸が少ないため、磁気記録層表面に浸み出すミリスチン酸の量の調整が困難となり、繰り返しのテープ使用に対して十分低い摩擦係数を長期間保つことが困難となる。
【0084】
0.3mg/m2を超える場合には、鉄系黒色針状複合粒子粉末に吸着されるミリスチン酸が多くなり、その結果、磁気記録層表面に浸み出すミリスチン酸が少なくなり、得られる磁気記録媒体の走行性を確保することが困難となる。
【0085】
本発明に係る鉄系黒色針状複合粒子粉末のカーボンブラックの脱離率は20%以下が好ましく、より好ましくは10%以下である。カーボンブラックの脱離率が20%を超える場合には、非磁性塗料の製造時において、脱離したカーボンブラックによりビヒクル中での均一な分散が阻害されるため、表面が平滑な磁気記録媒体を得ることが困難となる。
【0086】
芯粒子粉末の粒子表面がアルミニウムの水酸化物等で被覆されている本発明における鉄系黒色針状複合粒子粉末は、アルミニウムの水酸化物等で被覆されていない本発明に係る鉄系黒色針状複合粒子粉末の場合とほぼ同程度の粒子サイズ、幾何標準偏差値、BET比表面積値、体積固有抵抗値、黒色度L*値及びミリスチン酸吸着量を有している。
【0087】
また、カーボンブラックの脱離率は、アルミニウムの水酸化物等で被覆することによって向上し、その場合のカーボンブラックの脱離率は、10%以下が好ましく、より好ましくは5%以下を有している。
【0088】
次に、本発明に係る磁気記録媒体について述べる。
【0089】
本発明における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及び各種の紙を使用することができ、その厚みは、その材質により種々異なるが、通常好ましくは1.0〜300μm、より好ましくは2.0〜200μmである。
【0090】
磁気ディスクの場合、非磁性支持体としてはポリエチレンテレフタレートが通常用いられ、その厚みは、通常50〜300μm、好ましくは60〜200μmである。磁気テープの場合は、ポリエチレンテレフタレートの場合、その厚みは、通常3〜100μm、好ましくは4〜20μm、ポリエチレンナフタレートの場合、その厚みは、通常3〜50μm、好ましくは4〜20μm、ポリアミドの場合、その厚みは、通常2〜10μm、好ましくは3〜7μmである。
【0091】
本発明における非磁性下地層は、塗膜厚さが0.2〜10.0μmの範囲が好ましい。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、スティフネスも不十分となりやすい。磁気記録媒体の薄層化及び塗膜のスティフネスを考慮すれば、より好ましくは0.5〜5.0μmの範囲である。
【0092】
本発明における非磁性下地層の結合剤樹脂は、磁気記録媒体の製造にあたって汎用されている各種結合剤樹脂が使用でき、具体的には、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ウレタン樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−マレイン酸共重合体、ウレタンエラストマー、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、ポリビニルブチラール、ニトロセルロース等セルロース誘導体、ポリエステル樹脂、ポリブタジエン等の合成ゴム系樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイソシアネート、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。
【0093】
また、各結合剤樹脂には−OH、−COOH、−SO3M、−OPO2M2、−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。本発明に係る鉄系黒色針状複合粒子粉末のビヒクル中における分散性を考慮すれば、極性基として−COOH、−SO3Mが含まれている結合剤樹脂が好ましい。
【0094】
非磁性下地層における鉄系黒色針状複合粒子粉末と結合剤樹脂との配合割合は、結合剤樹脂100重量部に対して鉄系黒色針状複合粒子粉末が5〜2000重量部、好ましくは100〜1000重量部である。
【0095】
鉄系黒色針状複合粒子粉末が5重量部未満の場合には、非磁性塗料中の鉄系黒色針状複合粒子粉末が少なすぎるため、塗膜を形成した時に、鉄系黒色針状複合粒子粉末の連続分散した層が得られず、塗膜表面の平滑性及び基体のスティフネスが不十分となる。2000重量部を超える場合には、結合剤樹脂の量に対して鉄系黒色針状複合粒子粉末が多すぎるため、非磁性塗料中で鉄系黒色針状複合粒子粉末が十分に分散されず、その結果、塗膜を形成した時に、表面が十分平滑な塗膜が得られ難い。また、鉄系黒色針状複合粒子粉末が結合剤樹脂によって十分にバインドされないために、得られた塗膜はもろいものとなりやすい。
【0096】
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結合剤樹脂100重量部に対して0.1〜50重量部程度含まれていてもよい。
【0097】
粒子表面がアルミニウムの水酸化物等によって被覆されていない鉄系黒色針状複合粒子粉末を用いた本発明における基体は、塗膜の光沢度が170〜280%、好ましくは175〜280%、より好ましくは180〜280%、塗膜の表面粗度Raが2.0〜12.0nm、好ましくは2.0〜11.5nm、より好ましくは2.0〜11.0nm、ヤング率が117〜150、好ましくは119〜150、より好ましくは121〜150、塗膜の線吸収係数が1.50〜5.0μm-1、好ましくは、1.55〜5.0μm-1、表面電気抵抗値が1×103〜1×1011Ω/cm2、好ましくは1×103〜5×1010Ω/cm2、より好ましくは1×103〜1×1010Ω/cm2である。
【0098】
粒子表面がアルミニウムの水酸化物等によって被覆されている鉄系黒色針状複合粒子粉末を用いた本発明における基体は、塗膜の光沢度が175〜280%、好ましくは180〜280%、より好ましくは185〜280%、塗膜の表面粗度Raが2.0〜11.5nm、好ましくは2.0〜11.0nm、より好ましくは2.0〜10.5nm、ヤング率が118〜150、好ましくは120〜150、より好ましくは122〜150、塗膜の線吸収係数が1.50〜5.0μm-1好ましくは、1.55〜5.0μm-1、表面電気抵抗値が1×103〜1×1011Ω/cm2、好ましくは1×103〜5×1010Ω/cm2、より好ましくは1×103〜1×1010Ω/cm2である。
【0099】
次に、本発明に係る磁気記録媒体について述べる。
【0100】
本発明に係る磁気記録媒体は、基体と該基体の上に設けた、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。
【0101】
上記磁性粒子粉末は、マグヘマイト粒子粉末、マグネタイト粒子粉末、マグヘマイトとマグネタイトとの中間酸化物であるベルトライド化合物粒子粉末等の磁性酸化鉄粒子粉末、該磁性酸化鉄粒子粉末にFe以外のCo、Al、Ni、P、Zn、Si、B等の異種元素を含有させた磁性酸化鉄粒子粉末、これら磁性酸化鉄粒子にCo等を被着させたCo被着型磁性酸化鉄粒子粉末、鉄を主成分とする針状金属磁性粒子粉末、鉄以外のCo、Al、Ni、P、Zn、Si、B及び希土類金属等を含有する針状鉄合金磁性粒子粉末、Ba、Sr又はBa−Srを含有する板状マグネトプランバイト型フェライト粒子粉末並びに該フェライト粒子粉末にCo、Ni、Zn、Mn、Mg、Ti、Sn、Zr、Nb、Cu、Mo等の2価及び4価の金属から選ばれた保磁力低減剤の1種又は2種以上を含有させた板状マグネトプランバイト型フェライト粒子粉末等のいずれをも用いることができる。
【0102】
なお、近年の磁気記録媒体の高密度記録化を考慮すれば、磁性粒子粉末の種類としては、Co被着型磁性酸化鉄粒子粉末、鉄を主成分とする針状金属磁性粒子粉末及び鉄以外のCo、Al、Ni、P、Zn、Si、B、希土類金属等を含有する針状鉄合金磁性粒子粉末等が好ましい。
【0103】
磁性粒子の粒子形状は、針状はもちろん、立方状、板状等のいずれであってもよい。ここで「針状」とは、文字通りの針状はもちろん、紡錘状や米粒状などを含む意味である。
【0104】
磁性粒子粉末は、平均長軸径(板状粒子の場合は平均粒子径)が0.01〜0.50μm、好ましくは0.03〜0.30μmであって、平均短軸径(板状粒子の場合は平均厚み)が0.0007〜0.17μm、好ましくは0.003〜0.10μmであり、幾何標準偏差値は2.5以下、好ましくは1.01〜2.3である。
【0105】
磁性粒子粉末のBET比表面積は35〜100m2、好ましくは、38〜90m2、より好ましくは40〜80m2である。本発明においては、高密度記録用の磁性粒子粉末として好適な、BET比表面積が大きい、殊に38m2/g以上のBET比表面積値を有する磁性粒子粉末を用いた場合にも、磁気記録層表面に浸み出すミリスチン酸の量を調整することが可能である。
【0106】
また、磁性粒子の粒子形状が針状の場合、軸比は3以上、好ましくは5以上であり、磁性塗料とした時のビヒクル中における分散性を考慮すれば、その上限値は15であり、好ましくは10である。
【0107】
磁性粒子の粒子形状が板状の場合、板状比(平均粒子径/平均厚み)(以下、「板状比」という。)は2以上、好ましくは3以上であり、磁性塗料とした時の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であり、好ましくは15である。
【0108】
磁性粒子粉末の磁気特性は、針状磁性酸化鉄粒子粉末やCo被着型針状磁性酸化鉄粒子粉末の場合、保磁力値が19.9〜135.3kA/m(250〜1700Oe)、好ましくは23.9〜135.3kA/m(300〜1700Oe)であって、飽和磁化値が60〜90Am2/kg(60〜90emu/g)、好ましくは65〜90Am2/kg(65〜90emu/g)である。
【0109】
鉄を主成分とする針状金属磁性粒子粉末又は針状鉄合金磁性粒子粉末の場合、保磁力値が63.7〜278.5kA/m(800〜3500Oe)、好ましくは71.6〜278.5kA/m(900〜3500Oe)であって、飽和磁化値が90〜170Am2/kg(90〜170emu/g)、好ましくは100〜170Am2/kg(100〜170emu/g)である。
【0110】
板状マグネトプランバイト型フェライト粒子粉末の場合、保磁力値が39.8〜318.3kA/m(500〜4000Oe)、好ましくは51.7〜318.3kA/m(650〜4000Oe)であって、飽和磁化値が40〜70Am2/kg(40〜70emu/g)、好ましくは45〜70Am2/kg(45〜70emu/g)である。
【0111】
磁気記録層における前記結合剤樹脂には、非磁性下地層を形成する場合に用いた前記結合剤樹脂を使用することができる。
【0112】
本発明における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を超える場合には、反磁界の影響のため、所望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。
【0113】
磁気記録層における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重量部に対して磁性粒子粉末が200〜2000重量部、好ましくは300〜1500重量部である。
【0114】
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。
【0115】
本発明に係る磁気記録媒体は、非磁性粒子粉末としてアルミニウムの水酸化物等によって被覆されていない本発明に係る鉄系黒色針状複合粒子粉末を用いた場合には、保磁力値が19.9〜318.3kA/m(250〜4000Oe)、好ましくは23.9〜318.3kA/m(300〜4000Oe)、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130〜300%、好ましくは140〜300%、塗膜の表面粗度Raが12.0nm以下、好ましくは2.0〜11.0nm、より好ましくは2.0〜10.0nm、ヤング率が122〜160、好ましくは124〜160、塗膜の線吸収係数が1.90〜10.00μm-1、好ましくは2.00〜10.00μm-1、塗膜の表面電気抵抗値が1×109Ω/cm2以下、好ましくは7.5×108Ω/cm2以下、より好ましくは5×108Ω/cm2以下、摩擦係数が0.05〜0.30、好ましくは0.05〜0.28、より好ましくは0.05〜0.26である。
【0116】
本発明に係る磁気記録媒体は、非磁性粒子粉末として粒子表面がアルミニウムの水酸化物等によって被覆されている本発明に係る鉄系黒色針状複合粒子粉末を用いた場合には、保磁力値が19.9〜318.3kA/m(250〜4000Oe)、好ましくは23.9〜318.3kA/m(300〜4000Oe)、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135〜300%、好ましくは145〜300%、塗膜の表面粗度Raが11.5nm以下、好ましくは2.0〜10.5nm、より好ましくは2.0〜9.5nm、ヤング率が124〜160、好ましくは126〜160、塗膜の線吸収係数が1.90〜10.00μm-1、好ましくは2.00〜10.00μm-1、塗膜の表面電気抵抗値が1×109Ω/cm2以下、好ましくは7.5×108Ω/cm2以下、より好ましくは5×108Ω/cm2以下、摩擦係数が0.05〜0.30、好ましくは0.05〜0.28、より好ましくは0.05〜0.26である。
【0117】
高密度記録等を考慮して、磁性粒子粉末として殊に、鉄を主成分とする針状金属磁性粒子又は針状鉄合金磁性粒子を用い、非磁性粒子粉末としてアルミニウムの水酸化物等によって被覆されていない本発明に係る鉄系黒色針状複合粒子粉末を用いた場合には、保磁力値が63.7〜278.5kA/m(800〜3500Oe)、好ましくは71.6〜278.5kA/m(900〜3500Oe)、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185〜300%、好ましくは190〜300%、塗膜の表面粗度Raが9.5nm以下、好ましくは2.0〜9.0nm、より好ましくは2.0〜8.5nm、ヤング率が122〜160、好ましくは124〜160、塗膜の線吸収係数が1.90〜10.00μm-1、好ましくは2.00〜10.00μm-1、塗膜の表面電気抵抗値が1×109Ω/cm2以下、好ましくは7.5×108Ω/cm2以下、より好ましくは5×108Ω/cm2以下、摩擦係数が0.05〜0.30、好ましくは0.05〜0.28、より好ましくは0.05〜0.26である。
【0118】
磁性粒子粉末として殊に、鉄を主成分とする針状金属磁性粒子又は針状鉄合金磁性粒子を用い、非磁性粒子粉末として粒子表面がアルミニウムの水酸化物等によって被覆されている本発明に係る鉄系黒色針状複合粒子粉末を用いた場合には、保磁力値が63.7〜278.5kA/m(800〜3500Oe)、好ましくは71.6〜278.5kA/m(900〜3500Oe)、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190〜300%、好ましくは195〜300%、塗膜の表面粗度Raが9.0nm以下、好ましくは2.0〜8.5nm、より好ましくは2.0〜8.0nm、ヤング率が124〜160、好ましくは126〜160、塗膜の線吸収係数が1.20〜5.00μm-1、好ましくは1.30〜5.00μm-1、塗膜の表面電気抵抗値が1×109Ω/cm2以下、好ましくは7.5×108Ω/cm2以下、より好ましくは5×108Ω/cm2以下、摩擦係数が0.05〜0.30、好ましくは0.05〜0.28、より好ましくは0.05〜0.26である。
【0119】
次に、本発明における鉄系黒色針状複合粒子粉末の製造法について述べる。
【0120】
芯粒子粉末である針状含水酸化鉄粒子粉末は、第一鉄塩水溶液と水酸化アルカリ水溶液、炭酸アルカリ水溶液又は水酸化アルカリ水溶液・炭酸アルカリ水溶液とを反応して得られる水酸化第一鉄コロイド、炭酸鉄及び鉄含有沈殿物のいずれかを含む懸濁液中に酸素含有ガスを通気して酸化する、所謂、湿式法により針状ゲータイト粒子粉末を生成し、該針状ゲータイト粒子粉末を濾別、水洗、乾燥することにより得ることができる。針状ヘマタイト粒子粉末は、該針状ゲータイト粒子粉末を空気中250〜850℃で加熱脱水することにより得ることができる。
【0121】
マンガン含有の針状ヘマタイト粒子粉末は、後出の方法により得られるマンガン含有針状ゲータイト粒子粉末を空気中250〜850℃で加熱することにより得ることができる。
【0122】
マンガン含有針状ゲータイト粒子粉末は、針状ゲータイト粒子粉末を生成する前記湿式法において全Feに対して8〜150原子%のマンガンの存在下で反応させて、ゲータイト粒子にマンガンを含有させることにより得られる。
【0123】
尚、針状ゲータイト粒子の生成反応中に、粒子粉末の長軸径、短軸径、軸比等の諸特性向上のために、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。
【0124】
また、針状ヘマタイト粒子粉末を得るための針状ゲータイト粒子粉末の加熱処理に先立って、あらかじめ針状ゲータイト粒子を焼結防止剤で被覆処理しておくことが必要である。焼結防止剤による被覆処理は、針状ゲータイト粒子粉末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。
【0125】
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、ホウ酸等のボロン化合物、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、アルミン酸ソーダ等のアルミニウム化合物、硫酸チタニル等のチタニウム化合物を使用することができるが、好ましくは、オルトリン酸、コロイダルシリカ、ホウ酸、酢酸アルミニウムである。
【0126】
芯粒子粉末の粒子表面へのアルコキシシラン又はポリシロキサンによる被覆は、芯粒子粉末とアルコキシシラン溶液又はポリシロキサンとを機械的に混合攪拌したり、芯粒子粉末にアルコキシシラン溶液又はポリシロキサンを噴霧しながら機械的に混合攪拌すればよい。添加したアルコキシシラン又はポリシロキサンは、ほぼ全量が芯粒子粉末の粒子表面に被覆される。
【0127】
なお、被覆されたアルコキシシランは、その1部が被覆工程を経ることによって生成する、アルコキシシランから生成するオルガノシラン化合物として被覆されていてもよい。この場合においてもその後のカーボンブラックの付着に影響することはない。
【0128】
アルコキシシラン又はポリシロキサンを均一に芯粒子粉末の粒子表面に被覆するためには、芯粒子粉末の凝集をあらかじめ粉砕機を用いて解きほぐしておくことが好ましい。
【0129】
芯粒子粉末とアルコキシシラン又はポリシロキサンとの混合攪拌、カーボンブラック微粒子粉末と粒子表面にアルコキシシラン又はポリシロキサンが被覆されている芯粒子粉末との混合攪拌、接着剤と粒子表面にカーボンブラックの第1層が付着している芯粒子粉末(以下、「中間複合粒子粉末」という。)との混合攪拌及びカーボンブラック微粒子粉末と接着剤が被覆されている中間複合粒子粉末との混合攪拌をするための機器としては、粉体層にせん断力を加えることのできる装置が好ましく、殊に、せん断、へらなで及び圧縮が同時に行える装置、例えば、ホイール形混練機、ボール型混練機、ブレード型混練機、ロール型混練機を用いることができる。本発明の実施にあたっては、ホイール型混練機がより効果的に使用できる。
【0130】
上記ホイール型混練機としては、具体的に、エッジランナー(「ミックスマラー」、「シンプソンミル」、「サンドミル」と同義語である)、マルチマル、ストッツミル、ウエットパンミル、コナーミル、リングマラー等があり、好ましくはエッジランナー、マルチマル、ストッツミル、ウエットパンミル、リングマラーであり、より好ましくはエッジランナーである。上記ボール型混練機としては、具体的に、振動ミル等がある。上記ブレード型混練機としては、具体的に、ヘンシェルミキサー、プラネタリーミキサー、ナウタミキサー等がある。上記ロール型混練機としては、具体的に、エクストルーダー等がある。
【0131】
芯粒子粉末とアルコキシシラン又はポリシロキサンとの混合攪拌時における条件は、芯粒子粉末の粒子表面にアルコキシシラン又はポリシロキサンができるだけ均一に被覆されるように、線荷重は19.6〜1960N/cm(2〜200Kg/cm)、好ましくは98〜1470N/cm(10〜150Kg/cm)、より好ましくは147〜980N/cm(15〜100Kg/cm)、処理時間は5〜120分、好ましくは10〜90分の範囲で処理条件を適宜調整すればよい。なお、撹拌速度は2〜2000rpm、好ましくは5〜1000rpm、より好ましくは10〜800rpmの範囲で処理条件を適宜調整すればよい。
【0132】
アルコキシシラン又はポリシロキサンの添加量は、芯粒子粉末100重量部に対して0.15〜45重量部が好ましい。0.15〜45重量部の添加量により、芯粒子粉末100重量部に対してカーボンブラックを1〜20重量部付着させることができる。
【0133】
芯粒子粉末の粒子表面にアルコキシラン又はポリシロキサンを被覆した後、カーボンブラック微粒子粉末を添加し、混合攪拌してアルコキシラン被覆又はポリシロキサン被覆にカーボンブラックの第1層を付着させる。
【0134】
付着処理に用いるカーボンブラック微粒子粉末は、市販のファーネスブラック、チャンネルブラック等を使用することができ、具体的には、#3050、#3150、#3250、#3750、#3950、MA100、MA7、#1000、#2400B、#30、MA77、MA8、#650、MA11、#50、#52、#45、#2200B、MA600等(商品名:三菱化学株式会社製)シースト9H、シースト7H、シースト6、シースト3H、シースト300、シーストFM等(商品名、東海カーボン株式会社製)、Raven 1250、Raven 860 ULTRA、Raven 1000、Raven 1190ULTRA(商品名:コロンビヤン・ケミカルズ・カンパニー製)、ケッチェンブラックEC、ケッチェンブラックEC600JD(商品名:ケッチェンブラック・インターナショナル株式会社製)、BLACK PEARLS−L、BLACK PEARLS 1000、BLACK PEARLS 4630、VULCAN XC72、REGAL 660、REGAL 400(商品名:キャボット・スペシャルティ・ケミカルズ・インク製)等が使用できる。
【0135】
ミリスチン酸吸着量の低減効果を考慮すれば、粉体pH値が8.0以下のカーボンブラック微粒子粉末を用いることが好ましく、具体的には#3050、#3150、#3250、#3750、#3950、MA100、MA7、#1000、#2400B、#30、MA77、MA8、#650、MA11、#50、#52、#45、#2200B、MA600等(商品名:三菱化学株式会社製)シースト9H、シースト7H、シースト6、シースト3H、シースト300、シーストFM等(商品名、東海カーボン株式会社製)、Raven 1250、Raven 860 ULTRA、Raven 1000、Raven 1190ULTRA(商品名:コロンビヤン・ケミカルズ・カンパニー製)、BLACK PEARLS−L、BLACK PEARLS 1000、REGAL 660、REGAL 400(商品名:キャボット・スペシャルティ・ケミカルズ・インク製)が好ましい。
【0136】
更に、オルガノシラン化合物被覆層、ポリシロキサン被覆層又はジメチルポリシロキサン被覆層へのより均一な付着処理を考慮すれば、DBP吸油量が180ml/100g以下であるカーボンブラック微粒子粉末を用いることがより好ましく、具体的には#3050、#3150、#3250、MA100、MA7、#1000、#2400B、#30、MA77、MA8、#650、MA11、#50、#52、#45、#2200B、MA600等(商品名:三菱化学株式会社製)シースト9H、シースト7H、シースト6、シースト3H、シースト300、シーストFM等(商品名、東海カーボン株式会社製)、Raven 1250、Raven 860 ULTRA、Raven 1000、Raven 1190 ULTRA(商品名:コロンビヤン・ケミカルズ・カンパニー製)、BLACK PEARLS−L、BLACK PEARLS 1000、REGAL 660、REGAL 400(商品名:キャボット・スペシャルティ・ケミカルズ・インク製)がより好ましい。
【0137】
付着処理に用いるカーボンブラック微粒子粉末の平均粒子径は、0.002〜0.05μm程度、より好ましくは0.002〜0.035μm程度である。
【0138】
0.002μm未満の場合には、カーボンブラック微粒子粉末があまりに微細となるため、取扱いが困難となる。
【0139】
0.05μmを超える場合には、カーボンブラック微粒子粉末の粒子サイズが大きいため、アルコキシシラン被覆、オルガノシラン化合物被覆、ポリシロキサン被覆又はジメチルポリシロキサン被覆へ均一に付着させるために非常に大きな機械的せん断力が必要となり、工業的に不利となる。
【0140】
カーボンブラック微粒子粉末は、少量ずつを時間をかけながら、殊に5〜60分程度をかけて添加するのが好ましい。
【0141】
カーボンブラックの第1層を付着させるための混合攪拌時における条件は、カーボンブラックがアルコキシシラン被覆、オルガノシラン化合物被覆又はポリシロキサン被覆に均一に付着するように、線荷重は19.6〜1960N/cm(2〜200Kg/cm)、好ましくは98〜1470N/cm(10〜150Kg/cm)、より好ましくは147〜980N/cm(15〜100Kg/cm)、処理時間は5〜120分、好ましくは10〜90分の範囲で処理条件を適宜調整すればよい。なお、撹拌速度は2〜2000rpm、好ましくは5〜1000rpm、より好ましくは10〜800rpmの範囲で処理条件を適宜調整すればよい。
【0142】
カーボンブラックの第1層を構成するためのカーボンブラック微粒子粉末の添加量は、芯粒子粉末100重量部に対して1〜20重量部である。1重量部未満の場合には、カーボンブラックの付着量が不十分であるため、付着している該カーボンブラックに接着可能な接着剤もまた不十分となり、カーボンブラックの第2層を構成するためのカーボンブラック微粒子粉末を添加しても、十分な量のカーボンブラックを接着させることが困難となる。
【0143】
次いで、カーボンブラックの第1層が付着している中間複合粒子粉末に接着剤を添加して混合攪拌した後、更にカーボンブラック微粒子粉末を添加して混合攪拌し、カーボンブラックの第1層に接着剤を介してカーボンブラックの第2層を接着させる。必要により更に、乾燥乃至加熱処理を行ってもよい。
【0144】
中間複合粒子粉末と接着剤との混合攪拌時における条件は、カーボンブラックの第1層が付着している中間複合粒子粉末の粒子表面に接着剤が均一に接着するように、線荷重は19.6〜1960N/cm(2〜200Kg/cm)、好ましくは98〜1470N/cm(10〜150Kg/cm)、より好ましくは147〜980N/cm(15〜100Kg/cm)、処理時間は5〜120分、好ましくは10〜90分の範囲で処理条件を適宜調整すればよい。なお、撹拌速度は2〜2000rpm、好ましくは5〜1000rpm、より好ましくは10〜800rpmの範囲で処理条件を適宜調整すればよい。
【0145】
接着剤の添加量は、芯粒子粉末に対して0.1〜5重量部である。0.1重量部未満の場合には、カーボンブラックの第2層を十分接着させることが困難となる。5重量部を超える場合には、接着効果が飽和するため、必要以上に添加する意味がない。
【0146】
カーボンブラックの第2層を接着するための混合攪拌時における条件は、接着剤とカーボンブラックが均一に接着するように、線荷重は19.6〜1960N/cm(2〜200Kg/cm)、好ましくは98〜1470N/cm(10〜150Kg/cm)、より好ましくは147〜980N/cm(15〜100Kg/cm)、処理時間は5〜120分、好ましくは10〜90分の範囲で処理条件を適宜調整すればよい。なお、撹拌速度は2〜2000rpm、好ましくは5〜1000rpm、より好ましくは10〜800rpmの範囲で処理条件を適宜調整すればよい。
【0147】
カーボンブラックの第2層を構成するためのカーボンブラック微粒子粉末の添加量は、芯粒子粉末100重量部に対して1〜30重量部である。1重量部未満の場合には、カーボンブラックの総付着量が不十分となり、黒色度をより向上させ、且つ、体積固有抵抗値をより低減させることが困難となり、ミリスチン酸吸着量も改善されない。30重量部を超える場合には、得られた鉄系黒色針状複合粒子粉末の表面からカーボンブラックが脱離しやすくなり、その結果、ビヒクル中における分散性が低下する。
【0148】
乾燥乃至加熱を行う場合の加熱温度は、通常40〜200℃が好ましく、より好ましくは60〜150℃であり、加熱時間は、10分〜12時間が好ましく、30分〜3時間がより好ましい。
【0149】
得られた黒色磁性粒子粉末の被覆に用いられたアルコキシシランは、これらの工程を経ることにより、最終的にはアルコキシシランから生成するオルガノシラン化合物となって被覆されている。
【0150】
芯粒子粉末は、必要により、アルコキシシランの溶液との混合攪拌に先立って、あらかじめ、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から選ばれる1種又は2種以上の化合物で被覆しておいてもよい。
【0151】
アルミニウムの水酸化物等による被覆は、芯粒子粉末を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、又は、必要により、混合攪拌後にpH値を調整することにより、前記芯粒子粉末の粒子表面に、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から選ばれる1種又は2種以上の化合物を被着し、次いで、濾別、水洗、乾燥、粉砕する。必要により、更に、脱気・圧密処理等を施してもよい。
【0152】
アルミニウム化合物としては、酢酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム等のアルミニウム塩や、アルミン酸ナトリウム等のアルミン酸アルカリ塩等が使用できる。
【0153】
アルミニウム化合物の添加量は、芯粒子粉末に対して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、カーボンブラックの脱離率低減効果が得られるだけの十分な量のアルミニウムの水酸化物等を芯粒子粉末の粒子表面に被覆することが困難であり、鉄系黒色針状複合粒子粉末のビヒクル中における分散性改良効果が得られない。50重量%を超える場合には、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。
【0154】
ケイ素化合物としては、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等が使用できる。
【0155】
ケイ素化合物の添加量は、芯粒子粉末に対し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、カーボンブラックの脱離率低減効果が得られるだけの十分な量のケイ素の酸化物等を芯粒子粉末の粒子表面に被覆することが困難であり、鉄系黒色針状複合粒子粉末のビヒクル中における分散性改良効果が得られない。50重量%を超える場合には、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。
【0156】
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の添加量は、芯粒子粉末に対してAl換算量とSiO2換算量との総和で0.01〜50重量%が好ましい。
【0157】
次に、本発明における磁気記録媒体用基体の製造法について述べる。
【0158】
本発明における磁気記録媒体用基体は、非磁性支持体上に鉄系黒色針状複合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非磁性下地層を形成した後、乾燥することにより製造する。
【0159】
溶剤としては、現在磁気記録媒体に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その混合物等を使用することができる。
【0160】
溶剤の使用量は、鉄系黒色針状複合粒子粉末100重量部に対してその総量で50〜1000重量部である。50重量部未満の場合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重量部を超える場合には、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。
【0161】
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。
【0162】
本発明に係る磁気記録媒体は、前記磁気記録媒体用基体上に、磁性粒子粉末、結合剤樹脂及び溶剤とを含む塗膜組成物を塗布して塗膜を形成した後、乾燥して磁気記録層を形成することにより製造する。
【0163】
溶剤としては、非磁性下地層を形成する際に用いた溶剤と同じものが使用できる。
【0164】
溶剤の使用量は、磁性粒子粉末100重量部に対してその総量で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重量部を超える場合には、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。
【0165】
【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。
【0166】
針状ヘマタイト粒子粉末、針状含水酸化鉄粒子粉末、中間複合粒子粉末及び鉄系黒色針状複合粒子粉末の平均長軸径及び平均短軸径、カーボンブラック微粒子粉末の平均粒子径は、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。
【0167】
軸比は、平均長軸径と平均短軸径との比で示した。
【0168】
粒子の幾何標準偏差値は、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粒子径を測定した値を、その測定値から計算して求めた粒子の実際の粒子径と個数から、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粒子径を、縦軸に所定の粒子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。
【0169】
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粒子径の値を読みとり、幾何標準偏差値=積算フルイ下84.13%における粒子径/積算フルイ下50%における粒子径(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1に近いほど、粒子の粒度分布が優れていることを意味する。
【0170】
比表面積値はBET法により測定した値で示した。
【0171】
針状ヘマタイト粒子粉末又は針状含水酸化鉄粒子粉末の粒子内部や粒子表面に存在するMn量、Al量及びSi量並びに中間複合粒子粉末に被覆されているアルコキシシランから生成するオルガノシラン化合物又はポリシロキサンに含有されるSi量及び鉄系黒色針状複合粒子粉末に接着されているジメチルポリシリキサンに含有されるSi量のそれぞれは、「蛍光X線分析装置3063M型」(理学電機工業株式会社製)を使用し、JIS K0119の「けい光X線分析通則」に従って測定した。
【0172】
中間複合粒子粉末及び鉄系黒色針状複合粒子粉末に付着・接着しているカーボンブラック量は、「堀場金属炭素・硫黄分析装置EMIA−2200型」(株式会社堀場製作所製)を用いて炭素量を測定することにより求めた。
【0173】
鉄系黒色針状複合粒子に付着しているカーボンブラックの付着厚みは、「透過型電子顕微鏡JEM−2010」(日本電子株式会社製)を用いて加速電圧200kVの条件下で撮影した電子顕微鏡写真を10倍に拡大した写真(×5,000,000)に写っている粒子の表面に付着しているカーボンブラックの平均的な厚み部分を測定することにより求めた。
【0174】
針状ヘマタイト粒子粉末、針状含水酸化鉄粒子粉末、中間複合粒子粉末及び鉄系黒色針状複合粒子粉末の各粒子粉末の黒色度は、試料0.5gとヒマシ油1.5mlとをフーバー式マーラーで練ってペースト状とし、このペーストにクリアラッカー4.5gを加え、混練、塗料化してキャストコート紙上に150μm(6mil)のアプリケーターを用いて塗布した塗布片(塗膜厚み:約30μm)を作製し、該塗料片について、「多光源分光測色計MSC−IS−2D」(スガ試験機株式会社製)を用いて測定し、JIS Z 8729に定めるところに従って表色指数L*値で示した。
【0175】
ここで、L*値は明度を表わし、L*値が小さいほど黒色度が優れていることを示す。
【0176】
針状ヘマタイト粒子粉末、針状含水酸化鉄粒子粉末、中間複合粒子粉末及び鉄系黒色針状複合粒子粉末の各粒子粉末の体積固有抵抗値は、まず、被測定粒子粉末0.5gを測り取り、「KBr錠剤成形器」(株式会社島津製作所)を用いて、1.372×107Pa(140Kg/cm2)の圧力で加圧成形を行い、円柱状の被測定試料を作製した。
【0177】
次いで、被測定試料を温度25℃、相対湿度60%環境下に12時間以上暴露した後、この被測定試料をステンレス電極の間にセットし、「ホイートストンブリッジ TYPE2768」(横河北辰電気株式会社製)で15Vの電圧を印加して抵抗値R(Ω)を測定した。
【0178】
次いで、被測定(円柱状)試料の上面の面積A(cm2)と厚みt0(cm)を測定し、次式にそれぞれの測定値を挿入して、体積固有抵抗値(Ω・cm)を求めた。
【0179】
体積固有抵抗値(Ω・cm)=R×(A/t0)
【0180】
ミリスチン酸吸着量は、下記の方法によって求めた。ミリスチン酸吸着量が少ないほど、磁気記録媒体とした時に脂肪酸が浸み出しやすく、摩擦係数の低減を図ることができる。
【0181】
まず、140mlのガラスビンに1.5mmφのガラスビーズ100g、被測定粒子粉末9g及び被測定粒子粉末の表面を一層被覆するだけのミリスチン酸を含有するテトラヒドロフラン溶液45mlを加え、60分間ペイントシェーカーで混合分散した。
【0182】
次に、この混合分散物を50mlの沈降管に取り出し、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ミリスチン酸濃度を重量法によって定量し、仕込みのミリスチン酸量との差し引きにより、固形部分に存在するミリスチン酸量を求め、これを被測定粒子粉末に対するミリスチン酸吸着量(mg/m2)とした。
【0183】
中間複合粒子粉末及び鉄系黒色針状複合粒子粉末に付着、接着しているカーボンブラックの脱離率(%)は、下記の方法により求めた値で示した。カーボンブラックの脱離率が0%に近いほど、粒子表面からのカーボンブラックの脱離量が少ないことを示す。
【0184】
被測定粒子粉末3gとエタノール40mlを50mlの沈降管に入れ、20分間超音波分散を行った後、120分静置し、比重差によって被測定粒子粉末と脱離したカーボンブラックを分離した。次いで、この被測定粒子粉末に再度エタノール40mlを加え、更に20分間超音波分散を行った後、120分静置し、被測定粒子粉末と脱離したカーボンブラックを分離した。この被測定粒子粉末を100℃で1時間乾燥させ、前述の「堀場金属炭素・硫黄分析装置EMIA−2200型」(株式会社堀場製作所製)を用いて炭素量を測定し、下記式に従って求めた値をカーボンブラックの脱離率(%)とした。
【0185】
カーボンブラックの脱離率(%)=[(Wa−We)/Wa]×100
Wa:被測定粒子粉末のカーボンブラック付着量
We:脱離テスト後の被測定粒子粉末のカーボンブラック付着量
【0186】
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。
【0187】
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。
【0188】
表面粗度Raは、「Surfcom−575A」(東京精密株式会社製)を用いて塗膜の中心線平均粗さを測定した。
【0189】
塗膜のスティフネスは、「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。相対値が高いほど塗膜のスティフネスが良好であることを示す。
【0190】
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795.8kA/m(10kOe)までかけて測定した。
【0191】
光透過の程度は、「自記光電分光光度計UV−2100」(株式会社島津製作所製)を用いて磁気記録媒体用基体及び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、その値が大きいほど、光を透しにくいことを示す。
【0192】
尚、光透過率の値を測定するにあたっては、上記磁気記録媒体用基体及び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。
【0193】
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層(非磁性下地層の膜厚もしくは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)
【0194】
塗膜の表面電気抵抗値は、被測定塗膜を温度25℃、相対湿度60%環境下に12時間以上暴露した後、幅6.5mmの金属製の電極に、幅6mmにスリットした塗膜を、塗布面が金属製電極に接触するように置き、その両端に各170gのおもりを付け、電極に塗膜を密着させた後、電極間に500Vの直流電圧をかけて表面電気抵抗値を測定した。
【0195】
磁気記録媒体の摩擦係数は、磁気テープ面と金属面(アルミニウム鏡面)との摩擦力を「引張試験機テンシロン」(株式会社島津製作所製)を用いて測定し、荷重との比から求めた値で示した。
【0196】
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。
【0197】
「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。
【0198】
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。
【0199】
<鉄系黒色針状複合粒子粉末の製造>
針状ヘマタイト粒子粉末(平均長軸径0.150μm、平均短軸径0.0230μm、軸比6.5、幾何標準偏差値1.35、BET比表面積値51.3m2/g、黒色度L*値29.3、体積固有抵抗値7.5×108Ω・cm、ミリスチン酸吸着量0.53mg/m2)20kgを、凝集を解きほぐすために、純水150lに攪拌機を用いて邂逅し、更に、「TKパイプラインホモミクサー」(特殊機化工業株式会社製)を3回通して針状ヘマタイト粒子粉末を含むスラリーを得た。
【0200】
続いて、この針状ヘマタイト粒子粉末を含むスラリーを横型サンドグラインダー「マイティーミルMHG−1.5L」(井上製作所株式会社製)を用いて、軸回転数2000rpmにおいて5回パスさせて、針状ヘマタイト粒子粉末を含む分散スラリーを得た。
【0201】
得られた分散スラリーの325mesh(目開き44μm)における篩残分は0%であった。この分散スラリーを濾別、水洗して、針状ヘマタイト粒子粉末のケーキを得た。この針状ヘマタイト粒子粉末のケーキを120℃で乾燥した後、乾燥粉末11.0kgをエッジランナー「MPUV−2型」(株式会社松本鋳造鉄工所製)に投入して、294N/cm(30Kg/cm)で30分間混合攪拌を行い、粒子の凝集を軽く解きほぐした。
【0202】
次に、メチルトリエトキシシラン(商品名:TSL8123:GE東芝シリコーン株式会社製)220gを200mlのエタノールで混合希釈して得られるメチルトリエトキシシラン溶液をエッジランナーを稼動させながら、粒子の凝集を解きほぐした上記針状ヘマタイト粒子粉末に添加し、588N/cm(60Kg/cm)の線荷重で60分間混合攪拌を行って、針状ヘマタイト粒子粉末の粒子表面に被覆物を形成させた。なお、この時の攪拌速度は22rpmで行った。
【0203】
次に、カーボンブラック微粒子粉末A(粒子形状:粒状、粒子径0.022μm、幾何標準偏差値1.68、BET比表面積値134m2/g、黒色度L*値16.6、pH値3.4、DBP吸油量89ml/100g)1650gを、エッジランナーを稼動させながら10分間かけて添加し、更に588N/cm(60Kg/cm)の線荷重で30分間混合攪拌を行い、上記被覆物にカーボンブラックを付着させて、中間複合粒子粉末を得た。なお、この時の攪拌速度は22rpmで行った。
【0204】
メチルトリエトキシシランの被覆量とカーボンブラックの付着量とを確認するために、得られた中間複合粒子粉末の一部を採取し、乾燥機を用いて105℃で60分間加熱処理を行った。メチトリエトキシシランの被覆量は、Si換算で0.31重量%であり、カーボンブラックの付着量は13.01重量%(針状ヘマタイト粒子粉末100重量部に対して15重量部に相当する)であった。電子顕微鏡写真観察の結果、カーボンブラックのほぼ全量がメチルトリエトキシシランから生成するオルガノシラン化合物被覆層に付着していることが認められた。
【0205】
次に、ジメチルポリシロキサン(商品名:TSF451:GE東芝シリコーン株式会社製)220gを、エッジランナーを稼動させながら上記中間複合粒子粉末に添加し、588N/cm(60Kg/cm)の線荷重で30分間混合攪拌を行って、表面にジメチルポリシロキサンが均一に接着されている中間複合粒子粉末を得た。なお、この時の攪拌速度は22rpmで行った。
【0206】
次に、上記カーボンブラック微粒子粉末A1650gを、エッジランナーを稼動させながら10分間かけて添加し、更に588N/cm(60Kg/cm)の線荷重で30分間混合攪拌を行い、カーボンブラックの第1層にジメチルポリシロキサンを接着剤としてカーボンブラックの第2層を接着させた後、乾燥機を用いて105℃で60分間熱処理を行って、黒色針状複合粒子粉末を得た。なお、この時の攪拌速度は22rpmで行った。
【0207】
得られた鉄系黒色針状複合粒子粉末は、ジメチルポリシロキサンの接着量がSi換算で0.56重量%、カーボンブラックの総付着量が26.01重量%(針状ヘマタイト粒子粉末100重量部に対して30重量部に相当する)、粒子表面のカーボンブラックの付着厚みは0.0027μmであった。電子顕微鏡観察の結果、平均長軸径が0.151μm、平均短軸径が0.0241μm、軸比が6.3であった。そして、幾何標準偏差値は1.35であり、BET比表面積値は55.3m2/g、黒色度L*値は18.6、体積固有抵抗値は3.9×102Ω・cm、ミリスチン酸吸着量は0.19mg/m2であって、カーボンブラックの脱離率は7.2%であった。なお、電子顕微鏡写真観察の結果、カーボンブラックがほとんど認められないことから、カーボンブラックのほぼ全量がカーボンブラックの第1層に接着していることが認められた。
【0208】
<非磁性下地層の製造>
上記鉄系黒色針状複合粒子粉末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。
【0209】
この混練物を1.5mmφガラスビーズ95g、追加の結合剤樹脂溶液(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140mlガラス瓶に添加し、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。その後、潤滑剤を加え、更に、ペイントシェーカーで15分間混合・分散した。
【0210】
得られた非磁性塗料の組成は、下記の通りであった。
【0211】
鉄系黒色針状複合粒子粉末 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
潤滑剤(ミリスチン酸:ステアリン酸ブチル=1:1) 2重量部
シクロヘキサノン 56.9重量部
メチルエチルケトン 142.3重量部
トルエン 85.4重量部
【0212】
得られた非磁性塗料の塗料粘度は410cPであった。
【0213】
次いで、上記非磁性塗料を厚さ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3.3μmであった。
【0214】
得られた非磁性下地層は、光沢度が183%、表面粗度Raが6.8nmであった。基体は、ヤング率(相対値)が123、塗膜の線吸収係数が3.64μm-1、表面電気抵抗値が1.8×106Ω/cm2であった。
【0215】
<磁気記録媒体の製造>
鉄を主成分とする針状金属磁性粒子粉末(平均長軸径0.120μm、平均短軸径0.0176μm、軸比6.8、BET比表面積値51.2m2/g、幾何標準偏差値1.37、保磁力値150.6kA/m(1892Oe)、飽和磁化値130.5Am2/kg(130.5emu/g)、Al含有量2.41重量%、Co含有量5.75重量%)12g、研磨剤(商品名:AKP−50、住友化学株式会社製)1.2g、カーボンブラック微粒子粉末(商品名:#3250B、三菱化成株式会社製)0.12g、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。
【0216】
この混練物を1.5mmφガラスビーズ95g、追加結合剤樹脂溶液(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140mlガラス瓶に添加し、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、更に、ペイントシェーカーで15分間混合・分散した。
【0217】
得られた磁性塗料の組成は下記の通りであった。
【0218】
鉄を主成分とする針状金属磁性粒子粉末 100重量部
スルホン酸ナトリウム基を有する
塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂 10重量部
スルホン酸ナトリウム基を有するポリウレタン樹脂 10重量部
研磨剤(AKP−50) 10重量部
カーボンブラック微粒子粉末(#3250B) 1.0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
【0219】
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1.27cm(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。
【0220】
得られた磁気テープは、保磁力値が159.6kA/m(2006Oe)、角型比(Br/Bm)が0.88、光沢度が216%、表面粗度Raが6.0nm、ヤング率(相対値)が134、線吸収係数が4.18cm-1、表面電気抵抗値が1.7×105Ω/cm2、摩擦係数が0.21であった。
【0221】
【作用】
本発明において最も重要な点は、芯粒子粉末の粒子表面に、該芯粒子粉末100重量部に対して21〜50重量部の多量のカーボンブラックを強固に付着させた場合には、ミリスチン酸吸着量が0.01〜0.3mg/m2である黒色針状複合粒子粉末が得られるという事実である。
【0222】
本発明に係る鉄系黒色針状複合粒子粉末のミリスチン酸吸着量が低減できた理由については未だ明らかではないが、本発明者は、後出の比較例に示す通り、付着したカーボンブラックが21重量部以上であっても脱離率が20%以上である場合、脱離率が20%未満であってもカーボンブラックの付着量が21重量部未満である場合のいずれの場合にも、非磁性粒子粉末のミリスチン酸吸着量が0.3mg/m2以下にならないことから、芯粒子粉末の粒子表面に形成された緻密なカーボンブラックからなる適当な層厚の均一な層が、芯粒子粉末の粒子表面に多数存在する水酸基と、該水酸基との親和性が高いミリスチン酸が有するカルボキシル基との結合を抑制しているものと考えている。
【0223】
非磁性下地層用非磁性粒子粉末として、本発明に係る上記鉄系黒色針状複合磁性粒子粉末を用いた本発明に係る磁気記録媒体は、低い摩擦係数を有している。
【0224】
本発明に係る磁気記録媒体の摩擦係数を低減できた理由について、本発明者は、非磁性下地層中に多量に含有される非磁性粒子粉末へのミリスチン酸の吸着が特定範囲内に抑制された結果、ミリスチン酸の適量が調整されながら、長期に亘って磁気記録層表面に浸み出すことにより、潤滑剤としての機能が効果的に発揮できたものと考えている。
【0225】
【実施例】
次に、実施例並びに比較例を挙げる。
【0226】
芯粒子1〜5
各種の針状ヘマタイト粒子粉末及び針状ゲータイト粒子粉末を準備し、上記発明の実施の形態と同様にして凝集が解きほぐされた針状ヘマタイト粒子粉末及び針状ゲータイト粒子粉末を得た。
【0227】
この針状ヘマタイト粒子粉末及び針状ゲータイト粒子粉末の諸特性を表1に示す。尚、芯粒子5は、硫酸第一鉄水溶液、硫酸マンガン水溶液、水酸化ナトリウム水溶液及び炭酸ナトリウム水溶液とを用いて、前記湿式法により得られたMn含有針状ゲータイト粒子粉末(特開平7−66020号公報に記載の製造方法)であり、芯粒子3は、該Mn含有針状ゲータイト粒子粉末を空気中630℃で加熱脱水して得られたMn含有針状ヘマタイト粒子粉末である。
【0228】
【表1】
【0229】
芯粒子6
芯粒子1の凝集が解きほぐされた針状ヘマタイト粒子粉末20kgと水150lとを用いて、前記発明の実施の形態と同様にして針状ヘマタイト粒子粉末を含むスラリーを得た。得られた針状ヘマタイト粒子粉末を含む再分散スラリーのpH値を水酸化ナトリウム水溶液を用いて10.5とした。次に、該スラリーに水を加えスラリー濃度を98g/lに調整した。このスラリー150lを加熱して60℃とし、このスラリー中に1.0mol/lのNaAlO2溶液5444ml(針状ヘマタイト粒子粉末に対してAl換算で1.0重量%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7.5に調整した。この状態で30分間保持した後、濾過、水洗、乾燥、粉砕して粒子表面がアルミニウムの水酸化物によって被覆されている針状ヘマタイト粒子粉末を得た。
【0230】
この時の表面処理条件を表2に、得られた粒子表面がアルミニウムの水酸化物によって被覆されている針状ヘマタイト粒子粉末の諸特性を表3に示す
【0231】
芯粒子7〜10
芯粒子の種類、表面処理工程における添加物の種類及び量を種々変えた以外は芯粒子6と同様にして表面処理をした芯粒子粉末を得た。
【0232】
この時の主要処理条件を表2に、得られた表面処理済芯粒子粉末の諸特性を表3に示す。尚、表2の被覆物の種類のうち、Aはアルミニウムの水酸化物を表わし、Sはケイ素の酸化物を表わす。
【0233】
【表2】
【0234】
【表3】
【0235】
<中間複合粒子粉末の製造>
実施例1〜12及び比較例1〜4
芯粒子の種類、被覆工程におけるアルコキシシラン又はポリシロキサンの有無、種類及び添加量、エッジランナーによる処理条件、カーボンブラックの第1層の付着工程におけるカーボンブラック微粒子粉末の種類及び添加量、エッジランナーによる処理条件を種々変えた以外は、前記発明の実施の形態と同様にして中間複合粒子粉末を得た。使用したカーボンブラック微粒子粉末B乃至Fの諸特性を表4に示すとともに、この時の主要処理条件を表5に、得られた中間複合粒子粉末の諸特性を表6に示す。実施例1〜12の各実施例で得られた中間複合粒子粉末は、電子顕微鏡観察の結果、カーボンブラックがほとんど認められないことから、カーボンブラックのほぼ全量がアルコキシシランから生成するオルガノシラン化合物被覆又はポリシロキサン被覆に付着していることが確認された。
【0236】
なお、実施例8〜10の各実施例で使用されている添加物は、いずれもポリシロキサンである。「TSF484」(商品名:GE東芝シリコーン株式会社製)はメチルハイドロジェンポリシロキサンであり、「BYK−080」(商品名:ビックケミー・ジャパン株式会社製)は変成ポリシロキサンであり、「TSF−4770」(商品名:GE東芝シリコーン株式会社製)は末端カルボキシル変成ポリシロキサンである。
【0237】
【表4】
【0238】
【表5】
【0239】
【表6】
【0240】
<鉄系黒色針状複合粒子粉末の製造>
実施例13〜24、比較例5〜11
中間複合粒子の種類、接着剤による処理工程における接着剤の種類、添加量及びエッジランナーによる処理条件、カーボンブラックの第2層の接着工程におけるカーボンブラック微粒子粉末の種類、添加量、エッジランナーによる処理条件を種々変化させた以外は、前記発明の実施の形態と同様にして鉄系黒色針状複合粒子粉末を得た。
【0241】
尚、実施例13〜24の各実施例で得られた鉄系黒色針状複合粒子粉末は、電子顕微鏡観察の結果、カーボンブラックがほとんど認められないことから、カーボンブラックのほぼ全量がカーボンブラックの第1層に接着されていることが認められた。
【0242】
この時の主要処理条件を表7に、得られた鉄系黒色針状複合粒子粉末の諸特性を表8に示す。
【0243】
【表7】
【0244】
【表8】
【0245】
<非磁性下地層の製造>
実施例25〜36及び比較例12〜28
実施例13〜24、芯粒子1〜5、実施例1、比較例3、カーボンブラックB〜D及び比較例5〜11の各非磁性粒子粉末を用いて、前記発明の実施の形態と同様にして非磁性下地層を製造した。
【0246】
この時の主要製造条件及び諸特性を表9及び表10に示す。
【0247】
【表9】
【0248】
【表10】
【0249】
<磁気記録媒体の製造>
実施例37〜48及び比較例37〜53
非磁性下地層の種類及び磁性粒子の種類を種々変化させた以外は、前記発明の実施の形態と同様にして磁気記録媒体を製造した。
【0250】
尚、使用した磁性粒子粉末(1)乃至(4)の諸特性を表11に示す。
【0251】
【表11】
【0252】
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。
【0253】
【表12】
【0254】
【表13】
【0255】
【発明の効果】
本発明に係る針状非磁性粒子粉末は、ビヒクル中における分散性が優れているとともに、より優れた黒色度とより低い体積固有抵抗値を有しており、しかも、ミリスチン酸吸着量が抑制された鉄系黒色針状複合粒子粉末であるので、非磁性下地層用として用いた場合、表面が平滑であって、より優れた黒色度とより低い表面電気抵抗値を有する非磁性下地層を得ることができるとともに、磁気記録層表面に浸み出すミリスチン酸の量を調整することができるので、磁気記録媒体の非磁性下地層用非磁性粒子粉末として好ましいものである。
【0256】
本発明に係る磁気記録媒体は、磁気記録媒体の非磁性下地層用非磁性粒子粉末として上記針状非磁性粒子粉末を用いることにより、表面が平滑であって、より小さい光透過率とより低い表面電気抵抗値を有しており、しかも、摩擦係数が小さく、走行性が優れているので、高密度記録用として好ましいものである。
Claims (3)
- 針状ヘマタイト粒子粉末又は針状含水酸化鉄粒子粉末の粒子表面にアルコキシシランから生成するオルガノシラン化合物又はポリシロキサンが被覆されており、該被覆の少なくとも1部に上記針状ヘマタイト粒子粉末又は針状含水酸化鉄粒子粉末100重量部に対して1〜20重量部のカーボンブラックが付着し、該カーボンブラック付着の表面にアルコキシシランから生成するオルガノシラン化合物又はポリシロキサンが被覆されており、当該被覆の少なくとも一部に上記針状ヘマタイト粒子粉末又は針状含水酸化鉄粒子粉末100重量部に対して1〜30重量部のカーボンブラックが付着しており、且つ、カーボンブラックの全付着量が上記針状ヘマタイト粒子粉末又は針状含水酸化鉄粒子粉末100重量部に対して21〜50重量部である平均長軸径0.011〜0.35μmの鉄系黒色針状複合粒子粉末であって、該鉄系黒色針状複合粒子粉末のミリスチン酸吸着量が0.01〜0.3mg/m2であることを特徴とする磁気記録媒体の非磁性下地層用針状非磁性粒子粉末。
- 針状ヘマタイト粒子粉末又は針状含水酸化鉄粒子粉末の粒子表面に下層として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から選ばれた1種又は2種以上の化合物が被覆され、上層としてアルコキシシランから生成するオルガノシラン化合物又はポリシロキサンが被覆されており、該被覆の少なくとも1部に上記針状ヘマタイト粒子粉末又は針状含水酸化鉄粒子粉末100重量部に対して1〜20重量部のカーボンブラックが付着し、該カーボンブラック付着の表面にアルコキシシランから生成するオルガノシラン化合物又はポリシロキサンが被覆されており、当該被覆の少なくとも一部に上記針状ヘマタイト粒子粉末又は針状含水酸化鉄粒子粉末100重量部に対して1〜30重量部のカーボンブラックが付着しており、且つ、カーボンブラックの全付着量が上記針状ヘマタイト粒子粉末又は針状含水酸化鉄粒子粉末100重量部に対して21〜50重量部である平均長軸径0.011〜0.35μmの鉄系黒色針状複合粒子粉末であって、該鉄系黒色針状複合粒子粉末のミリスチン酸吸着量が0.01〜0.3mg/m2であることを特徴とする磁気記録媒体の非磁性下地層用針状非磁性粒子粉末。
- 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として請求項1又は請求項2記載の針状非磁性粒子粉末を用いたことを特徴とする磁気記録媒体。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000131866A JP4366551B2 (ja) | 1999-08-03 | 2000-04-28 | 磁気記録媒体の非磁性下地層用針状非磁性粒子粉末並びに磁気記録媒体 |
US09/632,096 US6352776B1 (en) | 1997-12-12 | 2000-08-02 | Magnetic recording medium, non-magnetic acicular black iron-based composite particles and process for producing the particles |
EP00306559A EP1074980A1 (en) | 1999-08-03 | 2000-08-02 | Magnetic recording medium, non-magnetic acicular black iron-based composite particles and process for producing the particles |
US10/055,809 US6803104B2 (en) | 1997-12-12 | 2002-01-28 | Magnetic recording medium, non-magnetic acicular black iron-based composite particles and process for producing the particles |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22018199 | 1999-08-03 | ||
JP11-220181 | 1999-08-03 | ||
JP2000131866A JP4366551B2 (ja) | 1999-08-03 | 2000-04-28 | 磁気記録媒体の非磁性下地層用針状非磁性粒子粉末並びに磁気記録媒体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001110035A JP2001110035A (ja) | 2001-04-20 |
JP4366551B2 true JP4366551B2 (ja) | 2009-11-18 |
Family
ID=26523572
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000131866A Expired - Fee Related JP4366551B2 (ja) | 1997-12-12 | 2000-04-28 | 磁気記録媒体の非磁性下地層用針状非磁性粒子粉末並びに磁気記録媒体 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1074980A1 (ja) |
JP (1) | JP4366551B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1102245A1 (en) * | 1999-11-15 | 2001-05-23 | Toda Kogyo Corporation | Black filler for magnetic recording medium and magnetic recording medium using the same |
JP4557117B2 (ja) * | 2001-04-27 | 2010-10-06 | 戸田工業株式会社 | 磁気記録媒体用表面改質磁性粒子粉末、磁気記録媒体用表面改質フィラー材及び磁気記録媒体の非磁性下地層用表面改質非磁性粒子粉末並びに磁気記録媒体 |
EP1270685A3 (en) * | 2001-06-07 | 2004-01-14 | Toda Kogyo Corporation | Black coloran for ink-jet printing ink, ink-jet printing ink, and aqueous pigment dispersion containing the black colorant |
WO2019187356A1 (ja) * | 2018-03-29 | 2019-10-03 | 国立大学法人東京大学 | 記録方法、記録装置、再生方法、再生装置、及び、高速応答素子 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0913431B1 (en) * | 1997-10-31 | 2002-07-17 | Toda Kogyo Corporation | Black iron-based composite particles, process for producing the same, paint and rubber or resin composition containing the same |
EP0924690B1 (en) * | 1997-12-12 | 2003-05-07 | Toda Kogyo Corporation | Magnetic recording medium and substrate therefor |
EP0945766B1 (en) * | 1998-03-26 | 2003-05-14 | Toda Kogyo Corporation | Black non-magnetic composite particles for black toner and black toner using the same |
-
2000
- 2000-04-28 JP JP2000131866A patent/JP4366551B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2000-08-02 EP EP00306559A patent/EP1074980A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1074980A1 (en) | 2001-02-07 |
JP2001110035A (ja) | 2001-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3780719B2 (ja) | 磁気記録媒体の非磁性下地層用鉄系黒色針状複合粒子粉末、非磁性下地層を有する磁気記録媒体用基体及び該基体を用いた磁気記録媒体 | |
US6863966B1 (en) | Black magnetic acicular composite particles for magnetic recording medium and magnetic recording medium using the same | |
JP4366551B2 (ja) | 磁気記録媒体の非磁性下地層用針状非磁性粒子粉末並びに磁気記録媒体 | |
EP0957474A1 (en) | Magnetic recording medium | |
US6458453B1 (en) | Magnetic recording medium | |
US6352776B1 (en) | Magnetic recording medium, non-magnetic acicular black iron-based composite particles and process for producing the particles | |
US6294242B1 (en) | Magnetic recording medium | |
US6767611B2 (en) | Black magnetic acicular containing composite particles magnetic recording medium | |
US20010044036A1 (en) | Magnetic recording medium | |
JP4557117B2 (ja) | 磁気記録媒体用表面改質磁性粒子粉末、磁気記録媒体用表面改質フィラー材及び磁気記録媒体の非磁性下地層用表面改質非磁性粒子粉末並びに磁気記録媒体 | |
JP4506911B2 (ja) | 磁気記録媒体 | |
JP2002237404A (ja) | 磁気記録媒体用複合磁性粒子粉末及び磁気記録媒体 | |
JP4513934B2 (ja) | 磁気記録媒体用板状黒色複合マグネトプランバイト型フェライト粒子粉末及び該板状黒色複合マグネトプランバイト型フェライト粒子粉末を用いた磁気記録媒体 | |
JP4366550B2 (ja) | 非磁性下地層を有する磁気記録媒体用基体及び該基体を用いた磁気記録媒体 | |
JP4367583B2 (ja) | 磁気記録媒体用針状黒色複合磁性粒子粉末及び該針状黒色複合磁性粒子粉末を用いた磁気記録媒体 | |
JP4557102B2 (ja) | 磁気記録媒体用針状磁性粒子粉末及び該針状磁性粒子粉末を用いた磁気記録媒体 | |
US6803104B2 (en) | Magnetic recording medium, non-magnetic acicular black iron-based composite particles and process for producing the particles | |
JP4471058B2 (ja) | 磁気記録媒体の非磁性下地層用複合非磁性粒子粉末及びその製造法並びに磁気記録媒体 | |
JP4525887B2 (ja) | 磁気記録媒体 | |
JP4518218B2 (ja) | 磁気記録媒体 | |
JP4370543B2 (ja) | 磁気記録媒体用板状黒色複合マグネトプランバイト型フェライト粒子粉末及び該板状黒色複合マグネトプランバイト型フェライト粒子粉末を用いた磁気記録媒体 | |
US6531211B1 (en) | Black plate-shaped ferrite composite particles with magnet oplumbite structure and magnetic recording medium using the same | |
JP2001014654A (ja) | 非磁性下地層を有する磁気記録媒体用基体及び該基体を用いた磁気記録媒体 | |
JP5057042B2 (ja) | 磁気記録媒体の非磁性下地層用非磁性粒子粉末、及び磁気記録媒体 | |
JP5099323B2 (ja) | 磁気記録媒体の非磁性下地層用非磁性粒子粉末、及び磁気記録媒体 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070424 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090304 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090331 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090601 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090729 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090811 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 4366551 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120904 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120904 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120904 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120904 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130904 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |