JP7351824B2 - Magnetic recording media and magnetic recording/reproducing devices - Google Patents
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Description
本発明は、磁気記録媒体および磁気記録再生装置に関する。 The present invention relates to a magnetic recording medium and a magnetic recording/reproducing device.
磁気記録媒体について、非磁性支持体の磁性層を有する表面側とは反対の表面側に、バックコート層を設けることが行われている(例えば、特許文献1の段落0040~0044参照)。 Regarding magnetic recording media, a back coat layer is provided on the surface side of a nonmagnetic support opposite to the surface side having the magnetic layer (see, for example, paragraphs 0040 to 0044 of Patent Document 1).
近年、磁気記録媒体は、様々な環境下で保管され、使用されている。例えば、磁気記録媒体が温度管理されたデータセンターで保管されることがある。しかるに、温度管理のための空調コストの低減の観点からは、保管時の温度管理条件を現在より緩和できるか、または管理を不要にできることが望ましい。以上に鑑み本発明者は、高温環境下で保管された後の磁気記録媒体の性能について検討した。この検討の結果、バックコート層を有する磁気記録媒体は、高温環境下での保管後に低温高湿環境下で再生を繰り返すと、再生出力が低下してしまうという課題があることが判明した。 In recent years, magnetic recording media have been stored and used under various environments. For example, magnetic recording media may be stored in temperature-controlled data centers. However, from the viewpoint of reducing air conditioning costs for temperature control, it is desirable to be able to relax the temperature control conditions during storage or eliminate the need for temperature control. In view of the above, the present inventor investigated the performance of magnetic recording media after being stored in a high temperature environment. As a result of this study, it was found that a magnetic recording medium having a back coat layer has a problem in that the reproduction output decreases when reproduction is repeated in a low temperature and high humidity environment after being stored in a high temperature environment.
本発明の一態様は、バックコート層を有する磁気記録媒体であって、高温環境下での保管後に低温高湿環境下で再生を繰り返しても再生出力の低下が少ない磁気記録媒体を提供することを目的とする。 One aspect of the present invention is to provide a magnetic recording medium having a back coat layer, which exhibits little decrease in playback output even if it is repeatedly played back in a low temperature and high humidity environment after being stored in a high temperature environment. With the goal.
本発明の一態様は、
非磁性支持体の一方の表面側に強磁性粉末を含む磁性層を有し、他方の表面側に非磁性粉末を含むバックコート層を有する磁気記録媒体であって、
上記バックコート層の表面においてn-ヘキサン洗浄後に光学干渉法により0.5atmの押圧下で測定されるスペーシングS0.5と、上記バックコート層の表面においてn-ヘキサン洗浄後に光学干渉法により13.5atmの押圧下で測定されるスペーシングS13.5との差分(S0.5-S13.5)が3nm以下である磁気記録媒体、
に関する。以下において、上記差分(S0.5-S13.5)を、単に「差分」とも記載する。また、1atm=101325Pa(パスカル)である。
One aspect of the present invention is
A magnetic recording medium having a magnetic layer containing ferromagnetic powder on one surface side of a non-magnetic support and a back coat layer containing non-magnetic powder on the other surface side,
Spacing S 0.5 measured under a pressure of 0.5 atm by optical interferometry after washing with n-hexane on the surface of the back coat layer, and by optical interferometry after washing with n-hexane on the surface of the back coat layer. A magnetic recording medium in which the difference (S 0.5 - S 13.5 ) from the spacing S 13.5 measured under a pressure of 13.5 atm is 3 nm or less,
Regarding. In the following, the difference (S 0.5 −S 13.5 ) will also be simply referred to as a “difference”. Moreover, 1 atm=101325 Pa (Pascal).
一形態では、上記差分は、1nm以上3nm以下であることができる。 In one form, the difference can be 1 nm or more and 3 nm or less.
一形態では、S0.5は、20nm以上90nm以下であることができる。 In one form, S 0.5 can be greater than or equal to 20 nm and less than or equal to 90 nm.
一形態では、S13.5は、20nm以上90nm以下であることができる。 In one form, S 13.5 can be greater than or equal to 20 nm and less than or equal to 90 nm.
一形態では、上記バックコート層は、無機酸化物系粒子を含むことができる。 In one form, the back coat layer can include inorganic oxide particles.
一形態では、上記無機酸化物系粒子は、無機酸化物とポリマーとの複合粒子であることができる。 In one form, the inorganic oxide particles can be composite particles of an inorganic oxide and a polymer.
一形態では、上記バックコート層の厚みは、0.5μm以下であることができる。 In one form, the thickness of the back coat layer can be 0.5 μm or less.
一形態では、上記磁気記録媒体は、上記非磁性支持体と上記磁性層との間に、非磁性粉末を含む非磁性層を有することができる。 In one form, the magnetic recording medium may have a nonmagnetic layer containing nonmagnetic powder between the nonmagnetic support and the magnetic layer.
一形態では、上記磁気記録媒体は、磁気テープであることができる。 In one form, the magnetic recording medium can be a magnetic tape.
本発明の一態様は、上記磁気記録媒体と、磁気ヘッドと、を含む磁気記録再生装置に関する。 One aspect of the present invention relates to a magnetic recording/reproducing device including the above magnetic recording medium and a magnetic head.
本発明の一態様によれば、バックコート層を有する磁気記録媒体であって、高温環境下での保管後に低温高湿環境下で再生を繰り返しても再生出力の低下が少ない磁気記録媒体を提供することができる。また、本発明の一態様によれば、かかる磁気記録媒体を含む磁気記録再生装置を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, there is provided a magnetic recording medium having a back coat layer, which exhibits little decrease in playback output even if it is repeatedly played back in a low temperature and high humidity environment after being stored in a high temperature environment. can do. Further, according to one aspect of the present invention, it is possible to provide a magnetic recording/reproducing device including such a magnetic recording medium.
[磁気記録媒体]
本発明の一態様は、非磁性支持体の一方の表面側に強磁性粉末を含む磁性層を有し、他方の表面側に非磁性粉末を含むバックコート層を有する磁気記録媒体であって、上記バックコート層の表面においてn-ヘキサン洗浄後に光学干渉法により0.5atmの押圧下で測定されるスペーシングS0.5と、上記バックコート層の表面においてn-ヘキサン洗浄後に光学干渉法により13.5atmの押圧下で測定されるスペーシングS13.5との差分(S0.5-S13.5)が3nm以下である磁気記録媒体に関する。
[Magnetic recording medium]
One aspect of the present invention is a magnetic recording medium having a magnetic layer containing ferromagnetic powder on one surface side of a nonmagnetic support, and a back coat layer containing nonmagnetic powder on the other surface side, Spacing S 0.5 measured under a pressure of 0.5 atm by optical interferometry after washing with n-hexane on the surface of the back coat layer, and by optical interferometry after washing with n-hexane on the surface of the back coat layer. The present invention relates to a magnetic recording medium in which the difference (S 0.5 - S 13.5 ) from the spacing S 13.5 measured under a pressure of 13.5 atm is 3 nm or less.
本発明および本明細書において、「n-ヘキサン洗浄」とは、磁気記録媒体から切り出した試料片を液温20~25℃のフレッシュなn-ヘキサン(200g)に浸漬して100秒間超音波洗浄(超音波出力:40kHz)することをいうものとする。洗浄対象の磁気記録媒体が磁気テープの場合には、長さ5cmの試料片を切り出してn-ヘキサン洗浄に付す。磁気テープの幅および磁気テープから切り出される試料片の幅は、通常、1/2インチである。1インチ=0.0254メートルである。1/2インチ幅以外の磁気テープについても、長さ5cmの試料片を切り出してn-ヘキサン洗浄に付せばよい。洗浄対象の磁気記録媒体が磁気ディスクの場合には、5cm×1.27cmのサイズの試料片を切り出してn-ヘキサン洗浄に付す。以下に詳述するスペーシングの測定は、n-ヘキサン洗浄後の試料片を、温度23℃相対湿度50%の環境下に24時間放置した後に行うものとする。 In the present invention and this specification, "n-hexane cleaning" refers to ultrasonic cleaning for 10 seconds by immersing a sample piece cut out from a magnetic recording medium in fresh n-hexane (200 g) at a liquid temperature of 20 to 25 °C. (Ultrasonic output: 40kHz). If the magnetic recording medium to be cleaned is a magnetic tape, a sample piece of 5 cm in length is cut out and subjected to n-hexane cleaning. The width of the magnetic tape and the width of the sample pieces cut from the magnetic tape are typically 1/2 inch. 1 inch = 0.0254 meter. For magnetic tapes other than 1/2 inch wide, a sample piece of 5 cm in length may be cut out and washed with n-hexane. If the magnetic recording medium to be cleaned is a magnetic disk, a sample piece with a size of 5 cm x 1.27 cm is cut out and subjected to n-hexane cleaning. The spacing measurement described in detail below shall be performed after the sample piece washed with n-hexane is left in an environment at a temperature of 23° C. and a relative humidity of 50% for 24 hours.
本発明および本明細書において、磁気記録媒体の「バックコート層(の)表面」とは、磁気記録媒体のバックコート層側表面と同義である。 In the present invention and this specification, the "surface of the backcoat layer" of the magnetic recording medium has the same meaning as the surface of the magnetic recording medium on the backcoat layer side.
本発明および本明細書において、磁気記録媒体のバックコート層表面において光学干渉法により測定されるスペーシングとは、以下の方法により測定される値とする。
磁気記録媒体(詳しくは上記の試料片。以下同様。)と透明な板状部材(例えばガラス板等)を、磁気記録媒体のバックコート層表面が透明な板状部材と対向するように重ね合わせた状態で、磁気記録媒体のバックコート層側とは反対側から、0.5atmまたは13.5atmの圧力で押圧部材を押しつける。この状態で、透明な板状部材を介して磁気記録媒体のバックコート層表面に光を照射し(照射領域:150000~200000μm2)、磁気記録媒体のバックコート層表面からの反射光と透明な板状部材の磁気記録媒体側表面からの反射光との光路差によって発生する干渉光の強度(例えば干渉縞画像のコントラスト)に基づき、磁気記録媒体のバックコート層表面と透明な板状部材の磁気記録媒体側表面との間のスペーシング(距離)を求める。ここで照射される光は特に限定されるものではない。照射される光が、複数波長の光を含む白色光のように、比較的広範な波長範囲にわたり発光波長を有する光の場合には、透明な板状部材と反射光を受光する受光部との間に、干渉フィルタ等の特定波長の光または特定波長域以外の光を選択的にカットする機能を有する部材を配置し、反射光の中の一部の波長の光または一部の波長域の光を選択的に受光部に入射させる。照射させる光が単一の発光ピークを有する光(いわゆる単色光)の場合には、上記の部材は用いなくてもよい。受光部に入射させる光の波長は、一例として、例えば500~700nmの範囲にあることができる。ただし、受光部に入射させる光の波長は、上記範囲に限定されるものではない。また、透明な板状部材は、この部材を介して磁気記録媒体に光を照射し干渉光が得られる程度に、照射される光が透過する透明性を有する部材であればよい。
上記スペーシングの測定により得られる干渉縞画像を300000ポイントに分割して各ポイントのスペーシング(磁気記録媒体のバックコート層表面と透明な板状部材の磁気記録媒体側表面との間の距離)を求め、これをヒストグラムとし、このヒストグラムにおける最頻値を、スペーシングとする。
同じ磁気記録媒体から試料片を5つ切り出し、各試料片について、n-ヘキサン洗浄後に0.5atmの圧力で押圧部材を押し付けてスペーシングを求め、更に13.5atmの圧力で押圧部材を押し付けてスペーシングを求める。そして5つの試料片についてn-ヘキサン洗浄後に0.5atmの圧力下で求められたスペーシングの算術平均をスペーシングS0.5とし、5つの試料片についてn-ヘキサン洗浄後に13.5atmの圧力下で求められたスペーシングの算術平均をスペーシングS13.5とする。こうして求められたS0.5とS13.5との差分(S0.5-S13.5)を、その磁気記録媒体についての差分(S0.5-S13.5)とする。
以上の測定は、例えばMicro Physics社製Tape Spacing Analyzer等の市販のテープスペーシングアナライザー(TSA;Tape Spacing Analyzer)を用いて行うことができる。実施例におけるスペーシング測定は、Micro Physics社製Tape Spacing Analyzerを用いて実施した。
In the present invention and this specification, the spacing measured by optical interferometry on the surface of the back coat layer of a magnetic recording medium is a value measured by the following method.
A magnetic recording medium (more specifically, the sample piece mentioned above; the same applies hereinafter) and a transparent plate-like member (for example, a glass plate) are stacked so that the surface of the back coat layer of the magnetic recording medium faces the transparent plate-like member. In this state, a pressing member is pressed with a pressure of 0.5 atm or 13.5 atm from the side opposite to the back coat layer side of the magnetic recording medium. In this state, light is irradiated onto the surface of the back coat layer of the magnetic recording medium through the transparent plate member (irradiation area: 150,000 to 200,000 μm 2 ), and the reflected light from the surface of the back coat layer of the magnetic recording medium and the transparent Based on the intensity of the interference light generated due to the optical path difference between the light reflected from the surface of the plate-shaped member on the magnetic recording medium side (for example, the contrast of the interference fringe image), the difference between the back coat layer surface of the magnetic recording medium and the transparent plate-shaped member is determined. Find the spacing (distance) from the magnetic recording medium side surface. The light irradiated here is not particularly limited. If the emitted light is light that has emission wavelengths over a relatively wide range of wavelengths, such as white light that includes light of multiple wavelengths, a transparent plate-like member and a light-receiving part that receives reflected light may be used. In between, a member such as an interference filter that has the function of selectively cutting off light of a specific wavelength or light outside of a specific wavelength range is placed, and a member having a function of selectively cutting off light of a specific wavelength or light outside of a specific wavelength range is placed in between. Light is selectively made incident on the light receiving section. If the light to be irradiated is light having a single emission peak (so-called monochromatic light), the above-mentioned member may not be used. The wavelength of the light incident on the light receiving section can be, for example, in the range of 500 to 700 nm. However, the wavelength of the light incident on the light receiving section is not limited to the above range. Further, the transparent plate member may be any member as long as it is transparent enough to allow the irradiated light to pass therethrough to the extent that the magnetic recording medium is irradiated with light through the member and interference light is obtained.
The interference fringe image obtained by the above spacing measurement is divided into 300,000 points and the spacing of each point (distance between the back coat layer surface of the magnetic recording medium and the magnetic recording medium side surface of the transparent plate-like member) , and use this as a histogram, and the mode in this histogram as the spacing.
Five sample pieces were cut out from the same magnetic recording medium, and after cleaning each sample piece with n-hexane, the spacing was determined by pressing a pressing member at a pressure of 0.5 atm, and further pressing the pressing member at a pressure of 13.5 atm. Ask for spacing. The arithmetic mean of the spacings obtained under a pressure of 0.5 atm after cleaning with n-hexane for the five sample pieces is taken as spacing S 0.5 , and the pressure of 13.5 atm after cleaning with n-hexane for the five sample pieces is taken as spacing S 0.5. Let the arithmetic mean of the spacings determined below be the spacing S 13.5 . The difference (S 0.5 - S 13.5 ) between S 0.5 and S 13.5 thus obtained is defined as the difference ( S 0.5 - S 13.5 ) for the magnetic recording medium.
The above measurements can be performed using a commercially available tape spacing analyzer (TSA) such as Tape Spacing Analyzer manufactured by Micro Physics. Spacing measurements in Examples were performed using Tape Spacing Analyzer manufactured by Micro Physics.
上記磁気記録媒体は、バックコート層の表面においてn-ヘキサン洗浄後に光学干渉法により0.5atmの押圧下で測定されるスペーシングS0.5と13.5atmの押圧下で測定されるスペーシングS13.5との差分(S0.5-S13.5)が3nm以下である。これにより、上記磁気記録媒体によれば、高温環境下での保管後の低温高湿環境下での繰り返し再生における再生出力の低下を抑制することができる。この点に関する本発明者の推察は、以下の通りである。 The above magnetic recording medium has a spacing S measured under a pressure of 0.5 atm by optical interferometry after washing with n-hexane on the surface of the back coat layer, and a spacing S measured under a pressure of 13.5 atm. The difference from S 13.5 (S 0.5 - S 13.5 ) is 3 nm or less. Thereby, according to the magnetic recording medium, it is possible to suppress a decrease in reproduction output during repeated reproduction in a low temperature and high humidity environment after storage in a high temperature environment. The inventor's speculations regarding this point are as follows.
繰り返し再生における再生出力の低下は、再生開始前の保管中、走行安定性に寄与し得る成分(例えば後述する潤滑剤等)が磁性層から減少してしまうことに起因して発生すると推察される。例えば、保管中に磁性層表面とバックコート層表面とが接触した状態にあると、上記成分は、磁性層表面からバックコート層側に転写されてしまい、磁性層から減少してしまうと考えられる。高温環境下での保管では、例えばリールに巻き取られてカートリッジに収容された状態の磁気記録媒体(例えば磁気テープ)において巻き締まりが生じることにより、バックコート層表面が磁性層表面から高い圧力を受けやすいと考えられ、そのために上記成分が磁性層表面からバックコート層側に転写される量が多くなってしまうと推察される。更に、低温高湿環境下では、走行安定性が低下し易い傾向があるため、保管中に上記成分が減少した磁性層に記録されたデータを低温高湿環境下で繰り返し再生すると、再生出力の低下が生じ易いと推察される。高温とは、例えば30~50℃程度の温度であることができ、低温とは、例えば0~15℃程度の温度であることができ、高湿とは、例えば相対湿度70~100%程度であることができる。
以上の点に関して、本発明者は検討を重ねる中で、高い圧力を受けた際のバックコート層表面の変形を抑制することが、高温環境下での保管中に磁性層表面からバックコート層表面への上記成分が多量に転写されることを抑制することに寄与するのではないかと考えた。詳しくは、以下の通りである。
バックコート層表面には、通常、バックコート層に含まれる非磁性粉末により形成された突起が、バックコート層の素地部分に埋め込まれた状態で存在し得る。この突起が、高い圧力を受けた際にバックコート層内部に深く沈み込むと、突起とバックコート層の素地部分との間に微細な隙間が生じると推察される。この微細な隙間に毛管現象によって上記成分が入り込むことが、上記成分がバックコート層表面へ転写される量を多くしてしまうと考えられる。したがって、高い圧力を受けた際のバックコート層表面の変形を抑制することは、高温環境下での保管中に磁性層の走行安定性に寄与し得る成分がバックコート層側に転写されることを抑制することにつながると、本発明者は考えた。このような知見について、特開2012-43495号公報(特許文献1)には何ら記載されていない。そして、本発明者らは、かかる知見に基づき更に検討を重ねた結果、バックコート層表面において測定される差分(S0.5-S13.5)を3nm以下とすることによって、高温環境下での保管後の低温高湿環境下での繰り返し再生における再生出力の低下を抑制することが可能になることを、新たに見出した。差分(S0.5-S13.5)が3nm以下と小さいことは、上記のように高い圧力が加わった際にバックコート層表面の突起がバックコート層内部へ沈み込み難いことを示していると考えられる。
ただし、以上の推察に本発明は限定されない。また、本明細書に記載されている本発明者のその他の推察にも、本発明は限定されるものではない。上記差分を求めるためのスペーシングの測定における押圧時の圧力13.5atmおよび0.5atmについて、本発明では、上記のようにバックコート層表面に高い圧力が加わった状態に対応し得る例示的な値として13.5atmを採用し、他の状態で磁性層表面と接触する際にバックコート層表面に加わり得る圧力の例示的な値として0.5atmを採用したものであって、保管時、再生時等に上記磁気記録媒体に加わり得る圧力は、これら圧力に限定されるものではない。
It is presumed that the decrease in playback output during repeated playback occurs because components that can contribute to running stability (such as lubricants, which will be described later) are reduced from the magnetic layer during storage before the start of playback. . For example, if the surface of the magnetic layer and the surface of the back coat layer are in contact with each other during storage, it is thought that the above components will be transferred from the surface of the magnetic layer to the back coat layer side and will be reduced from the magnetic layer. . When stored in a high-temperature environment, for example, a magnetic recording medium (such as a magnetic tape) wound on a reel and housed in a cartridge may be wound tightly, causing the back coat layer surface to receive high pressure from the magnetic layer surface. It is assumed that this is why the amount of the above-mentioned components transferred from the surface of the magnetic layer to the back coat layer side increases. Furthermore, running stability tends to deteriorate in low-temperature, high-humidity environments, so if data recorded on a magnetic layer in which the above components have been reduced during storage is repeatedly reproduced in low-temperature, high-humidity environments, the reproduction output will decrease. It is inferred that a decrease is likely to occur. High temperature can be, for example, a temperature of about 30 to 50°C, low temperature can be, for example, a temperature of about 0 to 15°C, and high humidity can be, for example, a relative humidity of about 70 to 100%. Something can happen.
Regarding the above points, the present inventor has repeatedly studied and found that it is possible to suppress the deformation of the back coat layer surface when subjected to high pressure. We thought that this might contribute to suppressing the transfer of a large amount of the above components to. The details are as follows.
On the surface of the backcoat layer, protrusions formed from nonmagnetic powder contained in the backcoat layer may normally exist in a state embedded in the base portion of the backcoat layer. It is presumed that if these protrusions sink deeply into the backcoat layer when subjected to high pressure, minute gaps will be created between the protrusions and the base portion of the backcoat layer. It is thought that the entry of the above-mentioned components into these minute gaps by capillary action increases the amount of the above-mentioned components transferred to the surface of the back coat layer. Therefore, suppressing the deformation of the backcoat layer surface when subjected to high pressure prevents components that can contribute to the running stability of the magnetic layer from being transferred to the backcoat layer side during storage in high-temperature environments. The present inventor thought that this would lead to suppressing. Regarding such knowledge, JP-A-2012-43495 (Patent Document 1) does not describe anything. As a result of further studies based on this knowledge, the present inventors determined that by setting the difference (S 0.5 - S 13.5 ) measured on the surface of the back coat layer to 3 nm or less, We have newly discovered that it is possible to suppress the decline in playback output during repeated playback in low temperature, high humidity environments after storage. The fact that the difference (S 0.5 - S 13.5 ) is as small as 3 nm or less indicates that the protrusions on the surface of the back coat layer are difficult to sink into the inside of the back coat layer when high pressure is applied as described above. It is thought that there are.
However, the present invention is not limited to the above speculation. Furthermore, the present invention is not limited to other speculations made by the inventors described in this specification. Regarding the pressing pressures of 13.5 atm and 0.5 atm in the spacing measurement for determining the above-mentioned difference, in the present invention, an exemplary 13.5 atm is adopted as the value, and 0.5 atm is adopted as an exemplary value of the pressure that can be applied to the surface of the back coat layer when it comes into contact with the surface of the magnetic layer in other conditions. The pressure that can be applied to the magnetic recording medium at certain times is not limited to these pressures.
以下、上記磁気記録媒体について、更に詳細に説明する。 The above magnetic recording medium will be explained in more detail below.
<差分(S0.5-S13.5)>
上記磁気記録媒体のバックコート層表面について測定される差分(S0.5-S13.5)は、3nm以下であり、高温環境下での保管後の低温高湿環境下での繰り返し再生における再生出力の低下をより一層抑制する観点から、2nm以下であることが好ましい。また、上記差分は、0nm以上であることができ、0nm超であることもでき、1nm以上であることもできる。
<Difference (S 0.5 - S 13.5 )>
The difference (S 0.5 - S 13.5 ) measured on the surface of the back coat layer of the above magnetic recording medium is 3 nm or less, which indicates that the difference (S 0.5 - S 13.5 ) during repeated playback in a low temperature and high humidity environment after storage in a high temperature environment From the viewpoint of further suppressing a decrease in reproduction output, the thickness is preferably 2 nm or less. Moreover, the above-mentioned difference can be 0 nm or more, can also be more than 0 nm, and can also be 1 nm or more.
S0.5およびS13.5は、上記差分が3nm以下であれば特に限定されるものではない。S0.5およびS13.5は、それぞれ、例えば、20nm以上、22nm以上または25nm以上であることができる。また、S0.5およびS13.5は、それぞれ、例えば、90nm以下、85nm以下または80nm以下であることができる。 S 0.5 and S 13.5 are not particularly limited as long as the above difference is 3 nm or less. S 0.5 and S 13.5 can each be, for example, 20 nm or more, 22 nm or more, or 25 nm or more. Further, S 0.5 and S 13.5 can each be, for example, 90 nm or less, 85 nm or less, or 80 nm or less.
上記差分、S0.5およびS13.5は、バックコート層に含まれる非磁性粉末の中でバックコート層表面に突起を形成することに主に寄与し得る非磁性粉末(以下、「突起形成剤」と記載する。)の種類、磁気記録媒体の製造条件等によって制御することができる。この点の詳細は後述する。 The above differences, S 0.5 and S 13.5 , are the non-magnetic powder (hereinafter referred to as "protrusions") that can mainly contribute to forming protrusions on the surface of the back coat layer among the non-magnetic powders contained in the back coat layer. It can be controlled by the type of the forming agent), the manufacturing conditions of the magnetic recording medium, etc. Details of this point will be described later.
次に、上記磁気記録媒体の磁性層、バックコート層、非磁性支持体、および任意に含まれ得る非磁性層について更に説明する。 Next, the magnetic layer, backcoat layer, nonmagnetic support, and optionally included nonmagnetic layer of the magnetic recording medium will be further explained.
<磁性層>
(強磁性粉末)
磁性層に含まれる強磁性粉末としては、各種磁気記録媒体の磁性層において用いられる強磁性粉末として公知の強磁性粉末を一種または二種以上組み合わせて使用することができる。強磁性粉末として平均粒子サイズの小さいものを使用することは記録密度向上の観点から好ましい。この点から、強磁性粉末の平均粒子サイズは50nm以下であることが好ましく、45nm以下であることがより好ましく、40nm以下であることが更に好ましく、35nm以下であることが一層好ましく、30nm以下であることがより一層好ましく、25nm以下であることが更に一層好ましく、20nm以下であることがなお一層好ましい。一方、磁化の安定性の観点からは、強磁性粉末の平均粒子サイズは5nm以上であることが好ましく、8nm以上であることがより好ましく、10nm以上であることが更に好ましく、15nm以上であることが一層好ましく、20nm以上であることがより一層好ましい。
<Magnetic layer>
(Ferromagnetic powder)
As the ferromagnetic powder contained in the magnetic layer, one type or a combination of two or more types of ferromagnetic powders known as ferromagnetic powders used in the magnetic layers of various magnetic recording media can be used. It is preferable to use ferromagnetic powder having a small average particle size from the viewpoint of improving recording density. From this point of view, the average particle size of the ferromagnetic powder is preferably 50 nm or less, more preferably 45 nm or less, even more preferably 40 nm or less, even more preferably 35 nm or less, and 30 nm or less. It is even more preferable that it is, even more preferably that it is 25 nm or less, and even more preferably that it is 20 nm or less. On the other hand, from the viewpoint of magnetization stability, the average particle size of the ferromagnetic powder is preferably 5 nm or more, more preferably 8 nm or more, even more preferably 10 nm or more, and still more preferably 15 nm or more. is more preferable, and even more preferably 20 nm or more.
六方晶フェライト粉末
強磁性粉末の好ましい具体例としては、六方晶フェライト粉末を挙げることができる。六方晶フェライト粉末の詳細については、例えば、特開2011-225417号公報の段落0012~0030、特開2011-216149号公報の段落0134~0136、特開2012-204726号公報の段落0013~0030および特開2015-127985号公報の段落0029~0084を参照できる。
Hexagonal ferrite powder A preferred example of the ferromagnetic powder is hexagonal ferrite powder. For details on hexagonal ferrite powder, see, for example, paragraphs 0012 to 0030 of JP2011-225417A, paragraphs 0134 to 0136 of JP2011-216149A, paragraphs 0013 to 0030 of JP2012-204726A, and Paragraphs 0029 to 0084 of Japanese Patent Application Publication No. 2015-127985 can be referred to.
本発明および本明細書において、「六方晶フェライト粉末」とは、X線回折分析によって、主相として六方晶フェライト型の結晶構造が検出される強磁性粉末をいうものとする。主相とは、X線回折分析によって得られるX線回折スペクトルにおいて最も高強度の回折ピークが帰属する構造をいう。例えば、X線回折分析によって得られるX線回折スペクトルにおいて最も高強度の回折ピークが六方晶フェライト型の結晶構造に帰属される場合、六方晶フェライト型の結晶構造が主相として検出されたと判断するものとする。X線回折分析によって単一の構造のみが検出された場合には、この検出された構造を主相とする。六方晶フェライト型の結晶構造は、構成原子として、少なくとも鉄原子、二価金属原子および酸素原子を含む。二価金属原子とは、イオンとして二価のカチオンになり得る金属原子であり、ストロンチウム原子、バリウム原子、カルシウム原子等のアルカリ土類金属原子、鉛原子等を挙げることができる。本発明および本明細書において、六方晶ストロンチウムフェライト粉末とは、この粉末に含まれる主な二価金属原子がストロンチウム原子であるものをいい、六方晶バリウムフェライト粉末とは、この粉末に含まれる主な二価金属原子がバリウム原子であるものをいう。主な二価金属原子とは、この粉末に含まれる二価金属原子の中で、原子%基準で最も多くを占める二価金属原子をいうものとする。ただし、上記の二価金属原子には、希土類原子は包含されないものとする。本発明および本明細書における「希土類原子」は、スカンジウム原子(Sc)、イットリウム原子(Y)、およびランタノイド原子からなる群から選択される。ランタノイド原子は、ランタン原子(La)、セリウム原子(Ce)、プラセオジム原子(Pr)、ネオジム原子(Nd)、プロメチウム原子(Pm)、サマリウム原子(Sm)、ユウロピウム原子(Eu)、ガドリニウム原子(Gd)、テルビウム原子(Tb)、ジスプロシウム原子(Dy)、ホルミウム原子(Ho)、エルビウム原子(Er)、ツリウム原子(Tm)、イッテルビウム原子(Yb)、およびルテチウム原子(Lu)からなる群から選択される。 In the present invention and this specification, "hexagonal ferrite powder" refers to a ferromagnetic powder in which a hexagonal ferrite type crystal structure is detected as the main phase by X-ray diffraction analysis. The main phase refers to a structure to which the most intense diffraction peak belongs in an X-ray diffraction spectrum obtained by X-ray diffraction analysis. For example, if the most intense diffraction peak in an X-ray diffraction spectrum obtained by X-ray diffraction analysis is attributed to a hexagonal ferrite crystal structure, it is determined that a hexagonal ferrite crystal structure has been detected as the main phase. shall be taken as a thing. When only a single structure is detected by X-ray diffraction analysis, this detected structure is taken as the main phase. The hexagonal ferrite type crystal structure includes at least iron atoms, divalent metal atoms, and oxygen atoms as constituent atoms. The divalent metal atom is a metal atom that can become a divalent cation as an ion, and includes alkaline earth metal atoms such as strontium atom, barium atom, and calcium atom, lead atom, and the like. In the present invention and this specification, hexagonal strontium ferrite powder refers to powder in which the main divalent metal atoms contained are strontium atoms, and hexagonal barium ferrite powder refers to powder in which the main divalent metal atoms contained in this powder are strontium atoms. The divalent metal atom is a barium atom. The main divalent metal atoms are the divalent metal atoms that account for the largest percentage on an atomic percent basis among the divalent metal atoms contained in this powder. However, the divalent metal atoms mentioned above do not include rare earth atoms. A "rare earth atom" in the present invention and herein is selected from the group consisting of scandium atom (Sc), yttrium atom (Y), and lanthanide atom. Lanthanoid atoms include lanthanum atom (La), cerium atom (Ce), praseodymium atom (Pr), neodymium atom (Nd), promethium atom (Pm), samarium atom (Sm), europium atom (Eu), and gadolinium atom (Gd). ), terbium atom (Tb), dysprosium atom (Dy), holmium atom (Ho), erbium atom (Er), thulium atom (Tm), ytterbium atom (Yb), and lutetium atom (Lu). Ru.
以下に、六方晶フェライト粉末の一形態である六方晶ストロンチウムフェライト粉末について、更に詳細に説明する。 Below, hexagonal strontium ferrite powder, which is one form of hexagonal ferrite powder, will be explained in more detail.
六方晶ストロンチウムフェライト粉末の活性化体積は、好ましくは800~1600nm3の範囲である。上記範囲の活性化体積を示す微粒子化された六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、優れた電磁変換特性を発揮する磁気記録媒体の作製のために好適である。六方晶ストロンチウムフェライト粉末の活性化体積は、好ましくは800nm3以上であり、例えば850nm3以上であることもできる。また、電磁変換特性の更なる向上の観点から、六方晶ストロンチウムフェライト粉末の活性化体積は、1500nm3以下であることがより好ましく、1400nm3以下であることが更に好ましく、1300nm3以下であることが一層好ましく、1200nm3以下であることがより一層好ましく、1100nm3以下であることが更により一層好ましい。六方晶バリウムフェライト粉末の活性化体積についても、同様である。 The activation volume of the hexagonal strontium ferrite powder is preferably in the range of 800 to 1600 nm 3 . Finely divided hexagonal strontium ferrite powder exhibiting an activation volume within the above range is suitable for producing a magnetic recording medium exhibiting excellent electromagnetic conversion characteristics. The activation volume of the hexagonal strontium ferrite powder is preferably 800 nm 3 or more, and can also be, for example, 850 nm 3 or more. In addition, from the viewpoint of further improving electromagnetic conversion characteristics, the activated volume of the hexagonal strontium ferrite powder is more preferably 1500 nm 3 or less, even more preferably 1400 nm 3 or less, and 1300 nm 3 or less. is more preferable, it is even more preferable that it is 1200 nm 3 or less, and even more preferably that it is 1100 nm 3 or less. The same applies to the activation volume of hexagonal barium ferrite powder.
「活性化体積」とは、磁化反転の単位であって、粒子の磁気的な大きさを示す指標である。本発明および本明細書に記載の活性化体積および後述の異方性定数Kuは、振動試料型磁力計を用いて保磁力Hc測定部の磁場スイープ速度3分と30分とで測定し(測定温度:23℃±1℃)、以下のHcと活性化体積Vとの関係式から求められる値である。なお異方性定数Kuの単位に関して、1erg/cc=1.0×10-1J/m3である。
Hc=2Ku/Ms{1-[(kT/KuV)ln(At/0.693)]1/2}
[上記式中、Ku:異方性定数(単位:J/m3)、Ms:飽和磁化(単位:kA/m)、k:ボルツマン定数、T:絶対温度(単位:K)、V:活性化体積(単位:cm3)、A:スピン歳差周波数(単位:s-1)、t:磁界反転時間(単位:s)]
"Activation volume" is a unit of magnetization reversal and is an index indicating the magnetic size of a particle. The activation volume described in the present invention and this specification and the anisotropy constant Ku described later are measured using a vibrating sample magnetometer at magnetic field sweep speeds of 3 minutes and 30 minutes in the coercive force Hc measurement section (measurement Temperature: 23° C.±1° C.), a value determined from the following relational expression between Hc and activation volume V. Note that the unit of the anisotropy constant Ku is 1erg/cc=1.0×10 −1 J/m 3 .
Hc=2Ku/Ms {1-[(kT/KuV)ln(At/0.693)] 1/2 }
[In the above formula, Ku: anisotropy constant (unit: J/m 3 ), Ms: saturation magnetization (unit: kA/m), k: Boltzmann constant, T: absolute temperature (unit: K), V: activity volume (unit: cm 3 ), A: spin precession frequency (unit: s −1 ), t: magnetic field reversal time (unit: s)]
熱揺らぎの低減、換言すれば熱的安定性の向上の指標としては、異方性定数Kuを挙げることができる。六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、好ましくは1.8×105J/m3以上のKuを有することができ、より好ましくは2.0×105J/m3以上のKuを有することができる。また、六方晶ストロンチウムフェライト粉末のKuは、例えば2.5×105J/m3以下であることができる。ただしKuが高いほど熱的安定性が高いことを意味し好ましいため、上記例示した値に限定されるものではない。 The anisotropy constant Ku can be cited as an index of reduction in thermal fluctuation, in other words, improvement in thermal stability. The hexagonal strontium ferrite powder can preferably have a Ku of 1.8×10 5 J/m 3 or more, more preferably 2.0×10 5 J/m 3 or more. Moreover, Ku of the hexagonal strontium ferrite powder can be, for example, 2.5×10 5 J/m 3 or less. However, since a higher Ku means higher thermal stability and is preferable, it is not limited to the values exemplified above.
六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、希土類原子を含んでいてもよく、含まなくてもよい。六方晶ストロンチウムフェライト粉末が希土類原子を含む場合、鉄原子100原子%に対して、0.5~5.0原子%の含有率(バルク含有率)で希土類原子を含むことが好ましい。希土類原子を含む六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、一形態では、希土類原子表層部偏在性を有することができる。本発明および本明細書における「希土類原子表層部偏在性」とは、六方晶ストロンチウムフェライト粉末を酸により部分溶解して得られた溶解液中の鉄原子100原子%に対する希土類原子含有率(以下、「希土類原子表層部含有率」または希土類原子に関して単に「表層部含有率」と記載する。)が、六方晶ストロンチウムフェライト粉末を酸により全溶解して得られた溶解液中の鉄原子100原子%に対する希土類原子含有率(以下、「希土類原子バルク含有率」または希土類原子に関して単に「バルク含有率」と記載する。)と、
希土類原子表層部含有率/希土類原子バルク含有率>1.0
の比率を満たすことを意味する。後述の六方晶ストロンチウムフェライト粉末の希土類原子含有率とは、希土類原子バルク含有率と同義である。これに対し、酸を用いる部分溶解は六方晶ストロンチウムフェライト粉末を構成する粒子の表層部を溶解するため、部分溶解により得られる溶解液中の希土類原子含有率とは、六方晶ストロンチウムフェライト粉末を構成する粒子の表層部における希土類原子含有率である。希土類原子表層部含有率が、「希土類原子表層部含有率/希土類原子バルク含有率>1.0」の比率を満たすことは、六方晶ストロンチウムフェライト粉末を構成する粒子において、希土類原子が表層部に偏在(即ち内部より多く存在)していることを意味する。本発明および本明細書における表層部とは、六方晶ストロンチウムフェライト粉末を構成する粒子の表面から内部に向かう一部領域を意味する。
The hexagonal strontium ferrite powder may or may not contain rare earth atoms. When the hexagonal strontium ferrite powder contains rare earth atoms, it is preferable that the rare earth atoms are contained at a content (bulk content) of 0.5 to 5.0 at % based on 100 at % iron atoms. In one form, the hexagonal strontium ferrite powder containing rare earth atoms can have rare earth atoms unevenly distributed in the surface layer. In the present invention and this specification, "rare earth atom uneven distribution in the surface layer" refers to the rare earth atom content (hereinafter, "Rare earth atom surface content" or simply "surface layer content" for rare earth atoms) is 100 at.% of iron atoms in the solution obtained by completely dissolving hexagonal strontium ferrite powder with acid. Rare earth atom content (hereinafter referred to as "rare earth atom bulk content" or simply "bulk content" with respect to rare earth atoms),
Rare earth atom surface layer content/rare earth atom bulk content>1.0
This means that the ratio of The rare earth atom content of the hexagonal strontium ferrite powder described below is synonymous with the rare earth atom bulk content. On the other hand, partial dissolution using an acid dissolves the surface layer of the particles constituting the hexagonal strontium ferrite powder, so the rare earth atom content in the solution obtained by partial dissolution is This is the rare earth atom content in the surface layer of the particles. The fact that the rare earth atom content in the surface layer satisfies the ratio of "rare earth atom surface layer content/rare earth atom bulk content >1.0" means that rare earth atoms are present in the surface layer in the particles constituting the hexagonal strontium ferrite powder. It means that it is omnipresent (that is, it is present more than inside). In the present invention and the present specification, the surface layer portion refers to a partial region from the surface of the particle constituting the hexagonal strontium ferrite powder toward the inside.
六方晶ストロンチウムフェライト粉末が希土類原子を含む場合、希土類原子含有率(バルク含有率)は、鉄原子100原子%に対して0.5~5.0原子%の範囲であることが好ましい。上記範囲のバルク含有率で希土類原子を含み、かつ六方晶ストロンチウムフェライト粉末を構成する粒子の表層部に希土類原子が偏在していることは、異方性定数Kuを高めることに寄与すると推察される。異方性定数Kuは、この値が高いほど、いわゆる熱揺らぎと呼ばれる現象の発生を抑制すること(換言すれば熱的安定性を向上させること)ができる。六方晶ストロンチウムフェライト粉末の粒子表層部に希土類原子が偏在することが、表層部の結晶格子内の鉄(Fe)のサイトのスピンを安定化することに寄与し、これにより異方性定数Kuが高まるのではないかと推察される。
また、希土類原子表層部偏在性を有する六方晶ストロンチウムフェライト粉末を磁性層の強磁性粉末として用いることは、磁気ヘッドとの摺動によって磁性層表面が削れることを抑制することにも寄与すると推察される。即ち、磁気記録媒体の走行耐久性の向上にも、希土類原子表層部偏在性を有する六方晶ストロンチウムフェライト粉末が寄与し得ると推察される。これは、六方晶ストロンチウムフェライト粉末を構成する粒子の表面に希土類原子が偏在することが、粒子表面と磁性層に含まれる有機物質(例えば、結合剤および/または添加剤)との相互作用の向上に寄与し、その結果、磁性層の強度が向上するためではないかと推察される。
異方性定数Kuの更なる向上および/または走行耐久性の更なる向上の観点からは、希土類原子含有率(バルク含有率)は、0.5~4.5原子%の範囲であることがより好ましく、1.0~4.5原子%の範囲であることが更に好ましく、1.5~4.5原子%の範囲であることが一層好ましい。
When the hexagonal strontium ferrite powder contains rare earth atoms, the rare earth atom content (bulk content) is preferably in the range of 0.5 to 5.0 atom % based on 100 atom % of iron atoms. It is presumed that the uneven distribution of rare earth atoms in the surface layer of the particles constituting the hexagonal strontium ferrite powder that contains rare earth atoms at the bulk content in the above range contributes to increasing the anisotropy constant Ku. . The higher the value of the anisotropy constant Ku, the more the phenomenon called thermal fluctuation can be suppressed (in other words, the thermal stability can be improved). The uneven distribution of rare earth atoms in the particle surface of hexagonal strontium ferrite powder contributes to stabilizing the spin of iron (Fe) sites in the crystal lattice in the surface layer, which increases the anisotropy constant Ku. It is speculated that this will increase.
In addition, it is assumed that using hexagonal strontium ferrite powder, which has rare earth atoms unevenly distributed in the surface layer, as the ferromagnetic powder for the magnetic layer also contributes to suppressing the surface of the magnetic layer from being scraped by sliding with the magnetic head. Ru. That is, it is surmised that the hexagonal strontium ferrite powder having rare earth atoms unevenly distributed in the surface layer may also contribute to improving the running durability of the magnetic recording medium. This is due to the uneven distribution of rare earth atoms on the surface of the particles constituting the hexagonal strontium ferrite powder, which improves the interaction between the particle surface and the organic substances (e.g. binders and/or additives) contained in the magnetic layer. It is presumed that this is because the magnetic layer contributes to the strength of the magnetic layer, and as a result, the strength of the magnetic layer is improved.
From the perspective of further improving the anisotropy constant Ku and/or further improving running durability, the rare earth atom content (bulk content) is preferably in the range of 0.5 to 4.5 at%. It is more preferably in the range of 1.0 to 4.5 atom %, even more preferably in the range of 1.5 to 4.5 atom %.
上記バルク含有率は、六方晶ストロンチウムフェライト粉末を全溶解して求められる含有率である。なお本発明および本明細書において、特記しない限り、原子について含有率とは、六方晶ストロンチウムフェライト粉末を全溶解して求められるバルク含有率をいうものとする。希土類原子を含む六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、希土類原子として一種の希土類原子のみ含んでもよく、二種以上の希土類原子を含んでもよい。二種以上の希土類原子を含む場合の上記バルク含有率とは、二種以上の希土類原子の合計について求められる。この点は、本発明および本明細書における他の成分についても同様である。即ち、特記しない限り、ある成分は、一種のみ用いてもよく、二種以上用いてもよい。二種以上用いられる場合の含有量または含有率とは、二種以上の合計についていうものとする。 The above bulk content is the content determined by completely melting the hexagonal strontium ferrite powder. In the present invention and this specification, unless otherwise specified, the atomic content refers to the bulk content determined by completely dissolving the hexagonal strontium ferrite powder. The hexagonal strontium ferrite powder containing rare earth atoms may contain only one kind of rare earth atoms, or may contain two or more kinds of rare earth atoms. The above-mentioned bulk content when two or more types of rare earth atoms are included is calculated for the total of two or more types of rare earth atoms. This point also applies to other components in the present invention and this specification. That is, unless otherwise specified, one kind of a certain component may be used, or two or more kinds thereof may be used. When two or more types are used, the content or content rate refers to the total of the two or more types.
六方晶ストロンチウムフェライト粉末が希土類原子を含む場合、含まれる希土類原子は、希土類原子のいずれか一種以上であればよい。異方性定数Kuの更なる向上の観点から好ましい希土類原子としては、ネオジム原子、サマリウム原子、イットリウム原子およびジスプロシウム原子を挙げることができ、ネオジム原子、サマリウム原子およびイットリウム原子がより好ましく、ネオジム原子が更に好ましい。 When the hexagonal strontium ferrite powder contains rare earth atoms, the rare earth atoms contained may be at least one kind of rare earth atoms. Preferable rare earth atoms from the viewpoint of further improving the anisotropy constant Ku include neodymium atoms, samarium atoms, yttrium atoms, and dysprosium atoms, with neodymium atoms, samarium atoms, and yttrium atoms being more preferable, and neodymium atoms being more preferable. More preferred.
希土類原子表層部偏在性を有する六方晶ストロンチウムフェライト粉末において、希土類原子は六方晶ストロンチウムフェライト粉末を構成する粒子の表層部に偏在していればよく、偏在の程度は限定されるものではない。例えば、希土類原子表層部偏在性を有する六方晶ストロンチウムフェライト粉末について、後述する溶解条件で部分溶解して求められた希土類原子の表層部含有率と後述する溶解条件で全溶解して求められた希土類原子のバルク含有率との比率、「表層部含有率/バルク含有率」は1.0超であり、1.5以上であることができる。「表層部含有率/バルク含有率」が1.0より大きいことは、六方晶ストロンチウムフェライト粉末を構成する粒子において、希土類原子が表層部に偏在(即ち内部より多く存在)していることを意味する。また、後述する溶解条件で部分溶解して求められた希土類原子の表層部含有率と後述する溶解条件で全溶解して求められた希土類原子のバルク含有率との比率、「表層部含有率/バルク含有率」は、例えば、10.0以下、9.0以下、8.0以下、7.0以下、6.0以下、5.0以下、または4.0以下であることができる。ただし、希土類原子表層部偏在性を有する六方晶ストロンチウムフェライト粉末において、希土類原子は六方晶ストロンチウムフェライト粉末を構成する粒子の表層部に偏在していればよく、上記の「表層部含有率/バルク含有率」は、例示した上限または下限に限定されるものではない。 In the hexagonal strontium ferrite powder having rare earth atoms unevenly distributed in the surface layer, it is sufficient that the rare earth atoms are unevenly distributed in the surface layer of the particles constituting the hexagonal strontium ferrite powder, and the degree of uneven distribution is not limited. For example, for a hexagonal strontium ferrite powder that has rare earth atoms unevenly distributed in the surface layer, the surface layer content of rare earth atoms determined by partial melting under the melting conditions described below and the rare earth content determined by completely melting under the melting conditions described below. The ratio of atoms to the bulk content, "surface layer content/bulk content" is more than 1.0, and can be 1.5 or more. When the "surface layer content ratio/bulk content ratio" is larger than 1.0, it means that rare earth atoms are unevenly distributed in the surface layer (that is, more present than in the interior) in the particles that make up the hexagonal strontium ferrite powder. do. In addition, the ratio of the surface layer content of rare earth atoms determined by partial dissolution under the dissolution conditions described below and the bulk content of rare earth atoms determined by total dissolution under the dissolution conditions described below, ``surface layer content/ Bulk content" can be, for example, 10.0 or less, 9.0 or less, 8.0 or less, 7.0 or less, 6.0 or less, 5.0 or less, or 4.0 or less. However, in a hexagonal strontium ferrite powder having rare earth atoms unevenly distributed in the surface layer, it is sufficient that the rare earth atoms are unevenly distributed in the surface layer of the particles constituting the hexagonal strontium ferrite powder, and the above "surface layer content/bulk content" is sufficient. The "rate" is not limited to the illustrated upper or lower limits.
六方晶ストロンチウムフェライト粉末の部分溶解および全溶解について、以下に説明する。粉末として存在している六方晶ストロンチウムフェライト粉末については、部分溶解および全溶解する試料粉末は、同一ロットの粉末から採取する。一方、磁気記録媒体の磁性層に含まれている六方晶ストロンチウムフェライト粉末については、磁性層から取り出した六方晶ストロンチウムフェライト粉末の一部を部分溶解に付し、他の一部を全溶解に付す。磁性層からの六方晶ストロンチウムフェライト粉末の取り出しは、例えば、特開2015-91747号公報の段落0032に記載の方法によって行うことができる。
上記部分溶解とは、溶解終了時に液中に六方晶ストロンチウムフェライト粉末の残留が目視で確認できる程度に溶解することをいう。例えば、部分溶解により、六方晶ストロンチウムフェライト粉末を構成する粒子について、粒子全体を100質量%として10~20質量%の領域を溶解することができる。一方、上記全溶解とは、溶解終了時に液中に六方晶ストロンチウムフェライト粉末の残留が目視で確認されない状態まで溶解することをいう。
上記部分溶解および表層部含有率の測定は、例えば、以下の方法により行われる。ただし、下記の試料粉末量等の溶解条件は例示であって、部分溶解および全溶解が可能な溶解条件を任意に採用できる。
試料粉末12mgおよび1mol/L塩酸10mLを入れた容器(例えばビーカー)を、設定温度70℃のホットプレート上で1時間保持する。得られた溶解液を0.1μmのメンブレンフィルタでろ過する。こうして得られたろ液の元素分析を誘導結合プラズマ(ICP;Inductively Coupled Plasma)分析装置によって行う。こうして、鉄原子100原子%に対する希土類原子の表層部含有率を求めることができる。元素分析により複数種の希土類原子が検出された場合には、全希土類原子の合計含有率を、表層部含有率とする。この点は、バルク含有率の測定においても、同様である。
一方、上記全溶解およびバルク含有率の測定は、例えば、以下の方法により行われる。
試料粉末12mgおよび4mol/L塩酸10mLを入れた容器(例えばビーカー)を、設定温度80℃のホットプレート上で3時間保持する。その後は上記の部分溶解および表層部含有率の測定と同様に行い、鉄原子100原子%に対するバルク含有率を求めることができる。
Partial and total dissolution of hexagonal strontium ferrite powder will be explained below. For hexagonal strontium ferrite powders that are present as powders, the partially dissolved and fully dissolved sample powders are taken from the same lot of powder. On the other hand, for hexagonal strontium ferrite powder contained in the magnetic layer of a magnetic recording medium, a part of the hexagonal strontium ferrite powder taken out from the magnetic layer is subjected to partial melting, and the other part is subjected to total melting. . The hexagonal strontium ferrite powder can be taken out from the magnetic layer by, for example, the method described in paragraph 0032 of JP-A-2015-91747.
The above-mentioned partial dissolution means that the hexagonal strontium ferrite powder is dissolved to such an extent that residual hexagonal strontium ferrite powder can be visually confirmed in the liquid at the end of dissolution. For example, by partial dissolution, it is possible to dissolve a region of 10 to 20 mass % of the particles constituting the hexagonal strontium ferrite powder, assuming that the entire particle is 100 mass %. On the other hand, the above-mentioned complete dissolution means that the hexagonal strontium ferrite powder is dissolved to a state where no residual hexagonal strontium ferrite powder is visually confirmed in the liquid upon completion of dissolution.
The above-mentioned partial dissolution and measurement of the surface layer content are performed, for example, by the following method. However, the dissolution conditions such as the amount of sample powder described below are merely examples, and any dissolution conditions that allow partial dissolution and complete dissolution can be adopted as desired.
A container (for example, a beaker) containing 12 mg of sample powder and 10 mL of 1 mol/L hydrochloric acid is held on a hot plate with a set temperature of 70° C. for 1 hour. The obtained solution is filtered through a 0.1 μm membrane filter. Elemental analysis of the filtrate thus obtained is performed using an inductively coupled plasma (ICP) analyzer. In this way, the content of rare earth atoms in the surface layer relative to 100 atom % of iron atoms can be determined. When multiple types of rare earth atoms are detected by elemental analysis, the total content of all rare earth atoms is taken as the surface layer content. This point also applies to the measurement of bulk content.
On the other hand, the measurement of the total dissolution and bulk content is performed, for example, by the following method.
A container (for example, a beaker) containing 12 mg of sample powder and 10 mL of 4 mol/L hydrochloric acid is held on a hot plate with a set temperature of 80° C. for 3 hours. Thereafter, it is possible to determine the bulk content relative to 100 atom % of iron atoms by performing the same steps as the above-described partial dissolution and measurement of the surface layer content.
磁気記録媒体に記録されたデータを再生する際の再生出力を高める観点から、磁気記録媒体に含まれる強磁性粉末の質量磁化σsが高いことは望ましい。この点に関して、希土類原子を含むものの希土類原子表層部偏在性を持たない六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、希土類原子を含まない六方晶ストロンチウムフェライト粉末と比べてσsが大きく低下する傾向が見られた。これに対し、そのようなσsの大きな低下を抑制するうえでも、希土類原子表層部偏在性を有する六方晶ストロンチウムフェライト粉末は好ましいと考えられる。一形態では、六方晶ストロンチウムフェライト粉末のσsは、45A・m2/kg以上であることができ、47A・m2/kg以上であることもできる。一方、σsは、ノイズ低減の観点からは、80A・m2/kg以下であることが好ましく、60A・m2/kg以下であることがより好ましい。σsは、振動試料型磁力計等の磁気特性を測定可能な公知の測定装置を用いて測定することができる。本発明および本明細書において、特記しない限り、質量磁化σsは、磁場強度15kOeで測定される値とする。1[kOe]=106/4π[A/m]である。 From the viewpoint of increasing reproduction output when reproducing data recorded on a magnetic recording medium, it is desirable that the mass magnetization σs of the ferromagnetic powder contained in the magnetic recording medium is high. In this regard, a hexagonal strontium ferrite powder that contains rare earth atoms but does not have rare earth atoms unevenly distributed in the surface layer tends to have a significantly lower σs than a hexagonal strontium ferrite powder that does not contain rare earth atoms. On the other hand, a hexagonal strontium ferrite powder having rare earth atoms unevenly distributed in the surface layer is considered to be preferable in order to suppress such a large decrease in σs. In one form, the σs of the hexagonal strontium ferrite powder can be 45 A·m 2 /kg or more, and can also be 47 A·m 2 /kg or more. On the other hand, from the viewpoint of noise reduction, σs is preferably 80 A·m 2 /kg or less, more preferably 60 A·m 2 /kg or less. σs can be measured using a known measuring device capable of measuring magnetic properties, such as a vibrating sample magnetometer. In the present invention and this specification, unless otherwise specified, mass magnetization σs is a value measured at a magnetic field strength of 15 kOe. 1 [kOe]=10 6 /4π [A/m].
六方晶ストロンチウムフェライト粉末の構成原子の含有率(バルク含有率)に関して、ストロンチウム原子含有率は、鉄原子100原子%に対して、例えば2.0~15.0原子%の範囲であることができる。一形態では、六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、この粉末に含まれる二価金属原子がストロンチウム原子のみであることができる。また他の一形態では、六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、ストロンチウム原子に加えて一種以上の他の二価金属原子を含むこともできる。例えば、バリウム原子および/またはカルシウム原子を含むことができる。ストロンチウム原子以外の他の二価金属原子が含まれる場合、六方晶ストロンチウムフェライト粉末におけるバリウム原子含有率およびカルシウム原子含有率は、それぞれ、例えば、鉄原子100原子%に対して、0.05~5.0原子%の範囲であることができる。 Regarding the content of constituent atoms (bulk content) of the hexagonal strontium ferrite powder, the strontium atomic content can be in the range of, for example, 2.0 to 15.0 atomic% with respect to 100 atomic% of iron atoms. . In one form, the hexagonal strontium ferrite powder can have strontium atoms as the only divalent metal atoms contained in the powder. In another form, the hexagonal strontium ferrite powder can also contain one or more other divalent metal atoms in addition to strontium atoms. For example, it can contain barium atoms and/or calcium atoms. When divalent metal atoms other than strontium atoms are included, the barium atom content and calcium atom content in the hexagonal strontium ferrite powder are, for example, 0.05 to 5, respectively, relative to 100 at% of iron atoms. It can be in the range of .0 at.%.
六方晶フェライトの結晶構造としては、マグネトプランバイト型(「M型」とも呼ばれる。)、W型、Y型およびZ型が知られている。六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、いずれの結晶構造を取るものであってもよい。結晶構造は、X線回折分析によって確認することができる。六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、X線回折分析によって、単一の結晶構造または二種以上の結晶構造が検出されるものであることができる。例えば一形態では、六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、X線回折分析によってM型の結晶構造のみが検出されるものであることができる。例えば、M型の六方晶フェライトは、AFe12O19の組成式で表される。ここでAは二価金属原子を表し、六方晶ストロンチウムフェライト粉末がM型である場合、Aはストロンチウム原子(Sr)のみであるか、またはAとして複数の二価金属原子が含まれる場合には、上記の通り原子%基準で最も多くをストロンチウム原子(Sr)が占める。六方晶ストロンチウムフェライト粉末の二価金属原子含有率は、通常、六方晶フェライトの結晶構造の種類により定まるものであり、特に限定されるものではない。鉄原子含有率および酸素原子含有率についても、同様である。六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、少なくとも、鉄原子、ストロンチウム原子および酸素原子を含み、更に希土類原子を含むこともできる。更に、六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、これら原子以外の原子を含んでもよく、含まなくてもよい。一例として、六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、アルミニウム原子(Al)を含むものであってもよい。アルミニウム原子の含有率は、鉄原子100原子%に対して、例えば0.5~10.0原子%であることができる。異方性定数Kuの更なる向上の観点からは、六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、鉄原子、ストロンチウム原子、酸素原子および希土類原子を含み、これら原子以外の原子の含有率が、鉄原子100原子%に対して、10.0原子%以下であることが好ましく、0~5.0原子%の範囲であることがより好ましく、0原子%であってもよい。即ち、一形態では、六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、鉄原子、ストロンチウム原子、酸素原子および希土類原子以外の原子を含まなくてもよい。上記の原子%で表示される含有率は、六方晶ストロンチウムフェライト粉末を全溶解して求められる各原子の含有率(単位:質量%)を、各原子の原子量を用いて原子%表示の値に換算して求められる。また、本発明および本明細書において、ある原子について「含まない」とは、全溶解してICP分析装置により測定される含有率が0質量%であることをいう。ICP分析装置の検出限界は、通常、質量基準で0.01ppm(parts per million)以下である。上記の「含まない」とは、ICP分析装置の検出限界未満の量で含まれることを包含する意味で用いるものとする。六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、一形態では、ビスマス原子(Bi)を含まないものであることができる。 As the crystal structure of hexagonal ferrite, magnetoplumbite type (also called "M type"), W type, Y type, and Z type are known. The hexagonal strontium ferrite powder may have any crystal structure. Crystal structure can be confirmed by X-ray diffraction analysis. The hexagonal strontium ferrite powder may have a single crystal structure or two or more types of crystal structures detected by X-ray diffraction analysis. For example, in one form, the hexagonal strontium ferrite powder can have only an M-type crystal structure detected by X-ray diffraction analysis. For example, M-type hexagonal ferrite is represented by the composition formula AFe 12 O 19 . Here, A represents a divalent metal atom, and if the hexagonal strontium ferrite powder is M type, A is only a strontium atom (Sr), or if A contains multiple divalent metal atoms, As mentioned above, strontium atoms (Sr) account for the largest amount on an atomic percent basis. The divalent metal atom content of the hexagonal strontium ferrite powder is usually determined by the type of crystal structure of the hexagonal ferrite, and is not particularly limited. The same applies to the iron atom content and the oxygen atom content. The hexagonal strontium ferrite powder contains at least iron atoms, strontium atoms, and oxygen atoms, and may also contain rare earth atoms. Furthermore, the hexagonal strontium ferrite powder may or may not contain atoms other than these atoms. As an example, the hexagonal strontium ferrite powder may contain aluminum atoms (Al). The content of aluminum atoms can be, for example, 0.5 to 10.0 atomic % with respect to 100 atomic % of iron atoms. From the viewpoint of further improving the anisotropy constant Ku, the hexagonal strontium ferrite powder contains iron atoms, strontium atoms, oxygen atoms, and rare earth atoms, and the content of atoms other than these atoms is 100 at % of iron atoms. It is preferably 10.0 atomic % or less, more preferably 0 to 5.0 atomic %, and may be 0 atomic %. That is, in one form, the hexagonal strontium ferrite powder may not contain atoms other than iron atoms, strontium atoms, oxygen atoms, and rare earth atoms. The content expressed in atomic % above is the content of each atom (unit: mass %) obtained by completely melting the hexagonal strontium ferrite powder, and is converted to the value expressed in atomic % using the atomic weight of each atom. It can be calculated by converting. Furthermore, in the present invention and this specification, "not containing" an atom means that the content thereof as measured by an ICP analyzer after being completely dissolved is 0% by mass. The detection limit of an ICP analyzer is usually 0.01 ppm (parts per million) or less on a mass basis. The above-mentioned "does not contain" is used to mean that it is contained in an amount below the detection limit of the ICP analyzer. In one form, the hexagonal strontium ferrite powder can be free of bismuth atoms (Bi).
金属粉末
強磁性粉末の好ましい具体例としては、強磁性金属粉末を挙げることもできる。強磁性金属粉末の詳細については、例えば特開2011-216149号公報の段落0137~0141および特開2005-251351号公報の段落0009~0023を参照できる。
Metal Powder A preferable specific example of the ferromagnetic powder is a ferromagnetic metal powder. For details of the ferromagnetic metal powder, reference can be made to, for example, paragraphs 0137 to 0141 of JP-A No. 2011-216149 and paragraphs 0009 to 0023 of JP-A No. 2005-251351.
ε-酸化鉄粉末
強磁性粉末の好ましい具体例としては、ε-酸化鉄粉末を挙げることもできる。本発明および本明細書において、「ε-酸化鉄粉末」とは、X線回折分析によって、主相としてε-酸化鉄型の結晶構造が検出される強磁性粉末をいうものとする。例えば、X線回折分析によって得られるX線回折スペクトルにおいて最も高強度の回折ピークがε-酸化鉄型の結晶構造に帰属される場合、ε-酸化鉄型の結晶構造が主相として検出されたと判断するものとする。ε-酸化鉄粉末の製造方法としては、ゲーサイトから作製する方法、逆ミセル法等が知られている。上記製造方法は、いずれも公知である。また、Feの一部がGa、Co、Ti、Al、Rh等の置換原子によって置換されたε-酸化鉄粉末を製造する方法については、例えば、J. Jpn. Soc. Powder Metallurgy Vol. 61 Supplement, No. S1, pp. S280-S284、J. Mater. Chem. C, 2013, 1, pp.5200-5206等を参照できる。ただし、上記磁気記録媒体の磁性層において強磁性粉末として使用可能なε-酸化鉄粉末の製造方法は、ここで挙げた方法に限定されない。
ε-Iron Oxide Powder A preferred example of the ferromagnetic powder is ε-iron oxide powder. In the present invention and this specification, "ε-iron oxide powder" refers to a ferromagnetic powder in which an ε-iron oxide type crystal structure is detected as the main phase by X-ray diffraction analysis. For example, if the most intense diffraction peak in an X-ray diffraction spectrum obtained by X-ray diffraction analysis is attributed to the ε-iron oxide type crystal structure, it is assumed that the ε-iron oxide type crystal structure has been detected as the main phase. shall judge. Known methods for producing ε-iron oxide powder include a method for producing it from goethite, a reverse micelle method, and the like. All of the above manufacturing methods are publicly known. Further, regarding a method for producing ε-iron oxide powder in which a portion of Fe is substituted with substitution atoms such as Ga, Co, Ti, Al, Rh, etc., see, for example, J. Jpn. Soc. Powder Metallurgy Vol. 61 Supplement, No. S1, pp. S280-S284, J. Mater. Chem. C, 2013, 1, pp. 5200-5206 etc. can be referred to. However, the method for producing the ε-iron oxide powder that can be used as the ferromagnetic powder in the magnetic layer of the magnetic recording medium is not limited to the method mentioned above.
ε-酸化鉄粉末の活性化体積は、好ましくは300~1500nm3の範囲である。上記範囲の活性化体積を示す微粒子化されたε-酸化鉄粉末は、優れた電磁変換特性を発揮する磁気記録媒体の作製のために好適である。ε-酸化鉄粉末の活性化体積は、好ましくは300nm3以上であり、例えば500nm3以上であることもできる。また、電磁変換特性の更なる向上の観点から、ε-酸化鉄粉末の活性化体積は、1400nm3以下であることがより好ましく、1300nm3以下であることが更に好ましく、1200nm3以下であることが一層好ましく、1100nm3以下であることがより一層好ましい。 The activated volume of the ε-iron oxide powder is preferably in the range of 300 to 1500 nm 3 . Finely divided ε-iron oxide powder exhibiting an activation volume within the above range is suitable for producing a magnetic recording medium exhibiting excellent electromagnetic conversion characteristics. The activated volume of the ε-iron oxide powder is preferably 300 nm 3 or more, and can also be, for example, 500 nm 3 or more. Further, from the viewpoint of further improving electromagnetic conversion characteristics, the activated volume of the ε-iron oxide powder is more preferably 1400 nm 3 or less, even more preferably 1300 nm 3 or less, and 1200 nm 3 or less. is more preferable, and even more preferably 1100 nm 3 or less.
熱揺らぎの低減、換言すれば熱的安定性の向上の指標としては、異方性定数Kuを挙げることができる。ε-酸化鉄粉末は、好ましくは3.0×104J/m3以上のKuを有することができ、より好ましくは8.0×104J/m3以上のKuを有することができる。また、ε-酸化鉄粉末のKuは、例えば3.0×105J/m3以下であることができる。ただしKuが高いほど熱的安定性が高いことを意味し、好ましいため、上記例示した値に限定されるものではない。 The anisotropy constant Ku can be cited as an index of reduction in thermal fluctuation, in other words, improvement in thermal stability. The ε-iron oxide powder can preferably have a Ku of 3.0×10 4 J/m 3 or more, more preferably 8.0×10 4 J/m 3 or more. Further, Ku of the ε-iron oxide powder can be, for example, 3.0×10 5 J/m 3 or less. However, since a higher Ku means higher thermal stability, which is preferable, it is not limited to the values exemplified above.
磁気記録媒体に記録されたデータを再生する際の再生出力を高める観点から、磁気記録媒体に含まれる強磁性粉末の質量磁化σsが高いことは望ましい。この点に関して、一形態では、ε-酸化鉄粉末のσsは、8A・m2/kg以上であることができ、12A・m2/kg以上であることもできる。一方、ε-酸化鉄粉末のσsは、ノイズ低減の観点からは、40A・m2/kg以下であることが好ましく、35A・m2/kg以下であることがより好ましい。 From the viewpoint of increasing reproduction output when reproducing data recorded on a magnetic recording medium, it is desirable that the mass magnetization σs of the ferromagnetic powder contained in the magnetic recording medium is high. In this regard, in one form, the σs of the ε-iron oxide powder can be greater than or equal to 8 A·m 2 /kg, and may also be greater than or equal to 12 A·m 2 /kg. On the other hand, from the viewpoint of noise reduction, σs of the ε-iron oxide powder is preferably 40 A·m 2 /kg or less, more preferably 35 A·m 2 /kg or less.
本発明および本明細書において、特記しない限り、強磁性粉末等の各種粉末の平均粒子サイズは、透過型電子顕微鏡を用いて、以下の方法により測定される値とする。
粉末を、透過型電子顕微鏡を用いて撮影倍率100000倍で撮影し、総倍率500000倍になるように印画紙にプリントして粉末を構成する粒子の写真を得る。得られた粒子の写真から目的の粒子を選びデジタイザーで粒子の輪郭をトレースし粒子(一次粒子)のサイズを測定する。一次粒子とは、凝集のない独立した粒子をいう。
以上の測定を、無作為に抽出した500個の粒子について行う。こうして得られた500個の粒子の粒子サイズの算術平均を、粉末の平均粒子サイズとする。上記透過型電子顕微鏡としては、例えば日立製透過型電子顕微鏡H-9000型を用いることができる。また、粒子サイズの測定は、公知の画像解析ソフト、例えばカールツァイス製画像解析ソフトKS-400を用いて行うことができる。後述の実施例に示す平均粒子サイズは、特記しない限り、透過型電子顕微鏡として日立製透過型電子顕微鏡H-9000型、画像解析ソフトとしてカールツァイス製画像解析ソフトKS-400を用いて測定された値である。本発明および本明細書において、粉末とは、複数の粒子の集合を意味する。例えば、強磁性粉末とは、複数の強磁性粒子の集合を意味する。また、複数の粒子の集合とは、集合を構成する粒子が直接接触している形態に限定されず、後述する結合剤、添加剤等が、粒子同士の間に介在している形態も包含される。粒子との語が、粉末を表すために用いられることもある。
In the present invention and this specification, unless otherwise specified, the average particle size of various powders such as ferromagnetic powder is a value measured by the following method using a transmission electron microscope.
The powder is photographed using a transmission electron microscope at a magnification of 100,000 times and printed on photographic paper at a total magnification of 500,000 times to obtain a photograph of the particles constituting the powder. Select the target particle from the obtained particle photo, trace the outline of the particle with a digitizer, and measure the size of the particle (primary particle). Primary particles refer to independent particles without agglomeration.
The above measurements are performed on 500 randomly extracted particles. The arithmetic mean of the particle sizes of the 500 particles thus obtained is defined as the average particle size of the powder. As the transmission electron microscope, for example, a transmission electron microscope model H-9000 manufactured by Hitachi may be used. Furthermore, the particle size can be measured using known image analysis software, such as Carl Zeiss image analysis software KS-400. Unless otherwise specified, the average particle size shown in the examples below was measured using a transmission electron microscope H-9000 model manufactured by Hitachi as a transmission electron microscope and image analysis software KS-400 manufactured by Carl Zeiss as image analysis software. It is a value. In the present invention and herein, powder refers to a collection of particles. For example, ferromagnetic powder means a collection of multiple ferromagnetic particles. Furthermore, an aggregate of multiple particles is not limited to a form in which the particles constituting the aggregate are in direct contact with each other, but also includes a form in which a binder, an additive, etc., which will be described later, are interposed between the particles. Ru. The term particle is sometimes used to refer to powder.
粒子サイズ測定のために磁気記録媒体から試料粉末を採取する方法としては、例えば特開2011-048878号公報の段落0015に記載の方法を採用することができる。 As a method for collecting sample powder from a magnetic recording medium for particle size measurement, for example, the method described in paragraph 0015 of JP-A No. 2011-048878 can be adopted.
本発明および本明細書において、特記しない限り、粉末を構成する粒子のサイズ(粒子サイズ)は、上記の粒子写真において観察される粒子の形状が、
(1)針状、紡錘状、柱状(ただし、高さが底面の最大長径より大きい)等の場合は、粒子を構成する長軸の長さ、即ち長軸長で表され、
(2)板状または柱状(ただし、厚みまたは高さが板面または底面の最大長径より小さい)の場合は、その板面または底面の最大長径で表され、
(3)球形、多面体状、不定形等であって、かつ形状から粒子を構成する長軸を特定できない場合は、円相当径で表される。円相当径とは、円投影法で求められるものを言う。
In the present invention and this specification, unless otherwise specified, the size of the particles constituting the powder (particle size) is as follows:
(1) If the particle is needle-shaped, spindle-shaped, columnar (however, the height is larger than the maximum major axis of the bottom surface), etc., it is expressed by the length of the major axis that makes up the particle, that is, the major axis length,
(2) If it is plate-shaped or columnar (however, the thickness or height is smaller than the maximum major axis of the plate surface or bottom surface), it is expressed by the maximum major axis of the plate surface or bottom surface,
(3) If the particle is spherical, polyhedral, amorphous, etc., and the long axis constituting the particle cannot be identified from the shape, it is expressed by an equivalent circle diameter. The equivalent circle diameter refers to what is determined by the circular projection method.
また、粉末の平均針状比は、上記測定において粒子の短軸の長さ、即ち短軸長を測定し、各粒子の(長軸長/短軸長)の値を求め、上記500個の粒子について得た値の算術平均を指す。ここで、特記しない限り、短軸長とは、上記粒子サイズの定義で(1)の場合は、粒子を構成する短軸の長さを、同じく(2)の場合は、厚みまたは高さを各々指し、(3)の場合は、長軸と短軸の区別がないから、(長軸長/短軸長)は、便宜上1とみなす。
そして、特記しない限り、粒子の形状が特定の場合、例えば、上記粒子サイズの定義(1)の場合、平均粒子サイズは平均長軸長であり、同定義(2)の場合、平均粒子サイズは平均板径である。同定義(3)の場合、平均粒子サイズは、平均直径(平均粒径、平均粒子径ともいう)である。
In addition, the average acicular ratio of the powder can be determined by measuring the short axis length of the particles in the above measurement, determining the value of (major axis length / short axis length) of each particle, and calculating the average acicular ratio of the 500 particles. Refers to the arithmetic mean of the values obtained for the particles. Here, unless otherwise specified, the short axis length refers to the length of the short axis constituting the particle in the case of (1) in the above particle size definition, and the thickness or height in the case of (2). In the case of (3), there is no distinction between the major axis and the minor axis, so (major axis length/minor axis length) is regarded as 1 for convenience.
Unless otherwise specified, when the particle shape is specific, for example, in the case of the above definition (1) of particle size, the average particle size is the average major axis length, and in the case of the same definition (2), the average particle size is This is the average plate diameter. In the case of the same definition (3), the average particle size is the average diameter (also referred to as average particle diameter or average particle diameter).
磁性層における強磁性粉末の含有量(充填率)は、好ましくは50~90質量%の範囲であり、より好ましくは60~90質量%の範囲である。磁性層において強磁性粉末の充填率が高いことは、記録密度向上の観点から好ましい。 The content (filling rate) of the ferromagnetic powder in the magnetic layer is preferably in the range of 50 to 90% by mass, more preferably in the range of 60 to 90% by mass. It is preferable that the filling rate of ferromagnetic powder in the magnetic layer is high from the viewpoint of improving recording density.
(結合剤)
上記磁気記録媒体は塗布型磁気記録媒体であることができ、磁性層に結合剤を含むことができる。結合剤とは、一種以上の樹脂である。結合剤としては、塗布型磁気記録媒体の結合剤として通常使用される各種樹脂を用いることができる。例えば、結合剤としては、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、塩化ビニル樹脂、スチレン、アクリロニトリル、メチルメタクリレート等を共重合したアクリル樹脂、ニトロセルロース等のセルロース樹脂、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラール等のポリビニルアルキラール樹脂等から選ばれる樹脂を単独で用いるか、または複数の樹脂を混合して用いることができる。これらの中で好ましいものはポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、セルロース樹脂、および塩化ビニル樹脂である。これらの樹脂は、ホモポリマーでもよく、コポリマー(共重合体)でもよい。これらの樹脂は、バックコート層および/または後述する非磁性層においても結合剤として使用することができる。
以上の結合剤については、特開2010-24113号公報の段落0028~0031を参照できる。結合剤として使用される樹脂の平均分子量は、重量平均分子量として、例えば10,000以上200,000以下であることができる。本発明および本明細書における重量平均分子量とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって、下記測定条件により測定された値をポリスチレン換算して求められる値である。後述の実施例に示す結合剤の重量平均分子量は、下記測定条件によって測定された値をポリスチレン換算して求めた値である。結合剤は、強磁性粉末100.0質量部に対して、例えば1.0~30.0質量部の量で使用することができる。
GPC装置:HLC-8120(東ソー社製)
カラム:TSK gel Multipore HXL-M(東ソー社製、7.8mmID(Inner Diameter)×30.0cm)
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
(Binder)
The magnetic recording medium may be a coated magnetic recording medium, and the magnetic layer may contain a binder. A binder is one or more resins. As the binder, various resins commonly used as binders for coated magnetic recording media can be used. For example, binders include polyurethane resins, polyester resins, polyamide resins, vinyl chloride resins, acrylic resins copolymerized with styrene, acrylonitrile, methyl methacrylate, etc., cellulose resins such as nitrocellulose, epoxy resins, phenoxy resins, polyvinyl acetals, A resin selected from polyvinyl alkyral resins such as polyvinyl butyral can be used alone, or a plurality of resins can be used in combination. Among these, preferred are polyurethane resins, acrylic resins, cellulose resins, and vinyl chloride resins. These resins may be homopolymers or copolymers. These resins can also be used as a binder in the back coat layer and/or the nonmagnetic layer described below.
Regarding the above binders, reference can be made to paragraphs 0028 to 0031 of JP-A No. 2010-24113. The average molecular weight of the resin used as the binder can be, for example, 10,000 or more and 200,000 or less as a weight average molecular weight. The weight average molecular weight in the present invention and this specification is a value determined by gel permeation chromatography (GPC) under the following measurement conditions in terms of polystyrene. The weight average molecular weight of the binder shown in the Examples below is a value determined by converting the value measured under the following measurement conditions into polystyrene. The binder can be used in an amount of, for example, 1.0 to 30.0 parts by weight based on 100.0 parts by weight of the ferromagnetic powder.
GPC device: HLC-8120 (manufactured by Tosoh Corporation)
Column: TSK gel Multipore HXL-M (manufactured by Tosoh Corporation, 7.8mm ID (Inner Diameter) x 30.0cm)
Eluent: Tetrahydrofuran (THF)
また、結合剤として使用可能な樹脂とともに硬化剤を使用することもできる。硬化剤は、一形態では加熱により硬化反応(架橋反応)が進行する化合物である熱硬化性化合物であることができ、他の一形態では光照射により硬化反応(架橋反応)が進行する光硬化性化合物であることができる。硬化剤は、磁性層形成工程の中で硬化反応が進行することにより、少なくとも一部は、結合剤等の他の成分と反応(架橋)した状態で磁性層に含まれ得る。この点は、他の層を形成するために用いられる組成物が硬化剤を含む場合に、この組成物を用いて形成される層についても同様である。好ましい硬化剤は、熱硬化性化合物であり、ポリイソシアネートが好適である。ポリイソシアネートの詳細については、特開2011-216149号公報の段落0124~0125を参照できる。硬化剤は、磁性層形成用組成物中に、結合剤100.0質量部に対して例えば0~80.0質量部、磁性層の強度向上の観点からは好ましくは50.0~80.0質量部の量で使用することができる。 A curing agent can also be used in conjunction with a resin that can be used as a binder. In one form, the curing agent can be a thermosetting compound, which is a compound that undergoes a curing reaction (crosslinking reaction) by heating, and in another form, it can be a photocuring compound, in which the curing reaction (crosslinking reaction) proceeds by light irradiation. It can be a chemical compound. As a curing reaction progresses during the magnetic layer forming process, at least a portion of the curing agent may be contained in the magnetic layer in a reacted (crosslinked) state with other components such as a binder. This point also applies to layers formed using the composition when the composition used to form the other layer contains a curing agent. Preferred curing agents are thermosetting compounds, with polyisocyanates being preferred. For details of the polyisocyanate, paragraphs 0124 to 0125 of JP-A No. 2011-216149 can be referred to. The curing agent is contained in the magnetic layer forming composition in an amount of, for example, 0 to 80.0 parts by mass based on 100.0 parts by mass of the binder, and preferably 50.0 to 80.0 parts by mass from the viewpoint of improving the strength of the magnetic layer. It can be used in amounts of parts by weight.
以上の結合剤および硬化剤に関する記載は、バックコート層および/または非磁性層についても適用することができる。その場合、含有量に関する上記記載は、強磁性粉末を非磁性粉末に読み替えて適用することができる。 The above description regarding the binder and curing agent can also be applied to the back coat layer and/or the nonmagnetic layer. In that case, the above description regarding the content can be applied by replacing ferromagnetic powder with non-magnetic powder.
(添加剤)
磁性層には、必要に応じて一種以上の添加剤が含まれていてもよい。添加剤としては、一例として、上記の硬化剤が挙げられる。また、磁性層に含まれる添加剤としては、非磁性粉末、潤滑剤、分散剤、分散助剤、防黴剤、帯電防止剤、酸化防止剤等を挙げることができる。非磁性粉末としては、研磨剤として機能することができる非磁性粉末、磁性層表面に適度に突出する突起を形成する突起形成剤として機能することができる非磁性粉末(例えば非磁性コロイド粒子等)等が挙げられる。なお後述の実施例に示すコロイダルシリカ(シリカコロイド粒子)の平均粒子サイズは、特開2011-048878号公報の段落0015に平均粒径の測定方法として記載されている方法により求められた値である。研磨剤を含む磁性層に使用され得る添加剤の一例としては、特開2013-131285号公報の段落0012~0022に記載の分散剤を、研磨剤の分散性を向上するための分散剤として挙げることができる。分散剤については、特開2012-133837号公報の段落0061および0071を参照できる。また、分散剤については、特開2012-133837号公報の段落0061および0071、ならびに特開2017-016721号公報の段落0035も参照できる。磁性層の添加剤については、特開2016-51493号公報の段落0035~0077も参照できる。
分散剤は、非磁性層に含まれていてもよい。非磁性層に含まれ得る分散剤については、特開2012-133837号公報の段落0061を参照できる。
各種添加剤は、所望の性質に応じて市販品を適宜選択して、または公知の方法で製造して、任意の量で使用することができる。
(Additive)
The magnetic layer may contain one or more additives as necessary. Examples of the additives include the above-mentioned curing agents. Further, examples of additives contained in the magnetic layer include nonmagnetic powder, lubricant, dispersant, dispersion aid, fungicide, antistatic agent, antioxidant, and the like. Examples of the non-magnetic powder include non-magnetic powder that can function as an abrasive, and non-magnetic powder that can function as a protrusion-forming agent that forms protrusions that appropriately protrude on the surface of the magnetic layer (for example, non-magnetic colloidal particles). etc. Note that the average particle size of colloidal silica (silica colloidal particles) shown in the Examples below is a value determined by the method described in paragraph 0015 of JP 2011-048878A as the method for measuring the average particle size. . Examples of additives that can be used in the magnetic layer containing an abrasive include the dispersants described in paragraphs 0012 to 0022 of JP-A No. 2013-131285 as a dispersant for improving the dispersibility of the abrasive. be able to. Regarding the dispersant, paragraphs 0061 and 0071 of JP 2012-133837A can be referred to. Further, regarding the dispersant, paragraphs 0061 and 0071 of JP2012-133837A and paragraph 0035 of JP2017-016721A can also be referred to. Regarding additives for the magnetic layer, paragraphs 0035 to 0077 of JP-A No. 2016-51493 can also be referred to.
The dispersant may be included in the nonmagnetic layer. Regarding the dispersant that can be included in the nonmagnetic layer, paragraph 0061 of JP 2012-133837A can be referred to.
Various additives can be used in any amount by appropriately selecting commercially available products or by manufacturing them by known methods depending on the desired properties.
上記磁気記録媒体は、一形態では、非磁性支持体上の磁性層側の部分に潤滑剤を含むことができる。非磁性支持体上の磁性層側の部分とは、非磁性支持体上に直接磁性層を有する磁気記録媒体では磁性層であり、非磁性支持体上に非磁性層と磁性層とをこの順に有する磁気記録媒体では非磁性層および/または磁性層である。潤滑剤は、先に記載した走行安定性に寄与し得る成分の一例である。高温環境下での保管中に非磁性支持体上の磁性層側の部分に含まれる潤滑剤が、磁性層表面からバックコート層側に転写される量を低減できれば、低温高湿環境下での繰り返し再生における再生出力の低下を抑制することが可能になると考えられる。このことに、上記差分が3nm以下であることが寄与できると推察される。 In one form, the magnetic recording medium can include a lubricant in a portion of the nonmagnetic support on the magnetic layer side. The part on the magnetic layer side on the non-magnetic support is the magnetic layer in a magnetic recording medium that has a magnetic layer directly on the non-magnetic support, and the non-magnetic layer and the magnetic layer are placed on the non-magnetic support in this order. In a magnetic recording medium having a nonmagnetic layer, the magnetic layer is a nonmagnetic layer and/or a magnetic layer. A lubricant is an example of a component that can contribute to the running stability described above. If it is possible to reduce the amount of lubricant contained in the magnetic layer side of the non-magnetic support transferred from the magnetic layer surface to the back coat layer side during storage in a high temperature environment, it will be possible to It is thought that it becomes possible to suppress a decrease in reproduction output during repeated reproduction. It is presumed that the fact that the difference is 3 nm or less can contribute to this.
潤滑剤としては、脂肪酸、脂肪酸エステルおよび脂肪酸アミドからなる群から選択される一種以上の潤滑剤を挙げることができる。
脂肪酸としては、例えば、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、ベヘン酸、エルカ酸、エライジン酸等を挙げることができ、ステアリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸が好ましく、ステアリン酸がより好ましい。脂肪酸は、金属塩等の塩の形態で磁性層に含まれていてもよい。
脂肪酸エステルとしては、例えば、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、ベヘン酸、エルカ酸、エライジン酸等のエステルを挙げることができる。具体例としては、例えば、ミリスチン酸ブチル、パルミチン酸ブチル、ステアリン酸ブチル(ブチルステアレート)、ネオペンチルグリコールジオレエート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンジステアレート、ソルビタントリステアレート、オレイン酸オレイル、ステアリン酸イソセチル、ステアリン酸イソトリデシル、ステアリン酸オクチル、ステアリン酸イソオクチル、ステアリン酸アミル、ステアリン酸ブトキシエチル等を挙げることができる。
脂肪酸アミドとしては、上記の各種脂肪酸のアミド、例えば、ラウリン酸アミド、ミリスチン酸アミド、パルミチン酸アミド、ステアリン酸アミド等を挙げることができる。
脂肪酸と脂肪酸の誘導体(アミドおよびエステル等)については、脂肪酸誘導体の脂肪酸由来部位は、併用される脂肪酸と同様または類似の構造を有することが好ましい。例えば、一例として、脂肪酸としてステアリン酸を用いる場合にステアリン酸エステルおよび/またはステアリン酸アミドを使用することは好ましい。
磁性層(または磁性層形成用組成物;以下同様)の脂肪酸含有量は、強磁性粉末100.0質量部あたり、例えば0~10.0質量部であり、好ましくは0.1~10.0質量部であり、より好ましくは1.0~7.0質量部である。磁性層の脂肪酸エステル含有量は、強磁性粉末100.0質量部あたり、例えば0~10.0質量部であり、好ましくは0.1~10.0質量部であり、より好ましくは1.0~7.0質量部である。磁性層の脂肪酸アミド含有量は、強磁性粉末100.0質量部あたり、例えば0~3.0質量部であり、好ましくは0~2.0質量部であり、より好ましくは0~1.0質量部である。
また、上記磁気記録媒体が非磁性支持体と磁性層との間に非磁性層を有する場合、非磁性層(または非磁性層形成用組成物;以下同様)の脂肪酸含有量は、非磁性粉末100.0質量部あたり、例えば0~10.0質量部であり、好ましくは1.0~10.0質量部であり、より好ましくは1.0~7.0質量部である。非磁性層の脂肪酸エステル含有量は、非磁性粉末100.0質量部あたり、例えば0~15.0質量部であり、好ましくは0.1~10.0質量部である。非磁性層の脂肪酸アミド含有量は、非磁性粉末100.0質量部あたり、例えば0~3.0質量部であり、好ましくは0~1.0質量部である。非磁性層に含まれる潤滑剤は、磁性層に移行することができ、移行して走行安定性に寄与することができる。
Examples of the lubricant include one or more lubricants selected from the group consisting of fatty acids, fatty acid esters, and fatty acid amides.
Examples of fatty acids include lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, behenic acid, erucic acid, and elaidic acid. is preferred, and stearic acid is more preferred. The fatty acid may be contained in the magnetic layer in the form of a salt such as a metal salt.
Examples of fatty acid esters include esters of lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, behenic acid, erucic acid, and elaidic acid. Specific examples include butyl myristate, butyl palmitate, butyl stearate (butyl stearate), neopentyl glycol dioleate, sorbitan monostearate, sorbitan distearate, sorbitan tristearate, oleyl oleate, Examples include isocetyl stearate, isotridecyl stearate, octyl stearate, isooctyl stearate, amyl stearate, butoxyethyl stearate, and the like.
Examples of fatty acid amides include amides of the various fatty acids mentioned above, such as lauric acid amide, myristic acid amide, palmitic acid amide, stearic acid amide, and the like.
Regarding fatty acids and fatty acid derivatives (amides, esters, etc.), the fatty acid-derived moiety of the fatty acid derivative preferably has the same or similar structure to the fatty acid used in combination. For example, when using stearic acid as the fatty acid, it is preferable to use stearic acid ester and/or stearic acid amide.
The fatty acid content of the magnetic layer (or composition for forming a magnetic layer; the same applies hereinafter) is, for example, 0 to 10.0 parts by mass, preferably 0.1 to 10.0 parts by mass, per 100.0 parts by mass of ferromagnetic powder. Parts by weight, more preferably 1.0 to 7.0 parts by weight. The fatty acid ester content of the magnetic layer is, for example, 0 to 10.0 parts by mass, preferably 0.1 to 10.0 parts by mass, and more preferably 1.0 parts by mass, per 100.0 parts by mass of ferromagnetic powder. ~7.0 parts by mass. The fatty acid amide content of the magnetic layer is, for example, 0 to 3.0 parts by mass, preferably 0 to 2.0 parts by mass, and more preferably 0 to 1.0 parts by mass, per 100.0 parts by mass of ferromagnetic powder. Part by mass.
In addition, when the magnetic recording medium has a nonmagnetic layer between the nonmagnetic support and the magnetic layer, the fatty acid content of the nonmagnetic layer (or composition for forming a nonmagnetic layer; the same shall apply hereinafter) is Per 100.0 parts by weight, it is, for example, 0 to 10.0 parts by weight, preferably 1.0 to 10.0 parts by weight, and more preferably 1.0 to 7.0 parts by weight. The fatty acid ester content of the nonmagnetic layer is, for example, 0 to 15.0 parts by weight, preferably 0.1 to 10.0 parts by weight, per 100.0 parts by weight of the nonmagnetic powder. The fatty acid amide content of the nonmagnetic layer is, for example, 0 to 3.0 parts by mass, and preferably 0 to 1.0 parts by mass, per 100.0 parts by mass of the nonmagnetic powder. The lubricant contained in the non-magnetic layer can migrate to the magnetic layer and contribute to running stability.
以上説明した磁性層は、非磁性支持体表面上に直接、または非磁性層を介して間接的に、設けることができる。 The magnetic layer described above can be provided directly on the surface of the nonmagnetic support or indirectly via the nonmagnetic layer.
<非磁性層>
次に非磁性層について説明する。上記磁気記録媒体は、非磁性支持体上に直接磁性層を有していてもよく、非磁性支持体と磁性層との間に非磁性粉末および結合剤を含む非磁性層を有していてもよい。非磁性層に使用される非磁性粉末は、無機粉末でも有機粉末でもよい。また、カーボンブラック等も使用できる。無機粉末としては、例えば金属、金属酸化物、金属炭酸塩、金属硫酸塩、金属窒化物、金属炭化物、金属硫化物等の粉末が挙げられる。これらの非磁性粉末は、市販品として入手可能であり、公知の方法で製造することもできる。その詳細については、特開2011-216149号公報の段落0146~0150を参照できる。非磁性層に使用可能なカーボンブラックについては、特開2010-24113号公報の段落0040~0041も参照できる。非磁性層における非磁性粉末の含有量(充填率)は、好ましくは50~90質量%の範囲であり、より好ましくは60~90質量%の範囲である。
<Nonmagnetic layer>
Next, the nonmagnetic layer will be explained. The magnetic recording medium may have a magnetic layer directly on the non-magnetic support, or may have a non-magnetic layer containing non-magnetic powder and a binder between the non-magnetic support and the magnetic layer. Good too. The nonmagnetic powder used in the nonmagnetic layer may be an inorganic powder or an organic powder. Further, carbon black or the like can also be used. Examples of the inorganic powder include powders of metals, metal oxides, metal carbonates, metal sulfates, metal nitrides, metal carbides, metal sulfides, and the like. These nonmagnetic powders are available as commercial products, and can also be produced by known methods. For details thereof, paragraphs 0146 to 0150 of JP-A No. 2011-216149 can be referred to. Regarding carbon black that can be used in the nonmagnetic layer, paragraphs 0040 to 0041 of JP-A No. 2010-24113 can also be referred to. The content (filling rate) of the nonmagnetic powder in the nonmagnetic layer is preferably in the range of 50 to 90% by mass, more preferably in the range of 60 to 90% by mass.
非磁性層は、結合剤を含むことができ、添加剤を含むこともできる。非磁性層の結合剤、添加剤等のその他詳細については、非磁性層に関する公知技術を適用できる。また、例えば、結合剤の種類および含有量、添加剤の種類および含有量等に関しては、磁性層に関する公知技術も適用できる。 The non-magnetic layer can include a binder and can also include additives. For other details such as the binder and additives of the nonmagnetic layer, known techniques regarding nonmagnetic layers can be applied. Further, for example, regarding the type and content of the binder, the type and content of the additive, and the like, known techniques regarding the magnetic layer can also be applied.
本発明および本明細書において、非磁性層には、非磁性粉末とともに、例えば不純物として、または意図的に、少量の強磁性粉末を含む実質的に非磁性な層も包含されるものとする。ここで実質的に非磁性な層とは、この層の残留磁束密度が10mT以下であるか、保磁力が100Oe以下であるか、または、残留磁束密度が10mT以下であり、かつ保磁力が100Oe以下である層をいうものとする。非磁性層は、残留磁束密度および保磁力を持たないことが好ましい。 In the present invention and herein, a non-magnetic layer is intended to include a substantially non-magnetic layer containing a small amount of ferromagnetic powder, for example as an impurity or intentionally, along with the non-magnetic powder. Here, a substantially non-magnetic layer means that this layer has a residual magnetic flux density of 10 mT or less, a coercive force of 100 Oe or less, or a residual magnetic flux density of 10 mT or less and a coercive force of 100 Oe. It refers to the following layers. Preferably, the nonmagnetic layer has no residual magnetic flux density and no coercive force.
<非磁性支持体>
次に、非磁性支持体について説明する。非磁性支持体(以下、単に「支持体」とも記載する。)としては、二軸延伸を行ったポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミド、ポリアミドイミド、芳香族ポリアミド等の公知のものが挙げられる。これらの中でもポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミドが好ましい。これらの支持体には、あらかじめコロナ放電、プラズマ処理、易接着処理、加熱処理等を行ってもよい。
<Nonmagnetic support>
Next, the nonmagnetic support will be explained. Examples of the nonmagnetic support (hereinafter also simply referred to as "support") include known ones such as biaxially stretched polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyamide, polyamideimide, aromatic polyamide, and the like. Among these, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, and polyamide are preferred. These supports may be subjected to corona discharge, plasma treatment, adhesive treatment, heat treatment, etc. in advance.
<バックコート層>
上記磁気記録媒体は、非磁性支持体の磁性層を有する表面側とは反対の表面側に、非磁性粉末を含むバックコート層を有する。バックコート層に含まれる非磁性粉末は、好ましくは、突起形成剤と、他の非磁性粉末の一種以上と、であることができる。
<Back coat layer>
The magnetic recording medium has a back coat layer containing nonmagnetic powder on the surface side of the nonmagnetic support opposite to the surface side having the magnetic layer. The non-magnetic powder contained in the back coat layer can preferably include a protrusion-forming agent and one or more other non-magnetic powders.
(突起形成剤)
突起形成剤としては、無機物質の粒子を用いることができ、有機物質の粒子を用いることもでき、無機物質と有機物質との複合粒子を用いることもできる。無機物質としては、金属酸化物等の無機酸化物、金属炭酸塩、金属硫酸塩、金属窒化物、金属炭化物、金属硫化物等を挙げることができ、無機酸化物が好ましい。一形態では、突起形成剤は、無機酸化物系粒子であることができる。ここで「系」とは、「含む」との意味で用いられる。無機酸化物系粒子の一形態は、無機酸化物からなる粒子である。また、無機酸化物系粒子の他の一形態は、無機酸化物と有機物質との複合粒子であり、具体例としては、無機酸化物とポリマーとの複合粒子を挙げることができる。そのような粒子としては、例えば、無機酸化物の粒子の表面にポリマーが結合した粒子を挙げることができる。
(Protrusion forming agent)
As the projection forming agent, particles of an inorganic substance, particles of an organic substance, or composite particles of an inorganic substance and an organic substance can also be used. Examples of the inorganic substance include inorganic oxides such as metal oxides, metal carbonates, metal sulfates, metal nitrides, metal carbides, and metal sulfides, with inorganic oxides being preferred. In one form, the protrusion-forming agent can be an inorganic oxide-based particle. Here, "system" is used to mean "including". One type of inorganic oxide particles are particles made of an inorganic oxide. Another form of inorganic oxide particles is a composite particle of an inorganic oxide and an organic substance, and a specific example is a composite particle of an inorganic oxide and a polymer. Examples of such particles include particles in which a polymer is bonded to the surface of an inorganic oxide particle.
上記のS0.5は、主に突起形成剤の粒子サイズにより制御することができる。突起形成剤の平均粒子サイズは、例えば30~300nmであることができ、40~200nmであることが好ましい。S13.5については、突起形成剤の粒子サイズに加えて、突起形成剤の形状によって制御することができる。粒子の形状が真球に近い粒子ほど、高い圧力が加えられた際に働く押し込み抵抗が小さいため、バックコート層内部に押し込まれやすくなり、S13.5は小さくなりやすい。これに対し、粒子の形状が真球から離れた形状、例えばいわゆる異形と呼ばれる形状であると、高い圧力が加えられた際に大きな押し込み抵抗が働きやすいため、バックコート層内部に押し込まれ難くなり、S13.5は大きくなりやすい。また、粒子表面が不均質であり表面平滑性が低い粒子も、高い圧力が加えられた際に大きな押し込み抵抗が働きやすいため、バックコート層内部に押し込まれ難くなり、S13.5は大きくなりやすい。S0.5およびS13.5を制御することにより、差分(S0.5-S13.5)を3nm以下にすることができる。 The above S 0.5 can be controlled mainly by the particle size of the protrusion-forming agent. The average particle size of the protrusion-forming agent can be, for example, 30 to 300 nm, preferably 40 to 200 nm. S13.5 can be controlled by the shape of the protrusion-forming agent in addition to the particle size of the protrusion-forming agent. The closer the particle shape is to a perfect sphere, the smaller the indentation resistance that acts when a high pressure is applied, so the particles are more likely to be pushed into the back coat layer, and S13.5 tends to be smaller. On the other hand, if the particle shape deviates from a true sphere, for example, a so-called irregular shape, a large indentation resistance tends to occur when high pressure is applied, making it difficult to be pushed into the back coat layer. , S 13.5 tends to be large. In addition, particles with non-uniform particle surfaces and low surface smoothness tend to have a large indentation resistance when high pressure is applied, making it difficult to be pushed into the back coat layer, resulting in a large S13.5 . Cheap. By controlling S 0.5 and S 13.5 , the difference (S 0.5 - S 13.5 ) can be made 3 nm or less.
また、突起形成剤が、その機能をより良好に発揮することができるという観点から、バックコート層における突起形成剤の含有量は、好ましくは、他の非磁性粉末100.0質量部に対して、1.0~4.0質量部であり、より好ましくは1.2~3.5質量部である。一形態では、バックコート層において、無機酸化物とポリマーとの複合粒子の含有量が、他の非磁性粉末100.0質量部に対して、1.0~4.0質量部であることが好ましく、1.2~3.5質量部であることがより好ましい。 In addition, from the viewpoint that the protrusion-forming agent can better exhibit its function, the content of the protrusion-forming agent in the back coat layer is preferably set to 100.0 parts by mass of the other non-magnetic powder. , 1.0 to 4.0 parts by weight, more preferably 1.2 to 3.5 parts by weight. In one form, the content of the composite particles of inorganic oxide and polymer in the back coat layer is 1.0 to 4.0 parts by mass based on 100.0 parts by mass of other nonmagnetic powder. It is preferably 1.2 to 3.5 parts by mass, and more preferably 1.2 to 3.5 parts by mass.
(他の非磁性粉末)
バックコート層に含まれる他の非磁性粉末については、非磁性層の非磁性粉末に関する上記記載を参照できる。他の非磁性粉末としては、好ましくは、カーボンブラックと、カーボンブラック以外の非磁性粉末と、のいずれか一方または両方を使用することができる。カーボンブラック以外の非磁性粉末としては、非磁性無機粉末を挙げることができる。非磁性無機粉末の具体例としては、α-酸化鉄等の酸化鉄、二酸化チタン等のチタン酸化物、酸化セリウム、酸化スズ、酸化タングステン、ZnO、ZrO2、SiO2、Cr2O3、α-アルミナ、β-アルミナ、γ-アルミナ、ゲーサイト、コランダム、窒化珪素、チタンカーバイト、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、酸化銅、MgCO3、CaCO3、BaCO3、SrCO3、BaSO4、炭化珪素、炭化チタン等の非磁性無機粉末を挙げることができる。好ましい非磁性無機粉末は、非磁性無機酸化物粉末であり、より好ましくはα-酸化鉄、酸化チタンであり、更に好ましくはα-酸化鉄である。
(Other non-magnetic powder)
Regarding other non-magnetic powders included in the back coat layer, the above description regarding the non-magnetic powders in the non-magnetic layer can be referred to. As the other non-magnetic powder, preferably, one or both of carbon black and non-magnetic powder other than carbon black can be used. Examples of nonmagnetic powders other than carbon black include nonmagnetic inorganic powders. Specific examples of non-magnetic inorganic powders include iron oxides such as α-iron oxide, titanium oxides such as titanium dioxide, cerium oxide, tin oxide, tungsten oxide, ZnO, ZrO 2 , SiO 2 , Cr 2 O 3 , α - Alumina, β-alumina, γ-alumina, goethite, corundum, silicon nitride, titanium carbide, magnesium oxide, boron nitride, molybdenum disulfide, copper oxide, MgCO 3 , CaCO 3 , BaCO 3 , SrCO 3 , BaSO 4 , silicon carbide, titanium carbide, and other non-magnetic inorganic powders. Preferred non-magnetic inorganic powders are non-magnetic inorganic oxide powders, more preferably α-iron oxide and titanium oxide, and still more preferably α-iron oxide.
カーボンブラック以外の他の非磁性粉末の形状は針状、球状、多面体状、板状のいずれでもよい。これら非磁性粉末の平均粒子サイズは、5nm~2.00μmの範囲であることが好ましく、10nm~200nmの範囲であることがより好ましい。また、カーボンブラック以外の他の非磁性粉末のBET比表面積は、1~100m2/gの範囲であることが好ましく、より好ましくは5~70m2/g、更に好ましくは10~65m2/gの範囲である。一方、カーボンブラックの平均粒子サイズは、例えば5~80nmの範囲であり、好ましくは10~50nm、更に好ましくは10~40nmの範囲である。また、他の非磁性粉末全量100.0質量部に対するカーボンブラック含有量は、例えば10.0~100.0質量部の範囲とすることができる。他の非磁性粉末全量をカーボンブラックとしてもよい。または、他の非磁性粉末全量を、カーボンブラック以外の非磁性粉末としてもよい。他の非磁性粉末に占めるカーボンブラックの割合を高めるほど、S0.5およびS13.5の値は大きくなる傾向がある。バックコート層における他の非磁性粉末の含有量(充填率)については、非磁性層の非磁性粉末に関する先の記載を参照できる。 The shape of the non-magnetic powder other than carbon black may be acicular, spherical, polyhedral, or plate-like. The average particle size of these non-magnetic powders is preferably in the range of 5 nm to 2.00 μm, more preferably in the range of 10 nm to 200 nm. Further, the BET specific surface area of non-magnetic powder other than carbon black is preferably in the range of 1 to 100 m 2 /g, more preferably 5 to 70 m 2 /g, and still more preferably 10 to 65 m 2 /g. is within the range of On the other hand, the average particle size of carbon black is, for example, in the range of 5 to 80 nm, preferably in the range of 10 to 50 nm, and more preferably in the range of 10 to 40 nm. Further, the carbon black content can be in the range of 10.0 to 100.0 parts by mass, for example, based on 100.0 parts by mass of the other non-magnetic powder. The entire amount of other non-magnetic powder may be carbon black. Alternatively, the entire amount of other non-magnetic powder may be a non-magnetic powder other than carbon black. The values of S 0.5 and S 13.5 tend to increase as the proportion of carbon black in other non-magnetic powders increases. Regarding the content (filling rate) of other nonmagnetic powders in the back coat layer, the above description regarding the nonmagnetic powders in the nonmagnetic layer can be referred to.
バックコート層は、結合剤を含むことができ、添加剤を含むこともできる。バックコート層の結合剤および添加剤については、バックコート層に関する公知技術を適用することもでき、磁性層および/または非磁性層の処方に関する公知技術を適用することもできる。例えば、特開2006-331625号公報の段落0018~0020および米国特許第7029774号明細書の第4欄65行目~第5欄38行目の記載を、バックコート層について参照できる。 The backcoat layer can include a binder and can also include additives. Regarding the binder and additives for the backcoat layer, known techniques regarding the backcoat layer can be applied, and known techniques regarding the formulation of the magnetic layer and/or the nonmagnetic layer can also be applied. For example, the descriptions in paragraphs 0018 to 0020 of JP-A No. 2006-331625 and in column 4, line 65 to column 5, line 38 of US Patent No. 7,029,774 can be referred to regarding the back coat layer.
バックコート層に含まれ得る添加剤の一例としては、潤滑剤が挙げられる。潤滑剤については、先の磁性層等に含まれ得る潤滑剤に関する記載を参照できる。バックコート層(またはバックコート層形成用組成物;以下同様)の脂肪酸含有量は、バックコート層に含まれる非磁性粉末100.0質量部あたり、例えば0~10.0質量部であり、好ましくは0.1~10.0質量部であり、より好ましくは1.0~7.0質量部である。バックコート層形成用組成物の脂肪酸エステル含有量は、バックコート層に含まれる非磁性粉末100.0質量部あたり、例えば0.1~10.0質量部であり、好ましくは1.0~5.0質量部である。バックコート層の脂肪酸アミド含有量は、バックコート層に含まれる非磁性粉末100.0質量部あたり、例えば0~3.0質量部であり、好ましくは0~2.0質量部であり、より好ましくは0~1.0質量部である。 An example of an additive that may be included in the backcoat layer is a lubricant. Regarding the lubricant, the above description regarding the lubricant that can be included in the magnetic layer etc. can be referred to. The fatty acid content of the back coat layer (or composition for forming a back coat layer; the same shall apply hereinafter) is, for example, 0 to 10.0 parts by mass per 100.0 parts by mass of the nonmagnetic powder contained in the back coat layer, and is preferably is 0.1 to 10.0 parts by weight, more preferably 1.0 to 7.0 parts by weight. The fatty acid ester content of the back coat layer forming composition is, for example, 0.1 to 10.0 parts by mass, preferably 1.0 to 5 parts by mass, per 100.0 parts by mass of the nonmagnetic powder contained in the back coat layer. .0 part by mass. The fatty acid amide content of the back coat layer is, for example, 0 to 3.0 parts by mass, preferably 0 to 2.0 parts by mass, and more preferably Preferably it is 0 to 1.0 parts by mass.
上記のS0.5およびS13.5は、n-ヘキサン洗浄後に測定される値である。スペーシング測定時に押圧されるバックコート層の表面に潤滑剤の液膜が存在すると、この液膜の厚み分、測定されるスペーシングは狭くなる。これに対し、押圧時に液膜として存在し得る潤滑剤は、n-ヘキサン洗浄によって除去できると推察される。したがって、n-ヘキサン洗浄後にスペーシングを測定することにより、押圧された状態のバックコート層表面の突起の高さと良好に対応する値としてスペーシングの測定値を得ることができると考えられる。 The above S 0.5 and S 13.5 are values measured after washing with n-hexane. If a liquid film of lubricant exists on the surface of the back coat layer that is pressed during spacing measurement, the measured spacing becomes narrower by the thickness of this liquid film. On the other hand, it is presumed that the lubricant that may exist as a liquid film during pressing can be removed by cleaning with n-hexane. Therefore, it is considered that by measuring the spacing after cleaning with n-hexane, a measured value of the spacing can be obtained as a value that corresponds well to the height of the protrusions on the surface of the back coat layer in a pressed state.
<各種厚み>
上記磁気記録媒体における非磁性支持体および各層の厚みについて、非磁性支持体の厚みは、例えば3.0~80.0μmであり、好ましくは3.0~50.0μmの範囲であり、より好ましくは3.0~10.0μmの範囲である。
<Various thicknesses>
Regarding the thickness of the nonmagnetic support and each layer in the magnetic recording medium, the thickness of the nonmagnetic support is, for example, 3.0 to 80.0 μm, preferably 3.0 to 50.0 μm, and more preferably is in the range of 3.0 to 10.0 μm.
磁性層の厚みは、用いる磁気ヘッドの飽和磁化量やヘッドギャップ長、記録信号の帯域により最適化することができ、例えば10nm~100nmであり、高密度記録化の観点から、好ましくは20~90nmの範囲であり、更に好ましくは30~70nmの範囲である。磁性層は少なくとも一層あればよく、磁性層を異なる磁気特性を有する2層以上に分離してもかまわず、公知の重層磁性層に関する構成が適用できる。2層以上に分離する場合の磁性層の厚みとは、これらの層の合計厚みとする。 The thickness of the magnetic layer can be optimized depending on the saturation magnetization of the magnetic head used, the head gap length, and the recording signal band, and is, for example, 10 nm to 100 nm, and preferably 20 to 90 nm from the viewpoint of high-density recording. The range is more preferably 30 to 70 nm. It is sufficient that there is at least one magnetic layer, and the magnetic layer may be separated into two or more layers having different magnetic properties, and a structure related to a known multilayer magnetic layer can be applied. The thickness of the magnetic layer when it is separated into two or more layers is the total thickness of these layers.
非磁性層の厚みは、例えば50nm以上であり、好ましくは70nm以上であり、より好ましくは100nm以上である。また、非磁性層の厚みは、800nm以下であることが好ましく、500nm以下であることがより好ましい。 The thickness of the nonmagnetic layer is, for example, 50 nm or more, preferably 70 nm or more, and more preferably 100 nm or more. Further, the thickness of the nonmagnetic layer is preferably 800 nm or less, more preferably 500 nm or less.
バックコート層の厚みは、例えば0.1μm以上であることができる。また、バックコート層の厚みは、0.9μm以下であることが好ましく、0.7μm以下であることがより好ましく、0.5μm以下であることが更に好ましい。 The thickness of the back coat layer can be, for example, 0.1 μm or more. Further, the thickness of the back coat layer is preferably 0.9 μm or less, more preferably 0.7 μm or less, and even more preferably 0.5 μm or less.
磁気記録媒体の各層および非磁性支持体の厚みは、公知の膜厚測定法により求めることができる。一例として、例えば、磁気記録媒体の厚み方向の断面を、イオンビーム、ミクロトーム等の公知の手法により露出させた後、露出した断面において走査型電子顕微鏡によって断面観察を行う。断面観察において任意の1箇所において求められた厚み、または無作為に抽出した2箇所以上の複数箇所、例えば2箇所、において求められた厚みの算術平均として、各種厚みを求めることができる。または、各層の厚みは、製造条件から算出される設計厚みとして求めてもよい。 The thickness of each layer of the magnetic recording medium and the nonmagnetic support can be determined by a known film thickness measurement method. As an example, a cross section in the thickness direction of a magnetic recording medium is exposed using a known method such as an ion beam or a microtome, and then the exposed cross section is observed using a scanning electron microscope. Various thicknesses can be determined as the arithmetic mean of the thickness determined at any one location during cross-sectional observation, or the thickness determined at two or more randomly extracted locations, for example, two locations. Alternatively, the thickness of each layer may be determined as a design thickness calculated from manufacturing conditions.
<製造方法>
磁性層、非磁性層またはバックコート層を形成するための組成物は、先に説明した各種成分とともに、通常、溶媒を含む。溶媒としては、塗布型磁気記録媒体を製造するために一般に使用される各種有機溶媒を用いることができる。中でも、塗布型磁気記録媒体に通常使用される結合剤の溶解性の観点からは、各層形成用組成物には、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン、テトラヒドロフラン等のケトン溶媒の一種以上が含まれることが好ましい。各層形成用組成物における溶媒量は特に限定されるものではなく、通常の塗布型磁気記録媒体の各層形成用組成物と同様にすることができる。また、各層形成用組成物を調製する工程は、通常、少なくとも混練工程、分散工程、およびこれらの工程の前後に必要に応じて設けた混合工程を含むことができる。個々の工程はそれぞれ2段階以上に分かれていてもかまわない。各層形成用組成物の調製に用いられる成分は、どの工程の最初または途中で添加してもかまわない。また、個々の成分を2つ以上の工程で分割して添加してもかまわない。例えば、結合剤を混練工程、分散工程、および分散後の粘度調整のための混合工程で分割して投入してもよい。磁気記録媒体の製造工程では、従来の公知の製造技術を一部または全部の工程において用いることができる。混練工程では、オープンニーダ、連続ニーダ、加圧ニーダ、エクストルーダ等の強い混練力をもつニーダを使用することが好ましい。これらの混練処理の詳細については特開平1-106338号公報および特開平1-79274号公報に記載されている。また、各層形成用組成物を分散させるために、ガラスビーズおよび/またはその他のビーズを用いることができる。このような分散ビーズとしては、高比重の分散ビーズであるジルコニアビーズ、チタニアビーズ、およびスチールビーズが好適である。これら分散ビーズは、粒径(ビーズ径)と充填率を最適化して用いることが好ましい。分散機は公知のものを使用することができる。各層形成用組成物を、塗布工程に付す前に公知の方法によってろ過してもよい。ろ過は、例えばフィルタろ過によって行うことができる。ろ過に用いるフィルタとしては、例えば孔径0.01~3μmのフィルタ(例えばガラス繊維製フィルタ、ポリプロピレン製フィルタ等)を用いることができる。
<Manufacturing method>
A composition for forming a magnetic layer, a nonmagnetic layer, or a backcoat layer usually contains a solvent in addition to the various components described above. As the solvent, various organic solvents commonly used for manufacturing coated magnetic recording media can be used. Among them, from the viewpoint of solubility of the binder normally used in coated magnetic recording media, each layer forming composition contains ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, diisobutyl ketone, cyclohexanone, isophorone, and tetrahydrofuran. It is preferable that one or more of these are included. The amount of solvent in each layer-forming composition is not particularly limited, and can be the same as in each layer-forming composition of a typical coating-type magnetic recording medium. Moreover, the process of preparing each layer-forming composition can usually include at least a kneading process, a dispersion process, and a mixing process provided before and after these processes as necessary. Each individual process may be divided into two or more stages. The components used to prepare each layer-forming composition may be added at the beginning or middle of any step. Further, the individual components may be added in divided portions in two or more steps. For example, the binder may be added in portions during the kneading step, the dispersion step, and the mixing step for adjusting the viscosity after dispersion. In the manufacturing process of the magnetic recording medium, conventional and well-known manufacturing techniques can be used in some or all of the steps. In the kneading step, it is preferable to use a kneader with strong kneading power, such as an open kneader, continuous kneader, pressure kneader, or extruder. Details of these kneading treatments are described in JP-A-1-106338 and JP-A-1-79274. Furthermore, glass beads and/or other beads can be used to disperse the composition for forming each layer. As such dispersed beads, zirconia beads, titania beads, and steel beads, which are high specific gravity dispersed beads, are suitable. It is preferable to use these dispersed beads by optimizing the particle size (bead diameter) and packing rate. A known disperser can be used. Each layer-forming composition may be filtered by a known method before being subjected to the coating process. Filtration can be performed, for example, by filter filtration. As the filter used for filtration, for example, a filter with a pore size of 0.01 to 3 μm (eg, a glass fiber filter, a polypropylene filter, etc.) can be used.
一態様では、バックコート層形成用組成物を調製する工程において、突起形成剤を含む分散液(以下、「突起形成剤液」と記載する。)を調製した後、この突起形成剤液を、バックコート層形成用組成物のその他の成分の一種以上と混合することができる。例えば、突起形成剤液の調製は、超音波処理等の公知の分散処理によって行うことができる。超音波処理は、例えば200cc(1cc=1cm3)あたり10~2000ワット程度の超音波出力で1~300分間程度行うことができる。また、分散処理後にろ過を行ってもよい。ろ過に用いるフィルタについては先の記載を参照できる。 In one embodiment, in the step of preparing a composition for forming a back coat layer, after preparing a dispersion containing a protrusion-forming agent (hereinafter referred to as "protrusion-forming agent liquid"), this protrusion-forming agent liquid is It can be mixed with one or more other components of the composition for forming a back coat layer. For example, the protrusion-forming agent liquid can be prepared by known dispersion treatment such as ultrasonic treatment. The ultrasonic treatment can be performed, for example, at an ultrasonic output of about 10 to 2000 watts per 200 cc (1 cc=1 cm 3 ) for about 1 to 300 minutes. Furthermore, filtration may be performed after the dispersion treatment. Regarding the filter used for filtration, the above description can be referred to.
磁性層は、磁性層形成用組成物を、例えば、非磁性支持体上に直接塗布するか、または非磁性層形成用組成物と逐次もしくは同時に重層塗布することにより形成することができる。配向処理を行う形態では、磁性層形成用組成物の塗布層が湿潤状態にあるうちに、配向ゾーンにおいて塗布層に対して配向処理が行われる。配向処理については、特開2010-24113号公報の段落0052の記載をはじめとする各種公知技術を適用することができる。例えば、垂直配向処理は、異極対向磁石を用いる方法等の公知の方法によって行うことができる。配向ゾーンでは、乾燥風の温度、風量および/または配向ゾーンにおける搬送速度によって塗布層の乾燥速度を制御することができる。また、配向ゾーンに搬送する前に塗布層を予備乾燥させてもよい。
バックコート層は、バックコート層形成用組成物を、非磁性支持体の磁性層を有する(または磁性層が追って設けられる)側とは反対側に塗布することにより形成することができる。各層形成のための塗布の詳細については、特開2010-231843号公報の段落0066を参照できる。
磁気記録媒体製造のためのその他の各種工程については、特開2010-231843号公報の段落0067~0070を参照できる。
The magnetic layer can be formed by, for example, directly applying the composition for forming a magnetic layer onto a nonmagnetic support, or by applying the composition in a multilayer manner sequentially or simultaneously with the composition for forming a nonmagnetic layer. In the embodiment in which the alignment treatment is performed, the coating layer of the magnetic layer forming composition is subjected to the alignment treatment in the alignment zone while the coating layer is in a wet state. Regarding the alignment treatment, various known techniques such as the one described in paragraph 0052 of JP-A No. 2010-24113 can be applied. For example, the vertical alignment process can be performed by a known method such as a method using magnets with different polarities facing each other. In the orientation zone, the drying speed of the coating layer can be controlled by the temperature and volume of the drying air and/or the conveyance speed in the orientation zone. Furthermore, the coating layer may be pre-dried before being transported to the orientation zone.
The back coat layer can be formed by applying a back coat layer forming composition to the side of the nonmagnetic support opposite to the side having the magnetic layer (or where the magnetic layer will be provided later). For details of coating for forming each layer, reference can be made to paragraph 0066 of JP-A No. 2010-231843.
Regarding various other processes for manufacturing magnetic recording media, paragraphs 0067 to 0070 of JP-A-2010-231843 can be referred to.
上記のように製造された磁気記録媒体には、磁気記録再生装置における磁気ヘッドのトラッキング制御、磁気記録媒体の走行速度の制御等を可能とするために、公知の方法によってサーボパターンを形成することができる。「サーボパターンの形成」は、「サーボ信号の記録」ということもできる。上記磁気記録媒体は、一形態ではテープ状の磁気記録媒体(磁気テープ)であることができ、他の一形態ではディスク状の磁気記録媒体(磁気ディスク)であることができる。以下では、磁気テープを例にサーボパターンの形成について説明する。 A servo pattern is formed on the magnetic recording medium manufactured as described above by a known method in order to enable tracking control of the magnetic head in a magnetic recording/reproducing device, control of the running speed of the magnetic recording medium, etc. I can do it. "Formation of a servo pattern" can also be referred to as "recording of a servo signal." The magnetic recording medium can be a tape-shaped magnetic recording medium (magnetic tape) in one form, and can be a disk-shaped magnetic recording medium (magnetic disk) in another form. Below, formation of a servo pattern will be explained using a magnetic tape as an example.
サーボパターンは、通常、磁気テープの長手方向に沿って形成される。サーボ信号を利用する制御(サーボ制御)の方式としては、タイミングベースサーボ(TBS)、アンプリチュードサーボ、周波数サーボ等が挙げられる。 Servo patterns are usually formed along the longitudinal direction of the magnetic tape. Examples of control methods (servo control) using servo signals include timing-based servo (TBS), amplitude servo, and frequency servo.
ECMA(European Computer Manufacturers Association)―319に示される通り、LTO(Linear Tape-Open)規格に準拠した磁気テープ(一般に「LTOテープ」と呼ばれる。)では、タイミングベースサーボ方式が採用されている。このタイミングベースサーボ方式において、サーボパターンは、互いに非平行な一対の磁気ストライプ(「サーボストライプ」とも呼ばれる。)が、磁気テープの長手方向に連続的に複数配置されることによって構成されている。上記のように、サーボパターンが互いに非平行な一対の磁気ストライプにより構成される理由は、サーボパターン上を通過するサーボ信号読み取り素子に、その通過位置を教えるためである。具体的には、上記の一対の磁気ストライプは、その間隔が磁気テープの幅方向に沿って連続的に変化するように形成されており、サーボ信号読み取り素子がその間隔を読み取ることによって、サーボパターンとサーボ信号読み取り素子との相対位置を知ることができる。この相対位置の情報が、データトラックのトラッキングを可能にする。そのために、サーボパターン上には、通常、磁気テープの幅方向に沿って、複数のサーボトラックが設定されている。 As shown in ECMA (European Computer Manufacturers Association)-319, a timing-based servo system is employed in magnetic tapes (generally referred to as "LTO tapes") that comply with the LTO (Linear Tape-Open) standard. In this timing-based servo system, a servo pattern is composed of a plurality of pairs of magnetic stripes (also called "servo stripes") that are non-parallel to each other and are continuously arranged in the longitudinal direction of the magnetic tape. As mentioned above, the reason why the servo pattern is composed of a pair of non-parallel magnetic stripes is to tell the servo signal reading element passing over the servo pattern its passing position. Specifically, the above-mentioned pair of magnetic stripes are formed so that the interval between them changes continuously along the width direction of the magnetic tape, and the servo signal reading element reads the interval to read the servo pattern. The relative position of the servo signal reading element and the servo signal reading element can be known. This relative position information enables tracking of the data tracks. For this purpose, a plurality of servo tracks are usually set on the servo pattern along the width direction of the magnetic tape.
サーボバンドは、磁気テープの長手方向に連続するサーボ信号により構成される。このサーボバンドは、通常、磁気テープに複数本設けられる。例えば、LTOテープにおいて、その数は5本である。隣接する2本のサーボバンドに挟まれた領域は、データバンドと呼ばれる。データバンドは、複数のデータトラックで構成されており、各データトラックは、各サーボトラックに対応している。 The servo band is composed of servo signals that are continuous in the longitudinal direction of the magnetic tape. A plurality of servo bands are usually provided on a magnetic tape. For example, in an LTO tape, the number is five. The area sandwiched between two adjacent servo bands is called a data band. The data band is composed of a plurality of data tracks, and each data track corresponds to each servo track.
また、一形態では、特開2004-318983号公報に示されているように、各サーボバンドには、サーボバンドの番号を示す情報(「サーボバンドID(identification)」または「UDIM(Unique DataBand Identification Method)情報」とも呼ばれる。)が埋め込まれている。このサーボバンドIDは、サーボバンド中に複数ある一対のサーボストライプのうちの特定のものを、その位置が磁気テープの長手方向に相対的に変位するように、ずらすことによって記録されている。具体的には、複数ある一対のサーボストライプのうちの特定のもののずらし方を、サーボバンド毎に変えている。これにより、記録されたサーボバンドIDはサーボバンド毎にユニークなものとなるため、一つのサーボバンドをサーボ信号読み取り素子で読み取るだけで、そのサーボバンドを一意に(uniquely)特定することができる。 Further, in one form, as shown in Japanese Patent Application Laid-open No. 2004-318983, each servo band includes information indicating the number of the servo band (“servo band ID (identification)” or “UDIM (Unique Data Band Identification)”). (also called "Method information") is embedded. This servo band ID is recorded by shifting a specific one of a plurality of pairs of servo stripes in the servo band so that its position is relatively displaced in the longitudinal direction of the magnetic tape. Specifically, the way in which a specific one of a plurality of pairs of servo stripes is shifted is changed for each servo band. As a result, the recorded servo band ID becomes unique for each servo band, and therefore, by simply reading one servo band with a servo signal reading element, that servo band can be uniquely identified.
なお、サーボバンドを一意に特定する方法には、ECMA―319に示されているようなスタッガード方式を用いたものもある。このスタッガード方式では、磁気テープの長手方向に連続的に複数配置された、互いに非平行な一対の磁気ストライプ(サーボストライプ)の群を、サーボバンド毎に磁気テープの長手方向にずらすように記録する。隣接するサーボバンド間における、このずらし方の組み合わせは、磁気テープ全体においてユニークなものとされているため、2つのサーボ信号読み取り素子によりサーボパターンを読み取る際に、サーボバンドを一意に特定することも可能となっている。 Note that as a method for uniquely specifying a servo band, there is also a method using a staggered method as shown in ECMA-319. In this staggered method, a plurality of groups of non-parallel magnetic stripes (servo stripes) arranged consecutively in the longitudinal direction of the magnetic tape are recorded so as to be shifted in the longitudinal direction of the magnetic tape for each servo band. do. This combination of shifting between adjacent servo bands is unique on the entire magnetic tape, so it is possible to uniquely identify a servo band when reading a servo pattern with two servo signal reading elements. It is possible.
また、各サーボバンドには、ECMA―319に示されている通り、通常、磁気テープの長手方向の位置を示す情報(「LPOS(Longitudinal Position)情報」とも呼ばれる。)も埋め込まれている。このLPOS情報も、UDIM情報と同様に、一対のサーボストライプの位置を、磁気テープの長手方向にずらすことによって記録されている。ただし、UDIM情報とは異なり、このLPOS情報では、各サーボバンドに同じ信号が記録されている。 Furthermore, as shown in ECMA-319, each servo band is usually embedded with information indicating the position in the longitudinal direction of the magnetic tape (also called "LPOS (Longitudinal Position) information"). Like the UDIM information, this LPOS information is also recorded by shifting the positions of a pair of servo stripes in the longitudinal direction of the magnetic tape. However, unlike the UDIM information, in this LPOS information, the same signal is recorded in each servo band.
上記のUDIM情報およびLPOS情報とは異なる他の情報を、サーボバンドに埋め込むことも可能である。この場合、埋め込まれる情報は、UDIM情報のようにサーボバンド毎に異なるものであってもよいし、LPOS情報のようにすべてのサーボバンドに共通のものであってもよい。
また、サーボバンドに情報を埋め込む方法としては、上記以外の方法を採用することも可能である。例えば、一対のサーボストライプの群の中から、所定の対を間引くことによって、所定のコードを記録するようにしてもよい。
It is also possible to embed other information different from the above-mentioned UDIM information and LPOS information into the servo band. In this case, the embedded information may be different for each servo band, such as UDIM information, or may be common to all servo bands, such as LPOS information.
Further, as a method of embedding information in the servo band, it is also possible to employ methods other than those described above. For example, a predetermined code may be recorded by thinning out a predetermined pair from a group of pairs of servo stripes.
サーボパターン形成用ヘッドは、サーボライトヘッドと呼ばれる。サーボライトヘッドは、上記一対の磁気ストライプに対応した一対のギャップを、サーボバンドの数だけ有する。通常、各一対のギャップには、それぞれコアとコイルが接続されており、コイルに電流パルスを供給することによって、コアに発生した磁界が、一対のギャップに漏れ磁界を生じさせることができる。サーボパターンの形成の際には、サーボライトヘッド上に磁気テープを走行させながら電流パルスを入力することによって、一対のギャップに対応した磁気パターンを磁気テープに転写させて、サーボパターンを形成することができる。各ギャップの幅は、形成されるサーボパターンの密度に応じて適宜設定することができる。各ギャップの幅は、例えば、1μm以下、1~10μm、10μm以上等に設定可能である。 The servo pattern forming head is called a servo write head. The servo write head has a pair of gaps corresponding to the pair of magnetic stripes, equal to the number of servo bands. Usually, a core and a coil are connected to each pair of gaps, and by supplying current pulses to the coils, the magnetic field generated in the core can cause a leakage magnetic field in the pair of gaps. When forming a servo pattern, by inputting a current pulse while running the magnetic tape over the servo write head, a magnetic pattern corresponding to a pair of gaps is transferred onto the magnetic tape, thereby forming a servo pattern. I can do it. The width of each gap can be appropriately set depending on the density of the servo pattern to be formed. The width of each gap can be set to, for example, 1 μm or less, 1 to 10 μm, or 10 μm or more.
磁気テープにサーボパターンを形成する前には、磁気テープに対して、通常、消磁(イレース)処理が施される。このイレース処理は、直流磁石または交流磁石を用いて、磁気テープに一様な磁界を加えることによって行うことができる。イレース処理には、DC(Direct Current)イレースとAC(Alternating Current)イレースとがある。ACイレースは、磁気テープに印加する磁界の方向を反転させながら、その磁界の強度を徐々に下げることによって行われる。一方、DCイレースは、磁気テープに一方向の磁界を加えることによって行われる。DCイレースには、更に2つの方法がある。第一の方法は、磁気テープの長手方向に沿って一方向の磁界を加える、水平DCイレースである。第二の方法は、磁気テープの厚み方向に沿って一方向の磁界を加える、垂直DCイレースである。イレース処理は、磁気テープ全体に対して行ってもよいし、磁気テープのサーボバンド毎に行ってもよい。 Before forming servo patterns on a magnetic tape, the magnetic tape is usually subjected to demagnetization (erase) processing. This erasing process can be performed by applying a uniform magnetic field to the magnetic tape using a DC magnet or an AC magnet. Erase processing includes DC (Direct Current) erase and AC (Alternating Current) erase. AC erase is performed by gradually lowering the strength of the magnetic field while reversing the direction of the magnetic field applied to the magnetic tape. On the other hand, DC erasing is performed by applying a unidirectional magnetic field to the magnetic tape. There are two more methods for DC erase. The first method is horizontal DC erase, which applies a unidirectional magnetic field along the length of the magnetic tape. The second method is vertical DC erase, which applies a unidirectional magnetic field along the thickness of the magnetic tape. The erase process may be performed on the entire magnetic tape, or may be performed on each servo band of the magnetic tape.
形成されるサーボパターンの磁界の向きは、イレースの向きに応じて決まる。例えば、磁気テープに水平DCイレースが施されている場合、サーボパターンの形成は、磁界の向きがイレースの向きと反対になるように行われる。これにより、サーボパターンが読み取られて得られるサーボ信号の出力を、大きくすることができる。なお、特開2012-53940号公報に示されている通り、垂直DCイレースされた磁気テープに、上記ギャップを用いた磁気パターンの転写を行った場合、形成されたサーボパターンが読み取られて得られるサーボ信号は、単極パルス形状となる。一方、水平DCイレースされた磁気テープに、上記ギャップを用いた磁気パターンの転写を行った場合、形成されたサーボパターンが読み取られて得られるサーボ信号は、双極パルス形状となる。 The direction of the magnetic field of the servo pattern to be formed is determined depending on the erase direction. For example, when a magnetic tape is subjected to horizontal DC erasing, the servo pattern is formed such that the direction of the magnetic field is opposite to the erasing direction. Thereby, the output of the servo signal obtained by reading the servo pattern can be increased. As shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-53940, when a magnetic pattern is transferred using the above-mentioned gap to a vertical DC erased magnetic tape, the formed servo pattern is read and obtained. The servo signal has a unipolar pulse shape. On the other hand, when a magnetic pattern is transferred onto a horizontal DC erased magnetic tape using the gap, the servo signal obtained by reading the formed servo pattern has a bipolar pulse shape.
磁気テープは、通常、磁気テープカートリッジに収容され、磁気テープカートリッジが磁気記録再生装置に装着される。 Magnetic tape is usually housed in a magnetic tape cartridge, and the magnetic tape cartridge is loaded into a magnetic recording/reproducing device.
磁気テープカートリッジでは、一般に、カートリッジ本体内部に磁気テープがリールに巻き取られた状態で収容されている。リールは、カートリッジ本体内部に回転可能に備えられている。磁気テープカートリッジとしては、カートリッジ本体内部にリールを1つ具備する単リール型の磁気テープカートリッジおよびカートリッジ本体内部にリールを2つ具備する双リール型の磁気テープカートリッジが広く用いられている。単リール型の磁気テープカートリッジは、磁気テープへのデータの記録および/または再生のために磁気記録再生装置に装着されると、磁気テープカートリッジから磁気テープが引き出されて磁気記録再生装置側のリールに巻き取られる。磁気テープカートリッジから巻き取りリールまでの磁気テープ搬送経路には、磁気ヘッドが配置されている。磁気テープカートリッジ側のリール(供給リール)と磁気記録再生装置側のリール(巻き取りリール)との間で、磁気テープの送り出しと巻き取りが行われる。この間、磁気ヘッドと磁気テープの磁性層表面とが接触し摺動することにより、データの記録および/または再生が行われる。これに対し、双リール型の磁気テープカートリッジは、供給リールと巻き取りリールの両リールが、磁気テープカートリッジ内部に具備されている。磁気テープカートリッジは、単リール型および双リール型のいずれの磁気テープカートリッジであってもよい。磁気テープカートリッジのその他の詳細については、公知技術を適用することができる。 In a magnetic tape cartridge, a magnetic tape is generally housed inside a cartridge main body in a state where it is wound onto a reel. The reel is rotatably provided inside the cartridge body. As magnetic tape cartridges, single-reel type magnetic tape cartridges having one reel inside the cartridge body and twin-reel type magnetic tape cartridges having two reels inside the cartridge body are widely used. When a single-reel magnetic tape cartridge is inserted into a magnetic recording/playback device to record and/or play back data on the magnetic tape, the magnetic tape is pulled out from the magnetic tape cartridge and reeled onto the magnetic recording/playback device. It is wound up. A magnetic head is arranged on the magnetic tape transport path from the magnetic tape cartridge to the take-up reel. The magnetic tape is fed and wound between a reel (supply reel) on the magnetic tape cartridge side and a reel (take-up reel) on the magnetic recording and reproducing device side. During this time, the magnetic head and the surface of the magnetic layer of the magnetic tape come into contact and slide, thereby recording and/or reproducing data. On the other hand, in a twin-reel type magnetic tape cartridge, both a supply reel and a take-up reel are provided inside the magnetic tape cartridge. The magnetic tape cartridge may be either a single reel type or a twin reel type magnetic tape cartridge. For other details of the magnetic tape cartridge, known techniques can be applied.
[磁気記録再生装置]
本発明の一態様は、上記磁気記録媒体と、磁気ヘッドと、を含む磁気記録再生装置に関する。
[Magnetic recording and reproducing device]
One aspect of the present invention relates to a magnetic recording/reproducing device including the above magnetic recording medium and a magnetic head.
本発明および本明細書において、「磁気記録再生装置」とは、磁気記録媒体へのデータの記録および磁気記録媒体に記録されたデータの再生の少なくとも一方を行うことができる装置を意味するものとする。かかる装置は、一般にドライブと呼ばれる。上記磁気記録再生装置は、摺動型の磁気記録再生装置であることができる。摺動型の磁気記録再生装置とは、磁気記録媒体へのデータの記録および/または記録されたデータの再生を行う際に磁性層表面と磁気ヘッドとが接触し摺動する装置をいう。 In the present invention and this specification, a "magnetic recording and reproducing device" means a device that can perform at least one of recording data on a magnetic recording medium and reproducing data recorded on a magnetic recording medium. do. Such devices are commonly referred to as drives. The magnetic recording and reproducing device may be a sliding type magnetic recording and reproducing device. A sliding type magnetic recording/reproducing device is a device in which a magnetic layer surface and a magnetic head come into contact and slide when recording data on a magnetic recording medium and/or reproducing recorded data.
上記磁気記録再生装置に含まれる磁気ヘッドは、磁気記録媒体へのデータの記録を行うことができる記録ヘッドであることができ、磁気記録媒体に記録されたデータの再生を行うことができる再生ヘッドであることもできる。また、上記磁気記録再生装置は、一形態では、別々の磁気ヘッドとして、記録ヘッドと再生ヘッドの両方を含むことができる。他の一形態では、上記磁気記録再生装置に含まれる磁気ヘッドは、データの記録のための素子(記録素子)とデータの再生のための素子(再生素子)の両方を1つの磁気ヘッドに備えた構成を有することもできる。以下において、データの記録のための素子および再生のための素子を、「データ用素子」と総称する。再生ヘッドとしては、磁気テープに記録されたデータを感度よく読み取ることができる磁気抵抗効果型(MR;Magnetoresistive)素子を再生素子として含む磁気ヘッド(MRヘッド)が好ましい。MRヘッドとしては、AMR(Anisotropic Magnetoresistive)ヘッド、GMR(Giant Magnetoresistive)ヘッド、TMR(Tunnel Magnetoresistive)ヘッド等の公知の各種MRヘッドを用いることができる。また、データの記録および/またはデータの再生を行う磁気ヘッドには、サーボ信号読み取り素子が含まれていてもよい。または、データの記録および/またはデータの再生を行う磁気ヘッドとは別のヘッドとして、サーボ信号読み取り素子を備えた磁気ヘッド(サーボヘッド)が上記磁気記録再生装置に含まれていてもよい。例えば、データの記録および/または記録されたデータの再生を行う磁気ヘッド(以下、「記録再生ヘッド」とも呼ぶ。)は、サーボ信号読み取り素子を2つ含むことができ、2つのサーボ信号読み取り素子のそれぞれが、隣接する2つのサーボバンドを同時に読み取ることができる。2つのサーボ信号読み取り素子の間に、1つまたは複数のデータ用素子を配置することができる。 The magnetic head included in the magnetic recording and reproducing device may be a recording head capable of recording data on a magnetic recording medium, and a reproducing head capable of reproducing data recorded on the magnetic recording medium. It can also be. Further, in one form, the magnetic recording and reproducing apparatus described above can include both a recording head and a reproducing head as separate magnetic heads. In another form, the magnetic head included in the magnetic recording and reproducing device includes both an element for recording data (recording element) and an element for reproducing data (reproducing element) in one magnetic head. It is also possible to have a different configuration. In the following, an element for recording data and an element for reproducing data will be collectively referred to as a "data element." As the reproducing head, a magnetic head (MR head) including a magnetoresistive (MR) element as a reproducing element, which can read data recorded on a magnetic tape with high sensitivity, is preferable. As the MR head, various known MR heads such as an AMR (Anisotropic Magnetoresistive) head, a GMR (Giant Magnetoresistive) head, a TMR (Tunnel Magnetoresistive) head, etc. can be used. Furthermore, a magnetic head that records data and/or reproduces data may include a servo signal reading element. Alternatively, the magnetic recording and reproducing apparatus may include a magnetic head (servo head) equipped with a servo signal reading element as a head separate from the magnetic head that records data and/or reproduces data. For example, a magnetic head (hereinafter also referred to as a "recording/reproducing head") that records data and/or reproduces recorded data can include two servo signal reading elements. can read two adjacent servo bands simultaneously. One or more data elements can be placed between the two servo signal reading elements.
上記磁気記録再生装置において、磁気記録媒体へのデータの記録および/または磁気記録媒体に記録されたデータの再生は、磁気記録媒体の磁性層表面と磁気ヘッドとを接触させて摺動させることにより行うことができる。上記磁気記録再生装置は、本発明の一態様にかかる磁気記録媒体を含むものであればよく、その他については公知技術を適用することができる。 In the above magnetic recording/reproducing device, data is recorded on the magnetic recording medium and/or data recorded on the magnetic recording medium is reproduced by bringing the magnetic layer surface of the magnetic recording medium into contact with the magnetic head and sliding the magnetic head. It can be carried out. The above-mentioned magnetic recording/reproducing device may be any device as long as it includes the magnetic recording medium according to one embodiment of the present invention, and known techniques can be applied to the other components.
例えば、サーボパターンが形成された磁気記録媒体へのデータの記録および/または記録されたデータの再生の際には、まず、サーボパターンを読み取って得られるサーボ信号を用いたトラッキングが行われる。すなわち、サーボ信号読み取り素子を所定のサーボトラックに追従させることによって、データ用素子が、目的とするデータトラック上を通過するように制御される。データトラックの移動は、サーボ信号読み取り素子が読み取るサーボトラックを、テープ幅方向に変更することにより行われる。
また、記録再生ヘッドは、他のデータバンドに対する記録および/または再生を行うことも可能である。その際には、先に記載したUDIM情報を利用してサーボ信号読み取り素子を所定のサーボバンドに移動させ、そのサーボバンドに対するトラッキングを開始すればよい。
For example, when recording data on a magnetic recording medium on which a servo pattern is formed and/or reproducing the recorded data, tracking is first performed using a servo signal obtained by reading the servo pattern. That is, by causing the servo signal reading element to follow a predetermined servo track, the data element is controlled to pass over the target data track. The data track is moved by changing the servo track read by the servo signal reading element in the tape width direction.
Further, the recording/reproducing head can also record and/or reproduce other data bands. In that case, the servo signal reading element may be moved to a predetermined servo band using the UDIM information described above, and tracking for that servo band may be started.
以下に、本発明を実施例に基づき説明する。ただし、本発明は実施例に示す形態に限定されるものではない。以下に記載の「部」、「%」の表示は、特に断らない限り、「質量部」、「質量%」を示す。eqは当量(equivalent)であり、SI単位に換算不可の単位である。また、以下に記載の工程および評価は、特記しない限り、雰囲気温度23℃±1℃の環境において行った。 The present invention will be explained below based on examples. However, the present invention is not limited to the embodiments shown in the examples. "Parts" and "%" described below indicate "parts by mass" and "% by mass" unless otherwise specified. eq is equivalent and is a unit that cannot be converted into SI units. Further, the steps and evaluations described below were performed in an environment with an ambient temperature of 23° C.±1° C. unless otherwise specified.
[実施例1]
各層形成用組成物の処方を、下記に示す。
[Example 1]
The formulation of each layer-forming composition is shown below.
<磁性層形成用組成物の処方>
(磁性液)
強磁性粉末(表1参照):100.0部
オレイン酸:2.0部
塩化ビニル共重合体(カネカ社製MR-104):10.0部
SO3Na基含有ポリウレタン樹脂:4.0部
(重量平均分子量70000、SO3Na基:0.07meq/g)
ポリアルキレンイミン系ポリマー(特開2016-51493号公報の段落0115~0123に記載の方法により得られた合成品):6.0部
メチルエチルケトン:150.0部
シクロヘキサノン:150.0部
(研磨剤液)
α-アルミナ(BET(Brunauer-Emmett-Teller)比表面積19m2/g):6.0部
SO3Na基含有ポリウレタン樹脂:0.6部
(重量平均分子量70000、SO3Na基:0.1meq/g)
2,3-ジヒドロキシナフタレン:0.6部
シクロヘキサノン:23.0部
(シリカゾル)
コロイダルシリカ(平均粒子サイズ120nm):2.0部
メチルエチルケトン:8.0部
(その他の成分)
ステアリン酸:3.0部
ステアリン酸アミド:0.3部
ステアリン酸ブチル:6.0部
メチルエチルケトン:110.0部
シクロヘキサノン:110.0部
ポリイソシアネート(東ソー社製コロネート(登録商標)L):3.0部
<Formulation of magnetic layer forming composition>
(Magnetic liquid)
Ferromagnetic powder (see Table 1): 100.0 parts Oleic acid: 2.0 parts Vinyl chloride copolymer (MR-104 manufactured by Kaneka Corporation): 10.0 parts SO 3 Na group-containing polyurethane resin: 4.0 parts (Weight average molecular weight 70000, SO 3 Na group: 0.07meq/g)
Polyalkyleneimine polymer (synthetic product obtained by the method described in paragraphs 0115 to 0123 of JP-A-2016-51493): 6.0 parts Methyl ethyl ketone: 150.0 parts Cyclohexanone: 150.0 parts (abrasive liquid )
α-Alumina (BET (Brunauer-Emmett-Teller) specific surface area 19 m 2 /g): 6.0 parts SO 3 Na group-containing polyurethane resin: 0.6 parts (weight average molecular weight 70000, SO 3 Na group: 0.1 meq /g)
2,3-dihydroxynaphthalene: 0.6 parts cyclohexanone: 23.0 parts (silica sol)
Colloidal silica (average particle size 120 nm): 2.0 parts Methyl ethyl ketone: 8.0 parts (other ingredients)
Stearic acid: 3.0 parts Stearamide: 0.3 parts Butyl stearate: 6.0 parts Methyl ethyl ketone: 110.0 parts Cyclohexanone: 110.0 parts Polyisocyanate (Coronate (registered trademark) L manufactured by Tosoh Corporation): 3 .0 copies
<非磁性層形成用組成物の処方>
非磁性無機粉末 α-酸化鉄(平均粒子サイズ10nm、BET比表面積75m2/g):100.0部
カーボンブラック(平均粒子サイズ:20nm):25.0部
SO3Na基含有ポリウレタン樹脂(重量平均分子量70000、SO3Na基:0.2meq/g):18.0部
ステアリン酸:1.0部
シクロヘキサノン:300.0部
メチルエチルケトン:300.0部
<Formulation of composition for forming non-magnetic layer>
Non-magnetic inorganic powder α-iron oxide (average particle size 10 nm, BET specific surface area 75 m 2 /g): 100.0 parts Carbon black (average particle size: 20 nm): 25.0 parts SO 3 Na group-containing polyurethane resin (weight Average molecular weight 70000, SO 3 Na group: 0.2 meq/g): 18.0 parts Stearic acid: 1.0 parts Cyclohexanone: 300.0 parts Methyl ethyl ketone: 300.0 parts
<バックコート層形成用組成物の処方>
(突起形成剤液)
突起形成剤(表1参照):1.3部
メチルエチルケトン:9.0部
シクロヘキサノン:6.0部
(その他の成分)
α-酸化鉄:表1参照
平均粒子サイズ(平均長軸長):150nm
平均針状比:7
BET比表面積:52m2/g
カーボンブラック:表1参照
平均粒子サイズ20nm
塩化ビニル共重合体(カネカ社製MR-104):12.0部
SO3Na基含有ポリウレタン樹脂:6.0部
フェニルホスホン酸:3.0部
シクロヘキサノン:155.0部
メチルエチルケトン:155.0部
ステアリン酸:3.0部
ステアリン酸ブチル:3.0部
ポリイソシアネート:5.0部
シクロヘキサノン:200.0部
<Formulation of composition for forming back coat layer>
(Protrusion forming agent liquid)
Protrusion forming agent (see Table 1): 1.3 parts
Methyl ethyl ketone: 9.0 parts Cyclohexanone: 6.0 parts (other ingredients)
α-Iron oxide: See Table 1 Average particle size (average major axis length): 150 nm
Average acicular ratio: 7
BET specific surface area: 52m 2 /g
Carbon black: See Table 1 Average particle size 20nm
Vinyl chloride copolymer (MR-104 manufactured by Kaneka Corporation): 12.0 parts SO 3 Na group-containing polyurethane resin: 6.0 parts Phenylphosphonic acid: 3.0 parts Cyclohexanone: 155.0 parts Methyl ethyl ketone: 155.0 parts Stearic acid: 3.0 parts Butyl stearate: 3.0 parts Polyisocyanate: 5.0 parts Cyclohexanone: 200.0 parts
<磁性層形成用組成物の調製>
磁性層形成用組成物を、以下の方法によって調製した。
上記磁性液の各種成分をバッチ式縦型サンドミルを用いて24時間分散(ビーズ分散)することにより、磁性液を調製した。分散ビーズとしては、ビーズ径0.5mmのジルコニアビーズを使用した。
研磨剤液は、上記の研磨剤液の各種成分を混合してビーズ径0.3mmのジルコニアビーズとともに横型ビーズミル分散機に入れ、ビーズ体積/(研磨剤液体積+ビーズ体積)が80%になるように調整し、120分間ビーズミル分散処理を行い、処理後の液を取り出し、フロー式の超音波分散ろ過装置を用いて、超音波分散ろ過処理を施した。こうして研磨剤液を調製した。
調製した磁性液および研磨剤液、ならびに上記のシリカゾルおよびその他の成分をディゾルバー撹拌機に導入し、周速10m/秒で30分間撹拌した後、フロー式超音波分散機により流量7.5kg/分で3パス処理した後に、孔径1μmのフィルタでろ過して磁性層形成用組成物を調製した。
<Preparation of composition for forming magnetic layer>
A composition for forming a magnetic layer was prepared by the following method.
A magnetic liquid was prepared by dispersing (bead dispersion) various components of the above magnetic liquid for 24 hours using a batch type vertical sand mill. Zirconia beads with a bead diameter of 0.5 mm were used as the dispersion beads.
For the abrasive liquid, mix the various components of the above abrasive liquid and put it into a horizontal bead mill disperser together with zirconia beads with a bead diameter of 0.3 mm, so that the bead volume / (abrasive liquid volume + bead volume) becomes 80%. The solution was adjusted as follows, subjected to bead mill dispersion treatment for 120 minutes, and the treated liquid was taken out and subjected to ultrasonic dispersion filtration treatment using a flow type ultrasonic dispersion filtration device. A polishing liquid was thus prepared.
The prepared magnetic liquid and abrasive liquid, as well as the above-mentioned silica sol and other components were introduced into a dissolver stirrer and stirred at a circumferential speed of 10 m/sec for 30 minutes, followed by a flow rate of 7.5 kg/min using a flow type ultrasonic disperser. After three passes of treatment, the mixture was filtered through a filter with a pore size of 1 μm to prepare a composition for forming a magnetic layer.
<非磁性層形成用組成物の調製>
上記の非磁性層形成用組成物の各種成分をバッチ式縦型サンドミルによりビーズ径0.1mmのジルコニアビーズを使用して24時間分散し、その後、孔径0.5μmのフィルタを用いてろ過することにより、非磁性層形成用組成物を調製した。
<Preparation of composition for forming non-magnetic layer>
The various components of the composition for forming a non-magnetic layer described above are dispersed for 24 hours using a batch-type vertical sand mill using zirconia beads with a bead diameter of 0.1 mm, and then filtered using a filter with a pore diameter of 0.5 μm. A composition for forming a nonmagnetic layer was prepared.
<バックコート層形成用組成物の調製>
突起形成剤液は、上記突起形成剤液の成分を混合した後に、ホーン式超音波分散機により200ccあたり500ワットの超音波出力で60分間超音波処理(分散処理)して得られた分散液を孔径0.5μmのフィルタでろ過して調製した。
上記の突起形成剤液と、上記のバックコート層形成用組成物のその他成分のうち、潤滑剤(ステアリン酸およびステアリン酸ブチル)、ポリイソシアネートおよび200.0部のシクロヘキサノンを除いた成分とを、オープンニーダにより混練および希釈した後、横型ビーズミル分散機によりビーズ径1mmのジルコニアビーズを用い、ビーズ充填率80体積%、ローター先端周速10m/秒で1パス滞留時間を2分間とし、12パスの分散処理に供した。得られた分散液に、潤滑剤(ステアリン酸およびステアリン酸ブチル)、ポリイソシアネートおよび200.0部のシクロヘキサノンを添加してディゾルバーで撹拌した。こうして得られた分散液を孔径1μmのフィルタを用いてろ過することにより、バックコート層形成用組成物を調製した。
<Preparation of composition for forming back coat layer>
The protrusion-forming agent liquid is a dispersion obtained by mixing the components of the protrusion-forming agent liquid and then performing ultrasonic treatment (dispersion treatment) using a horn-type ultrasonic dispersion machine at an ultrasonic output of 500 watts per 200 cc for 60 minutes. was prepared by filtering it through a filter with a pore size of 0.5 μm.
The above projection forming agent liquid and the other components of the above back coat layer forming composition excluding lubricant (stearic acid and butyl stearate), polyisocyanate and 200.0 parts of cyclohexanone, After kneading and diluting with an open kneader, using zirconia beads with a bead diameter of 1 mm using a horizontal bead mill dispersion machine, one pass residence time was 2 minutes at a bead filling rate of 80 volume %, a rotor tip peripheral speed of 10 m/sec, and 12 passes. It was subjected to dispersion treatment. A lubricant (stearic acid and butyl stearate), polyisocyanate, and 200.0 parts of cyclohexanone were added to the resulting dispersion, and the mixture was stirred with a dissolver. A composition for forming a back coat layer was prepared by filtering the thus obtained dispersion using a filter with a pore size of 1 μm.
<磁気テープの作製>
厚み5.0μmの二軸延伸ポリエチレンナフタレート製支持体の表面上に、乾燥後の厚みが400nmになるように上記で調製した非磁性層形成用組成物を塗布および乾燥させて非磁性層を形成した後、非磁性層の表面上に乾燥後の厚みが70nmになるように上記で調製した磁性層形成用組成物を塗布して塗布層を形成した。この磁性層形成用組成物の塗布層が湿潤(未乾燥)状態にあるうちに、磁場強度0.3Tの磁場を塗布層の表面に対し垂直方向に印加する垂直配向処理を施し、乾燥させた。その後、この支持体の反対面に乾燥後の厚みが0.2μmになるように上記で調製したバックコート層形成用組成物を塗布し、乾燥させた。こうして磁気テープ原反を作製した。
作製された磁気テープ原反に対し、金属ロールのみから構成される7段のカレンダロールを用いて、カレンダ速度100m/min、線圧294kN/m、カレンダロールの表面温度100℃でカレンダ処理(表面平滑化処理)し、その後、雰囲気温度70℃の環境で36時間、加熱処理を施した。加熱処理後、磁気テープ原反を裁断機により1/2インチ幅にスリットし、スリット品の送り出し、巻き取り装置を持った装置に不織布とカミソリブレードが磁性層表面に押し当たるように取り付けたテープクリーニング装置で磁性層の表面のクリーニングを行い、磁気テープを得た。
<Preparation of magnetic tape>
The composition for forming a nonmagnetic layer prepared above was coated on the surface of a support made of biaxially oriented polyethylene naphthalate having a thickness of 5.0 μm so that the thickness after drying was 400 nm, and the composition was dried to form a nonmagnetic layer. After the formation, the composition for forming a magnetic layer prepared above was applied onto the surface of the nonmagnetic layer so that the thickness after drying was 70 nm to form a coating layer. While the coating layer of the magnetic layer forming composition was in a wet (undried) state, a vertical alignment treatment was performed by applying a magnetic field with a magnetic field strength of 0.3 T in a direction perpendicular to the surface of the coating layer, and the coating layer was dried. . Thereafter, the composition for forming a back coat layer prepared above was applied to the opposite side of the support so that the thickness after drying was 0.2 μm, and the composition was dried. In this way, an original magnetic tape was produced.
The produced magnetic tape material was subjected to calendering treatment (surface smoothing treatment), and then heat treatment was performed at an ambient temperature of 70° C. for 36 hours. After heat treatment, the original magnetic tape is slit into 1/2-inch width pieces using a cutting machine, and the slit products are sent out and attached to a device with a winding device so that the nonwoven fabric and razor blade press against the surface of the magnetic layer. The surface of the magnetic layer was cleaned using a cleaning device to obtain a magnetic tape.
[実施例2~9、比較例1~5]
強磁性粉末の種類、バックコート層形成用組成物に含まれる突起形成剤の種類、α-酸化鉄の量および/またはカーボンブラックの量を表1に示すように変更した点以外、実施例1と同様の方法により磁気テープを得た。比較例1では、突起形成剤液なしでバックコート層形成用組成物を調製した。
[Examples 2 to 9, Comparative Examples 1 to 5]
Example 1 except that the type of ferromagnetic powder, the type of protrusion forming agent contained in the back coat layer forming composition, the amount of α-iron oxide and/or the amount of carbon black were changed as shown in Table 1. A magnetic tape was obtained in the same manner as above. In Comparative Example 1, a back coat layer forming composition was prepared without using a protrusion forming agent liquid.
[突起形成剤]
実施例または比較例の磁気テープの作製のためにバックコート層形成用組成物の調製に使用した突起形成剤は、以下の通りである。突起形成剤Aおよび突起形成剤Cは、粒子表面の表面平滑性が低い粒子である。突起形成剤Bの粒子形状は繭状の形状である。突起形成剤Dの粒子形状はいわゆる不定形である。突起形成剤Eの粒子形状は真球に近い形状である。
突起形成剤A:キャボット社製ATLAS(シリカとポリマーとの複合粒子)、平均粒子サイズ100nm
突起形成剤B:キャボット社製TGC6020N(シリカ粒子)、平均粒子サイズ140nm
突起形成剤C:日揮触媒化成社製Cataloid(シリカ粒子の水分散ゾル;バックコート層形成用組成物調製のための突起形成剤として、上記水分散ゾルを加熱して溶媒を除去して得られた乾固物を使用)、平均粒子サイズ120nm
突起形成剤D:旭カーボン社製旭#52(カーボンブラック)、平均粒子サイズ60nm
突起形成剤E:扶桑化学工業社製クォートロンPL-10L(シリカ粒子の水分散ゾル;バックコート層形成用組成物調製のための突起形成剤として、上記水分散ゾルを加熱して溶媒を除去して得られた乾固物を使用)、平均粒子サイズ130nm
[Protrusion forming agent]
The protrusion forming agents used in preparing the back coat layer forming composition for producing the magnetic tapes of Examples and Comparative Examples are as follows. Protrusion-forming agent A and protrusion-forming agent C are particles with low surface smoothness. The particle shape of protrusion forming agent B is cocoon-like. The particle shape of the protrusion-forming agent D is so-called amorphous. The particle shape of the protrusion-forming agent E is close to a perfect sphere.
Protrusion forming agent A: Cabot ATLAS (composite particles of silica and polymer), average particle size 100 nm
Protrusion forming agent B: Cabot TGC6020N (silica particles), average particle size 140 nm
Protrusion-forming agent C: Cataloid manufactured by JGC Catalysts & Chemicals (water-dispersed sol of silica particles; as a protrusion-forming agent for preparing a composition for forming a back coat layer, obtained by heating the above water-dispersed sol to remove the solvent) (Used dry matter), average particle size 120 nm
Protrusion forming agent D: Asahi #52 (carbon black) manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd., average particle size 60 nm
Protrusion forming agent E: Quattron PL-10L manufactured by Fuso Chemical Industry Co., Ltd. (water-dispersed sol of silica particles; as a protrusion-forming agent for preparing a composition for forming a back coat layer, the above water-dispersed sol is heated to remove the solvent. (Use the dried product obtained by
[強磁性粉末]
表1中、「BaFe」は平均粒子サイズ(平均板径)21nmの六方晶バリウムフェライト粉末を示す。「SrFe1」および「SrFe2」は六方晶ストロンチウムフェライト粉末を示し、「ε-酸化鉄」はε-酸化鉄粉末を示す。
以下に記載の各種強磁性粉末の活性化体積および異方性定数Kuは、各強磁性粉末について、振動試料型磁力計(東英工業社製)を用いて、先に記載の方法により求められた値である。
また、質量磁化σsは、振動試料型磁力計(東英工業社製)を用いて磁場強度15kOeで測定された値である。
[Ferromagnetic powder]
In Table 1, "BaFe" indicates hexagonal barium ferrite powder with an average particle size (average plate diameter) of 21 nm. "SrFe1" and "SrFe2" indicate hexagonal strontium ferrite powder, and "ε-iron oxide" indicates ε-iron oxide powder.
The activation volume and anisotropy constant Ku of the various ferromagnetic powders described below were determined for each ferromagnetic powder by the method described above using a vibrating sample magnetometer (manufactured by Toei Kogyo Co., Ltd.). This is the value.
Moreover, the mass magnetization σs is a value measured at a magnetic field strength of 15 kOe using a vibrating sample magnetometer (manufactured by Toei Kogyo Co., Ltd.).
<六方晶ストロンチウムフェライト粉末の作製方法1>
表1に示す「SrFe1」は、以下の方法により作製された六方晶ストロンチウムフェライト粉末である。
SrCO3を1707g、H3BO3を687g、Fe2O3を1120g、Al(OH)3を45g、BaCO3を24g、CaCO3を13g、およびNd2O3を235g秤量し、ミキサーにて混合し原料混合物を得た。
得られた原料混合物を、白金ルツボで溶融温度1390℃で溶融し、融液を撹拌しつつ白金ルツボの底に設けた出湯口を加熱し、融液を約6g/秒で棒状に出湯させた。出湯液を水冷双ローラーで圧延急冷して非晶質体を作製した。
作製した非晶質体280gを電気炉に仕込み、昇温速度3.5℃/分にて635℃(結晶化温度)まで昇温し、同温度で5時間保持して六方晶ストロンチウムフェライト粒子を析出(結晶化)させた。
次いで六方晶ストロンチウムフェライト粒子を含む上記で得られた結晶化物を乳鉢で粗粉砕し、ガラス瓶に粒径1mmのジルコニアビーズ1000gと濃度1%の酢酸水溶液を800mL加えてペイントシェーカーにて3時間分散処理を行った。その後、得られた分散液をビーズと分離させステンレスビーカーに入れた。分散液を液温100℃で3時間静置させてガラス成分の溶解処理を行った後、遠心分離器で沈澱させてデカンテーションを繰り返して洗浄し、炉内温度110℃の加熱炉内で6時間乾燥させて六方晶ストロンチウムフェライト粉末を得た。
上記で得られた六方晶ストロンチウムフェライト粉末(表1中、「SrFe1」)の平均粒子サイズは18nm、活性化体積は902nm3、異方性定数Kuは2.2×105J/m3、質量磁化σsは49A・m2/kgであった。
上記で得られた六方晶ストロンチウムフェライト粉末から試料粉末を12mg採取し、この試料粉末を先に例示した溶解条件によって部分溶解して得られたろ液の元素分析をICP分析装置によって行い、ネオジム原子の表層部含有率を求めた。
別途、上記で得られた六方晶ストロンチウムフェライト粉末から試料粉末を12mg採取し、この試料粉末を先に例示した溶解条件によって全溶解して得られたろ液の元素分析をICP分析装置によって行い、ネオジム原子のバルク含有率を求めた。
上記で得られた六方晶ストロンチウムフェライト粉末の鉄原子100原子%に対するネオジム原子の含有率(バルク含有率)は、2.9原子%であった。また、ネオジム原子の表層部含有率は8.0原子%であった。表層部含有率とバルク含有率との比率、「表層部含有率/バルク含有率」は2.8であり、ネオジム原子が粒子の表層に偏在していることが確認された。
<Production method 1 of hexagonal strontium ferrite powder>
"SrFe1" shown in Table 1 is a hexagonal strontium ferrite powder produced by the following method.
Weighed 1707g of SrCO3, 687g of H3BO3, 1120g of Fe2O3, 45g of Al(OH)3 , 24g of BaCO3 , 13g of CaCO3 , and 235g of Nd2O3 , and mixed them in a mixer. The mixture was mixed to obtain a raw material mixture.
The obtained raw material mixture was melted in a platinum crucible at a melting temperature of 1390°C, and while stirring the melt, the tap hole provided at the bottom of the platinum crucible was heated, and the melt was tapped in the form of a rod at a rate of about 6 g/sec. . The tapped liquid was rapidly cooled by rolling with water-cooled twin rollers to produce an amorphous body.
280g of the prepared amorphous material was placed in an electric furnace, heated to 635°C (crystallization temperature) at a heating rate of 3.5°C/min, and held at the same temperature for 5 hours to form hexagonal strontium ferrite particles. Precipitated (crystallized).
Next, the crystallized product obtained above containing hexagonal strontium ferrite particles was coarsely ground in a mortar, 1000 g of zirconia beads with a particle size of 1 mm and 800 mL of an acetic acid aqueous solution with a concentration of 1% were added to a glass bottle, and dispersed for 3 hours in a paint shaker. I did it. Thereafter, the resulting dispersion was separated from the beads and placed in a stainless steel beaker. The dispersion was allowed to stand at a liquid temperature of 100°C for 3 hours to dissolve the glass components, then precipitated in a centrifuge, washed by repeated decantation, and then heated in a heating furnace at an internal temperature of 110°C for 6 hours. After drying for several hours, hexagonal strontium ferrite powder was obtained.
The average particle size of the hexagonal strontium ferrite powder ("SrFe1" in Table 1) obtained above is 18 nm, the activation volume is 902 nm 3 , the anisotropy constant Ku is 2.2 × 10 5 J/m 3 , Mass magnetization σs was 49 A·m 2 /kg.
12 mg of sample powder was collected from the hexagonal strontium ferrite powder obtained above, and the sample powder was partially dissolved under the dissolution conditions exemplified above. The obtained filtrate was subjected to elemental analysis using an ICP analyzer, and the neodymium atoms were analyzed using an ICP analyzer. The surface layer content was determined.
Separately, 12 mg of sample powder was collected from the hexagonal strontium ferrite powder obtained above, and this sample powder was completely dissolved under the dissolution conditions exemplified above. The elemental analysis of the obtained filtrate was performed using an ICP analyzer. The bulk content of atoms was determined.
The content of neodymium atoms (bulk content) with respect to 100 atom % of iron atoms in the hexagonal strontium ferrite powder obtained above was 2.9 atom %. Further, the content of neodymium atoms in the surface layer was 8.0 at %. The ratio of the surface layer content to the bulk content, "surface layer content/bulk content," was 2.8, and it was confirmed that neodymium atoms were unevenly distributed in the surface layer of the particles.
上記で得られた粉末が六方晶フェライトの結晶構造を示すことは、CuKα線を電圧45kVかつ強度40mAの条件で走査し、下記条件でX線回折パターンを測定すること(X線回折分析)により確認した。上記で得られた粉末は、マグネトプランバイト型(M型)の六方晶フェライトの結晶構造を示した。また、X線回折分析により検出された結晶相は、マグネトプランバイト型の単一相であった。
PANalytical X’Pert Pro回折計、PIXcel検出器
入射ビームおよび回折ビームのSollerスリット:0.017ラジアン
分散スリットの固定角:1/4度
マスク:10mm
散乱防止スリット:1/4度
測定モード:連続
1段階あたりの測定時間:3秒
測定速度:毎秒0.017度
測定ステップ:0.05度
The fact that the powder obtained above exhibits a hexagonal ferrite crystal structure was confirmed by scanning CuKα rays at a voltage of 45 kV and an intensity of 40 mA and measuring the X-ray diffraction pattern under the following conditions (X-ray diffraction analysis). confirmed. The powder obtained above exhibited a magnetoplumbite type (M type) hexagonal ferrite crystal structure. Moreover, the crystal phase detected by X-ray diffraction analysis was a single phase of magnetoplumbite type.
PANalytical X'Pert Pro diffractometer, PIXcel detector Soller slit for incident and diffracted beams: 0.017 radian Fixed angle of dispersion slit: 1/4 degree Mask: 10 mm
Anti-scatter slit: 1/4 degree Measurement mode: Continuous Measurement time per step: 3 seconds Measurement speed: 0.017 degrees per second Measurement step: 0.05 degrees
<六方晶ストロンチウムフェライト粉末の作製方法2>
表1に示す「SrFe2」は、以下の方法により作製された六方晶ストロンチウムフェライト粉末である。
SrCO3を1725g、H3BO3を666g、Fe2O3を1332g、Al(OH)3を52g、CaCO3を34g、BaCO3を141g秤量し、ミキサーにて混合し原料混合物を得た。
得られた原料混合物を、白金ルツボで溶融温度1380℃で溶解し、融液を撹拌しつつ白金ルツボの底に設けた出湯口を加熱し、融液を約6g/秒で棒状に出湯させた。出湯液を水冷双ロールで急冷圧延して非晶質体を作製した。
得られた非晶質体280gを電気炉に仕込み、645℃(結晶化温度)まで昇温し、同温度で5時間保持し六方晶ストロンチウムフェライト粒子を析出(結晶化)させた。
次いで六方晶ストロンチウムフェライト粒子を含む上記で得られた結晶化物を乳鉢で粗粉砕し、ガラス瓶に粒径1mmのジルコニアビーズ1000gと濃度1%の酢酸水溶液を800mL加えてペイントシェーカーにて3時間分散処理を行った。その後、得られた分散液をビーズと分離させステンレスビーカーに入れた。分散液を液温100℃で3時間静置させてガラス成分の溶解処理を行った後、遠心分離器で沈澱させてデカンテーションを繰り返して洗浄し、炉内温度110℃の加熱炉内で6時間乾燥させて六方晶ストロンチウムフェライト粉末を得た。
得られた六方晶ストロンチウムフェライト粉末(表1中、「SrFe2」)の平均粒子サイズは19nm、活性化体積は1102nm3、異方性定数Kuは2.0×105J/m3、質量磁化σsは50A・m2/kgであった。
<Production method 2 of hexagonal strontium ferrite powder>
"SrFe2" shown in Table 1 is a hexagonal strontium ferrite powder produced by the following method.
1725 g of SrCO 3 , 666 g of H 3 BO 3 , 1332 g of Fe 2 O 3 , 52 g of Al(OH) 3 , 34 g of CaCO 3 and 141 g of BaCO 3 were weighed and mixed in a mixer to obtain a raw material mixture.
The obtained raw material mixture was melted in a platinum crucible at a melting temperature of 1380°C, and while stirring the melt, the tap hole provided at the bottom of the platinum crucible was heated, and the melt was tapped in the form of a rod at a rate of about 6 g/sec. . The tapped liquid was rapidly cooled and rolled using water-cooled twin rolls to produce an amorphous body.
280 g of the obtained amorphous material was placed in an electric furnace, heated to 645° C. (crystallization temperature), and held at the same temperature for 5 hours to precipitate (crystallize) hexagonal strontium ferrite particles.
Next, the crystallized product obtained above containing hexagonal strontium ferrite particles was coarsely ground in a mortar, 1000 g of zirconia beads with a particle size of 1 mm and 800 mL of an acetic acid aqueous solution with a concentration of 1% were added to a glass bottle, and dispersed for 3 hours in a paint shaker. I did it. Thereafter, the resulting dispersion was separated from the beads and placed in a stainless steel beaker. The dispersion was allowed to stand at a liquid temperature of 100°C for 3 hours to dissolve the glass components, then precipitated in a centrifuge, washed by repeated decantation, and then heated in a heating furnace at an internal temperature of 110°C for 6 hours. After drying for several hours, hexagonal strontium ferrite powder was obtained.
The average particle size of the obtained hexagonal strontium ferrite powder ("SrFe2" in Table 1) was 19 nm, the activation volume was 1102 nm 3 , the anisotropy constant Ku was 2.0×10 5 J/m 3 , and the mass magnetization was σs was 50 A·m 2 /kg.
<ε-酸化鉄粉末の作製方法>
表1に示す「ε-酸化鉄」は、以下の方法により作製されたε-酸化鉄粉末である。
純水90gに、硝酸鉄(III)9水和物8.3g、硝酸ガリウム(III)8水和物1.3g、硝酸コバルト(II)6水和物190mg、硫酸チタン(IV)150mg、およびポリビニルピロリドン(PVP)1.5gを溶解させたものを、マグネチックスターラーを用いて撹拌しながら、大気雰囲気中、雰囲気温度25℃の条件下で、濃度25%のアンモニア水溶液4.0gを添加し、雰囲気温度25℃の温度条件のまま2時間撹拌した。得られた溶液に、クエン酸1gを純水9gに溶解させて得たクエン酸水溶液を加え、1時間撹拌した。撹拌後に沈殿した粉末を遠心分離によって採集し、純水で洗浄し、炉内温度80℃の加熱炉内で乾燥させた。
乾燥させた粉末に純水800gを加えて再度粉末を水に分散させて分散液を得た。得られた分散液を液温50℃に昇温し、撹拌しながら濃度25%アンモニア水溶液を40g滴下した。50℃の温度を保ったまま1時間撹拌した後、テトラエトキシシラン(TEOS)14mLを滴下し、24時間撹拌した。得られた反応溶液に、硫酸アンモニウム50gを加え、沈殿した粉末を遠心分離によって採集し、純水で洗浄し、炉内温度80℃の加熱炉内で24時間乾燥させ、強磁性粉末の前駆体を得た。
得られた強磁性粉末の前駆体を、大気雰囲気下、炉内温度1000℃の加熱炉内に装填し、4時間の加熱処理を施した。
加熱処理した強磁性粉末の前駆体を、4mol/Lの水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液中に投入し、液温を70℃に維持して24時間撹拌することにより、加熱処理した強磁性粉末の前駆体から不純物であるケイ酸化合物を除去した。
その後、遠心分離処理により、ケイ酸化合物を除去した強磁性粉末を採集し、純水で洗浄を行い、強磁性粉末を得た。
得られた強磁性粉末の組成を高周波誘導結合プラズマ発光分光分析(ICP-OES;Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometry)により確認したところ、Ga、CoおよびTi置換型ε-酸化鉄(ε-Ga0.28Co0.05Ti0.05Fe1.62O3)であった。また、先に六方晶ストロンチウムフェライト粉末の作製方法1について記載した条件と同様の条件でX線回折分析を行い、X線回折パターンのピークから、得られた強磁性粉末が、α相およびγ相の結晶構造を含まない、ε相の単相の結晶構造(ε-酸化鉄型の結晶構造)を有することを確認した。
得られたε-酸化鉄粉末(表1中、「ε-酸化鉄」)の平均粒子サイズは12nm、活性化体積は746nm3、異方性定数Kuは1.2×105J/m3、質量磁化σsは16A・m2/kgであった。
<Method for producing ε-iron oxide powder>
The "ε-iron oxide" shown in Table 1 is an ε-iron oxide powder produced by the following method.
90 g of pure water, 8.3 g of iron (III) nitrate nonahydrate, 1.3 g of gallium (III) nitrate octahydrate, 190 mg of cobalt (II) nitrate hexahydrate, 150 mg of titanium (IV) sulfate, and To a solution of 1.5 g of polyvinylpyrrolidone (PVP), while stirring using a magnetic stirrer, 4.0 g of an ammonia aqueous solution with a concentration of 25% was added in the atmosphere at an ambient temperature of 25°C. The mixture was stirred for 2 hours while maintaining the ambient temperature at 25°C. A citric acid aqueous solution obtained by dissolving 1 g of citric acid in 9 g of pure water was added to the obtained solution, and the mixture was stirred for 1 hour. The powder precipitated after stirring was collected by centrifugation, washed with pure water, and dried in a heating furnace with an internal temperature of 80°C.
800 g of pure water was added to the dried powder and the powder was again dispersed in water to obtain a dispersion. The temperature of the resulting dispersion was raised to 50° C., and 40 g of a 25% ammonia aqueous solution was added dropwise while stirring. After stirring for 1 hour while maintaining the temperature at 50° C., 14 mL of tetraethoxysilane (TEOS) was added dropwise, and the mixture was stirred for 24 hours. 50 g of ammonium sulfate was added to the resulting reaction solution, and the precipitated powder was collected by centrifugation, washed with pure water, and dried in a heating furnace at an internal temperature of 80°C for 24 hours to obtain a ferromagnetic powder precursor. Obtained.
The obtained ferromagnetic powder precursor was loaded into a heating furnace with an internal temperature of 1000° C. under an air atmosphere, and heat-treated for 4 hours.
The heat-treated ferromagnetic powder precursor was poured into a 4 mol/L sodium hydroxide (NaOH) aqueous solution, and stirred for 24 hours while maintaining the liquid temperature at 70°C. The impurity silicic acid compound was removed from the precursor.
Thereafter, the ferromagnetic powder from which the silicic acid compound had been removed was collected by centrifugation and washed with pure water to obtain ferromagnetic powder.
The composition of the obtained ferromagnetic powder was confirmed by high-frequency inductively coupled plasma-optical emission spectrometry (ICP-OES), and it was found that it contained Ga, Co, and Ti substituted ε-iron oxide (ε-Ga 0 .28 Co 0.05 Ti 0.05 Fe 1.62 O 3 ). In addition, X-ray diffraction analysis was performed under the same conditions as previously described for production method 1 of hexagonal strontium ferrite powder, and from the peaks of the X-ray diffraction pattern, the obtained ferromagnetic powder was found to have α phase and γ phase. It was confirmed that the material had a single-phase ε-phase crystal structure (ε-iron oxide type crystal structure), which did not include the ε-phase crystal structure.
The average particle size of the obtained ε-iron oxide powder ("ε-iron oxide" in Table 1) was 12 nm, the activation volume was 746 nm 3 , and the anisotropy constant Ku was 1.2×10 5 J/m 3 , mass magnetization σs was 16 A·m 2 /kg.
[評価方法]
(1)差分(S0.5-S13.5)
TSA(Tape Spacing Analyzer(Micro Physics社製))を用いて、以下の方法により、n-ヘキサン洗浄後のスペーシングS0.5およびS13.5を測定し、測定された値から差分(S0.5-S13.5)を算出した。
実施例および比較例の各磁気テープから長さ5cmの試料片を5つ切り出し、各試料片を先に記載した方法によりn-ヘキサン洗浄を行った後、以下の方法によりS0.5およびS13.5を求めた。
磁気テープ(即ち上記試料片)のバックコート層表面上に、TSAに備えられたガラス板(Thorlabs,Inc.社製ガラス板(型番:WG10530))を配置した状態で、押圧部材としてTSAに備えられているウレタン製の半球を用いて、この半球を磁気テープの磁性層表面に0.5atmの圧力で押しつけた。この状態で、TSAに備えられているストロボスコープから白色光を、ガラス板を通して磁気テープのバックコート層表面の一定領域(150000~200000μm2)に照射し、得られる反射光を、干渉フィルタ(波長633nmの光が選択的に透過するフィルタ)を通してCCD(Charge-Coupled Device)で受光することで、この領域の凹凸で生じた干渉縞画像を得た。
この画像を300000ポイントに分割して各ポイントのガラス板の磁気テープ側の表面から磁気テープのバックコート層表面までの距離(スペーシング)を求めこれをヒストグラムとし、ヒストグラムの最頻値をスペーシングとして求めた。
同じ試料片を更に押圧し、13.5atmの押圧下で上記と同じ方法によりスペーシングを求めた。
5つの試料片についてn-ヘキサン洗浄後に0.5atmの圧力下で求められたスペーシングの算術平均をスペーシングS0.5とし、5つの試料片についてn-ヘキサン洗浄後に13.5atmの圧力下で求められたスペーシングの算術平均をスペーシングS13.5とした。
[Evaluation method]
(1) Difference (S 0.5 - S 13.5 )
Using TSA (Tape Spacing Analyzer (manufactured by Micro Physics)), the spacings S 0.5 and S 13.5 after n-hexane cleaning were measured by the following method, and the difference (S 0.5 - S 13.5 ) was calculated.
Five sample pieces with a length of 5 cm were cut out from each of the magnetic tapes of Examples and Comparative Examples, and each sample piece was washed with n-hexane by the method described above, and then S 0.5 and S 13.5 was calculated.
A glass plate (glass plate manufactured by Thorlabs, Inc. (model number: WG10530)) provided in the TSA was placed on the surface of the back coat layer of the magnetic tape (i.e., the above sample piece), and the glass plate provided in the TSA was placed as a pressing member. Using a hemisphere made of urethane, this hemisphere was pressed against the surface of the magnetic layer of the magnetic tape at a pressure of 0.5 atm. In this state, white light is irradiated from a stroboscope equipped on the TSA to a certain area (150,000 to 200,000 μm 2 ) of the surface of the back coat layer of the magnetic tape through the glass plate, and the resulting reflected light is filtered through an interference filter (wavelength By receiving the light with a CCD (Charge-Coupled Device) through a filter that selectively transmits light of 633 nm, an image of interference fringes caused by the unevenness of this area was obtained.
Divide this image into 300,000 points, find the distance (spacing) from the surface of the glass plate on the magnetic tape side to the surface of the back coat layer of the magnetic tape at each point, make this a histogram, and use the mode of the histogram as the spacing. I asked for it as.
The same sample piece was further pressed and the spacing was determined by the same method as above under a pressure of 13.5 atm.
The arithmetic mean of the spacings determined for the five sample pieces under a pressure of 0.5 atm after cleaning with n-hexane is defined as spacing S 0.5 , and the arithmetic mean of the spacings determined under a pressure of 0.5 atm after cleaning with n-hexane for the five sample pieces is taken as the spacing S 0.5. The arithmetic mean of the spacings obtained was defined as spacing S 13.5 .
(2)再生出力低下分
実施例および比較例の各磁気テープを、単リール型の磁気テープカートリッジに収容した状態で、内部が温度50℃相対湿度80%に保たれたサーモボックスに24時間保管した。その後、磁気テープカートリッジをサーモボックスから取出し(外気は温度23℃相対湿度50%)、1分以内に内部が温度10℃相対湿度85%に保たれたサーモルームに入れた。その後、30分以内にサーモルームにおいて、磁気ヘッドを固定した1/2インチリールテスターを用いて以下の方法により記録および再生を行った。
磁気ヘッドと磁気テープとの相対速度を5.5m/secとし、記録にはMIG(Metal-In-Gap)ヘッド(ギャップ長0.15μm、トラック幅1.0μm)を使用し、記録電流は各磁気テープの最適記録電流に設定した。再生には素子厚み15nm、シールド間隔0.1μm、リード幅0.5μmのGMR(Giant-Magnetoresistive)ヘッドを使用した。線記録密度300kfciの信号を記録し、再生信号をシバソク社製のスペクトラムアナライザーで測定した。信号は、磁気テープの走行開始後に信号が十分に安定した部分を使用した。単位kfciとは、線記録密度の単位(SI単位系に換算不可)である。
以上の条件で、1パスあたり1000mで再生を3000パス繰り返した。1パス目のキャリア信号の出力値と3000パス目のキャリア信号の出力値をそれぞれ求め、差分「(3000パス目の出力値)-(1パス目の出力値)」を、再生出力低下分として表1に示した。
(2) Decrease in playback output The magnetic tapes of the examples and comparative examples were stored in a single-reel magnetic tape cartridge for 24 hours in a thermobox maintained at an internal temperature of 50°C and relative humidity of 80%. did. Thereafter, the magnetic tape cartridge was taken out of the thermo box (outside air temperature was 23° C. and relative humidity was 50%) and placed within one minute into a thermo room whose inside temperature was maintained at 10° C. and relative humidity of 85%. Thereafter, within 30 minutes, recording and reproduction were performed in a thermo room using a 1/2 inch reel tester to which a magnetic head was fixed according to the following method.
The relative speed between the magnetic head and the magnetic tape was 5.5 m/sec, and an MIG (Metal-In-Gap) head (gap length 0.15 μm, track width 1.0 μm) was used for recording. The optimum recording current for magnetic tape was set. For reproduction, a GMR (Giant-Magnetoresistive) head with an element thickness of 15 nm, a shield interval of 0.1 μm, and a lead width of 0.5 μm was used. A signal was recorded at a linear recording density of 300 kfci, and the reproduced signal was measured using a spectrum analyzer manufactured by Shibasoku. The signal used was a portion where the signal was sufficiently stable after the magnetic tape started running. The unit kfci is a unit of linear recording density (cannot be converted to the SI unit system).
Under the above conditions, reproduction was repeated for 3000 passes at 1000 m per pass. Obtain the output value of the carrier signal of the 1st pass and the output value of the carrier signal of the 3000th pass, and calculate the difference "(output value of the 3000th pass) - (output value of the 1st pass)" as the playback output reduction. It is shown in Table 1.
以上の結果を、表1に示す。 The above results are shown in Table 1.
表1に示す結果から、バックコート層表面において測定される差分(S0.5-S13.5)が3nm以下の実施例1~9の磁気テープは、比較例1~5の磁気テープと比べて、高温環境下での保管後に低温高湿環境下で再生を繰り返しても再生出力の低下が少ないことが確認できる。 From the results shown in Table 1, the magnetic tapes of Examples 1 to 9 in which the difference (S 0.5 - S 13.5 ) measured on the surface of the back coat layer was 3 nm or less were different from the magnetic tapes of Comparative Examples 1 to 5. In comparison, it can be confirmed that there is little decrease in playback output even if the playback is repeated in a low temperature and high humidity environment after being stored in a high temperature environment.
本発明の一態様は、各種データストレージ用磁気記録媒体の技術分野において有用である。 One embodiment of the present invention is useful in the technical field of magnetic recording media for various data storages.
Claims (10)
前記非磁性支持体と前記磁性層との間に、非磁性粉末を含む非磁性層を有し、
前記非磁性層の厚みは、50nm以上800nm以下であり、
前記バックコート層の表面においてn-ヘキサン洗浄後に光学干渉法により0.5atmの押圧下で測定されるスペーシングS0.5と、前記バックコート層の表面においてn-ヘキサン洗浄後に光学干渉法により13.5atmの押圧下で測定されるスペーシングS13.5との差分、S0.5-S13.5、が3nm以下である磁気記録媒体。 A magnetic recording medium having a magnetic layer containing ferromagnetic powder on one surface side of a non-magnetic support and a back coat layer containing non-magnetic powder on the other surface side,
A non-magnetic layer containing non-magnetic powder is provided between the non-magnetic support and the magnetic layer,
The thickness of the nonmagnetic layer is 50 nm or more and 800 nm or less,
Spacing S 0.5 measured under a pressure of 0.5 atm by optical interferometry after washing with n-hexane on the surface of the back coat layer, and spacing S 0.5 measured by optical interference method after washing with n-hexane on the surface of the back coat layer. A magnetic recording medium in which the difference between the spacing S 13.5 measured under a pressure of 13.5 atm, S 0.5 −S 13.5 , is 3 nm or less.
磁気ヘッドと、
を含む磁気記録再生装置。 A magnetic recording medium according to any one of claims 1 to 9,
magnetic head,
magnetic recording and reproducing devices including;
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