KR20020053734A - 자기 기록용 방추형 자성 합금 입자 및 자기 기록 매체 - Google Patents

자기 기록용 방추형 자성 합금 입자 및 자기 기록 매체 Download PDF

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KR20020053734A
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Abstract

Fe 및 Co를 주성분으로 함유하는 본 발명의 방추형 자성 합금 입자는 전체 Fe를 기준으로 코발트를 20 내지 50 원자% (Co로서 계산) 함유하고, 평균 장축 직경 (L)이 0.03 내지 0.10 ㎛이며, 보자력값이 159.2 내지 238.7 kA/m (2,000 내지 3,000 Oe)이고, 결정 크기가 100 내지 160 Å이며, 활성화 체적 (Vact)이 0.01 내지 0.07E-4 ㎛3이다. Fe 및 Co를 주성분으로 함유하는 이러한 방추형 자성 합금 입자를 사용하여 제조된 고밀도 자기 기록 매체는 단파장 영역에서의 우수한 출력 특성, 상당히 감소한 소음 및 우수한 저장 안정성을 갖는다.

Description

자기 기록용 방추형 자성 합금 입자 및 자기 기록 매체 {Spindle-Shaped Magnetic Alloy Particles for Magnetic Recording, and Magnetic Recording Medium}
본 발명은 자기 기록용 방추형 자성 합금 입자 및 자기 기록 매체, 보다 특히 단파장 영역에서의 우수한 출력 특성, 상당히 감소한 소음 및 우수한 저장 안정성을 갖는 고밀도 자기 기록 매체; 자기 기록 매체에 함유되며 결정 크기가 작음에도 불구하고 높은 보자력 (coercive force), 적절한 포화 자화값, 및 우수한 산화 안정성을 나타낼 뿐 아니라 코팅 막으로 형성되었을 때 회전 이력 적분값이 작은 미립자인, Fe 및 Co를 주성분으로 함유하는 방추형 자성 합금 입자; 및 단파장 영역에서의 우수한 출력 특성, 상당히 감소된 소음 및 우수한 저장 안정성을 갖는 고밀도 자기 기록 매체에 관한 것이다.
오디오, 비디오 및 컴퓨터에 사용하기 위한 최근의 소형 및 경량의 자기 기록 및 재생 기기의 개발 뿐만 아니라 기록 시간 및 그의 기억 용량의 증가에 따라, 이에 사용되는 자기 기록 매체의 고성능 및 고 기록 밀도가 점차 요구되고 있다.
특히, 컴퓨터 테이프 분야에서, 고성능 컴퓨터의 급속한 발전에 따라, 소형화 및그의 대용량화를 달성하기 위한 기억 용량의 증가가 강력히 요구되어 왔다.
즉, 자기 기록 매체는 고 기록 밀도, 고출력 특성 및 향상된 주파수 특성, 특히 단파장 영역에서의 우수한 출력 특성을 나타낼 것이 요구되었다. 이러한 목적상, 자기 기록 매체의 소음을 감소시키고 그의 보자력 Hc를 증가시켜야 할 필요가 있다.
또한, 최근, 종래의 유도형 자기 헤드 대신 자기 저항형 (MR) 헤드를 컴퓨터 테이프용 재생 헤드로서 도입하는 것이 시험되고 있다. MR 헤드는 종래의 유도형 자기 헤드에 비해 손쉽게 상당히 높은 재생 출력을 생성할 수 있으므로, 자기 기록 매체의 고밀도 기록 성능을 더욱더 향상시킬 수 있을 것으로 기대되고 있다.
특히, MR 헤드는 유도 코일의 사용으로 인한 임피던스 소음이 없으므로, 기계 소음 등의 시스템 소음을 대폭 감소시킬 수 있어 자기 기록 매체의 소음을 감소시키고 높은 C/N 비를 달성할 수 있다. 따라서, 종래의 것보다 자기 기록 매체의 소음을 보다 감소시키는 것이 강력히 요구되었다.
또한, 고밀도 기록, 특히 기록 파장의 감소를 달성하기 위해서는 고출력 및 저소음의 면에서 자화 전이 영역을 좁히고 디지털 신호 재생 파형을 첨예하게 할 필요가 있다. 이러한 목적상, 자화 반전을 자계에 대한 일제 회전 (coherent rotation)에 유사하게 하고 자화 반전폭을 좁히는 것도 필요하다.
자기 기록 매체의 이러한 특성은 여기에 사용되는 자성 입자에 밀접한 관련이 있다. 최근, 철을 주성분으로 함유하는 자성 합금 입자가 알려졌는데, 왜냐하면 이러한 입자는 종래의 자성 산화철 입자에 비해 높은 보자력 및 큰 포화 자화 (σs)를 나타낼 수 있기 때문이다. 또한, 철을 주성분으로 함유하는 자성 합금 입자는 컴퓨터 테이프, 예컨대, DDS, DLT 및 TRAVAN과 같은 외부 저장 장치용 자성 입자로서 이미 사용되어 왔다.
따라서, 자기 기록 매체를 위한 상기 요건을 만족시키기 위해서는 철을 주성분으로 함유하는 자성 합금 입자의 특성을 보다 향상시키는 것이 절실히 요구된다.
구체적으로, 보자력이 높고 소음이 작으며 자화 반전폭이 좁은 자기 기록 매체를 수득하기 위해서는 철을 주성분으로 함유하며, 미립자이고, 결정 크기가 작고, 높은 보자력 및 우수한 분산성을 나타낼 뿐만 아니라 자계에 대한 자화의 실질적인 일제 회전을 보장하기 위한 자화 반전 메카니즘을 가질 수 있는 미세 자성 합금 입자를 제공하는 것이 강력히 요구되고 있다.
자성 합금 입자의 입도의 감소에 있어서, 일본 특허 출원 공개 제2000-251243호에는 "…… 사용하는 자성 입자의 입도가 신호에 대한 기록 영역의 길이에 비할만큼 커질수록 선명한 자화 전이 영역은 더 이상 이용할 수 없으므로, 사실상 그 위에 신호를 기록하는 것은 불가능해진다. 이러한 이유로, 사용하는 고밀도 기록을 달성하기 위해서 미립자를 제공하는 것이 오랫 동안 요구되어 왔다"라고 기재되어 있다. 따라서, 단파장 영역에서의 고출력 특성 및 감소한 소음을 갖는 자기 기록 매체를 얻기 위해서는 미립자를 얻기 위한 자성 합금 입자의 입도를 감소시키는 것, 즉, 그의 장축 직경을 감소시키는 것이 필요하다.
또한, 자성 합금 입자의 결정 크기에 있어서, 일본 특허 출원 공개 제7-126704(1995)호에는 "자기 기록 매체로 인한 소음의 정도를 감소시키기 위해서는X-선 측정된 크기를 가능한 감소시키는 것도 유효하다. ……"라고 기재되어 있다. 따라서, 소음이 감소된 자기 기록 매체를 얻기 위해서는, 주성분으로서 철을 함유하는 자성 합금 입자의 결정 크기 D110를 보다 작게 하는 것이 절실히 필요하다.
또한, 자기 기록 매체의 소음을 추가로 감소시키기 위해서는 단순히 자성 합금 입자의 장축 직경 및 결정 크기를 감소시키는 것만으로는 부족하다. 이러한 목적을 위해서는 어떤 요소가 소음을 감소시키는 데 관여하는 지를 명확히 결정하는 것이 매우 필요하다.
특히, 최근에는 열 변동 및 자화 후 효과로 인한 자화의 시간에 따른 쇠퇴를 측정함으로써 얻어진 활성화 체적이 연구되었다. 이러한 연구를 바탕으로, 자기 기록 매체의 소음 감소는 활성화 체적을 최적화시키는 것으로써 시도되고 있다.
또한, 자성 합금 입자의 자화 반전 모드를 일제 회전에 가깝게 하는 것이 필요하다.
그러나, Fe 및 Co를 주성분으로 함유하며, 미립자이고, 결정 크기가 작고, 보자력이 높으며, 일제 회전에 가까운 자화 반전 모드를 갖는 자성 합금 입자를 얻는 것은 제조 공정으로 인해 매우 어렵다.
상기 사실은 하기에 설명한다.
즉, 철을 주성분으로 함유하는 자성 합금 입자는 일반적으로 환원 가스 대기에서 가열-환원에 의해 제조되는데, (i) 공기와 같은 산소-함유 가스를, 제1철 염 수용액을 알칼리성 수용액과 반응시키고 산화 반응을 행함으로써 제조된 철-함유침전물을 함유하는 수용액에 통과시킴으로써 방추형 괴타이트 입자가 얻어지고, (ii) 방추형 괴타이트 입자를 가열-탈수시킴으로써 방추형 헤마타이트 입자가 얻어지거나, (iii) 철 이외의 다른 성분을 이들 입자에 혼입시킴으로써 방추형 입자들이 얻어진다.
결정 크기와 보자력의 관계에 있어서, 일본 특허 출원 공개 제4-61302(1992)호에는 "……결정 크기가 작을수록 보자력이 낮아지는 경향이 있다. 따라서, ……보자력은 가능한 높게 유지하면서도 결정 입자가 작은 자성 입자를 제공하는 것이 매우 필요하다"라고 기재되어 있다. 따라서, 방추형 자성 합금 입자의 경우, 그의 결정 크기 및 보자력은 서로 역의 관계에 있다. 따라서, 작은 결정 크기 및 높은 보자력을 모두 만족시키는 자성 합금 입자를 얻는 것은 극히 어려운 일이다.
또한, 자성 합금 입자의 양호한 산화 안정성의 측면에서, 가열-환원 온도를 증가시킴으로써 입자의 환원 비율을 가능한 높은 값으로 충분히 높일 필요가 있다. 그러나, 가열-환원 온도가 상승되면, 출발 입자는 형태가 파괴되어, 얻어진 자성 합금 입자의 보자력이 저하되는 경향이 있다. 또한, 대기 및 온도와 같은 가열-환원 조건은 매우 가혹하므로, 얻어진 방추형 자성 합금 입자는 입자내 또는 입자간에 소결되는 경향이 있다.
최근, 자성 합금 입자의 입도는 그에 높은 보자력을 부여하기 위하여 점점 더 감소되고 있다. 이러한 이유로, 출발 입자의 입도 역시 감소된다. 그러나, 출발 입자가 0.15 ㎛ 이하의 입도를 갖는 미립자인 경우, 입자가 가열-환원 공정에 따라 형태의 파괴되는 경향이 극히 심하다. 이렇게 형태가 파괴된 자성 합금 입자는 그의 형태 이방성으로 인해 높은 보자력을 나타낼 수 없으며, 크기 분포에서도 저하된다. 또한, 자성 합금 입자의 입도 감소는 그의 산화 안정성의 급격한 저하를 야기한다. 또한, 이러한 미립자를 자기 기록 매체의 제조에 사용할 경우, 비히클 내에서의 미립자의 분산성이, 입자들간의 분자간 힘의 증가, 또는 결합제와 함께 혼련되어 비히클에 분산되었을 때 그들 사이의 자성 응집력의 증가로 인해 저하되는 경향이 있다. 그 결과, 이러한 미립자로부터 제조된 자성 코팅 막의 각형비 (squareness)가 저하되어, 우수한 SFD를 나타내는 자기 기록 매체를 얻기 어렵게 된다.
또한, 자성 합금 입자의 자화 반전 모드가 단일 결정 성장의 증가로 인해 일제 회전에 가까워질 수는 있지만, 증가된 단일 결정 성장이 또한 자성 합금 입자의 결정 크기의 증가를 초래하는 문제가 발생한다. 따라서, 자성 합금 입자의 자화 반전 모드가 일제 회전에 가까워지고, 그의 결정 크기도 감소하는 두 요건을 모두 만족시키는 것은 어렵다.
자성 합금 입자의 특성을 향상시킴으로써 고출력 특성 및 저소음을 나타내는 자기 기록 매체를 얻는 방법은 일본 특허 출원 공개 제8-171718(1996)호, 제9-22522(1997)호, 제9-22523(1997)호, 제9-106535(1997)호 및 제10-302243(1998)호 등에 개시되어 있다.
현재, 결정 크기가 특히 160 Å 이하로 작음에도 불구하고 높은 보자력 및 적절한 포화 자화값을 나타내며, 자화 반전 모드가 일제 회전에 가까운 방추형 자성 합금 입자를 제공하는 것이 매우 필요하다. 그러나, 목적하는 특성을 충분히만족시키는 자성 합금 입자는 얻어지지 않았다.
즉, 일본 특허 출원 공개 제8-171718(1996)호에서는, 자기 기록 매체의 이방성계 HK에 대한 보자력 Hc의 비율은 만족시키지만 소음의 감소는 여전히 불충분하다. 또한, 소음을 감소시키기 위해 필요한 자성 합금 입자의 특성은 충분히 연구되지 않았다.
일본 특허 출원 공개 제9-22522(1997)호 및 제9-22523(1997)호에는 자성 합금 입자의 결정의 수가 구체화되어 있으며, 일본 특허 출원 공개 제9-106535(1997)호에는 자성 합금 입자의 결정의 수 및 결정도 뿐만 아니라 자화 반전 모드가 구체적으로 개시되어 있다. 그러나, 자성 합금 입자의 이러한 구체화된 특성으로는 소음 감소에 대한 요건은 만족시킬 수 없으며, 자화 반전 모드가 일제 회전에 도달하도록 하는 면에서도 여전히 불충분하다.
또한, 일본 특허 출원 공개 제10-302243(1998)호에는 보자력의 주파수 의존성으로부터 얻어지는 자기 기록 매체의 자화 반전 체적을 구체적으로 기재하고 있다. 구체적인 특성은 소음을 충분히 감소시키기에는 여전히 불충분하다. 또한, 소음 감소에 필요한 자성 합금 입자의 특성에 관한 기재는 없다.
문헌 [Technical Report of the Institute of Electronics Information and Communication Engineers, MR97-22, pp. 29-34 (1997-07)]에는 자성 합금 입자를 사용하는 자기 기록 매체의 활성화 체적과 실제 체적의 관계가 개시되어 있다. 그러나, 자기 기록 매체의 활성화 체적이 크기 때문에, 소음을 충분히 감소시키기에는 부적절하다. 또한, 소음을 감소시키기 위해 필요한 자성 합금 입자의 어떠한특성도 충분히 연구되지 않았다.
또한, 문헌 [Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 193, pp. 314-317 (1999)]에는 자성 합금 입자의 활성화 체적이 개시되어 있다. 그러나, 자성 합금 입자의 결정 크기가 크기 때문에 소음을 충분히 감소시킬 수 없다.
본 발명자들은 상기 문제점들을 해결하기 위하여 면밀히 연구한 결과, 전체 Fe를 기준으로 코발트를 20 내지 50 원자% (Co로서 계산) 함유하고, 평균 장축 직경이 0.05 내지 0.15 ㎛인 방추형 괴타이트 입자, 또는 출발 입자로서 상기 방추형 괴타이트 입자를 가열-탈수시킴으로써 얻어진 방추형 헤마타이트 입자를 불활성 가스 대기에서 300 내지 600℃의 온도로 가열하고, 불활성 가스 대기를 환원 가스 대기로 교체한 후, 상기 열처리된 입자를 300 내지 600℃의 온도에서 가열-환원시켜 방추형 자성 합금 입자를 얻고; 얻어진 방추형 자성 합금 입자를 80 내지 200℃의 온도에서 산소-함유 불활성 가스 대기에서 표면 산화시킴으로써 방추형 자성 합금 입자의 포화 자화값을 85 내지 135 Am2/kg으로 조절하고; 얻어진 방추형 자성 합금 입자를 상기 가열-환원 온도보다 50℃ 이상 높은 400 내지 700℃의 온도로 불활성 가스 대기에서 가열하고, 불활성 가스 대기를 환원 가스 대기로 교체한 후, 얻어진 입자를 다시 400 내지 700℃의 온도에서 가열 환원시키고; 얻어진 방추형 자성 합금 입자를 다시 40 내지 160℃의 온도에서 5 내지 10 g/cm3양의 수증기, 및 산소를 함유하는 불활성 가스 대기에서 표면 산화를 행함으로써, 이런 방식으로 얻어진 방추형 자성 합금 입자를 사용하여 얻어진 자기 기록 매체는 단파장 영역에서 우수한출력 특성을 나타내고, 소음이 상당히 감소될 뿐만 아니라 우수한 저장 안정성을 나타낸다는 것을 밝혀냈다. 본 발명은 이러한 발견을 바탕으로 이루어진 것이다.
본 발명의 목적은 미립자이며, 작은 결정 크기임에도 불구하고 높은 보자력 및 적절한 포화 자화값 뿐만 아니라 작은 회전 이력 적분값을 나타내는 방추형 자성 합금 입자를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 단파장 영역에서의 우수한 출력 특성 및 상당히 감소된 소음 뿐만 아니라 우수한 저장 안정성을 나타낼 수 있는 고밀도 자기 기록 매체를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제1면으로, 전체 Fe를 기준으로 Co로서 계산하였을 때 코발트 함량이 20 내지 50 원자％이고, 평균 장축 직경 (L)이 0.03 내지 0.10 ㎛이고, 보자력값이 159.2 내지 238.7 kA/m (2,000 내지 3,000 Oe)이고, 결정 크기가 100 내지 160 Å이고, 활성화 체적 (Vact)이 0.01 내지 0.07E-4 ㎛3인, Fe 및 Co를 주성분으로 함유하는 방추형 자성 합금 입자를 제공한다.
본 발명의 제2면으로, 전체 Fe를 기준으로 Co로서 계산하였을 때 코발트 함량이 20 내지 50 원자％이고, 평균 장축 직경 (L)이 0.03 내지 0.08 ㎛이고, 평균 단축 직경이 0.008 내지 0.020 ㎛이고, 종횡비 (평균 장축 직경/평균 단축 직경)가 3:1 내지 8:1이고, 보자력값이 159.2 내지 238.7 kA/m (2,000 내지 3,000 Oe)이고,결정 크기가 110 내지 160 Å이고, 활성화 체적 (Vact)이 0.01 내지 0.07E-4 ㎛3인, Fe 및 Co를 주성분으로 함유하는 방추형 자성 합금 입자를 제공한다.
본 발명의 제3면으로, 전체 Fe를 기준으로 Co로서 계산하였을 때 코발트 함량이 20 내지 50 원자％이고, 평균 장축 직경 (L)이 0.03 내지 0.10 ㎛이고, 보자력값이 159.2 내지 238.7 kA/m (2,000 내지 3,000 Oe)이고, 결정 크기가 100 내지 160 Å이고, 활성화 체적 (Vact)이 0.01 내지 0.07E-4 ㎛3이고, 회전 이력 적분값 (Rh)이 1.0 이하인, Fe 및 Co를 주성분으로 함유하는 방추형 자성 합금 입자를 제공한다.
본 발명의 제4면으로, 전체 Fe를 기준으로 Co로서 계산하였을 때 코발트 함량이 20 내지 50 원자％이고, 평균 장축 직경 (L)이 0.03 내지 0.10 ㎛이고, 보자력값이 159.2 내지 238.7 kA/m (2,000 내지 3,000 Oe)이고, 포화 자화값이 100 내지 150 A㎡/kg이고, 결정 크기가 100 내지 160 Å이고, 활성화 체적 (Vact)이 0.01 내지 0.07E-4 ㎛3이고, 회전 이력 적분값 (Rh)이 1.0 이하인, Fe 및 Co를 주성분으로 함유하는 방추형 자성 합금 입자를 제공한다.
본 발명의 제5면으로, 비자성 기판, 및 비자성 기판 상에 형성된 자성층을 포함하는 자기 기록 매체로서, 상기 자성층은 Fe 및 Co를 주성분으로 함유하는 방추형 자성 합금 입자, 및 결합제 수지를 포함하며, 상기 방추형 자성 합금 입자는 전체 Fe를 기준으로 Co로서 계산하였을 때 코발트 함량이 20 내지 50 원자％이고,평균 장축 직경 (L)이 0.03 내지 0.10 ㎛이고, 보자력값이 159.2 내지 238.7 kA/m (2,000 내지 3,000 Oe)이고, 결정 크기가 100 내지 160 Å이고, 활성화 체적 (Vact)이 0.01 내지 0.07E-4 ㎛3인 자기 기록 매체를 제공한다.
본 발명의 제6면으로, 비자성 기판, 및 비자성 기판 상에 형성된 자성층을 포함하는 자기 기록 매체로서, 상기 자성층은 Fe 및 Co를 주성분으로 함유하는 방추형 자성 합금 입자, 및 결합제 수지를 포함하며, 상기 방추형 자성 합금 입자는 전체 Fe를 기준으로 Co로서 계산하였을 때 코발트 함량이 20 내지 50 원자％이고, 평균 장축 직경 (L)이 0.03 내지 0.10 ㎛이고, 보자력값이 159.2 내지 238.7 kA/m (2,000 내지 3,000 Oe)이고, 결정 크기가 100 내지 160 Å이고, 활성화 체적 (Vact)이 0.01 내지 0.07E-4 ㎛3이며, 상기 자기 기록 매체는 보자력 Hc가 159.2 내지 238.7 kA/m (2,000 내지 3,000 Oe)이고, 각형비 (Br/Bm)가 0.82 이상이고, 배향도가 2.0 이상이고, 산화 안정성 ΔBm이 8％ 미만이고, 표면 조도 Ra가 8 nm 이하인 자기 기록 매체를 제공한다.
본 발명의 제7면으로, 비자성 기판, 및 비자성 기판 상에 형성된 자성층을 포함하는 자기 기록 매체로서, 상기 자성층은 Fe 및 Co를 주성분으로 함유하는 방추형 자성 합금 입자, 및 결합제 수지를 포함하며, 상기 방추형 자성 합금 입자는 전체 Fe를 기준으로 Co로서 계산하였을 때 코발트 함량이 20 내지 50 원자％이고, 평균 장축 직경 (L)이 0.03 내지 0.10 ㎛이고, 보자력값이 159.2 내지 238.7 kA/m(2,000 내지 3,000 Oe)이고, 결정 크기가 100 내지 160 Å이고, 활성화 체적 (Vact)이 0.01 내지 0.07E-4 ㎛3이며, 상기 자기 기록 매체는 보자력 Hc가 159.2 내지 238.7 kA/m (2,000 내지 3,000 Oe)이고, 각형비 (Br/Bm)가 0.82 이상이고, 배향도가 2.0 이상이고, 산화 안정성 ΔBm이 8％ 미만이고, 표면 조도 Ra가 8 nm 이하인 자기 기록 매체를 제공한다.
본 발명의 제8면으로, 전체 Fe를 기준으로 Co로서 계산하였을 때 코발트 함량이 20 내지 45 원자％이고, 평균 장축 직경 (L)이 0.03 내지 0.08 ㎛이고, 평균 단축 직경이 0.008 내지 0.020 ㎛이고, 종횡비 (평균 장축 직경/평균 단축 직경)가 3:1 내지 8:1이고, 보자력값이 159.2 내지 238.7 kA/m (2,000 내지 3,000 Oe)이고, 결정 크기가 110 내지 160 Å이고, 활성화 체적 (Vact)이 0.01 내지 0.07E-4 ㎛3이며, 자기 기록 매체는 보자력 Hc가 159.2 내지 238.7 kA/m (2,000 내지 3,000 Oe)이고, 각형비 (Br/Bm)가 0.82 이상이고, 배향도가 2.0 이상이고, 산화 안정성 ΔBm이 8％ 미만이고, 표면 조도 Ra가 8 nm 이하인, Fe 및 Co를 주성분으로 함유하는 방추형 자성 합금 입자를 제공한다.
본 발명의 제9면으로, 전체 Fe를 기준으로 Co로서 계산하였을 때 코발트 함량이 20 내지 50 원자％이고, 평균 장축 직경 (L)이 0.03 내지 0.10 ㎛이고, 평균 단축 직경이 0.008 내지 0.020 ㎛이고, 종횡비 (평균 장축 직경/평균 단축 직경)가 3:1 내지 8:1이고, 보자력값이 159.2 내지 238.7 kA/m (2,000 내지 3,000 Oe)이고,결정 크기가 100 내지 160 Å이고, 활성화 체적 (Vact)이 0.01 내지 0.07E-4 ㎛3이고, 회전 이력 적분값 (Rh)이 1.0 이하이며, 자기 기록 매체는 보자력 Hc가 159.2 내지 238.7 kA/m (2,000 내지 3,000 Oe)이고, 각형비 (Br/Bm)가 0.82 이상이고, 배향도가 2.0 이상이고, 산화 안정성 ΔBm이 8％ 미만이고, 표면 조도 Ra가 8 nm 이하인, Fe 및 Co를 주성분으로 함유하는 방추형 자성 합금 입자를 제공한다.
본 발명의 제10면으로, 전체 Fe를 기준으로 Co로서 계산하였을 때 코발트 함량이 20 내지 50 원자％이고, 평균 장축 직경 (L)이 0.03 내지 0.10 ㎛이고, 평균 단축 직경이 0.008 내지 0.020 ㎛이고, 종횡비 (평균 장축 직경/평균 단축 직경)가 3:1 내지 8:1이고, 보자력값이 159.2 내지 238.7 kA/m (2,000 내지 3,000 Oe)이고, 포화 자화값이 100 내지 150 A㎡/kg이고, 결정 크기가 100 내지 160 Å이고, 활성화 체적 (Vact)이 0.01 내지 0.07E-4 ㎛3이고, 회전 이력 적분값 (Rh)이 1.0 이하이며, 자기 기록 매체는 보자력 Hc가 159.2 내지 238.7 kA/m (2,000 내지 3,000 Oe)이고, 각형비 (Br/Bm)가 0.82 이상이고, 배향도가 2.0 이상이고, 산화 안정성 ΔBm이 8％ 미만이고, 표면 조도 Ra가 8 nm 이하인, Fe 및 Co를 주성분으로 함유하는 방추형 자성 합금 입자를 제공한다.
본 발명은 하기에 상세히 기재될 것이다.
먼저, 본 발명의 방추형 자성 합금 입자에 대해 기재한다.
본 발명의 방추형 자성 합금 입자는 전체 Fe를 기준으로 (Co로서 계산) 보통20 내지 50 원자％, 바람직하게는 20 내지 45 원자％의 코발트를 함유한다. 코발트 함량이 20 원자％ 미만이면, 수득한 입자는 산화 안정성이 충분히 개선되지 못하며 높은 보자력을 나타낼 수 없다. 코발트 함량이 50 원자％ 초과이면, 수득한 입자는 포화 자화값 및 보자력이 저하된다. 또한, 코발트를 높은 함량으로 사용하면 경제적인 면에서도 바람직하지 않다.
본 발명의 방추형 자성 합금 입자는 평균 장축 직경이 보통 0.03 내지 0.10 ㎛, 바람직하게는 0.03 내지 0.095 ㎛, 보다 바람직하게는 0.03 내지 0.08 ㎛이다. 평균 장축 직경이 0.03 ㎛ 미만이면, 수득한 방추형 자성 합금 입자는 포화 자화값 및 산화 안정성이 상당히 저하됨과 동시에 높은 보자력을 나타낼 수 없다. 또한, 열 변동으로 인한 기록 품질의 시간에 따른 쇠퇴를 무시할 수 없기 때문에, 평균 장축 직경이 작은 수득한 입자는 기록 매체로서 사용될 수 없다. 평균 장축 직경이 0.10 ㎛ 초과이면, 이러한 방추형 자성 합금 입자는 단파장 영역에서 목적하는 고출력 특성 및 저소음을 충분히 나타낼 수 없으며, 보자력 또한 저하된다.
본 발명의 방추형 자성 합금 입자는 평균 단축 직경이 보통 0.008 내지 0.020 ㎛이다. 평균 단축 직경이 0.020 ㎛ 초과이면, 수득한 방추형 자성 합금 입자는 보자력 및 이방성 자계가 저하될 수 있다. 또한, 결정 크기, 활성화 체적 및 회전 이력 적분값에 대한 요건을 모두 만족시키는 방추형 자성 합금 입자를 수득하기 어려울 수 있다. 평균 단축 직경이 0.008 ㎛ 미만이면, 수득한 방추형 자성 합금 입자는 포화 자화값 및 산화 안정성이 상당히 저하될 수 있으며, 높은 보자력을 나타내기 어려울 수 있다. 또한, 열 변동으로 인한 기록 품질의 시간에 따른 쇠퇴를 무시할 수 없기 때문에, 평균 단축 직경이 작은 수득한 입자는 기록 매체로서 사용될 수 없다.
본 발명의 방추형 자성 합금 입자는 종횡비 (평균 장축 직경/평균 단축 직경)가 바람직하게는 3:1 내지 8:1이다.
본 발명의 방추형 자성 합금 입자는 결정 크기 D110이 보통 100 내지 160 Å, 바람직하게는 100 내지 155 Å이다. 결정 크기 D110이 160 Å 초과이면, 단파장 영역에서 목적하는 소음 감소가 충분히 달성될 수 없다. 결정 크기 D110이 100 Å 미만이면, 수득한 방추형 자성 합금 입자는 포화 자화값 및 산화 안정성이 상당히 저하될 수 있음과 동시에 높은 보자력을 나타낼 수 없다. 또한, 열 변동으로 인한 기록 품질의 시간에 따른 쇠퇴를 무시할 수 없기 때문에, 평균 결정 크기가 작은 수득한 입자는 기록 매체로서 사용될 수 없다.
본 발명의 방추형 자성 합금 입자는 활성화 체적 (Vact)이 보통 0.01 내지 0.07E-4 ㎛3, 바람직하게는 0.015 내지 0.07E-4 ㎛3이다. 활성화 체적이 0.07E-4 ㎛3초과이면, 단파장 영역에서 목적하는 소음 감소가 충분히 달성될 수 없다. 활성화 체적이 0.01E-4 ㎛3미만이면, 수득한 방추형 자성 합금 입자는 포화 자화값 및 산화 안정성이 상당히 저하될 수 있음과 동시에 높은 보자력을 나타낼 수 없다. 또한, 열 변동으로 인한 기록 품질의 시간에 따른 쇠퇴를 무시할 수 없기 때문에, 활성화 체적이 작은 수득한 입자는 기록 매체로서 사용될 수 없다.
본 발명의 방추형 자성 합금 입자는 회전 이력 적분값 (Rh)이 보통 1.0 이하, 바람직하게는 0.95 이하이다. 회전 이력 적분값 (Rh)이 1.0 초과이면, 단파장 영역에서 고출력 특성 및 소음 감소를 달성할 수 없다.
또한, 본 발명의 방추형 자성 합금 입자는 BET 비표면적값이 바람직하게는 40 내지 75 ㎡/g, 보다 바람직하게는 45 내지 75 ㎡/g이다. BET 비표면적이 75 ㎡/g 초과이면, 수득한 방추형 자성 합금 입자로부터 코팅 재료를 형성할 때 비히클에서 상기 방추형 자성 합금 입자의 분산이 어려울 수 있다. BET 비표면적이 40 ㎡/g 미만이면, 결정 크기, 활성화 체적 및 장축 직경에 대한 요건을 모두 만족시키는 방추형 자성 합금 입자를 수득하기 어렵다.
본 발명의 방추형 자성 합금 입자는 보자력 Hc가 보통 159.2 내지 238.7 kA/m (2,000 내지 3,000 Oe), 바람직하게는 167.1 내지 222.8 kA/m (2,100 내지 2,800 Oe)이다. 보자력이 238.7 kA/m 초과이면, 기록 헤드가 포화되어 단파장 영역에서 목적하는 고출력 특성을 수득할 수 없게 된다. 보자력이 159.2 kA/m 미만이면, 단파장 영역에서 충분한 고출력 특성을 수득하기 어렵다.
본 발명의 방추형 자성 합금 입자는 포화 자화값 (σs)이 보통 100 내지 150 A㎡/kg (100 내지 150 emu/g), 바람직하게는 100 내지 140 A㎡/kg (100 내지 140 emu/g)이다. 포화 자화값이 150 A㎡/kg 초과이면, 소음이 증가될 수 있다. 특히, MR 헤드를 재생 헤드로 사용할 때는, 과도한 잔류 자화값이 생성되어 소음이 불필요하게 증가되고, 따라서 C/N 비가 저하된다. 포화 자화값이 100 A㎡/kg 미만이면, 수득한 자성 합금 입자에 보자력 저하 및 보자력의 광범위한 분포와 같은 문제점이 생길 수 있다.
본 발명의 방추형 자성 합금 입자는 각형비 (σr/σs)가 0.52 내지 0.55이다.
본 발명의 방추형 자성 합금 입자는 이방성 자계 (Hk)가 보통 477.5 내지 636.6 kA/m (6,000 내지 8,000 Oe), 바람직하게는 517.3 내지 636.6 kA/m (6,500 내지 8,000 Oe)이다. 이방성 자계 (Hk)가 636.6 kA/m (8,000 Oe) 초과인 자성 합금 입자는 산업상 제조하기가 어렵다. 이방성 자계 (Hk)가 477.5 kA/m (6,000 Oe) 미만이면, 단파장 영역에서 목적하는 고출력 특성을 달성하기 어렵다.
본 발명의 방추형 자성 합금 입자는 포화 자화값의 산화 안정성 ((Δσs)이 바람직하게는 15％ 이하, 보다 바람직하게는 13％ 이하, 훨씬 더 바람직하게는 10％ 이하이다.
다음으로, 본 발명에 따른 자기 기록 매체의 제조 방법을 기재한다.
본 발명의 자기 기록 매체는 비자성 기판, 및 비자성 기판 상에 형성된 자기 기록층을 포함하며, 상기 자기 기록층은 본 발명의 방추형 금속 합금 입자 및 결합제 수지를 포함한다.
비자성 기판으로서는, 통상적인 자기 기록 매체에 현재 이용되고 있는 것들, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카르보네이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리아미드, 폴리아미드이미드 및 폴리이미드와 같은 합성 수지의 필름, 알루미늄 및 스테인리스 강과 같은 금속의 호일 또는 플레이트, 및 다양한 제지를 사용할 수 있다. 비자성 기판의 두께는 그의 재료에 따라 달라질 수 있는데, 바람직하게는 1.0 내지 300 ㎛, 보다 바람직하게는 2.0 내지 50 ㎛이다.
보다 구체적으로, 자성 디스크의 경우에는, 비자성 기판은 보통 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 제조될 수 있고, 두께가 보통 50 내지 300 ㎛이다. 자성 테이프의 경우에는, 비자성 기판은 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리아미드 등으로 제조될 수 있고, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 기판의 두께는 보통 3 내지 100 ㎛이고, 폴리에틸렌 나프탈레이트 기판의 두께는 보통 3 내지 50 ㎛이고, 폴리아미드 기판의 두께는 보통 2 내지 10 ㎛이다.
결합제로서는, 통상의 자기 기록 매체의 제조에 현재 이용되고 있는 것들, 예컨대 비닐 클로라이드-비닐 아세테이트 공중합체, 우레탄 수지, 비닐 클로라이드-비닐 아세테이트-말레산 공중합체, 우레탄 엘라스토머, 부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체, 폴리비닐 부티랄, 셀룰로스 유도체 (예, 니트로셀룰로스), 폴리에스테르 수지, 합성 고무 기재 수지 (예, 폴리부타디엔), 에폭시 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이소시아네이트, 전자 빔 경화성 아크릴 우레탄 수지, 또는 그들의 혼합물을 사용할 수 있다.
또한, 결합제 수지는 -OH, -COOH, -SO3M, -OPO2M2및 -NH2(여기서, M은 수소, Na 또는 K를 나타냄)과 같은 극성 기를 함유할 수 있다.
비자성 기판 상에 형성된 자기 기록층의 두께는 보통 0.01 내지 5.0 ㎛이다. 두께가 0.01 ㎛ 미만이면, 코팅 비평탄화 등 때문에 균일한 자성 기록층을 형성하기가 어려울 수 있다. 두께가 5.0 ㎛ 초과이면, 반자계의 불리한 영향 때문에 목적하는 전자기 성능을 얻기가 어려울 수 있다.
자기 기록층에 함유된 방추형 자성 합금 입자의 양은 결합제 수지 100 중량부를 기준으로 보통 5 내지 2,000 중량부이다.
한편, 자기 기록층은 또한 경우에 따라 자기 기록 매체에 통상적으로 사용되는 공지된 첨가제, 예컨대 윤활제, 연마제, 정전기 방지제 등을 결합제 수지 100 중량부를 기준으로 보통 0.1 내지 50 중량부의 양으로 함유할 수도 있다.
본 발명에 따른 방추형 자성 합금 입자를 이용하여 수득한 자기 기록 매체는, 보자력 Hc가 보통 159.2 내지 238.7 kA/m (2,000 내지 3,000 Oe)이고, 각형비 (Br/Bm)가 보통 0.82 이상, 바람직하게는 0.85 이상이고, SFD가 보통 0.60 이하, 바람직하게는 0.50 이하, 보다 바람직하게는 0.45 이하이고, 배향도가 보통 2.0 이상, 바람직하게는 2.3 이상이고, 산화 안정성 ΔBm이 보통 8％ 미만, 바람직하게는 5％ 미만이고, 표면 조도 Ra가 보통 8 nm 이하, 바람직하게는 5 nm 이하이다.
본 발명의 자기 기록 매체에서, 비자성 입자 및 결합제 수지를 함유하는 비자성 하지층 (undercoat layer)을 비자성 기판과 자기 기록층 사이에 배치할 수 있다.
비자성 하지층을 위한 비자성 입자로서는, 자기 기록 매체의 비자성 하지층에 통상적으로 사용되는 비자성 입자를 사용할 수 있다. 비자성 입자의 구체적인 예로는 헤마타이트, 함수 산화철, 산화티탄, 산화아연, 산화주석, 산화텅스텐, 이산화규소, α-알루미나, β-알루미나, γ-알루미나, 산화크롬, 산화세륨, 탄화규소, 탄화티탄, 질화규소, 질화붕소, 탄산칼슘, 탄산바륨, 탄산마그네슘, 탄산스트론튬, 황산칼슘, 황산바륨, 이황화몰리브덴, 티탄산바륨 등이 포함된다. 이들 비자성 입자는 단독으로 또는 2종 이상을 임의 조합하여 사용할 수 있다. 이들 비자성 입자 중에서, 헤마타이트, 함수 산화철 및 산화타탄 등의 입자가 바람직하다.
비자성 코팅 조성물의 제조시에는, 비히클 내에서 그의 분산성을 개선시키기 위해, 비자성 입자의 표면을 경우에 따라 알루미늄의 수산화물, 알루미늄의 산화물, 규소의 수산화물, 규소의 산화물 등으로 코팅할 수 있다. 또한, 수득한 자기 기록 매체의 특성, 예컨대 광투과율, 표면 전기저항, 기계적 강도, 표면 평활도, 내구성 등을 향상시키기 위해, Al, Ti, Zr, Mn, Sn, Sb 등의 다양한 원소를 필요에 따라 비자성 입자에 혼입시킬 수 있다.
비자성 입자는 다양한 형태를 가질 수 있으며, 예를 들어 입상 입자, 예컨대 구상 입자, 입상 입자, 팔면체상 입자, 육면체상 입자 및 다면체상 입자; 침상 입자, 예컨대 바늘상 입자, 방추형 입자 및 미립(米粒)형 입자; 판형 입자 등일 수 있다. 수득한 자기 기록 매체의 양호한 표면 평활성을 고려하면, 비자성 입자로는 침상 입자가 바람직하다.
비자성 입자는 평균 입경이 보통 0.03 내지 0.3 ㎛이고, 보통 입상, 침상 또는 판형일 수 있다.
침상 비자성 입자는 종횡비가 보통 2:1 내지 20:1이고, 판형 비자성 입자는 판상비 (평균 판면 직경/평균 두께)가 보통 2:1 내지 50:1이다.
비자성 하지층은 두께가 바람직하게는 0.2 내지 10.0 ㎛이다. 비자성 하지층의 두께가 0.2 ㎛ 미만이면, 비자성 기판의 표면 조도를 개선시키기 어렵다.
비자성 하지층을 위한 결합제 수지로서는, 자기 기록층의 제조에 대해 상술한 결합제 수지가 사용될 수 있다.
비자성 하지층에 함유된 비자성 입자의 양은 결합제 수지 100 중량부를 기준으로 보통 5 내지 2,000 중량부이다.
한편, 비자성 하지층은 또한 경우에 따라 자기 기록 매체에 통상적으로 사용되는 공지된 첨가제, 예컨대 윤활제, 연마제, 정전기 방지제 등을 결합제 수지 100 중량부를 기준으로 보통 0.1 내지 50 중량부의 양으로 함유할 수도 있다.
본 발명에서는, 비자성 하지층을 갖는 자기 기록 매체가 상기 기재된 바와 같이 비자성 하지층을 갖지 않는 자기 기록 매체와 거의 동일한 특성을 갖는다. 본 발명에 따른 비자성 하지층을 갖는 자기 기록 매체는 캘린더링 처리에 의해 용이하게 표면 평활화될 수 있으며, 윤활제가 비자성 하지층으로부터 공급될 수 있기 때문에 주행 내구성이 개선될 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 방추형 자성 합금 입자의 제조 방법을 기재한다.
본 발명의 방추형 자성 합금 입자는 전체 Fe를 기준으로 (Co로서 계산) 보통 20 내지 50 원자％의 양으로 코발트를 함유하고 평균 장축 직경이 보통 0.05 내지 0.15 ㎛인 방추형 괴타이트 입자로부터, 또는 하기 방법에 의해 출발 입자로서 상기 방추형 괴타이트 입자를 가열 탈수시킴으로써 수득한 방추형 헤마타이트 입자로부터 제조될 수 있다. 즉, 본 발명의 방추형 자성 합금 입자는, 불활성 가스 대기에서 보통 300 내지 600℃의 온도로 상기 출발 입자를 가열하고, 불활성 가스 대기를 환원 가스 대기로 교체한 후, 수득한 입자를 보통 300 내지 600℃의 온도에서 가열 환원시킴으로써, 방추형 자성 합금 입자를 수득하는 제1 단계; 산소 함유 불활성 가스 대기에서 보통 80 내지 200℃의 온도에서 제1 단계에서 수득한 방추형 자성 합금 입자를 표면 산화시킴으로써, 방추형 자성 합금 입자의 포화 자화값을 85 내지 135 A㎡/kg으로 조절하는 제2 단계; 불활성 가스 대기에서 제2 단계에서 수득한 방추형 자성 합금 입자를 제1 단계에서 이용한 가열 환원 온도보다 50℃ 이상 높은 온도로, 보통 400 내지 700℃로 가열하고, 불활성 가스 대기를 환원 가스 대기로 교체한 후, 수득한 입자를 보통 400 내지 700℃의 온도에서 다시 가열 환원시키는 제3 단계; 및 보통 5 내지 10 g/㎥의 수증기 및 산소를 함유하는 불활성 가스 대기에서 보통 40 내지 160℃의 온도에서 제3 단계에서 수득한 방추형 자성 합금 입자를 표면 산화시키는 제4 단계를 수행함으로써 제조될 수 있다.
상기 기재된 바와 같이, 본 발명의 방추형 자성 합금 입자의 출발 입자로서 전체 Fe를 기준으로 코발트를 일반적으로 20 내지 50 원자% (Co로서 계산)의 양으로 함유하고 평균 장축 직경이 일반적으로 0.05 내지 0.15 ㎛인 방추형 괴타이트 입자, 또는 전체 Fe를 기준으로 코발트를 일반적으로 20 내지 50 원자% (Co로서 계산)의 양으로 함유하고 평균 장축 직경이 일반적으로 0.05 내지 0.13 ㎛이며 상기 방추형 괴타이트 입자를 가열 탈수시켜 수득되는 방추형 헤마타이트 입자를 사용할 수 있다.
본 발명에 사용되는 출발 입자는 수지상 입자를 함유하지 않고 크기 분포가 우수한 방추형 입자이다.
출발 입자로 사용되는 방추형 괴타이트 입자는 철 염 수용액 및 알칼리 수용액으로부터 제조될 수 있다. 이러한 알칼리 수용액 중에 함유된 알칼리로서, 탄산나트륨 용액, 탄산수소암모늄 용액 및 탄산수소암모늄과 수성 암모니아로 이루어진 혼합 알칼리 용액, 또는 상기 언급된 용액과 수산화나트륨 용액으로 이루어진 혼합 용액으로부터 선택된 1 종 이상을 사용할 수 있다. 수득된 방추형 괴타이트 입자의 보다 적은 Na 함량 및 양호한 자기 특성을 고려시, 탄산수소암모늄 및(또는) 수성 암모니아를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 사용된 방추형 괴타이트 입자의 표면은 Co 화합물, Al 화합물 또는 소결방지제로 코팅될 수 있다.
소결방지제로서, 희토류 원소 함유 화합물을 사용할 수 있다. 소결방지제에 함유되는 희토류 원소의 예로는 스칸듐, 이트륨, 란탄, 세륨, 파라세오디뮴, 네오디뮴, 사마륨 등을 들 수 있다. 이러한 희토류 원소는 단독으로 또는 2 종 이상을 배합하여 사용할 수 있다. 이러한 희토류 원소 중, 이트륨이 바람직하다.
방추형 괴타이트 입자의 소결방지 효과를 더욱 증진시키기 위해, 필요에 따라 Si, B, Mg, Ba, Sr 등으로부터 선택된 다른 원소를 함유하는 1 종 이상의 화합물을 사용할 수 있다. 이러한 화합물은 소결방지 효과 뿐만 아니라 환원 속도를 조절하는 기능을 가지므로, 조건에 따른 임의의 적합한 배합에 사용될 수 있다.
소결방지 효과 및 잘 조절된 환원 속도를 고려시, 본 발명에 사용된 방추형 괴타이트 입자는 바람직하게는 평균 단축 직경이 0.010 내지 0.024 ㎛, 전체 Fe를 기준으로 알루미늄 함량이 5 내지 15 원자% (Al로서 계산), 전체 Fe를 기준으로 희토류 원소 함량이 5 내지 15 원자% (희토류 원소로서 계산)이고, 종횡비가 4:1 내지 8:1이며, BET 비표면적값이 100 내지 250 m2/g이다.
또한, 소결방지 효과 및 잘 조절된 환원 속도를 고려시, 본 발명에 사용된 방추형 헤마타이트 입자는 바람직하게는 평균 단축 직경이 0.010 내지 0.023 ㎛, 전체 Fe를 기준으로 알루미늄 함량이 5 내지 15 원자% (Al로서 계산), 전체 Fe를 기준으로 희토류 원소 함량이 5 내지 15 원자% (희토류 원소로서 계산)이고, 종횡비 (평균 장축 직경/평균 단축 직경)가 4:1 내지 8:1이며, BET 비표면적값이 50 내지 120 m2/g이다.
방추형 헤마타이트 입자는 바람직하게는 산화성 대기하에 150 내지 350℃의 온도에서 방추형 괴타이트 입자를 가열 탈수시킨 후, 수득된 입자를 동일한 대기하에 450℃를 초과하고 700℃ 미만의 온도에서 열처리하여 제조된다.
또한, 이렇게 열처리된 방추형 헤마타이트 입자는 방추형 괴타이트 입자의 제조 반응으로부터 유도된 Na2SO4과 같은 불순물염을 제거하기 위해 세척될 수 있다. 이 경우에, 불순물의 제거는 방추형 헤마타이트 입자상에 코팅된 소결방지제가 용리되지 않는 조건하에 방추형 헤마타이트 입자를 세척하여 수행하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 환원 장치내로 주입시, 평균 직경이 1 내지 5 mm인 과립 분말을 출발 입자로 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 사용된 적합한 환원 장치로서, 입자의 고정층을 형성할 수 있는환원 장치를 예로 들 수 있다. 더욱 구체적으로, 정치식 (배치식) 환원 장치 또는 벨트가 이동하는 동안 벨트상에 형성된 고정층을 환원시킬 수 있는 이동식 (연속식) 환원 장치를 적합하게 사용할 수 있다.
본 발명에서, 환원 장치내에 형성된 고정층의 높이는 30 cm 이하인 것이 바람직하다. 고정층의 높이가 30 cm를 초과하는 경우, 높은 Co 함량에 의한 현저한 환원 촉진 효과 및 고정층의 저부에서 발생하는 신속한 환원 반응으로 인한 수증기 부분압의 증가에 의해 고정층의 상부에 존재하는 입자들의 보자력이 악화되어 전체 입자의 특성이 악화되는 문제가 발생한다. 공업적 생산성의 고려시, 환원 장치내에 형성된 고정층의 높이는 3 내지 30 cm인 것이 더욱 바람직하다. 한편, 제조 효율은 사용된 환원 장치의 종류에 따라 달라지며, 예컨대 일본 특허 출원 공개 제54-62915(1979)호 및 제4-224609(1992)호 등에 기재된 배치식 환원 장치는 일본 특허 출원 공개 제6-93312(1994) 등에 기재된 연속식 환원 장치와 제조 효율면에서 상이하다. 배치식 고정층 환원 장치의 경우에, 고정층의 높이는 8 cm 초과 내지 30 cm가 바람직하다.
본 발명에서, 가열 환원 온도까지 가열하기 위한 제1 단계 및 제3 단계에서 가열 기간 동안 사용된 대기는 불활성 가스 대기이다. 불활성 가스 대기용 불활성 가스로서, 질소 가스, 헬륨 가스, 아르곤 가스 등이 적합하게 사용될 수 있다. 이러한 불활성 가스 중, 질소 가스가 바람직하다. 불활성 가스 대기 이외의 대기가 사용되는 경우, 시간이 지남에 따라 온도가 변화하는 가열 기간 동안에 너무 일찍 환원이 초래되어, 자성 합금 입자의 제조시 환원 온도를 일정하게 유지할 수 없어서 입자의 균일한 결정 성장 및 높은 보자력을 갖는 입자 수득을 성취할 수 없게 된다.
한편, 제1 단계 및 제3 단계에서 가열 속도는 특히 제한되며, 바람직하게는 2 내지 100℃/분이다.
제1 단계 및 제3 단계의 가열 기간 동안 불활성 가스의 공탑 속도 (superficial velocity)는 구체적으로 제한되지 않지만, 과립의 출발 분말이 분산되거나 분해되는 것을 방지할 정도로 결정될 수 있다.
또한, 제1 단계 및 제3 단계의 가열에서, 가열 환원 공정을 위해 불활성 가스 대기로부터 환원 가스 대기로 교체하는 방법은 사용된 환원 장치의 종류에 따라 달라진다. 공업적 측면에서, 배치식 환원 장치의 경우에 대기의 교체는 환원 장치의 내부 압력을 조절하면서 단계적으로 수행하는 것이 바람직하며, 연속식 환원 장치의 경우에 환원 구역과 가열 구역을 구분하는 것이 바람직하다. 임의의 경우에, 대기의 교체는 단기간, 특히 10 분 이내에 완료하는 것이 바람직하다.
제1 단계 및 제3 단계의 가열 환원 공정에서 사용된 대기는 환원 가스 대기이다. 환원 가스로서, 수소가 적합하게 사용될 수 있다.
본 발명에서, 제1 단계에 사용된 가열 환원 온도는 일반적으로 300 내지 600℃, 바람직하게는 350 내지 550℃이다. 제1 단계의 가열 환원 온도는 출발 물질의 코팅에 사용된 화합물의 종류 및 양에 따라 상기 범위로부터 적절하게 선택될 수 있다. 가열 환원 온도가 300℃ 미만인 경우에, 환원 반응은 공업적으로 부적합할 정도로 매우 서서히 진행될 수 있어서 수득된 방추형 자성 합금 입자의 포화 자화값이 저하될 수 있다. 가열 환원 온도가 600℃를 초과하는 경우에, 환원 반응은 더욱 신속히 진행할 수 있어서 수득된 입자의 형상이 파괴되거나 입자내 또는 입자간 소결이 발생하여 입자의 보자력이 저하될 수 있다.
본 발명에서, 제1 단계에서 사용된 환원 가스의 공탑 속도는 40 내지 150 cm/초가 바람직하다. 제1 단계에서 사용된 환원 가스의 공탑 속도가 40 cm/초 미만인 경우에, 출발 입자의 환원에 의해 생성된 수증기는 반응계로부터 너무 서서히 방출되어 고정층의 상부에 존재하는 입자들의 보자력 및 SFD가 저하될 수 있으므로 전체적으로 높은 보자력을 갖는 입자를 수득할 수 없다. 제1 단계에서 사용된 환원 가스의 공탑 속도가 150 cm/초를 초과하는 경우에, 목적한 방추형 자성 합금 입자는 수득할 수 있으나, 보다 높은 환원 온도가 필요하는 등의 문제를 초래하여 과립형 생성물의 분산 및 분해 등을 초래할 수 있다.
본 발명의 제2 단계에서, 제1 단계에서 수득된 입자를 산소 함유 불활성 가스 대기 중에서 표면 산화시킨다. 산소 함유 불활성 가스 대기 중에 사용된 불활성 가스로서, 질소 가스, 헬륨 가스, 아르곤 가스 등이 바람직하다. 이러한 불활성 가스 중, 질소 가스가 더욱 바람직하다. 산소 함유 불활성 가스 대기의 산소 함량은 0.1 내지 5 체적%가 바람직하다. 산소를 목적하는 함량에 도달할 때까지 점진적으로 증가시키는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 제2 단계에 사용된 반응 온도는 일반적으로 80 내지 200℃, 바람직하게는 80 내지 180℃이다. 제2 단계에 사용된 온도가 80℃ 미만인 경우에, 충분한 두께를 가진 표면 산화층을 형성하기 어려울 수 있다. 제2 단계에 사용된반응 온도가 200℃를 초과하는 경우에, 입자는 골격이 변화되고, 특히 다량의 산화물 생성으로 인해 단축 직경이 극단적으로 증가되어 보다 나쁜 경우에 입자 골격이 파괴될 수 있다.
제2 단계를 완료한 후에 수득된 방추형 자성 합금 입자의 포화 자화값은 일반적으로 85 내지 135 Am2/kg (85 내지 135 emu/g), 바람직하게는 90 내지 130 Am2/kg (90 내지 130 emu/g), 더욱 바람직하게는 100 내지 130 Am2/kg (100 내지 130 emu/g)이다. 포화 자화값이 85 Am2/kg 미만인 경우에, 표면 산화층은 너무 두꺼워서 이러한 입자들을 제3 단계의 가열 환원 공정으로 처리한다 하여도 높은 보자력을 갖는 방추형 자성 합금 입자를 수득하기 어려울 수 있다. 포화 자화값이 135 Am2/kg을 초과하는 경우에, 표면 산화층의 형성이 불충분하여 조밀한 표면 산화층을 형성할 수 없다.
한편, 제2 단계에서 입자의 전부가 산화되는 경우에, 입자는 골격이 변화하며, 특히 단축 성장, 즉 다량의 산화물 생성으로 인한 단축 직경의 극단적 증가를 겪게 된다. 그 결과, 이러한 입자의 골격이 이미 파괴되었기 때문에 입자를 다시 환원시킨다 하더라도 그의 보자력을 향상시키는 것은 불가능하다.
본 발명의 제3 단계에 사용된 가열 환원 온도는 제1 단계에 사용된 가열 환원 온도보다 50℃ 이상 높으며, 400℃ 내지 700℃의 범위에 속한다. 제3 단계에 사용된 가열 환원 온도가 제1 단계에 사용된 가열 환원 온도보다 50℃ 이상 높지않거나 400℃ 미만인 경우에, 환원 반응은 공업적으로 부적합할 정도로 매우 서서히 진행되어 제2 단계에 형성된 표면 산화층을 환원시키고 전체적으로 입자를 조밀화시키기 어려울 수 있다. 제3 단계에 사용된 가열 환원 온도가 700℃를 초과하는 경우에, 수득된 입자의 골격이 파괴되거나 입자내 또는 입자간 소결이 발생하여 입자의 보자력이 저하되는 경향이 있을 수 있다. 제3 단계에 사용된 가열 환원 온도는 450℃ 내지 650℃의 범위가 바람직하다.
본 발명에서, 제3 단계에 사용된 환원 가스의 공탑 속도는 제1 단계와 유사하게 40 내지 150 cm/초가 바람직하다.
제3 단계에서, 환원 공정 단계 후에 수득된 입자는 어닐링 처리할 수 있다. 어닐링 처리는 수소 가스 대기 또는 특히 질소와 같은 불활성 가스 대기 중에서 바람직하게는 500℃ 내지 700℃의 온도에서 수행할 수 있다.
본 발명의 제4 단계에서, 수증기 5 내지 10 g/m3및 산소를 함유하는 불활성 가스 대기 중에서 입자를 표면 산화시킬 수 있다. 불활성 가스 대기 중 수증기 함량이 5 g/m3미만인 경우에, 조밀하고 얇은 표면 산화층을 형성하기는 어려워서 입자의 보자력을 충분히 향상시키지 못할 수 있다. 불활성 가스 대기 중 수증기 함량이 10 g/m3초과인 경우에, 수증기 첨가 효과는 이미 포화되므로 이렇게 많은 양의 수증기의 첨가는 불필요하며 무의미하다. 불활성 가스 대기 중 수증기 함량은 2 내지 8 g/m3이 바람직하다. 불활성 가스 대기 중 산소 함량은 0.1 내지 5 체적%가 바람직하다. 불활성 가스 대기 중 산소 함량을 목적하는 값에 도달할 때까지 점진적으로 증가시키는 것이 바람직하다. 상기 불활성 가스 대기 중 함유된 불활성 가스로는 질소 가스, 헬륨 가스, 아르곤 가스 등이 바람직하다. 이러한 불활성 가스 중, 질소 가스가 더욱 바람직하다.
본 발명의 제4 단계에 사용된 반응 온도는 일반적으로 40 내지 160℃, 바람직하게는 40 내지 140℃이다. 한편, 제4 단계에 사용된 반응 온도가 제2 단계에 사용된 표면 산화 온도보다 낮은 것이 바람직하다. 제4 단계에 사용된 반응 온도가 40℃ 미만인 경우에, 만족스러운 표면 산화층의 형성이 어려울 수 있다. 제4 단계에 사용된 반응 온도가 160℃를 초과하는 경우에, 표면 산화층의 두께가 너무 커서 수득된 입자의 포화 자화값이 저하될 수 있다.
본 발명의 요지는, 소정의 결정 크기 및 소정의 활성화 체적을 갖는 Fe 및 Co를 함유하는 방추형 자성 합금 입자를 사용함으로써 소음이 보다 적은 자기 기록 매체를 제조할 수 있다는 것이다.
본 발명의 상기 제조 공정에서, 입자의 활성화 체적 및 결정 크기는 제1 단계 및 제2 단계의 환원 반응 및 표면 산화에 의해 작은 값으로 조절될 수 있으며, 또한 제3 단계 및 제4 단계의 환원 반응 및 표면 산화에 의해 활성화 체적 및 결정 크기의 성장을 최소화시키면서 조밀한 표면 산화층을 형성할 수 있다. 그 결과, 본 발명자들은 작은 결정 크기 및 활성화 체적 뿐만 아니라 높은 보자력 및 작은 회전 이력 적분값을 비롯한 모든 필요 조건들이 성취될 수 있다고 믿는다.
또한, 본 발명에서 활성화 체적 및 결정 크기가 작은 값으로 조절되기 때문에 소음을 감소시킬 수 있다. 또한, 작은 회전 이력 적분값은 자화 반전폭을 감소시키므로 자화 반전 모드를 일제 회전과 유사하게 한다. 또한, 본 발명의 방추형 자성 합금 입자는 높은 보자력 및 큰 이방성 자계를 갖는 미세 입자이므로 높은 출력 성능을 얻을 수 있다.
따라서, 본 발명의 방추형 자성 합금 입자는 상기 기재된 다양한 특성을 만족시킬 수 있으므로, 본 발명에 따른 방추형 자성 합금 입자를 사용한 자기 기록 매체는 단파장 영역내에서의 우수한 출력 특성 및 상당히 감소된 소음 뿐만 아니라 소폭의 자화 반전을 나타낼 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 제조 공정에 의해 제조된 방추형 자성 합금 입자는 입자간 소결이 없으며 그 위에 조밀한 표면 산화층이 제공될 수 있어서 우수한 분산성 및 산화 안정성을 야기한다. 또한, 본 발명의 방추형 자성 합금 입자를 사용한 자기 기록 매체는 표면 평활성 및 장기 저장 안정성이 뛰어나다.
본 발명의 방추형 자성 합금 입자는 단축 직경, 활성화 체적 및 결정 크기가 작고, 높은 보자력, 우수한 산화 안정성 및 작은 회전 이력 적분값을 나타낼 수 있다. 따라서, 이러한 방추형 자성 합금 입자를 사용함으로써 출력 성능이 높고 소음이 보다 적은 고밀도의 자기 기록 매체를 제조할 수 있다.
따라서, 본 발명의 방추형 자성 합금 입자를 사용하여 제조된 자기 기록 매체는 고밀도의 기록 특성, 높은 출력 특성 및 보다 적은 소음을 나타내는 디지털 자기 기록 매체로 적합하게 사용될 수 있다.
<실시예>
본 발명은 실시예 및 비교예에 의해 보다 상세히 기재하지만, 이는 단지 예시를 위한 것일 뿐이며 본 발명의 범위를 제한하려는 것이 아니다.
다양한 특성을 하기의 방법에 의해 측정하였다.
(1) 방추형 괴타이트 입자, 방추형 헤마타이트 입자 및 방추형 자성 합금 입자의 평균 장축 직경, 평균 단축 직경 및 종횡비를 전자 현미경에 의해 측정된 값의 평균으로 각각 나타내었다.
(2) 방추형 괴타이트 입자, 방추형 헤마타이트 입자 및 방추형 자성 합금 입자에 함유된 Co, Al, 희토류 원소 및 다른 금속 원소의 양을 유도결합된 고주파수 플라즈마 원자 방출분광기(SPS-4000 모델, 세이꼬 덴시 고교 캄파니(Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd.)제)를 사용하여 측정하였다.
(3) 각각의 입자의 BET 비표면적은 "Monosorb MS-11"(칸타크롬 캄파니(Cantachrom Co., Ltd.)제)를 사용하여 BET 방법에 의해 측정된 값으로 나타내었다.
(4) 결정 크기 D110(방추형 자성 합금 입자의 X-선 결정 크기)은 리가꾸 캄파니(Rigaku Co., Ltd.)제 X-선 회절계를 사용하여 X-선 회절법에 의해 방추형 자성 합금 입자의 각 결정면 (110)에 대한 수직 방향으로 측정한 결정의 두께로 나타내었다(측정 조건: 목표물: Cu, X-선 튜브 전압: 40 kV, X-선 튜브 전류: 40 mA). 이 값은 각각의 결정면에 대해 준비된 X-선 회절 피크 곡선을 기준으로 하기 쉐레르(Sherrer) 식으로 계산하였다.
D110= Kλ/βcosθ
식 중, β는 사용된 기계의 폭(단위: 라디안)을 고려하여 보정된 회절 피크 폭의 실제 이분값이고, K는 쉐레르 상수 (= 0.9)이고, λ는 사용된 X-선의 파장 (Cu Kα-선 0.1542 nm)이고, θ는 회절각(결정면 (110)의 회절 피크에 상응함)이다.
(5) 방추형 자성 합금 입자의 자기 특성을 진동 샘플 자력계 "VSM-3S-15" (도에이 고교 캄파니(Toei Kogyo Co., Ltd.)제)를 사용하여, 이에 795.8 kA/m (10 kOe)의 외부 자계를 인가함으로써 측정하였다.
(6) 입자의 산화 안정도를 측정하기 위한 입자의 포화 자화의 변화 백분율 (Δσs) (이하, 간단히 "포화 자화의 산화 안정도"라 칭함), 및 코팅 필름의 내후성 (산화 안정도)을 측정하기 위한 자성 코팅 필름의 포화 자속 밀도 Bm의 변화 백분율 (ΔBm) (이하, 간단히 "포화 자속 밀도의 산화 안정도"라 칭함)을 하기와 같이 측정하였다.
즉, 입자 및 자성 코팅 필름을 상대 습도가 90%이고 60℃로 유지된 항온 오븐내에 1 주일 동안 방치하여 촉진 저하 시험을 수행하였다. 그 후, 입자 및 자성 코팅 필름의 포화 자화값 및 포화 자속 밀도를 각각 측정하였다. 1 주일 동안의 촉진 시험 전후에 측정한 σs과 σs' 값들 (절대값) 간의 차이를 촉진 시험 전에 측정한 σ 값으로 각각 나누어 포화 자화의 산화 안정도 (Δσs)를 계산하고, 1 주일 동안의 촉진 시험 전후에 측정한 Bm과 Bm' 값들 (절대값)의 차이를 촉진 시험전에 측정한 Bm 값으로 각각 나누어 포화 자속 밀도의 산화 안정도 (ΔBm)를 계산하였다. 포화 자화의 산화 안정도 (Δσs) 및 포화 자속 밀도의 산화 안정도 (ΔBm)가 0에 가까울수록 입자 및 자성 코팅 필름의 산화 안정도는 더욱 우수하였다.
(7) 방추형 자성 합금 입자의 회전 이력 적분값 Rh 및 이방성 자계 Hk를 디지털 메저먼트 시스템스 캄파니(Digital Measurement Systems Co., Ltd.)제 토크식 자력계를 사용하여 하기의 방법에 의해 측정하였다.
즉, 먼저 반자화된 방추형 자성 합금 입자를 캡슐에 담고 외부 자계를 인가하였다. 입자에 인가된 외부 자계의 회전각을 0 °에서 360 °로, 추가로 다시 0 °로 5.63 °의 간격으로 왕복 운동시키면서 19.9 kA/m (250 Oe)에서부터 795.8 kA/m (10 Oe)까지 19.9 kA/m (250 Oe) 간격으로 변화시켜, 각각의 자계에서의 자기 토크의 이력 손실 Wr을 측정하였다. 인가된 자계의 역수 (1/H)에 대한 측정된 이력 손실 값 Wr을 플롯팅하였다. 플롯팅된 곡선을 기준으로, 회전 이력 적분값 Rh를 하기의 수학식으로부터 얻었다.
Rh = ∫(Wr/Ms)d(1/H)
식 중, Ms는 포화 자화값 (emu/cm3)을 나타낸다.
또한, 곡선에서 보다 높은 자계 영역상에 그려진 Wr-1/H 곡선의 최대 기울기 접선과 인가된 자계의 역수 (1/H)에 대한 축의 교차점 값을 읽음으로써 이방성 자계 Hk를 측정하였다.
(8) 방추형 자성 합금 입자의 활성화 체적 Vact를 진동 샘플 자력계 (도에이 고교 캄파니제)를 사용하여 하기의 방법으로 측정하였다.
즉, 먼저 방추형 자성 합금 입자를 캡슐에 담고, 이에 795.8 kA/m (10 kOe)의 외부 자계를 인가하여 자기화시켰다. 그 후, 인가된 자계를 300 K에서 반자화 곡선에 따라 200 Oe에서부터 3,600 Oe까지 200 Oe 간격으로 변화시키고, 각각의 값에서 1,000 초 동안의 열진동 자계 인가 효과에 의한 자화도의 변화를 측정하였다. 이렇게 측정한 값을 감소 자화도 (ΔM)의 값으로 측정하였다. 측정 직후, 인가된 자계를 200 Oe 만큼 증가시키고, 감소 자화도의 값을 유사하게 측정하였다. 그 후, 적용된 자계를 200 Oe 만큼 감소시키고, 가역 자화율 χrev을 측정하였다. 전체 미분 자화율 χtot는 1,000 초 후에 자화도의 변화가 작아졌을 때 얻은 자화도의 차이를 200 Oe으로 나누어 수득하였다.
200 Oe 내지 3,600 Oe 범위의 비가역 자화율 χirr은 전체 미분 자화율 χtot에서 가역 자화율 χrev을 빼서 얻었다. 방추형 자성 합금 입자의 활성화 체적은 중간 정도의 자계 의존성을 나타내었으므로 보자력 Hc를 그의 대표값으로 사용하였다.
그 후, 활성화 체적 Vact를 하기의 수학식 1 및 2로부터 계산하였다.
Sv = ΔM/(χirr*In t)
Vact= kB·T/Ms·Sv
식 중, kB는 볼츠만(Boltzmann)의 상수를 나타내며, Sv는 자계 인가후 상수를 나타낸다.
(9) 방추형 자성 합금 입자의 실제 밀도를 마이크로 메리텍스 캄파니(Micro Meritecs Co., Ltd.)제 다중체적(Multi-Volume) 밀도계 1305를 사용하여 일정체적 팽창법에 의해 측정하였다.
(10) 자기 테이프의 제조
이어서, 코팅 재료의 제조 및 도포를 하기 방법으로 수행하여 자기 테이프를 제조하였다.
코팅 재료의 조성
방추형 자성 합금 입자100 중량부
<결합제>
비닐 클로라이드 기재의 공중합체 수지 10 중량부
(상표명: MR104,
니뽄 제온 캄파니(Nippon Zeon Co., Ltd.)제)
폴리우레탄 수지10 중량부
(상표명: UR-8200,
도요보 캄파니(Toyobo Co., Ltd.)제)
α-알루미나 10 중량부
(상표명: AKP-50,
스미또모 가가꾸 캄파니(Sumitomo Kagaku Co., Ltd.)제)
카본 블랙3 중량부
(상표명: 3250,
미쓰비시 가가꾸 캄파니(Mitsubishi Kagaku Co., Ltd.)제)
<윤활제>
미리스트산1 중량부
부틸 스테아레이트2 중량부
<경화제>
이소시아네이트 기재의 경화제5 중량부
(상표명: E-31,
다께다 야꾸힌 캄파니(Takeda Yakuhin Co., Ltd.)제)
<용매>
메틸 에틸 케톤114 중량부
톨루엔68 중량부
시클로헥사논46 중량부
코팅 재료의 형성 방법
상기 자성 합금 입자, 비닐 클로라이드 기재의 공중합체 수지, α-알루미나, 카본 블랙 및 용매를 함께 혼합하고, 가압 혼련기로 혼련시킨 후, 용매로 희석시켰다. 이어서, 우레탄 기재의 공중합체 수지를 혼합물에 첨가하고, 샌드 밀(sand mill)에 의해 분산시켰다. 생성된 분산액을 윤활제 및 용매와 혼합하여 고형분 함량을 적절한 수준으로 조절한 후, 여과기를 통과시켰다. 코팅 전, 이렇게 수득된 재료를 교반하에 경화제와 혼합하여 자성 코팅 재료를 제조하였다.
코팅 방법
수득된 자성 코팅 재료를 두께가 7 ㎛인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름상에 도포하고 건조시켜 두께가 1.2 ㎛인 자성층을 형성하였다. 이렇게 수득된 자성층을 솔레노이드 자석으로 배향시키고 건조시킨 후, 칼렌더링하여 표면을 평탄화시킨 후 경화시켰다.
이어서, 카본 블랙, 비닐 클로라이드 기재의 공중합체 수지 및 폴리우레탄 기재의 수지를 함유하는 배면 코팅용 코팅 재료를, 자성층이 형성된 면의 대향면인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름 면의 배면에 도포한 후, 건조시켜 배면 코팅층을 형성하였다. 수득된 코팅 필름을 8 mm 폭으로 절단하여 자기 테이프를 제조하였다.
이렇게 수득된 자기 테이프의 정자기 특성, 표면 조도 및 전자기 성능을 하기 방법으로 측정하였다.
(11) 자기 테이프의 자기 특성을 진동 샘플 자력계 "VSM-3S-15" (도에이 고교 캄파니제)를 사용하여, 이에 795.8 kA/m (10 kOe)의 외부 자계를 인가함으로써 측정하였다.
(12) 자기 테이프의 표면 조도 Ra는 촉침식(stylus-type) 표면 조도 측정기(모델: Surfcom-575A, 도꾜 세이미쯔 캄파니(Tokyo Seimitsu Co., Ltd.)제)를 사용하여 그의 중심선 평균 조도를 측정함으로써 측정하였다.
(13) 자기 테이프의 전자기 성능은 고정 헤드식 전자력계 (모델: Drum Tester BX-3168, 벨벡스 캄파니(Belbex Co., Ltd.)제)를 사용하여 측정하였다. 특히, 자기 테이프를 드럼의 둘레에 감았다. 자기 테이프와 헤드간의 상대 속도가 3.3 m/초가 되도록 드럼을 회전시키는 동안, 그의 최적 기록 전류에서 10 kHz의 단파장 신호가 자기 테이프 상에 기록되었으며, 10 kHz의 출력 수준이 스펙트럼 분석기에 의해 측정되었다. 그 후, 9 kHz의 소음 수준 (기록 주파수: 1 kHz)이 측정되었으며, 10 kHz의 출력 수준 및 9 kHz의 소음 수준간의 차이로 C/N 비를 결정하였다. 반면, 출력 수준 및 C/N 수준을 기준 테이프의 것에 대한 절대값 (dB)으로 나타내었다. 기준 테이프로는 비교예 1에서 수득된 테이프를 사용하였다.
실시예 1:
<방추형 괴타이트 입자의 제조>
탄산수소암모늄 및 수성 암모니아를 각각 30 mol 및 45 mol의 양으로 함유하는 혼합 알칼리 수용액 30 리터를 기포 분산날을 갖는 교반기를 구비한 반응기에 충전시켰다. 교반기를 600 rpm의 속도로 회전시키면서 질소 가스를 60 리터/분의 유속으로 반응기에 통과시키고, 반응기내 온도를 50℃로 조절하였다. 그 후, Fe2+20 mol을 함유하는 황산제1철 수용액 16 리터 (혼합 알칼리 수용액의 농도: 황산제1철을 기준으로 1.875 등량 (규정도로서 계산))를 기포탑에 충전시키고, 기포탑의 내용물을 그 안에서 25 분 동안 노화시켰다. 그 후, Co2+4.0 mol을 함유하는 황산코발트 수용액 4 리터 (전체 Fe를 기준으로 20 원자% (Co로서 계산)에 등량)를 기포탑에 첨가하고, 기포탑의 내용물을 3 시간 동안 추가로 노화시켰다. 노화 후, 공기를 2 리터/분의 유속으로 기포탑에 통과시켜 전체 Fe2+산화 백분율이 30%에 이를 때까지 산화 반응을 수행하였다.
그 후, Al3+1.6 mol을 함유하는 황산알루미늄 수용액 1 리터 (전체 Fe를 기준으로 8 원자% (Al로서 계산)에 등량)를 반응 용액에 첨가하고, 종결될 때까지 산화 반응을 계속 진행시켰다. 반응 종결시 반응 용액의 pH 값은 7.63인 것으로 확인되었다.
이렇게 수득된 괴타이트 입자를 생성된 슬러리로부터 필터 프레스(filter press)를 사용하여 여과해내고, 암모니아를 사용하여 pH 값을 10.5로 조정한 수성 암모니아로 세척한 후, 이온교환수로 추가 세척하여 프레스 케이크(press cake)를 수득하였다.
수득된 프레스 케이크의 일부를 건조시키고, 통상적인 방법으로 분쇄시켜 방추형 괴타이트 입자를 수득하였다. 수득된 방추형 괴타이트 입자의 평균 장축 직경은 0.11 ㎛, 평균 단축 직경은 0.019 ㎛, 종횡비는 5.8:1, 크기 분포 (표준 편차/평균 장축 직경)는 0.16, BET 비표면적값은 192 m2/g을 나타냈으며, 전체 입자로서 전체 Fe를 기준으로 Co 함량이 19.8 원자%, Al 함량이 8 원자%인 것으로 확인되었다.
<방추형 헤마타이트 입자의 제조>
상기에서 수득된 방추형 괴타이트 입자를 함유하는 프레스 케이크를 수중에 충분히 분산시켰다. 전체 Fe를 기준으로 Y를 11 원자% 함유하는 질산이트륨 수용액, 및 전체 Fe를 기준으로 Co를 23 원자% 함유하는 아세트산코발트 수용액을 분산액에 첨가한 후, 충분히 교반시켰다. 그 후, 교반하면서 탄산수소암모늄 수용액을 혼합물에 첨가시켜 그의 pH 값을 7.2로 조정하였다. 그 후, 혼합물을 여과한 후, 필터 프레스를 사용하여 세척하여 프레스 케이크를 수득하였다. 수득된 프레스 케이크를 3 mm의 구멍을 갖는 주형을 사용하여 압출시킨 후, 120℃에서 건조시켜, 이트륨 화합물 및 코발트 화합물로 코팅된 방추형 괴타이트 입자의 과립형 생성물을 수득하였다. 이렇게 수득된 방추형 괴타이트 입자는 전체 Fe를 기준으로 Co 함량이 37 원자%, Al 함량이 8 원자%, Y 함량이 11 원자%인 것으로 확인되었다.
이렇게 수득된 이트륨 및 코발트 화합물로 코팅된 방추형 괴타이트 입자의 과립형 생성물을 300℃에서 공기중 탈수시킨 후, 600℃에서 공기중 가열 탈수시켜 방추형 헤마타이트 입자의 과립형 생성물을 수득하였다.
<방추형 자성 합금 입자의 제조>
평균 입경이 2.6 mm인 수득된 방추형 헤마타이트 입자의 과립형 생성물 100 g을 내경이 72 mm인 배치식 고정층 환원 장치에 충전시켜 높이가 5.5 mm인 입자 고정층을 형성하였다. 그 후, 질소 가스를 50 cm/초의 공탑 속도로 환원 장치에 통과시키면서 고정층을 400℃로 가열하였다. 그 후, 질소 가스를 수소 가스로 교체하고, 수소 가스를 50 cm/초의 공탑 속도로 환원 장치에 통과시키면서 이로부터 방출된 가스의 이슬점이 -30℃에 이를 때까지 고정층을 400℃에서 가열 환원시킴으로써 방추형 자성 합금 입자를 수득하였다 (제1 단계).
그 후, 수소 가스를 다시 질소 가스로 교체하고, 수득된 방추형 자성 합금 입자를 80℃로 냉각시키고, 이 온도에서 유지시켰다. 그 후, 공기를 질소 가스와 혼합하여 혼합 가스내 함유된 산소 함량을 0.35 체적%까지 점진적으로 증가시키고, 방추형 자성 합금 입자를 그의 온도가 유지 온도에 1℃를 더한 온도에 이를 때까지 (최대 생성물 온도: 140℃, 처리 시간: 2 시간) 표면 산화시켜 입자의 표면상에 표면 산화층을 형성시켰다 (제2 단계).
제2 단계의 완료 후에 수득된 방추형 자성 합금 입자의 포화 자화값은 108.1 Am2/kg (108.1 emu/g)인 것으로 확인되었다. 그 후, 방추형 자성 합금 입자를 불활성 가스 대기 중에서 500℃로 가열하였다. 그 후, 대기를 수소 가스로 교체하고, 수소 가스를 60 cm/초의 공탑 속도로 흘려 보내면서 이로부터 방출된 가스의 이슬점이 -30℃에 이를 때까지 방추형 자성 합금 입자를 다시 가열 환원시켰다 (제3 단계).
그 후, 수소 가스를 다시 질소 가스로 교체하고, 방추형 자성 합금 입자를 50℃로 냉각시키고, 이 온도에서 유지하였다. 그 후, 6 g/m3의 양의 수증기 및 공기를 질소 가스와 혼합하고, 혼합 가스내 함유된 산소의 농도를 0.35 체적%까지 점진적으로 증가시키고, 방추형 자성 합금 입자를 그의 온도가 유지 온도에 1℃를 더한 온도에 이를 때까지 (최대 생성물 온도: 110℃, 처리 시간: 1.25 시간) 표면 산화시켜, 입자의 표면상에 안정한 표면 산화층을 형성시키고 방추형 자성 합금 입자의 과립형 생성물을 수득하였다 (제4 단계).
수득된 방추형 자성 합금 입자의 평균 장축 직경은 0.073 ㎛, 평균 단축 직경은 0.017 ㎛, 평균 입자 체적은 0.166 ×10E-4 ㎛3, BET 비표면적값은 61.3 m2/g, 결정 크기 D110은 134 Å인 것으로 확인되었다. 또한, 수득된 방추형 자성 합금 입자는 균일한 입경을 나타내었으며, 수지상 입자를 포함하지 않았으며, 전체 Fe를 기준으로 Co 함량이 37 원자%, Al 함량이 8 원자%, Y 함량이 11 원자%인 것으로 확인되었다.
수득된 방추형 자성 합금 입자의 자기 특성에 있어서, 그의 보자력 Hc는 187.1 kA/m (2,351 Oe), 포화 자화값 σs는 130.0 Am2/kg (130.0 emu/g), 각형비 (σr/σs)는 0.543, 포화 자화의 산화 안정도 Δσs는 절대값으로 7.5% (실제 측정 값: -7.5%), 그의 실제 밀도는 5.8 g/cm3인 것으로 확인되었다. 또한, 수득된 방추형 자성 합금 입자의 회전 이력 적분값 Rh는 0.79이었고, 이방성 자계 Hk는 536 kA/m (6,730 Oe)를 나타내는 것으로 확인되었다.
또한, 수득된 방추형 자성 합금 입자의 활성화 체적 Vact는 0.043 ×10E-4 ㎛3인 것으로 확인되었다.
또한, 상기 수득된 방추형 자성 합금 입자를 사용하여 제조된 자기 테이프의자기 특성에 있어서, 자기 테이프의 보자력 Hc는 195.4 kA/m (2,456 Oe), 각형비 (Br/Bm)는 0.876, 배향도 OR은 2.81, SFD는 0.351, 표면 조도 Ra는 3.3 nm, 산화 안정도 ΔBm은 절대값으로 3.8% (실제 측정 값: -3.8%)인 것으로 확인되었다.
또한, 수득된 자기 테이프의 전자기 성능에 있어서, 그의 10 KHz 출력 수준은 +2.8 dB이고, C/N 수준은 +5.7 dB인 것으로 확인되었다. 또한, 10 KHz 재생 신호 파형은 첨예하였으며, 재생 신호의 폭의 이분값은 비교예 1에서 얻은 것에 비해 작았다.
<괴타이트 입자의 제조>
괴타이트 입자 1 내지 5
표 1에 기재된 특성을 갖는 괴타이트 입자 1 내지 5를 출발 입자로 제조하였다.
한편, 교반기의 회전 속도, 노화 시간 및 통과시킨 공기의 양을 변화시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 괴타이트 입자 1 및 4를 제조하였다.
괴타이트 입자 2를 하기의 방법에 의해 제조하였다.
탄산나트륨 및 수산화나트륨 (수산화나트륨의 농도: 혼합 알칼리를 기준으로 28.6 mol% (규정도로서 계산))을 각각 25 mol 및 20 mol의 양으로 함유하는 혼합 알칼리 수용액 30 리터를 기포탑에 충전시키고, 질소 가스를 50 리터/분의 유속으로 기포탑에 통과시키는 동안에 기포탑내 온도를 47℃로 조정하였다. 그 후, Fe2+20 mol을 함유하는 황산제1철 수용액 20 리터 (혼합 알칼리 수용액의 농도:황산제1철을 기준으로 1.75 등량 (규정도로서 계산))를 기포탑에 충전시키고, 기포탑의 내용물을 그 안에서 30 분 동안 노화시켰다. 이후, Co2+4.0 mol을 함유하는 황산코발트 수용액 4 리터 (전체 Fe를 기준으로 20 원자% (Co로서 계산)에 등량)를 기포탑에 첨가하고, 기포탑의 내용물을 4 시간 30 분 동안 추가로 노화시켰다. 노화 후, 공기를 90 리터/분의 유속으로 기포탑에 통과시켜 전체 Fe2+산화 백분율이 40%에 이를 때까지 산화 반응을 수행하였다.
그 후, Al3+2.4 mol을 함유하는 황산알루미늄 수용액 1 리터 (전체 Fe를 기준으로 12.0 원자% (Al로서 계산)에 등량)를 첨가하여 산화 반응을 수행하고, 반응 혼합물을 필터 프레스를 사용하여 이온교환수로 세척하여 프레스 케이크를 수득하였다.
수득된 프레스 케이크의 일부를 건조시키고, 통상적인 방법으로 분쇄시켜 방추형 괴타이트 입자를 수득하였다. 수득된 괴타이트 입자의 평균 장축 직경은 0.109 ㎛, 평균 단축 직경은 0.0160 ㎛, 종횡비는 7.0:1, 크기 분포 (표준 편차/평균 장축 직경)는 0.19, BET 비표면적은 181 m2/g인 것으로 확인되었다. 또한, 수득된 괴타이트 입자는 전체 입자로서, 전체 Fe를 기준으로 Co 함량이 20.0 원자%, Al 함량이 12 원자%인 것으로 확인되었다.
Co의 첨가 시기, 통과시킨 공기의 양 및 Al 화합물의 첨가량을 변화시킨 것을 제외하고는 상기 괴타이트 입자 2의 제조 방법과 동일한 방법으로 괴타이트 입자 3을 제조하였다.
Co의 첨가 시기, 통과시킨 공기의 양, 교반기의 회전 속도, 및 황산코발트 및 질산이트륨의 첨가량을 변화시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 괴타이트 입자 5를 제조하였다.
<헤마타이트 입자의 제조>
헤마타이트 입자 1 내지 5
상기 괴타이트 입자 1 내지 5를 사용하여 헤마타이트 입자 1 내지 5를 제조하였다. 수득된 헤마타이트 입자의 다양한 특성을 표 2에 기재하였다. 한편, 괴타이트 입자 1을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 헤마타이트 입자 1을 제조하였다. 헤마타이트 입자 2를 하기의 방법에 의해 제조하였다.
그 후, 수득된 방추형 괴타이트 입자를 함유하는 프레스 케이크를 수중에 충분히 분산시켰다. 질산이트륨 수용액 (이트륨 함량: 전체 Fe를 기준으로 8 원자% (Y로서 계산)) 및 황산코발트 수용액 (코발트 함량: 전체 Fe를 기준으로 8 원자% (Co로서 계산))을 분산액에 첨가한 후, 전체적으로 교반시켰다. 또한, 교반하는 동안, 탄산나트륨 수용액을 분산액에 첨가시켜 그의 pH 값을 9.5로 조정하였다. 그 후, 분산액을 여과한 후, 필터 프레스를 사용하여 물로 세척하여 프레스 케이크를 수득하였다. 수득된 프레스 케이크를 3 mm의 구멍을 갖는 주형을 사용하여 압출시키고, 생성된 과립형 생성물을 120℃에서 건조시켜, 이트륨 화합물 및 코발트 화합물로 코팅된 방추형 괴타이트 입자의 과립형 생성물을 수득하였다. 이렇게 수득된 방추형 괴타이트 입자는 전체 Fe를 기준으로 Co 함량이 28 원자%, Al 함량이 12 원자%, Y 함량이 8 원자%인 것으로 확인되었다.
그 후, 수득된 상기 이트륨 및 코발트 화합물로 코팅된 방추형 괴타이트 입자의 성형 생성물을 300℃에서 공기중 탈수시킨 후, 600℃에서 공기중 가열 탈수시켜 방추형 헤마타이트 입자의 성형 생성물을 수득하였다.
그 결과, 수득된 방추형 헤마타이트 입자는 전체 Fe를 기준으로 Co 함량이28 원자%, Al 함량이 12 원자%, Y 함량이 8 원자%인 것으로 확인되었다.
상기 괴타이트 입자 3 내지 5를 각각 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 헤마타이트 입자 3 내지 5를 제조하였다.
실시예 2 내지 4 및 비교예 1 및 2
<Fe 및 Co를 주성분으로 함유하는 방추형 자성 합금 입자의 제조>
헤마타이트 입자 및 제1 단계 내지 제4 단계 각각의 제조 조건을 다양하게 변화시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 과정을 수행하여 방추형 자성 합금 입자를 수득하였다.
주요한 제조 조건은 표 3에 기재하였으며, 수득된 방추형 자성 합금 입자의 다양한 특성은 표 4 및 표 5에 나타내었다.
<자기 테이프의 제조>
그 후, 표 4 및 표 5에 기재된 각각의 방추형 자성 합금 입자를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 자기 테이프를 제조하였다. 수득된 자기 테이프의 다양한 특성 및 전자기 성능을 표 6에 나타내었다.
한편, 실시예 4에서 수득된 자기 테이프는, 실시예 4에서 실시예 1과 동일한 과정에 의해 수득된 방추형 자성 합금 입자를 사용하여 제조된 자성 코팅 재료 및 하기 기재하는 방법에 의해 제조된 비자성 코팅 재료를 동시에 도포하여, 자기 테이프 (자성층/비자성 하지층/폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름)를 형성하였다.
비코팅 재료의 조성:
침상 비자성 헤마타이트 입자 (장축 직경: 0.16 ㎛, 단축 직경: 0.026 ㎛, 종횡비: 6.2:1, BET 비표면적: 49.1 m2/g, Al 함량: 3.5 중량%)
100 중량부
<결합제>
비닐 클로라이드 기재의 공중합체 수지 7.5 중량부
(상표명: MR104, 니뽄 제온 캄파니제)
폴리우레탄 수지7.5 중량부
(상표명: UR-8200, 도요보 캄파니제)
<윤활제>
미리스트산2.5 중량부
부틸 스테아레이트2.5 중량부
<경화제>
이소시아네이트 기재의 경화제5 중량부
(상표명: E-31, 다께다 야꾸힌 캄파니제)
<용매>
메틸 에틸 케톤93 중량부
톨루엔55 중량부
시클로헥사논36 중량부
비자성 코팅 재료의 형성 방법:
상기 비자성 입자, 비닐 클로라이드 기재의 공중합체 수지 및 용매를 함께 혼합하고, 가압 혼련기로 혼련시킨 후, 용매로 희석시켰다. 이어서, 우레탄 기재의 공중합체 수지를 혼합물에 첨가하고, 샌드 밀에 의해 분산시켰다. 생성된 분산액을 윤활제 및 용매와 혼합하여 고형분 함량을 적절한 수준으로 조절한 후, 여과기를 통과시켰다. 코팅 전, 이렇게 수득된 코팅 재료를 교반하에 경화제와 혼합하여 비자성 코팅 재료를 제조하였다.
코팅 방법:
상기 제조된 비자성 코팅 재료 및 자성 코팅 재료를 두께가 7 ㎛인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름상에 순차적으로 도포시켜 비자성 하지층을 형성한 후, 두께가 1.1 ㎛ 및 0.15 ㎛ (건조시)인 자성층을 각각 형성하였다. 이렇게 수득된 코팅 필름을 솔레노이드 자석으로 자기 배향시키고 건조시킨 후, 칼렌더링하여 표면을 평탄화시킨 후 경화시켰다.
이어서, 카본 블랙, 비닐 클로라이드 기재의 공중합체 수지 및 폴리우레탄 기재의 수지를 함유하는 배면 코팅용 코팅 재료를, 비자성층 및 자성층이 형성된 면의 대향면인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름의 배면에 도포한 후, 건조시켜 배면 코팅층을 형성하였다. 수득된 필름을 8 mm 폭으로 절단하여 자기 테이프를 제조하였다.
Fe 및 Co를 주성분으로 함유하는 본 발명의 방추형 자성 합금 입자는 미립자이며, 작은 결정 크기임에도 불구하고 높은 보자력 및 적절한 포화 자화값 뿐만 아니라 작은 회전 이력 적분값을 나타낸다. Fe 및 Co를 주성분으로 함유하는 본 발명의 방추형 자성 합금 입자를 사용하여 제조된 고밀도 자기 기록 매체는 단파장 영역에서의 우수한 출력 특성, 상당히 감소한 소음 및 우수한 저장 안정성을 갖는다.

Claims (13)

  1. 전체 Fe를 기준으로 Co로서 계산하였을 때 코발트 함량이 20 내지 50 원자％이고, 평균 장축 직경 (L)이 0.03 내지 0.10 ㎛이고, 보자력 (coercive force) 값이 159.2 내지 238.7 kA/m (2,000 내지 3,000 Oe)이고, 결정 크기가 100 내지 160 Å이고, 활성화 체적 (Vact)이 0.01 내지 0.07E-4 ㎛3인, Fe 및 Co를 주성분으로 함유하는 방추형 자성 합금 입자.
  2. 제1항에 있어서, 전체 Fe를 기준으로 Co로서 계산하였을 때 코발트 함량이 20 내지 45 원자％이고, 평균 장축 직경 (L)이 0.03 내지 0.08 ㎛이고, 보자력값이 159.2 내지 238.7 kA/m (2,000 내지 3,000 Oe)이고, 결정 크기가 110 내지 160 Å이고, 활성화 체적 (Vact)이 0.015 내지 0.07E-4 ㎛3인, Fe 및 Co를 주성분으로 함유하는 방추형 자성 합금 입자.
  3. 제1항에 있어서, 또한 평균 단축 직경이 0.008 내지 0.020 ㎛이고, 종횡비 (평균 장축 직경/평균 단축 직경)가 3:1 내지 8:1인, Fe 및 Co를 주성분으로 함유하는 방추형 자성 합금 입자.
  4. 제1항에 있어서, 또한 회전 이력 적분값 (Rh)이 1.0 이하인, Fe 및 Co를 주성분으로 함유하는 방추형 자성 합금 입자.
  5. 제1항에 있어서, 또한 포화 자화값이 100 내지 150 A㎡/kg이고, 회전 이력 적분값 (Rh)이 1.0 이하인, Fe 및 Co를 주성분으로 함유하는 방추형 자성 합금 입자.
  6. 제1항에 있어서, 또한 BET 비표면적값이 40 내지 75 ㎡/g이고, 각형비 (squareness) (σr/σs)가 0.52 내지 0.55인, Fe 및 Co를 주성분으로 함유하는 방추형 자성 합금 입자.
  7. 비자성 기판, 및 비자성 기판 상에 형성된 자성층을 포함하는 자기 기록 매체로서, 상기 자성층은 제1항에 정의된 바와 같은 Fe 및 Co를 주성분으로 함유하는 방추형 자성 합금 입자, 및 결합제 수지를 포함하는 자기 기록 매체.
  8. 제7항에 있어서, 보자력값 Hc가 159.2 내지 238.7 kA/m (2,000 내지 3,000 Oe)이고, 각형비 (Br/Bm)가 0.82 이상이고, 배향도가 2.0 이상이고, 산화 안정성 (ΔBm)이 8％ 미만이고, 표면 조도 Ra가 8 nm 이하인 자기 기록 매체.
  9. 전체 Fe를 기준으로 Co로서 계산하였을 때 코발트 함량이 20 내지 45 원자％이고, 평균 장축 직경 (L)이 0.03 내지 0.08 ㎛이고, 평균 단축 직경이 0.008 내지 0.020 ㎛이고, 종횡비 (평균 장축 직경/평균 단축 직경)가 3:1 내지 8:1이고, 보자력값이 159.2 내지 238.7 kA/m (2,000 내지 3,000 Oe)이고, 결정 크기가 110 내지 160 Å이고, 활성화 체적 (Vact)이 0.01 내지 0.07E-4 ㎛3인, Fe 및 Co를 주성분으로 함유하는 방추형 자성 합금 입자.
  10. 전체 Fe를 기준으로 Co로서 계산하였을 때 코발트 함량이 20 내지 50 원자％이고, 평균 장축 직경 (L)이 0.03 내지 0.10 ㎛이고, 평균 단축 직경이 0.008 내지 0.020 ㎛이고, 종횡비 (평균 장축 직경/평균 단축 직경)가 3:1 내지 8:1이고, 보자력값이 159.2 내지 238.7 kA/m (2,000 내지 3,000 Oe)이고, 결정 크기가 100 내지 160 Å이고, 활성화 체적 (Vact)이 0.01 내지 0.07E-4 ㎛3이고, 회전 이력 적분값 (Rh)이 1.0 이하인, Fe 및 Co를 주성분으로 함유하는 방추형 자성 합금 입자.
  11. 전체 Fe를 기준으로 Co로서 계산하였을 때 코발트 함량이 20 내지 50 원자％이고, 평균 장축 직경 (L)이 0.03 내지 0.10 ㎛이고, 평균 단축 직경이 0.008 내지 0.020 ㎛이고, 종횡비 (평균 장축 직경/평균 단축 직경)가 3:1 내지 8:1이고, 보자력값이 159.2 내지 238.7 kA/m (2,000 내지 3,000 Oe)이고, 포화 자화값이 100 내지 150 A㎡/kg이고, 결정 크기가 100 내지 160 Å이고, 활성화 체적 (Vact)이 0.01내지 0.07E-4 ㎛3이고, 회전 이력 적분값 (Rh)이 1.0 이하인, Fe 및 Co를 주성분으로 함유하는 방추형 자성 합금 입자.
  12. 비자성 기판, 및 비자성 기판 상에 형성된 자성층을 포함하는 자기 기록 매체로서, 상기 자성층은 제1항에 정의된 바와 같은 Fe 및 Co를 주성분으로 함유하는 방추형 자성 합금 입자, 및 결합제 수지를 포함하며, 상기 자기 기록 매체는 보자력 Hc가 159.2 내지 238.7 kA/m (2,000 내지 3,000 Oe)이고, 각형비 (Br/Bm)가 0.82 이상이고, 배향도가 2.0 이상이고, 산화 안정성 (ΔBm)이 8％ 미만이고, 표면 조도 Ra가 8 nm 이하인 자기 기록 매체.
  13. 비자성 기판, 및 비자성 기판 상에 형성된 자성층을 포함하는 자기 기록 매체로서, 상기 자성층은 제1항에 정의된 바와 같은 Fe 및 Co를 주성분으로 함유하는 방추형 자성 합금 입자, 및 결합제 수지를 포함하며, 상기 방추형 자성 합금 입자는 전체 Fe를 기준으로 Co로서 계산하였을 때 코발트 함량이 20 내지 50 원자％이고, 평균 장축 직경 (L)이 0.03 내지 0.08 ㎛이고, 평균 단축 직경이 0.008 내지 0.020 ㎛이고, 종횡비 (평균 장축 직경/평균 단축 직경)가 3:1 내지 8:1이고, 보자력값이 159.2 내지 238.7 kA/m (2,000 내지 3,000 Oe)이고, 결정 크기가 110 내지 160 Å이고, 활성화 체적 (Vact)이 0.01 내지 0.07E-4 ㎛3이며, 상기 자기 기록 매체의 보자력 Hc가 159.2 내지 238.7 kA/m (2,000 내지 3,000 Oe)이고, 각형비(Br/Bm)가 0.82 이상이고, 배향도가 2.0 이상이고, 산화 안정성 (ΔBm)이 8％ 미만이고, 표면 조도 Ra가 8 nm 이하인 자기 기록 매체.
KR1020010084784A 2000-12-27 2001-12-26 자기 기록용 방추형 자성 합금 입자 및 자기 기록 매체 KR20020053734A (ko)

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