JP2002140808A - 磁気記録媒体 - Google Patents
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Abstract
ることであり、特にデジタル記録に用いられるテープと
して、出力が高くオーバーライト特性の優れた磁気記録
媒体を提供すること。 【解決手段】 支持体上に非磁性粉末を結合剤と分散し
てなる下層と強磁性粉末を結合剤に分散してなる磁性層
をこの順に有する塗布層を設けてなる磁気記録媒体にお
いて、該塗布層の全細孔容積が10〜50mm3/gで
あることを特徴とする磁気記録媒体。
Description
デジタル信号を高密度で記録再生する磁気記録媒体に関
するものである。
テープ、コンピューターテープ、ディスク等として広く
用いられている。磁気記録媒体は年々高密度化され記録
波長が短くなっており、記録方式もアナログ方式からデ
ジタル方式まで検討されている。
を結合剤中に分散して、支持体に塗布したいわゆる塗布
型の磁気記録媒体は金属薄膜に対して、強磁性粉末の充
填度が低いために電磁変換特性が劣っていたが、ここ最
近の強磁性粉末の進歩、極薄層塗布技術の進歩によって
ほぼ同等の特性に至っている。更に生産性、腐食性等の
点で優れる。
鉄、Co変性強磁性酸化鉄、CrO2、強磁性金属(合
金を含む)等の強磁性粉末を結合剤中に分散した磁性層
を支持体に塗設したものが広く用いられる。
には、強磁性粉末の磁気特性の改良、表面の平滑化など
があり、種々の方法が提案されているが、高密度化に対
しては十分なものではない。また、近年、高密度化と共
に記録波長が短くなる傾向にあり、磁性層の厚さが厚い
と出力が低下する記録時の自己減磁損失、再生時の厚み
損失の問題が大きくなっており、極薄層の塗布型磁気記
録媒体も提案されている。
R(SD仕様)に使用される磁気テープカセット(以
下、DVCという)では金属薄膜を蒸着したテ−プ、い
わゆるME(metal evaporated)テ−
プが実用化されており、強磁性金属粉末を使用した塗布
型磁気記録テープいわゆるMP(metal part
iculate)テ−プとMEテ−プとの両者が使用さ
れるシステムが実用化されてきている。
ープもMEテープ同様、磁性層を薄層化して高出力化を
図らねばならないとともに、記録電流と再生出力との関
係を同じにする必要がある。従来より、MPテープは記
録電流を大きくしていくと記録減磁により再生出力が低
下するが、MEテープはその傾向が見られず、記録電流
を大きくしていくと再生出力が飽和する傾向にあった。
このため、実際にHi−8デッキではMPとMEの両テ
ープに対して、それぞれ別の記録電流で記録するという
方式を取っており、回路が複雑化する欠点があった。こ
の難点を解消するためにはMPテープとMEテープとが
共用可能なシステムとし、同一の記録電流で記録する必
要があるが、MEテープの最適記録電流でMPテープを
記録再生すると出力が低くなってしまうという問題があ
った。逆に、MPテープの最適記録電流でMEテープを
記録再生するとMEテープがその実力を発揮できず、出
力が低くなってしまう。MPテープの最適記録電流をM
Eテープのそれと殆ど同じにすることが求められてい
た。
22μmの信号が同期信号として採用され、データは記
録波長0.488μmの信号が採用された。また、軽量
化のため消去ヘッドを省略したオーバーライト消去が採
用された。オーバーライト消去を採用するためには、同
期信号をデータ信号で消去していく必要があり、そのオ
ーバーライト消去率は、−20dB以下であることが望
ましいと言われている。磁気記録媒体に必要な特性とし
て、オーバーライト消去率を出来るだけ低くすることが
望まれる。
性層の抗磁力Hcを低くすればよいとされていた。しか
しこの抗磁力Hcを低くすることにより、オーバーライ
ト性能を改良することは出来るが、記録減磁により、高
周波出力が低下してしまうので、限界がある。また磁性
層厚みを薄くすることも示されているが、薄すぎると磁
化量が足りなくなり、短波長、長波長を問わず、出力全
体が小さくなるので限界がある。
しては、高い飽和磁化σsを有した強磁性粉末を使用し
たり、結合剤樹脂量や研磨剤等の非磁性粉末の含有量を
減らす方法があるが、磁性液の分散性が低下して、磁性
層の表面性があれることで出力が低下したり、磁性層強
度が不足により、走行耐久性が著しく低下する問題があ
った。
体を提供することであり、特にデジタル記録に用いられ
るテープとして、出力が高くオーバーライト特性の優れ
た磁気記録媒体を提供することを目的とする。
上に非磁性粉末を結合剤と分散してなる下層と強磁性粉
末を結合剤に分散してなる磁性層をこの順に有する塗布
層を設けてなる磁気記録媒体において、該塗布層の全細
孔容積が10〜50mm3/gであることを特徴とする
磁気記録媒体により達成した。
る。 (1)磁性層の残留磁束密度Brが500mT以上であ
ることを特徴とする磁気記録媒体。 (2)磁性層の抗磁力Hcが2100〜3000Oe
(≒168〜240kA/m)、磁性層のSFDが0.
30以下、磁性層の平均厚みdがd≦記録波長λ/4で
あることを特徴とする磁気記録媒体 (3)磁性層と下層が同時重層塗布により形成されるこ
とを特徴とする磁気記録媒体。
容積とは、塗布層表面から内部に至る領域に存在する塗
布層1g当たりの細孔の容積の総和を意味する。本発明
において、上記全細孔容積は、QUANTA CHRO
ME社製全自動ガス吸着量測定装置「AUTOSORB
−1」を用いてN2吸着法により求めたものを言う。本
発明は、塗布層の全細孔容積を10〜50mm3/g、
好ましくは10〜35mm3/gに制御したものであ
り、この構成により電磁変換特性が良好な磁気記録媒
体、特に出力が高くオーバーライト特性の優れた磁気テ
ープを提供することができる。本発明における磁気記録
媒体は、支持体上に下層及び磁性層(以下、下層を非磁
性層、磁性層を上層とも言う)をこの順に有する塗布層
を設けてなるものであれば、その層構成は特に制限され
るべきものでなく、塗布層は支持体の片面乃至両面に設
けることができる。例えば、磁性層として強磁性金属粉
末組成の異なる2層以上を積層して設けてもよい。この
場合、本発明における磁性層の平均厚みdは、各々の層
の総和が(λ/4)以下となることが好ましい。λは任
意の記録波長を指すから、dの最小値は必然的に最短記
録波長の(1/4)以下となる。dの値が小さいほどオ
ーバーライト特性は良くなるが、出力が落ちる方向であ
る。従って本発明の磁気記録媒体のdは0.02〜0.
4μmが良く、さらに0.02〜0.2μm、さらに好
ましくは0.02〜0.1μmである。また、下層の厚
さは、例えば0.5〜3μm、好ましくは0.8〜3μ
mにの範囲である。
束密度Brを500mT以上とすることが好ましく、B
rは更に好ましくは5000〜800mTの範囲であ
る。Brをこのように設定することにより1/90Tb
出力低下を防止することができる。
記磁性層特性を得る手段としては、磁性層に含有される
強磁性粉末、特に強磁性金属粉末の充填度を上げること
が例示されるが、例えば、以下のような手段が挙げられ
る。 a.分散性の優れた結合剤樹脂を用いると共にその量の
低減化を計る。 b.強磁性粉末の表面を改質して、分散性を改善する。
に、低分子成分)のマイグレーションを抑制する。 d.下層を堅くしカレンダーで下層を成形しづらくす
る。そして、磁性層に含有される強磁性粉末として、H
cが2200〜3000O e、飽和磁化σsが140〜170A・m2/kg、結
晶子サイズが100〜170Å、SFDが1.0以下の
強磁性金属粉末を採用すると磁性層のHc、SFD及び
dの範囲を好適に調整することができ、MEテープ並の
電磁変換特性を有するMPテープを作成することができ
る。ここで、更に好ましくは、Hcは2250〜280
0Oe、σsは150〜170A・m2/kg、結晶子
サイズは120〜160Å、SFDは0.95以下、更
に好ましくは0.85以下の範囲である。
高く設定できるので1/2Tb出力(高域出力)が確保
され、かつdを0.12μm以下と薄くしてもBrを高
めることができると共にSFDを低く確保することがで
きるので1/90Tb出力(トラッキング信号出力)低
下を抑制することができると共にO/Wを良好に確保す
ることができる。
いて説明する。aについて以下、説明する。磁性層に含
まれる結合剤樹脂としてポリウレタン樹脂を全結合剤樹
脂の好ましくは50〜100質量%、更に好ましくは7
0〜100質量%用い、かつ磁性層の強磁性粉末に対し
て全結合剤樹脂量を好ましくは5〜18質量%、更に好
ましくは5〜12質量%とすることが挙げられる。
と有機ジイソシアネートを主要原料とした反応生成物で
あるポリウレタン樹脂からなり、ジオール成分として
は、環状構造を有する短鎖ジオール単位とエーテル基を
含む長鎖ジオール単位とを含むことが好ましい。そし
て、このポリウレタン樹脂は、環状構造を有する短鎖ジ
オール単位をポリウレタン樹脂中に17〜40質量%含
み、かつポリウレタン樹脂全体に対して、エーテル基を
1.0〜5.0mmol/gを含む長鎖ジオール単位を
ポリウレタン樹脂中に10〜50質量%含む結合剤であ
ることが好ましい。
又は不飽和の環状構造を有し、かつ分子量が500未満
のジオールを意味する。例えば、ビスフェノールA、下
記の式1で示される水素化ビスフェノールA、ビスフェ
ノールS、ビスフェノールPおよびこれらのエチレンオ
キシド、プロピレンオキシド付加物、シクロヘキサンジ
メタノール、シクロヘキサンジオール等の芳香族、脂環
族を有するジオールが好ましい。
フェノールAおよびそのエチレンオキシド、プロピレン
オキシド付加物が挙げられる。
通常、分子量が50〜500未満のものから選ばれる。
また、前記環状構造を有する短鎖ジオールと共に、通
常、分子量500未満の他のジオールを併用することが
できる。具体的には、エチレングリコール、1,3−プ
ロピレンジオール、1,2−プロピレングリコール、
1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、
1,6−ヘキサンジオール、2,2−ジメチルプロパン
ジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナン
ジオール、ジエチレングリコール、N−ジエタノールア
ミンのエチレンオキシドまたはプロピレンオキシド付加
物等の直鎖又は分枝のジオールを挙げることができる。
より高強度、高Tgであって、高耐久性の塗布膜が得ら
れる。さらに分岐CH3の導入により溶剤への溶解性に
優れるため高分散性が得られる。ポリウレタン樹脂中の
短鎖ジオール単位の含有量は、17〜40質量%が好ま
しく、さらに好ましくは20〜30質量%である。
以上のジオールを意味し、具体的には、ビスフェノール
A、水素化ビスフェノールA、ビスフェノールS又はビ
スフェノールPにエチレンオキシド、プロピレンオキシ
ド又はこれらの両者を付加させたもの、ポリプロピレン
グリコール、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチ
レングリコールが好ましく、とくに下記の式2で示され
る化合物が好ましい。
しい。また、長鎖ジオールにおいて、Rは、以下の、
が好ましく、
鎖ジオールにおいて、Xは、水素原子、またはメチル基
が好ましく、メチル基がより好ましい。なお、n又はm
でくくられるカッコ内のXはすべて同じである必要はな
く、水素原子とメチル基が混ざっていてもよい。本発明
の特に好ましい態様で使用されるポリウレタン樹脂は、
環状構造を有するので、塗膜強度が高く、耐久性に優
れ、プロピレンの分岐CH 3を有するので、溶剤への溶
解性に富み分散性に優れる。
は、通常、500〜5000であり、好ましくは700
〜3000の範囲から選ばれる。エーテル基を含む長鎖
ジオール単位の含有量は、ポリウレタン樹脂中10〜5
0質量%であることが好ましく、さらに好ましくは30
〜40質量%である。該長鎖ジオール単位のエーテル基
の含有量は、ポリウレタン樹脂中に1.0〜5.0mm
ol/gであることが好ましく、より好ましくは2.0
〜4.0mmol/gである。
は、好ましくは、18000〜56000、更に好まし
くは23000〜34000であり、質量平均分子量
(Mw)は、好ましくは、30000〜100000、
更に好ましくは40000〜60000である。
は、通常、0〜200℃であり、好ましくは、30〜1
50℃、さらに好ましくは、30〜130℃の範囲とさ
れる。
系樹脂等の合成樹脂を併用しても良い。併用することが
できる塩化ビニル系樹脂としては、その重合度は200
〜600が好ましく、250〜450が特に好ましい。
塩化ビニル系樹脂はビニル系モノマー、例えば酢酸ビニ
ル、ビニルアルコール、塩化ビニリデン、アクリロニト
リルなどを共重合させたものでもよい。また、ニトロセ
ルロース樹脂などのセルロース誘導体、アクリル樹脂、
ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹
脂、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂等を併用しても良
く、これらは、単独でも組み合わせでも使用することが
できる。
に配合することが好ましい。以下、bについて説明す
る。磁性層に強磁性粉末の表面を改質する芳香族有機酸
化合物を含有させ、含有量を強磁性粉末1kgに対して
好ましくは0.1〜0.8mol、更に好ましくは0.
2〜0.5molとすることが挙げられる。
粉末を含む各種粉体に強く吸着するものであって、ポリ
ウレタン樹脂との親和性が高いものが好ましい。従っ
て、芳香族有機酸化合物としては、なるべく解離定数の
大きな(強酸)が好ましく、pKa値が3以下の有機酸
もしくはその塩が適している。
の塩あるいはその誘導体、例えば、エステル等を含む概
念である。また、上記した粉体への吸着とは、物理吸着
の他、共有結合を含む化学吸着を包含する概念である。
pKa値が3以下の有機酸としては、α−ナフチルリン
酸、フェニルリン酸、ジフェニルリン酸、p−エチルベ
ンゼンホスホン酸、フェニルホスホン酸、フェニルホス
フィン酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p
ートルエンスルホン酸、ナフタリン−α−スルホン酸、
ナフタリン−β−スルホン酸などもしくはそれらの塩が
ある。
記特性が発揮できる態様であれば、特に制限はないが、
好ましくは、塗料調製において強磁性粉末と結合剤を混
練する時に同時に添加するか、あるいは強磁性粉末を結
合剤との混練の前に予め強磁性粉末に芳香族有機酸化合
物を表面処理することが挙げられる。このような芳香族
有機化合物は下層を設けた場合には、その下層にも含ま
せることが好ましく、非磁性無機粉末1kgに対して、
通常、0.1〜0.5モル、好ましくは0.1〜0.3
5モルの範囲で用いられる。
結合剤樹脂量を低減させることにより、低分子成分の低
減化を計ることができ、同時重層塗布時の下層から上層
へのマイグレーションを低減することができる。このた
めには、下層の結合剤樹脂量(硬化剤も含む)を非磁性
無機粉体総量100質量部に対して好ましくは14〜2
5質量部、更に好ましくは14〜20質量部とすること
が挙げられる。
て使用されるポリウレタン樹脂、塩化ビニル系樹脂など
の樹脂に含まれる低分子成分の他、結合剤を硬化する場
合に使用されるポリイソシアネート化合物の未反応分が
含まれる。また、非磁性無機粉体としては、非磁性無機
粉末、カーボンブラック、研磨剤等を挙げることができ
る。
塩化ビニル系樹脂、好ましくはゲルパーミエーションク
ロマトグラフィー(GPC)による数平均分子量として
0.5万〜1.5万程度を用い、例えば、磁性層に上記
短鎖ジオールと長鎖ジオールからなるポリウレタン樹脂
のみを結合剤樹脂として使用するかあるいは該ポリウレ
タン樹脂を主体とした結合剤樹脂を使用し、かつ下層と
上層を同時重層塗布で設けると磁性層の表面付近に塩化
ビニル系樹脂を少量析出させることができる。これによ
り磁性層表層部のガラス転移点Tgを適度に下げ、カレ
ンダー成形性を更に向上させることができるという効果
がある。この場合、下層にも短鎖ジオールと長鎖ジオー
ルからなるポリウレタン樹脂を併用することが好まし
く、下層の全結合剤樹脂(硬化剤を含む)に対して通
常、10〜80質量%、好ましくは15〜60質量%の
範囲で用いられる。
Cによる数平均分子量の測定で5,000未満の分子量
成分寄与が大きいため、磁性層に塩化ビニル系樹脂を使
用する場合には下層の塩化ビニル系樹脂の使用量を低減
することにより当該マイグレーションを抑制すること
が、一段と効果的である。このような観点から、下層の
全結合剤樹脂に対する上記ポリウレタン樹脂の含有量は
20質量%から100質量%の範囲とするのが好まし
く、20質量%から80質量%の範囲が更に好ましい。
に低減することで、磁性層に対して下層の硬さを比較的
低くすることが可能である。従って、本発明は磁性層の
平均厚みdを薄くすることで下層の硬さの影響を受けや
すくできるため、ヘッド当たりを改善することができ
る。また、磁性層に上記短鎖ジオールと長鎖ジオールか
らなるポリウレタン樹脂を主体とした結合剤樹脂を用い
ると、磁性層の靱性が確保され、かつ非磁性層に塑性が
付与される結合剤樹脂組成、例えば、上記ポリウレタン
樹脂と、必要により、極性基(例えばスルホ基、そのカ
リウム塩の基等)を有する塩化ビニル系樹脂とを、ポリ
イソシアネート化合物で硬化したものを用いるとよい。
一方、上記dのように下層を堅くしカレンダー処理時に
下層を成形しづらくする事でカレンダーの力を磁性層の
変形に使う事で塗布層の全細孔容積を本発明範囲に調整
すると共に磁性層の充填度を上げる事ができる。このよ
うな方法としては、後述するように下層に含まれる非磁
性粉末の粒子サイズを小さくすること、下層に用いる結
合剤のTgを高くする事等が好ましい対応として挙げら
れる。また、下層をカレンダー処理した後、下層上に磁
性層を塗布し次いでカレンダー処理することも有効であ
る。
σは0.05μm以下が好ましいが、該σを達成できる
手段は、上記手段に加え更に公知のものを適用すること
ができる。例えば、磁性層は下層の上に同時重層塗布で
設けることが好ましく、その場合、両塗料の粘弾性を近
似のものにすること(例えば、特に下層塗布液の粉体の
種類、サイズを選定してチキソトロピー性を調整するこ
と)、下層と上層との界面に混合領域がないようにする
ため両層に含まれる粉体のサイズを制御すること(例え
ば、下層の非磁性無機粉末として、その平均粒子径が上
層の針状強磁性金属粉末の結晶子サイズの1/2〜4倍
または、その針状強磁性金属粉末の長軸長の1/3以下
のものを採用すること)、その他特許2566096号
公報に記載の方法等が例示される。
準偏差σは、以下の方法により測定した値を指す。磁気
記録媒体を長手方向に渡ってダイヤモンドカッターで約
0.1μmの厚みに切り出し、透過型電子顕微鏡で倍率
10000倍〜100000倍、好ましくは20000
倍〜50,000倍で観察し、その写真撮影を行う。写
真のプリントサイズはA4〜A5である。その後、磁性
層、下層の強磁性粉末や非磁性無機粉末の形状差に注目
して界面を目視判断して黒く渕どり、かつ磁性層表面も
同様に黒く渕どる。その後、Zeiss社製画像処理装
置IBAS2にて渕どりした線の長さを測定する。試料
写真の長さが21cmの場合、測定を85〜300回行
う。その際の測定値の平均値をdとし、以下の式から標
準偏差σを求める。
…+(dn−d)2}/(n−1)]1/ 2 d1、d2、……dnは各測定値を示す。nは85〜30
0である。尚、磁性層厚みの各測定値の最大値は、dの
1.0〜3倍程度の範囲にあることが好ましい。また、
同測定値の最小値はdの0.4〜1倍程度の範囲にある
ことが好ましい。
限はないが、強磁性金属粉末が好ましく、中でもFeま
たはFeを主成分とする合金が好ましい。これらの強磁
性金属粉末には所定の原子以外にAl、Mg、Si、
S、Sc、Ca、Ti、V、Cr、Cu、Y、Mo、R
h、Pd、Ag、Sn、Sb、Te、Ba、Ta、W、
Re、Au、Hg、Pb、Bi、La、Ce、Pr、N
d、P、Co、Mn、Zn、Ni、Sr、Bなどの原子
を含んでもかまわない。特に、Al、Mg、Si、C
a、Y、Ba、La、Nd、Co、Ni、Bの少なくと
も1つがFe以外に含まれるものが好ましい。
分散剤、潤滑剤、界面活性剤、帯電防止剤などで分散前
にあらかじめ処理を行ってもかまわない。具体的には、
特公昭44−14090号、特公昭45−18372
号、特公昭47−22062号、特公昭47−2251
3号、特公昭46−28466号、特公昭46−387
55号、特公昭47−4286号、特公昭47−124
22号、特公昭47−17284号、特公昭47−18
509号、特公昭47−18573号、特公昭39−1
0307号、特公昭48−39639号、米国特許30
26215号、同3031341号、同3100194
号、同3242005号、同3389014号などに記
載されている。
は酸化物を含んでもよい。強磁性金属粉末の公知の製造
方法により得られたものを用いることができ、下記の方
法を挙げることができる。複合有機酸塩(主としてシュ
ウ酸塩)と水素などの還元性気体で還元する方法、酸化
鉄を水素などの還元性気体で還元してFeあるいはFe
−Co粒子などを得る方法、金属カルボニル化合物を熱
分解する方法、強磁性金属の水溶液に水素化ホウ素ナト
リウム、次亜リン酸塩あるいはヒドラジンなどの還元剤
を添加して還元する方法、金属を低圧の不活性気体中で
蒸発させて微粉末を得る方法などである。このようにし
て得られた強磁性金属粉末は公知の徐酸化処理、すなわ
ち有機溶剤に浸漬したのち乾燥させる方法、有機溶剤に
浸漬したのち酸素含有ガスを送り込んで表面に酸化膜を
形成したのち乾燥させる方法、有機溶剤を用いず酸素ガ
スと不活性ガスの分圧を調整して表面に酸化皮膜を形成
する方法のいずれを施したものでも用いることができ
る。
末のBET法による比表面積(SBE T)は、好ましくは
30〜50m2/gから選ばれる。これにより、良好な
表面性と低いノイズの両立が可能となる。強磁性金属粉
末の平均長軸長は、好ましくは0.05〜0.15μ
m、更に好ましくは0.08〜0.12μmである。
(長軸に対して垂直方向の最大幅)}は4〜18が好ま
しく、更に好ましくは5〜12である。強磁性金属粉末
の含水率は0.01〜2%とするのが好ましい。結合剤
の種類によって強磁性金属粉末の含水率は最適化するの
が好ましい。
組み合わせにより最適化することが好ましい。その範囲
は通常、4〜12であるが、好ましくは7〜10であ
る。強磁性金属粉末は必要に応じ、Al、Si、Pまた
はこれらの酸化物などを表面に存在させてもかまわな
い。その量は強磁性金属粉末に対し0.1〜10質量%
であり表面処理を施すと脂肪酸などの潤滑剤の吸着が1
00mg/m2以下になり好ましい。強磁性金属粉末に
は可溶性のNa、Ca、Fe、Ni、Srなどの無機イ
オンを含む場合があるが200ppm以下であれば特に
特性に影響を与える事は少ない。
は空孔が少ないほうが好ましくその値は20容量%以
下、さらに好ましくは5容量%以下である。また強磁性
金属粉末の形状については、針状が好ましいが、粒状、
米粒状、板状も許容し得る。磁性層に含まれる強磁性粉
末としては、飽和磁化量(σs)は、115〜130A
・m2/kg(更に好ましくは118A・m2/kg〜1
28A・m2/kg)である。
層の詳細な内容について説明する。本発明の下層に主体
として用いられる非磁性粉末は、例えば、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
属硫化物等の無機質化合物から選択することができる非
磁性無機粉末である。無機質化合物としては例えばα化
率90%以上のα−アルミナ、β−アルミナ、γ−アル
ミナ、θ−アルミナ、炭化ケイ素、酸化クロム、酸化セ
リウム、α−酸化鉄、ゲータイト、コランダム、窒化珪
素、チタンカーバイト、酸化チタン、二酸化珪素、酸化
スズ、酸化マグネシウム、酸化タングステン、酸化ジル
コニウム、窒化ホウ素、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、硫
酸カルシウム、硫酸バリウム、二硫化モリブデンなどが
単独または組み合わせで使用される。特に好ましいのは
二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄、硫酸バリウムであ
り、更に好ましいのは二酸化チタン、α酸化鉄である。
は、下層部の細孔容積を小さくし、ひいては塗布層の全
細孔容積を本発明範囲に調整するためには0.15μm
以下が良く、とりわけ好ましいのは非磁性無機粉末の平
均粒子サイズは0.01μm〜0.1μmである。本願
明細書において、平均粒子サイズは、粉体の形状が針
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、粉体を構成する長軸の長さ、即ち
長軸長の平均で表され、粉体の形状が板状乃至柱状
(ただし、厚さ乃至高さ、即ち板厚が板面乃至底面の最
大長径より小さい)場合は、その板面乃至底面の最大長
径、即ち板径の平均で表され、粉体の形状が球形、多
面体状、不特定形等であって、かつ形状から粉体を構成
する長軸を特定できない場合は、円相当径の平均で表さ
れ、平均粒子径という。円相当径とは、円投影法で求め
られるものを言う。また、上記〜の混合の場合の平
均粒子サイズは、各々の測定サイズの総和を粉体の総数
で除した値を言う。また、該粉体の平均粒子サイズは、
高分解能透過型電子顕微鏡写真より、約200個の粉体
について上記の如く測定を実施して求めたものである。
また、該粉体の平均軸比は、の場合は、各粉体の(長
軸長/短軸長)の値の算術平均を指し、平均針状比とも
言い、の場合は、各粉体の(板径/板厚)の値の算術
平均を指し、平均板状比とも言い、の場合は、1とみ
なされる。
合は、平均粒子径は0.03μm以下が好ましく、針状
金属酸化物である場合は、平均長軸長は0.15μm以
下が好ましく、0.1μm以下が更に好ましい。タップ
密度は通常、0.05〜2g/ml、好ましくは0.2
〜1.5g/mlである。非磁性無機粉末の含水率は通
常、0.1〜5質量%、好ましくは0.2〜3質量%、
更に好ましくは0.3〜1.5質量%である。非磁性無
機粉末のpHは通常、2〜11であるが、pHは7〜1
0の間が特に好ましい。非磁性無機粉末の比表面積は通
常、1〜100m2/g、好ましくは5〜70m2/g、
更に好ましくは10〜65m2/gである。非磁性無機
粉末の結晶子サイズは0.004μm〜1μmが好まし
く、0.04μm〜0.1μmが更に好ましい。ジブチ
ルフタレート(DBP)を用いた吸油量は5〜100m
l/100g、好ましくは10〜80ml/100g、
更に好ましくは20〜60ml/100gである。比重
は通常、1〜12、好ましくは3〜6である。形状は針
状、球状、多面体状、板状のいずれでも良い。
ましく、本来ないことが最も好ましいと考えられる。本
発明に用いられる上記非磁性無機粉末のモース硬度は4
〜10のものが好ましい。これらの粉体表面のラフネス
ファクターは0.8〜1.5が好ましく、更に好ましい
ラフネスファクターは0.9〜1.2である。非磁性無
機粉末のSA(ステアリン酸)吸着量は1〜20μmo
l/m2、更に好ましくは2〜15μmol/m2であ
る。非磁性無機粉末の25℃での水への湿潤熱は200
〜600mJ/m2の範囲にあることが好ましい。ま
た、この湿潤熱の範囲にある溶媒を使用することができ
る。100〜400℃での表面の水分子の量は1〜10
個/100Åが適当である。水中での等電点のpHは3
〜9の間にあることが好ましい。
理によりAl2O3、SiO2、TiO2、ZrO2、Sn
O2、Sb2O3、ZnOを存在させることが好ましい。
特に分散性に好ましいのはAl2O3、SiO2、Ti
O2、ZrO2であるが、更に好ましいのはAl2O3、S
iO2、ZrO2である。これらは組み合わせて使用して
も良いし、単独で用いることもできる。また、目的に応
じて共沈させた表面処理層を用いても良いし、先ずアル
ミを表層に存在させた後でシリカを存在させる方法、ま
たはその逆の方法を採ることもできる。また、表面処理
層は目的に応じて多孔質層にしても構わないが、均質で
密である方が一般には好ましい。
の具体的な例としては、昭和電工製ナノタイト、住友化
学製HIT−100,ZA−G1、戸田工業社製DPN
−250,DPN−250BX、DPN−245,DP
N−270BX、DPB−550BX、DPN−550
RX、石原産業製酸化チタンTTO−51B、TTO−
55A,TTO−55B、TTO−55C、TTO−5
5S、TTO−55D、SN−100,MJ−7 α−
酸化鉄E270,E271,E300,チタン工業製S
TT−4D、STT−30D、STT−30、STT−
65C、テイカ製MT−100S、MT−100T、M
T−150W、MT−500B、MT−600B、MT
−100F、MT−500HD、堺化学製FINEX−
25,BF−1,BF−10,BF−20,ST−M、
同和鉱業製DEFIC−Y,DEFIC−R、日本アエ
ロジル製AS2BM,TiO2P25,宇部興産製10
0A,500A、チタン工業製Y−LOP及びそれを焼
成したものが挙げられる。
ンとα−酸化鉄である。α−酸化鉄(ヘマタイト)は以
下のような諸条件の基で実施される。α−Fe2O3粉末
は、通常の第一鉄水溶液に等量以上の水酸化アルカリ
水溶液を加えて得られる水酸化第一鉄コロイドを含む懸
濁液をpH11以上にて80℃以下の温度で酸素を含有
ガスを通気して酸化反応を行う事により針状ゲータイト
粒子を生成させる方法、第一鉄塩水溶液と炭酸アルカ
リ水溶液とを反応させて得られるFeCO3を含む懸濁
液に酸素含有ガスを通気して酸化反応を行う事により紡
錘状を呈したゲータイト粒子を生成させる方法、第一
鉄水溶液に等量未満の水酸化アルカリ水溶液または炭酸
アルカリ水溶液を添加して得られる水酸化第一鉄コロイ
ドを含む第一鉄塩水溶液に酸素含有ガスを通気して酸化
反応を行う事により針状ゲータイト核粒子を生成させ、
次いで、該針状ケータイト該粒子を含む第一鉄塩水溶液
に、該第一鉄塩水溶液中のFe2+に対し等量以上の水酸
化アルカリ水溶液を添加した後、酸素含有ガスを通気し
て前記針状ゲータイト核粒子を成長させる方法及び、
第一鉄水溶液に等量未満の水酸化アルカリ水溶液または
炭酸アルカリ水溶液を添加して得られる水酸化第一鉄コ
ロイドを含む第一鉄塩水溶液に酸素含有ガスを通気して
酸化反応を行う事により針状ゲータイト核粒子を生成さ
せ、次いで、酸性または中性領域で前記針状ゲータイト
核粒子を成長させる方法等により得られた針状ゲータイ
ト粒子を前駆体粒子とする。
末の特性向上等の為に通常添加されている、Ni、Z
n、P、Si等の異種元素が添加されていても支障がな
い。前駆体粒子である針状ゲータイト粒子を200〜5
00℃の温度範囲で脱水するか、必要に応じて、更に3
50〜800℃の温度範囲で加熱処理により焼き鈍しを
して針状α−Fe2O3の粒子を得る。
イト粒子は表面にP、Si、B、Zr、Sb等を含有す
る化合物である焼結防止剤が付着していても支障はな
い。350〜800℃の温度範囲で加熱処理により焼き
鈍しをするのは、脱水されて得られた針状α−Fe2O3
粒子の粒子表面に生じている空孔を焼き鈍しにより、粒
子の極表面を溶融させて空孔をふさいで平滑な表面形態
とさせる事が好ましいからである。
れた針状α−Fe2O3粒子は水溶液中に分散して懸濁液
とし、例えば、Al化合物を添加しpH調整をして前記
α−Fe2O3粒子の粒子表面に前記添加化合物を被覆し
た後、濾過、水洗、乾燥、粉砕、必要により更に脱気、
圧密処理等を施されてもよい。用いられるAl化合物は
酢酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウ
ム、硝酸アルミニウム等のアルミニウム塩やアルミン酸
ソーダ等のアルミン酸アルカリ塩を使用することが出来
る。この場合のAl化合物添加量はα−Fe2O3粒子粉
末に対してAl換算で通常、0.01〜50質量%であ
る。また、Al化合物とともにSi化合物を始めとし
て、P、Ti、Mn、Ni、Zn、Zr、Sn、Sbか
ら選ばれる化合物の1種または2種以上を用いて被覆す
ることもできる。Al化合物とともに用いるこれらの化
合物の添加量はそれぞれα−Fe2O3粒子粉末に対して
通常、0.01〜50質量%の範囲である。
である。これらの酸化チタンの製法は主に硫酸法と塩素
法がある。硫酸法はイルミナイトの源鉱石を硫酸で蒸解
し、Ti,Feなどを硫酸塩として抽出する。硫酸鉄を
晶析分離して除き、残りの硫酸チタニル溶液を濾過精製
後、熱加水分解を行って、含水酸化チタンを沈澱させ
る。これを濾過洗浄後、夾雑不純物を洗浄除去し、粒径
調節剤などを添加した後、80〜1000℃で焼成すれ
ば粗酸化チタンとなる。ルチル型とアナターゼ型は加水
分解の時に添加される核剤の種類によりわけられる。こ
の粗酸化チタンを粉砕、整粒、表面処理などを施して作
成する。塩素法では原鉱石は天然ルチルや合成ルチルが
用いられる。鉱石は高温還元状態で塩素化され、Tiは
TiCl4にFeはFeCl2となり、冷却により固体と
なった酸化鉄は液体のTiCl4と分離される。得られ
た粗TiCl4は精留により精製した後核生成剤を添加
し、1000℃以上の温度で酸素と瞬間的に反応させ、
粗酸化チタンを得る。この酸化分解工程で生成した粗酸
化チタンに顔料的性質を与えるための仕上げ方法は硫酸
法と同じである。
後、水と分散剤を加え、湿式粉砕、遠心分離により粗粒
分級が行なわれる。その後、微粒スラリーは表面処理槽
に移され、ここで金属水酸化物の表面被覆が行われる。
まず、所定量のAl,Si,Ti,Zr,Sb,Sn,
Znなどの塩類水溶液を加え、これを中和する酸、また
はアルカリを加えて、生成する含水酸化物で酸化チタン
粒子表面を被覆する。副生する水溶性塩類はデカンテー
ション、濾過、洗浄により除去し、最終的にスラリーp
Hを調節して濾過し、純水により洗浄する。洗浄済みケ
ーキはスプレードライヤーまたはバンドドライヤーで乾
燥される。最後にこの乾燥物はジェットミルで粉砕さ
れ、製品になる。また、水系ばかりでなく酸化チタン粉
体にAlCl3,SiCl4の蒸気を通じその後水蒸気を
流入して表面処理を施すことも可能である。その他の顔
料の製法についてはG.D.Parfitt and K.S.W. Sing "Cha
racterization of Powder Surfaces "Academic Press,1
976を参考にすることができる。
の効果であるRsを下げること、光透過率を小さくする
ことができるとともに、所望のマイクロビッカース硬度
を得る事ができる。
5〜60Kg/mm2(245〜588MPa)、好ま
しくは30〜50Kg/mm2(294〜490MP
a)であり、NEC製薄膜硬度計HMA−400を用い
て、稜角80度、先端半径0.1μmのダイヤモンド製
三角錐針を圧子先端に用いて、測定する。光透過率は一
般に波長900nm程度の赤外線の吸収が3%以下、た
とえばVHSでは0.8%以下であることが規格化され
ている。このためにはゴム用ファ−ネス、ゴム用サ−マ
ル、カラ−用ブラック、アセチレンブラック、等を用い
ることができる。
面積は通常、100〜500m2/g、好ましくは15
0〜400m2/g、DBP吸油量は通常、20〜40
0ml/100g、好ましくは30〜200ml/10
0gである。カーボンブラックの粒子径は通常、5nm
〜80nm、好ましく10〜50nm、さらに好ましく
は10〜40nmである。通常、カーボンブラックのp
Hは、2〜10、含水率は0.1〜10%、タップ密度
は0.1〜1g/ml、が好ましい。本発明に用いられ
るカーボンブラックの具体的な例としてはキャボット社
製、BLACKPEARLS 2000、1300、1
000、900、800,880,700、VULCA
NXC−72、三菱化学社製、#3050B,3150
B,3250B、#3750B、#3950B、#95
0、#650B,#970B、#850B、MA−60
0、コロンビアンカーボン社製、CONDUCTEX
SC、RAVEN8800,8000,7000,57
50,5250,3500,2100,2000,18
00,1500,1255,1250、アクゾー社製ケ
ッチェンブラックECなどがあげられる。カーボンブラ
ックを分散剤などで表面処理したり、樹脂でグラフト化
して使用しても、表面の一部をグラファイト化したもの
を使用してもかまわない。また、カーボンブラックを塗
料に添加する前にあらかじめ結合剤で分散してもかまわ
ない。これらのカーボンブラックは上記非磁性無機粉末
に対して50質量%を越えない範囲、非磁性層総質量の
40%を越えない範囲で使用できる。これらのカーボン
ブラックは単独、または組み合わせで使用することがで
きる。
ば「カーボンブラック便覧」カーボンブラック協会編」
を参考にすることができる。また下層には有機質粉末を
目的に応じて、添加することもできる。例えば、アクリ
ルスチレン系樹脂粉末、ベンゾグアナミン樹脂粉末、メ
ラミン系樹脂粉末、フタロシアニン系顔料が挙げられる
が、ポリオレフィン系樹脂粉末、ポリエステル系樹脂粉
末、ポリアミド系樹脂粉末、ポリイミド系樹脂粉末、ポ
リフッ化エチレン樹脂も使用することができる。その製
法は特開昭62−18564号、特開昭60−2558
27号に記されているようなものが使用できる。
ることが行われているが、これは支持体と磁性層又は下
層との接着力を向上させるために設けられるものであっ
て、溶剤可溶性のポリエステルが使用される。厚さも
0.5μm以下が一般的である。下層の結合剤樹脂、潤
滑剤、分散剤、添加剤、溶剤、分散方法その他は磁性層
のそれが適用できる。特に、結合剤樹脂量、種類、添加
剤、分散剤の添加量、種類に関しては磁性層に関する公
知技術が適用できる。
としては、ガラス転移温度が−100〜150℃、数平
均分子量が1,000〜200,000、好ましくは1
0,000〜100,000、重合度が約50〜1,0
00程度のものである。このような例としては、塩化ビ
ニル、酢酸ビニル、ビニルアルコール、マレイン酸、ア
クリル酸、アクリル酸エステル、塩化ビニリデン、アク
リロニトリル、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、
スチレン、ブタジエン、エチレン、ビニルブチラール、
ビニルアセタール、ビニルエーテル、等を構成単位とし
て含む重合体または共重合体、ポリウレタン樹脂、各種
ゴム系樹脂がある。
てはフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン硬化
型樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、アク
リル系反応樹脂、ホルムアルデヒド樹脂、シリコーン樹
脂、エポキシ−ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂とイ
ソシアネートプレポリマーの混合物、ポリエステルポリ
オールとポリイソシアネートの混合物、ポリウレタンと
ポリイソシアネートの混合物等があげられる。これらの
樹脂については朝倉書店発行の「プラスチックハンドブ
ック」に詳細に記載されている。また、公知の電子線硬
化型樹脂を下層、または上層に使用することも可能であ
る。
昭62−256219号に詳細に記載されている。以上
の樹脂は単独または組み合わせて使用できるが、好まし
いものとして塩化ビニル樹脂、塩化ビニル酢酸ビニル樹
脂、塩化ビニル酢酸ビニルビニルアルコール樹脂、塩化
ビニル酢酸ビニル無水マレイン酸共重合体の中から選ば
れる少なくとも1種とポリウレタン樹脂の組み合わせ、
またはこれらにポリイソシアネートを組み合わせたもの
があげられる。ポリウレタン樹脂の構造はポリエステル
ポリウレタン、ポリエーテルポリウレタン、ポリエ−テ
ルポリエステルポリウレタン、ポリカーボネートポリウ
レタン、ポリエステルポリカーボネートポリウレタン、
ポリカプロラクトンポリウレタン、ポリオレフィンポリ
ウレタン、など公知のものが使用できる。特に、前記し
た環状構造を有する短鎖ジオールとエーテル基を含む長
鎖ジオールからなるポリウレタンが好ましい。ここに示
したすべての結合剤について、より優れた分散性と耐久
性を得るためには必要に応じ、−COOM、−SO
3M、−OSO3M、−P=O(OM)2、−O−P=O
(OM)2、(以上につきMは水素原子、またはアルカ
リ金属塩基)、−OH、−NR2、−N+R3(Rは炭化
水素基)、エポキシ基、−SH、−CN、スルホベタイ
ン、ホスホベタイン、カルボキシベタインなどから選ば
れる少なくともひとつ以上の極性基を共重合または付加
反応で導入したものを用いることが好ましい。このよう
な極性基の量は10-1〜10-8モル/gであり、好まし
くは10-2〜10-6モル/gである。
的な例としてはユニオンカーバイト社製VAGH、VY
HH、VMCH、VAGF、VAGD,VROH,VY
ES,VYNC,VMCC,XYHL,XYSG,PK
HH,PKHJ,PKHC,PKFE,日信化学工業社
製、MPR−TA、MPR−TA5,MPR−TAL,
MPR−TSN,MPR−TMF,MPR−TS、MP
R−TM、MPR−TAO、電気化学社製1000W、
DX80,DX81,DX82,DX83、100F
D、日本ゼオン社製のMR−104、MR−105、M
R110、MR100、400X−110A、日本ポリ
ウレタン社製ニッポランN2301、N2302、N2
304、大日本インキ社製パンデックスT−5105、
T−R3080、T−5201、バーノックD−40
0、D−210−80、クリスボン6109,720
9,東洋紡社製バイロンUR8200、UR8300、
RV530、RV280、大日精化社製、ダイフェラミ
ン4020、5020、5100、5300、902
0、9022、7020、三菱化成社製、MX500
4、三洋化成社製サンプレンSP−150、TIM−3
003、旭化成社製サランF310、F210などがあ
げられる。この中でMR−104、MR110、UR−
8200、UR8300、UR−8700、およびジオ
ールと有機ジイソシアネートを主原料とした反応生成物
であり、環状構造とエーテル基を持つポリウレタンが好
ましい。
る場合は,破断伸びが100〜2,000%、破断応力
は0.05〜10Kg/mm2(0.45〜98MP
a)、降伏点は0.05〜10Kg/mm2(0.45
〜98MPaが好ましい。
は、トリレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニル
メタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネ
ート、キシリレンジイソシアネート、ナフチレン−1,
5−ジイソシアネート、o−トルイジンジイソシアネー
ト、イソホロンジイソシアネート、トリフェニルメタン
トリイソシアネート等のイソシアネート類、また、これ
らのイソシアネート類とポリアルコールとの生成物、ま
た、イソシアネート類の縮合によって生成したポリイソ
シアネート等が好ましい。これらのイソシアネート類の
市販されている商品名としては、日本ポリウレタン社
製、コロネートL、コロネートHL,コロネート203
0、コロネート2031、ミリオネートMR、ミリオネ
ートMTL、武田薬品社製、タケネートD−102,タ
ケネートD−110N、タケネートD−200、タケネ
ートD−202、住友バイエル社製、デスモジュール
L,デスモジュールIL、デスモジュールN、デスモジ
ュールHL,等がありこれらを単独または硬化反応性の
差を利用して二つもしくはそれ以上の組み合わせで下
層、上層とも用いることができる。これらポリイソシア
ネートは、上層の全結合剤樹脂に対し、通常、0〜50
質量%、好ましくは0〜30質量%用いられ、下層の全
結合剤樹脂に対し通常、0〜40質量%、好ましくは0
〜25質量%用いられる。
した場合は、結合剤樹脂量、結合剤中に占める塩化ビニ
ル系樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイソシアネート、あ
るいはそれ以外の樹脂の量、磁性層を形成する各樹脂の
分子量、極性基量、あるいは先に述べた樹脂の物理特性
などを必要に応じ各層とで変えることはもちろん可能で
あり、多層磁性層に関する公知技術を適用できる。
ックは非磁性層で例示したものを適用できる。カーボン
ブラックは磁性塗料に添加する前にあらかじめ結合剤で
分散してもかまわない。これらのカーボンブラックは単
独、または組み合わせで使用することができる。カーボ
ンブラックを使用する場合は強磁性金属粉末に対する量
の0.1〜10質量%、好ましくは0.1〜3質量%、
更に好ましくは0.5〜1.5質量%でもちいることが
好ましい。カーボンブラックは磁性層の帯電防止、摩擦
係数低減、遮光性付与、膜強度向上などの働きがあり、
これらは用いるカーボンブラックにより異なる。従って
本発明に使用されるこれらのカーボンブラックは上層、
下層でその種類、量、組み合わせを変え、粒子サイズ、
吸油量、電導度、pHなどの先に示した諸特性をもとに
目的に応じて使い分けることはもちろん可能である。本
発明の磁性層で使用できるカーボンブラックは例えば
「カーボンブラック便覧」カーボンブラック協会編を参
考にすることができる。
90%以上のα−アルミナ、β−アルミナ、炭化ケイ
素、酸化クロム、酸化セリウム、α−酸化鉄、コランダ
ム、人造ダイヤモンド、窒化珪素、炭化珪素,チタンカ
ーバイト、酸化チタン、二酸化珪素、窒化ホウ素、など
主としてモース6以上の公知の材料が単独または組み合
わせで使用される。また、これらの研磨剤どうしの複合
体(研磨剤を他の研磨剤で表面処理したもの)を使用し
てもよい。これらの研磨剤には主成分以外の化合物また
は元素が含まれる場合もあるが主成分が90%以上であ
れば効果にかわりはない。これら研磨剤の平均粒子サイ
ズは0.01〜2μmが好ましいが、必要に応じて粒子
サイズの異なる研磨剤を組み合わせたり、単独の研磨剤
でも粒径分布を広くして同様の効果をもたせることもで
きる。タップ密度は0.3〜2g/cc、含水率は0.
1〜5%、pHは2〜11、比表面積は1〜30m2/
g、が好ましい。
球状、サイコロ状、のいずれでも良いが、形状の一部に
角を有するものが研磨性が高く好ましい。本発明に用い
られる研磨剤の具体的な例としては、住友化学社製、A
KP−20,AKP−30,AKP−50、HIT−5
0、HIT−60,HIT−70、HIT−80,HI
T−80G,HIT−100、日本化学工業社製、G
5,G7,S−1、戸田工業社製、TF−100,TF
−140などがあげられる。本発明に用いられる研磨剤
は下層、上層で種類、量および組み合わせを変え、目的
に応じて使い分けることはもちろん可能である。これら
の研磨剤はあらかじめ結合剤で分散処理したのち磁性塗
料中に添加してもかまわない。本発明の磁気記録媒体の
磁性層表面および磁性層端面に存在する研磨剤は5個/
100μm2以上が好ましい。
効果、帯電防止効果、分散効果、可塑効果、などをもつ
ものが使用される。二硫化モリブデン、二硫化タングス
テン、グラファイト、窒化ホウ素、フッ化黒鉛、シリコ
ーンオイル、極性基をもつシリコーン、脂肪酸変性シリ
コーン、フッ素含有シリコーン、フッ素含有アルコー
ル、フッ素含有エステル、ポリオレフィン、ポリグリコ
ール、アルキル燐酸エステルおよびそのアルカリ金属
塩、アルキル硫酸エステルおよびそのアルカリ金属塩、
ポリフェニルエーテル、フッ素含有アルキル硫酸エステ
ルおよびそのアルカリ金属塩、炭素数10〜24の一塩
基性脂肪酸(不飽和結合を含んでも、また分岐していて
もかまわない)、および、これらの金属塩(Li、N
a、K、Cuなど)または、炭素数12〜22の一価、
二価、三価、四価、五価、六価アルコール(不飽和結合
を含んでも、また分岐していてもかまわない)、炭素数
12〜22のアルコキシアルコール(不飽和結合を含ん
でも、また分岐していてもかまわない)、炭素数10〜
24の一塩基性脂肪酸(不飽和結合を含んでも、また分
岐していてもかまわない)と炭素数2〜12の一価、二
価、三価、四価、五価、六価アルコールのいずれか一つ
(不飽和結合を含んでも、また分岐していてもかまわな
い)とからなるモノ脂肪酸エステルまたはジ脂肪酸エス
テルまたはトリ脂肪酸エステル、アルキレンオキシド重
合物のモノアルキルエーテルの脂肪酸エステル、炭素数
8〜22の脂肪酸アミド、炭素数8〜22の脂肪族アミ
ン、などが使用できる。
スチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、ス
テアリン酸ブチル、オレイン酸、リノール酸、リノレン
酸、エライジン酸、ステアリン酸オクチル、ステアリン
酸アミル、ステアリン酸イソオクチル、ミリスチン酸オ
クチル、ステアリン酸ブトキシエチル、アンヒドロソル
ビタンモノステアレート、アンヒドロソルビタンジステ
アレート、アンヒドロソルビタントリステアレート、オ
レイルアルコール、ラウリルアルコール、があげられ
る。また、アルキレンオキサイド系、グリセリン系、グ
リシドール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド
付加体、等のノニオン界面活性剤、環状アミン、エステ
ルアミド、第四級アンモニウム塩類、ヒダントイン誘導
体、複素環類、ホスホニウムまたはスルホニウム類、等
のカチオン系界面活性剤、カルボン酸、スルフォン酸、
燐酸、硫酸エステル基、燐酸エステル基、などの酸性基
を含むアニオン界面活性剤、アミノ酸類、アミノスルホ
ン酸類、アミノアルコールの硫酸または燐酸エステル
類、アルキルベダイン型、等の両性界面活性剤等も使用
できる。これらの界面活性剤については、「界面活性剤
便覧」(産業図書株式会社発行)に詳細に記載されてい
る。これらの潤滑剤、帯電防止剤等は必ずしも100%
純粋ではなく、主成分以外に異性体、未反応物、副反応
物、分解物、酸化物等の不純分がふくまれてもかまわな
い。これらの不純分は30質量%以下が好ましく、さら
に好ましくは10質量%以下である。
活性剤は下層、磁性層でその種類、量を必要に応じ使い
分けることができる。例えば、下層、磁性層で融点のこ
となる脂肪酸を用い表面へのにじみ出しを制御する、沸
点や極性の異なるエステル類を用い表面へのにじみ出し
を制御する、界面活性剤量を調節することで塗布の安定
性を向上させる、潤滑剤の添加量を下層で多くして潤滑
効果を向上させるなど考えられ、無論ここに示した例の
みに限られるものではない。
たはその一部は、磁性塗料製造のどの工程で添加しても
かまわない、例えば、混練工程前に強磁性金属粉末と混
合する場合、強磁性金属粉末と結合剤と溶剤による混練
工程で添加する場合、分散工程で添加する場合、分散後
に添加する場合、塗布直前に添加する場合などがある。
また、目的に応じて磁性塗布層を塗布した後、同時また
は逐次塗布で、添加剤の一部または全部を塗布すること
により目的が達成される場合がある。また、目的によっ
てはカレンダーした後、またはスリット終了後、磁性層
表面に潤滑剤を塗布することもできる。
としては、日本油脂社製、NAA−102,NAA−4
15,NAA−312,NAA−160,NAA−18
0,NAA−174,NAA−175,NAA−22
2,NAA−34,NAA−35,NAA−171,N
AA−122、NAA−142、NAA−160、NA
A−173K,ヒマシ硬化脂肪酸、NAA−42,NA
A−44、カチオンSA、カチオンMA、カチオンA
B,カチオンBB,ナイミーンL−201,ナイミーン
L−202,ナイミーンS−202,ノニオンE−20
8,ノニオンP−208,ノニオンS−207,ノニオ
ンK−204,ノニオンNS−202,ノニオンNS−
210,ノニオンHS−206,ノニオンL−2,ノニ
オンS−2,ノニオンS−4,ノニオンO−2、ノニオ
ンLP−20R,ノニオンPP−40R,ノニオンSP
−60R、ノニオンOP−80R、ノニオンOP−85
R,ノニオンLT−221,ノニオンST−221,ノ
ニオンOT−221,モノグリMB,ノニオンDS−6
0,アノンBF,アノンLG,ブチルステアレート、ブ
チルラウレート、エルカ酸、関東化学社製、オレイン
酸、竹本油脂社製、FAL−205、FAL−123、
新日本理化社製、エヌジェルブLO、エヌジョルブIP
M,サンソサイザ−E4030、信越化学社製、TA−
3、KF−96、KF−96L、KF96H、KF41
0,KF420、KF965,KF54,KF50,K
F56,KF907,KF851,X−22−819,
X−22−822,KF905,KF700,KF39
3,KF−857,KF−860,KF−865,X−
22−980,KF−101,KF−102,KF−1
03,X−22−3710,X−22−3715,KF
−910,KF−3935,ライオンアーマー社製、ア
ーマイドP、アーマイドC,アーモスリップCP、ライ
オン油脂社製、デユオミンTDO、日清製油社製、BA
−41G、三洋化成社製、プロファン2012E、ニュ
ーポールPE61、イオネットMS−400,イオネッ
トMO−200、イオネットDL−200、イオネット
DS−300、イオネットDS−1000、イオネット
DO−200などが挙げられる。
でアセトン、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、等のケトン類、メタノー
ル、エタノール、プロパノール、ブタノール、イソブチ
ルアルコール、イソプロピルアルコール、メチルシクロ
ヘキサノール、などのアルコール類、酢酸メチル、酢酸
ブチル、酢酸イソブチル、酢酸イソプロピル、乳酸エチ
ル、酢酸グリコール等のエステル類、グリコールジメチ
ルエーテル、グリコールモノエチルエーテル、ジオキサ
ン、などのグリコールエーテル系、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン、クレゾール、クロルベンゼン、などの芳
香族炭化水素類、メチレンクロライド、エチレンクロラ
イド、四塩化炭素、クロロホルム、エチレンクロルヒド
リン、ジクロルベンゼン、等の塩素化炭化水素類、N,
N−ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ヘ
キサン等のものが使用できる。これら有機溶媒は必ずし
も100%純粋ではなく、主成分以外に異性体、未反応
物、副反応物、分解物、酸化物、水分等の不純分がふく
まれてもかまわない。これらの不純分は30質量%以下
が好ましく、さらに好ましくは10質量%以下である。
本発明で用いる有機溶媒は磁性層と下層でその種類は同
じであることが好ましい。その添加量は変えてもかまわ
ない。下層に表面張力の高い溶媒(シクロヘキサノン、
ジオキサンなど)を用い塗布の安定性をあげる、具体的
には上層溶剤組成の算術平均値が下層溶剤組成の算術平
均値を下回らないことが肝要である。分散性を向上させ
るためにはある程度極性が強い方が好ましく、溶剤組成
の内、誘電率が15〜20の溶剤が50質量%以上含ま
れることが好ましい。また、溶解パラメータは8〜11
であることが好ましい。
が1〜100μmであるが、特に、1〜8μmの薄い支
持体を用いる場合に有効である。磁性層と下層を合わせ
た厚みは支持体の厚みの1/100〜2倍の範囲で用い
られる。また、支持体と下層の間に密着性向上のための
接着層を設けることが好ましい。
しくは0.02〜0.5μmである。また、支持体の磁
性層側と反対側にバックコート層を設けてもかまわな
い。この厚みは0.1〜2μm、好ましくは0.3〜
1.0μmである。これらの接着層、バックコート層は
公知のものが使用できる。本発明に用いられる支持体
は、マイクロビッカース硬度が75Kg/mm2(73
5MPa)以上のものであり、二軸延伸を行ったポリエ
チレンナフタレート、ポリアミド、ポリイミド、ポリア
ミドイミド、芳香族ポリアミド、ポリベンズオキシダゾ
ールなどの公知のフィルムが使用できる。特に、東レ社
製「アラミド」又は旭化成製「アラミカ」として入手で
きる芳香族ポリアミドもしくはポリエチレンナフタレー
トを用いた支持体が好ましい。
処理、プラズマ処理、易接着処理、熱処理、除塵処理、
などをおこなっても良い。本発明の目的を達成するに
は、支持体の磁性層を塗する面の中心線平均表面粗さが
10〜0.1nm、好ましくは6〜0.2nm、さらに
好ましくは4〜0.5nmのものを使用することが好ま
しい。また、これらの支持体は単に中心線平均表面粗さ
が小さいだけではなく、1μm以上の粗大突起がないこ
とが好ましい。また表面の粗さ形状は必要に応じて支持
体に添加されるフィラーの大きさと量により自由にコン
トロールされるものである。これらのフィラーとしては
一例としてはAl,Ca,Si、Tiなどの酸化物や炭
酸塩で結晶性、非晶質を問わない他、アクリル系、メラ
ミン系などの有機微粉末があげられる。また、走行耐久
性との両立を図るためには、バック層を塗布する面の粗
さは磁性層を塗布する面の粗さより粗い事が好ましい。
バック層塗布面の中心線表面粗さは好ましくは1〜20
nm、更に好ましくは2〜8nmである。磁性層塗布面
とバック層塗布面との粗さを変える場合には、デュアル
構成の支持体を用いても良いし、コーテイング層を設け
る事によって変えても構わない。
向のF−5値は好ましくは10〜50Kg/mm2(9
8〜490MPa)、テープ幅方向のF−5値は好まし
くは10〜30Kg/mm2(98〜294MPa)で
あり、テープの長手方向のF−5値がテープ幅方向のF
−5値より高いのが一般的であるが、特に幅方向の強度
を高くする必要があるときはその限りでない。また、支
持体のテープ走行方向および幅方向の100℃30分で
の熱収縮率は好ましくは3%以下、さらに好ましくは
1.5%以下、80℃30分での熱収縮率は好ましくは
1%以下、さらに好ましくは0.5%以下である。破断
強度は両方向とも5〜100Kg/mm2(49〜98
0MPa)、弾性率は100〜2,000Kg/mm2
(0.98〜19.6GPa)、が好ましい。また、本
発明での900nmでの光透過率は30%以下が好まし
く、更に好ましくは3%以下である。
る工程は、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からな
る。個々の工程はそれぞれ2段階以上にわかれていても
かまわない。本発明に使用する強磁性金属粉末、結合
剤、カーボンブラック、研磨剤、帯電防止剤、潤滑剤、
溶剤などすべての原料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、個々の原料を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、ポリウレ
タン樹脂を混練工程、分散工程、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。本発明の目的
を達成するためには、従来の公知の製造技術を一部の工
程としてを用いることができることはもちろんである
が、混練工程では連続ニーダや加圧ニーダなど強い混練
力をもつものを使用することにより高いBrを得ること
ができるので好ましい。連続ニーダまたは加圧ニーダを
用いる場合は強磁性金属粉末と結合剤のすべてまたはそ
の一部(ただし全結合剤の30質量%以上が好ましい)
および強磁性粉末100部に対し15〜500部の範囲
で混練処理される。これらの混練処理の詳細については
特開平1−166338号、特開昭64−79274号
に記載されている。また、磁性層液、非磁性層液、ある
いは研磨剤分散液等を調製する場合には高比重の分散メ
ディアを用いることが望ましく、ジルコニアビーズが好
適である。
同時重層塗布する装置、方法の例として以下のような構
成を提案できる。1,磁性塗料の塗布で一般的に用いら
れるグラビア塗布、ロール塗布、ブレード塗布、エクス
トルージョン塗布装置等により、まず下層塗布層を塗布
し、下層塗布層がウェット状態にのうちに特公平1−4
6186号や特開昭60−238179号,特開平2−
265672号に開示されている支持体加圧型エクスト
ルージョン塗布装置により上層磁性層を塗布する。
−17971号,特開平2−265672号に開示され
ているような塗布液通液スリットを二つ内蔵する一つの
塗布ヘッドにより上下層をほぼ同時に塗布する。3,特
開平2−174965号に開示されているバックアップ
ロール付きエクストルージョン塗布装置により上下層を
ほぼ同時に塗布する。
の電磁変換特性等の低下を防止するため、特開昭62−
95174号や特開平1−236968号に開示されて
いるような方法により塗布ヘッド内部の塗布液にせん断
を付与することが望ましい。さらに、塗布液の粘度につ
いては、特開平3−8471号に開示されている数値範
囲を満足することが好ましい。
な配向を行うことが好ましい。磁気テープの場合は長手
方向に配向されるが、100mT以上、好ましくは30
0mT以上のソレノイドとコバルト磁石を同極対向で2
00mT以上、好ましくは400mT以上、さらに好ま
しくは600mT以上の磁場を併用することが好まし
く、さらには乾燥後の配向性が最も高くなるように配向
前に予め適度の乾燥工程を設けることが好ましい。ま
た、フロッピー(登録商標)ディスクの場合は、ランダ
ム配向が施される。配向条件としては、磁気テープの場
合と同じようにテープ長手方向に配向したのち、例えば
周波数50Hzで磁場強度25mTまた周波数50Hz
で磁場強度12mTの二つの磁場強度等の交流磁場発生
装置の中を通過させて、ランダム配向される。
る以前にポリマーを主成分とする接着層を設けることや
コロナ放電、紫外線(UV)照射、電子線照射すること
により接着性を高める公知の手法を組み合わせることが
好ましい。さらに、カレンダー処理ロールとしてエポキ
シ、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド等の耐
熱性のあるプラスチックロール、または金属ロールを使
用する。また、金属ロール同志、プラシチックロール同
志または金属ロールとプラスチックロールの対ロールで
処理することが出来る。処理温度は、好ましくは70〜
120℃、さらに好ましくは80〜100℃以上であ
る。線圧力は好ましくは200〜500Kg/cm、さ
らに好ましくは300〜400Kg/cm以上である。
の反対面のSUS420Jに対する摩擦係数は好ましく
は0.1〜0.5、さらに好ましくは0.2〜0.3で
ある。表面固有抵抗は好ましくは104〜1012オーム
/sq、磁性層の0.5%伸びでの弾性率は走行方向、
幅方向とも好ましくは100〜2,000Kg/mm 2
(0.98〜19.6GPa)、破断強度は好ましくは
1〜30Kg/mm2(9.8〜294MPa)、磁気
記録媒体の弾性率は走行方向、幅方向とも好ましくは1
00〜1,500Kg/mm2(0.98〜14.7G
Pa)、残留伸びは好ましくは0.5%以下、100℃
以下のあらゆる温度での熱収縮率は好ましくは1%以
下、さらに好ましくは0.5%以下、もっとも好ましく
は0.1%以下で、0%が理想である。磁性層のガラス
転移温度(110Hzで測定した動的粘弾性測定の損失
弾性率の極大点)は30〜150℃が好ましく、下層の
それは0℃〜100℃が好ましい。損失弾性率は1×1
07〜8×108Paの範囲にあることが好ましく、損失
正接は0.2以下であることが好ましい。
い。磁性層中に含まれる残留溶媒は好ましくは100m
g/m2以下、さらに好ましくは10mg/m2以下であ
り、上層に含まれる残留溶媒が下層に含まれる残留溶媒
より少ないほうが好ましい。
性、即ち、Hc及びSFD、更にBm、Brは、特に断
らない限り、振動試料型磁束計(VSM)を用いて磁場
10kOe〔Oe={1/(4π)}kA/m〕で磁性
層面内方向で測定した値を言う。磁気テープの場合、テ
ープ走行方向において、Hcは前述した通りであり、角
形比(SQ)は通常、0.85以上であり、好ましくは
0.85〜0.95である。テープ走行方向に直角な二
つの方向の角型比、即ち、テープ面に平行かつテープ走
行方向に直交する方向とテープ面に垂直な方向の二つの
各角形比は、走行方向の角型比の80%以下となること
が好ましい。長手方向のレマネンス抗磁力Hrも180
0〜3000Oe(≒144〜240kA/m)が好ま
しい。垂直方向のHc及びHrは1000〜5000O
e(≒80〜400kA/m)であることが好ましい。
評価で求めた2乗平均粗さRRMSは2〜15nmの範囲
にあることが好ましい。
ることが好ましいが、目的に応じ下層と磁性層でこれら
の物理特性を変えることができるのは容易に推定される
ことである。例えば、磁性層の弾性率を高くし走行耐久
性を向上させると同時に下層の弾性率を磁性層より低く
して磁気記録媒体のヘッドへの当りを良くするなどであ
る。また、支持体のテンシライズ方法を変更して、ヘッ
ド当たりを改良することが本発明においても有効であ
り、テープ長手方向に対し、直角な方向にテンシライズ
した支持体の方がヘッド当たりが良好になる場合が多
い。
は質量%を示す。
具備し、予め窒素置換した容器に式1のジオールである
HBpA、式2のジオールであるBpA−PPO70
0、その他のジオールのPPG400およびDEISを
モル比でHBpA:BpA−PPO700:PPG40
0:DEIS=24:14:10:2としてシクロヘキ
サノンとジメチルアセトアミドを50:50の質量比で
含む混合溶媒に溶解し、窒素気流下で60℃で溶解し
た。触媒として、ジ−n−ジブチルスズジラウレートを
使用した原料の総量に対して60ppm加えてもよい。
ジジイソシアネート)をジオールの総和と等モル加え9
0℃にて6時間加熱反応し、エーテル基を4.0nmo
l/g含有し、かつ−SO3 Na基が8×10−5モ
ル/g導入されたMw45000でMn25000のポ
リウレタン樹脂Aを得た。
ビノールHB) BpA−PPO700:ビスフェノールAのポリプロピ
レンオキシド付加物(分子量700) PPG400:ポリプロピレングリコール(分子量40
0) DEIS:ビス(2−ヒドロキシエチル)スルホイソフ
タレートのナトリウム塩上記強磁性金属粉末及びポリウ
レタン樹脂Aを使用して以下の上層液及び下層液を調製
した。
と、1μmの平均孔径を有するフィルターを用いて濾過
し、各塗布液を調製した。得られた下層塗布液を乾燥後
の厚さが1.2μmとなるように、厚さ5.2μmで磁
性層塗布面の中心線表面粗さが0.001μmのポリエ
チレンナフタレート支持体の表面にリバースロールを用
いて塗布し、更にその直後に上層塗布液をその上に乾燥
後の厚さが0.17μmとなるように同時重層塗布を行
い、両層がまだ湿潤状態にあるうちに500mTの磁力
をもつコバルト磁石と400mTの磁力をもつソレノイ
ドにより配向させ乾燥後、金属ロールとエポキシ樹脂ロ
ールから構成される7段のカレンダーで温度100℃に
て分速200m/minで処理を行い、その後、厚み
0.5μmのバック層を塗布した。6.35mmの幅に
スリットし、DVCビデオ用テープを作成した。
較例の磁気記録媒体の特性を下記の測定方法によって測
定した結果を表1に示す。 〔測定方法〕 ・磁気特性(Hc、Br):振動試料型磁束計(東英工
業社製)を用い、Hm10KOe〔Oe={1/(4
π)}kA/m〕で測定した。 ・磁性層の平均厚みd:前記方法に従った。カレンダー
後の磁性層の厚みdを表1に示した。 ・全細孔容積:QUANTA CHROME社製、全自
動ガス吸着量測定装置「AUTOSORB−1」を用い
てN2吸着法により測定した。 ・Ra:デジタルオプチカルプロフィメーター(WYK
O製)を用いた光干渉法により、カットオフ0.25m
mの条件で中心線平均粗さをRaとした。 ・1/2Tb出力:松下電器産業製カムコーダー DJ
−1を改造して、Tb:BIT間隔として、1/2Tb
の周波数(21MHz)の信号出力を測定した。記録電
流はデッキ設定値(記録波長λ=0.488μm)。0
dBはDVC用REF.テープ MTR1221であ
る。なお、−1dB以上の値を適合基準とした。
コーダー DJ−1を改造して、Tb:BIT間隔とし
て1/90Tbの周波数(465kHz)の信号出力を
測定した。記録電流はデッキ設定値(記録波長λ=2
1.96μm)。0dBはDVC用REF.テープ M
TR1221である。通常−1.0dB以上が実用的
で、好ましくは−0.5dB以上である。なお、−1d
B以上の値を適合基準とした。
ト):なお、民生用デジタルVCR(SD仕様)の規格
では、1/90Tbオーバーライトの値が規定されてい
るが、これを直接測定しようとするとトラッキング方法
を大幅に改造せざるを得ない。それ故、トラッキングド
動作に影響を及ばさない周波数として、1/90Tbオ
ーバーライト特性に代わる測定方法として、1/75T
bオーバーライト特性を評価した。なお、1/90Tb
オーバーライト性能と1/75Tbオーバーライト性能
とはほぼ一致することは確認済である。まず、周波数1
/75Tbの信号を上記DJ−1改造機で記録する。そ
の後、本1/75Tb信号を再生し、その出力を測定す
る。その後、データ信号でオーバーライトした後、1/
75Tb信号の消え残りをスペクトラムアナライザで測
定する。データ信号記録前後の1/75Tb信号出力の
差をO/W消去率とする。同様な測定をDVC ref
TAPE MTR−1221に関しても行い、その差
を1/75Tb−O/Wとする。なお、+1dB以下の
値を適合基準とした。
例は、全細孔容積が本発明範囲外である比較例に比べて
出力及びOW特性が優れていることが分る。
Claims (1)
- 【請求項1】支持体上に非磁性粉末を結合剤と分散して
なる下層と強磁性粉末を結合剤に分散してなる磁性層を
この順に有する塗布層を設けてなる磁気記録媒体におい
て、該塗布層の全細孔容積が10〜50mm3/gであ
ることを特徴とする磁気記録媒体。
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Applications Claiming Priority (1)
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JP2000336246A JP2002140808A (ja) | 2000-11-02 | 2000-11-02 | 磁気記録媒体 |
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- 2000-11-02 JP JP2000336246A patent/JP2002140808A/ja active Pending
-
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- 2001-11-02 US US10/005,430 patent/US20020076578A1/en not_active Abandoned
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