JP2003268404A - 強磁性粉末の製造方法及びそれを用いた磁気記録媒体 - Google Patents
強磁性粉末の製造方法及びそれを用いた磁気記録媒体Info
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Abstract
分散性がよい、磁気記録媒体に好適な強磁性粉末の製造
方法を提供すること。また、得られた強磁性粉末によ
り、MRヘッドを使用して再生した際でも短波長出力と
C/Nが優れ、かつ媒体ノイズが低い磁気記録媒体を提
供すること。 【解決手段】 強磁性粉末の製造方法は、強磁性粉末
に、酸解離定数(pKa)が4以下である極性基を含有
する有機化合物及び/又はその塩を添加して、乾式圧密
処理することによって、該強磁性粉末の粒子表面に酸解
離定数(pKa)が4以下である極性基を含有する有機
化合物及び/又はその塩を被覆することを特徴とする。
また、それを用いた磁気記録媒体。
Description
方法及びそれを用いた磁気テープ等の磁気記録媒体に関
し、特に分散性がよく、磁気記録媒体に好適な強磁性粉
末の製造方法、並びに、該強磁性粉末及び結合剤を主体
とする磁性塗料を支持体上に塗布して磁性層を形成した
塗布型の磁気記録媒体に関連する。とりわけ再生に磁気
抵抗効果を利用したMRヘッドを使用したシステムにお
いて特に好適であり、磁性層に特定の強磁性粉末を含
み、高密度記録可能な磁気記録媒体に関する。
プ、コンピューター用テープ、フレキシブルディスク等
の磁気記録媒体としては、強磁性酸化鉄、Co変性強磁
性酸化鉄、CrO2、強磁性金属粉末、六方晶系フェラ
イト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ている。この中でも六
方晶系フェライトは高密度記録特性に優れていることが
知られている(例えば、特開昭60−157719号公
報、特開昭62−109226号公報、特開平3−28
0215号公報)。
系フェライトを用いて磁性層の厚みを0.1〜0.6μ
mとし、磁性層と支持体の間に磁性層より厚い非磁性層
を設け、表面性、短波長出力、消去特性、耐久性を改善
した磁気記録媒体が開示されている。特開平5−225
547号公報には、支持体上に非磁性層を設け、その上
に0.1μm以下の六方晶フェライト磁性粉を含有した
磁性層を設けることで、高域特性に優れ、信号の重ね書
き特性が良好であり、耐久性も良好な磁気記録媒体が開
示されている。
は、磁気特性に優れ、しかも良好な塗料分散が得られる
六方晶フェライトとして、六方晶系フェライトの透過型
電子顕微鏡観察で得られた平均粒子サイズより求めた算
術比表面積(Sc)とBET法で求めた比表面積(S
m)との比(Sm/Sc)が1以下のBaフェライトが
記載されている。更には、IEEE. Trans. Mag.、vol 2
3(5)、Sep.1987、p3125では、(実測の
比表面積)/(透過型電子顕微鏡より求めた平均径より
計算された表面積)が、0.70〜0.82であるBa
フェライトが報告されている。
ムには、磁気抵抗効果を利用した高感度な再生ヘッド
(MRヘッド)が使用され、システムノイズは磁気記録媒
体に由来するノイズに支配されている。Okabe等は、B
aフェライト媒体をMRヘッドと組み合わせて使用する
ことが、MRヘッドの飽和を回避するので好ましいこと
を示唆している(IEEE. Trans.Mag.、vol32
(5)、3404〜3406頁(1996))。また、
媒体ノイズを低減するため強磁性粒子の微細化が進めら
れているが、強磁性粒子の微細化にともない熱揺らぎの
影響を受け、磁化遷移領域の安定性が問題となることが
推定されている。磁化の安定性は、KuV/kT(Kuは
磁気異方性定数、Vは粒子体積、kはボルツマン定数、
Tは絶対温度)で評価されている。
属粉の約1/3〜1/2であるので、Kuを大きくする
ことが難しく熱揺らぎは大きくなる。更に、六方晶系フ
ェライトを用いた磁気記録媒体は、粒子間の相互作用が
大きく、媒体のノイズレベルに影響すると言われてい
る。また、微細な六方晶系フェライトは単結晶であり、
粒子形状が板状であるため粒子が接近していわゆるスタ
ッキングを生成すると、粒子を引き離すことが困難とな
る。そのためか粉体サイズを微細にした六方晶系フェラ
イト磁性粉を用いて作成した高密度記録用媒体をMRヘ
ッドで再生した場合であっても、体積と粒子数より期待
されるノイズレベルよりもノイズが大きく、C/Nを十
分に確保することが困難であるという問題があった。
従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、強磁性粉
末、特には微細な六方晶系フェライトのスタッキングが
防止され、分散性がよい、磁気記録媒体に好適な強磁性
粉末の製造方法を提供することである。第二の目的は、
その特定の方法で得られた強磁性粉末に着目し、MRヘ
ッドを使用して再生した際でも短波長出力とC/Nが優
れ、かつ媒体ノイズが低い磁気記録媒体を提供すること
である。
た結果、強磁性粉末の製造過程において、極性基を含有
する有機化合物及び/又は塩を添加し、次いで乾式圧密
処理することにより、分散性が向上して、磁気記録媒体
に特に好適な高分散性の粒子が得られることを見出し、
また、その方法によって得られた強磁性粉末を磁性層の
磁性粉として使用することによって、高密度記録に必要
な極短波長出力と磁化の安定性を格段に改良し得ること
を見出し、本発明に至った。
方法であって、強磁性粉末に、酸解離定数(pKa)が
4以下である極性基を含有する有機化合物及び/又はそ
の塩を添加して、乾式圧密処理することによって、該強
磁性粉末の粒子表面に酸解離定数(pKa)が4以下で
ある極性基を含有する有機化合物及び/又はその塩を被
覆することを特徴とする、強磁性粉末の製造方法であ
る。また、本発明の第二は、支持体上に、非磁性粉末を
結合剤樹脂中に分散させた非磁性層を設け、この上に強
磁性粉末を結合剤樹脂中に分散してなる磁性層を設けた
磁気記録媒体において、該磁性層が、粒子表面に酸解離
定数(pKa)が4以下である極性基を含有する有機化
合物及び/又はその塩が被覆された強磁性粉末を含有す
ることを特徴とする、磁気記録媒体である。本発明にお
いて、前記磁性層が、更に脂肪酸を含有しているのが好
ましく、また前記磁性層の厚みが0.01〜0.5μm、
残留磁束密度×磁性層厚みが5〜100mT・μmであ
ることが好ましい。
に、第一の発明である、強磁性粉末の製造方法について
説明する。本発明の強磁性粉末の製造方法は、強磁性粉
末に、酸解離定数(pKa)が4以下である極性基を含
有する有機化合物及び/又はその塩を添加して、乾式圧
密処理することによって、該強磁性粉末の粒子表面に酸
解離定数(pKa)が4以下である極性基を含有する有
機化合物及び/又はその塩を被覆することを特徴とす
る。
ては、特に限定されるものではなく、強磁性酸化物粉
末、強磁性金属粉末及び六方晶系フェライト等が挙げら
れる。強磁性酸化物粉末としては、例えばγ−Fe
2O3、Fe3O4、FeOx(1≦X≦1.5)、Co−
FeOx(1≦X≦1.5)、Co−Fe3O4、CrO2
等が挙げられる。強磁性金属粉末としては、例えばF
e、Fe−Co合金、Fe−Pt、Fe3−Pt、Co
−Pt、Fe4N、Fe5C2等が挙げられる。尚、強磁
性金属粉末の表層が酸化物層を有していてもよい。
ェライト、ストロンチウムフェライト、鉛フェライト、
カルシウムフェライトの各置換体、Co置換体等が挙げ
られる。具体的にはマグネトプランバイト型のバリウム
フェライト及びストロンチウムフェライト、更に一部ス
ピネル相を含有したマグネトプランバイト型のバリウム
フェライト及びストロンチウムフェライト等が挙げら
れ、その他所定の原子以外にAl、Si、S、Sc、T
i、V、Cr、Cu、Y、Mo、Rh、Pd、Ag、S
n、Sb、Te、Ba、Ta、W、Re、Au、Hg、
Pb、Bi、La、Ce、Pr、Nd、P、Co、M
n、Zn、Ni、Sr、B、Ge、Nb、Pt等の原子
を含んでいてもよい。一般にはCo−Ti、Co−Ti
−Zr、Co−Nb、Co−Ti−Zn、Co−Zn−
Nb、Ni−Ti−Zn、Nb−Zn、Ni−Ti、Z
n−Ti、Zn−Ni等の元素を添加した物を使用する
ことができる。SFDの観点からは、純粋なマグネトプ
ランバイト型フェライトの方が、スピネル層を多く含む
複合型フェライトよりも好ましい。本発明の方法で製造
される六方晶系フェライトは、通常六角板状の粉体であ
る。上記のなかでも、特に強磁性金属粉末または六方晶
系フェライト粉末が好ましい。
属粉末について詳細に説明する。強磁性金属粉末として
は、α−Feを主成分とする強磁性金属粉末が好まし
い。強磁性金属粉末には所定の原子以外にAl、Si、
Ca、Mg、P、Ti、Cr、Cu、Y、Sn、Sb、
Ba、W、La、Ce、Pr、Nd、Co、Mn、Z
n、Ni、Sr、Bなどの原子を含んでもかまわない。
特に、Al、Ca、Mg、Y、Ba、La、Nd、S
m、Co、Niの少なくとも1つをα−Fe以外に含む
ことが好ましい。Coは、Feと合金を作ると飽和磁化
が増加し、かつ減磁が改良されるので特に好ましい。C
oの含有量はFeに対して1原子%〜40原子%が好ま
しく、さらに好ましくは15原子%〜35原子%、より
好ましくは20原子%〜35原子%である。Y等の希土
類元素の含有量は1.5原子%〜15原子%が好まし
く、さらに好ましくは3原子%〜12原子%、より好ま
しくは4原子%〜10原子%である。Alは1.5原子
%〜12原子%が好ましく、さらに好ましくは3原子%
〜10原子%、より好ましくは4原子%〜9原子%であ
る。Yを含む希土類やAlは焼結防止剤として機能して
おり、組合わせて使用することでより高い焼結防止効果
が得られる。これらの強磁性粉末にはあとで述べる分散
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47−22513号、
特公昭46−28466号、特公昭46−38755
号、特公昭47−4286号、特公昭47−12422
号、特公昭47−17284号、特公昭47−1850
9号、特公昭47−18573号、特公昭39−103
07号、特公昭46−39639号、米国特許第302
6215号、同3031341号、同3100194
号、同3242005号、同3389014号等の各公
報に記載されている。
は酸化物が含まれてもよい。強磁性金属粉末は公知の製
造方法により得られたものを用いることができ、例えば
下記の方法を挙げることができる。焼結防止処理を行っ
た含水酸化鉄、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、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、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る。含水酸化鉄、
酸化鉄を水素などの還元性気体で還元し、酸素含有ガス
と不活性ガスの分圧、温度、時間を制御して表面に酸化
皮膜を形成する方法が、減磁量が少なく好ましい。
を、BET法による比表面積(SBE T)で表せば40〜
80m2/gであり、好ましくは45〜70m2/gであ
る。40m2/g未満ではノイズが高くなる場合があ
り、80m2/gを超えると平滑な表面が得にくい場合
がある。強磁性金属粉末の結晶子サイズは好ましくは8
〜18nmであり、更に好ましくは10〜17nm、特
に好ましくは11〜16.5nmである。強磁性金属粉
末の平均長軸長は好ましくは10〜250nmであり、
更に好ましくは15〜150nmであり、特に好ましく
は20〜120nmである。強磁性金属粉末の針状比は
3〜15が好ましく、3〜10がより好ましい。強磁性
金属粉末の飽和磁化σsは好ましくは90〜170A・
m2/kgであり、更に好ましくは90〜160A・m2
/kg、特に好ましくは100〜160A・m2/kg
である。また、強磁性金属粉末の抗磁力は135〜27
9kA/mが好ましく、更に好ましくは143〜239
kA/mである。
%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。強磁性金属
粉末のpHは、用いる結合剤との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6〜12であるが、
好ましくは7〜11である。強磁性金属粉末のSA(ス
テアリン酸)吸着量(表面の塩基性点の尺度)は1〜1
5μmol/m2、好ましくは2〜10μmol/m2、
さらに好ましくは3〜8μmol/m2である。ステア
リン酸吸着量が多い強磁性金属粉末を使用する時、表面
に強く吸着する有機物で表面修飾して磁気記録媒体を作
成することが好ましい。強磁性粉末には可溶性のNa、
Ca、Fe、Ni、Sr、NH4、SO4、Cl、N
O2、NO3などの無機イオンを含む場合があるが、これ
らは本質的に無い方が好ましい。ただし、各イオンの総
和が300ppm以下程度であれば、特性には影響しな
い。また、本発明に用いられる強磁性粉末は空孔が少な
いほうが好ましくその値は15容量%以下、さらに好ま
しくは5容量%以下である。また形状については先に示
した粉体サイズ、磁気特性を満足すれば針状、米粒状、
紡錘状のいずれでもかまわない。強磁性粉末自体のSF
D(switching−field distrib
ution)は小さい方が好ましく、強磁性粉末のHc
分布を小さくする必要がある。テ−プのSFDが小さい
と、磁化反転がシャープでピークシフトが小さくなり、
高密度デジタル磁気記録に好適である。Hc分布を小さ
くするためには、強磁性金属粉末においてはゲ−タイト
の粒度分布を良くする、単分散α−Fe2O3を使用す
る、粒子間の焼結を防止するなどの方法がある。
(以下、「粉体サイズ」と言う)は、高分解能透過型電
子顕微鏡写真より求められる。即ち、粉体サイズは、
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。
体サイズの算術平均であり、約350個の一次粒子につ
いて上記の如く測定を実施して求めたものである。一次
粒子とは、凝集のない独立した粉体をいう。あるいは、
凝集体を構成している個々の粒子でもある。また、該粉
体の平均針状比は、上記測定において粉体の短軸の長
さ、即ち短軸長を測定し、各粉体の(長軸長/短軸長)
の値の算術平均を指す。ここで、短軸長とは、上記粉体
サイズの定義での場合は、粉体を構成する短軸の長さ
を、同じくの場合は、厚さ乃至高さを各々指し、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、粉体の形状が特定
の場合、例えば、上記粉体サイズの定義の場合は、平
均粉体サイズを平均長軸長と言い、同定義の場合は平
均粉体サイズを平均板径と言い、(最大長径/厚さ乃至
高さ)の算術平均を平均板状比という。同定義の場合
は平均粉体サイズを平均粒子径という。粒子サイズ測定
において、標準偏差/平均値を百分率で表示したものを
変動係数と定義する。
ては、特に六方晶系フェライトが好ましい。六方晶系フ
ェライトの平均板径は通常10〜40nm、好ましくは
15〜35nmの範囲である。平均板径が小さすぎる
と、高比表面積となり、分散が困難となるという問題が
生じる傾向があり、また逆に平均板径が大きすぎると、
粒子体積が大きくなり、磁気記録媒体に使用した場合に
媒体ノイズが増加し、高C/N媒体が得られないという
問題が生じる傾向がある。また、六方晶系フェライトの
平均厚さは通常、2〜15nmであるが、特に4〜10
nmが好ましい。平均板径、平均板厚の変動係数は小さ
いことが好ましく、0〜35%が好ましい。更に好まし
くは、0〜30%である。更に平均板状比は好ましくは
1.5〜4であり、更に好ましくは2〜3.8である。
末の抗磁力Hcは、通常135〜400kA/m、好ま
しくは140〜350kA/m、より好ましくは150
〜330kA/mである。抗磁力Hcが小さすぎると、
磁気記録媒体に使用した場合に短波長出力が得られにく
いという問題が生じる傾向があり、また逆に大きすぎる
と記録ヘッドで信号を十分に記録できないという問題が
生じる傾向がある。
比表面積(SBET)は、通常30〜150m2/gで
あるが、40〜120m2/gが好ましい。30m2/g
に満たないと、粒子体積が大きく、ノイズが高いことに
くわえて、粒子間の引力が大きく、スタッキングを解消
することが困難となることによってもノイズが高くなる
傾向があり、150m2/gを超えると分散が困難とな
り表面性が得にくくなる傾向があるので好ましくない。
含水率は0.3〜2.0%とするのが好ましい。磁気記録
媒体において磁性粉として使用する場合は、使用する結
合剤樹脂の種類によって該磁性粉の含水率は最適化する
のが好ましい。
機物による処理前の強磁性粉末の製造方法は限定される
ものではない。例えば、その方法としては、ガラス結晶
化法、共沈・フラックス法、水熱合成法法等が挙げら
れ、ガラス結晶化法は微細で粒度分布が良好な粒子が得
られるので好ましい。
造する際に、酸解離定数(pKa)が4以下である極性
基を含有する有機化合物及び/又はその塩を添加して、
乾式圧密処理することを特徴としている。以下本発明で
は、この操作を単に「乾式圧密処理」と表現することが
ある。この操作によって、強磁性粉末同士のスタッキン
グ(くっつき)が解消し、分散性が向上するが、これは
乾式圧密処理時に直ちに強磁性粉末の表面に有機物が吸
着することによるものと考えられる。
解離定数(pKa)が4以下である極性基を含有する有
機化合物及び/又はその塩を添加して、次いで乾式圧密
処理機を用いて乾式圧密処理を行えばよい。乾式圧密処
理機としては例えば、(株)松本鋳造鉄工所製のサンド
ミルや(株)ヨドキャステングのヨドミルや新東工業製
のミックスマ−ラ−等の乾式圧密処理機が挙げられる。
0〜100Kg/cmで、好ましくは15〜85Kg/
cmである。線荷重が10Kg/cm未満の場合では、
摩砕によるせん断力が弱すぎてメカノケミカル効果が得
られにくい傾向がある。逆に100Kg/cmを超える
場合には、摩砕によるせん断力が強すぎて粒子そのもの
を破壊してしまう恐れがあり、また経済的ではない。乾
式圧密処理時間は、通常15分〜24時間であり、好ま
しくは30分〜12時間である。
が悪く、処理後のろ液に多量の処理剤が残存する場合が
あることや、このろ液が排水として排出された場合、河
川等の水質汚濁を引き起こすことなどから環境上避ける
べきである。或いは、水質汚濁にならないようにするた
めの十分な対策が必要である。
ては、pKaが4以下である極性基を含有する低分子量
(高分子でない)有機化合物であれば、使用することがで
きるが、特に極性基として、PO(OH)2基、OPO
(OH)2基、SO3H基、またはSO2H基を含有する
化合物が好ましい。
アミノメチルホスホン酸、アミノエチルホスホン酸、フ
ェニルホスホン酸(1.8)、アミノトリメチレンホス
ホン酸、エチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、
ヘキサメチレンジアミノテトラメチレンホスホン酸、ジ
エチレントリアミノペンタメチレンホスホン酸、トリエ
チレンテトラアミノへキサメチレンホスホン酸、テトラ
エチレンペンタアミノヘプタメチレンホスホン酸、ペン
タエチレンヘキサアミノオクタメチレンホスホン酸等の
メチレンホスホン酸;メチレンジホスホン酸、エチレン
−1,1’−ジホスホン酸、エチレン−1,2’−ジホ
スホン酸、プロピレン−1,1’−ジホスホン酸、プロ
ピレン−1,3’−ジホスホン酸、ヘキサメチレン−
1,6−ジホスホン酸、2,4−ジヒドロキシペンタメ
チレン−2,4−ジホスホン酸、2,5−ジヒドロキシ
ヘキサメチレン−2,5−ジホスホン酸、2,3−ジヒ
ドロキシブチレン−2,3−ジホスホン酸、1−ヒドロ
キシベンジル−1,1’−ジホスホン酸、1−アミノエ
チレン−1,1’−ジホスホン酸等のアルキレンジホス
ホン酸;ヒドロキシメチレンジホスホン酸、1−ヒドロ
キシエチレン−1,1’−ジホスホン酸、1−ヒドロキ
シプロピレン−1,1’−ジホスホン酸、1−ヒドロキ
シブチレン−1,1’−ジホスホン酸、1−ヒドロキシ
ヘキサメチレン−1,1’−ジホスホン酸等のヒドロキ
シアルキレン−1,1’−ジホスホン酸;フェノキシホ
スホン酸(1.95)等の有機ホスホン酸 、
ルエンスルホン酸、4−ヒドロキシフェニルスルホン
酸、ヒドロキノンスルホン酸、ベンゼン−2,5−ジス
ルホン酸、4−ブチルビフェニルー3‘−スルホン酸な
どのアリールスルホン酸;スルファミル酸(1.6
5)、フェニルスルファミン酸、メタンスルホン酸、ス
ルホコハク酸、などのアルキルスルホン酸;ベンゼンス
ルフィン酸、メチルスルフィン酸などのスルフィン酸、
フタール酸(pKa1=2.75)、テレフタール酸
(pKa1=3.54)、マレイン酸(pKa1=1.7
5)、マロン酸(pKa 1=2.65)などのジカルボ
ン酸類、そのほかベンゾイルヒドロキシルアミン、フェ
ニルスルホヒドロキシルアミン、ベンゾヒドロキサム酸
(2.3)等が挙げられ、特にエチレンジアミンテトラ
メチレンホスホン酸、ジエチレントリアミノペンタメチ
レンホスホン酸、ベンゼンホスホン酸が好ましい。
値はpKa値である。上記有機物は、酸の形で示した
が、それらの塩、例えばナトリウム塩、カリウム塩等の
アルカリ金属、アンモニウム塩(アルキル置換アンモニ
ウム塩を含む)等を、有機物に代えて使用してもよい
し、有機物とそれらの塩の両方を使用してもよい。ま
た、使用する有機物(又はその塩)は、一種であっても
複数種であってもよく、有機物と有機物の塩は、同じ種
類であっても、異なっていてもよい。本発明の方法にお
いては、上記有機物の酸解離定数(pKa)は、4以
下、好ましくは3.8以下であり、pKaが4を超える
と分散性の向上作用が低下することとなる。
機物及び/又はそれらの塩の添加方法としては、特定の
有機物及び/又はそれらの塩の溶液を強磁性粉末と混合
する方法、特定の有機物及び/又はそれらの塩を(少量
の)溶媒に溶解して、強磁性粉末と混合する方法、等の
いずれでもよい。
る、溶液の溶媒としては、イオン交換水、酢酸水溶液、
メタノール、エタノール等の水易溶性溶媒、それらの混
合物等が挙げられる。
らの塩の使用量は、強磁性粉末粒子を磁気記録媒体に使
用した際の分散時にスタッキング(粉体粒子の重なり、
凝集)を解消する効果が認められる程度に、強磁性粉末
の粒子の表面の一部が覆われる量であり、特には強磁性
粉末の粒子表面を実質的に完全に被覆するような量であ
るのが好ましい。
に応じ、Al、Si、P、Zr、Mg又はこれらの酸化
物や水酸化物等で表面処理を施されてもよい。好ましく
はAl2O3・nH2O又はSiO2・nH2Oによる表面
処理であり、磁気記録媒体に使用する場合には、用いる
結合剤樹脂によってその量と比率を変えることが好まし
い。その量は、該強磁性粉末に対し0.1〜10質量%
であり、表面処理を施すと脂肪酸等の潤滑剤の吸着が1
00mg/m2以下になり好ましい。また本発明の方法
で得られた強磁性粉末は、更にカップリング剤で処理さ
れてもよく、更に特開平12−138115号公報、特
開平12−200714号公報に記載されるカーボン付
着等の処理を行うのも好ましい。更には、本発明の方法
で得られた強磁性粉末は、可溶性のNa、Ca、Fe、
Ni、Sr、Ba等の無機イオンを含む場合があるが、
合計量が少ないほうが好ましく、0〜100ppm以下
であれば特に特性に影響を与えない。σsは、35A・
m2/kg以上、好ましくは40A・m2/kg以上であ
る。タップ密度は0.5g/ml以上が好ましく0.8g
/ml以上が更に好ましい。
処理により、強磁性粉末の表面に有機物を吸着させ、強
磁性粉末の表面に有機物を存在させているので、強磁性
粉末は、粒子同士が磁力でスタッキングを生成しても、
少ない力で容易に分散させることができると考えられ
る。そのために、これらを磁気記録媒体を製造する際に
使用すると、製造時の分散の際に加える力により粒子の
スタッキングが解消されるため、MRヘッドで再生した
ときにもノイズを低く抑えることができたと考えられ
る。
された強磁性粉末を磁性粉として用いた磁気記録媒体に
ついて説明する。本発明の磁気記録媒体は、支持体、非
磁性層及び磁性層とを基本的に有するものであり、磁気
記録媒体を構成する磁性層(以下上層と呼ぶこともあ
る)は、磁性粉と結合剤樹脂とを主成分として含有す
る。本発明においてこの磁性粉が、前記した酸解離定数
(pKa)が4以下である極性基を含有する有機化合物
及び/又はその塩を添加して、乾式圧密処理された強磁
性粉末であることを特徴とする。
で製造された強磁性粉末に加えて、本発明の効果を損な
わない程度に、他の磁性粉末を混合してもよい。その場
合、他の磁性粉末の含有量は、全磁性粉中、20質量%
以下とするのが望ましい。
は、上記した磁性粉の他に結合剤樹脂を含有する。結合
剤樹脂としては、従来公知の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹
脂、反応型樹脂やこれらの混合物等が使用できる。熱可
塑性樹脂の場合、ガラス転移温度が−100〜150
℃、数平均分子量が1000〜200000、好ましく
は10000〜100000、重合度が約50〜100
0程度のものであるのが好ましい。
ビニル、ビニルアルコ−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−ル、ビニルアセ
タ−ル、ビニルエ−テル、等を構成単位として含む重合
体又は共重合体、ポリウレタン樹脂、各種ゴム系樹脂等
が挙げられる。
は、フェノ−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−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−トプレポリマ−の混合物、ポリエステルポリ
オ−ルとポリイソシアネ−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挙げられる。
末の分散効果と磁性層の耐久性を得るためには必要に応
じ、COOM、SO3M、OSO3M、P=O(O
M)2、O−P=O(OM)2、(以上につきMは水素原
子、又はアルカリ金属塩基)、OH、NR2、N+R
3(Rはアルキル基、アルケニル基、アシル基、アリル
基)、エポキシ基、SH、CN等から選ばれる、少なく
とも1つ以上の極性基を共重合又は付加反応で導入した
ものを用いるのが好ましい。このような極性基の量は、
好ましくは10-1〜10-8モル/gであり、より好まし
くは10-2〜10-6モル/gである。
る結合剤樹脂は、全磁性粉末に対し、5〜50質量%の
範囲、好ましくは10〜30質量%の範囲で用いられ
る。特に、塩化ビニル系樹脂を用いる場合は5〜100
質量%、ポリウレタン樹脂を用いる場合は2〜50質量
%、ポリイソシアネ−トは2〜100質量%の範囲でこ
れらを組み合わせて用いるのが好ましい。
酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル・(メタ)アクリル酸
エステル共重合体、塩化ビニル・酢酸ビニルとビニルア
ルコール、マレイン酸および/またはアクリル酸との共
重合体、塩化ビニル・プロピオン酸ビニル共重合体、塩
化ビニル・塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニル・アク
リロニトリル共重合体等を挙げることができる。
ポリウレタン、ポリエ−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−ボネ−トポリウ
レタン、ポリエステルポリカ−ボネ−トポリウレタン、
ポリカプロラクトンポリウレタン等が挙げられる。本発
明の磁気記録媒体を構成する磁性層において、結合剤樹
脂としてポリウレタンを用いる場合は、ガラス転移温度
が−50〜100℃、破断伸びが100〜2000%、
破断応力が0.05〜10Kg/mm2(0.49〜98
MPa)、降伏点が0.05〜10Kg/mm2(0.4
9〜98MPa)であるのが好ましい。
レンジイソシアネ−ト、4、4’−ジフェニルメタンジ
イソシアネ−ト、ヘキサメチレンジイソシアネ−ト、キ
シリレンジイソシアネ−ト、ナフチレン−1、5−ジイ
ソシアネ−ト、o−トルイジンジイソシアネ−ト、イソ
ホロンジイソシアネ−ト、トリフェニルメタントリイソ
シアネ−ト等のイソシアネ−ト類、また、これらのイソ
シアネ−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−
ト等を使用することができる。
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−トHL、コロネ−ト2030、コロネ−ト
2031、ミリオネ−トMR、ミリオネ−トMTL、武
田薬品社製、タケネ−トD−102、タケネ−トD−1
10N、タケネ−トD−200、タケネ−トD−20
2、住友バイエル社製、デスモジュ−ルL、デスモジュ
−ルIL、デスモジュ−ルN、デスモジュ−ルHL、等
が挙げられ、これらを単独又は硬化反応性の差を利用し
て二つもしくはそれ以上を組合せて用いることができ
る。
記磁性粉及び結合剤樹脂以外に、通常、潤滑剤、研磨
剤、帯電防止剤、分散剤、可塑剤、防黴剤等等を始めと
する種々の機能を有する素材をその目的に応じて含有さ
せることができる。
は、ジアルキルポリシロキサン(アルキルは炭素数1〜
5個)、ジアルコキシポリシロキサン(アルコキシは炭
素数1〜4個)、モノアルキルモノアルコキシポリシロ
キサン(アルキルは炭素数1〜5個、アルコキシは炭素
数1〜4個)、フェニルポリシロキサン、フロロアルキ
ルポリシロキサン(アルキルは炭素数1〜5個)等のシ
リコンオイル;グラファイト等の導電性微粉末;二硫化
モリブデン、二硫化タングステン等の無機粉末;ポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、塩化ビニル共
重合体、ポリテトラフルオロエチレン等のプラスチック
微粉末;α−オレフィン重合物;常温で固体の飽和脂肪
酸(炭素数10から22);常温で液状の不飽和脂肪族
炭化水素(n−オレフィン二重結合が末端の炭素に結合
した化合物、炭素数約20);炭素数12〜20個の一
塩基性脂肪酸と炭素数3〜12個の一価のアルコールか
ら成る脂肪酸エステル類、フルオロカーボン類等が使用
できる。
が好ましく、両者を併用することがより好ましい。脂肪
酸エステルの原料となるアルコールとしては、エタノー
ル、ブタノール、フェノール、ベンジルアルコール、2
−メチルブチルアルコール、2−ヘキシルデシルアルコ
ール、プロピレングリコールモノブチルエーテル、エチ
レングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリ
コールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ
ブチルエーテル、s−ブチルアルコール等の系モノアル
コール類、エチレングリコール、ジエチレングリコー
ル、ネオペンチルグリコール、グリセリン、ソルビタン
誘導体等の多価アルコールが挙げられる。同じく脂肪酸
としては酢酸、プロピオン酸、オクタン酸、2−エチル
ヘキサン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ステアリン
酸、パルミチン酸、ベヘン酸、アラキン酸、オレイン
酸、リノール酸、リノレン酸、エライジン酸、パルミト
レイン酸等の脂肪族カルボン酸又はこれらの混合物が挙
げられる。
ステアレート、s−ブチルステアレート、イソプロピル
ステアレート、ブチルオレエート、アミルステアレー
ト、3−メチルブチルステアレート、2−エチルヘキシ
ルステアレート、2−ヘキシルデシルステアレート、ブ
チルパルミテート、2−エチルヘキシルミリステート、
ブチルステアレートとブチルパルミテートの混合物、ブ
トキシエチルステアレート、2−ブトキシ−1−プロピ
ルステアレート、ジプロピレングリコールモノブチルエ
ーテルをステアリン酸でアシル化したもの、ジエチレン
グリコールジパルミテート、ヘキサメチレンジオールを
ミリスチン酸でアシル化してジオールとしたもの、グリ
セリンのオレエート等の種々のエステル化合物を挙げる
ことができる。
際にしばしば生ずる脂肪酸エステルの加水分解を軽減す
るために、原料の脂肪酸及びアルコールの分岐/直鎖、
シス/トランス等の異性構造、分岐位置を選択するのが
好ましい。これらの潤滑剤は、結合剤樹脂100質量部
に対して通常、0.2〜20質量部の範囲で添加され
る。
することもできる。即ち、シリコンオイル、グラファイ
ト、二硫化モリブデン、窒化ほう素、弗化黒鉛、フッ素
アルコール、ポリオレフィン、ポリグリコール、アルキ
ル燐酸エステル、二硫化タングステン等である。
ては、一般に使用される材料でα、γアルミナ、溶融ア
ルミナ、コランダム、人造コランダム、炭化珪素、酸化
クロム(Cr2O3)、ダイヤモンド、人造ダイヤモン
ド、ザクロ石、エメリー(主成分:コランダムと磁鉄
鉱)、αFe2O3等が挙げられる。これらの研磨剤はモ
ース硬度が6以上であるのが好ましい。
P−10、AKP−15、AKP−20、AKP−3
0、AKP−50、AKP−1520、AKP−150
0、HIT−50、HIT60A、HIT60G、HI
T70、HIT80、HIT82、HIT−100、日
本化学工業社製、G5、G7、S−1、酸化クロムK、
上村工業社製UB40B、不二見研磨剤社製WA800
0、WA10000、LANDS社製LS600F 0
/−1/4、東名ダイヤ社製MD−200、MD−15
0、MD−100、MD−70、IRM 0−1/4
F、IRM 0−1/4FF、GE社製 0−1/1
0、0−1/4、DoPunt社製マイポレックス 1
/10QG、同 1/8QG、戸田工業社製TF10
0、TF140、TF180等が挙げられる。平均粒子
径が0.05〜1μmの大きさのものが特に効果があ
り、好ましくは0.05〜0.5μmである。
種類以上を併用することも好適で、微粒子ダイヤモンド
の場合は他の研磨剤と併用することで、磁性粉に対する
添加量を0.1%程度に減少させることができる。これ
ら研磨剤の合計量は全磁性粉100質量部に対して1〜
20質量部、望ましくは1〜15質量部の範囲で添加さ
れる。1質量部より少ないと十分な耐久性が得られず、
20質量部より多すぎると表面性、充填度が劣化する傾
向がある。これら研磨剤は、あらかじめ結合剤樹脂で分
散処理したのち磁性塗料中に添加してもよい。
電防止剤として導電性粒子を含有することもできる。帯
電防止剤としては特に、カーボンブラックが、媒体全体
の表面電気抵抗を下げる点で好ましい。本発明に使用で
きるカ−ボンブラックは、ゴム用ファ−ネス、ゴム用サ
−マル、カラ−用ブラック、導電性カーボンブラック、
アセチレンブラック等が挙げられる。比表面積は5〜5
00m2/g、DBP吸油量は10〜1500ml/1
00g、粒子径は5〜300nm、pHは2〜10、含
水率は0.1〜10%、タップ密度は0.1〜1g/c
m3、が好ましい。
具体的な例としては、キャボット社製、BLACKPE
ARLS 2000、1300、1000、900、8
00、700、VULCAN XC−72、旭カ−ボン
社製、#80、#60、#55、#50、#35、三菱
化学社製、#3030B、#3040B、#3050
B、#3230B、#3350B、#9180B、#2
700、#2650、#2600、#2400B、#2
300、#950B、#900、#1000、#95、
#30、#40、#10B、MA230、MA220、
MA77、コロンビアンカ−ボン社製、CONDUCT
EX SC、RAVEN 150、50、40、15、
ライオンアグゾ社製ケッチェンブラックEC、ケッチェ
ンブラックECDJ−500、ケッチェンブラックEC
DJ−600等が挙げられる。
たり、カーボンブラックを酸化処理したり、樹脂でグラ
フト化して使用してもよいし、表面の一部をグラファイ
ト化したものを使用してもよい。また、カ−ボンブラッ
クを磁性塗料に添加する前にあらかじめ結合剤樹脂で分
散させてもよい。磁性層にカ−ボンブラックを使用する
場合、全磁性粉に対して0.1〜30質量%の割合で用
いるのが好ましい。更に後述する非磁性層には全非磁性
粉末に対し3〜20質量%含有させることが好ましい。
してだけでなく、摩擦係数低減、遮光性付与、膜強度向
上等の働きがあり、これらは用いるカ−ボンブラックに
より異なる。従って本発明に使用され得るこれらのカ−
ボンブラックは、その種類、量、組合せを変え、粒子サ
イズ、吸油量、電導度、pH等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勿論可能である。使
用できるカーボンブラックは例えば「カ−ボンブラック
便覧」カ−ボンブラック協会編を参考にすることができ
る。
有する磁性層を含む磁気記録媒体は、支持体と磁性層の
間に非磁性層を設ける構成であれば、特に限定されず、
公知の層構成が可能である。
性層について説明する。本発明において非磁性層(下層
ともいう)に含有される非磁性粉末は、結合剤樹脂中に
分散した構造であり、その非磁性層に使用される非磁性
粉末には、種々のものが使用できる。例えば、α化率9
0%以上のα−アルミナ、β−アルミナ、γ−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−タイト、コランダム、窒化珪素、チタンカ−バ
イト、酸化チタン、二酸化珪素、窒化ホウ素、酸化亜
鉛、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム等
を単独又は組合せて使用される。微細で粒度がそろって
いるものとして、α−酸化鉄、ゲ−タイト、酸化チタ
ン、酸化亜鉛が好適である。
1〜1μmが好ましいが、必要に応じて粒子サイズの異
なる非磁性粉末を組み合わせたり、単独の非磁性粉末で
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。使用する結合剤樹脂との相互作用を大きくし分散性
を改良するために、使用する非磁性粉末が表面処理され
ていてもよい。表面処理により粒子表面に存在させる物
としては、シリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ等の無
機物でも、カップリング剤により形成されるものでもよ
い。タップ密度は0.3〜2g/cm3、含水率は0.
1〜5質量%、pHは2〜11、比表面積は5〜100
m2/g、が好ましい。前記非磁性粉末の形状は針状、
球状、サイコロ状、板状のいずれでもよい。
工製ナノタイト、住友化学製HIT−100、HIT−
80、戸田工業製α−酸化鉄DPN−250BX、DP
N−245、DPN−270BX、DPN−550R
X、DBN−450BX、DBN−650RX、DAN
−850RX、石原産業製酸化チタンTTO−51B、
TTO−55A、TTO−55B、TTO−55C、T
TO−55S、TTO−55D、SN−100、チタン
工業製酸化チタンSTT−4D、STT−30D、ST
T−30、STT−65C、テイカ製酸化チタンMT−
100S、MT−100T、MT−150W、MT−5
00B、MT−600B、MT−100F、MT−50
0HD、堺化学製FINEX−25、BF−1、BF−
10、BF−20、ST−M、同和鉱業製酸化鉄DEF
IC−Y、DEFIC−R、日本アエロジル製AS2B
M、TiO2 P25、宇部興産製100A、500
A、及びそれを焼成したもの等が挙げられる。
に含有される結合剤樹脂としては、磁性層で使用され得
結合剤樹脂として列挙した各種樹脂を使用することがで
きる。また、非磁性層には、これら非磁性粉末及び結合
剤樹脂以外に、研磨剤、潤滑剤、帯電防止剤等の各種添
加剤を使用し得る。尚、それらは、上記磁性層で使用可
能な添加剤として説明したものが同様に使用可能であ
る。
3〜100μm、テ−プ状で使用する時は望ましくは3
〜20μm、フレキシブルディスクとして使用する場合
は25〜80μmが好ましく、支持体上に設ける非磁性
層は、通常、0.5〜5.0μm、好ましくは0.5〜
3μmである。磁性層の厚みは、好ましくは0.01〜
0.5μm、更に好ましくは0.05〜0.3μmであ
る。また、前記磁性層及び前記非磁性層以外の他の層を
目的に応じて形成することもできる。例えば、支持体と
非磁性層との間に密着性向上のための下塗り層を設けて
もよい。この厚みは通常、0.01〜1μm、好ましく
は0.05〜0.3μmである。また、磁性層を担持す
る面とは反対側の支持体面上にバック層を設けてもよ
い。この厚みは通常、0.1〜1.0μm、好ましくは
0.3〜1.0μmである。これらの下塗り層、バック
層は公知のものが使用できる。円盤状磁気記録媒体の場
合、両面もしくは片面に上記磁性層を含む構成を設ける
ことができる。
生出力が劣化することを防止するために、残留磁束密度
(Br)×磁性層厚み(δ)が、5〜100mT・μm
であるのが好ましい。100mT・μmを超えるとMR
ヘッドの飽和が発生しやすいので好ましくない。
なく、通常使用されているものを用いることができる。
支持体を形成する素材の例としては、ポリエチレンテレ
フタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカー
ボネート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミド、ポ
リアミドイミド、ポリイミド、ポリサルホン、ポリエー
テルサルホン等の各種合成樹脂のフィルム、及びアルミ
ニウム箔、ステンレス箔等の金属箔を挙げることができ
る。
体の表面粗さは、中心線平均表面粗さRa(カットオフ
値0.25mm)で0.03μm以下であるのが望まし
く、より望ましく0.02μm以下、更に望ましく0.
01μm以下である。また、これらの支持体は単に前記
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−の大きさ
と量により自由にコントロ−ルされるものである。これ
らのフィラ−の一例としては、Ca、Al、Si、Ti
等の酸化物や炭酸塩の他、アクリル系等の有機樹脂微粉
末が挙げられる。本発明に用いられる支持体のウエブ走
行方向のF−5値は、好ましくは5〜50kg/mm2
(49〜490MPa)、ウエブ幅方向のF−5値は好
ましくは3〜30kg/mm2(29.4〜294MP
a)であり、ウエブ長手方向のF−5値がウエブ幅方向
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。
の100℃、30分での熱収縮率は、好ましくは3%以
下、更に望ましくは1.5%以下であり、80℃、30
分での熱収縮率は、好ましくは1%以下、更に望ましく
は0.5%以下である。破断強度は両方向とも5〜10
0kg/mm2(49〜980MPa)、弾性率は10
0〜2000kg/mm2(980〜19600MP
a)が望ましい。
び非磁性層には通常有機溶媒が使用されるが、使用され
得る有機溶媒としては、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−ル、イソプロピルアルコ
ール、メチルシクロヘキサノール、等のアルコ−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−ル等のエステル類、
グリコージメチルエーテル、グリコールモノエチルエー
テル、ジオキサン、等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、等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、ヘキサン等が挙
げられ、これら有機溶媒を任意の比率で組み合わせて用
いることができる。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、水分等の不純分が含まれていても
よい。これらの不純分は、30%以下であるのが好まし
く、更に好ましくは10%以下である。本発明で用いる
有機溶媒は必要ならば各層でその種類、量を変えてもよ
い。非磁性層に揮発性の高い溶媒を用いて、表面性を向
上させる、非磁性層に表面張力の高い溶媒(シクロヘキ
サノン、ジオキサン等)を用い塗布の安定性をあげる、
磁性層に溶解性パラメ−タの高い溶媒を用い充填度を上
げる等がその例として挙げられるが、これらの例に限ら
れたものではないことは無論である。尚、磁性層の強磁
性粉末の充填度は、使用した強磁性粉末のσs及び最大
磁束密度(Bm)から計算でき(Bm/4πσs)とな
り、本発明においてはその値は、望ましくは1.1〜
3.2g/cm3であり、更に望ましくは1.2〜3.
0g/cm3である。
られた非磁性粉末と結合剤樹脂からなる非磁性層の上
に、前記強磁性粉末と結合剤樹脂、及び必要ならば他の
添加剤と共に有機溶媒を用いて混練分散し、磁性塗料を
塗布し、必要に応じて配向、乾燥して得られる。
る磁性塗料、及び、非磁性層を形成し得る非磁性塗料を
製造する工程は、少なくとも混練工程、分散工程、及び
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段階以上に別れていても
よい。本発明に使用する磁性粉末、非磁性粉末、結合剤
樹脂、カ−ボンブラック、研磨剤、帯電防止剤、潤滑
剤、溶剤等全ての原料は、どの工程の最初又は途中で添
加してもよい。また、個々の原料を2つ以上の工程で分
割して添加してもよい。例えば、ポリウレタンを混練工
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。
練機が使用される。例えば、二本ロールミル、三本ロー
ルミル、ボールミル、ペブルミル、トロンミル、サンド
グラインダー、ゼグバリ(Szegvari)、アトラ
イター、高速インペラー分散機、高速ストーンミル、高
速衝撃ミル、ディスパー、ニーダー、高速ミキサー、ホ
モジナイザー、超音波分散機等を用いることができる。
い混練力をもつものを使用することが、磁気記録媒体の
高いBrを得る上で好ましい。連続ニ−ダ又は加圧ニ−
ダを用いる場合は磁性粉と結合剤樹脂の全て又はその一
部(ただし全結合剤樹脂の30%以上が好ましい)、及
びその他の必要な添加剤を加え、更に有機溶剤を磁性粉
100質量部に対し15〜500質量部の範囲で混練処
理される。これらの混練処理の詳細については特開平1
−106338号公報、特開昭64−79274号公報
に記載されている。本発明では、特開昭62−2129
3号公報に示されるような同時重層塗布方式を用いるこ
とによりより効率的に生産することが出来る。
成させることは、高記録密度の磁気記録媒体を製造する
うえで有効であり、同時塗布方式は超薄層の磁性層を作
り出すことができるので特に優れている。その同時塗布
方式、即ち、ウェット・オン・ウェット方式の具体的な
方法としては、
ビア塗布、ロール塗布、ブレード塗布、エクストルージ
ョン塗布装置によりまず下層を塗布し、その層がまだ湿
潤状態にあるうちに、例えば、特公平1−46186号
公報、特開昭60−238179号公報及び特開平2−
265672号公報に開示されている、支持体加圧型エ
クストルージョン塗布装置により上層を塗布する方法、
開平2−17971号公報及び特開平2−265672
号公報に開示されているような、塗布液通液スリットを
二つ内蔵した塗布ヘッドにより、下層の塗布液及び上層
の塗布液をほぼ同時に塗布する方法、
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、上層及び下層をほぼ同時に塗布す
る方法、等が挙げられる。
場合、磁性層用塗布液と非磁性層用塗布液の流動特性は
できるだけ近い方が、塗布された磁性層と非磁性層の界
面の乱れがなく厚さが均一な厚み変動の少ない磁性層を
得ることができる。塗布液の流動特性は、塗布液中の粉
末粒子と結合剤樹脂の組み合わせに強く依存するので、
特に、非磁性層に使用する非磁性粉末の選択に留意する
必要がある。
る残留溶媒は、好ましくは100mg/m2以下、更に
好ましくは10mg/m2以下であり、磁性層に含まれ
る残留溶媒が非磁性層に含まれる残留溶媒より少ないほ
うが好ましい。
ずれも好ましくは30容量%以下、更に好ましくは10
容量%以下である。非磁性層の空隙率が磁性層の空隙率
より大きいほうが好ましいが、非磁性層の空隙率が5容
量%以上であれば小さくてもよい。
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非磁性層の弾性率を磁性
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
る等である。
れた磁性層等は必要により層中の強磁性粉末を配向させ
る処理を施した後、形成した磁性層を乾燥する。又必要
により表面平滑化加工を施したり、所望の形状に裁断し
たりして、本発明の磁気記録媒体を製造する。
ブ塗布方向、幅方向とも望ましくは100〜2000k
g/mm2(980〜19600MPa)、破断強度
は、望ましくは1〜30kg/cm2(98〜2940
kPa)、磁気記録媒体の弾性率は、ウエブ塗布方向、
幅方向とも望ましくは100〜1500kg/mm
2(980〜14700MPa)、残留のびは、望まし
くは0.5%以下、100℃以下のあらゆる温度での熱
収縮率は、望ましくは1%以下、更に望ましくは0.5
%以下、最も望ましくは0.1%以下である。
ンピューターのバックアップ用途等のテープであって
も、データー記録用途のフロッピー(登録商標)(フレ
キシブル)ディスクや磁気ディスクであってもよいが、
ドロップアウトの発生による信号の欠落が致命的となる
デジタル記録用途の媒体に対しては特に有効である。更
に、非磁性層と磁性層の重層構成で、磁性層の厚さを
0.5μm以下とすることにより、電磁変換特性が高
い、オーバーライト特性が優れた、高密度で大容量の磁
気記録媒体を得ることができる。本発明の新規な特長を
以下の実施例で具体的に説明する。
本発明はこれに限定されるものではない。 <六方晶系フェライト磁性粉の生成 1>六方晶系フェ
ライト製造原料として、各種の化合物を酸化物換算で以
下の様に秤量した。 B2O3 4.7モル BaCO3 10.0モル Fe2O3 11.3モル CoCO3 0.56モル ZnO 0.50モル Nb2O5 0.12モル
した後、攪拌機の付属したPt−Rh製ルツボに入れ、
高周波誘導加熱炉で1300〜1350℃にて2時間溶
融し、回転しているステンレス製冷却双ロール間に一定
量を流し込み、急冷し非晶質体フレークを作成し、フレ
ークを粉砕処理した。次いで非晶質体をセラミック容器
に2cm厚に広げ、700℃に保持した電気炉中に搬送
し5時間保持した。その後、室温の金属製ホッパーに処
理物を投入し、冷却し結晶粉末を得た。該結晶粉末を遊
星ミルにより粉砕した。
び3>六方晶系フェライト製造原料として、各種の化合
物を酸化物換算で以下の様に秤量した。 B2O3 4.7モル BaCO3 10.0モル Fe2O3 10.8モル CoCO3 0.54モル ZnO 0.50モル Nb2O5 0.12モル
条件で非晶質フレークを形成し、粉砕し、次いで六方晶
系フェライト磁性粉の生成2と3は以下の通り異なった
処理を行った。 (六方晶系フェライト磁性粉の生成2)次いで非晶質体
をセラミック容器に2cm厚に広げ、700℃に保持し
た電気炉中に搬送し5時間保持した。 (六方晶系フェライト磁性粉の生成3)次いで非晶質体
をセラミック容器に2cm厚に広げ、720℃に保持し
た電気炉中に搬送し2時間保持後、950℃に保持した
電気炉中にただちに搬送し3時間保持した。
00g及びNa2CO31250gを純水40Lに溶解さ
せた水溶液を混合し、攪拌して、共沈物を得た。乾燥、
粉砕し、フラックスとしてNaClを加え、825℃で
2時間加熱、反応させ、冷却した。
3を、2mol/lの酢酸(pKa=4.56)水溶液
に(磁性粉と酢酸水溶液の比は重量で1:20)に浸漬さ
せ、80℃、5時間保持しガラス成分を除去し、ろ別
し、微結晶を回収した。回収した微結晶を多量のイオン
交換水で水洗し、脱水した後120℃で乾燥させ、更に
マーラーにて圧密処理を行い、強磁性粉末を得た。
の製造 − 実施例1〜3、及び、比較例1>ガラス化結
晶法で作成した上記磁性粉1〜4各20Kgに表1に示
す化合物を添加し、ヨドミル MPUV−2型に投入し
て線荷重60kg/cmで3時間、圧密粉砕を行った。
と、マグネトプランバイト構造を示した。強磁性粉末を
透過型電子顕微鏡観察し、平均粉体サイズを測定した。
窒素中250℃で30分脱気処理し、BET法で比表面
積を測定した。磁気特性はVSMを使用して印加磁界8
00kA/mで測定した。
式圧密処理した場合(実施例1〜3)において、即ち本発
明の方法で製造された強磁性粉末は、有機物の添加も乾
式圧密処理も行わない比較例1に対して、同程度の平均
板径を有するが、比表面積が高くなっていることが判
る。これは粒子のスタッキングが外れており、その結
果、本発明の方法で得られた強磁性粉末は分散性が優れ
るものであることを示している。
は「質量部」を示す。 磁性塗料処方 バリウムフェライト 100部 結合剤樹脂 塩化ビニル共重合体 14部 (−SO3K基を1×10-4eq/g含有、重合度 300) ポリエステルポリウレタン樹脂 5部 (ネオペンチルグリコール/カプロラクトンポリオール/MDI =0.9/2.6/1、−SO3Na基:1×10-4eq/g含有) α−アルミナ(平均粒子径:0.15μm) 2部 カ−ボンブラック(平均粒子径:30nm) 5部 ブチルステアレート 2部 ステアリン酸 3部 メチルエチルケトン 125部 シクロヘキサノン 125部
ついて、顔料、ポリ塩化ビニルと処方量の50質量%の
各溶剤をニーダーで混練したのち、ポリエステルポリウ
レタン樹脂と残りの成分を加えてサンドグラインダーで
分散させた。得られた分散液にイソシアネートを非磁性
塗料液には15部、磁性塗料液には14部を加え、更に
それぞれにシクロヘキサノン30部を加え、1μmの平
均孔径を有するフィルターを用いて濾過し、非磁性層形
成用及び磁性層形成用の塗布液をそれぞれ調製した。
>上記にて得られた非磁性層用の非磁性塗料を、厚さ7
μmのポリエチレンテレフタレート支持体上に乾燥後の
厚さが1.5μmとなるように塗布し、更にその直後非
磁性層用塗布層がまだ湿潤状態にあるうちに、磁性塗料
をその塗布量を制御することで所定の磁性層厚みとなる
ように湿式同時重層塗布を行い、両層がまだ湿潤状態に
あるうちに配向装置を通過させ長手配向した。この時の
配向磁石は、希土類磁石(表面磁束500mT)を通過
させた後、ソレノイド磁石(磁束密度500mT)中を
通過させ、ソレノイド内で配向が戻らない程度まで乾燥
し、更に磁性層を乾燥し巻き取った。その後金属ロール
より構成される7段カレンダーで、ロール温度を90℃
にしてカレンダー処理を施して、ウェッブ状の磁気記録
媒体を得、それを8mm幅にスリットして8mmビデオ
テープのサンプルを作成した。得られたテープについ
て、抗磁力Hc、角型比SQ、SFD、磁性層厚δ、残
留磁束密度×磁性層厚み(Br・δ)、表面粗さ、出
力、C/N比を測定して、評価した。結果を表3に示
す。尚、上記評価項目の評価方法は以下の通りである。
し、外部磁界800kA/mで配向方向に平行に測定し
た。
[あるいはBr(残留磁束密度)/Bm(飽和磁束密
度)] SFD(Switching Field Distribution):B−H曲線の
微分曲線の半値幅をHcで除した値である。
にわた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3万倍で観察し、
その写真撮影を行った。写真のプリントサイズはA4版
である。その後、磁性層、非磁性層の各々の組成の粉体
のサイズ・形状差に着目して界面を目視判断して黒く縁
どり、かつ磁性層表面も同様に黒く縁どりした後、画像
解析装置(カールツァイス社製:KS4000)にて縁
どりした線の間隔を測定した。試料写真の長さが21c
mの範囲にわたり、測定点を点とって測定した。その際
の測定値の単純加算平均を倍率で除して磁性層の厚みと
した。
製の光干渉3次元粗さ計「TOPO−3D」を使用し2
50μm角の試料面積を測定した。測定値の算出にあた
っては、傾斜補正、球面補正、円筒補正等の補正をJI
S−B601に従って実施し、中心面平均粗さRaを表
面粗さの値とした。
用8ミリデッキにMIGヘッド(ヘッドギャップ0.2
μm、トラック幅17μm、飽和磁束密度1.5T、ア
ジマス角20°)と再生用MRヘッド(SALバイア
ス、MR素子はFe−Ni、トラック幅6μm、ギャッ
プ長0.2μm、アジマス角20°)を搭載した。MI
Gヘッドを用いて、テープとヘッドの相対速度を10.
2m/秒とし、1/2Tb(λ=0.5μm)の入出力
特性から最適記録電流を決めこの電流で信号を記録し、
MRヘッドで再生し、出力を求めた。C/Nは再生キャ
リアのピークから消磁ノイズまでとし、スペクトルアナ
ライザーの分解能バンド幅は100kHzとした。各磁
性粉につき、通常の水洗を行った比較例を0dBとして
結果を示す。
直径4mmのステンレス棒
(SUS420J)に巻き付け角180°で試料テープ
を巻き付けて、23℃、70%RHの条件で、荷重:5
0g(T1)、速度:3.3cm/秒で100mmの長
さを1パス及び100パス走行後の張力(T2)を測定
し、下式にて摩擦係数を求めた。 摩擦係数 = 1/π・ln(T2/T1)
来の磁気記録媒体と比較して、表面粗さが小さくて、角
型比が大きいことを反映して、高い出力が得られるもの
であることが判る。また、ノイズに着目すると、本発明
の磁気記録媒体は、従来の磁気記録媒体に対し顕著に低
下しており、結果として高いC/Nを実現できることが
判る。
スタッキングが防止されて分散性に優れ、磁気記録媒体
に好適である。それを磁性層に用いることによって、表
面性がよく、MRヘッドを使用して再生した際でも短波
長出力とC/Nが優れ、かつ媒体ノイズが低い磁気記録
媒体とすることができる。
Claims (2)
- 【請求項1】 強磁性粉末の製造方法であって、強磁性
粉末に、酸解離定数(pKa)が4以下である極性基を
含有する有機化合物及び/又はその塩を添加して、乾式
圧密処理することによって、該強磁性粉末の粒子表面に
酸解離定数(pKa)が4以下である極性基を含有する
有機化合物及び/又はその塩を被覆することを特徴とす
る、強磁性粉末の製造方法。 - 【請求項2】 支持体上に、非磁性粉末を結合剤樹脂中
に分散させた非磁性層を設け、この上に強磁性粉末を結
合剤樹脂中に分散してなる磁性層を設けた磁気記録媒体
において、該磁性層が、粒子表面に酸解離定数(pK
a)が4以下である極性基を含有する有機化合物及び/
又はその塩が被覆された強磁性粉末を含有することを特
徴とする磁気記録媒体。
Priority Applications (1)
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JP2002068795A JP2003268404A (ja) | 2002-03-13 | 2002-03-13 | 強磁性粉末の製造方法及びそれを用いた磁気記録媒体 |
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- 2002-03-13 JP JP2002068795A patent/JP2003268404A/ja active Pending
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