JP2023165900A - Magnetic recording medium and magnetic recording and reproducing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁気記録媒体および磁気記録再生装置に関する。 The present invention relates to a magnetic recording medium and a magnetic recording/reproducing device.
近年、各種データを記録し保管するためのデータストレージ用記録媒体として、磁気記録媒体が広く用いられている(例えば特許文献1参照)。 In recent years, magnetic recording media have been widely used as data storage recording media for recording and storing various data (see, for example, Patent Document 1).
磁気記録媒体に記録されたデータの再生は、通常、磁気記録媒体を磁気記録再生装置内で走行させながら、磁気ヘッドを磁性層表面と接触させ摺動させて磁性層に記録されたデータを読み取ることによって行われる。しかし、磁気記録媒体が走行安定性に劣るものであると、オフトラックにより再生出力が低下してしまう。そのため、磁気記録媒体には、走行安定性に優れることが望まれる。 To reproduce data recorded on a magnetic recording medium, the data recorded on the magnetic layer is usually read by sliding a magnetic head in contact with the surface of the magnetic layer while the magnetic recording medium is running in a magnetic recording/reproducing device. It is done by However, if the magnetic recording medium has poor running stability, the reproduction output will decrease due to off-track. Therefore, it is desired that magnetic recording media have excellent running stability.
磁気記録媒体等の各種記録媒体に記録されるデータは、アクセス頻度(再生頻度)に応じて、ホットデータ、ウォームデータ、コールドデータと呼ばれる。アクセス頻度は、ホットデータ、ウォームデータ、コールドデータの順に低くなり、アクセス頻度が低いデータ(例えばコールドデータ)を記録し長期間保管することは、アーカイブ(archive)と呼ばれる。近年の情報量の飛躍的な増大および各種情報のデジタル化に伴い、アーカイブのために記録媒体に記録し保管されるデータ量は増大しているため、アーカイブに適した記録再生システムに対する注目が高まりつつある。 Data recorded on various recording media such as magnetic recording media is called hot data, warm data, or cold data depending on the access frequency (reproduction frequency). Access frequency decreases in the order of hot data, warm data, and cold data, and recording data that is accessed less frequently (for example, cold data) and storing it for a long period of time is called archiving. With the dramatic increase in the amount of information and the digitization of various types of information in recent years, the amount of data recorded and stored on recording media for archiving is increasing, and as a result, recording and playback systems suitable for archiving are attracting increasing attention. It's coming.
上記のような長期保管後、データを再生する際に優れた走行安定性を示すことができる磁気記録媒体は、アーカイブ用記録媒体として好適である。 A magnetic recording medium that can exhibit excellent running stability when reproducing data after long-term storage as described above is suitable as an archival recording medium.
以上に鑑み、本発明の一態様は、長期保管後の走行安定性に優れる磁気記録媒体を提供することを目的とする。 In view of the above, an object of one embodiment of the present invention is to provide a magnetic recording medium that has excellent running stability after long-term storage.
本発明の一態様は、
非磁性支持体と強磁性粉末を含む磁性層とを有する磁気記録媒体であって、
上記磁性層を70atmの圧力で押圧した後の磁性層の表面ゼータ電位の等電点(以下、「押圧後の磁性層の表面ゼータ電位の等電点」または「押圧後等電点」とも記載する。)が5.5以上である磁気記録媒体、
に関する。単位に関して、1atm=101325Pa(パスカル)=101325N(ニュートン)/m2である。
One aspect of the present invention is
A magnetic recording medium having a non-magnetic support and a magnetic layer containing ferromagnetic powder,
The isoelectric point of the surface zeta potential of the magnetic layer after pressing the magnetic layer with a pressure of 70 atm (hereinafter also referred to as "isoelectric point of the surface zeta potential of the magnetic layer after pressing" or "isoelectric point after pressing") ) is 5.5 or more,
Regarding. In terms of units, 1 atm = 101325 Pa (Pascal) = 101325 N (Newton)/ m2 .
一形態では、上記等電点は、5.5以上7.0以下であることができる。 In one form, the isoelectric point can be 5.5 or more and 7.0 or less.
一形態では、上記磁性層は、無機酸化物系粒子を含むことができる。 In one form, the magnetic layer can include inorganic oxide particles.
一形態では、上記無機酸化物系粒子は、無機酸化物とポリマーとの複合粒子であることができる。 In one form, the inorganic oxide particles can be composite particles of an inorganic oxide and a polymer.
一態様では、上記磁性層は、酸性基を有する結合剤を含むことができる。 In one aspect, the magnetic layer can include a binder having an acidic group.
一態様では、上記酸性基は、スルホン酸基およびその塩からなる群から選ばれる少なくとも一種の酸性基であることができる。 In one embodiment, the acidic group can be at least one type of acidic group selected from the group consisting of sulfonic acid groups and salts thereof.
一形態では、上記磁気記録媒体は、上記非磁性支持体と上記磁性層との間に、非磁性粉末を含む非磁性層を有することができる。 In one form, the magnetic recording medium may have a nonmagnetic layer containing nonmagnetic powder between the nonmagnetic support and the magnetic layer.
一形態では、上記磁気記録媒体は、上記非磁性支持体の上記磁性層を有する表面側とは反対の表面側に、非磁性粉末を含むバックコート層を有することができる。 In one form, the magnetic recording medium may have a back coat layer containing nonmagnetic powder on a surface side of the nonmagnetic support opposite to a surface side having the magnetic layer.
一形態では、上記磁気記録媒体は、磁気テープであることができる。 In one form, the magnetic recording medium can be a magnetic tape.
本発明の一態様は、上記磁気記録媒体と、磁気ヘッドと、を含む磁気記録再生装置に関する。 One aspect of the present invention relates to a magnetic recording/reproducing device including the above magnetic recording medium and a magnetic head.
本発明の一態様によれば、長期保管後の走行安定性に優れる磁気記録媒体を提供することができる。また、本発明の一態様によれば、上記磁気記録媒体を含む磁気記録再生装置を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a magnetic recording medium that has excellent running stability after long-term storage. Further, according to one aspect of the present invention, it is possible to provide a magnetic recording/reproducing device including the above magnetic recording medium.
[磁気記録媒体]
本発明の一態様は、非磁性支持体と強磁性粉末を含む磁性層とを有する磁気記録媒体であって、上記磁性層を70atmの圧力で押圧した後の磁性層の表面ゼータ電位の等電点が5.5以上である磁気記録媒体に関する。
[Magnetic recording medium]
One aspect of the present invention is a magnetic recording medium having a nonmagnetic support and a magnetic layer containing ferromagnetic powder, wherein the magnetic layer is pressed with a pressure of 70 atm and then the surface zeta potential of the magnetic layer is isoelectric. The present invention relates to a magnetic recording medium having a score of 5.5 or more.
<押圧後の磁性層の表面ゼータ電位の等電点>
上記の磁性層を押圧する圧力70atmは、押圧により磁性層の表面に加わる面圧である。20m/minの速度で磁気記録媒体を走行させながら、2つのロール間を通過させることにより、磁性層の表面に70atmの面圧が加えられる。走行中の磁気記録媒体には、走行方向に0.5N/mの張力が加えられる。例えば、テープ状の磁気記録媒体(即ち磁気テープ)については、走行中の磁気テープの長手方向に0.5N/mの張力が加えられる。上記押圧は、磁気記録媒体を2つのロール間を合計6回通過させ、各ロール間を通過する際にそれぞれ70atmの面圧を加えて行う。上記ロールとしては、金属ロールを使用し、ロールは加熱しない。押圧を行う環境は、雰囲気温度20~25℃、相対湿度40~60%の環境とする。上記の押圧が行われる磁気記録媒体は、相対湿度40~60%の室温環境下での10年以上の長期保管も、かかる長期保管に相当する保管またはかかる長期保管に相当する加速試験も行われていない磁気記録媒体とする。この点は、特記しない限り、本発明および本明細書に記載の磁気記録媒体に関する各種物性についても同様とする。
以上の押圧は、例えば、磁気記録媒体の製造のために使用されるカレンダ処理機を利用して行うことができる。例えば、磁気テープカートリッジに収容されている磁気テープを取り出し、カレンダ処理機においてカレンダロール間を通過させることにより、磁気テープを70atmの圧力で押圧することができる。
<Isoelectric point of surface zeta potential of magnetic layer after pressing>
The above pressure of 70 atm for pressing the magnetic layer is a surface pressure applied to the surface of the magnetic layer by pressing. By passing the magnetic recording medium between two rolls while running at a speed of 20 m/min, a surface pressure of 70 atm is applied to the surface of the magnetic layer. A tension of 0.5 N/m is applied to the running magnetic recording medium in the running direction. For example, for a tape-shaped magnetic recording medium (ie, magnetic tape), a tension of 0.5 N/m is applied in the longitudinal direction of the running magnetic tape. The above pressing is performed by passing the magnetic recording medium between two rolls six times in total, and applying a surface pressure of 70 atm each time it passes between each roll. A metal roll is used as the roll, and the roll is not heated. The environment in which the pressing is performed is an environment with an ambient temperature of 20 to 25° C. and a relative humidity of 40 to 60%. The magnetic recording medium subjected to the above-mentioned pressing has not been subjected to long-term storage for 10 years or more in a room temperature environment with a relative humidity of 40 to 60%, storage equivalent to such long-term storage, or accelerated testing equivalent to such long-term storage. magnetic recording media. This point also applies to various physical properties regarding the magnetic recording medium described in the present invention and this specification, unless otherwise specified.
The above pressing can be performed using, for example, a calendering machine used for manufacturing magnetic recording media. For example, by taking out a magnetic tape housed in a magnetic tape cartridge and passing it between calender rolls in a calendering machine, the magnetic tape can be pressed with a pressure of 70 atm.
本発明者は、長期保管後の走行安定性に優れる磁気記録媒体を提供すべく鋭意検討を重ねる中で、アーカイブの一例に相当する加速試験としては、磁性層を70atmの圧力で押圧することが適切であるとの結論を得た。以下に、この点について更に説明する。
例えば、磁気テープは、通常、磁気テープカートリッジ内にリールに巻き取られた状態で収容される。したがって、アクセス頻度が低いデータが記録された後の磁気テープの長期間の保管も、磁気テープカートリッジに収容された状態で行われる。リールに巻き取られた磁気テープは、磁性層表面とバックコート層(バックコート層を有する場合)または非磁性支持体の磁性層側とは反対側の表面(バックコート層を有さない場合)とが接触しているため、磁気テープカートリッジ内で磁性層は押圧された状態にある。本発明者は、各種シミュレーションを行った結果、雰囲気温度20~25℃、相対湿度40~60%の環境(アーカイブでの保管環境の一例)における約10年の長期保管(アーカイブの一例)に相当する加速試験としては、磁性層を70atmの圧力で押圧することが適切であると判断するに至った。そこで本発明者が、磁性層を70atmで押圧した後に走行安定性試験を行い、この試験の結果に基づき鋭意検討を重ねた結果、押圧後等電点が5.5以上の磁気記録媒体は、磁性層を70atmで押圧した後の走行安定性、即ち上記長期保管後に相当する状態での走行安定性に優れることが判明した。この点は、先に示した特開2019-008849号公報(特許文献1)に記載されていない、従来知られていなかった新たな知見を得た。
In the course of intensive study to provide a magnetic recording medium with excellent running stability after long-term storage, the present inventor discovered that an accelerated test, which corresponds to an example of an archive, was conducted by pressing the magnetic layer with a pressure of 70 atm. The conclusion was that it was appropriate. This point will be further explained below.
For example, magnetic tape is typically wound onto a reel and housed in a magnetic tape cartridge. Therefore, long-term storage of the magnetic tape after data that is infrequently accessed is recorded while it is housed in a magnetic tape cartridge. The magnetic tape wound on a reel consists of the magnetic layer surface and the back coat layer (if it has a back coat layer) or the surface of the non-magnetic support opposite to the magnetic layer side (if it does not have a back coat layer). Since the magnetic layer is in contact with the magnetic tape cartridge, the magnetic layer is in a pressed state within the magnetic tape cartridge. As a result of various simulations, the inventor has determined that this corresponds to approximately 10 years of long-term storage (an example of an archive) in an environment with an ambient temperature of 20 to 25°C and a relative humidity of 40 to 60% (an example of an archive storage environment). It has been determined that it is appropriate to press the magnetic layer with a pressure of 70 atm as an accelerated test. Therefore, the present inventor conducted a running stability test after pressing the magnetic layer at 70 atm, and as a result of extensive study based on the results of this test, a magnetic recording medium with an isoelectric point of 5.5 or higher after pressing is It was found that the running stability after pressing the magnetic layer at 70 atm, that is, the running stability in a state corresponding to the above-mentioned long-term storage, was excellent. In this regard, we have obtained new knowledge that was not previously known and is not described in Japanese Patent Application Publication No. 2019-008849 (Patent Document 1) shown above.
以下に、上記押圧後等電点の測定方法について説明する。なお本発明および本明細書において、「磁性層(の)表面」とは、磁気記録媒体の磁性層側表面と同義である。
本発明および本明細書において、磁性層の表面ゼータ電位の等電点とは、流動電位法(流動電流法とも呼ばれる。)により測定される表面ゼータ電位がゼロになるときのpHの値をいう。測定対象の磁気記録媒体からサンプルを切り出し、磁性層の表面が電解液と接するようにサンプルを測定セル内に配置する。表面ゼータ電位は、測定セルに圧力を変化させて電解液を流し、各圧力での流動電位を測定した後、以下の算出式より求められる。
The method for measuring the isoelectric point after pressing will be described below. Note that in the present invention and this specification, "the surface of the magnetic layer" has the same meaning as the surface of the magnetic layer side of the magnetic recording medium.
In the present invention and this specification, the isoelectric point of the surface zeta potential of a magnetic layer refers to the pH value at which the surface zeta potential becomes zero as measured by the streaming potential method (also called streaming current method). . A sample is cut out from the magnetic recording medium to be measured, and placed in a measurement cell so that the surface of the magnetic layer is in contact with the electrolyte. The surface zeta potential is determined by the following calculation formula after flowing an electrolytic solution into a measurement cell at varying pressures and measuring the flowing potential at each pressure.
圧力は、0~400000Pa(0~400mbar)の範囲で変化させる。電解液を測定セルに流して流動電位を測定して表面ゼータ電位を算出することを、pHの異なる電解液(pH9から約0.5刻みでpH3まで)を用いて行う。測定点は、pH9の測定点から始まりpH3の13点目の測定点までの合計13点となる。こうして各pHの測定点について、表面ゼータ電位が求められる。pHが下がるにしたがい表面ゼータ電位の値は小さくなるため、pHが9から3まで下がる中で、表面ゼータ電位の極性が変化(プラスの値からマイナスの値に変化)する2つの測定点が現れる場合がある。そのような2つの測定点が現れた場合には、それら2つの測定点の表面ゼータ電位とpHの関係を示す直線(一次関数)を用いて、表面ゼータ電位の値がゼロになるpHを、内挿により求める。一方、pHが9から3まで下がる中で求められる表面ゼータ電位がすべてプラスの値の場合には、最終の測定点である13点目の測定点(pH3)および12点目の測定点の表面ゼータ電位とpHの関係を示す直線(一次関数)を用いて、表面ゼータ電位の値がゼロになるpHを、外挿により求める。他方、pHが9から3まで下がる中で求められる表面ゼータ電位がすべてマイナスの値の場合には、最初の測定点である1点目の測定点(pH9)および12点目の測定点の表面ゼータ電位とpHの関係を示す直線(一次関数)を用いて、表面ゼータ電位の値がゼロになるpHを、外挿により求める。こうして、流動電位法により測定される磁性層の表面ゼータ電位の値がゼロになるときのpHが求められる。
以上の測定を、上記押圧後の磁気記録媒体から切り出した異なるサンプルを用いて室温で合計3回行い、各回の測定において表面ゼータ電位の値がゼロになるときのpHを求める。電解液の粘度および比誘電率としては、室温での測定値を用いる。本発明および本明細書において、「室温」は、20~27℃の範囲とする。磁性層について、こうして求められた3つのpHの算術平均を、測定対象の磁気記録媒体の押圧後の磁性層の表面ゼータ電位の等電点とする。pH9の電解液としては、1mmol/LのKCl水溶液を、0.1mol/LのKOH水溶液を用いてpH9に調整したものを用いる。その他のpHの電解液は、こうして調整されたpH9の電解液を、0.1mol/LのHCl水溶液を用いてpH調整したものを用いる。上記方法によって測定される表面ゼータ電位の等電点は、上記押圧後の磁性層の表面について求められる等電点である。
The pressure is varied in the range from 0 to 400,000 Pa (0 to 400 mbar). Calculating the surface zeta potential by flowing an electrolytic solution through a measurement cell and measuring the flowing potential is performed using electrolytic solutions with different pHs (from pH 9 to pH 3 in about 0.5 increments). There are a total of 13 measurement points starting from the measurement point at pH 9 to the 13th measurement point at pH 3. In this way, the surface zeta potential is determined for each pH measurement point. As the pH decreases, the value of the surface zeta potential decreases, so as the pH decreases from 9 to 3, two measurement points appear where the polarity of the surface zeta potential changes (changes from a positive value to a negative value). There are cases. When such two measurement points appear, use a straight line (linear function) showing the relationship between the surface zeta potential and pH of those two measurement points to find the pH at which the surface zeta potential value becomes zero, Obtained by interpolation. On the other hand, if the surface zeta potentials determined as the pH decreases from 9 to 3 are all positive values, the surface at the 13th measurement point (pH 3), which is the final measurement point, and the 12th measurement point Using a straight line (linear function) showing the relationship between zeta potential and pH, the pH at which the value of the surface zeta potential becomes zero is determined by extrapolation. On the other hand, if the surface zeta potentials determined as the pH decreases from 9 to 3 are all negative values, the surface at the first measurement point (pH 9) and the 12th measurement point. Using a straight line (linear function) showing the relationship between zeta potential and pH, the pH at which the value of the surface zeta potential becomes zero is determined by extrapolation. In this way, the pH at which the value of the surface zeta potential of the magnetic layer, measured by the streaming potential method, becomes zero is determined.
The above measurements are performed a total of three times at room temperature using different samples cut out from the magnetic recording medium after the above pressing, and the pH at which the value of the surface zeta potential becomes zero in each measurement is determined. As the viscosity and dielectric constant of the electrolytic solution, measured values at room temperature are used. In the present invention and this specification, "room temperature" is in the range of 20 to 27°C. For the magnetic layer, the arithmetic mean of the three pH values thus determined is taken as the isoelectric point of the surface zeta potential of the magnetic layer after pressing of the magnetic recording medium to be measured. As the electrolytic solution having a pH of 9, a 1 mmol/L KCl aqueous solution adjusted to pH 9 using a 0.1 mol/L KOH aqueous solution is used. As the electrolytic solution with other pH values, the electrolytic solution with a pH of 9 thus adjusted was adjusted in pH using a 0.1 mol/L HCl aqueous solution. The isoelectric point of the surface zeta potential measured by the above method is the isoelectric point determined for the surface of the magnetic layer after the above pressing.
上記磁気記録媒体の押圧後の磁性層の表面ゼータ電位の等電点は、長期保管後の走行安定性の向上の観点から、5.5以上である。長期保管後に磁気記録媒体に記録されたデータを再生する際、磁性層表面と磁気ヘッドとの接触状態が不安定になると、走行安定性が低下してしまう。これに対し、上記押圧後の磁性層の表面ゼータ電位の等電点(即ち長期保管に相当する状態に置かれた磁性層の表面ゼータ電位の等電点)が5.5以上、即ち中性付近~塩基性のpH領域にある磁気記録媒体では、磁性層表面と磁気ヘッドとが電気化学的に反応し難いこと、および/または、磁性層表面と磁気ヘッドとが接触して磁性層表面が削れることにより発生した削れ屑が磁気ヘッドに固着し難いこと、が、磁性層表面と磁気ヘッドとの接触状態を安定化することに寄与すると推察される。ただし、上記の推察および本明細書に記載のその他の推察に、本発明は何ら限定されるものではない。
長期保管後の走行安定性の更なる向上の観点から、上記磁気記録媒体の押圧後の磁性層の表面ゼータ電位の等電点は、5.7以上であることが好ましく、6.0以上であることがより好ましい。磁性層の表面ゼータ電位の等電点は、詳細を後述するように、磁性層形成のために使用される成分の種類、磁性層の形成工程等によって制御することができる。制御の容易性等の観点からは、磁性層の表面ゼータ電位の等電点は、7.0以下であることが好ましく、6.7以下であることがより好ましく、6.5以下であることが更に好ましい。
以下、上記磁気記録媒体について、更に詳細に説明する。
The isoelectric point of the surface zeta potential of the magnetic layer after pressing of the magnetic recording medium is 5.5 or more from the viewpoint of improving running stability after long-term storage. When reproducing data recorded on a magnetic recording medium after long-term storage, if the contact state between the surface of the magnetic layer and the magnetic head becomes unstable, running stability deteriorates. On the other hand, if the isoelectric point of the surface zeta potential of the magnetic layer after the above-mentioned pressing (that is, the isoelectric point of the surface zeta potential of the magnetic layer placed in a state equivalent to long-term storage) is 5.5 or more, that is, it is neutral. In magnetic recording media in the near-basic pH range, the surface of the magnetic layer and the magnetic head are difficult to react electrochemically, and/or the surface of the magnetic layer and the magnetic head are in contact and the surface of the magnetic layer is It is presumed that the fact that scraps generated by scraping are difficult to stick to the magnetic head contributes to stabilizing the contact state between the magnetic layer surface and the magnetic head. However, the present invention is not limited to the above speculation or other speculations described in this specification.
From the viewpoint of further improving the running stability after long-term storage, the isoelectric point of the surface zeta potential of the magnetic layer after pressing of the magnetic recording medium is preferably 5.7 or more, and preferably 6.0 or more. It is more preferable that there be. The isoelectric point of the surface zeta potential of the magnetic layer can be controlled by the type of components used to form the magnetic layer, the process of forming the magnetic layer, etc., as will be described in detail later. From the viewpoint of ease of control, etc., the isoelectric point of the surface zeta potential of the magnetic layer is preferably 7.0 or less, more preferably 6.7 or less, and 6.5 or less. is even more preferable.
The above magnetic recording medium will be explained in more detail below.
<磁性層>
(強磁性粉末)
磁性層に含まれる強磁性粉末としては、各種磁気記録媒体の磁性層において用いられる強磁性粉末として公知の強磁性粉末を一種または二種以上組み合わせて使用することができる。強磁性粉末として平均粒子サイズの小さいものを使用することは記録密度向上の観点から好ましい。この点から、強磁性粉末の平均粒子サイズは50nm以下であることが好ましく、45nm以下であることがより好ましく、40nm以下であることが更に好ましく、35nm以下であることが一層好ましく、30nm以下であることがより一層好ましく、25nm以下であることが更に一層好ましく、20nm以下であることがなお一層好ましい。一方、磁化の安定性の観点からは、強磁性粉末の平均粒子サイズは5nm以上であることが好ましく、8nm以上であることがより好ましく、10nm以上であることが更に好ましく、15nm以上であることが一層好ましく、20nm以上であることがより一層好ましい。
<Magnetic layer>
(Ferromagnetic powder)
As the ferromagnetic powder contained in the magnetic layer, one type or a combination of two or more types of ferromagnetic powders known as ferromagnetic powders used in the magnetic layers of various magnetic recording media can be used. It is preferable to use ferromagnetic powder having a small average particle size from the viewpoint of improving recording density. From this point of view, the average particle size of the ferromagnetic powder is preferably 50 nm or less, more preferably 45 nm or less, even more preferably 40 nm or less, even more preferably 35 nm or less, and 30 nm or less. It is even more preferable that it is, even more preferably that it is 25 nm or less, and even more preferably that it is 20 nm or less. On the other hand, from the viewpoint of magnetization stability, the average particle size of the ferromagnetic powder is preferably 5 nm or more, more preferably 8 nm or more, even more preferably 10 nm or more, and still more preferably 15 nm or more. is more preferable, and even more preferably 20 nm or more.
六方晶フェライト粉末
強磁性粉末の好ましい具体例としては、六方晶フェライト粉末を挙げることができる。六方晶フェライト粉末の詳細については、例えば、特開2011-225417号公報の段落0012~0030、特開2011-216149号公報の段落0134~0136、特開2012-204726号公報の段落0013~0030および特開2015-127985号公報の段落0029~0084を参照できる。
Hexagonal ferrite powder A preferred example of the ferromagnetic powder is hexagonal ferrite powder. For details on hexagonal ferrite powder, see, for example, paragraphs 0012 to 0030 of JP2011-225417A, paragraphs 0134 to 0136 of JP2011-216149A, paragraphs 0013 to 0030 of JP2012-204726A, and Paragraphs 0029 to 0084 of Japanese Patent Application Publication No. 2015-127985 can be referred to.
本発明および本明細書において、「六方晶フェライト粉末」とは、X線回折分析によって、主相として六方晶フェライト型の結晶構造が検出される強磁性粉末をいうものとする。主相とは、X線回折分析によって得られるX線回折スペクトルにおいて最も高強度の回折ピークが帰属する構造をいう。例えば、X線回折分析によって得られるX線回折スペクトルにおいて最も高強度の回折ピークが六方晶フェライト型の結晶構造に帰属される場合、六方晶フェライト型の結晶構造が主相として検出されたと判断するものとする。X線回折分析によって単一の構造のみが検出された場合には、この検出された構造を主相とする。六方晶フェライト型の結晶構造は、構成原子として、少なくとも鉄原子、二価金属原子および酸素原子を含む。二価金属原子とは、イオンとして二価のカチオンになり得る金属原子であり、ストロンチウム原子、バリウム原子、カルシウム原子等のアルカリ土類金属原子、鉛原子等を挙げることができる。本発明および本明細書において、六方晶ストロンチウムフェライト粉末とは、この粉末に含まれる主な二価金属原子がストロンチウム原子であるものをいい、六方晶バリウムフェライト粉末とは、この粉末に含まれる主な二価金属原子がバリウム原子であるものをいう。主な二価金属原子とは、この粉末に含まれる二価金属原子の中で、原子%基準で最も多くを占める二価金属原子をいうものとする。ただし、上記の二価金属原子には、希土類原子は包含されないものとする。本発明および本明細書における「希土類原子」は、スカンジウム原子(Sc)、イットリウム原子(Y)、およびランタノイド原子からなる群から選択される。ランタノイド原子は、ランタン原子(La)、セリウム原子(Ce)、プラセオジム原子(Pr)、ネオジム原子(Nd)、プロメチウム原子(Pm)、サマリウム原子(Sm)、ユウロピウム原子(Eu)、ガドリニウム原子(Gd)、テルビウム原子(Tb)、ジスプロシウム原子(Dy)、ホルミウム原子(Ho)、エルビウム原子(Er)、ツリウム原子(Tm)、イッテルビウム原子(Yb)、およびルテチウム原子(Lu)からなる群から選択される。 In the present invention and this specification, "hexagonal ferrite powder" refers to a ferromagnetic powder in which a hexagonal ferrite type crystal structure is detected as the main phase by X-ray diffraction analysis. The main phase refers to a structure to which the most intense diffraction peak belongs in an X-ray diffraction spectrum obtained by X-ray diffraction analysis. For example, if the most intense diffraction peak in an X-ray diffraction spectrum obtained by X-ray diffraction analysis is attributed to a hexagonal ferrite crystal structure, it is determined that a hexagonal ferrite crystal structure has been detected as the main phase. shall be taken as a thing. When only a single structure is detected by X-ray diffraction analysis, this detected structure is taken as the main phase. The hexagonal ferrite type crystal structure includes at least iron atoms, divalent metal atoms, and oxygen atoms as constituent atoms. The divalent metal atom is a metal atom that can become a divalent cation as an ion, and includes alkaline earth metal atoms such as strontium atom, barium atom, and calcium atom, lead atom, and the like. In the present invention and this specification, hexagonal strontium ferrite powder refers to powder in which the main divalent metal atoms contained are strontium atoms, and hexagonal barium ferrite powder refers to powder in which the main divalent metal atoms contained in this powder are strontium atoms. The divalent metal atom is a barium atom. The main divalent metal atoms are the divalent metal atoms that account for the largest percentage on an atomic percent basis among the divalent metal atoms contained in this powder. However, the divalent metal atoms mentioned above do not include rare earth atoms. A "rare earth atom" in the present invention and herein is selected from the group consisting of scandium atom (Sc), yttrium atom (Y), and lanthanide atom. Lanthanoid atoms include lanthanum atom (La), cerium atom (Ce), praseodymium atom (Pr), neodymium atom (Nd), promethium atom (Pm), samarium atom (Sm), europium atom (Eu), and gadolinium atom (Gd). ), terbium atom (Tb), dysprosium atom (Dy), holmium atom (Ho), erbium atom (Er), thulium atom (Tm), ytterbium atom (Yb), and lutetium atom (Lu). Ru.
以下に、六方晶フェライト粉末の一形態である六方晶ストロンチウムフェライト粉末について、更に詳細に説明する。 Below, hexagonal strontium ferrite powder, which is one form of hexagonal ferrite powder, will be explained in more detail.
六方晶ストロンチウムフェライト粉末の活性化体積は、好ましくは800~1600nm3の範囲である。上記範囲の活性化体積を示す微粒子化された六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、優れた電磁変換特性を発揮する磁気記録媒体の作製のために好適である。六方晶ストロンチウムフェライト粉末の活性化体積は、好ましくは800nm3以上であり、例えば850nm3以上であることもできる。また、電磁変換特性の更なる向上の観点から、六方晶ストロンチウムフェライト粉末の活性化体積は、1500nm3以下であることがより好ましく、1400nm3以下であることが更に好ましく、1300nm3以下であることが一層好ましく、1200nm3以下であることがより一層好ましく、1100nm3以下であることが更により一層好ましい。六方晶バリウムフェライト粉末の活性化体積についても、同様である。 The activation volume of the hexagonal strontium ferrite powder is preferably in the range of 800 to 1600 nm 3 . Finely divided hexagonal strontium ferrite powder exhibiting an activation volume within the above range is suitable for producing a magnetic recording medium exhibiting excellent electromagnetic conversion characteristics. The activation volume of the hexagonal strontium ferrite powder is preferably 800 nm 3 or more, and can also be, for example, 850 nm 3 or more. In addition, from the viewpoint of further improving electromagnetic conversion characteristics, the activated volume of the hexagonal strontium ferrite powder is more preferably 1500 nm 3 or less, even more preferably 1400 nm 3 or less, and 1300 nm 3 or less. is more preferable, it is even more preferable that it is 1200 nm 3 or less, and even more preferably that it is 1100 nm 3 or less. The same applies to the activation volume of hexagonal barium ferrite powder.
「活性化体積」とは、磁化反転の単位であって、粒子の磁気的な大きさを示す指標である。本発明および本明細書に記載の活性化体積および後述の異方性定数Kuは、振動試料型磁力計を用いて保磁力Hc測定部の磁場スイープ速度3分と30分とで測定し(測定温度:23℃±1℃)、以下のHcと活性化体積Vとの関係式から求められる値である。なお異方性定数Kuの単位に関して、1erg/cc=1.0×10-1J/m3である。
Hc=2Ku/Ms{1-[(kT/KuV)ln(At/0.693)]1/2}
[上記式中、Ku:異方性定数(単位:J/m3)、Ms:飽和磁化(単位:kA/m)、k:ボルツマン定数、T:絶対温度(単位:K)、V:活性化体積(単位:cm3)、A:スピン歳差周波数(単位:s-1)、t:磁界反転時間(単位:s)]
"Activation volume" is a unit of magnetization reversal and is an index indicating the magnetic size of a particle. The activation volume described in the present invention and this specification and the anisotropy constant Ku described later are measured using a vibrating sample magnetometer at magnetic field sweep speeds of 3 minutes and 30 minutes in the coercive force Hc measurement section (measurement Temperature: 23° C.±1° C.), a value determined from the following relational expression between Hc and activation volume V. Note that the unit of the anisotropy constant Ku is 1erg/cc=1.0×10 −1 J/m 3 .
Hc=2Ku/Ms {1-[(kT/KuV)ln(At/0.693)] 1/2 }
[In the above formula, Ku: anisotropy constant (unit: J/m 3 ), Ms: saturation magnetization (unit: kA/m), k: Boltzmann constant, T: absolute temperature (unit: K), V: activity volume (unit: cm 3 ), A: spin precession frequency (unit: s −1 ), t: magnetic field reversal time (unit: s)]
熱揺らぎの低減、換言すれば熱的安定性の向上の指標としては、異方性定数Kuを挙げることができる。六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、好ましくは1.8×105J/m3以上のKuを有することができ、より好ましくは2.0×105J/m3以上のKuを有することができる。また、六方晶ストロンチウムフェライト粉末のKuは、例えば2.5×105J/m3以下であることができる。ただしKuが高いほど熱的安定性が高いことを意味し好ましいため、上記例示した値に限定されるものではない。 The anisotropy constant Ku can be cited as an index of reduction in thermal fluctuation, in other words, improvement in thermal stability. The hexagonal strontium ferrite powder can preferably have a Ku of 1.8×10 5 J/m 3 or more, more preferably 2.0×10 5 J/m 3 or more. Moreover, Ku of the hexagonal strontium ferrite powder can be, for example, 2.5×10 5 J/m 3 or less. However, since a higher Ku means higher thermal stability and is preferable, it is not limited to the values exemplified above.
六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、希土類原子を含んでいてもよく、含まなくてもよい。六方晶ストロンチウムフェライト粉末が希土類原子を含む場合、鉄原子100原子%に対して、0.5~5.0原子%の含有率(バルク含有率)で希土類原子を含むことが好ましい。希土類原子を含む六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、一形態では、希土類原子表層部偏在性を有することができる。本発明および本明細書における「希土類原子表層部偏在性」とは、六方晶ストロンチウムフェライト粉末を酸により部分溶解して得られた溶解液中の鉄原子100原子%に対する希土類原子含有率(以下、「希土類原子表層部含有率」または希土類原子に関して単に「表層部含有率」と記載する。)が、六方晶ストロンチウムフェライト粉末を酸により全溶解して得られた溶解液中の鉄原子100原子%に対する希土類原子含有率(以下、「希土類原子バルク含有率」または希土類原子に関して単に「バルク含有率」と記載する。)と、
希土類原子表層部含有率/希土類原子バルク含有率>1.0
の比率を満たすことを意味する。後述の六方晶ストロンチウムフェライト粉末の希土類原子含有率とは、希土類原子バルク含有率と同義である。これに対し、酸を用いる部分溶解は六方晶ストロンチウムフェライト粉末を構成する粒子の表層部を溶解するため、部分溶解により得られる溶解液中の希土類原子含有率とは、六方晶ストロンチウムフェライト粉末を構成する粒子の表層部における希土類原子含有率である。希土類原子表層部含有率が、「希土類原子表層部含有率/希土類原子バルク含有率>1.0」の比率を満たすことは、六方晶ストロンチウムフェライト粉末を構成する粒子において、希土類原子が表層部に偏在(即ち内部より多く存在)していることを意味する。本発明および本明細書における表層部とは、六方晶ストロンチウムフェライト粉末を構成する粒子の表面から内部に向かう一部領域を意味する。
The hexagonal strontium ferrite powder may or may not contain rare earth atoms. When the hexagonal strontium ferrite powder contains rare earth atoms, it is preferable that the rare earth atoms are contained at a content (bulk content) of 0.5 to 5.0 at % based on 100 at % iron atoms. In one form, the hexagonal strontium ferrite powder containing rare earth atoms can have rare earth atoms unevenly distributed in the surface layer. In the present invention and this specification, "rare earth atom uneven distribution in the surface layer" refers to the rare earth atom content (hereinafter, "Rare earth atom surface content" or simply "surface layer content" for rare earth atoms) is 100 at.% of iron atoms in the solution obtained by completely dissolving hexagonal strontium ferrite powder with acid. Rare earth atom content (hereinafter referred to as "rare earth atom bulk content" or simply "bulk content" with respect to rare earth atoms),
Rare earth atom surface layer content/rare earth atom bulk content>1.0
This means that the ratio of The rare earth atom content of the hexagonal strontium ferrite powder described below is synonymous with the rare earth atom bulk content. On the other hand, partial dissolution using an acid dissolves the surface layer of the particles constituting the hexagonal strontium ferrite powder, so the rare earth atom content in the solution obtained by partial dissolution is This is the rare earth atom content in the surface layer of the particles. The fact that the rare earth atom content in the surface layer satisfies the ratio of "rare earth atom surface layer content/rare earth atom bulk content >1.0" means that rare earth atoms are present in the surface layer in the particles constituting the hexagonal strontium ferrite powder. It means that it is omnipresent (that is, it is present more than inside). In the present invention and the present specification, the surface layer portion refers to a partial region from the surface of the particle constituting the hexagonal strontium ferrite powder toward the inside.
六方晶ストロンチウムフェライト粉末が希土類原子を含む場合、希土類原子含有率(バルク含有率)は、鉄原子100原子%に対して0.5~5.0原子%の範囲であることが好ましい。上記範囲のバルク含有率で希土類原子を含み、かつ六方晶ストロンチウムフェライト粉末を構成する粒子の表層部に希土類原子が偏在していることは、繰り返し再生における再生出力の低下を抑制することに寄与すると考えられる。これは、六方晶ストロンチウムフェライト粉末が上記範囲のバルク含有率で希土類原子を含み、かつ六方晶ストロンチウムフェライト粉末を構成する粒子の表層部に希土類原子が偏在していることにより、異方性定数Kuを高めることができるためと推察される。異方性定数Kuは、この値が高いほど、いわゆる熱揺らぎと呼ばれる現象の発生を抑制すること(換言すれば熱的安定性を向上させること)ができる。熱揺らぎの発生が抑制されることにより、繰り返し再生における再生出力の低下を抑制することができる。六方晶ストロンチウムフェライト粉末の粒子表層部に希土類原子が偏在することが、表層部の結晶格子内の鉄(Fe)のサイトのスピンを安定化することに寄与し、これにより異方性定数Kuが高まるのではないかと推察される。
また、希土類原子表層部偏在性を有する六方晶ストロンチウムフェライト粉末を磁性層の強磁性粉末として用いることは、磁気ヘッドとの摺動によって磁性層表面が削れることを抑制することにも寄与すると推察される。即ち、磁気記録媒体の走行耐久性の向上にも、希土類原子表層部偏在性を有する六方晶ストロンチウムフェライト粉末が寄与し得ると推察される。これは、六方晶ストロンチウムフェライト粉末を構成する粒子の表面に希土類原子が偏在することが、粒子表面と磁性層に含まれる有機物質(例えば、結合剤および/または添加剤)との相互作用の向上に寄与し、その結果、磁性層の強度が向上するためではないかと推察される。
繰り返し再生における再生出力の低下をより一層抑制する観点および/または走行耐久性の更なる向上の観点からは、希土類原子含有率(バルク含有率)は、0.5~4.5原子%の範囲であることがより好ましく、1.0~4.5原子%の範囲であることが更に好ましく、1.5~4.5原子%の範囲であることが一層好ましい。
When the hexagonal strontium ferrite powder contains rare earth atoms, the rare earth atom content (bulk content) is preferably in the range of 0.5 to 5.0 atom % based on 100 atom % of iron atoms. It is believed that the uneven distribution of rare earth atoms in the surface layer of the particles constituting the hexagonal strontium ferrite powder, which contains rare earth atoms at a bulk content in the above range, contributes to suppressing the reduction in reproduction output during repeated reproduction. Conceivable. This is due to the fact that the hexagonal strontium ferrite powder contains rare earth atoms in the bulk content within the above range, and that the rare earth atoms are unevenly distributed in the surface layer of the particles constituting the hexagonal strontium ferrite powder. It is presumed that this is because it can increase the The higher the value of the anisotropy constant Ku, the more the phenomenon called thermal fluctuation can be suppressed (in other words, the thermal stability can be improved). By suppressing the occurrence of thermal fluctuations, it is possible to suppress a decrease in reproduction output during repeated reproduction. The uneven distribution of rare earth atoms in the particle surface of hexagonal strontium ferrite powder contributes to stabilizing the spin of iron (Fe) sites in the crystal lattice in the surface layer, which increases the anisotropy constant Ku. It is speculated that this will increase.
In addition, it is assumed that using hexagonal strontium ferrite powder, which has rare earth atoms unevenly distributed in the surface layer, as the ferromagnetic powder for the magnetic layer also contributes to suppressing the surface of the magnetic layer from being scraped by sliding with the magnetic head. Ru. That is, it is surmised that the hexagonal strontium ferrite powder having rare earth atoms unevenly distributed in the surface layer may also contribute to improving the running durability of the magnetic recording medium. This is due to the uneven distribution of rare earth atoms on the surface of the particles constituting the hexagonal strontium ferrite powder, which improves the interaction between the particle surface and the organic substances (e.g. binders and/or additives) contained in the magnetic layer. It is presumed that this is because the magnetic layer contributes to the strength of the magnetic layer, and as a result, the strength of the magnetic layer is improved.
From the viewpoint of further suppressing the decline in reproduction output during repeated reproduction and/or further improving running durability, the rare earth atom content (bulk content) is in the range of 0.5 to 4.5 at%. It is more preferably in the range of 1.0 to 4.5 atom %, even more preferably in the range of 1.5 to 4.5 atom %.
上記バルク含有率は、六方晶ストロンチウムフェライト粉末を全溶解して求められる含有率である。なお本発明および本明細書において、特記しない限り、原子について含有率とは、六方晶ストロンチウムフェライト粉末を全溶解して求められるバルク含有率をいうものとする。希土類原子を含む六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、希土類原子として一種の希土類原子のみ含んでもよく、二種以上の希土類原子を含んでもよい。二種以上の希土類原子を含む場合の上記バルク含有率とは、二種以上の希土類原子の合計について求められる。この点は、本発明および本明細書における他の成分についても同様である。即ち、特記しない限り、ある成分は、一種のみ用いてもよく、二種以上用いてもよい。二種以上用いられる場合の含有量または含有率とは、二種以上の合計についていうものとする。 The above bulk content is the content determined by completely melting the hexagonal strontium ferrite powder. In the present invention and this specification, unless otherwise specified, the atomic content refers to the bulk content determined by completely dissolving the hexagonal strontium ferrite powder. The hexagonal strontium ferrite powder containing rare earth atoms may contain only one kind of rare earth atoms, or may contain two or more kinds of rare earth atoms. The above-mentioned bulk content when two or more types of rare earth atoms are included is calculated for the total of two or more types of rare earth atoms. This point also applies to other components in the present invention and this specification. That is, unless otherwise specified, one kind of a certain component may be used, or two or more kinds thereof may be used. When two or more types are used, the content or content rate refers to the total of the two or more types.
六方晶ストロンチウムフェライト粉末が希土類原子を含む場合、含まれる希土類原子は、希土類原子のいずれか一種以上であればよい。繰り返し再生における再生出力の低下をより一層抑制する観点から好ましい希土類原子としては、ネオジム原子、サマリウム原子、イットリウム原子およびジスプロシウム原子を挙げることができ、ネオジム原子、サマリウム原子およびイットリウム原子がより好ましく、ネオジム原子が更に好ましい。 When the hexagonal strontium ferrite powder contains rare earth atoms, the rare earth atoms contained may be at least one kind of rare earth atoms. Preferred rare earth atoms from the viewpoint of further suppressing a decrease in reproduction output during repeated reproduction include neodymium atoms, samarium atoms, yttrium atoms, and dysprosium atoms, with neodymium atoms, samarium atoms, and yttrium atoms being more preferred; Atom is more preferred.
希土類原子表層部偏在性を有する六方晶ストロンチウムフェライト粉末において、希土類原子は六方晶ストロンチウムフェライト粉末を構成する粒子の表層部に偏在していればよく、偏在の程度は限定されるものではない。例えば、希土類原子表層部偏在性を有する六方晶ストロンチウムフェライト粉末について、後述する溶解条件で部分溶解して求められた希土類原子の表層部含有率と後述する溶解条件で全溶解して求められた希土類原子のバルク含有率との比率、「表層部含有率/バルク含有率」は1.0超であり、1.5以上であることができる。「表層部含有率/バルク含有率」が1.0より大きいことは、六方晶ストロンチウムフェライト粉末を構成する粒子において、希土類原子が表層部に偏在(即ち内部より多く存在)していることを意味する。また、後述する溶解条件で部分溶解して求められた希土類原子の表層部含有率と後述する溶解条件で全溶解して求められた希土類原子のバルク含有率との比率、「表層部含有率/バルク含有率」は、例えば、10.0以下、9.0以下、8.0以下、7.0以下、6.0以下、5.0以下、または4.0以下であることができる。ただし、希土類原子表層部偏在性を有する六方晶ストロンチウムフェライト粉末において、希土類原子は六方晶ストロンチウムフェライト粉末を構成する粒子の表層部に偏在していればよく、上記の「表層部含有率/バルク含有率」は、例示した上限または下限に限定されるものではない。 In the hexagonal strontium ferrite powder having rare earth atoms unevenly distributed in the surface layer, it is sufficient that the rare earth atoms are unevenly distributed in the surface layer of the particles constituting the hexagonal strontium ferrite powder, and the degree of uneven distribution is not limited. For example, for a hexagonal strontium ferrite powder that has rare earth atoms unevenly distributed in the surface layer, the surface layer content of rare earth atoms determined by partial melting under the melting conditions described below and the rare earth content determined by completely melting under the melting conditions described below. The ratio of atoms to the bulk content, "surface layer content/bulk content" is more than 1.0, and can be 1.5 or more. When the "surface layer content ratio/bulk content ratio" is larger than 1.0, it means that rare earth atoms are unevenly distributed in the surface layer (that is, more present than in the interior) in the particles that make up the hexagonal strontium ferrite powder. do. In addition, the ratio of the surface layer content of rare earth atoms determined by partial dissolution under the dissolution conditions described below and the bulk content of rare earth atoms determined by total dissolution under the dissolution conditions described below, ``surface layer content/ Bulk content" can be, for example, 10.0 or less, 9.0 or less, 8.0 or less, 7.0 or less, 6.0 or less, 5.0 or less, or 4.0 or less. However, in a hexagonal strontium ferrite powder having rare earth atoms unevenly distributed in the surface layer, it is sufficient that the rare earth atoms are unevenly distributed in the surface layer of the particles constituting the hexagonal strontium ferrite powder, and the above "surface layer content/bulk content" is sufficient. The "rate" is not limited to the illustrated upper or lower limits.
六方晶ストロンチウムフェライト粉末の部分溶解および全溶解について、以下に説明する。粉末として存在している六方晶ストロンチウムフェライト粉末については、部分溶解および全溶解する試料粉末は、同一ロットの粉末から採取する。一方、磁気記録媒体の磁性層に含まれている六方晶ストロンチウムフェライト粉末については、磁性層から取り出した六方晶ストロンチウムフェライト粉末の一部を部分溶解に付し、他の一部を全溶解に付す。磁性層からの六方晶ストロンチウムフェライト粉末の取り出しは、例えば、特開2015-91747号公報の段落0032に記載の方法によって行うことができる。
上記部分溶解とは、溶解終了時に液中に六方晶ストロンチウムフェライト粉末の残留が目視で確認できる程度に溶解することをいう。例えば、部分溶解により、六方晶ストロンチウムフェライト粉末を構成する粒子について、粒子全体を100質量%として10~20質量%の領域を溶解することができる。一方、上記全溶解とは、溶解終了時に液中に六方晶ストロンチウムフェライト粉末の残留が目視で確認されない状態まで溶解することをいう。
上記部分溶解および表層部含有率の測定は、例えば、以下の方法により行われる。ただし、下記の試料粉末量等の溶解条件は例示であって、部分溶解および全溶解が可能な溶解条件を任意に採用できる。
試料粉末12mgおよび1mol/L塩酸10mLを入れた容器(例えばビーカー)を、設定温度70℃のホットプレート上で1時間保持する。得られた溶解液を0.1μmのメンブレンフィルタでろ過する。こうして得られたろ液の元素分析を誘導結合プラズマ(ICP;Inductively Coupled Plasma)分析装置によって行う。こうして、鉄原子100原子%に対する希土類原子の表層部含有率を求めることができる。元素分析により複数種の希土類原子が検出された場合には、全希土類原子の合計含有率を、表層部含有率とする。この点は、バルク含有率の測定においても、同様である。
一方、上記全溶解およびバルク含有率の測定は、例えば、以下の方法により行われる。
試料粉末12mgおよび4mol/L塩酸10mLを入れた容器(例えばビーカー)を、設定温度80℃のホットプレート上で3時間保持する。その後は上記の部分溶解および表層部含有率の測定と同様に行い、鉄原子100原子%に対するバルク含有率を求めることができる。
Partial and total dissolution of hexagonal strontium ferrite powder will be explained below. For hexagonal strontium ferrite powders that are present as powders, the partially dissolved and fully dissolved sample powders are taken from the same lot of powder. On the other hand, for hexagonal strontium ferrite powder contained in the magnetic layer of a magnetic recording medium, a part of the hexagonal strontium ferrite powder taken out from the magnetic layer is subjected to partial melting, and the other part is subjected to total melting. . The hexagonal strontium ferrite powder can be taken out from the magnetic layer by, for example, the method described in paragraph 0032 of JP-A-2015-91747.
The above-mentioned partial dissolution means that the hexagonal strontium ferrite powder is dissolved to such an extent that residual hexagonal strontium ferrite powder can be visually confirmed in the liquid at the end of dissolution. For example, by partial dissolution, it is possible to dissolve a region of 10 to 20 mass % of the particles constituting the hexagonal strontium ferrite powder, assuming that the entire particle is 100 mass %. On the other hand, the above-mentioned complete dissolution means that the hexagonal strontium ferrite powder is dissolved to a state where no residual hexagonal strontium ferrite powder is visually confirmed in the liquid upon completion of dissolution.
The above-mentioned partial dissolution and measurement of the surface layer content are performed, for example, by the following method. However, the dissolution conditions such as the amount of sample powder described below are merely examples, and any dissolution conditions that allow partial dissolution and complete dissolution can be adopted as desired.
A container (for example, a beaker) containing 12 mg of sample powder and 10 mL of 1 mol/L hydrochloric acid is held on a hot plate with a set temperature of 70° C. for 1 hour. The obtained solution is filtered through a 0.1 μm membrane filter. Elemental analysis of the filtrate thus obtained is performed using an inductively coupled plasma (ICP) analyzer. In this way, the content of rare earth atoms in the surface layer relative to 100 atom % of iron atoms can be determined. When multiple types of rare earth atoms are detected by elemental analysis, the total content of all rare earth atoms is taken as the surface layer content. This point also applies to the measurement of bulk content.
On the other hand, the measurement of the total dissolution and bulk content is performed, for example, by the following method.
A container (for example, a beaker) containing 12 mg of sample powder and 10 mL of 4 mol/L hydrochloric acid is held on a hot plate with a set temperature of 80° C. for 3 hours. Thereafter, it is possible to determine the bulk content relative to 100 atom % of iron atoms by performing the same steps as the above-described partial dissolution and measurement of the surface layer content.
磁気記録媒体に記録されたデータを再生する際の再生出力を高める観点から、磁気記録媒体に含まれる強磁性粉末の質量磁化σsが高いことは望ましい。この点に関して、希土類原子を含むものの希土類原子表層部偏在性を持たない六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、希土類原子を含まない六方晶ストロンチウムフェライト粉末と比べてσsが大きく低下する傾向が見られた。これに対し、そのようなσsの大きな低下を抑制するうえでも、希土類原子表層部偏在性を有する六方晶ストロンチウムフェライト粉末は好ましいと考えられる。一形態では、六方晶ストロンチウムフェライト粉末のσsは、45A・m2/kg以上であることができ、47A・m2/kg以上であることもできる。一方、σsは、ノイズ低減の観点からは、80A・m2/kg以下であることが好ましく、60A・m2/kg以下であることがより好ましい。σsは、振動試料型磁力計等の磁気特性を測定可能な公知の測定装置を用いて測定することができる。本発明および本明細書において、特記しない限り、質量磁化σsは、磁場強度15kOeで測定される値とする。1[kOe]=106/4π[A/m]である。 From the viewpoint of increasing reproduction output when reproducing data recorded on a magnetic recording medium, it is desirable that the mass magnetization σs of the ferromagnetic powder contained in the magnetic recording medium is high. In this regard, a hexagonal strontium ferrite powder that contains rare earth atoms but does not have rare earth atoms unevenly distributed in the surface layer tends to have a significantly lower σs than a hexagonal strontium ferrite powder that does not contain rare earth atoms. On the other hand, a hexagonal strontium ferrite powder having rare earth atoms unevenly distributed in the surface layer is considered to be preferable in order to suppress such a large decrease in σs. In one form, the σs of the hexagonal strontium ferrite powder can be 45 A·m 2 /kg or more, and can also be 47 A·m 2 /kg or more. On the other hand, from the viewpoint of noise reduction, σs is preferably 80 A·m 2 /kg or less, more preferably 60 A·m 2 /kg or less. σs can be measured using a known measuring device capable of measuring magnetic properties, such as a vibrating sample magnetometer. In the present invention and this specification, unless otherwise specified, mass magnetization σs is a value measured at a magnetic field strength of 15 kOe. 1 [kOe]=10 6 /4π [A/m].
六方晶ストロンチウムフェライト粉末の構成原子の含有率(バルク含有率)に関して、ストロンチウム原子含有率は、鉄原子100原子%に対して、例えば2.0~15.0原子%の範囲であることができる。一形態では、六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、この粉末に含まれる二価金属原子がストロンチウム原子のみであることができる。また他の一形態では、六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、ストロンチウム原子に加えて一種以上の他の二価金属原子を含むこともできる。例えば、バリウム原子および/またはカルシウム原子を含むことができる。ストロンチウム原子以外の他の二価金属原子が含まれる場合、六方晶ストロンチウムフェライト粉末におけるバリウム原子含有率およびカルシウム原子含有率は、それぞれ、例えば、鉄原子100原子%に対して、0.05~5.0原子%の範囲であることができる。 Regarding the content of constituent atoms (bulk content) of the hexagonal strontium ferrite powder, the strontium atomic content can be in the range of, for example, 2.0 to 15.0 atomic% with respect to 100 atomic% of iron atoms. . In one form, the hexagonal strontium ferrite powder can have strontium atoms as the only divalent metal atoms contained in the powder. In another form, the hexagonal strontium ferrite powder can also contain one or more other divalent metal atoms in addition to strontium atoms. For example, it can contain barium atoms and/or calcium atoms. When divalent metal atoms other than strontium atoms are included, the barium atom content and calcium atom content in the hexagonal strontium ferrite powder are, for example, 0.05 to 5, respectively, relative to 100 at% of iron atoms. It can be in the range of .0 at.%.
六方晶フェライトの結晶構造としては、マグネトプランバイト型(「M型」とも呼ばれる。)、W型、Y型およびZ型が知られている。六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、いずれの結晶構造を取るものであってもよい。結晶構造は、X線回折分析によって確認することができる。六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、X線回折分析によって、単一の結晶構造または二種以上の結晶構造が検出されるものであることができる。例えば一形態では、六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、X線回折分析によってM型の結晶構造のみが検出されるものであることができる。例えば、M型の六方晶フェライトは、AFe12O19の組成式で表される。ここでAは二価金属原子を表し、六方晶ストロンチウムフェライト粉末がM型である場合、Aはストロンチウム原子(Sr)のみであるか、またはAとして複数の二価金属原子が含まれる場合には、上記の通り原子%基準で最も多くをストロンチウム原子(Sr)が占める。六方晶ストロンチウムフェライト粉末の二価金属原子含有率は、通常、六方晶フェライトの結晶構造の種類により定まるものであり、特に限定されるものではない。鉄原子含有率および酸素原子含有率についても、同様である。六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、少なくとも、鉄原子、ストロンチウム原子および酸素原子を含み、更に希土類原子を含むこともできる。更に、六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、これら原子以外の原子を含んでもよく、含まなくてもよい。一例として、六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、アルミニウム原子(Al)を含むものであってもよい。アルミニウム原子の含有率は、鉄原子100原子%に対して、例えば0.5~10.0原子%であることができる。繰り返し再生における再生出力低下をより一層抑制する観点からは、六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、鉄原子、ストロンチウム原子、酸素原子および希土類原子を含み、これら原子以外の原子の含有率が、鉄原子100原子%に対して、10.0原子%以下であることが好ましく、0~5.0原子%の範囲であることがより好ましく、0原子%であってもよい。即ち、一形態では、六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、鉄原子、ストロンチウム原子、酸素原子および希土類原子以外の原子を含まなくてもよい。上記の原子%で表示される含有率は、六方晶ストロンチウムフェライト粉末を全溶解して求められる各原子の含有率(単位:質量%)を、各原子の原子量を用いて原子%表示の値に換算して求められる。また、本発明および本明細書において、ある原子について「含まない」とは、全溶解してICP分析装置により測定される含有率が0質量%であることをいう。ICP分析装置の検出限界は、通常、質量基準で0.01ppm(parts per million)以下である。上記の「含まない」とは、ICP分析装置の検出限界未満の量で含まれることを包含する意味で用いるものとする。六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、一形態では、ビスマス原子(Bi)を含まないものであることができる。 As the crystal structure of hexagonal ferrite, magnetoplumbite type (also called "M type"), W type, Y type, and Z type are known. The hexagonal strontium ferrite powder may have any crystal structure. Crystal structure can be confirmed by X-ray diffraction analysis. The hexagonal strontium ferrite powder may have a single crystal structure or two or more types of crystal structures detected by X-ray diffraction analysis. For example, in one form, the hexagonal strontium ferrite powder can have only an M-type crystal structure detected by X-ray diffraction analysis. For example, M-type hexagonal ferrite is represented by the composition formula AFe 12 O 19 . Here, A represents a divalent metal atom, and if the hexagonal strontium ferrite powder is M type, A is only a strontium atom (Sr), or if A contains multiple divalent metal atoms, As mentioned above, strontium atoms (Sr) account for the largest amount on an atomic percent basis. The divalent metal atom content of the hexagonal strontium ferrite powder is usually determined by the type of crystal structure of the hexagonal ferrite, and is not particularly limited. The same applies to the iron atom content and the oxygen atom content. The hexagonal strontium ferrite powder contains at least iron atoms, strontium atoms, and oxygen atoms, and may also contain rare earth atoms. Furthermore, the hexagonal strontium ferrite powder may or may not contain atoms other than these atoms. As an example, the hexagonal strontium ferrite powder may contain aluminum atoms (Al). The content of aluminum atoms can be, for example, 0.5 to 10.0 atomic % with respect to 100 atomic % of iron atoms. From the viewpoint of further suppressing the reduction in playback output during repeated playback, the hexagonal strontium ferrite powder contains iron atoms, strontium atoms, oxygen atoms, and rare earth atoms, and the content of atoms other than these atoms is 100 iron atoms. %, it is preferably 10.0 atom % or less, more preferably in the range of 0 to 5.0 atom %, and may be 0 atom %. That is, in one form, the hexagonal strontium ferrite powder may not contain atoms other than iron atoms, strontium atoms, oxygen atoms, and rare earth atoms. The content expressed in atomic % above is the content of each atom (unit: mass %) obtained by completely melting the hexagonal strontium ferrite powder, and is converted to the value expressed in atomic % using the atomic weight of each atom. It can be calculated by converting. Furthermore, in the present invention and this specification, "not containing" an atom means that the content thereof as measured by an ICP analyzer after being completely dissolved is 0% by mass. The detection limit of an ICP analyzer is usually 0.01 ppm (parts per million) or less on a mass basis. The above-mentioned "does not contain" is used to mean that it is contained in an amount below the detection limit of the ICP analyzer. In one form, the hexagonal strontium ferrite powder can be free of bismuth atoms (Bi).
金属粉末
強磁性粉末の好ましい具体例としては、強磁性金属粉末を挙げることもできる。強磁性金属粉末の詳細については、例えば特開2011-216149号公報の段落0137~0141および特開2005-251351号公報の段落0009~0023を参照できる。
Metal Powder A preferable specific example of the ferromagnetic powder is a ferromagnetic metal powder. For details of the ferromagnetic metal powder, reference can be made to, for example, paragraphs 0137 to 0141 of JP-A No. 2011-216149 and paragraphs 0009 to 0023 of JP-A No. 2005-251351.
ε-酸化鉄粉末
強磁性粉末の好ましい具体例としては、ε-酸化鉄粉末を挙げることもできる。本発明および本明細書において、「ε-酸化鉄粉末」とは、X線回折分析によって、主相としてε-酸化鉄型の結晶構造が検出される強磁性粉末をいうものとする。例えば、X線回折分析によって得られるX線回折スペクトルにおいて最も高強度の回折ピークがε-酸化鉄型の結晶構造に帰属される場合、ε-酸化鉄型の結晶構造が主相として検出されたと判断するものとする。ε-酸化鉄粉末の製造方法としては、ゲーサイトから作製する方法、逆ミセル法等が知られている。上記製造方法は、いずれも公知である。また、Feの一部がGa、Co、Ti、Al、Rh等の置換原子によって置換されたε-酸化鉄粉末を製造する方法については、例えば、J. Jpn. Soc. Powder Metallurgy Vol. 61 Supplement, No. S1, pp. S280-S284、J. Mater. Chem. C, 2013, 1, pp.5200-5206等を参照できる。ただし、上記磁気記録媒体の磁性層において強磁性粉末として使用可能なε-酸化鉄粉末の製造方法は、ここで挙げた方法に限定されない。
ε-Iron Oxide Powder A preferred example of the ferromagnetic powder is ε-iron oxide powder. In the present invention and this specification, "ε-iron oxide powder" refers to a ferromagnetic powder in which an ε-iron oxide type crystal structure is detected as the main phase by X-ray diffraction analysis. For example, if the most intense diffraction peak in an X-ray diffraction spectrum obtained by X-ray diffraction analysis is attributed to the ε-iron oxide type crystal structure, it is assumed that the ε-iron oxide type crystal structure has been detected as the main phase. shall judge. Known methods for producing ε-iron oxide powder include a method for producing it from goethite, a reverse micelle method, and the like. All of the above manufacturing methods are publicly known. Further, regarding a method for producing ε-iron oxide powder in which a portion of Fe is substituted with substitution atoms such as Ga, Co, Ti, Al, Rh, etc., see, for example, J. Jpn. Soc. Powder Metallurgy Vol. 61 Supplement, No. S1, pp. S280-S284, J. Mater. Chem. C, 2013, 1, pp. 5200-5206 etc. can be referred to. However, the method for producing the ε-iron oxide powder that can be used as the ferromagnetic powder in the magnetic layer of the magnetic recording medium is not limited to the method mentioned above.
ε-酸化鉄粉末の活性化体積は、好ましくは300~1500nm3の範囲である。上記範囲の活性化体積を示す微粒子化されたε-酸化鉄粉末は、優れた電磁変換特性を発揮する磁気記録媒体の作製のために好適である。ε-酸化鉄粉末の活性化体積は、好ましくは300nm3以上であり、例えば500nm3以上であることもできる。また、電磁変換特性の更なる向上の観点から、ε-酸化鉄粉末の活性化体積は、1400nm3以下であることがより好ましく、1300nm3以下であることが更に好ましく、1200nm3以下であることが一層好ましく、1100nm3以下であることがより一層好ましい。 The activated volume of the ε-iron oxide powder is preferably in the range of 300 to 1500 nm 3 . Finely divided ε-iron oxide powder exhibiting an activation volume within the above range is suitable for producing a magnetic recording medium exhibiting excellent electromagnetic conversion characteristics. The activated volume of the ε-iron oxide powder is preferably 300 nm 3 or more, and can also be, for example, 500 nm 3 or more. Further, from the viewpoint of further improving electromagnetic conversion characteristics, the activated volume of the ε-iron oxide powder is more preferably 1400 nm 3 or less, even more preferably 1300 nm 3 or less, and 1200 nm 3 or less. is more preferable, and even more preferably 1100 nm 3 or less.
熱揺らぎの低減、換言すれば熱的安定性の向上の指標としては、異方性定数Kuを挙げることができる。ε-酸化鉄粉末は、好ましくは3.0×104J/m3以上のKuを有することができ、より好ましくは8.0×104J/m3以上のKuを有することができる。また、ε-酸化鉄粉末のKuは、例えば3.0×105J/m3以下であることができる。ただしKuが高いほど熱的安定性が高いことを意味し、好ましいため、上記例示した値に限定されるものではない。 The anisotropy constant Ku can be cited as an index of reduction in thermal fluctuation, in other words, improvement in thermal stability. The ε-iron oxide powder can preferably have a Ku of 3.0×10 4 J/m 3 or more, more preferably 8.0×10 4 J/m 3 or more. Further, Ku of the ε-iron oxide powder can be, for example, 3.0×10 5 J/m 3 or less. However, since a higher Ku means higher thermal stability, which is preferable, it is not limited to the values exemplified above.
磁気記録媒体に記録されたデータを再生する際の再生出力を高める観点から、磁気記録媒体に含まれる強磁性粉末の質量磁化σsが高いことは望ましい。この点に関して、一形態では、ε-酸化鉄粉末のσsは、8A・m2/kg以上であることができ、12A・m2/kg以上であることもできる。一方、ε-酸化鉄粉末のσsは、ノイズ低減の観点からは、40A・m2/kg以下であることが好ましく、35A・m2/kg以下であることがより好ましい。 From the viewpoint of increasing reproduction output when reproducing data recorded on a magnetic recording medium, it is desirable that the mass magnetization σs of the ferromagnetic powder contained in the magnetic recording medium is high. In this regard, in one form, the σs of the ε-iron oxide powder can be greater than or equal to 8 A·m 2 /kg, and may also be greater than or equal to 12 A·m 2 /kg. On the other hand, from the viewpoint of noise reduction, σs of the ε-iron oxide powder is preferably 40 A·m 2 /kg or less, more preferably 35 A·m 2 /kg or less.
本発明および本明細書において、特記しない限り、強磁性粉末等の各種粉末の平均粒子サイズは、透過型電子顕微鏡を用いて、以下の方法により測定される値とする。
粉末を、透過型電子顕微鏡を用いて撮影倍率100000倍で撮影し、総倍率500000倍になるように印画紙にプリントして粉末を構成する粒子の写真を得る。得られた粒子の写真から目的の粒子を選びデジタイザーで粒子の輪郭をトレースし粒子(一次粒子)のサイズを測定する。一次粒子とは、凝集のない独立した粒子をいう。
以上の測定を、無作為に抽出した500個の粒子について行う。こうして得られた500個の粒子の粒子サイズの算術平均を、粉末の平均粒子サイズとする。上記透過型電子顕微鏡としては、例えば日立製透過型電子顕微鏡H-9000型を用いることができる。また、粒子サイズの測定は、公知の画像解析ソフト、例えばカールツァイス製画像解析ソフトKS-400を用いて行うことができる。後述の実施例に示す平均粒子サイズは、特記しない限り、透過型電子顕微鏡として日立製透過型電子顕微鏡H-9000型、画像解析ソフトとしてカールツァイス製画像解析ソフトKS-400を用いて測定された値である。本発明および本明細書において、粉末とは、複数の粒子の集合を意味する。例えば、強磁性粉末とは、複数の強磁性粒子の集合を意味する。また、複数の粒子の集合とは、集合を構成する粒子が直接接触している形態に限定されず、後述する結合剤、添加剤等が、粒子同士の間に介在している形態も包含される。粒子との語が、粉末を表すために用いられることもある。
In the present invention and this specification, unless otherwise specified, the average particle size of various powders such as ferromagnetic powder is a value measured by the following method using a transmission electron microscope.
The powder is photographed using a transmission electron microscope at a magnification of 100,000 times and printed on photographic paper at a total magnification of 500,000 times to obtain a photograph of the particles constituting the powder. Select the target particle from the obtained particle photo, trace the outline of the particle with a digitizer, and measure the size of the particle (primary particle). Primary particles refer to independent particles without agglomeration.
The above measurements are performed on 500 randomly extracted particles. The arithmetic mean of the particle sizes of the 500 particles thus obtained is defined as the average particle size of the powder. As the transmission electron microscope, for example, a transmission electron microscope model H-9000 manufactured by Hitachi may be used. Furthermore, the particle size can be measured using known image analysis software, such as Carl Zeiss image analysis software KS-400. Unless otherwise specified, the average particle size shown in the examples below was measured using a transmission electron microscope H-9000 model manufactured by Hitachi as a transmission electron microscope and image analysis software KS-400 manufactured by Carl Zeiss as image analysis software. It is a value. In the present invention and herein, powder refers to a collection of particles. For example, ferromagnetic powder means a collection of multiple ferromagnetic particles. Furthermore, an aggregate of multiple particles is not limited to a form in which the particles constituting the aggregate are in direct contact with each other, but also includes a form in which a binder, an additive, etc., which will be described later, are interposed between the particles. Ru. The term particle is sometimes used to refer to powder.
粒子サイズ測定のために磁気記録媒体から試料粉末を採取する方法としては、例えば特開2011-048878号公報の段落0015に記載の方法を採用することができる。 As a method for collecting sample powder from a magnetic recording medium for particle size measurement, for example, the method described in paragraph 0015 of JP-A No. 2011-048878 can be adopted.
本発明および本明細書において、特記しない限り、粉末を構成する粒子のサイズ(粒子サイズ)は、上記の粒子写真において観察される粒子の形状が、
(1)針状、紡錘状、柱状(ただし、高さが底面の最大長径より大きい)等の場合は、粒子を構成する長軸の長さ、即ち長軸長で表され、
(2)板状または柱状(ただし、厚みまたは高さが板面または底面の最大長径より小さい)の場合は、その板面または底面の最大長径で表され、
(3)球形、多面体状、不定形等であって、かつ形状から粒子を構成する長軸を特定できない場合は、円相当径で表される。円相当径とは、円投影法で求められるものを言う。
In the present invention and this specification, unless otherwise specified, the size of the particles constituting the powder (particle size) is as follows:
(1) If the particle is needle-shaped, spindle-shaped, columnar (however, the height is larger than the maximum major axis of the bottom surface), etc., it is expressed by the length of the major axis that makes up the particle, that is, the major axis length,
(2) If it is plate-shaped or columnar (however, the thickness or height is smaller than the maximum major axis of the plate surface or bottom surface), it is expressed by the maximum major axis of the plate surface or bottom surface,
(3) If the particle is spherical, polyhedral, amorphous, etc., and the long axis constituting the particle cannot be identified from the shape, it is expressed by an equivalent circle diameter. The equivalent circle diameter refers to what is determined by the circular projection method.
また、粉末の平均針状比は、上記測定において粒子の短軸の長さ、即ち短軸長を測定し、各粒子の(長軸長/短軸長)の値を求め、上記500個の粒子について得た値の算術平均を指す。ここで、特記しない限り、短軸長とは、上記粒子サイズの定義で(1)の場合は、粒子を構成する短軸の長さを、同じく(2)の場合は、厚みまたは高さを各々指し、(3)の場合は、長軸と短軸の区別がないから、(長軸長/短軸長)は、便宜上1とみなす。
そして、特記しない限り、粒子の形状が特定の場合、例えば、上記粒子サイズの定義(1)の場合、平均粒子サイズは平均長軸長であり、同定義(2)の場合、平均粒子サイズは平均板径である。同定義(3)の場合、平均粒子サイズは、平均直径(平均粒径、平均粒子径ともいう)である。
In addition, the average acicular ratio of the powder can be determined by measuring the short axis length of the particles in the above measurement, determining the value of (major axis length / short axis length) of each particle, and calculating the average acicular ratio of the 500 particles. Refers to the arithmetic mean of the values obtained for the particles. Here, unless otherwise specified, the short axis length refers to the length of the short axis constituting the particle in the case of (1) in the above particle size definition, and the thickness or height in the case of (2). In the case of (3), there is no distinction between the major axis and the minor axis, so (major axis length/minor axis length) is regarded as 1 for convenience.
Unless otherwise specified, when the particle shape is specific, for example, in the case of the above definition (1) of particle size, the average particle size is the average major axis length, and in the case of the same definition (2), the average particle size is This is the average plate diameter. In the case of the same definition (3), the average particle size is the average diameter (also referred to as average particle diameter or average particle diameter).
磁性層における強磁性粉末の含有量(充填率)は、好ましくは50~90質量%の範囲であり、より好ましくは60~90質量%の範囲である。磁性層において強磁性粉末の充填率が高いことは、記録密度向上の観点から好ましい。 The content (filling rate) of the ferromagnetic powder in the magnetic layer is preferably in the range of 50 to 90% by mass, more preferably in the range of 60 to 90% by mass. It is preferable that the filling rate of ferromagnetic powder in the magnetic layer is high from the viewpoint of improving recording density.
(結合剤)
上記磁気記録媒体は塗布型磁気記録媒体であることができ、磁性層に結合剤を含むことができる。結合剤とは、一種以上の樹脂である。結合剤としては、塗布型磁気記録媒体の結合剤として通常使用される各種樹脂を用いることができる。例えば、結合剤としては、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、塩化ビニル樹脂、スチレン、アクリロニトリル、メチルメタクリレート等を共重合したアクリル樹脂、ニトロセルロース等のセルロース樹脂、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラール等のポリビニルアルキラール樹脂等から選ばれる樹脂を単独で用いるか、または複数の樹脂を混合して用いることができる。これらの中で好ましいものはポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、セルロース樹脂、および塩化ビニル樹脂である。これらの樹脂は、ホモポリマーでもよく、コポリマー(共重合体)でもよい。これらの樹脂は、後述する非磁性層および/またはバックコート層においても結合剤として使用することができる。
以上の結合剤については、特開2010-24113号公報の段落0028~0031を参照できる。結合剤として使用される樹脂の平均分子量は、重量平均分子量として、例えば10,000以上200,000以下であることができる。本発明および本明細書における重量平均分子量とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって、下記測定条件により測定された値をポリスチレン換算して求められる値である。後述の実施例に示す結合剤の重量平均分子量は、下記測定条件によって測定された値をポリスチレン換算して求めた値である。
GPC装置:HLC-8120(東ソー社製)
カラム:TSK gel Multipore HXL-M(東ソー社製、7.8mmID(Inner Diameter)×30.0cm)
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
(Binder)
The magnetic recording medium may be a coated magnetic recording medium, and the magnetic layer may contain a binder. A binder is one or more resins. As the binder, various resins commonly used as binders for coated magnetic recording media can be used. For example, binders include polyurethane resins, polyester resins, polyamide resins, vinyl chloride resins, acrylic resins copolymerized with styrene, acrylonitrile, methyl methacrylate, etc., cellulose resins such as nitrocellulose, epoxy resins, phenoxy resins, polyvinyl acetals, A resin selected from polyvinyl alkyral resins such as polyvinyl butyral can be used alone, or a plurality of resins can be used in combination. Among these, preferred are polyurethane resins, acrylic resins, cellulose resins, and vinyl chloride resins. These resins may be homopolymers or copolymers. These resins can also be used as a binder in the nonmagnetic layer and/or back coat layer described below.
Regarding the above binders, reference can be made to paragraphs 0028 to 0031 of JP-A No. 2010-24113. The average molecular weight of the resin used as the binder can be, for example, 10,000 or more and 200,000 or less as a weight average molecular weight. The weight average molecular weight in the present invention and this specification is a value determined by gel permeation chromatography (GPC) under the following measurement conditions in terms of polystyrene. The weight average molecular weight of the binder shown in the Examples below is a value determined by converting the value measured under the following measurement conditions into polystyrene.
GPC device: HLC-8120 (manufactured by Tosoh Corporation)
Column: TSK gel Multipore HXL-M (manufactured by Tosoh Corporation, 7.8mm ID (Inner Diameter) x 30.0cm)
Eluent: Tetrahydrofuran (THF)
一態様では、結合剤として、酸性基を有する結合剤を用いることができる。本発明および本明細書における酸性基とは、水中または水を含む溶媒(水性溶媒)中でH+を放出してアニオンに解離可能な基およびその塩の形態を包含する意味で用いるものとする。酸性基の具体例としては、例えば、スルホン酸基、硫酸基、カルボキシ基、リン酸基、それらの塩の形態等を挙げることができる。例えば、スルホン酸基(-SO3H)の塩の形態とは、-SO3Mで表され、Mが水中または水性溶媒中でカチオンになり得る原子(例えばアルカリ金属原子等)を表す基を意味する。この点は、上記の各種の基の塩の形態についても同様である。酸性基を有する結合剤の一例としては、例えば、スルホン酸基およびその塩からなる群から選ばれる少なくとも一種の酸性基を有する樹脂(例えばポリウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂等)を挙げることができる。ただし、磁性層に含まれる樹脂は、これらの樹脂に限定されるものではない。また、酸性基を有する結合剤において、酸性基含有量は、例えば0.03~0.50meq/gの範囲であることができる。「eq」は、当量(equivalent)であり、SI単位に換算不可の単位である。樹脂に含まれる酸性基等の各種官能基の含有量は、官能基の種類に応じて公知の方法で求めることができる。結合剤は、磁性層形成用組成物中に、強磁性粉末100.0質量部に対して、例えば1.0~30.0質量部の量で使用することができる。 In one embodiment, a binder having an acidic group can be used as the binder. In the present invention and the present specification, the term "acidic group" shall be used to include a group capable of dissociating into an anion by releasing H + in water or a water-containing solvent (aqueous solvent), and a salt form thereof. . Specific examples of acidic groups include sulfonic acid groups, sulfuric acid groups, carboxy groups, phosphoric acid groups, and salt forms thereof. For example, the salt form of a sulfonic acid group (-SO 3 H) is a group represented by -SO 3 M, where M represents an atom that can become a cation (for example, an alkali metal atom, etc.) in water or an aqueous solvent. means. This point also applies to the salt forms of the various groups mentioned above. An example of the binder having an acidic group is a resin having at least one acidic group selected from the group consisting of sulfonic acid groups and salts thereof (eg, polyurethane resins, vinyl chloride resins, etc.). However, the resin contained in the magnetic layer is not limited to these resins. Further, in the binder having an acidic group, the acidic group content can be in the range of, for example, 0.03 to 0.50 meq/g. "eq" is equivalent and is a unit that cannot be converted into SI units. The content of various functional groups such as acidic groups contained in the resin can be determined by known methods depending on the type of functional group. The binder can be used in the composition for forming a magnetic layer in an amount of, for example, 1.0 to 30.0 parts by weight based on 100.0 parts by weight of the ferromagnetic powder.
磁性層の表面ゼータ電位の等電点の制御に関して、磁性層の表層部分における酸性成分の存在量を低減するように磁性層を形成することは、上記等電点の値を大きくすることに寄与すると推察される。また、磁性層の表層部分における塩基性成分の存在量を高めることも、上記等電点の値を大きくすることに寄与すると推察される。ただし、そのように磁性層を形成したとしても、長期保管中に磁性層表面が押圧されることにより、酸性成分が磁性層内部から表層部に移動すると、および/または、塩基性成分が磁性層表層部から内部に移動すると、磁性層の表面ゼータ電位の等電点の値は小さくなってしまうと考えられる。これに対し、例えば後述する突起形成剤の使用等によって、上記押圧後の磁性層の表面ゼータ電位の等電点(即ち長期保管に相当する状態に置かれた磁性層の表面ゼータ電位の等電点)を、5.5以上とすることができる。そして、これにより長期保管後の走行安定性の向上が可能になると本発明者は推察している。酸性成分とは、水中または水性溶媒中でH+を放出してアニオンに解離可能な成分およびその塩の形態を包含する意味で用いるものとする。塩基性成分とは、水中または水性溶媒中でOH-を放出してカチオンに解離可能な成分およびその塩の形態を包含する意味で用いるものとする。例えば、酸性成分を使用する場合、まず酸性成分を磁性層形成用組成物の塗布層の表層部分に偏在させる処理を行った後に、この表層部分の酸性成分量を低減する処理を行うことは、磁性層の表面ゼータ電位の等電点の値を大きくして5.5以上に制御することにつながると考えられる。例えば、磁性層形成用組成物を非磁性支持体上に直接または非磁性層を介して塗布する工程において、交流磁場を印加して交流磁場中で塗布を行うことは、磁性層形成用組成物の塗布層の表層部に酸性成分を偏在させることにつながると考えられる。更に、その後にバーニッシュ(burnish)処理を行うことは、偏在させた酸性成分の少なくとも一部を除去することに寄与すると推察される。バーニッシュ処理は、部材(例えば研磨テープ、または研削用ブレード、研削用ホイール等の研削具)により処理対象の表面を擦る処理である。バーニッシュ処理を含む磁性層形成工程について、詳細は後述する。酸性成分としては、例えば酸性基を有する結合剤を挙げることができる。 Regarding the control of the isoelectric point of the surface zeta potential of the magnetic layer, forming the magnetic layer in such a way as to reduce the amount of acidic components present in the surface layer portion of the magnetic layer contributes to increasing the value of the above-mentioned isoelectric point. Then it is inferred. It is also presumed that increasing the amount of basic components present in the surface layer portion of the magnetic layer also contributes to increasing the value of the isoelectric point. However, even if the magnetic layer is formed in this way, when the surface of the magnetic layer is pressed during long-term storage, acidic components move from inside the magnetic layer to the surface layer, and/or basic components move into the magnetic layer. It is considered that the value of the isoelectric point of the surface zeta potential of the magnetic layer becomes smaller when moving from the surface layer to the inside. On the other hand, the isoelectric point of the surface zeta potential of the magnetic layer after the above-mentioned pressing (that is, the isoelectric point of the surface zeta potential of the magnetic layer placed in a state corresponding to long-term storage) can be improved by using, for example, a protrusion-forming agent to be described later. point) can be set to 5.5 or more. The inventor speculates that this makes it possible to improve running stability after long-term storage. The term "acidic component" is used to include components capable of dissociating into anions by releasing H + in water or an aqueous solvent, and salts thereof. The term "basic component" is used to include components that can be dissociated into cations by releasing OH - in water or an aqueous solvent, and salts thereof. For example, when using an acidic component, first a treatment is performed to make the acidic component unevenly distributed in the surface layer of the coating layer of the composition for forming a magnetic layer, and then a treatment is performed to reduce the amount of the acidic component in the surface layer. This is thought to lead to increasing the value of the isoelectric point of the surface zeta potential of the magnetic layer and controlling it to 5.5 or more. For example, in the step of applying the composition for forming a magnetic layer onto a non-magnetic support directly or via a non-magnetic layer, applying an alternating magnetic field and applying the composition in an alternating magnetic field is a method of applying the composition for forming a magnetic layer onto a non-magnetic support. This is thought to lead to uneven distribution of acidic components in the surface layer of the coating layer. Furthermore, it is presumed that performing a burnish treatment thereafter contributes to removing at least a portion of the unevenly distributed acidic components. Burnishing is a process in which the surface of the object to be treated is rubbed with a member (for example, an abrasive tape or a grinding tool such as a grinding blade or a grinding wheel). Details of the magnetic layer forming process including the burnishing process will be described later. As the acidic component, for example, a binder having an acidic group can be mentioned.
また、結合剤として使用可能な樹脂とともに硬化剤を使用することもできる。硬化剤は、一態様では加熱により硬化反応(架橋反応)が進行する化合物である熱硬化性化合物であることができ、他の一態様では光照射により硬化反応(架橋反応)が進行する光硬化性化合物であることができる。硬化剤は、磁性層形成工程の中で硬化反応が進行することにより、少なくとも一部は、結合剤等の他の成分と反応(架橋)した状態で磁性層に含まれ得る。この点は、他の層を形成するために用いられる組成物が硬化剤を含む場合に、この組成物を用いて形成される層についても同様である。好ましい硬化剤は、熱硬化性化合物であり、ポリイソシアネートが好適である。ポリイソシアネートの詳細については、特開2011-216149号公報の段落0124~0125を参照できる。硬化剤は、磁性層形成用組成物中に、結合剤100.0質量部に対して例えば0~80.0質量部、磁性層の強度向上の観点からは好ましくは50.0~80.0質量部の量で使用することができる。 A curing agent can also be used in conjunction with a resin that can be used as a binder. In one embodiment, the curing agent can be a thermosetting compound, which is a compound in which a curing reaction (crosslinking reaction) proceeds by heating, and in another embodiment, a photocuring compound, in which a curing reaction (crosslinking reaction) proceeds by light irradiation. It can be a chemical compound. As a curing reaction progresses during the magnetic layer forming process, at least a portion of the curing agent may be contained in the magnetic layer in a reacted (crosslinked) state with other components such as a binder. This point also applies to layers formed using the composition when the composition used to form the other layer contains a curing agent. Preferred curing agents are thermosetting compounds, with polyisocyanates being preferred. For details of the polyisocyanate, paragraphs 0124 to 0125 of JP-A No. 2011-216149 can be referred to. The curing agent is contained in the magnetic layer forming composition in an amount of, for example, 0 to 80.0 parts by mass based on 100.0 parts by mass of the binder, and preferably 50.0 to 80.0 parts by mass from the viewpoint of improving the strength of the magnetic layer. It can be used in amounts of parts by weight.
(添加剤)
磁性層には、上記の各種成分とともに、必要に応じて一種以上の添加剤が含まれていてもよい。添加剤は、所望の性質に応じて市販品を適宜選択して使用することができる。または、公知の方法で合成された化合物を添加剤として使用することもできる。添加剤の一例としては、上記の硬化剤が挙げられる。また、磁性層に含まれ得る添加剤としては、非磁性フィラー、潤滑剤、分散剤、分散助剤、防黴剤、帯電防止剤、酸化防止剤等を挙げることができる。非磁性フィラーは、非磁性粒子または非磁性粉末と同義である。非磁性フィラーとしては、突起形成剤として機能することができる非磁性フィラーおよび研磨剤として機能することができる非磁性フィラーを挙げることができる。また、添加剤としては、特開2016-051493号公報の段落0030~0080に記載されている各種ポリマー等の公知の添加剤を用いることもできる。
(Additive)
In addition to the above-mentioned various components, the magnetic layer may contain one or more additives as necessary. As the additive, commercially available products can be appropriately selected and used depending on the desired properties. Alternatively, compounds synthesized by known methods can also be used as additives. Examples of additives include the above-mentioned curing agents. Furthermore, examples of additives that may be included in the magnetic layer include nonmagnetic fillers, lubricants, dispersants, dispersion aids, fungicides, antistatic agents, antioxidants, and the like. Nonmagnetic filler is synonymous with nonmagnetic particles or powder. Examples of the non-magnetic filler include a non-magnetic filler that can function as a protrusion-forming agent and a non-magnetic filler that can function as an abrasive. Further, as the additive, known additives such as various polymers described in paragraphs 0030 to 0080 of JP 2016-051493 A can also be used.
突起形成剤
非磁性フィラーの一形態である突起形成剤としては、無機物質の粒子を用いることができ、有機物質の粒子を用いることもでき、無機物質と有機物質との複合粒子を用いることもできる。無機物質としては、金属酸化物等の無機酸化物、金属炭酸塩、金属硫酸塩、金属窒化物、金属炭化物、金属硫化物等を挙げることができ、無機酸化物が好ましい。一形態では、突起形成剤は、無機酸化物系粒子であることができる。ここで「系」とは、「含む」との意味で用いられる。無機酸化物系粒子の一形態は、無機酸化物からなる粒子である。また、無機酸化物系粒子の他の一形態は、無機酸化物と有機物質との複合粒子であり、具体例としては、無機酸化物とポリマーとの複合粒子を挙げることができる。そのような粒子としては、例えば、無機酸化物の粒子の表面にポリマーが結合した粒子を挙げることができる。
Protrusion-forming agent As a protrusion-forming agent, which is a form of non-magnetic filler, particles of an inorganic substance, particles of an organic substance, or composite particles of an inorganic substance and an organic substance can be used. can. Examples of the inorganic substance include inorganic oxides such as metal oxides, metal carbonates, metal sulfates, metal nitrides, metal carbides, and metal sulfides, with inorganic oxides being preferred. In one form, the protrusion-forming agent can be an inorganic oxide-based particle. Here, "system" is used to mean "including". One type of inorganic oxide particles are particles made of an inorganic oxide. Another form of inorganic oxide particles is a composite particle of an inorganic oxide and an organic substance, and a specific example is a composite particle of an inorganic oxide and a polymer. Examples of such particles include particles in which a polymer is bonded to the surface of an inorganic oxide particle.
突起形成剤の平均粒子サイズは、例えば30~300nmであり、好ましくは40~200nmである。粒子の形状が真球に近い粒子ほど、大きな圧力が加えられた際に働く押し込み抵抗が小さいため、磁性層内部に押し込まれやすくなる。これに対し、粒子の形状が真球から離れた形状、例えばいわゆる異形と呼ばれる形状であると、大きな圧力が加えられた際に大きな押し込み抵抗が働きやすいため、磁性層内部に押し込まれ難くなる。また、粒子表面が不均質であり表面平滑性が低い粒子も、大きな圧力が加えられた際に大きな押し込み抵抗が働きやすいため、磁性層内部に押し込まれ難くなる。磁性層内部に押し込まれ易い粒子が磁性層に含まれると、かかる粒子が押圧により磁性層内部に押し込まれることに起因して、塩基性成分が磁性層表層部から内部に移動してしまうか、および/または、酸性成分が磁性層内部から表層部に移動してしまうと考えられる。これに対し、突起形成剤の粒子が押圧により磁性層内部に押し込まれ難いと、塩基性成分が磁性層表層部から内部に移動してしまうこと、および/または、酸性成分が磁性層内部から表層部に移動してしまうことを、抑制できると推察される。即ち、押圧により磁性層内部に押し込まれ難い突起形成剤を使用することは、押圧後の磁性層の表面ゼータ電位の等電点を5.5以上に制御することに寄与すると推察される。 The average particle size of the protrusion-forming agent is, for example, 30 to 300 nm, preferably 40 to 200 nm. The closer the particle shape is to a perfect sphere, the smaller the pushing resistance that acts when a large pressure is applied, and therefore the easier it is to be pushed into the inside of the magnetic layer. On the other hand, if the shape of the particle is far from a true sphere, for example, a so-called irregular shape, a large pushing resistance tends to occur when a large pressure is applied, making it difficult to push into the inside of the magnetic layer. Further, particles with non-uniform particle surfaces and low surface smoothness tend to have a large pushing resistance when a large pressure is applied, and therefore are difficult to be pushed into the inside of the magnetic layer. If the magnetic layer contains particles that are easily pushed into the magnetic layer, the basic component may move from the surface layer of the magnetic layer to the inside due to the particles being pushed into the magnetic layer by pressure. And/or it is considered that the acidic component moves from inside the magnetic layer to the surface layer. On the other hand, if the protrusion-forming agent particles are not easily pushed into the magnetic layer by pressure, the basic component may move from the surface layer to the inside of the magnetic layer, and/or the acidic component may move from the inside of the magnetic layer to the surface layer. It is surmised that this can suppress the movement to other parts of the body. That is, it is presumed that using a protrusion-forming agent that is difficult to be pushed into the magnetic layer by pressing contributes to controlling the isoelectric point of the surface zeta potential of the magnetic layer after pressing to 5.5 or more.
研磨剤
非磁性フィラーの他の一形態である研磨剤は、好ましくはモース硬度8超の非磁性粉末であり、モース硬度9以上の非磁性粉末であることがより好ましい。これに対し、突起形成剤のモース硬度は、例えば8以下または7以下であることができる。なおモース硬度の最大値は、ダイヤモンドの10である。具体的には、アルミナ(Al2O3)、炭化ケイ素、ボロンカーバイド(B4C)、SiO2、TiC、酸化クロム(Cr2O3)、酸化セリウム、酸化ジルコニウム(ZrO2)、酸化鉄、ダイヤモンド等の粉末を挙げることができ、中でもα-アルミナ等のアルミナ粉末および炭化ケイ素粉末が好ましい。また、研磨剤の平均粒子サイズは、例えば30~300nmの範囲であり、好ましくは50~200nmの範囲である。
Abrasive The abrasive, which is another form of the non-magnetic filler, is preferably a non-magnetic powder with a Mohs hardness of over 8, more preferably a non-magnetic powder with a Mohs hardness of 9 or more. On the other hand, the Mohs hardness of the protrusion-forming agent can be, for example, 8 or less or 7 or less. Note that the maximum value of Mohs hardness is 10 for diamond. Specifically, alumina (Al 2 O 3 ), silicon carbide, boron carbide (B 4 C), SiO 2 , TiC, chromium oxide (Cr 2 O 3 ), cerium oxide, zirconium oxide (ZrO 2 ), iron oxide , diamond, etc., among which alumina powder such as α-alumina and silicon carbide powder are preferred. Further, the average particle size of the abrasive is, for example, in the range of 30 to 300 nm, preferably in the range of 50 to 200 nm.
また、突起形成剤および研磨剤が、それらの機能をより良好に発揮することができるという観点から、磁性層における突起形成剤の含有量は、好ましくは強磁性粉末100.0質量部に対して、1.0~4.0質量部であり、より好ましくは1.2~3.5質量部である。一方、研磨剤については、磁性層における含有量は、好ましくは強磁性粉末100.0質量部に対して1.0~20.0質量部であり、より好ましくは3.0~15.0質量部であり、更に好ましくは4.0~10.0質量部である。 Further, from the viewpoint that the protrusion-forming agent and the abrasive can better perform their functions, the content of the protrusion-forming agent in the magnetic layer is preferably set to 100.0 parts by mass of the ferromagnetic powder. , 1.0 to 4.0 parts by weight, more preferably 1.2 to 3.5 parts by weight. On the other hand, the content of the abrasive in the magnetic layer is preferably 1.0 to 20.0 parts by mass, more preferably 3.0 to 15.0 parts by mass, based on 100.0 parts by mass of the ferromagnetic powder. parts, more preferably 4.0 to 10.0 parts by mass.
研磨剤を含む磁性層に使用され得る添加剤の一例としては、特開2013-131285号公報の段落0012~0022に記載の分散剤を、磁性層形成用組成物における研磨剤の分散性を向上させるための分散剤として挙げることができる。また、分散剤については、特開2012-133837号公報の段落0061および0071を参照できる。分散剤は、非磁性層に含まれていてもよい。非磁性層に含まれ得る分散剤については、特開2012-133837号公報の段落0061を参照できる。また、例えば潤滑剤については、特開2016-126817号公報の段落0030~0033、0035および0036を参照できる。非磁性層に潤滑剤が含まれていてもよい。非磁性層に含まれ得る潤滑剤については、特開2016-126817号公報の段落0030、0031、0034、0035および0036を参照できる。 Examples of additives that can be used in the magnetic layer containing an abrasive include the dispersants described in paragraphs 0012 to 0022 of JP-A No. 2013-131285, which improve the dispersibility of the abrasive in the magnetic layer forming composition. It can be mentioned as a dispersing agent for dispersion. Further, regarding the dispersant, paragraphs 0061 and 0071 of JP 2012-133837A can be referred to. The dispersant may be included in the nonmagnetic layer. Regarding the dispersant that can be included in the nonmagnetic layer, paragraph 0061 of JP 2012-133837A can be referred to. Further, for example, regarding lubricants, paragraphs 0030 to 0033, 0035, and 0036 of JP 2016-126817A can be referred to. The nonmagnetic layer may contain a lubricant. Regarding the lubricant that can be included in the nonmagnetic layer, paragraphs 0030, 0031, 0034, 0035, and 0036 of JP 2016-126817A can be referred to.
以上説明した磁性層は、非磁性支持体表面上に直接、または非磁性層を介して間接的に、設けることができる。 The magnetic layer described above can be provided directly on the surface of the nonmagnetic support or indirectly via the nonmagnetic layer.
<非磁性層>
次に非磁性層について説明する。上記磁気記録媒体は、非磁性支持体上に直接磁性層を有していてもよく、非磁性支持体と磁性層との間に非磁性粉末を含む非磁性層を有していてもよい。非磁性層に使用される非磁性粉末は、無機物質の粉末でも有機物質の粉末でもよい。また、カーボンブラック等も使用できる。無機物質としては、例えば金属、金属酸化物、金属炭酸塩、金属硫酸塩、金属窒化物、金属炭化物、金属硫化物等が挙げられる。これらの非磁性粉末は、市販品として入手可能であり、公知の方法で製造することもできる。その詳細については、特開2011-216149号公報の段落0146~0150を参照できる。非磁性層に使用可能なカーボンブラックについては、特開2010-24113号公報の段落0040~0041も参照できる。非磁性層における非磁性粉末の含有量(充填率)は、好ましくは50~90質量%の範囲であり、より好ましくは60~90質量%の範囲である。
<Nonmagnetic layer>
Next, the nonmagnetic layer will be explained. The magnetic recording medium may have a magnetic layer directly on the nonmagnetic support, or may have a nonmagnetic layer containing nonmagnetic powder between the nonmagnetic support and the magnetic layer. The nonmagnetic powder used in the nonmagnetic layer may be an inorganic powder or an organic powder. Further, carbon black or the like can also be used. Examples of the inorganic substance include metals, metal oxides, metal carbonates, metal sulfates, metal nitrides, metal carbides, and metal sulfides. These nonmagnetic powders are available as commercial products, and can also be produced by known methods. For details thereof, paragraphs 0146 to 0150 of JP-A No. 2011-216149 can be referred to. Regarding carbon black that can be used in the nonmagnetic layer, paragraphs 0040 to 0041 of JP-A No. 2010-24113 can also be referred to. The content (filling rate) of the nonmagnetic powder in the nonmagnetic layer is preferably in the range of 50 to 90% by mass, more preferably in the range of 60 to 90% by mass.
非磁性層は、結合剤を含むことができ、添加剤を含むこともできる。非磁性層の結合剤、添加剤等のその他詳細については、非磁性層に関する公知技術を適用できる。また、例えば、結合剤の種類および含有量、添加剤の種類および含有量等に関しては、磁性層に関する公知技術も適用できる。 The non-magnetic layer can include a binder and can also include additives. For other details such as the binder and additives of the nonmagnetic layer, known techniques regarding nonmagnetic layers can be applied. Further, for example, regarding the type and content of the binder, the type and content of the additive, and the like, known techniques regarding the magnetic layer can also be applied.
本発明および本明細書において、非磁性層には、非磁性粉末とともに、例えば不純物として、または意図的に、少量の強磁性粉末を含む実質的に非磁性な層も包含されるものとする。ここで実質的に非磁性な層とは、この層の残留磁束密度が10mT以下であるか、保磁力が100Oe以下であるか、または、残留磁束密度が10mT以下であり、かつ保磁力が100Oe以下である層をいうものとする。非磁性層は、残留磁束密度および保磁力を持たないことが好ましい。 In the present invention and herein, a non-magnetic layer is intended to include a substantially non-magnetic layer containing a small amount of ferromagnetic powder, for example as an impurity or intentionally, along with the non-magnetic powder. Here, a substantially non-magnetic layer means that this layer has a residual magnetic flux density of 10 mT or less, a coercive force of 100 Oe or less, or a residual magnetic flux density of 10 mT or less and a coercive force of 100 Oe. This refers to the following layers. Preferably, the nonmagnetic layer has no residual magnetic flux density and no coercive force.
<非磁性支持体>
次に、非磁性支持体について説明する。非磁性支持体(以下、単に「支持体」とも記載する。)としては、二軸延伸を行ったポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミド、ポリアミドイミド、芳香族ポリアミド等の公知のものが挙げられる。これらの中でもポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミドが好ましい。これらの支持体には、あらかじめコロナ放電、プラズマ処理、易接着処理、加熱処理等を行ってもよい。
<Nonmagnetic support>
Next, the nonmagnetic support will be explained. Examples of the nonmagnetic support (hereinafter also simply referred to as "support") include known ones such as biaxially stretched polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyamide, polyamideimide, aromatic polyamide, and the like. Among these, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, and polyamide are preferred. These supports may be subjected to corona discharge, plasma treatment, adhesive treatment, heat treatment, etc. in advance.
<バックコート層>
上記磁気記録媒体は、非磁性支持体の磁性層を有する表面側とは反対の表面側に、非磁性粉末を含むバックコート層を有することもでき、有さなくてもよい。バックコート層には、カーボンブラックおよび無機粉末の一方または両方が含有されていることが好ましい。バックコート層は、結合剤を含むことができ、添加剤を含むこともできる。バックコート層の結合剤および添加剤については、バックコート層に関する公知技術を適用することができ、磁性層および/または非磁性層の処方に関する公知技術を適用することもできる。例えば、特開2006-331625号公報の段落0018~0020および米国特許第7,029,774号明細書の第4欄65行目~第5欄38行目の記載を、バックコート層について参照できる。
<Back coat layer>
The magnetic recording medium may or may not have a back coat layer containing nonmagnetic powder on the surface side of the nonmagnetic support opposite to the surface side having the magnetic layer. The back coat layer preferably contains one or both of carbon black and inorganic powder. The backcoat layer can include a binder and can also include additives. Regarding the binder and additives for the backcoat layer, the known techniques regarding the backcoat layer can be applied, and the known techniques regarding the formulation of the magnetic layer and/or the nonmagnetic layer can also be applied. For example, the descriptions in paragraphs 0018 to 0020 of JP-A No. 2006-331625 and in column 4, line 65 to column 5, line 38 of U.S. Patent No. 7,029,774 can be referred to regarding the back coat layer. .
<各種厚み>
非磁性支持体の厚みは、好ましくは3.00~20.00μm、より好ましくは3.00~10.00μm、更に好ましくは3.00~6.00μmである。
<Various thicknesses>
The thickness of the nonmagnetic support is preferably 3.00 to 20.00 μm, more preferably 3.00 to 10.00 μm, and still more preferably 3.00 to 6.00 μm.
磁性層の厚みは、用いる磁気ヘッドの飽和磁化量、ヘッドギャップ長、記録信号の帯域等に応じて最適化することができる。磁性層の厚みは、一般には0.01μm~0.15μmであり、高密度記録化の観点から、好ましくは0.02μm~0.12μmであり、更に好ましくは0.03μm~0.10μmである。磁性層は少なくとも一層あればよく、磁性層を異なる磁気特性を有する二層以上に分離してもかまわず、公知の重層磁性層に関する構成が適用できる。二層以上に分離する場合の磁性層の厚みとは、これらの層の合計厚みとする。 The thickness of the magnetic layer can be optimized depending on the saturation magnetization amount, head gap length, recording signal band, etc. of the magnetic head used. The thickness of the magnetic layer is generally 0.01 μm to 0.15 μm, preferably 0.02 μm to 0.12 μm, and more preferably 0.03 μm to 0.10 μm from the viewpoint of high-density recording. . It is sufficient that there is at least one magnetic layer, and the magnetic layer may be separated into two or more layers having different magnetic properties, and a structure related to a known multilayer magnetic layer can be applied. The thickness of the magnetic layer when it is separated into two or more layers is the total thickness of these layers.
非磁性層の厚みは、例えば0.10~1.50μmであり、0.10~1.00μmであることが好ましい。 The thickness of the nonmagnetic layer is, for example, 0.10 to 1.50 μm, preferably 0.10 to 1.00 μm.
バックコート層の厚みは、0.90μm以下であることが好ましく、0.10~0.70μmの範囲であることが更に好ましい。 The thickness of the back coat layer is preferably 0.90 μm or less, more preferably in the range of 0.10 to 0.70 μm.
磁気記録媒体の各層および非磁性支持体の厚みは、公知の膜厚測定法により求めることができる。一例として、例えば、磁気記録媒体の厚み方向の断面を、イオンビーム、ミクロトーム等の公知の手法により露出させた後、露出した断面において走査型電子顕微鏡を用いて断面観察を行う。断面観察において1箇所において求められた厚み、または無作為に抽出した2箇所以上の複数箇所、例えば2箇所、において求められた厚みの算術平均として、各種厚みを求めることができる。または、各層の厚みは、製造条件から算出される設計厚みとして求めてもよい。 The thickness of each layer of the magnetic recording medium and the nonmagnetic support can be determined by a known film thickness measurement method. As an example, for example, a cross section in the thickness direction of a magnetic recording medium is exposed using a known method such as an ion beam or a microtome, and then the exposed cross section is observed using a scanning electron microscope. Various thicknesses can be determined as the arithmetic mean of the thickness determined at one location during cross-sectional observation, or the thickness determined at two or more randomly extracted locations, for example, two locations. Alternatively, the thickness of each layer may be determined as a design thickness calculated from manufacturing conditions.
<製造工程>
(各層形成用組成物の調製)
磁性層、非磁性層またはバックコート層を形成するための組成物は、先に説明した各種成分とともに、通常、溶媒を含む。溶媒としては、塗布型磁気記録媒体を製造するために一般に使用される各種有機溶媒を用いることができる。各層形成用組成物における溶媒量は特に限定されるものではなく、通常の塗布型磁気記録媒体の各層形成用組成物と同様にすることができる。各層を形成するための組成物を調製する工程は、通常、少なくとも混練工程、分散工程、およびこれらの工程の前後に必要に応じて設けた混合工程を含むことができる。個々の工程はそれぞれ2段階以上に分かれていてもかまわない。各層形成用組成物の調製に用いられる成分は、どの工程の最初または途中で添加してもよい。また、個々の成分を2つ以上の工程で分割して添加してもよい。
<Manufacturing process>
(Preparation of composition for forming each layer)
A composition for forming a magnetic layer, a nonmagnetic layer, or a backcoat layer usually contains a solvent in addition to the various components described above. As the solvent, various organic solvents commonly used for manufacturing coated magnetic recording media can be used. The amount of solvent in each layer-forming composition is not particularly limited, and can be the same as in each layer-forming composition of a typical coating-type magnetic recording medium. The process of preparing a composition for forming each layer can usually include at least a kneading process, a dispersion process, and a mixing process provided before and after these processes as necessary. Each individual process may be divided into two or more stages. The components used to prepare each layer-forming composition may be added at the beginning or during any step. Furthermore, the individual components may be added in portions in two or more steps.
各層形成用組成物を調製するためには、公知技術を用いることができる。混練工程では、オープンニーダ、連続ニーダ、加圧ニーダ、エクストルーダ等の強い混練力をもつニーダを使用することが好ましい。これらの混練処理の詳細については、特開平1-106338号公報および特開平1-79274号公報に記載されている。また、各層形成用組成物を分散させるためには、分散メディアとして、ガラスビーズおよびその他の分散ビーズからなる群から選ばれる一種以上の分散ビーズを用いることができる。このような分散ビーズとしては、高比重の分散ビーズであるジルコニアビーズ、チタニアビーズ、およびスチールビーズが好適である。これら分散ビーズの粒径(ビーズ径)および充填率は最適化して用いることができる。分散機は公知のものを使用することができる。各層形成用組成物を、塗布工程に付す前に公知の方法によってろ過してもよい。ろ過は、例えばフィルタろ過によって行うことができる。ろ過に用いるフィルタとしては、例えば孔径0.01~3μmのフィルタ(例えばガラス繊維製フィルタ、ポリプロピレン製フィルタ等)を用いることができる。 Known techniques can be used to prepare each layer-forming composition. In the kneading step, it is preferable to use a kneader with strong kneading power, such as an open kneader, continuous kneader, pressure kneader, or extruder. Details of these kneading treatments are described in JP-A-1-106338 and JP-A-1-79274. Moreover, in order to disperse each layer-forming composition, one or more types of dispersion beads selected from the group consisting of glass beads and other dispersion beads can be used as the dispersion medium. As such dispersed beads, zirconia beads, titania beads, and steel beads, which are high specific gravity dispersed beads, are suitable. The particle size (bead diameter) and packing rate of these dispersed beads can be optimized and used. A known disperser can be used. Each layer-forming composition may be filtered by a known method before being subjected to the coating step. Filtration can be performed, for example, by filter filtration. As the filter used for filtration, for example, a filter with a pore size of 0.01 to 3 μm (eg, a glass fiber filter, a polypropylene filter, etc.) can be used.
一形態では、磁性層形成用組成物を調製する工程において、突起形成剤を含む分散液(以下、「突起形成剤液」と記載する。)を調製した後、この突起形成剤液を、磁性層形成用組成物のその他の成分の一種以上と混合することができる。例えば、突起形成剤液、研磨剤を含む分散液(以下、「研磨剤液」と記載する。)および強磁性粉末を含む分散液(以下、「磁性液」と記載する。)をそれぞれ別に調製した後に混合し分散させて磁性層形成用組成物を調製することができる。このように各種分散液を別に調製することは、磁性層形成用組成物における強磁性粉末、突起形成剤および研磨剤の分散性向上のために好ましい。例えば、突起形成剤液の調製は、超音波処理等の公知の分散処理によって行うことができる。超音波処理は、例えば200cc(1cc=1cm3)あたり10~2000ワット程度の超音波出力で1~300分間程度行うことができる。また、分散処理後にろ過を行ってもよい。ろ過に用いるフィルタについては先の記載を参照できる。 In one form, in the step of preparing a composition for forming a magnetic layer, after preparing a dispersion containing a protrusion-forming agent (hereinafter referred to as "protrusion-forming agent liquid"), this protrusion-forming agent liquid is applied to a magnetic layer. It can be mixed with one or more of the other components of the layer-forming composition. For example, a protrusion-forming agent liquid, a dispersion containing an abrasive (hereinafter referred to as "abrasive liquid"), and a dispersion containing ferromagnetic powder (hereinafter referred to as "magnetic liquid") are prepared separately. After that, the composition for forming a magnetic layer can be prepared by mixing and dispersing the components. It is preferable to separately prepare various dispersions in this manner in order to improve the dispersibility of the ferromagnetic powder, protrusion-forming agent, and abrasive in the composition for forming a magnetic layer. For example, the protrusion-forming agent liquid can be prepared by known dispersion treatment such as ultrasonic treatment. The ultrasonic treatment can be performed, for example, at an ultrasonic output of about 10 to 2000 watts per 200 cc (1 cc=1 cm 3 ) for about 1 to 300 minutes. Furthermore, filtration may be performed after the dispersion treatment. Regarding the filter used for filtration, the above description can be referred to.
磁性層は、磁性層形成用組成物を、非磁性支持体表面上に直接塗布するか、または非磁性層形成用組成物と逐次もしくは同時に重層塗布することにより形成することができる。バックコート層は、非磁性支持体の磁性層が形成された表面または追って磁性層が形成される表面とは反対側の表面上に、バックコート層形成用組成物を塗布することにより形成することができる。各層形成のための塗布の詳細については、特開2010-231843号公報の段落0066を参照できる。 The magnetic layer can be formed by applying the composition for forming a magnetic layer directly onto the surface of a non-magnetic support, or by applying the composition in a multilayer manner sequentially or simultaneously with the composition for forming a non-magnetic layer. The back coat layer may be formed by applying a composition for forming a back coat layer on the surface of the nonmagnetic support on which the magnetic layer is formed or on the surface opposite to the surface on which the magnetic layer will be formed later. I can do it. For details of coating for forming each layer, reference can be made to paragraph 0066 of JP-A No. 2010-231843.
磁性層形成用組成物の塗布を交流磁場中で行うことにより、磁性層形成用組成物の塗布層の表層部分に酸性成分(例えば酸性基を有する結合剤)が偏在しやすくなるため、この塗布層を乾燥させることによって、酸性成分を磁性層の表層部分に偏在させることができると推察される。更に、その後にバーニッシュ処理を行うことは、偏在させた酸性成分の少なくとも一部を除去して磁性層の表面ゼータ電位の等電点を5.5以上に制御することに寄与すると考えられる。
交流磁場の印加は、磁性層形成用組成物の塗布層の表面に対して垂直に交流磁場が印加されるように、塗布装置に磁石を配置して行うことができる。交流磁場の磁場強度は、例えば0.05~3.00T程度とすることができる。ただし、この範囲に限定されるものではない。本発明および本明細書における「垂直」とは、必ずしも厳密な意味の垂直のみを意味するものではなく、本発明が属する技術分野において許容される誤差の範囲を含むものとする。誤差の範囲とは、例えば、厳密な垂直±10°未満の範囲を意味することができる。
By applying the magnetic layer forming composition in an alternating current magnetic field, acidic components (for example, a binder having an acidic group) tend to be unevenly distributed in the surface layer of the applied layer of the magnetic layer forming composition. It is presumed that by drying the layer, the acidic component can be unevenly distributed in the surface layer portion of the magnetic layer. Further, it is considered that performing the burnishing treatment thereafter removes at least a portion of the unevenly distributed acidic components and contributes to controlling the isoelectric point of the surface zeta potential of the magnetic layer to 5.5 or more.
Application of the alternating magnetic field can be performed by arranging a magnet in the coating device so that the alternating magnetic field is applied perpendicularly to the surface of the coating layer of the composition for forming a magnetic layer. The magnetic field strength of the alternating magnetic field can be, for example, about 0.05 to 3.00T. However, it is not limited to this range. In the present invention and this specification, "vertical" does not necessarily mean vertical in the strict sense, but includes the range of error allowed in the technical field to which the present invention belongs. The range of error can mean, for example, a range of less than ±10° strictly vertical.
バーニッシュ処理は、部材(例えば研磨テープ、または研削用ブレード、研削用ホイール等の研削具)により処理対象の表面を擦る処理であり、塗布型磁気記録媒体製造のために公知のバーニッシュ処理と同様に行うことができる。バーニッシュ処理は、好ましくは、研磨テープによって処理対象の塗布層表面を擦る(研磨する)こと、研削具によって処理対象の塗布層表面を擦る(研削する)ことの一方または両方を行うことにより、実施することができる。研磨テープとしては、市販品を用いてもよく、公知の方法で作製した研磨テープを用いてもよい。また、研削具としては、固定式ブレード、ダイヤモンドホイール、回転式ブレード等の公知の研削用ブレード、研削用ホイール等を用いることができる。また、研磨テープおよび/または研削具によって擦られた塗布層表面をワイピング材によって拭き取るワイピング(wiping)処理を行ってもよい。好ましい研磨テープ、研削具、バーニッシュ処理およびワイピング処理の詳細については、特開平6-52544号公報の段落0034~0048、図1および同公報の実施例を参照できる。バーニッシュ処理を強化するほど、交流磁場中で塗布を行うことにより磁性層形成用組成物の塗布層の表層部分に偏在させた酸性成分を多く除去することができると考えられる。バーニッシュ処理は、研磨テープに含まれる研磨剤として高硬度な研磨剤を用いるほど強化することができ、研磨テープ中の研磨剤量を増やすほど強化することができる。また、研削具として高硬度な研削具を用いるほどバーニッシュ処理を強化することができる。バーニッシュ処理条件に関しては、処理対象の塗布層表面と部材(例えば研磨テープまたは研削具)との摺動速度を速くするほど、バーニッシュ処理を強化することができる。上記摺動速度は、部材を移動させる速度および処理対象の磁気テープを移動させる速度の一方または両方を速くすることにより、速くすることができる。なお、理由は明らかではないものの、磁性層形成用組成物の塗布層中の酸性基を有する結合剤の量が多いほど、バーニッシュ処理後に磁性層の表面ゼータ電位の等電点が高くなる傾向が見られる場合もある。 Burnishing is a process in which the surface of the object to be treated is rubbed with a member (for example, an abrasive tape or a grinding tool such as a grinding blade or a grinding wheel), and is similar to the known burnishing process for manufacturing coated magnetic recording media. The same can be done. The burnishing process is preferably performed by rubbing (polishing) the surface of the coating layer to be treated with an abrasive tape, or by rubbing (grinding) the surface of the coating layer to be treated with a grinding tool, or both. It can be implemented. As the polishing tape, a commercially available product may be used, or a polishing tape produced by a known method may be used. Further, as the grinding tool, a known grinding blade such as a fixed blade, a diamond wheel, a rotary blade, a grinding wheel, etc. can be used. Furthermore, a wiping process may be performed in which the surface of the coating layer rubbed by the polishing tape and/or the grinding tool is wiped with a wiping material. For details of preferred abrasive tapes, grinding tools, burnishing treatments, and wiping treatments, reference may be made to paragraphs 0034 to 0048 of JP-A-6-52544, FIG. 1, and Examples of the same. It is considered that the stronger the varnish treatment is, the more acidic components unevenly distributed in the surface layer of the coating layer of the composition for forming a magnetic layer can be removed by performing the coating in an alternating current magnetic field. The burnishing process can be strengthened by using a higher hardness abrasive as the abrasive contained in the polishing tape, and can be strengthened by increasing the amount of abrasive in the polishing tape. Furthermore, the more hard the grinding tool is used, the stronger the burnishing process can be. Regarding the burnishing conditions, the faster the sliding speed between the surface of the coating layer to be treated and the member (eg, polishing tape or grinding tool), the stronger the burnishing process can be. The sliding speed can be increased by increasing one or both of the speed at which the member is moved and the speed at which the magnetic tape to be processed is moved. Although the reason is not clear, there is a tendency that the greater the amount of the binder having acidic groups in the coating layer of the magnetic layer forming composition, the higher the isoelectric point of the surface zeta potential of the magnetic layer after burnishing. may be seen.
磁性層形成用組成物が硬化剤を含む場合、磁性層形成のための工程のいずれかの段階において硬化処理を施すことが好ましい。バーニッシュ処理は、少なくとも、硬化処理の前に行うことが好ましい。硬化処理後に更にバーニッシュ処理を行ってもよい。磁性層形成用組成物の塗布層の表層部分から酸性成分を除去する除去効率を高めるうえで、硬化処理前にバーニッシュ処理を行うことは好ましいと考えられる。硬化処理は、磁性層形成用組成物に含まれる硬化剤の種類に応じて、加熱、光照射等の処理によって行うことができる。硬化処理条件は特に限定されるものではなく、磁性層形成用組成物の処方、硬化剤の種類、塗布層の厚み等に応じて適宜設定すればよい。例えば、硬化剤としてポリイソシアネートを含む磁性層形成用組成物を用いて塗布層を形成した場合には、硬化処理は加熱処理であることが好ましい。 When the composition for forming a magnetic layer contains a curing agent, it is preferable to perform a curing treatment at any stage of the process for forming the magnetic layer. The varnish treatment is preferably performed at least before the hardening treatment. A varnish treatment may be further performed after the hardening treatment. In order to increase the removal efficiency of removing acidic components from the surface layer of the coating layer of the magnetic layer forming composition, it is considered preferable to perform a varnish treatment before the curing treatment. The curing treatment can be performed by heating, light irradiation, etc. depending on the type of curing agent contained in the magnetic layer forming composition. The curing conditions are not particularly limited and may be appropriately set depending on the formulation of the magnetic layer forming composition, the type of curing agent, the thickness of the coating layer, etc. For example, when the coating layer is formed using a magnetic layer forming composition containing polyisocyanate as a curing agent, the curing treatment is preferably a heat treatment.
好ましくは上記硬化処理の前に、表面平滑化処理を行うことができる。表面平滑化処理は、磁気記録媒体の表面の平滑性を高めるために行われる処理であり、カレンダ処理によって行うことが好ましい。カレンダ処理の詳細については、例えば特開2010-231843号公報の段落0026を参照できる。 Preferably, a surface smoothing treatment can be performed before the above-mentioned curing treatment. The surface smoothing process is a process performed to improve the smoothness of the surface of the magnetic recording medium, and is preferably performed by calendering. For details of the calendar processing, for example, paragraph 0026 of Japanese Patent Laid-Open No. 2010-231843 can be referred to.
磁気記録媒体の製造のためのその他の各種工程については、公知技術を適用できる。各種工程については、例えば特開2010-231843号公報の段落0067~0070を参照できる。磁性層形成用組成物の塗布層には、この塗布層が湿潤(未乾燥)状態にあるうちに配向処理を施すことが好ましい。配向処理については、特開2010-231843号公報の段落0067の記載をはじめとする各種公知技術を適用することができる。例えば、垂直配向処理は、異極対向磁石を用いる方法等の公知の方法によって行うことができる。配向ゾーンでは、乾燥風の温度、風量および/または配向ゾーンにおける磁気テープの搬送速度によって塗布層の乾燥速度を制御することができる。また、配向ゾーンに搬送する前に塗布層を予備乾燥させてもよい。配向処理を行う場合には、交流磁場中で塗布された磁性層形成用組成物の塗布層に対して、強磁性粉末を配向させるための磁場(例えば直流磁場)の印加を行うことが好ましい。 Known techniques can be applied to other various steps for manufacturing the magnetic recording medium. Regarding various steps, for example, paragraphs 0067 to 0070 of JP-A No. 2010-231843 can be referred to. The coating layer of the magnetic layer forming composition is preferably subjected to an orientation treatment while the coating layer is in a wet (undried) state. Regarding the alignment treatment, various known techniques such as the one described in paragraph 0067 of JP-A No. 2010-231843 can be applied. For example, the vertical alignment process can be performed by a known method such as a method using magnets with different polarities facing each other. In the orientation zone, the drying speed of the coating layer can be controlled by the temperature and volume of the drying air and/or the transport speed of the magnetic tape in the orientation zone. Furthermore, the coating layer may be pre-dried before being transported to the orientation zone. When performing the orientation treatment, it is preferable to apply a magnetic field (for example, a DC magnetic field) for orienting the ferromagnetic powder to the coated layer of the magnetic layer forming composition applied in an AC magnetic field.
上記のように製造された磁気記録媒体には、磁気記録再生装置における磁気ヘッドのトラッキング制御、磁気記録媒体の走行速度の制御等を可能とするために、公知の方法によってサーボパターンを形成することができる。「サーボパターンの形成」は、「サーボ信号の記録」ということもできる。上記磁気記録媒体は、一形態ではテープ状の磁気記録媒体(磁気テープ)であることができ、他の一形態ではディスク状の磁気記録媒体(磁気ディスク)であることができる。以下では、磁気テープを例にサーボパターンの形成について説明する。 A servo pattern is formed on the magnetic recording medium manufactured as described above by a known method in order to enable tracking control of the magnetic head in a magnetic recording/reproducing device, control of the running speed of the magnetic recording medium, etc. I can do it. "Formation of a servo pattern" can also be referred to as "recording of a servo signal." The magnetic recording medium can be a tape-shaped magnetic recording medium (magnetic tape) in one form, and can be a disk-shaped magnetic recording medium (magnetic disk) in another form. Below, formation of a servo pattern will be explained using a magnetic tape as an example.
サーボパターンは、通常、磁気テープの長手方向に沿って形成される。サーボ信号を利用する制御(サーボ制御)の方式としては、タイミングベースサーボ(TBS)、アンプリチュードサーボ、周波数サーボ等が挙げられる。 Servo patterns are usually formed along the longitudinal direction of the magnetic tape. Examples of control methods (servo control) using servo signals include timing-based servo (TBS), amplitude servo, and frequency servo.
ECMA(European Computer Manufacturers Association)―319に示される通り、LTO(Linear Tape-Open)規格に準拠した磁気テープ(一般に「LTOテープ」と呼ばれる。)では、タイミングベースサーボ方式が採用されている。このタイミングベースサーボ方式において、サーボパターンは、互いに非平行な一対の磁気ストライプ(「サーボストライプ」とも呼ばれる。)が、磁気テープの長手方向に連続的に複数配置されることによって構成されている。上記のように、サーボパターンが互いに非平行な一対の磁気ストライプにより構成される理由は、サーボパターン上を通過するサーボ信号読み取り素子に、その通過位置を教えるためである。具体的には、上記の一対の磁気ストライプは、その間隔が磁気テープの幅方向に沿って連続的に変化するように形成されており、サーボ信号読み取り素子がその間隔を読み取ることによって、サーボパターンとサーボ信号読み取り素子との相対位置を知ることができる。この相対位置の情報が、データトラックのトラッキングを可能にする。そのために、サーボパターン上には、通常、磁気テープの幅方向に沿って、複数のサーボトラックが設定されている。 As shown in ECMA (European Computer Manufacturers Association)-319, a timing-based servo system is employed in magnetic tapes (generally referred to as "LTO tapes") that comply with the LTO (Linear Tape-Open) standard. In this timing-based servo system, a servo pattern is composed of a plurality of pairs of magnetic stripes (also called "servo stripes") that are non-parallel to each other and are continuously arranged in the longitudinal direction of the magnetic tape. As mentioned above, the reason why the servo pattern is composed of a pair of non-parallel magnetic stripes is to tell the servo signal reading element passing over the servo pattern its passing position. Specifically, the above-mentioned pair of magnetic stripes are formed so that the interval between them changes continuously along the width direction of the magnetic tape, and the servo signal reading element reads the interval to read the servo pattern. The relative position of the servo signal reading element and the servo signal reading element can be known. This relative position information enables tracking of the data tracks. For this purpose, a plurality of servo tracks are usually set on the servo pattern along the width direction of the magnetic tape.
サーボバンドは、磁気テープの長手方向に連続するサーボ信号により構成される。このサーボバンドは、通常、磁気テープに複数本設けられる。例えば、LTOテープにおいて、その数は5本である。隣接する2本のサーボバンドに挟まれた領域は、データバンドと呼ばれる。データバンドは、複数のデータトラックで構成されており、各データトラックは、各サーボトラックに対応している。 The servo band is composed of servo signals that are continuous in the longitudinal direction of the magnetic tape. A plurality of servo bands are usually provided on a magnetic tape. For example, in an LTO tape, the number is five. The area sandwiched between two adjacent servo bands is called a data band. The data band is composed of a plurality of data tracks, and each data track corresponds to each servo track.
また、一形態では、特開2004-318983号公報に示されているように、各サーボバンドには、サーボバンドの番号を示す情報(「サーボバンドID(identification)」または「UDIM(Unique DataBand Identification Method)情報」とも呼ばれる。)が埋め込まれている。このサーボバンドIDは、サーボバンド中に複数ある一対のサーボストライプのうちの特定のものを、その位置が磁気テープの長手方向に相対的に変位するように、ずらすことによって記録されている。具体的には、複数ある一対のサーボストライプのうちの特定のもののずらし方を、サーボバンド毎に変えている。これにより、記録されたサーボバンドIDはサーボバンド毎にユニークなものとなるため、一つのサーボバンドをサーボ信号読み取り素子で読み取るだけで、そのサーボバンドを一意に(uniquely)特定することができる。 Further, in one form, as shown in Japanese Patent Application Laid-open No. 2004-318983, each servo band includes information indicating the number of the servo band (“servo band ID (identification)” or “UDIM (Unique Data Band Identification)”). (also called "Method information") is embedded. This servo band ID is recorded by shifting a specific one of a plurality of pairs of servo stripes in the servo band so that its position is relatively displaced in the longitudinal direction of the magnetic tape. Specifically, the way in which a specific one of a plurality of pairs of servo stripes is shifted is changed for each servo band. As a result, the recorded servo band ID becomes unique for each servo band, and therefore, by simply reading one servo band with a servo signal reading element, that servo band can be uniquely identified.
なお、サーボバンドを一意に特定する方法には、ECMA―319に示されているようなスタッガード方式を用いたものもある。このスタッガード方式では、磁気テープの長手方向に連続的に複数配置された、互いに非平行な一対の磁気ストライプ(サーボストライプ)の群を、サーボバンド毎に磁気テープの長手方向にずらすように記録する。隣接するサーボバンド間における、このずらし方の組み合わせは、磁気テープ全体においてユニークなものとされているため、2つのサーボ信号読み取り素子によりサーボパターンを読み取る際に、サーボバンドを一意に特定することも可能となっている。 Note that as a method for uniquely specifying a servo band, there is also a method using a staggered method as shown in ECMA-319. In this staggered method, a plurality of groups of non-parallel magnetic stripes (servo stripes) arranged consecutively in the longitudinal direction of the magnetic tape are recorded so as to be shifted in the longitudinal direction of the magnetic tape for each servo band. do. This combination of shifting between adjacent servo bands is unique on the entire magnetic tape, so it is possible to uniquely identify a servo band when reading a servo pattern with two servo signal reading elements. It is possible.
また、各サーボバンドには、ECMA―319に示されている通り、通常、磁気テープの長手方向の位置を示す情報(「LPOS(Longitudinal Position)情報」とも呼ばれる。)も埋め込まれている。このLPOS情報も、UDIM情報と同様に、一対のサーボストライプの位置を、磁気テープの長手方向にずらすことによって記録されている。ただし、UDIM情報とは異なり、このLPOS情報では、各サーボバンドに同じ信号が記録されている。 Furthermore, as shown in ECMA-319, each servo band is usually embedded with information indicating the position in the longitudinal direction of the magnetic tape (also called "LPOS (Longitudinal Position) information"). Like the UDIM information, this LPOS information is also recorded by shifting the positions of a pair of servo stripes in the longitudinal direction of the magnetic tape. However, unlike the UDIM information, in this LPOS information, the same signal is recorded in each servo band.
上記のUDIM情報およびLPOS情報とは異なる他の情報を、サーボバンドに埋め込むことも可能である。この場合、埋め込まれる情報は、UDIM情報のようにサーボバンド毎に異なるものであってもよいし、LPOS情報のようにすべてのサーボバンドに共通のものであってもよい。
また、サーボバンドに情報を埋め込む方法としては、上記以外の方法を採用することも可能である。例えば、一対のサーボストライプの群の中から、所定の対を間引くことによって、所定のコードを記録するようにしてもよい。
It is also possible to embed other information different from the above-mentioned UDIM information and LPOS information into the servo band. In this case, the embedded information may be different for each servo band, such as UDIM information, or may be common to all servo bands, such as LPOS information.
Further, as a method of embedding information in the servo band, it is also possible to employ methods other than those described above. For example, a predetermined code may be recorded by thinning out a predetermined pair from a group of pairs of servo stripes.
サーボパターン形成用ヘッドは、サーボライトヘッドと呼ばれる。サーボライトヘッドは、上記一対の磁気ストライプに対応した一対のギャップを、サーボバンドの数だけ有する。通常、各一対のギャップには、それぞれコアとコイルが接続されており、コイルに電流パルスを供給することによって、コアに発生した磁界が、一対のギャップに漏れ磁界を生じさせることができる。サーボパターンの形成の際には、サーボライトヘッド上に磁気テープを走行させながら電流パルスを入力することによって、一対のギャップに対応した磁気パターンを磁気テープに転写させて、サーボパターンを形成することができる。各ギャップの幅は、形成されるサーボパターンの密度に応じて適宜設定することができる。各ギャップの幅は、例えば、1μm以下、1~10μm、10μm以上等に設定可能である。 The servo pattern forming head is called a servo write head. The servo write head has a pair of gaps corresponding to the pair of magnetic stripes, equal to the number of servo bands. Usually, a core and a coil are connected to each pair of gaps, and by supplying current pulses to the coils, the magnetic field generated in the core can cause a leakage magnetic field in the pair of gaps. When forming a servo pattern, by inputting a current pulse while running the magnetic tape over the servo write head, a magnetic pattern corresponding to a pair of gaps is transferred onto the magnetic tape, thereby forming a servo pattern. I can do it. The width of each gap can be appropriately set depending on the density of the servo pattern to be formed. The width of each gap can be set to, for example, 1 μm or less, 1 to 10 μm, or 10 μm or more.
磁気テープにサーボパターンを形成する前には、磁気テープに対して、通常、消磁(イレース)処理が施される。このイレース処理は、直流磁石または交流磁石を用いて、磁気テープに一様な磁界を加えることによって行うことができる。イレース処理には、DC(Direct Current)イレースとAC(Alternating Current)イレースとがある。ACイレースは、磁気テープに印加する磁界の方向を反転させながら、その磁界の強度を徐々に下げることによって行われる。一方、DCイレースは、磁気テープに一方向の磁界を加えることによって行われる。DCイレースには、更に2つの方法がある。第一の方法は、磁気テープの長手方向に沿って一方向の磁界を加える、水平DCイレースである。第二の方法は、磁気テープの厚み方向に沿って一方向の磁界を加える、垂直DCイレースである。イレース処理は、磁気テープ全体に対して行ってもよいし、磁気テープのサーボバンド毎に行ってもよい。 Before forming servo patterns on a magnetic tape, the magnetic tape is usually subjected to demagnetization (erase) processing. This erasing process can be performed by applying a uniform magnetic field to the magnetic tape using a DC magnet or an AC magnet. Erase processing includes DC (Direct Current) erase and AC (Alternating Current) erase. AC erase is performed by gradually lowering the strength of the magnetic field while reversing the direction of the magnetic field applied to the magnetic tape. On the other hand, DC erasing is performed by applying a unidirectional magnetic field to the magnetic tape. There are two more methods for DC erase. The first method is horizontal DC erase, which applies a unidirectional magnetic field along the length of the magnetic tape. The second method is vertical DC erase, which applies a unidirectional magnetic field along the thickness of the magnetic tape. The erase process may be performed on the entire magnetic tape, or may be performed on each servo band of the magnetic tape.
形成されるサーボパターンの磁界の向きは、イレースの向きに応じて決まる。例えば、磁気テープに水平DCイレースが施されている場合、サーボパターンの形成は、磁界の向きがイレースの向きと反対になるように行われる。これにより、サーボパターンが読み取られて得られるサーボ信号の出力を、大きくすることができる。なお、特開2012-53940号公報に示されている通り、垂直DCイレースされた磁気テープに、上記ギャップを用いた磁気パターンの転写を行った場合、形成されたサーボパターンが読み取られて得られるサーボ信号は、単極パルス形状となる。一方、水平DCイレースされた磁気テープに、上記ギャップを用いた磁気パターンの転写を行った場合、形成されたサーボパターンが読み取られて得られるサーボ信号は、双極パルス形状となる。 The direction of the magnetic field of the servo pattern to be formed is determined depending on the erase direction. For example, when a magnetic tape is subjected to horizontal DC erasing, the servo pattern is formed such that the direction of the magnetic field is opposite to the erasing direction. Thereby, the output of the servo signal obtained by reading the servo pattern can be increased. As shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-53940, when a magnetic pattern is transferred using the above-mentioned gap to a vertical DC erased magnetic tape, the formed servo pattern is read and obtained. The servo signal has a unipolar pulse shape. On the other hand, when a magnetic pattern is transferred onto a horizontal DC erased magnetic tape using the gap, the servo signal obtained by reading the formed servo pattern has a bipolar pulse shape.
磁気テープは、通常、磁気テープカートリッジに収容され、磁気テープカートリッジが磁気記録再生装置に装着される。 Magnetic tape is usually housed in a magnetic tape cartridge, and the magnetic tape cartridge is loaded into a magnetic recording/reproducing device.
磁気テープカートリッジでは、一般に、カートリッジ本体内部に磁気テープがリールに巻き取られた状態で収容されている。リールは、カートリッジ本体内部に回転可能に備えられている。磁気テープカートリッジとしては、カートリッジ本体内部にリールを1つ具備する単リール型の磁気テープカートリッジおよびカートリッジ本体内部にリールを2つ具備する双リール型の磁気テープカートリッジが広く用いられている。単リール型の磁気テープカートリッジは、磁気テープへのデータの記録および/または再生のために磁気記録再生装置に装着されると、磁気テープカートリッジから磁気テープが引き出されて磁気記録再生装置側のリールに巻き取られる。磁気テープカートリッジから巻き取りリールまでの磁気テープ搬送経路には、磁気ヘッドが配置されている。磁気テープカートリッジ側のリール(供給リール)と磁気記録再生装置側のリール(巻き取りリール)との間で、磁気テープの送り出しと巻き取りが行われる。この間、磁気ヘッドと磁気テープの磁性層表面とが接触し摺動することにより、データの記録および/または再生が行われる。これに対し、双リール型の磁気テープカートリッジは、供給リールと巻き取りリールの両リールが、磁気テープカートリッジ内部に具備されている。磁気テープカートリッジは、単リール型および双リール型のいずれの磁気テープカートリッジであってもよい。磁気テープカートリッジのその他の詳細については、公知技術を適用することができる。 In a magnetic tape cartridge, a magnetic tape is generally housed inside a cartridge main body in a state where it is wound onto a reel. The reel is rotatably provided inside the cartridge body. As magnetic tape cartridges, single-reel type magnetic tape cartridges having one reel inside the cartridge body and twin-reel type magnetic tape cartridges having two reels inside the cartridge body are widely used. When a single-reel magnetic tape cartridge is inserted into a magnetic recording/playback device to record and/or play back data on the magnetic tape, the magnetic tape is pulled out from the magnetic tape cartridge and reeled onto the magnetic recording/playback device. It is wound up. A magnetic head is arranged on the magnetic tape transport path from the magnetic tape cartridge to the take-up reel. The magnetic tape is fed and wound between a reel (supply reel) on the magnetic tape cartridge side and a reel (take-up reel) on the magnetic recording and reproducing device side. During this time, the magnetic head and the surface of the magnetic layer of the magnetic tape come into contact and slide, thereby recording and/or reproducing data. On the other hand, in a twin-reel type magnetic tape cartridge, both a supply reel and a take-up reel are provided inside the magnetic tape cartridge. The magnetic tape cartridge may be either a single reel type or a twin reel type magnetic tape cartridge. For other details of the magnetic tape cartridge, known techniques can be applied.
[磁気記録再生装置]
本発明の一態様は、上記磁気記録媒体と、磁気ヘッドと、を含む磁気記録再生装置に関する。
[Magnetic recording and reproducing device]
One aspect of the present invention relates to a magnetic recording/reproducing device including the above magnetic recording medium and a magnetic head.
本発明および本明細書において、「磁気記録再生装置」とは、磁気記録媒体へのデータの記録および磁気記録媒体に記録されたデータの再生の少なくとも一方を行うことができる装置を意味するものとする。かかる装置は、一般にドライブと呼ばれる。上記磁気記録再生装置は、摺動型の磁気記録再生装置であることができる。摺動型の磁気記録再生装置とは、磁気記録媒体へのデータの記録および/または記録されたデータの再生を行う際に磁性層表面と磁気ヘッドとが接触し摺動する装置をいう。 In the present invention and this specification, a "magnetic recording and reproducing device" means a device that can perform at least one of recording data on a magnetic recording medium and reproducing data recorded on a magnetic recording medium. do. Such devices are commonly referred to as drives. The magnetic recording and reproducing device may be a sliding type magnetic recording and reproducing device. A sliding type magnetic recording/reproducing device is a device in which a magnetic layer surface and a magnetic head come into contact and slide when recording data on a magnetic recording medium and/or reproducing recorded data.
上記磁気記録再生装置に含まれる磁気ヘッドは、磁気記録媒体へのデータの記録を行うことができる記録ヘッドであることができ、磁気記録媒体に記録されたデータの再生を行うことができる再生ヘッドであることもできる。また、上記磁気記録再生装置は、一形態では、別々の磁気ヘッドとして、記録ヘッドと再生ヘッドの両方を含むことができる。他の一形態では、上記磁気記録再生装置に含まれる磁気ヘッドは、データの記録のための素子(記録素子)とデータの再生のための素子(再生素子)の両方を1つの磁気ヘッドに備えた構成を有することもできる。以下において、データの記録のための素子および再生のための素子を、「データ用素子」と総称する。再生ヘッドとしては、磁気テープに記録されたデータを感度よく読み取ることができる磁気抵抗効果型(MR;Magnetoresistive)素子を再生素子として含む磁気ヘッド(MRヘッド)が好ましい。MRヘッドとしては、AMR(Anisotropic Magnetoresistive)ヘッド、GMR(Giant Magnetoresistive)ヘッド、TMR(Tunnel Magnetoresistive)ヘッド等の公知の各種MRヘッドを用いることができる。また、データの記録および/またはデータの再生を行う磁気ヘッドには、サーボ信号読み取り素子が含まれていてもよい。または、データの記録および/またはデータの再生を行う磁気ヘッドとは別のヘッドとして、サーボ信号読み取り素子を備えた磁気ヘッド(サーボヘッド)が上記磁気記録再生装置に含まれていてもよい。例えば、データの記録および/または記録されたデータの再生を行う磁気ヘッド(以下、「記録再生ヘッド」とも呼ぶ。)は、サーボ信号読み取り素子を2つ含むことができ、2つのサーボ信号読み取り素子のそれぞれが、隣接する2つのサーボバンドを同時に読み取ることができる。2つのサーボ信号読み取り素子の間に、1つまたは複数のデータ用素子を配置することができる。 The magnetic head included in the magnetic recording and reproducing device may be a recording head capable of recording data on a magnetic recording medium, and a reproducing head capable of reproducing data recorded on the magnetic recording medium. It can also be. Further, in one form, the magnetic recording and reproducing apparatus described above can include both a recording head and a reproducing head as separate magnetic heads. In another form, the magnetic head included in the magnetic recording and reproducing device includes both an element for recording data (recording element) and an element for reproducing data (reproducing element) in one magnetic head. It is also possible to have a different configuration. In the following, an element for recording data and an element for reproducing data will be collectively referred to as a "data element." As the reproducing head, a magnetic head (MR head) including a magnetoresistive (MR) element as a reproducing element, which can read data recorded on a magnetic tape with high sensitivity, is preferable. As the MR head, various known MR heads such as an AMR (Anisotropic Magnetoresistive) head, a GMR (Giant Magnetoresistive) head, a TMR (Tunnel Magnetoresistive) head, etc. can be used. Furthermore, a magnetic head that records data and/or reproduces data may include a servo signal reading element. Alternatively, the magnetic recording and reproducing apparatus may include a magnetic head (servo head) equipped with a servo signal reading element as a head separate from the magnetic head that records data and/or reproduces data. For example, a magnetic head (hereinafter also referred to as a "recording/reproducing head") that records data and/or reproduces recorded data can include two servo signal reading elements. can read two adjacent servo bands simultaneously. One or more data elements can be placed between the two servo signal reading elements.
上記磁気記録再生装置において、磁気記録媒体へのデータの記録および/または磁気記録媒体に記録されたデータの再生は、磁気記録媒体の磁性層表面と磁気ヘッドとを接触させて摺動させることにより行うことができる。上記磁気記録再生装置は、本発明の一態様にかかる磁気記録媒体を含むものであればよく、その他については公知技術を適用することができる。 In the above magnetic recording/reproducing device, data is recorded on the magnetic recording medium and/or data recorded on the magnetic recording medium is reproduced by bringing the magnetic layer surface of the magnetic recording medium into contact with the magnetic head and sliding the magnetic head. It can be carried out. The above-mentioned magnetic recording/reproducing device may be any device as long as it includes the magnetic recording medium according to one embodiment of the present invention, and known techniques can be applied to the other components.
例えば、サーボパターンが形成された磁気記録媒体へのデータの記録および/または記録されたデータの再生の際には、まず、サーボパターンを読み取って得られるサーボ信号を用いたトラッキングが行われる。すなわち、サーボ信号読み取り素子を所定のサーボトラックに追従させることによって、データ用素子が、目的とするデータトラック上を通過するように制御される。データトラックの移動は、サーボ信号読み取り素子が読み取るサーボトラックを、テープ幅方向に変更することにより行われる。
また、記録再生ヘッドは、他のデータバンドに対する記録および/または再生を行うことも可能である。その際には、先に記載したUDIM情報を利用してサーボ信号読み取り素子を所定のサーボバンドに移動させ、そのサーボバンドに対するトラッキングを開始すればよい。
For example, when recording data on a magnetic recording medium on which a servo pattern is formed and/or reproducing the recorded data, tracking is first performed using a servo signal obtained by reading the servo pattern. That is, by causing the servo signal reading element to follow a predetermined servo track, the data element is controlled to pass over the target data track. The data track is moved by changing the servo track read by the servo signal reading element in the tape width direction.
Further, the recording/reproducing head can also record and/or reproduce other data bands. In that case, the servo signal reading element may be moved to a predetermined servo band using the UDIM information described above, and tracking for that servo band may be started.
以下に、本発明を実施例に基づき説明する。ただし、本発明は実施例に示す態様に限定されるものではない。以下に記載の「部」、「%」の表示は、特に断らない限り、「質量部」、「質量%」を示す。また、以下に記載の工程および評価は、特記しない限り、雰囲気温度23℃±1℃の環境において行った。 The present invention will be explained below based on examples. However, the present invention is not limited to the embodiments shown in the examples. "Parts" and "%" described below indicate "parts by mass" and "% by mass" unless otherwise specified. Further, the steps and evaluations described below were performed in an environment with an ambient temperature of 23° C.±1° C. unless otherwise specified.
[実施例1]
(1)アルミナ分散物の調製
アルファ化率約65%、BET(Brunauer-Emmett-Teller)比表面積20m2/gのアルミナ粉末(住友化学社製HIT-80)100.0部に対し、2,3-ジヒドロキシナフタレン(東京化成社製)を3.0部、SO3Na基含有ポリエステルポリウレタン樹脂(東洋紡社製UR-4800(SO3Na基:0.08meq/g))の32%溶液(溶媒はメチルエチルケトンとトルエンの混合溶媒)を31.3部、溶媒としてメチルエチルケトンとシクロヘキサノン1:1(質量比)の混合溶媒570.0部を混合し、ジルコニアビーズの存在下で、ペイントシェーカーにより5時間分散させた。分散後、メッシュにより分散液とビーズとを分け、アルミナ分散物を得た。
[Example 1]
( 1) Preparation of alumina dispersion 2, 3.0 parts of 3-dihydroxynaphthalene (manufactured by Tokyo Kasei Co., Ltd.), a 32% solution (solvent ) of SO 3 Na group-containing polyester polyurethane resin (UR-4800 (manufactured by Toyobo Co., Ltd.) 31.3 parts of a mixed solvent of methyl ethyl ketone and toluene) and 570.0 parts of a mixed solvent of methyl ethyl ketone and cyclohexanone 1:1 (mass ratio) as a solvent were mixed and dispersed for 5 hours using a paint shaker in the presence of zirconia beads. I let it happen. After dispersion, the dispersion liquid and beads were separated using a mesh to obtain an alumina dispersion.
(2)磁性層形成用組成物処方
(磁性液)
強磁性粉末(種類:表1参照) 100.0部
結合剤(種類:表1参照) 表1参照
シクロヘキサノン 150.0部
メチルエチルケトン 150.0部
(研磨剤液)
上記(1)で調製したアルミナ分散物 6.0部
(突起形成剤液)
突起形成剤(種類:表1参照) 1.3部
メチルエチルケトン 9.0部
シクロヘキサノン 6.0部
(その他成分)
ステアリン酸 2.0部
ステアリン酸アミド 0.2部
ブチルステアレート 2.0部
ポリイソシアネート(東ソー社製コロネート(登録商標)) 2.5部
(仕上げ添加溶媒)
シクロヘキサノン 200.0部
メチルエチルケトン 200.0部
(2) Composition formulation for magnetic layer formation (magnetic liquid)
Ferromagnetic powder (Type: see Table 1) 100.0 parts Binder (Type: see Table 1) See Table 1 Cyclohexanone 150.0 parts Methyl ethyl ketone 150.0 parts (abrasive liquid)
6.0 parts of alumina dispersion prepared in (1) above (projection forming agent liquid)
Protrusion forming agent (type: see Table 1) 1.3 parts
Methyl ethyl ketone 9.0 parts Cyclohexanone 6.0 parts (other ingredients)
Stearic acid 2.0 parts Stearic acid amide 0.2 parts Butyl stearate 2.0 parts Polyisocyanate (Coronate (registered trademark) manufactured by Tosoh Corporation) 2.5 parts (finishing additive solvent)
Cyclohexanone 200.0 parts Methyl ethyl ketone 200.0 parts
(3)非磁性層形成用組成物処方
非磁性無機粉末:α-酸化鉄 100.0部
平均粒子サイズ(平均長軸長):0.15μm
平均針状比:7
BET比表面積:52m2/g
カーボンブラック 20.0部
平均粒子サイズ:20nm
結合剤A 18.0部
ステアリン酸 2.0部
ステアリン酸アミド 0.2部
ブチルステアレート 2.0部
シクロヘキサノン 300.0部
メチルエチルケトン 300.0部
(3) Non-magnetic layer forming composition formulation Non-magnetic inorganic powder: α-iron oxide 100.0 parts Average particle size (average major axis length): 0.15 μm
Average acicular ratio: 7
BET specific surface area: 52m 2 /g
Carbon black 20.0 parts Average particle size: 20nm
Binder A 18.0 parts Stearic acid 2.0 parts Stearamide 0.2 parts Butyl stearate 2.0 parts Cyclohexanone 300.0 parts Methyl ethyl ketone 300.0 parts
(4)バックコート層形成用組成物処方
非磁性無機粉末:α-酸化鉄 80.0部
平均粒子サイズ(平均長軸長):0.15μm
平均針状比:7
BET比表面積:52m2/g
カーボンブラック 20.0部
平均粒子サイズ:20nm
塩化ビニル共重合体 13.0部
スルホン酸塩基含有ポリウレタン樹脂 6.0部
フェニルホスホン酸 3.0部
メチルエチルケトン 155.0部
ポリイソシアネート 5.0部
シクロヘキサノン 355.0部
(4) Back coat layer forming composition formulation Non-magnetic inorganic powder: α-iron oxide 80.0 parts Average particle size (average major axis length): 0.15 μm
Average acicular ratio: 7
BET specific surface area: 52m 2 /g
Carbon black 20.0 parts Average particle size: 20nm
Vinyl chloride copolymer 13.0 parts Sulfonic acid group-containing polyurethane resin 6.0 parts Phenylphosphonic acid 3.0 parts Methyl ethyl ketone 155.0 parts Polyisocyanate 5.0 parts Cyclohexanone 355.0 parts
(5)各層形成用組成物の調製
磁性層形成用組成物を、以下の方法により調製した。
上記磁性液を、各成分をバッチ式縦型サンドミルを用いて24時間分散(ビーズ分散)することにより調製した。分散ビーズとしては、ビーズ径0.5mmのジルコニアビーズを使用した。
突起形成剤液は、上記突起形成剤液の成分を混合した後に、ホーン式超音波分散機により200ccあたり500ワットの超音波出力で60分間超音波処理(分散処理)して得られた分散液を孔径0.5μmのフィルタでろ過して調製した。
上記サンドミルを用いて、上記磁性液、上記研磨剤液、上記突起形成剤液ならびに他の成分(その他成分および仕上げ添加溶媒)を混合し5分間ビーズ分散した後、バッチ型超音波装置(20kHz、300W)で0.5分間処理(超音波分散)を行った。その後、0.5μmの孔径を有するフィルタを用いてろ過を行い磁性層形成用組成物を調製した。
非磁性層形成用組成物を、以下の方法により調製した。
潤滑剤(ステアリン酸、ステアリン酸アミドおよびブチルステアレート)、シクロヘキサノンおよびメチルエチルケトンを除いた各成分を、バッチ式縦型サンドミルを用いて24時間分散して分散液を得た。分散ビーズとしては、ビーズ径0.5mmのジルコニアビーズを使用した。その後、得られた分散液に残りの成分を添加し、ディゾルバーで撹拌した。こうして得られた分散液を0.5μmの孔径を有するフィルタを用いてろ過し非磁性層形成用組成物を調製した。
バックコート層形成用組成物を、以下の方法により調製した。
ポリイソシアネートおよびシクロヘキサノンを除いた各成分をオープンニーダにより混練および希釈した後、横型ビーズミル分散機により、ビーズ径1mmのジルコニアビーズを用い、ビーズ充填率80体積%およびローター先端周速10m/秒で、1パス滞留時間を2分とし、12パスの分散処理を行った。その後、得られた分散液に残りの成分を添加し、ディゾルバーで撹拌した。こうして得られた分散液を1μmの孔径を有するフィルタを用いてろ過しバックコート層形成用組成物を調製した。
(5) Preparation of each layer-forming composition A magnetic layer-forming composition was prepared by the following method.
The above magnetic liquid was prepared by dispersing each component for 24 hours (bead dispersion) using a batch type vertical sand mill. Zirconia beads with a bead diameter of 0.5 mm were used as the dispersion beads.
The protrusion-forming agent liquid is a dispersion obtained by mixing the components of the protrusion-forming agent liquid and then performing ultrasonic treatment (dispersion treatment) using a horn-type ultrasonic dispersion machine at an ultrasonic output of 500 watts per 200 cc for 60 minutes. was prepared by filtering it through a filter with a pore size of 0.5 μm.
Using the sand mill, mix the magnetic liquid, abrasive liquid, protrusion forming agent liquid, and other components (other components and finishing additive solvent) and disperse the beads for 5 minutes. 300W) for 0.5 minutes (ultrasonic dispersion). Thereafter, filtration was performed using a filter having a pore size of 0.5 μm to prepare a composition for forming a magnetic layer.
A composition for forming a nonmagnetic layer was prepared by the following method.
Each component except for the lubricant (stearic acid, stearamide, and butyl stearate), cyclohexanone, and methyl ethyl ketone was dispersed for 24 hours using a batch type vertical sand mill to obtain a dispersion. Zirconia beads with a bead diameter of 0.5 mm were used as the dispersion beads. Thereafter, the remaining components were added to the resulting dispersion and stirred with a dissolver. The dispersion liquid thus obtained was filtered using a filter having a pore size of 0.5 μm to prepare a composition for forming a nonmagnetic layer.
A composition for forming a back coat layer was prepared by the following method.
After kneading and diluting each component except polyisocyanate and cyclohexanone using an open kneader, using a horizontal bead mill disperser using zirconia beads with a bead diameter of 1 mm, at a bead filling rate of 80% by volume and a rotor tip peripheral speed of 10 m/sec, The residence time for one pass was set to 2 minutes, and 12 passes of dispersion processing were performed. Thereafter, the remaining components were added to the resulting dispersion and stirred with a dissolver. The dispersion liquid thus obtained was filtered using a filter having a pore size of 1 μm to prepare a composition for forming a back coat layer.
(6)磁気テープの作製方法
厚み5.00μmの二軸延伸ポリエチレンナフタレート製支持体の表面上に、乾燥後の厚みが1.00μmとなるように上記(5)で調製した非磁性層形成用組成物を塗布および乾燥させて非磁性層を形成した。
次いで、交流磁場印加用の磁石を配置した塗布装置において、非磁性層の表面上に乾燥後の厚みが0.10μmとなるように上記(5)で調製した磁性層形成用組成物を、交流磁場(磁場強度:0.15T)を印加しながら塗布して塗布層を形成した。交流磁場の印加は、塗布層の表面に対して垂直に交流磁場が印加されるように行った。その後、磁性層形成用組成物の塗布層が湿潤(未乾燥)状態にあるうちに、磁場強度0.30Tの直流磁場を塗布層の表面に対し垂直方向に印加して垂直配向処理を行った。その後、乾燥させて磁性層を形成した。
その後、上記ポリエチレンナフタレート製支持体の非磁性層および磁性層を形成した表面とは反対側の表面上に、乾燥後の厚みが0.50μmとなるように上記(5)で調製したバックコート層形成用組成物を塗布および乾燥させてバックコート層を形成した。
こうして得られた磁気テープを1/2インチ(0.0127メートル)幅にスリットした後、磁性層形成用組成物の塗布層表面のバーニッシュ処理およびワイピング処理を行った。バーニッシュ処理およびワイピング処理は、特開平6-52544号公報の図1に記載の構成の処理装置において、研磨テープとして市販の研磨テープ(富士フイルム社製商品名MA22000、研磨剤:ダイヤモンド/Cr2O3/ベンガラ)を使用し、研削用ブレードとして市販のサファイヤブレード(京セラ社製、幅5mm、長さ35mm、先端角度60度)を使用し、ワイピング材として市販のワイピング材(クラレ社製商品名WRP736)を使用して行った。処理条件は、特開平6-52544号公報の実施例12における処理条件を採用した。
上記バーニッシュ処理およびワイピング処理後、金属ロールのみから構成されるカレンダロールで、速度80m/分、線圧294kN/m(300kg/cm)、カレンダ温度(カレンダロールの表面温度)100℃にてカレンダ処理(表面平滑化処理)を行った。
その後、雰囲気温度70℃の環境で36時間加熱処理(硬化処理)を行い、磁気テープを作製した。
作製した磁気テープの磁性層を消磁した状態で、サーボライターに搭載されたサーボライトヘッドによって、LTO Ultriumフォーマットにしたがう配置および形状のサーボパターンを磁性層に形成した。これにより、磁性層に、LTO Ultriumフォーマットにしたがう配置でデータバンド、サーボバンド、およびガイドバンドを有し、かつサーボバンド上にLTO Ultriumフォーマットにしたがう配置および形状のサーボパターンを有する磁気テープを得た。
(6) Method for producing magnetic tape: Form the nonmagnetic layer prepared in (5) above on the surface of a biaxially stretched polyethylene naphthalate support with a thickness of 5.00 μm so that the thickness after drying is 1.00 μm. A non-magnetic layer was formed by coating and drying the composition.
Next, in a coating device equipped with a magnet for applying an alternating current magnetic field, the magnetic layer forming composition prepared in (5) above was applied onto the surface of the nonmagnetic layer so that the thickness after drying was 0.10 μm. A coating layer was formed by coating while applying a magnetic field (magnetic field strength: 0.15T). The application of the alternating magnetic field was performed so that the alternating magnetic field was applied perpendicularly to the surface of the coating layer. Thereafter, while the coating layer of the magnetic layer forming composition was in a wet (undried) state, a DC magnetic field with a magnetic field strength of 0.30 T was applied in a direction perpendicular to the surface of the coating layer to perform a vertical alignment treatment. . Thereafter, it was dried to form a magnetic layer.
Thereafter, the back coat prepared in (5) above is applied to the surface of the polyethylene naphthalate support opposite to the surface on which the nonmagnetic layer and the magnetic layer are formed so that the thickness after drying is 0.50 μm. A back coat layer was formed by applying and drying the layer forming composition.
After the magnetic tape thus obtained was slit into 1/2 inch (0.0127 meter) width, the surface of the coating layer of the magnetic layer forming composition was subjected to burnishing and wiping. The burnishing process and the wiping process were performed using a commercially available abrasive tape (manufactured by Fujifilm Corporation, trade name: MA22000, abrasive: Diamond/Cr 2 A commercially available sapphire blade (made by Kyocera, width 5 mm, length 35 mm, tip angle 60 degrees) was used as the grinding blade, and a commercially available wiping material (made by Kuraray) was used as the wiping material. WRP736) was used. The processing conditions used in Example 12 of JP-A-6-52544 were adopted as the processing conditions.
After the burnishing and wiping treatments described above, calendering was performed using a calender roll consisting only of metal rolls at a speed of 80 m/min, a linear pressure of 294 kN/m (300 kg/cm), and a calender temperature (surface temperature of the calender roll) of 100°C. Treatment (surface smoothing treatment) was performed.
Thereafter, a heat treatment (hardening treatment) was performed for 36 hours at an ambient temperature of 70° C. to produce a magnetic tape.
With the magnetic layer of the manufactured magnetic tape demagnetized, a servo pattern having an arrangement and shape conforming to the LTO Ultrium format was formed on the magnetic layer using a servo write head mounted on a servo writer. As a result, a magnetic tape was obtained in which the magnetic layer had a data band, a servo band, and a guide band arranged in accordance with the LTO Ultrium format, and the servo band had a servo pattern arranged and shaped in accordance with the LTO Ultrium format. .
[実施例2~21、比較例1~13]
表1に示す各種項目を表1に示すように変更した点以外、実施例1と同様の方法で磁気テープを作製した。
磁気テープの作製方法については、表1に示されているように、実施例2~21および比較例3~10では、実施例1と同様の磁気テープ作製方法を実施した。即ち、実施例1と同じく磁性層形成用組成物の塗布中に交流磁場の印加を行い、かつ磁性層形成用組成物の塗布層に対してバーニッシュ処理およびワイピング処理を行った。
これに対し、比較例1、2、11~13では、磁性層形成用組成物の塗布中に交流磁場の印加を行わず、かつ磁性層形成用組成物の塗布層に対してバーニッシュ処理およびワイピング処理を行わなかった点以外、実施例1と同様の磁気テープ作製方法を実施した。
[Examples 2 to 21, Comparative Examples 1 to 13]
A magnetic tape was produced in the same manner as in Example 1 except that the various items shown in Table 1 were changed as shown in Table 1.
As for the magnetic tape manufacturing method, as shown in Table 1, in Examples 2 to 21 and Comparative Examples 3 to 10, the same magnetic tape manufacturing method as in Example 1 was carried out. That is, as in Example 1, an alternating current magnetic field was applied during the application of the magnetic layer forming composition, and the coated layer of the magnetic layer forming composition was subjected to burnishing and wiping.
On the other hand, in Comparative Examples 1, 2, 11 to 13, no alternating magnetic field was applied during the application of the magnetic layer forming composition, and the applied layer of the magnetic layer forming composition was subjected to burnish treatment. The same magnetic tape manufacturing method as in Example 1 was carried out except that the wiping process was not performed.
[突起形成剤]
実施例または比較例の磁気テープの製造のために使用した突起形成剤は、以下の通りである。突起形成剤1および突起形成剤3は、粒子表面の表面平滑性が低い粒子である。突起形成剤2の粒子形状は繭状の形状である。突起形成剤4の粒子形状はいわゆる不定形である。突起形成剤5の粒子形状は真球に近い形状である。
突起形成剤1:キャボット社製ATLAS(シリカとポリマーとの複合粒子)、平均粒子サイズ100nm
突起形成剤2:キャボット社製TGC6020N(シリカ粒子)、平均粒子サイズ140nm
突起形成剤3:日揮触媒化成社製Cataloid(シリカ粒子の水分散ゾル;突起形成剤液調製のための突起形成剤として、上記水分散ゾルを加熱して溶媒を除去して得られた乾固物を使用)、平均粒子サイズ120nm
突起形成剤4:旭カーボン社製旭#50(カーボンブラック)、平均粒子サイズ300nm
突起形成剤5:扶桑化学工業社製クォートロンPL-10L(シリカ粒子の水分散ゾル;突起形成剤液調製のための突起形成剤として、上記水分散ゾルを加熱して溶媒を除去して得られた乾固物を使用)、平均粒子サイズ130nm
[Protrusion forming agent]
The protrusion forming agents used for manufacturing the magnetic tapes of Examples and Comparative Examples are as follows. Protrusion forming agent 1 and protrusion forming agent 3 are particles with low surface smoothness. The particle shape of the protrusion forming agent 2 is cocoon-like. The particle shape of the protrusion forming agent 4 is so-called amorphous. The particle shape of the protrusion forming agent 5 is close to a true sphere.
Protrusion forming agent 1: Cabot ATLAS (composite particles of silica and polymer), average particle size 100 nm
Protrusion forming agent 2: Cabot TGC6020N (silica particles), average particle size 140 nm
Protrusion-forming agent 3: Cataloid manufactured by JGC Catalysts & Chemicals Co., Ltd. (water-dispersed sol of silica particles; as a protrusion-forming agent for preparing a protrusion-forming agent liquid, the above-mentioned aqueous dispersion sol is heated to remove the solvent to dryness. ), average particle size 120 nm
Protrusion forming agent 4: Asahi #50 (carbon black) manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd., average particle size 300 nm
Protrusion forming agent 5: Quatron PL-10L manufactured by Fuso Chemical Industry Co., Ltd. (water-dispersed sol of silica particles; as a protrusion-forming agent for preparing a protrusion-forming agent liquid, obtained by heating the above water-dispersed sol to remove the solvent) (Used dry matter), average particle size 130 nm
[結合剤]
表1中、「結合剤A」は、SO3Na基含有ポリウレタン樹脂(重量平均分子量:70,000、SO3Na基:0.20meq/g)である。
表1中、「結合剤B」は、カネカ社製塩化ビニル共重合体(商品名:MR110、SO3K基含有塩化ビニル共重合体、SO3K基:0.07meq/g)である。
[Binder]
In Table 1, "Binder A" is an SO 3 Na group-containing polyurethane resin (weight average molecular weight: 70,000, SO 3 Na group: 0.20 meq/g).
In Table 1, "Binder B" is a vinyl chloride copolymer manufactured by Kaneka (trade name: MR110, SO 3 K group-containing vinyl chloride copolymer, SO 3 K group: 0.07 meq/g).
[強磁性粉末]
表1中、「BaFe」は平均粒子サイズ(平均板径)21nmの六方晶バリウムフェライト粉末を示す。「SrFe1」および「SrFe2」は六方晶ストロンチウムフェライト粉末を示し、「ε-酸化鉄」はε-酸化鉄粉末を示す。
以下に記載の各種強磁性粉末の活性化体積および異方性定数Kuは、各強磁性粉末について、振動試料型磁力計(東英工業社製)を用いて、先に記載の方法により求められた値である。
また、質量磁化σsは、振動試料型磁力計(東英工業社製)を用いて磁場強度15kOeで測定された値である。
[Ferromagnetic powder]
In Table 1, "BaFe" indicates hexagonal barium ferrite powder with an average particle size (average plate diameter) of 21 nm. "SrFe1" and "SrFe2" indicate hexagonal strontium ferrite powder, and "ε-iron oxide" indicates ε-iron oxide powder.
The activation volume and anisotropy constant Ku of the various ferromagnetic powders described below were determined for each ferromagnetic powder by the method described above using a vibrating sample magnetometer (manufactured by Toei Kogyo Co., Ltd.). This is the value.
Moreover, the mass magnetization σs is a value measured at a magnetic field strength of 15 kOe using a vibrating sample magnetometer (manufactured by Toei Kogyo Co., Ltd.).
<六方晶ストロンチウムフェライト粉末の作製方法1>
表1に示す「SrFe1」は、以下の方法により作製された六方晶ストロンチウムフェライト粉末である。
SrCO3を1707g、H3BO3を687g、Fe2O3を1120g、Al(OH)3を45g、BaCO3を24g、CaCO3を13g、およびNd2O3を235g秤量し、ミキサーにて混合し原料混合物を得た。
得られた原料混合物を、白金ルツボで溶融温度1390℃で溶融し、融液を撹拌しつつ白金ルツボの底に設けた出湯口を加熱し、融液を約6g/秒で棒状に出湯させた。出湯液を水冷双ローラーで圧延急冷して非晶質体を作製した。
作製した非晶質体280gを電気炉に仕込み、昇温速度3.5℃/分にて635℃(結晶化温度)まで昇温し、同温度で5時間保持して六方晶ストロンチウムフェライト粒子を析出(結晶化)させた。
次いで六方晶ストロンチウムフェライト粒子を含む上記で得られた結晶化物を乳鉢で粗粉砕し、ガラス瓶に粒径1mmのジルコニアビーズ1000gと濃度1%の酢酸水溶液を800mL加えてペイントシェーカーにて3時間分散処理を行った。その後、得られた分散液をビーズと分離させステンレスビーカーに入れた。分散液を液温100℃で3時間静置させてガラス成分の溶解処理を行った後、遠心分離器で沈澱させてデカンテーションを繰り返して洗浄し、炉内温度110℃の加熱炉内で6時間乾燥させて六方晶ストロンチウムフェライト粉末を得た。
上記で得られた六方晶ストロンチウムフェライト粉末(表1中、「SrFe1」)の平均粒子サイズは18nm、活性化体積は902nm3、異方性定数Kuは2.2×105J/m3、質量磁化σsは49A・m2/kgであった。
上記で得られた六方晶ストロンチウムフェライト粉末から試料粉末を12mg採取し、この試料粉末を先に例示した溶解条件によって部分溶解して得られたろ液の元素分析をICP分析装置によって行い、ネオジム原子の表層部含有率を求めた。
別途、上記で得られた六方晶ストロンチウムフェライト粉末から試料粉末を12mg採取し、この試料粉末を先に例示した溶解条件によって全溶解して得られたろ液の元素分析をICP分析装置によって行い、ネオジム原子のバルク含有率を求めた。
上記で得られた六方晶ストロンチウムフェライト粉末の鉄原子100原子%に対するネオジム原子の含有率(バルク含有率)は、2.9原子%であった。また、ネオジム原子の表層部含有率は8.0原子%であった。表層部含有率とバルク含有率との比率、「表層部含有率/バルク含有率」は2.8であり、ネオジム原子が粒子の表層に偏在していることが確認された。
<Production method 1 of hexagonal strontium ferrite powder>
"SrFe1" shown in Table 1 is a hexagonal strontium ferrite powder produced by the following method.
Weighed 1707g of SrCO3, 687g of H3BO3, 1120g of Fe2O3, 45g of Al(OH)3 , 24g of BaCO3 , 13g of CaCO3 , and 235g of Nd2O3 , and mixed them in a mixer. The mixture was mixed to obtain a raw material mixture.
The obtained raw material mixture was melted in a platinum crucible at a melting temperature of 1390°C, and while stirring the melt, the tap hole provided at the bottom of the platinum crucible was heated, and the melt was tapped in the form of a rod at a rate of about 6 g/sec. . The tapped liquid was rapidly cooled by rolling with water-cooled twin rollers to produce an amorphous body.
280g of the prepared amorphous material was placed in an electric furnace, heated to 635°C (crystallization temperature) at a heating rate of 3.5°C/min, and held at the same temperature for 5 hours to form hexagonal strontium ferrite particles. Precipitated (crystallized).
Next, the crystallized product obtained above containing hexagonal strontium ferrite particles was coarsely ground in a mortar, 1000 g of zirconia beads with a particle size of 1 mm and 800 mL of an acetic acid aqueous solution with a concentration of 1% were added to a glass bottle, and dispersed for 3 hours in a paint shaker. I did it. Thereafter, the resulting dispersion was separated from the beads and placed in a stainless steel beaker. The dispersion was allowed to stand at a liquid temperature of 100°C for 3 hours to dissolve the glass components, then precipitated in a centrifuge, washed by repeated decantation, and then heated in a heating furnace at an internal temperature of 110°C for 6 hours. After drying for several hours, hexagonal strontium ferrite powder was obtained.
The average particle size of the hexagonal strontium ferrite powder ("SrFe1" in Table 1) obtained above is 18 nm, the activation volume is 902 nm 3 , the anisotropy constant Ku is 2.2 × 10 5 J/m 3 , Mass magnetization σs was 49 A·m 2 /kg.
12 mg of sample powder was collected from the hexagonal strontium ferrite powder obtained above, and the sample powder was partially dissolved under the dissolution conditions exemplified above. The obtained filtrate was subjected to elemental analysis using an ICP analyzer, and the neodymium atoms were analyzed using an ICP analyzer. The surface layer content was determined.
Separately, 12 mg of sample powder was collected from the hexagonal strontium ferrite powder obtained above, and this sample powder was completely dissolved under the dissolution conditions exemplified above. The elemental analysis of the obtained filtrate was performed using an ICP analyzer. The bulk content of atoms was determined.
The content of neodymium atoms (bulk content) with respect to 100 atom % of iron atoms in the hexagonal strontium ferrite powder obtained above was 2.9 atom %. Further, the content of neodymium atoms in the surface layer was 8.0 at %. The ratio of the surface layer content to the bulk content, "surface layer content/bulk content," was 2.8, and it was confirmed that neodymium atoms were unevenly distributed in the surface layer of the particles.
上記で得られた粉末が六方晶フェライトの結晶構造を示すことは、CuKα線を電圧45kVかつ強度40mAの条件で走査し、下記条件でX線回折パターンを測定すること(X線回折分析)により確認した。上記で得られた粉末は、マグネトプランバイト型(M型)の六方晶フェライトの結晶構造を示した。また、X線回折分析により検出された結晶相は、マグネトプランバイト型の単一相であった。
PANalytical X’Pert Pro回折計、PIXcel検出器
入射ビームおよび回折ビームのSollerスリット:0.017ラジアン
分散スリットの固定角:1/4度
マスク:10mm
散乱防止スリット:1/4度
測定モード:連続
1段階あたりの測定時間:3秒
測定速度:毎秒0.017度
測定ステップ:0.05度
The fact that the powder obtained above exhibits a hexagonal ferrite crystal structure was confirmed by scanning CuKα rays at a voltage of 45 kV and an intensity of 40 mA and measuring the X-ray diffraction pattern under the following conditions (X-ray diffraction analysis). confirmed. The powder obtained above exhibited a magnetoplumbite type (M type) hexagonal ferrite crystal structure. Moreover, the crystal phase detected by X-ray diffraction analysis was a single phase of magnetoplumbite type.
PANalytical X'Pert Pro diffractometer, PIXcel detector Soller slit for incident and diffracted beams: 0.017 radian Fixed angle of dispersion slit: 1/4 degree Mask: 10 mm
Anti-scatter slit: 1/4 degree Measurement mode: Continuous Measurement time per step: 3 seconds Measurement speed: 0.017 degrees per second Measurement step: 0.05 degrees
<六方晶ストロンチウムフェライト粉末の作製方法2>
表1に示す「SrFe2」は、以下の方法により作製された六方晶ストロンチウムフェライト粉末である。
SrCO3を1725g、H3BO3を666g、Fe2O3を1332g、Al(OH)3を52g、CaCO3を34g、BaCO3を141g秤量し、ミキサーにて混合し原料混合物を得た。
得られた原料混合物を、白金ルツボで溶融温度1380℃で溶解し、融液を撹拌しつつ白金ルツボの底に設けた出湯口を加熱し、融液を約6g/秒で棒状に出湯させた。出湯液を水冷双ロールで急冷圧延して非晶質体を作製した。
得られた非晶質体280gを電気炉に仕込み、645℃(結晶化温度)まで昇温し、同温度で5時間保持し六方晶ストロンチウムフェライト粒子を析出(結晶化)させた。
次いで六方晶ストロンチウムフェライト粒子を含む上記で得られた結晶化物を乳鉢で粗粉砕し、ガラス瓶に粒径1mmのジルコニアビーズ1000gと濃度1%の酢酸水溶液を800mL加えてペイントシェーカーにて3時間分散処理を行った。その後、得られた分散液をビーズと分離させステンレスビーカーに入れた。分散液を液温100℃で3時間静置させてガラス成分の溶解処理を行った後、遠心分離器で沈澱させてデカンテーションを繰り返して洗浄し、炉内温度110℃の加熱炉内で6時間乾燥させて六方晶ストロンチウムフェライト粉末を得た。
得られた六方晶ストロンチウムフェライト粉末(表1中、「SrFe2」)の平均粒子サイズは19nm、活性化体積は1102nm3、異方性定数Kuは2.0×105J/m3、質量磁化σsは50A・m2/kgであった。
<Production method 2 of hexagonal strontium ferrite powder>
"SrFe2" shown in Table 1 is a hexagonal strontium ferrite powder produced by the following method.
1725 g of SrCO 3 , 666 g of H 3 BO 3 , 1332 g of Fe 2 O 3 , 52 g of Al(OH) 3 , 34 g of CaCO 3 and 141 g of BaCO 3 were weighed and mixed in a mixer to obtain a raw material mixture.
The obtained raw material mixture was melted in a platinum crucible at a melting temperature of 1380°C, and while stirring the melt, the tap hole provided at the bottom of the platinum crucible was heated, and the melt was tapped in the form of a rod at a rate of about 6 g/sec. . The tapped liquid was rapidly cooled and rolled using water-cooled twin rolls to produce an amorphous body.
280 g of the obtained amorphous material was placed in an electric furnace, heated to 645° C. (crystallization temperature), and held at the same temperature for 5 hours to precipitate (crystallize) hexagonal strontium ferrite particles.
Next, the crystallized product obtained above containing hexagonal strontium ferrite particles was coarsely ground in a mortar, 1000 g of zirconia beads with a particle size of 1 mm and 800 mL of an acetic acid aqueous solution with a concentration of 1% were added to a glass bottle, and dispersed for 3 hours in a paint shaker. I did it. Thereafter, the resulting dispersion was separated from the beads and placed in a stainless steel beaker. The dispersion was allowed to stand at a liquid temperature of 100°C for 3 hours to dissolve the glass components, then precipitated in a centrifuge, washed by repeated decantation, and then heated in a heating furnace at an internal temperature of 110°C for 6 hours. After drying for several hours, hexagonal strontium ferrite powder was obtained.
The average particle size of the obtained hexagonal strontium ferrite powder ("SrFe2" in Table 1) was 19 nm, the activation volume was 1102 nm 3 , the anisotropy constant Ku was 2.0×10 5 J/m 3 , and the mass magnetization was σs was 50 A·m 2 /kg.
<ε-酸化鉄粉末の作製方法>
表1に示す「ε-酸化鉄」は、以下の方法により作製されたε-酸化鉄粉末である。
純水90gに、硝酸鉄(III)9水和物8.3g、硝酸ガリウム(III)8水和物1.3g、硝酸コバルト(II)6水和物190mg、硫酸チタン(IV)150mg、およびポリビニルピロリドン(PVP)1.5gを溶解させたものを、マグネチックスターラーを用いて撹拌しながら、大気雰囲気中、雰囲気温度25℃の条件下で、濃度25%のアンモニア水溶液4.0gを添加し、雰囲気温度25℃の温度条件のまま2時間撹拌した。得られた溶液に、クエン酸1gを純水9gに溶解させて得たクエン酸水溶液を加え、1時間撹拌した。撹拌後に沈殿した粉末を遠心分離によって採集し、純水で洗浄し、炉内温度80℃の加熱炉内で乾燥させた。
乾燥させた粉末に純水800gを加えて再度粉末を水に分散させて分散液を得た。得られた分散液を液温50℃に昇温し、撹拌しながら濃度25%アンモニア水溶液を40g滴下した。50℃の温度を保ったまま1時間撹拌した後、テトラエトキシシラン(TEOS)14mLを滴下し、24時間撹拌した。得られた反応溶液に、硫酸アンモニウム50gを加え、沈殿した粉末を遠心分離によって採集し、純水で洗浄し、炉内温度80℃の加熱炉内で24時間乾燥させ、強磁性粉末の前駆体を得た。
得られた強磁性粉末の前駆体を、大気雰囲気下、炉内温度1000℃の加熱炉内に装填し、4時間の加熱処理を施した。
加熱処理した強磁性粉末の前駆体を、4mol/Lの水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液中に投入し、液温を70℃に維持して24時間撹拌することにより、加熱処理した強磁性粉末の前駆体から不純物であるケイ酸化合物を除去した。
その後、遠心分離処理により、ケイ酸化合物を除去した強磁性粉末を採集し、純水で洗浄を行い、強磁性粉末を得た。
得られた強磁性粉末の組成を高周波誘導結合プラズマ発光分光分析(ICP-OES;Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometry)により確認したところ、Ga、CoおよびTi置換型ε-酸化鉄(ε-Ga0.28Co0.05Ti0.05Fe1.62O3)であった。また、先に六方晶ストロンチウムフェライト粉末の作製方法1について記載した条件と同様の条件でX線回折分析を行い、X線回折パターンのピークから、得られた強磁性粉末が、α相およびγ相の結晶構造を含まない、ε相の単相の結晶構造(ε-酸化鉄型の結晶構造)を有することを確認した。
得られたε-酸化鉄粉末(表1中、「ε-酸化鉄」)の平均粒子サイズは12nm、活性化体積は746nm3、異方性定数Kuは1.2×105J/m3、質量磁化σsは16A・m2/kgであった。
<Method for producing ε-iron oxide powder>
The "ε-iron oxide" shown in Table 1 is an ε-iron oxide powder produced by the following method.
90 g of pure water, 8.3 g of iron (III) nitrate nonahydrate, 1.3 g of gallium (III) nitrate octahydrate, 190 mg of cobalt (II) nitrate hexahydrate, 150 mg of titanium (IV) sulfate, and To a solution of 1.5 g of polyvinylpyrrolidone (PVP), while stirring using a magnetic stirrer, 4.0 g of an ammonia aqueous solution with a concentration of 25% was added in the atmosphere at an ambient temperature of 25°C. The mixture was stirred for 2 hours while maintaining the ambient temperature at 25°C. A citric acid aqueous solution obtained by dissolving 1 g of citric acid in 9 g of pure water was added to the obtained solution, and the mixture was stirred for 1 hour. The powder precipitated after stirring was collected by centrifugation, washed with pure water, and dried in a heating furnace with an internal temperature of 80°C.
800 g of pure water was added to the dried powder and the powder was again dispersed in water to obtain a dispersion. The temperature of the resulting dispersion was raised to 50° C., and 40 g of a 25% ammonia aqueous solution was added dropwise while stirring. After stirring for 1 hour while maintaining the temperature at 50° C., 14 mL of tetraethoxysilane (TEOS) was added dropwise, and the mixture was stirred for 24 hours. 50 g of ammonium sulfate was added to the resulting reaction solution, and the precipitated powder was collected by centrifugation, washed with pure water, and dried in a heating furnace at an internal temperature of 80°C for 24 hours to obtain a ferromagnetic powder precursor. Obtained.
The obtained ferromagnetic powder precursor was loaded into a heating furnace with an internal temperature of 1000° C. under an air atmosphere, and heat-treated for 4 hours.
The heat-treated ferromagnetic powder precursor was poured into a 4 mol/L sodium hydroxide (NaOH) aqueous solution, and stirred for 24 hours while maintaining the liquid temperature at 70°C. The impurity silicic acid compound was removed from the precursor.
Thereafter, the ferromagnetic powder from which the silicic acid compound had been removed was collected by centrifugation and washed with pure water to obtain ferromagnetic powder.
The composition of the obtained ferromagnetic powder was confirmed by high-frequency inductively coupled plasma-optical emission spectrometry (ICP-OES), and it was found that it contained Ga, Co, and Ti substituted ε-iron oxide (ε-Ga 0 .28 Co 0.05 Ti 0.05 Fe 1.62 O 3 ). In addition, X-ray diffraction analysis was performed under the same conditions as previously described for production method 1 of hexagonal strontium ferrite powder, and from the peaks of the X-ray diffraction pattern, the obtained ferromagnetic powder was found to have α phase and γ phase. It was confirmed that the material had a single-phase ε-phase crystal structure (ε-iron oxide type crystal structure), which did not include the ε-phase crystal structure.
The average particle size of the obtained ε-iron oxide powder ("ε-iron oxide" in Table 1) was 12 nm, the activation volume was 746 nm 3 , and the anisotropy constant Ku was 1.2×10 5 J/m 3 , mass magnetization σs was 16 A·m 2 /kg.
[評価方法]
(1)押圧後の磁性層の表面ゼータ電位の等電点
実施例および比較例の各磁気テープについて、雰囲気温度20~25℃、相対湿度40~60%の環境下で、金属ロールのみから構成される7段のカレンダロールを備えたカレンダ処理機を用いて、20m/minの速度で磁気テープを長手方向に0.5N/mの張力を加えた状態で走行させながら、2つのロール間(ロールの加熱なし)を合計6回通過させることにより、各ロール間を通過する際にそれぞれ磁性層の表面に70atmの面圧を加えて押圧した。
上記押圧後の実施例および比較例の各磁気テープから、等電点測定用のサンプルを6つ切り出し、1回の測定において2つのサンプルを測定セル内に配置した。測定セル内では、測定セルの上下のサンプル台(それぞれサンプル設置面のサイズは1cm×2cm)に両面テープでサンプル設置面とサンプルのバックコート層表面とを貼り合わせた。こうして2つのサンプルを配置した後に測定セル内に電解液を流すと、測定セルの上下のサンプル台にそれぞれ貼り合わされた2つのサンプルの磁性層表面が電解液と接触するため、磁性層の表面ゼータ電位を測定することができる。このように1回の測定においてサンプルを2つ用いて、合計3回測定を行い、磁性層の表面ゼータ電位の等電点を求めた。3回の測定により得られた3つの値の算術平均を、各磁気テープの押圧後の磁性層の表面ゼータ電位の等電点として、表1に示す。表面ゼータ電位測定装置としては、Anton Paar社製SurPASSを使用した。測定条件は、以下の通りとした。等電点を求める方法のその他詳細は、先に記載した通りである。
測定セル:可変ギャップセル (20mm×10mm)
測定モード:Streaming Current
ギャップ:約200μm
測定温度:室温
Ramp Target Pressure/Time:400000Pa(400mbar)/60秒
電解液:1mmol/LのKCl水溶液(pH9に調整)
pH調整液:0.1mol/LのHCl水溶液または0.1mol/LのKOH水溶液
測定pH:pH9→pH3(約0.5刻みで合計13測定点で測定)
[Evaluation method]
(1) Isoelectric point of the surface zeta potential of the magnetic layer after pressing Each magnetic tape of Examples and Comparative Examples was constructed from only a metal roll in an environment with an ambient temperature of 20 to 25°C and a relative humidity of 40 to 60%. Using a calendering machine equipped with seven stages of calender rolls, the magnetic tape was run at a speed of 20 m/min with a tension of 0.5 N/m applied in the longitudinal direction, and the The magnetic layer was passed through the magnetic layer six times in total (without heating the rolls), and a surface pressure of 70 atm was applied to the surface of the magnetic layer each time the magnetic layer was passed between the rolls.
Six samples for isoelectric point measurement were cut out from each of the magnetic tapes of Examples and Comparative Examples after the above-mentioned pressing, and two samples were placed in a measurement cell in one measurement. In the measurement cell, the sample installation surface and the back coat layer surface of the sample were attached to the upper and lower sample stands of the measurement cell (the size of each sample installation surface was 1 cm x 2 cm) using double-sided tape. When the electrolyte is flowed into the measurement cell after placing the two samples in this way, the surfaces of the magnetic layers of the two samples bonded to the upper and lower sample stands of the measurement cell come into contact with the electrolyte, so that the surface zeta of the magnetic layer Potential can be measured. In this manner, two samples were used in one measurement, and measurements were performed three times in total to determine the isoelectric point of the surface zeta potential of the magnetic layer. The arithmetic mean of the three values obtained from the three measurements is shown in Table 1 as the isoelectric point of the surface zeta potential of the magnetic layer after pressing each magnetic tape. SurPASS manufactured by Anton Paar was used as a surface zeta potential measuring device. The measurement conditions were as follows. Other details of the method for determining the isoelectric point are as described above.
Measurement cell: variable gap cell (20mm x 10mm)
Measurement mode: Streaming Current
Gap: approx. 200μm
Measurement temperature: Room temperature Ramp Target Pressure/Time: 400000 Pa (400 mbar)/60 seconds Electrolyte: 1 mmol/L KCl aqueous solution (adjusted to pH 9)
pH adjustment solution: 0.1 mol/L HCl aqueous solution or 0.1 mol/L KOH aqueous solution Measured pH: pH 9 → pH 3 (measured at 13 measurement points in total at approximately 0.5 increments)
(2)70atmの圧力での押圧後の走行安定性の評価
実施例および比較例の各磁気テープについて、上記(1)での押圧後、以下の方法によりPES(Position Error Signal)を求めた。
サーボパターンの形成に用いたサーボライター上のベリファイ(verify)ヘッドでサーボパターンを読み取った。ベリファイヘッドは、磁気テープに形成されたサーボパターンの品質を確認するための読取用磁気ヘッドであり、公知の磁気テープ装置(ドライブ)の磁気ヘッドと同様に、サーボパターンの位置(磁気テープの幅方向の位置)に対応した位置に読取用の素子が配置されている。
ベリファイヘッドには、ベリファイヘッドでサーボパターンを読み取って得た電気信号から、サーボシステムにおけるヘッド位置決め精度をPESとして演算する公知のPES演算回路が接続されている。PES演算回路は、入力された電気信号(パルス信号)から磁気テープの幅方向への変位を随時計算し、この変位の時間的変化情報(信号)に対してハイパスフィルタ(カットオフ:500cycles/m)を適用した値を、PESとして算出した。PESは走行安定性の指標とすることができ、上記で算出されたPESが18nm以下であれば、走行安定性に優れると評価することができる。
(2) Evaluation of running stability after pressing at a pressure of 70 atm For each of the magnetic tapes of Examples and Comparative Examples, after pressing in (1) above, PES (Position Error Signal) was determined by the following method.
The servo pattern was read with a verify head on the servo writer used to form the servo pattern. The verify head is a reading magnetic head for checking the quality of the servo pattern formed on the magnetic tape. Similar to the magnetic head of a known magnetic tape device (drive), the verify head is a reading magnetic head for checking the quality of the servo pattern formed on the magnetic tape. A reading element is arranged at a position corresponding to the position in the direction).
A known PES calculation circuit is connected to the verify head, which calculates head positioning accuracy in the servo system as PES from an electrical signal obtained by reading a servo pattern with the verify head. The PES calculation circuit calculates the displacement in the width direction of the magnetic tape from the input electric signal (pulse signal) at any time, and applies a high-pass filter (cutoff: 500 cycles/m) to temporal change information (signal) of this displacement. ) was calculated as PES. PES can be used as an index of running stability, and if the PES calculated above is 18 nm or less, it can be evaluated that the running stability is excellent.
以上の結果を、表1(表1-1~表1-5)に示す。 The above results are shown in Table 1 (Table 1-1 to Table 1-5).
表1に示す結果から、実施例の磁気テープはいずれも、70atmの圧力での押圧後、即ち、長期保管後に相当する状態において、優れた走行安定性を示したことが確認できる。このような磁気テープであれば、アクセス頻度の低い情報が記録された後に磁気テープカートリッジ内で長期間リールに巻き取られた状態で収容された後でも、磁気記録再生装置内で安定走行可能であり、アーカイブ用記録媒体として好適である。 From the results shown in Table 1, it can be confirmed that all of the magnetic tapes of Examples exhibited excellent running stability after being pressed at a pressure of 70 atm, that is, in a state equivalent to after long-term storage. This kind of magnetic tape can run stably in a magnetic recording/playback device even after being stored on a reel for a long period of time in a magnetic tape cartridge after recording infrequently accessed information. Therefore, it is suitable as an archival recording medium.
本発明の一態様は、データストレージ用途において有用である。 One aspect of the invention is useful in data storage applications.
Claims (10)
前記強磁性粉末の平均粒子サイズは、5nm以上25nm以下であり、
前記磁性層を70atmの圧力で押圧した後の該磁性層の表面ゼータ電位の等電点が5.5以上7.0以下である磁気記録媒体。 A magnetic recording medium having a non-magnetic support and a magnetic layer containing ferromagnetic powder,
The average particle size of the ferromagnetic powder is 5 nm or more and 25 nm or less,
A magnetic recording medium, wherein the isoelectric point of the surface zeta potential of the magnetic layer after pressing the magnetic layer with a pressure of 70 atm is 5.5 or more and 7.0 or less.
磁気ヘッドと、
を含む磁気記録再生装置。 A magnetic recording medium according to any one of claims 1 to 9,
magnetic head,
magnetic recording and reproducing devices including;
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