JP5632888B2 - カーボンブラック組成物、カーボンブラック含有塗膜、およびこれを有する磁気記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、カーボンブラック組成物に関するものであり、詳しくは、溶媒中でのカーボンブラックの高度な分散状態を実現し得るカーボンブラック組成物に関するものである。
更に本発明は、上記カーボンブラック組成物から得られるカーボンブラック含有塗膜、および上記塗膜を有する磁気記録媒体にも関するものである。

カーボンブラックは、着色材料、導電性材料、充填剤等として、印刷インキ、塗料、化粧品、電池等の様々な分野に使用されている。また、磁気記録分野では、磁気テープや磁気ディスクの帯電防止、摩擦係数低減、遮光性付与、膜強度向上等のために磁性層、非磁性層、バックコート層等にカーボンブラックを添加することが広く行われている。

上記の通りカーボンブラックは様々な分野において使用される有用な素材であるが、溶媒中でストラクチャーと呼ばれる高次構造を形成し凝集する性質を有し、微粒子になるほどその性質が顕在化し各種弊害をもたらす。例えば塗布型磁気記録媒体においては、塗布液中でカーボンブラックが凝集すると、該塗布液を支持体上に塗布、乾燥させて形成される磁性層等の塗膜の平滑性を大きく低下させることとなる。また、印刷インク中でカーボンブラックが凝集すると、このインクを用いた印刷物における色ムラや色調悪化の原因となる。

そのため従来、溶媒中でのカーボンブラックの分散性を高めるために様々な試みがなされてきた（例えば特許文献１および２参照）。

特許第４２３９６２９号明細書 特許第３６４６５０７号明細書

カーボンブラックは様々な分野において広く使用されており、その分散性向上（凝集防止）が常に求められている。しかしストラクチャーを形成するという特異な性質を有するが故にその分散性向上は容易ではなく、従来の方法により達成されるカーボンブラックの分散状態は、例えば高密度記録化のために高度な塗膜平滑性が求められる磁気記録分野などにおいて、必ずしも十分なものではなかった。

かかる状況下、本発明は、カーボンブラックが溶媒中に高度に分散された組成物（カーボンブラック組成物）を提供することを目的としてなされたものである。

上記特許文献１には、２級アミノ基を有するアミン化合物はカーボンブラックの分散性を低下させると記載されている（特許文献１の段落［００１５］参照）。かかる知見に基づき特許文献１では、３級アミノ基を有するジアミンをカーボンブラックの分散剤として使用している。
これに対し本発明者らは上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、特許文献１において２級アミノ基を有するアミン化合物を使用することが否定されているにもかかわらず、下記一般式（１）で表される２級アミノ基を含有するジアミンであれば、溶媒中でのカーボンブラックの分散性を向上できることを新たに見出した。
この点について更に説明すると、窒素原子に隣接する置換基の立体障害が小さい２級アミノ基を有するアミン化合物は化学結合や相互作用が生じやすく、このことが特許文献１に記載されているように、溶媒中でのカーボンブラックの分散性を低下させてしまう理由と考えられる。
一方、一般式（１）で表されるジアミンは、窒素原子に置換する置換基が嵩高いという構造的特徴を有する。これによりもたらされる立体障害によって分散性低下につながる不要な化学結合や相互作用の発生を抑制できることが、一般式（１）で表されるジアミンにより溶媒中でのカーボンブラックの分散性向上が達成できる理由であると、本発明者らは推察している。
本発明は、以上の知見に基づき完成された。

即ち、上記目的は下記手段により達成された。
［１］カーボンブラックおよび下記一般式（１）で表されるアミン化合物を溶媒中に含むことを特徴とするカーボンブラック組成物。
［一般式（１）中、ｎは２〜４の範囲の整数を表し、Ｕ、Ｖ、Ｘ、Ｙ、ＷおよびＺはそれぞれ独立に炭素原子を含有する置換基であって、該置換基が置換する炭素原子と炭素原子によって結合する置換基を表す。］
［２］一般式（１）中、Ｕ、Ｖ、Ｘ、Ｙ、ＷおよびＺはそれぞれ独立にアルキル基を表す［１］に記載のカーボンブラック組成物。
［３］一般式（１）中、ｎは２を表す［１］または［２］に記載のカーボンブラック組成物。
［４］一般式（１）中、Ｕ、Ｖ、Ｘ、Ｙ、ＷおよびＺはいずれもメチル基を表す［１］〜［３］のいずれかに記載のカーボンブラック組成物。
［５］樹脂を更に含む［１］〜［４］のいずれかに記載のカーボンブラック組成物。
［６］前記樹脂はポリウレタンおよびビニル系共重合体からなる群から選択される樹脂を含む［５］に記載のカーボンブラック組成物。
［７］前記溶媒はケトン系溶媒を含む［１］〜［６］のいずれかに記載のカーボンブラック組成物。
［８］磁気記録媒体形成用組成物として、またはその調製のために使用される［１］〜［７］のいずれかに記載のカーボンブラック組成物。
［９］磁気記録媒体の非磁性層形成用塗料組成物として、またはその調製のために使用される［８］に記載のカーボンブラック組成物。
［１０］磁気記録媒体のバックコート層形成用塗料組成物として、またはその調製のために使用される［８］に記載のカーボンブラック組成物。
［１１］［１］〜［７］のいずれかに記載のカーボンブラック組成物を乾燥させてなるカーボンブラック含有塗膜。
［１２］非磁性支持体上に、強磁性粉末および結合剤を含む磁性層を有する磁気記録媒体であって、
［１１］に記載のカーボンブラック含有塗膜を含むことを特徴とする磁気記録媒体。
［１３］前記カーボンブラック含有塗膜は、非磁性支持体と磁性層との間に位置する非磁性層である、［１２］に記載の磁気記録媒体。
［１４］前記カーボンブラック含有塗膜は、非磁性支持体の磁性層を有する面とは反対の面上に位置するバックコート層である［１２］に記載の磁気記録媒体。

本発明によれば、カーボンブラックが溶媒中に高度に分散したカーボンブラック組成物を提供することができる。かかる本発明のカーボンブラック組成物は、塗布型磁気記録媒体用塗布液、印刷インク等として有用である。

本発明のカーボンブラック組成物は、下記一般式（１）で表されるアミン化合物を溶剤中に含む。前述の通り、一般式（１）で表されるアミン化合物において、２級アミノ基に含まれる窒素原子に置換する置換基が嵩高いことが、上記アミン化合物により溶媒中でのカーボンブラックの分散性を向上することができる理由と、本発明者らは推察している。
以下、本発明のカーボンブラック組成物について、更に詳細に説明する。

本発明のカーボンブラック組成物に含まれるアミン化合物は、下記一般式（１）で表される２級アミノ基を有するジアミンである。

一般式（１）中、ｎは２〜４の範囲の整数を表し、溶解性の点から、２または３であることが好ましく、２であることがより好ましい。

一般式（１）中、Ｕ、Ｖ、ＸおよびＹで表される置換基は、炭素原子を含み、置換する炭素原子と炭素原子によって結合する置換基（以下、「炭素含有置換基」ともいう。）である。即ち、一般式（１）において、２級アミノ基中で窒素原子と結合している炭素原子は、少なくとも２級炭素原子（隣接する炭素原子が２つ）である。これにより窒素原子に置換する置換基（一般式（１）中、−Ｃ（ＵＶＷ）、−Ｃ（ＸＹＺ））が嵩高くなり立体障害が大きくなり、溶媒中でのカーボンブラックの分散性向上を達成することができる。
なお一般式（１）において、複数含まれる炭素含有置換基は、すべて同一構造であってもよく異なっていてもよい。また、炭素含有置換基には、例えば、２級アミン構造、３級アミン構造、エーテル構造、水酸基、ビニル構造等が含まれていてもよく、５員環、６員環等の環状構造が含まれていてもよい。

炭素含有置換基としては、直鎖または分岐の飽和または不飽和の炭化水素基を挙げることができる。また、上記炭化水素基は置換基を有していてもよい。置換基としては、アルキル基（例えば炭素数１〜６のアルキル基）、水酸基、アルコキシル基（例えば炭素数１〜６のアルコキシル基）、ハロゲン原子（例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子）、アリール基（例えばフェニル基）等を挙げることができる。ここで置換基を有する場合の「炭素数」とは、置換基を含まない部分の炭素数を意味するものとする。また、本発明において、「〜」はその前後に記載される数値をそれぞれ最小値および最大値として含む範囲を示す。

分散性向上の観点から、上記炭化水素基は、好ましくはアルキル基であり、例えば炭素数１〜１８の直鎖または分岐のアルキル基である。上記アルキル基は、無置換であることができ、または置換基を有していてもよい。

上記アルキル基の炭素数は、好ましくは１〜１０の範囲であり、より好ましくは１〜８の範囲であり、更に好ましくは１〜５の範囲であり、より一層好ましくは１〜３の範囲である。更により一層好ましくは、炭素含有置換基はメチル基またはエチル基であり、特に好ましくはメチル基である。

一般式（１）中、ＷおよびＺはそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。ＷおよびＺは、その中に２級アミン構造、３級アミン構造、エーテル構造、水酸基、ビニル構造等が含まれていてもよく、５員環、６員環等の環状構造が含まれていてもよい。
２級アミノ基において窒素原子に結合する置換基をより一層嵩高くして更なる分散性向上を達成するためには、ＷおよびＺの少なくとも一方が、炭素原子を含み、置換する炭素原子と炭素原子によって結合する置換基（炭素含有置換基）であることが好ましく、両方が炭素含有置換基であること、即ち、一般式（１）において２級アミノ基中で窒素原子と結合している炭素原子が３級炭素原子（隣接する炭素原子が３つ）であることが、より好ましい。Ｗ、Ｚで表される炭素含有置換基の詳細は、先にＵ、Ｖ、ＸおよびＹで表される炭素含有置換基について説明した通りである。

以上説明した一般式（１）で表されるアミン化合物の具体例としては、例えば下記ジアミンを挙げることができる。一般式（１）で表されるアミン化合物は、公知の方法で合成可能であり、市販品として入手することもできる。

本発明のカーボンブラック組成物に含まれるカーボンブラックとしては、特に限定されるものではなく、ゴム用ファーネス、ゴム用サーマル、カラー用ブラック、導電性カーボンブラック、アセチレンブラック等の各種カーボンブラックを用途に応じて選択して使用することができる。本発明において使用可能なカーボンブラックについては、例えば、「カーボンブラック便覧」（カーボンブラック協会編）を参考にすることができる。

例えば塗布型磁気記録媒体では、非磁性層にカーボンブラックを混合させて公知の効果である表面電気抵抗Ｒｓを下げること、光透過率を小さくすること、所望のマイクロビッカース硬度を得ることができる。また、非磁性層にカーボンブラックを含ませることで潤滑剤貯蔵の効果をもたらすことも可能である。非磁性層に使用されるカーボンブラックの比表面積は通常、５０〜５００ｍ²／ｇ、好ましくは７０〜４００ｍ²／ｇ、ＤＢＰ吸油量は通常、２０〜４００ｍｌ／１００ｇ、好ましくは３０〜４００ｍｌ／１００ｇである。非磁性層に使用されるカーボンブラックの平均一次粒子径は通常、５〜８０ｎｍ、好ましくは１０〜５０ｎｍ、さらに好ましくは１０〜４０ｎｍである。

また、塗布型磁気記録媒体のバックコート層に微粒子カーボンブラックを添加することで、バックコート層の表面電気抵抗を低く設定でき、光透過率も低く設定できる。磁気記録装置によっては、テープの光透過率を利用し、動作の信号に使用しているものが多くあるため、このような場合には特に微粒子状のカーボンブラックの添加は有効になる。バックコート層に使用される微粒子カーボンブラックとしては、平均一次粒子径が５〜３０ｎｍの範囲にあり、比表面積が６０〜８００ｍ²／ｇの範囲にあり、ＤＢＰ吸油量が５０〜１３０ｍｌ／１００ｇの範囲にあり、ｐＨが２〜１１の範囲にあるものが好ましい。

上記カーボンブラックの詳細については、例えば特許第４１４９６４８号明細書段落［００３３］、［００５３］を参照できる。

また、本発明のカーボンブラック組成物は、塗布型磁気記録媒体の磁性層形成のために使用することもできる。磁性層に含まれるカーボンブラックの詳細については、特許第４１４９６４８号明細書段落［００６７］を参照できる。

本発明のカーボンブラック組成物は、上記カーボンブラックを、一般式（１）で表されるアミン化合物と任意に添加される各種成分とともに含むことで、塗布型磁気記録媒体形成用塗料組成物として、または該塗料組成物の調製のために使用することができる。例えば、塗布型磁気記録媒体の非磁性層またはバックコート層形成用塗料組成物として、または該塗料組成物の調製のために、本発明のカーボンブラック組成物を使用することで、カーボンブラックが高度に分散した非磁性層、バックコート層を有する塗布型磁気記録媒体を得ることができる。
また、上記カーボンブラックは、印刷インクの顔料としても好適に使用されるものであり、これを含有する本発明のカーボンブラック組成物は、インクジェット印刷、オフセット印刷、グラビア印刷等の各種印刷方式用の黒色インキとして好適に使用することができる。

カーボンブラックの分散性をより一層向上する観点からは、カーボンブラック１００質量部に対して１〜５０質量部の割合で、一般式（１）で表されるアミン化合物を使用することが好ましく、１〜２０質量部の割合で使用することがより好ましい。また、同様の理由から本発明のカーボンブラック組成物において、カーボンブラックに対する溶媒の総量は、カーボンブラック１００質量部に対して１００〜５０００質量部とすることが好ましい。本発明のカーボンブラック組成物において、一般式（１）で表されるアミン化合物は一種用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。

本発明のカーボンブラック組成物に含まれる溶媒は、一般式（１）で表されるアミン化合物と併用することでカーボンブラックを高度に分散する観点からは、ケトン系溶媒を含むものが好ましく、溶媒全量の５０質量以上をケトン系溶媒が占めることがより好ましく、１００％ケトン系溶媒であってもよい。ケトン系溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン、テトラヒドロフラン等のケトン類を挙げることができる。また、ケトン系溶媒以外の溶媒としては、アルコール系溶媒、エーテル系溶媒、エステル系溶媒等の各種溶媒を挙げることができる。上記溶媒は１種単独で用いてもよく、任意の比率で２種以上組み合わせて用いてもよい。
ケトン系溶媒は一般に入手が容易であり、また比較的低沸点であり安全性も高いため取扱いも容易である。そのため、ケトン系溶媒は、磁気記録分野、印刷分野、化粧品分野等の各種分野において広く用いられている。溶媒としてケトン系溶媒を含む本発明のカーボンブラック組成物は、上記の各種分野において有用である。

微粒子の分散性を高める一般的手法としては、樹脂（結合剤）により微粒子表面を被覆する方法が知られているが、本発明のカーボンブラック組成物は一般式（１）で表されるアミン化合物を含むことで、樹脂を併用しないとしてもカーボンブラックの高度な分散状態を実現することができる。具体的には、本発明のカーボンブラック組成物は、樹脂を含まない状態でも、例えば動的光散乱法により測定される液中粒子径が１５０ｎｍ以下、好ましくは７０ｎｍ、更に好ましくは５０ｎｍ以下というカーボンブラックの高度な分散状態を実現することができる。
ここで光散乱法により測定される液中粒子径とは、本発明のカーボンブラック組成物におけるカーボンブラックの存在状態、即ち分散状態の指標であり、この値が小さいほどカーボンブラックが凝集を起こさず一次粒子に近い状態で良好に分散していることを意味する。動的光散乱法による測定は、例えばHORRIBA社製動的光散乱式粒度分布測定装置ＬＢ−５００を用いて行うことができる。なお、測定精度を高めるために測定対象の液を希釈したうえで液中粒径を測定することも可能である。この場合、測定精度をよりいっそう高めるためには、希釈溶媒として測定対象の液に含まれる溶媒を使用することが好ましく、測定対象の液と同一の溶媒を使用することがより好ましい。

また、本発明のカーボンブラック組成物は樹脂を含むことで、カーボンブラックをより一層高度に分散させることができる。樹脂を併用することで、上記の液中粒子径として５０ｎｍ以下、更には４０ｎｍ以下という、きわめて高度な分散状態でカーボンブラックを分散させることも可能となる。なお樹脂の使用の有無にかかわらず、上記液中粒子径の下限値はカーボンブラックの一次粒子径または平均一次粒子径となる。

使用可能な樹脂としては、ポリウレタン樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、塩化ビニル系樹脂、スチレン、アクリロニトリル、メチルメタクリレートなどを共重合したアクリル系樹脂、ニトロセルロースなどのセルロース系樹脂、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などのポリビニルアルキラール樹脂などを挙げることができ、中でもポリウレタン樹脂、ビニル系共重合体の使用が好ましい。樹脂は、カーボンブラック１００質量部に対して、例えば１〜１００質量部の割合で使用することができる。

本発明のカーボンブラック組成物は、上記樹脂とともにイソシアネート化合物を含むこともできる。イソシアネート化合物は硬化剤として樹脂と架橋構造を形成することで、塗膜強度向上に寄与する成分である。
イソシアネート化合物としては、２官能以上、好ましくは３官能以上のイソシアネート化合物（ポリイソシアネート）を使用することが好ましい。イソシアネート化合物としては、例えば塗布型磁気記録媒体において硬化剤として使用される公知のものを、樹脂１００質量部に対して５〜１００質量部の量で使用することができる。

更に本発明のカーボンブラック組成物は、用途に応じて使用される公知の各種添加剤を含むことができる。

本発明におけるカーボンブラック等の粉末の平均粒子サイズは、以下の方法により測定することができる。
粉末を、日立製透過型電子顕微鏡Ｈ−９０００型を用いて粒子を撮影倍率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粒子写真を得る。粒子写真から目的の粒子を選びデジタイザーで粉体の輪郭をトレースしカールツァイス製画像解析ソフトＫＳ−４００で粒子のサイズを測定する。５００個の粒子のサイズを測定する。上記方法により測定される粒子サイズの平均値を当該性粉末の平均粒子サイズとする。

本発明において、粉体のサイズ（以下、「粉体サイズ」と言う）は、（１）粉体の形状が針状、紡錘状、柱状（ただし、高さが底面の最大長径より大きい）等の場合は、粉体を構成する長軸の長さ、即ち長軸長で表され、（２）粉体の形状が板状乃至柱状（ただし、厚さ乃至高さが板面乃至底面の最大長径より小さい）場合は、その板面乃至底面の最大長径で表され、（３）粉体の形状が球形、多面体状、不特定形等であって、かつ形状から粉体を構成する長軸を特定できない場合は、円相当径で表される。円相当径とは、円投影法で求められるものを言う。上記粉体サイズの定義（１）の場合は、平均粉体サイズを平均長軸長と言い、同定義（２）の場合は平均粉体サイズを平均板径と言い、（最大長径／厚さ乃至高さ）の算術平均を平均板状比という。同定義（３）の場合は平均粉体サイズを平均直径（平均粒径、平均粒子径ともいう）という。
また、該粉体の平均粉体サイズは、上記粉体サイズの算術平均であり、５００個の一次粒子について上記の如く測定を実施して求めたものである。一次粒子とは、凝集のない独立した粉体をいう。

本発明のカーボンブラック組成物は、以上説明したアミン化合物、カーボンブラックおよび溶媒を、任意に添加される各種添加剤とともに、同時または順次混合することにより調製することができる。

本発明のカーボンブラック組成物は、塗布型磁気記録媒体、印刷インキ、塗料、化粧品、電池等のカーボンブラックを高度に分散することが求められる各種分野への使用に適するものである。例えば、本発明のカーボンブラック組成物をそのまま、または磁気記録媒体に使用される各種添加剤を添加して、磁気記録媒体形成用塗料組成物とすることができる。当該塗料組成物は、例えば、非磁性層またはバックコート層を形成するために使用することができる。

更に本発明は、本発明のカーボンブラック組成物を乾燥させてなるカーボンブラック含有塗膜にも関するものである。

先に説明した本発明のカーボンブラック組成物は溶媒中に高度な分散状態でカーボンブラックを含むことができるので、かかる組成物を、例えば支持体上に塗布して乾燥させることで、カーボンブラックの凝集による表面荒れのない、優れた表面平滑性を有する塗膜を得ることができる。本発明の塗膜の一態様は、磁気記録媒体のバックコート層、非磁性層、磁性層等であるがこれに限定されるものではなく、帯電防止シート等の各種形態で使用可能である。

更に本発明は、非磁性支持体上に、強磁性粉末および結合剤を含む磁性層を有する磁気記録媒体であって、上記の本発明のカーボンブラック組成物を乾燥させてなるカーボンブラック含有塗膜を含むことを特徴とする磁気記録媒体にも関する。本発明の磁気記録媒体に含まれる前記カーボンブラック含有塗膜は、通常、結合剤（樹脂）を含む。結合剤の詳細については、先に説明した通りである。
一態様によれば、前記カーボンブラック含有塗膜は、非磁性支持体と磁性層との間に位置する非磁性層であることができる。また、他の一態様によれば、前記カーボンブラック含有塗膜は、非磁性支持体の磁性層を有する面とは反対の面上に位置するバックコート層であることができる。または、更に別の態様によれば、前記カーボンブラック含有塗膜は、磁性層であることができる。非磁性層、バックコート層、磁性層に含まれるカーボンブラックについては、先に説明した通りである。

塗布型磁気記録媒体の非磁性層は、非磁性粉末および結合剤を含む。前記カーボンブラック含有塗膜が、塗布型磁気記録媒体の非磁性層である場合、非磁性層に含まれる非磁性粉末の全量がカーボンブラックであってもよく、カーボンブラックとともに他の非磁性粉末が含まれていてもよい。

本発明の磁気記録媒体の層構成については、非磁性支持体の好ましい厚さは３〜８０μｍである。磁性層の厚さは、用いる磁気ヘッドの飽和磁化量やヘッドギャップ長、記録信号の帯域により最適化されるものであるが、高容量化の観点から、好ましくは１０ｎｍ〜１００ｎｍであり、より好ましくは２０ｎｍ〜８０ｎｍである。磁性層は少なくとも一層あればよく、磁性層を異なる磁気特性を有する２層以上に分離してもかまわず、公知の重層磁性層に関する構成が適用できる。非磁性層の厚さは、０．６〜３．０μｍであることが好ましく、０．６〜２．５μｍであることがより好ましく、０．６〜２．０μｍであることがさらに好ましい。バックコート層の厚みは、０．９μｍ以下が好ましく、０．１〜０．７μｍが更に好ましい。
なお、本発明の磁気記録媒体が非磁性層を有する場合、該非磁性層は、実質的に非磁性であればその効果を発揮するものであり、例えば不純物として、あるいは意図的に少量の磁性体を含んでいても、本発明の効果を示すものであり、本発明の磁気記録媒体と実質的に同一の構成とみなすことができる。なお、実質的に同一とは、非磁性層の残留磁束密度が１０ｍＴ（１００Ｇ）以下または抗磁力が７．９６ｋＡ／ｍ（１００ Ｏｅ）以下であることを示し、好ましくは残留磁束密度と抗磁力を持たないことを意味する。

本発明の磁気記録媒体については、少なくとも一層が前記カーボンブラック含有塗膜である点以外、磁気記録媒体に関する公知技術を、何ら制限なく適用することができる。

以下、本発明を実施例に基づき更に説明するが、本発明は実施例に示す態様に限定されるものではない。

１．樹脂未含有カーボンブラック組成物の実施例

［実施例１］
下記カーボンブラック１．０質量部、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルエチレンジアミン０．０３０質量部をメチルエチルケトン１２質量部、シクロヘキサノン８質量部からなる溶液に懸濁させた。懸濁液に０．１ｍｍφジルコニアビーズ（ニッカトー製）１２０ｇを添加し、１５時間分散させてカーボン分散液を得た。後述の方法で分散粒子径（動的光散乱法による液中粒子径）を測定したところ、３５ｎｍと一次粒子径に近い値であった。この結果から、上記アミンにより、溶媒中でのカーボンブラックの分散性向上が可能であることが確認できる。
カーボンブラック：三菱化学社製＃９５０
平均一次粒子径：１８ｎｍ
窒素吸着比表面積：２６０ｍ²／ｇ
ＤＢＰ吸油量：７９ｍｌ／１００ｇ（粉状）
ｐＨ：７．５

分散粒子径（動的光散乱法による液中粒子径）の測定方法
カーボン分散液を分散に用いた有機溶媒と同一のものを用いて固形分濃度０．２質量％に希釈した（固形分とはカーボンブラック・アミン添加剤の合計質量（後述の樹脂含有の系では樹脂も含む）を表す）。
得られた希釈液について、ＨＯＲＲＩＢＡ社製動的光散乱式粒度分布測定装置ＬＢ−５００を用いて測定した平均粒子径を分散粒子径とした。分散粒子径が小さいほど、カーボンブラックが凝集せず分散性が良好であることを意味する。

２．結合剤樹脂含有カーボンブラック組成物および塗膜の実施例・比較例

［実施例２］
実施例１で使用したカーボンブラック１．０質量部、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルエチレンジアミン０．０３０質量部、塩化ビニル樹脂（日本ゼオン製ＭＲ１０４）０．４１重量部、ポリエーテルポリウレタン０．２５重量部をメチルエチルケトン１２質量部、シクロヘキサノン８質量部からなる溶液に懸濁させた。懸濁液に０．１ｍｍφジルコニアビーズ（ニッカトー製）１２０ｇを添加し、１５時間分散させてカーボン分散液を得た。前述の方法で分散粒子径（動的光散乱法による液中粒子径）を測定したところ、３０ｎｍであった。
上記カーボン分散液を帝人社製ＰＥＮベース上に１９μｍのギャップを持つドクターブレードを用いて塗布し、室温３０分放置させて乾燥し塗膜を作製した。作製した塗膜の平均粗さを後述の方法で測定したところ１．９ｎｍであった。

表面粗さ（塗膜平滑性）の測定方法
ＺＹＧＯ社製汎用三次元表面構造解析装置ＮｅｗＶｉｅｗ５０２２による走査型白色光干渉法にてＳｃａｎ Ｌｅｎｇｔｈを５μｍとして、上記塗膜の表面粗さを測定した。対物レンズ：２０倍、中間レンズ：１．０倍、測定視野は２６０μｍ×３５０μｍである。測定した表面をＨＰＦ：１．６５μｍ、ＬＰＦ：５０μｍのフィルター処理して、中心線平均表面粗さＲａ値を求めた。

［比較例１〜３］
表１に示す種類および量のアミンを使用した点以外、実施例２と同様にカーボン分散液および塗膜の作製ならびに評価を行った。

以上の結果を、表１に示す。

アミン反応性の評価
実施例１、２で使用したアミン化合物のシクロヘキサノン、メチルエチルケトンに対する反応性を、以下の方法で評価した。
アミン化合物および溶媒（シクロヘキサノンまたはメチルエチルケトン）が等モル相当になるように、それぞれ秤量し、これらを混合し、５０℃のオーブン中で１時間放置した。その後、オーブンから取り出し、ＣＤＣｌ₃の重溶媒に溶かし、ＮＭＲ測定を行った。ＮＭＲスペクトルにおいて、アミン由来のピークおよび溶媒由来のピークとは異なるピークが確認された場合には反応性ありと判定することとして、アミン化合物と溶媒との反応性を評価したところ、実施例１、２で使用したアミン化合物は、シクロヘキサノン、メチルエチルケトンに対して反応性を示さないことが確認された。
これに対し、比較例２で使用したアミン化合物および比較例３で使用したアミン化合物について同様の評価を行ったところ、いずれもシクロヘキサノン、メチルエチルケトンに対する反応性を示すことが確認された。

上記表１に示す結果により、一般式（１）で表されるアミン化合物を使用することによって溶媒中でカーボンブラックを高度に分散することができ、更にはこれにより高い表面平滑性を有するカーボンブラック含有塗膜の形成が可能となることが示された。 一般式（１）で表されるアミン化合物が溶媒との反応性に乏しいことが、分散性向上が達成された理由と考えられる。

３．磁気記録媒体の実施例・比較例
下記の「部」の表示は「質量部」を示す。

［実施例３］
磁性層形成用塗料組成物の処方
強磁性板状六方晶フェライト粉末：１００部
酸素を除く組成（モル比）：Ｂａ／Ｆｅ／Ｃｏ／Ｚｎ＝１／９／０．２／１
Ｈｃ：１８３ｋＡ／ｍ（２３００Ｏｅ）、板径：２５ｎｍ、板状比：３
ＢＥＴ比表面積：８０ｍ²／ｇ、σｓ：５０Ａ・ｍ²／ｋｇ（５０ｅｍｕ／ｇ）
ポリウレタン樹脂（官能基：ＳＯ₃Ｎａ、官能基濃度：７０ｅｑ／ｔ）８部
塩化ビニル樹脂（官能基：−ＯＳＯ₃Ｋ、官能基濃度：７０ｅｑ／ｔ）：１４部
オレイン酸：０．２部
２，３−ジヒドロキシナフタレン：６部
α−Ａｌ₂Ｏ₃（粒子サイズ ０．１５μｍ）：５部
カーボンブラック（粒子サイズ １００ｎｍ）：２部
シクロヘキサノン：１５０部
メチルエチルケトン：１５０部
ブチルステアレート：２部
ステアリン酸：１部
ステアリン酸アミド：０．１部

非磁性層形成用塗料組成物の処方
カーボンブラック：１００部
ＤＢＰ吸油量：１００ｍｌ／１００ｇ、ｐＨ：８
ＢＥＴ比表面積：２５０ｍ²／ｇ、揮発分：１．５％
ポリウレタン樹脂（官能基：−ＳＯ₃Ｎａ、官能基濃度：７０ｅｑ／ｔ）：２０部
塩化ビニル樹脂（官能基：−ＯＳＯ₃Ｋ、官能基濃度：７０ｅｑ／ｔ）：３０部
ジ−ｔｅｒｔ−ブチルエチレンジアミン：２部
シクロヘキサノン：１４０部
メチルエチルケトン：１７０部
ブチルステアレート：２部
ステアリン酸：２部
ステアリン酸アミド：０．１部

上記磁性層形成用塗料組成物および非磁性層形成用塗料組成物のそれぞれについて、各成分をオープンニーダーで６０分間混練した後、ジルコニアビ−ズ（平均粒径０．５ｍｍ）を用いたサンドミルで７２０分間分散した。得られた分散液を１μｍの平均孔径を有するフィルターを用いて濾過し、各層形成用塗料組成物を調製した。
非磁性支持体上に、非磁性層形成用塗料組成物を厚さが１．５μｍになるように塗布し、１００℃で乾燥させた。更にその直後に磁性層形成用塗料組成物を乾燥後の厚さが０．０８μｍになるようにウェットオンドライ塗布し、１００℃で乾燥した。この時、磁性層が未乾燥の状態で３００ｍＴ（３０００ガウス）の磁石で磁場配向を行った。更に、金属ロールのみから構成される７段のカレンダーで速度１００ｍ／ｍｉｎ、線圧３００ｋｇ／ｃｍ、温度９０℃で表面平滑化処理を行った後、７０℃で２４時間加熱硬化処理を行い１／２インチ幅にスリットし磁気テープを作製した。
得られた磁気テープの磁性層の表面粗さを前述の方法で測定したところ、１．５ｎｍであった。

［比較例４］
非磁性層形成用塗料組成物のジ−ｔｅｒｔ−ブチルエチレンジアミン２部を、比較例３で使用したアミン化合物２部に変更した点以外は実施例３と同様の方法で磁気テープの作製および磁性層の表面粗さの測定を行ったところ、表面粗さは２．５ｎｍであった。

磁性層の表面平滑性は、電磁変換特性および走行安定性に大きく影響するところ、実施例３では、比較例４と比べて磁性層の表面平滑性が大幅に向上した。これは、磁性層の下層に位置する非磁性層における非磁性粉末（カーボンブラック）の分散性が良好であることによるものである。
また、上記の非磁性層形成用塗料組成物と同様の処方により、バックコート層を形成することもできる。こうして形成されるバックコート層は、カーボンブラックが良好に分散されたものとなることも、上記実施例の結果から確認することができる。

本発明は、磁気記録分野、印刷分野、化粧品分野等の各種分野において有用である。

Claims (14)

1. カーボンブラックおよび下記一般式（１）で表されるアミン化合物を溶媒中に含むことを特徴とするカーボンブラック組成物。
   ［一般式（１）中、ｎは２〜４の範囲の整数を表し、Ｕ、Ｖ、Ｘ、Ｙ、ＷおよびＺはそれぞれ独立に炭素原子を含有する置換基であって、該置換基が置換する炭素原子と炭素原子によって結合する置換基を表す。］
2. 一般式（１）中、Ｕ、Ｖ、Ｘ、Ｙ、ＷおよびＺはそれぞれ独立にアルキル基を表す請求項１に記載のカーボンブラック組成物。
3. 一般式（１）中、ｎは２を表す請求項１または２に記載のカーボンブラック組成物。
4. 一般式（１）中、Ｕ、Ｖ、Ｘ、Ｙ、ＷおよびＺはいずれもメチル基を表す請求項１〜３のいずれか１項に記載のカーボンブラック組成物。
5. 樹脂を更に含む請求項１〜４のいずれか１項に記載のカーボンブラック組成物。
6. 前記樹脂はポリウレタンおよびビニル系共重合体からなる群から選択される樹脂を含む請求項５に記載のカーボンブラック組成物。
7. 前記溶媒はケトン系溶媒を含む請求項１〜６のいずれか１項に記載のカーボンブラック組成物。
8. 磁気記録媒体形成用組成物として、またはその調製のために使用される請求項１〜７のいずれか１項に記載のカーボンブラック組成物。
9. 磁気記録媒体の非磁性層形成用塗料組成物として、またはその調製のために使用される請求項８に記載のカーボンブラック組成物。
10. 磁気記録媒体のバックコート層形成用塗料組成物として、またはその調製のために使用される請求項８に記載のカーボンブラック組成物。
11. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のカーボンブラック組成物を乾燥させてなるカーボンブラック含有塗膜。
12. 非磁性支持体上に、強磁性粉末および結合剤を含む磁性層を有する磁気記録媒体であって、
    請求項１１に記載のカーボンブラック含有塗膜を含むことを特徴とする磁気記録媒体。
13. 前記カーボンブラック含有塗膜は、非磁性支持体と磁性層との間に位置する非磁性層である、請求項１２に記載の磁気記録媒体。
14. 前記カーボンブラック含有塗膜は、非磁性支持体の磁性層を有する面とは反対の面上に位置するバックコート層である請求項１２に記載の磁気記録媒体。