JP2016027518A - 磁気記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】非磁性支持体上に非磁性粉末および結合剤を含む非磁性層を有し、非磁性層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。磁性層は、カーボンブラックを更に含み、かつ、走査型電子顕微鏡により得られる磁性層表面の反射電子像において観察されるカーボンブラックの存在状態が、下記条件1および条件2を満たす。条件1:粒子サイズ140nm以上のカーボンブラック粒子数が、面積1000μm2あたり30個以上、条件2:粒子サイズ220nm以上のカーボンブラック粒子数が、面積1000μm2あたり10個以下。
【選択図】なし
Description
非磁性支持体上に非磁性粉末および結合剤を含む非磁性層を有し、非磁性層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、
磁性層は、カーボンブラックを更に含み、かつ、
走査型電子顕微鏡により得られる磁性層表面の反射電子像において観察されるカーボンブラックの存在状態が、下記条件1および条件2を満たす磁気記録媒体;
条件1:粒子サイズ140nm以上のカーボンブラック粒子数が、面積1000μm2あたり30個以上、
条件2:粒子サイズ220nm以上のカーボンブラック粒子数が、面積1000μm2あたり10個以下、
により、上記目的の達成が可能になることを新たに見出し、本発明を完成させた。
磁性層や非磁性層に分散剤として使用される化合物の多くは酸性化合物である。磁気記録再生装置(ドライブ)内で磁気記録媒体の表面とドライブを構成する部材、例えばガイドロールとが接触すると、ガイドロールを構成する成分(例えば金属成分)と酸性化合物が電気化学的な反応を起こし、部材表面が物理的に変化(例えば面荒れが発生)すると考えられる。このように部材表面が部分的に物理的に変化することが、磁気記録媒体の走行安定性(直進安定性)を低下させると、本発明者らは推察している。
これに対し、上記磁気記録媒体では、磁性層に含まれるカーボンブラックが上記の酸性化合物を吸着することで、上述の電気化学的な反応を抑制できると考えられる。このことが、磁気記録媒体の直進安定性向上に寄与していると、本発明者らは推察している。ここで条件1を満たすべき理由は、磁性層に含まれるカーボンブラック粒子の総比表面積が、上記のドライブを構成する部材の物理的変化を抑制すべく酸性化合物を吸着することに適しているからと推定される。また、条件2は、走行安定性の低下をもたらすと考えられる粗大な粒子の状態でカーボンブラックが磁性層表面に存在しないことの指標と、本発明者らは考えている。
以上により上記磁気記録媒体によれば、走行安定性、より詳しくは直進安定性の向上を達成することができると、本発明者らは推察している。磁性層表面を走査型電子顕微鏡により観察して得られる反射電子像において粒子として観察されるカーボンブラックは、通常、二次粒子以上の高次粒子である。つまり一次粒子の凝集体である。これに対し、一次粒子とは、凝集のない独立した粒子をいう。実際に磁性層に存在する状態のカーボンブラックの粒子サイズに基づき、条件1および条件2は規定される。一般的に、カーボンブラックの吸着能は、カーボンブラックの一次粒子サイズ(一次粒子の比表面積)に依存すると考えられている。これは、吸着させるべき化合物は、一次粒子の表面に吸着するという考えに基づくものである。これに対し、磁気記録媒体の磁性層では、カーボンブラックは、上記の通り、通常、二次粒子以上の高次粒子として存在する。本発明者らは、磁性層におけるカーボンブラックの存在状態を、条件1および条件2により規定することにより上記目的が達成できる理由は、実際に磁性層に存在する状態のカーボンブラック(通常、一次粒子ではなく二次粒子等の高次粒子のカーボンブラック)表面に酸性化合物が吸着するためであると考えている。
ただし、上記は本発明者らによる推察であって、本発明を何ら限定するものではない。
(1)走査型電子顕微鏡(倍率:5000倍)により磁気記録媒体の磁性層表面の任意の位置で反射電子像を得る。走査型電子顕微鏡(SEM)としては、例えば日立製作所製FE−SEM S4800を用いることができる。
(2)得られた反射電子像の実サイズ(実寸)として10μm×10μmの領域において画像の濃淡により粒子と確認される部分の組成分析を行い、カーボンブラック粒子を判定する。カーボンブラック粒子の判定は、エネルギー分散型X線分光法(EDS:Energy Dispersive X-ray Spectrometry)、オージェ電子分光法(AES:Auger Electron Spectroscopy)、走査型電子顕微鏡による磁性層表面における成分のマッピング等の組成分析可能な公知の方法により行うことができる。例えば一例として、炭素原子が他の領域よりも高濃度(例えば他の領域の2倍以上)で検出される領域を、カーボンブラック粒子と判定することができる。領域間の濃度差は、例えばスペクトル強度等で対比することができる。
(3)上記反射電子像の画像の2値化処理を行い、2値化画像を得る。2値化処理は、公知の画像解析ソフトにより行うことができる。得られた2値化画像において、カーボンブラック粒子と判定された各粒子の面積を求める。こうして求めた各粒子の面積を円近似し、近似により得られた円の直径を粒子サイズとする。粒子サイズ140nm以上のカーボンブラック粒子数および粒子サイズ220nm以上のカーボンブラック粒子数を、それぞれ求める。
(4)以上の工程を、磁性層表面の任意の異なる10箇所で行う。10箇所(解析領域:実サイズ(実寸)10μm×10μm)において求められた粒子サイズ140nm以上のカーボンブラック粒子数の合計により条件1を満たすか否かを判定し、粒子サイズ220nm以上のカーボンブラック粒子数の合計により条件2を満たすか否かを判定する。なおカーボンブラック粒子数は累積粒子数としてカウントされるため、粒子サイズ140nm以上のカーボンブラック粒子には、粒子サイズ220nm以上のカーボンブラック粒子も含まれている。画像解析ソフトとしては、例えば三谷商事社製WinROOFを用いることができる。
化合物60mgを、化合物を溶解可能な溶媒(一例として、テトラヒドロフラン(THF)と水との混合溶媒、例えば体積比でTHF:水=6:4)に溶解し試料溶液を調製する。調製した試料溶液について、ファクター校正した0.1規定(0.1mol/l)の水酸化ナトリウム水溶液を用いて中和滴定を行う。滴定曲線から、中和点における水酸化ナトリウム水溶液の滴下量(単位:ml)を読み取る。水酸化ナトリウム水溶液滴下量の半分の滴下量におけるpHを、化合物のpKaとする。
また、磁気記録媒体からpKa、または後述するpKbを測定する化合物を抽出する方法としては、例えば以下の方法を用いることができる。
磁気記録媒体の、例えば磁性層を溶解可能な溶媒(例えば上述の混合溶媒)により、磁性層を溶解する。溶解物を含む試料溶液に含まれる溶媒を、エバポレーターにより留去する。留去後の残渣をクロマトグラフィーにより各々の成分に単離する。単離された成分について、pKa、または後述するpKbを測定する。
化合物60mgを、化合物を溶解可能な溶媒(一例として、テトラヒドロフラン(THF)と水との混合溶媒、例えば体積比でTHF:水=6:4)に溶解し試料溶液を調製する。調製した試料溶液について、ファクター校正した0.1規定(0.1mol/l)の塩酸を用いて中和滴定を行う。滴定曲線から、中和点における塩酸の滴下量(単位:ml)を読み取る。塩酸滴下量の半分の滴下量におけるpHを、化合物のpKbとする。
条件1:粒子サイズ140nm以上のカーボンブラック粒子数が、面積1000μm2あたり30個以上
条件2:粒子サイズ220nm以上のカーボンブラック粒子数が、面積1000μm2あたり10個以下
以下、本発明の磁気記録媒体について、更に詳細に説明する。
(カーボンブラック)
磁性層におけるカーボンブラックの存在状態は、条件1および条件2を満たす。条件1で規定される粒子サイズ140nm以上のカーボンブラック粒子数は、磁性層表面の面積1000μm2あたり30個以上である。30個以上とすべき理由に関する本発明者らによる推察は、先に記載した通りである。好ましくは、32個以上である。一方、電磁変換特性の観点からは、磁性層において強磁性粉末の占める割合(充填率)が高いことが好ましく、相対的に非磁性成分であるカーボンブラックの占める割合が低いことが好ましい。また、粒子サイズ140nm以上のカーボンブラック粒子の中には、条件2で規定される粒子サイズ220nm以上のカーボンブラック粒子も含まれるため、条件2で規定される粒子サイズ220nm以上のカーボンブラック粒子数を低減することにより、条件1で規定される粒子サイズ140nm以上のカーボンブラック粒子も低くすることが好ましい。以上の観点から、条件1で規定される粒子サイズ140nm以上のカーボンブラック粒子数は90個以下であることが好ましく、70個以下であることがより好ましい。
磁性層は、カーボンブラック、強磁性粉末および結合剤を含み、他の1つ以上の成分を任意に含むことができる。磁性層に含まれ得る成分の1つとしては、塩基性化合物を挙げることができる。塩基性化合物は、一種または二種以上が含まれ得る。先に記載したように、走行安定性低下の原因物質は酸性化合物と推察される。したがって、酸性化合物を中和し得る成分である塩基性化合物を含むことは、走行安定性の更なる向上の点から好ましいと、本発明者らは推察している。塩基性化合物としては、先に記載したpKbを有するものであれば特に限定されるものではない。好ましい塩基性化合物の一例としては、アミンを挙げることができる。アミンとしては、モノアミン、ジアミン、トリアミン、一級アミン、二級アミン、三級アミン、脂肪族アミン、脂環式アミン、芳香族アミンのいずれであってもよい。例えば、トリオクチルアミン、トリエチルアミン、DBEDA(N,N’−ジ−tert−ブチルエチレンジアミン)、TBDETA(テトラブチルジエチレントリアミン)、PMDETA(ペンタメチルジエチレントリアミン)、TMEEA(トリス{2−(2−メトキシエトキシ)エチル}アミン)、1,8−ジアビシクロ[5,4,0]ウンデカ−7−エン、3−ジメチルアミノプロパノール、N−エチルジイソプロピルアミン、トリドデシルアミン、トリヘプチルアミン、トリイソプロパノール、トリヘキシルアミン、N,N−ジメチルドデシルアミン、N−ブチルジエタノールアミン、トリブチルアミン、トリエタノールアミン、トリプロピルアミン、ステアリルジエタノールアミン、3−ジエチルアミノ−1,2−プロパンジオール、N,N,N”,N”−テトライソプロピルジエチレントリアミン、トリアミルアミン等の各種有機アミンが挙げられる。有機アミンとしては、二級ジアミン、三級モノアミン、脂肪族アミン、脂環式アミンが好ましく、脂肪族二級ジアミン、脂肪族三級モノアミン、脂環式三級アミンがより好ましい。また、磁性層形成用組成物(塗布液)におけるカーボンブラックの分散性を高めることにより条件1および条件2、特に条件2を実現する観点からは、アミンとして有機三級アミンを使用することが好ましい。好ましい有機三級アミンとしては、脂肪族三級モノアミンおよび脂環式三級アミンを挙げることができる。それらの詳細については、特開2013−49832号公報段落0013〜0018および同公報の実施例を参照できる。なお特開2013−49832号公報は、カーボンブラックの分散性向上のための成分として同公報記載の有機三級アミンを開示するものであり、本発明者らが見出したように走行安定性向上の観点からアミンの使用が好ましいことを示唆するものではない。
先に記載したように、本発明者らによる推察であるが、走行安定性の低下を引き起こす成分は酸性化合物と考えられる。酸性化合物は、一態様では磁性層に含まれ、他の一態様では非磁性層に含まれ、更に他の一態様では、磁性層および非磁性層に含まれる。例えば、非磁性層を酸性化合物を含む非磁性層形成用組成物を用いて形成し、磁性層を酸性化合物を含まない磁性層形成用組成物を用いて形成した後、非磁性層から磁性層への移行により酸性化合物が磁性層に含まれる態様も、本発明に包含される。酸性化合物は、一種または二種以上が、磁性層、非磁性層、または磁性層および非磁性層に含まれ得る。
磁性層に含まれる強磁性粉末としては、記録密度向上の観点からは、平均粒子サイズが50nm以下のものが好ましい。より好ましくは40nm以下、更に好ましくは30nm以下である。一方、磁化の安定性の観点からは、平均粒子サイズは10nm以上であることが好ましく、20nm以上であることがより好ましい。先に記載した条件1を満たす状態で磁性層にカーボンブラックを存在させる観点からは、磁性層形成用組成物の調製時、強磁性粉末はカーボンブラックと別分散した後に混合することが好ましい。また、後述するように磁性層が研磨剤を含む態様では、強磁性粉末、カーボンブラックおよび研磨剤を別分散した後に混合することが好ましい。
平均粒子サイズを求める粉末を、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。粒子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。先に記載した通り、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。
本発明において粉末についての平均粒子サイズとは、上記方法により求められる平均粒子サイズをいうものとする。後述の実施例に示す平均粒子サイズは、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を用いて行った。
(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、厚さまたは高さが板面または底面の最大長径より小さい)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、不特定形等であって、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。
したがって、粒子の形状が、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。
磁性層は、強磁性粉末とともに結合剤を含む。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用いられている各種の樹脂を、何ら制限なく用いることができる。例えば、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などを共重合したアクリル樹脂、ニトロセルロースなどのセルロース樹脂、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などのポリビニルアルキラール樹脂などから単独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、塩化ビニル樹脂、より好ましいものは、ポリウレタン樹脂および塩化ビニル樹脂である。これらの樹脂は、後述する非磁性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号公報段落0028〜0031を参照できる。結合剤含有量は、強磁性粉末100.00質量部に対して、例えば5.00〜50.00質量部の範囲、好ましくは10.00〜30.00質量部の範囲とすることができる。
磁性層には、以上記載した成分に加えて、公知の添加剤の一種または二種以上を組み合わせて任意の量で含有させてもよい。また、磁性層形成のために、公知の硬化剤(架橋剤)を用いてもよい。硬化剤の使用は、磁性層の強度を高めるために好ましい。架橋反応性等の観点から、硬化剤としてはポリイソシアネートが好ましい。ポリイソシアネートの詳細については、特開2011−216149号公報段落0124〜0125を参照できる。非性層における硬化剤含有量は、結合剤100.00質量部に対して例えば0〜80.00質量部、磁性層の強度向上の観点からは、好ましくは50.00〜80.00質量部である。
(非磁性粉末)
非磁性層に含まれる非磁性粉末は、無機物質でも有機物質でもよい。また、カーボンブラックも使用できる。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、金属硫化物などが挙げられる。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2010−24113号公報段落0035〜0041を参照できる。非磁性層における非磁性粉末の含有量は、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。
非磁性層に含まれる結合剤については、先に磁性層に含まれる結合剤について記載した通りである。非磁性層における結合剤含有量は、非磁性粉末100.00質量部に対して、例えば5.00〜50.00質量部の範囲、好ましくは10.00〜30.00質量部の範囲とすることができる。
非磁性層には、以上記載した成分に加えて、公知の添加剤の一種または二種以上を組み合わせて任意の量で含有させてもよい。先に記載した酸性化合物は、好ましい一態様では、非磁性粉末の分散性向上の観点から、非磁性層に含まれる。非磁性層、または非磁性層形成用組成物における酸性化合物の含有量は、非磁性粉末100.00質量部に対して、例えば0.10〜50.00質量部の範囲であり、好ましくは0.10〜10.00質量部の範囲である。
また、非磁性層形成のために、公知の硬化剤(架橋剤)を用いてもよい。硬化剤の詳細は、先に磁性層について記載した通りである。非磁性層における硬化剤含有量は、結合剤100.00質量部に対して例えば0〜80.00質量部、非磁性層の強度向上の観点からは、好ましくは50.00〜80.00質量部である。
非磁性支持体としては、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フィルムが挙げられる。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。
これらの支持体はあらかじめコロナ放電、プラズマ処理、易接着処理、熱処理などを行ってもよい。
磁気記録媒体の厚さ構成は、非磁性支持体の厚さが、好ましくは3.00〜80.00μm、より好ましくは3.00〜50.00μm、特に好ましくは3.00〜10.00μmである。
非磁性支持体の磁性層を有する面とは反対の面にバックコート層を設けることもできる。バックコート層には、カーボンブラックと無機粉末が含有されていることが好ましい。バックコート層形成のための結合剤、各種添加剤は、磁性層や非磁性層の処方を適用することができる。バックコート層の厚さは、0.90μm以下であることが好ましく、0.10〜0.70μmであることが更に好ましい。
以下、磁気記録媒体の製造工程について、更に詳細に説明する。
磁性層形成用組成物(塗布液)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、一般に塗布型磁気記録媒体製造のために使用される有機溶媒を挙げることができる。具体的には、任意の比率でアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン、テトラヒドロフラン、等のケトン類、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、イソブチルアルコール、イソプロピルアルコール、メチルシクロヘキサノールなどのアルコール類、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸イソプロピル、乳酸エチル、酢酸グリコール等のエステル類、グリコールジメチルエーテル、グリコールモノエチルエーテル、ジオキサンなどのグリコールエーテル系、ベンゼン、トルエン、キシレン、クレゾール、クロルベンゼンなどの芳香族炭化水素類、メチレンクロライド、エチレンクロライド、四塩化炭素、クロロホルム、エチレンクロルヒドリン、ジクロルベンゼン等の塩素化炭化水素類、N,N−ジメチルホルムアミド、ヘキサン等を使用することができる。また、カーボンブラックを含む非磁性層において、なお先に記載した好ましい有機三級アミンを、カーボンブラックの分散性を向上し条件1を満たす状態でカーボンブラックを磁性層に存在させることも目的として用いる場合には、磁性層形成用組成物の溶媒としては、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロンおよびエタノールからなる群から選ばれる少なくとも一種の有機溶媒を用いることが好ましい。磁性層形成用組成物における溶媒含有量は、強磁性粉末100.00質量部に対して、例えば100.00〜800.00質量部に範囲であり、好ましくは200.00〜600.00質量部の範囲である。
非磁性層は、非磁性層形成用組成物(塗布液)を、非磁性支持体表面に、例えば直接塗布することにより、形成することができる。非磁性層形成用組成物は、先に説明した各種成分とともに、通常、溶媒を含む。溶媒については、上述の通りである。その他、非磁性層形成用組成物の調製の詳細については、磁性層形成用組成物に関する上述の記載を参照できる。なおバックコート層形成用組成物(塗布液)の調製の詳細についても、磁性層形成用組成物に関する上述の記載を参照できる。
磁性層は、磁性層形成用組成物を、非磁性層形成用組成物と逐次また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。各層形成のための塗布の詳細については、特開2010−231843号公報段落0066を参照できる。
磁気記録媒体製造のためのその他の各種工程については、特開2010−231843号公報段落0067〜0070を参照できる。また、磁性層表面の表面処理については、先に記載した通り、特開2007−27310号公報も参照できる。
下記表1に示す化合物のpKaまたはpKbを、先に記載した方法により測定した。測定溶媒としては、テトラヒドロフラン(THF)と水との混合溶媒(体積比THF:水=6:4)を用いた。測定試料としては、下記磁性層形成用組成物または非磁性層形成用組成物に添加するために準備した化合物の一部を採取して用いた。
1.各層形成用組成物の処方
各層形成用組成物の処方を、下記表2〜4に示す。
(1)磁性層形成用組成物の調製
上記磁性液をオープン型ニーダーにより混練・希釈処理後、横型ビーズミル分散機により、粒径0.1mmのジルコニア(ZrO2)ビーズ(以下、「Zrビーズ」と記載する)を用い、ビーズ充填率80体積%、ローター先端周速10m/秒で、1パス滞留時間を2分とし、30パスの分散処理を行った。
研磨剤液は、アルミナ:スルホン酸基含有ポリエステルポリウレタン樹脂(東洋紡製UR−4800):シロクヘキサノン=60:6:230(質量比)の混合物として調製した後、粒径0.3mmのZrビーズとともに横型ビーズミル分散機に入れ、ビーズ体積/(研磨剤液体積+ビーズ体積)が80%になるように調整し、120分間ビーズミル分散処理を行い、処理後の液を取り出し、フロー式の超音波分散濾過装置を用いて、超音波分散濾過処理を施した。
カーボンブラック液は、以下の処理方法により調製した。攪拌機付きバッチ型超音波分散装置にて、攪拌回転数1500rpmで、6時間超音波処理して液化処理した。液化したカーボンブラック液を横型ビーズミル分散機により、粒径0.5mmのZrビーズを用い、ビーズ充填率80体積%、ローター先端周速10m/秒で、1パス滞留時間を2分とし、6パスの分散処理を行った。その液をディゾルバー攪拌機で周速10m/秒で30分攪拌後、フロー式超音波分散機にて流量3kg/分で、3パス処理した。
磁性液、カーボンブラック液および研磨剤液と、その他の成分としての潤滑剤、硬化剤および仕上げ添加溶媒をディゾルバー攪拌機に導入し、周速10m/秒で30分間攪拌した後、フロー式超音波分散機により流量7.5kg/分で3パス処理した後に、孔径1μmのフィルタで濾過して磁性層形成用組成物を調製した。
潤滑剤(ステアリン酸、ステアリン酸アミド、ステアリン酸ブチル)およびポリイソシアネートを除く、表3に示す成分をオープン型ニーダーにより混練・希釈処理した後、横型ビーズミル分散機により分散処理を実施した。その後、潤滑剤(ステアリン酸、ステアリン酸アミド、ステアリン酸ブチル)およびポリイソシアネートを添加して、ディゾルバー攪拌機にて攪拌・混合処理を施して非磁性層形成用組成物を調製した。
ポリイソシアネートを除く、表4に示す成分をディゾルバー攪拌機に導入し、周速10m/秒で30分間攪拌した後、横型ビーズミル分散機により分散処理を実施した。その後、ポリイソシアネートを添加して、ディゾルバー攪拌機にて攪拌・混合処理を施し、バックコート層形成用組成物を調製した。
厚さ6.00μmのポリエチレンナフタレート支持体上に、乾燥後の厚さが0.10μmになるように非磁性層形成用組成物を塗布し乾燥させた後、バックコート層形成用組成物を、支持体の反対面に乾燥後の厚さが0.50μmになるように塗布し乾燥させた。一度巻取りロールに巻き取った支持体を、温度70℃の環境下で36時間熱処理を行った。熱処理後の非磁性層上に、乾燥後の厚さが0.07μmになるように磁性層形成用組成物を塗布し乾燥させた。その後、金属ロールのみから構成されるカレンダで速度40m/min、線圧300kg/cm(294kN/m)、カレンダロールの温度100℃で表面平滑化処理を行った。その後、温度70℃の環境下で36時間熱処理を行った。熱処理後、1/2インチ幅にスリットを行った。
続いて、特開2007−287310号公報に開示されている磁性層同士を擦り合わせる表面処理(同公報の図1および図2に示されている態様)を行った。ラインスピード400m/分、移動ローラーの径10mm、処理環境の温度23℃、相対湿度50%で表面処理を行って磁気記録媒体(磁気テープ)を得た。こうして得られた磁気記録媒体は、下記の評価方法によりその特性を評価した。
走査型電子顕微鏡(SEM;日立製作所FE−SEM S4800)を用いて、先に記載の方法により磁性層表面のカーボンブラック粒子数を測定した。カーボンブラック粒子数は、条件1、2に規定される粒子サイズのものに加えて、粒子サイズ100nm以上、300nm以上のカーボンブラック粒子数も測定した。
反射電子像の測定モードは、BSE(BackScattered Electron)モード LA50とした。カーボンブラック粒子の判定および2値化処理は、以下の方法により行った。
A.カーボンブラック粒子の判定
エネルギー分散型X線分光分析装置(堀場製作所製EMAX)を用いて以下の手順により実施した。
(1)SEMにより取得した反射電子像の画像データにおいて、黒色粒子として確認される粒子を目視で判別する。
(2)上記(1)と同じ画像データが表示されているSEM画面において、上記(1)で黒色粒子として確認された粒子にポイントを合わせる(倍率:20000倍)。
(3)SEMのポイント&IDモードで構成元素を検出する。その際、黒色粒子外の領域も同時に検出しておき、炭素元素の検出比率が外領域よりも2倍以上大きければカーボンブラック粒子と判断する。
(4)上記(1)〜(3)の手順を、取得した反射電子像10画像において、それぞれ実施する。
B.2値化処理
画像解析ソフトとして三谷商事株式会社製WinROOFを用いて、以下の手順により実施した。
(1)上記A.で取得した反射電子像の画像データを、画像解析ソフトWinROOFにドラッグおよびドロップする。
(2)画像上、倍率およびスケールが表示されている部分を除き、実サイズ(実寸)として縦10μm×横10μmの領域を、解析領域として選択する。
(3)解析領域を2値化処理し2値化画像を得る。具体的には、全256階調のうち下限値として0諧調、上限値として50諧調を選択し、これら2つの閾値による2値化を実行する。
(4)2値化画像から、上記A.においてカーボンブラック粒子と判定されなかった粒子を除去した修正2値化画像を得る。
(5)修正2値化画像について画像解析ソフトWinROOFにおいて、計測→濃度特徴→画素数、を実行する。これによりカーボンブラック粒子と判定された各粒子の面積が求められる。求められた各粒子の面積を円近似し、近似により得られた円の直径を粒子サイズとする。
(6)解析領域(10μm×10μm)に含まれる粒子サイズ140nm以上のカーボンブラック粒子数、粒子サイズ220nm以上のカーボンブラック粒子数、粒子サイズ100nm以上のカーボンブラック粒子数、300nm以上のカーボンブラック粒子数を求める。
(7)上記(1)〜(6)の手順を、磁性層表面において位置を変えてSEMにより取得した反射電子像10画像について実施する。
磁気テープをリールテスターで走行させデジタルストレージオシロスコープにて磁気テープからのサーボ信号を取得して解析することにより、磁気テープの上下動に対してヒューレット・パッカード製のLTO(登録商標)G6(Linear Tape−Open Generation 6)ドライブにおいて磁気記録再生ヘッドが追従できなかった量を求めた。上記方法で測定されるPES(Position Error Signal;位置誤差信号)は走行安定性(直進安定性)に影響を受ける値であり、値が小さいほど走行安定性(直進安定性)が良好であることを意味する。PESの値が100nm以下であれば、記録トラック幅が狭小化された磁気記録再生装置、例えば記録トラック幅が1.00〜10.00μmに狭小化された磁気記録再生装置において、良好なSNRを得ることができると判定することができる。
実施例1における磁性層形成用組成物のカーボンブラック液について、超音波分散処理時間を12時間とした点以外は、実施例1と同様の方法で磁気記録媒体を作製した。
実施例1における磁性層形成用組成物のカーボンブラック液について、超音波分散処理時間を3時間とした点以外は、実施例1と同様の方法で磁気記録媒体を作製した。
実施例1における磁性層形成用組成物のカーボンブラック液の組成を、カーボンブラック(平均一次粒子サイズ80nm):0.50部、N,N’−ジ−tert−ブチルエチレンジアミン:0.05部、シクロヘキサノン:4.50部とした点以外は、実施例1と同様の方法で磁気記録媒体を作製した。
実施例1における磁性層形成用組成物のカーボンブラック液の組成を、カーボンブラック(平均一次粒子サイズ40nm):0.50部、シクロヘキサノン:4.50部とし、処理方法を、以下のように変更した点以外は、実施例1と同様の方法で磁気記録媒体を作製した。
(カーボンブラック液の処理方法)
攪拌機付きバッチ型超音波分散装置にて、攪拌回転数1500rpmで、6時間超音波処理して液化処理した。液化したカーボンブラック液を横型ビーズミル分散機により、粒径0.1mmのZrビーズを用い、ビーズ充填率80%、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。その液をディゾルバー攪拌機で周速10m/秒で30分攪拌後、フロー式超音波分散機にて流量3kg/分で、6パス処理した。
実施例1における磁性層形成用組成物のカーボンブラック液の組成を、カーボンブラック(平均一次粒子サイズ40nm):0.50部、シクロヘキサノン:4.50部とし、さらに、磁性層形成用組成物の潤滑剤・硬化剤液の組成を、ステアリン酸:2.00部、ステアリン酸アミド:0.30部、ステアリン酸ブチル:6.00部、メチルエチルケトン:110.00部、シクロヘキサノン:110.00部、ポリイソシアネート(日本ポリウレタン製コロネートL):3.00部、トリオクチルアミン(花王製ファーミンT08):0.05部とした点以外は、実施例1と同様の方法で磁気記録媒体を作製した。
非磁性層形成用組成物を、前述のポリエチレンナフタレート支持体上に、乾燥後の厚さが0.40μmになるように塗布し乾燥させた点以外は、実施例1と同様の方法で磁気記録媒体を作製した。
非磁性層形成用組成物を、前述のポリエチレンナフタレート支持体上に、乾燥後の厚さが0.70μmになるように塗布し乾燥させた点以外は、実施例1と同様の方法で磁気記録媒体を作製した。
実施例1における磁性層形成用組成物のカーボンブラック液の組成を、カーボンブラック(平均一次粒子サイズ80nm):0.50部、シクロヘキサノン:4.50部とした点以外は、実施例1と同様の方法で磁気記録媒体を作製した。
実施例1における磁性層形成用組成物のカーボンブラック液の組成を、カーボンブラック(平均一次粒子サイズ80nm):0.50部、フェニルホスホン酸:0.05部、シクロヘキサノン:4.50部とした点以外は、実施例1と同様の方法で磁気記録媒体を作製した。
実施例1における磁性層形成用組成物のカーボンブラック液の組成を、カーボンブラック(平均一次粒子サイズ300nm):0.50部、シクロヘキサノン:4.50部とした点以外は、実施例1と同様の方法で磁気記録媒体を作製した。
表5に示す結果から、実施例1〜8は、条件1および条件2をともに満たすこと、ならびにPESの値が比較例よりも小さく、比較例と比べて走行安定性(直進安定性)に優れることが確認できる。
なお表5中の項目(3)に示す結果では、磁性層表面におけるカーボンブラック粒子として、粒子サイズ140nm以上(条件1)、220nm以上(条件2)のものの個数とPESの評価結果には良好な相関が確認できる。
以上の結果により、本発明によれば、走行安定性(直進安定性)に優れる磁気記録媒体の提供が可能であることが示された。
Claims (12)
- 非磁性支持体上に非磁性粉末および結合剤を含む非磁性層を有し、該非磁性層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、
前記磁性層は、カーボンブラックを更に含み、かつ、
走査型電子顕微鏡により得られる前記磁性層表面の反射電子像において観察されるカーボンブラックの存在状態が、下記条件1および条件2を満たす磁気記録媒体;
条件1:粒子サイズ140nm以上のカーボンブラック粒子数が、面積1000μm2あたり30個以上、
条件2:粒子サイズ220nm以上のカーボンブラック粒子数が、面積1000μm2あたり10個以下。 - 磁性層および非磁性層の少なくとも一方に、酸性化合物を更に含む請求項1に記載の磁気記録媒体。
- 前記酸性化合物は、酸解離定数pKaが6.00以下の酸性化合物である請求項2に記載の磁気記録媒体。
- 前記酸性化合物は、リン系化合物である請求項2または3に記載の磁気記録媒体。
- 前記酸性化合物は、ホスホン酸系化合物である請求項2〜4のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。
- 磁性層および非磁性層の少なくとも一方に、塩基性化合物を更に含む請求項1〜5のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。
- 前記塩基性化合物を、少なくとも磁性層に含む請求項6に記載の磁気記録媒体。
- 前記塩基性化合物はアミンである請求項6または7に記載の磁気記録媒体。
- 前記アミンは、有機三級アミンおよび有機二級アミンからなる群から選択される請求項8に記載の磁気記録媒体。
- 前記アミンは、トリアルキルアミンである請求項8または9に記載の磁気記録媒体。
- 前記カーボンブラックの平均一次粒子サイズは20〜150nmの範囲である請求項1〜10のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。
- 前記磁性層は、強磁性粉末100.00質量部あたり0.10〜5.00質量部のカーボンブラックを含む請求項1〜11のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。
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