JP7473731B2 - Magnetic recording medium and magnetic recording/reproducing device - Google Patents
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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 and 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 come into widespread use as data storage media for recording and storing various types of 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。 Data recorded on a magnetic recording medium is usually reproduced by reading the data recorded on the magnetic layer by sliding a magnetic head over the surface of the magnetic layer while the magnetic recording medium is running inside a magnetic recording and reproduction device. However, if the magnetic recording medium has poor running stability, off-track will result in a decrease in the playback output. For this reason, it is desirable for magnetic recording media to 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 its access frequency (reproduction frequency). The access frequency decreases from hot data to warm data to cold data, and recording and storing infrequently accessed data (e.g. cold data) for long periods of time is called archiving. With the dramatic increase in the amount of information in recent years and the digitization of various types of information, the amount of data recorded and stored on recording media for archiving is increasing, and so there is growing interest in recording and reproduction systems suitable for archiving.
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。 Magnetic recording media that can exhibit excellent running stability when playing back data after long-term storage as described above are suitable as archival recording media.
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, one aspect of the present invention aims to provide a magnetic recording medium that has excellent running stability even 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3.8以下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 a ferromagnetic powder,
a magnetic recording medium in which the isoelectric point of the surface zeta potential of the magnetic layer after the magnetic layer is pressed at a pressure of 70 atm (hereinafter also referred to as the "isoelectric point of the surface zeta potential of the magnetic layer after pressing" or the "isoelectric point after pressing") is 3.8 or less;
In terms of units, 1 atm = 101325 Pa (Pascal) = 101325 N (Newton)/ m2 .
一形態では、上記等電点は、2.5以上3.8以下であることができる。 In one embodiment, the isoelectric point can be 2.5 or more and 3.8 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 embodiment, 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 embodiment, 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 embodiment, the magnetic layer may 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 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 embodiment, the magnetic recording medium can have a non-magnetic layer containing a non-magnetic powder between the non-magnetic 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 embodiment, the magnetic recording medium can have a backcoat layer containing a nonmagnetic powder on the surface side of the nonmagnetic support opposite the 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 embodiment, 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 and reproducing device that includes the above-mentioned 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 even after long-term storage. Also, according to one aspect of the present invention, it is possible to provide a magnetic recording and reproducing device that includes the above-mentioned 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3.8以下である磁気記録媒体に関する。
[Magnetic Recording Medium]
One aspect of the present invention relates to a magnetic recording medium having a non-magnetic support and a magnetic layer containing a ferromagnetic powder, in which the isoelectric point of the surface zeta potential of the magnetic layer after the magnetic layer is pressed with a pressure of 70 atm is 3.8 or less.
<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、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 pressure of 70 atm for pressing the magnetic layer is the surface pressure applied to the surface of the magnetic layer by pressing. The magnetic recording medium is passed between two rolls while running at a speed of 20 m/min, and 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 magnetic recording medium in the running direction while it is running. For example, for a tape-shaped magnetic recording medium (i.e., a magnetic tape), a tension of 0.5 N/m is applied in the longitudinal direction of the magnetic tape while it is running. The pressing is performed by passing the magnetic recording medium between two rolls a total of six times, and applying a surface pressure of 70 atm each time it passes between the rolls. Metal rolls are used as the rolls, and the rolls are not heated. The pressing is performed in an environment with an atmospheric temperature of 20 to 25°C and a relative humidity of 40 to 60%. The magnetic recording medium to be subjected to the above pressing is a magnetic recording medium that has not been stored for a long period of 10 years or more in an environment with an atmospheric temperature of 20 to 25° C. and a relative humidity of 40 to 60% (an example of an archive storage environment), nor has it been subjected to storage equivalent to such long-term storage or accelerated testing equivalent to such long-term storage. This also applies to various physical properties of the magnetic recording medium described in the present invention and this specification, unless otherwise specified.
The above pressing can be performed, for example, by using a calendar processor used for manufacturing magnetic recording media. For example, the magnetic tape stored in a magnetic tape cartridge can be taken out and passed between calendar rolls in the calendar processor, whereby the magnetic tape can be pressed at 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%の環境下での約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3.8以下の磁気記録媒体は、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2019-008848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である。
The present inventors, in the course of intensive research to provide a magnetic recording medium with excellent running stability after long-term storage, have come to the conclusion that, as an example of an archive, it is appropriate to press the magnetic layer with a pressure of 70 atm. This point will be explained further below.
For example, a magnetic tape is usually stored in a magnetic tape cartridge in a state where it is wound on a reel. Therefore, the magnetic tape is also stored in a magnetic tape cartridge for a long period of time after data with a low access frequency is recorded. In the magnetic tape wound on a reel, the magnetic layer surface is in contact with the backcoat layer (if the magnetic tape has a backcoat layer) or the surface of the non-magnetic support opposite to the magnetic layer side (if the magnetic tape does not have a backcoat layer), so that the magnetic layer is in a pressed state in the magnetic tape cartridge. As a result of various simulations, the inventors have come to the conclusion that it is appropriate to press the magnetic layer with a pressure of 70 atm as an accelerated test equivalent to long-term storage (an example of an archive) of about 10 years in an environment with an atmospheric temperature of 20 to 25°C and a relative humidity of 40 to 60%. Therefore, the present inventors conducted a running stability test after pressing the magnetic layer at 70 atm, and as a result of extensive investigations based on the results of this test, it was found that a magnetic recording medium having an isoelectric point of 3.8 or less after pressing has excellent running stability after pressing the magnetic layer at 70 atm, i.e., excellent running stability in a state equivalent to the above-mentioned long-term storage. This point is a new finding that was not disclosed in the above-mentioned JP 2019-008848 A (Patent Document 1) and was not known before.
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 post-pressure isoelectric point is described below. In the present invention and this specification, the term "surface of the magnetic layer" is synonymous with the magnetic layer side surface of the magnetic recording medium.
In the present invention and this specification, the isoelectric point of the surface zeta potential of the magnetic layer refers to the pH value at which the surface zeta potential measured by the streaming potential method (also called the streaming current method) becomes zero. A sample is cut out from the magnetic recording medium to be measured, and the sample is placed in a measurement cell so that the surface of the magnetic layer is in contact with the electrolyte. The surface zeta potential is calculated by the following formula after flowing the electrolyte into the measurement cell at various pressures and measuring the streaming 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 changed in the range of 0 to 400,000 Pa (0 to 400 mbar). The electrolyte is passed through the measurement cell to measure the flow potential and calculate the surface zeta potential using electrolytes with different pH values (from pH 9 to pH 3 in increments of about 0.5). There are a total of 13 measurement points, starting with the measurement point of pH 9 and ending with the 13th measurement point of pH 3. In this way, the surface zeta potential is calculated for each pH measurement point. Since the value of the surface zeta potential decreases as the pH decreases, two measurement points may appear where the polarity of the surface zeta potential changes (from a positive value to a negative value) as the pH decreases from 9 to 3. When two such measurement points appear, the pH at which the value of the surface zeta potential becomes zero is determined by interpolation using a straight line (linear function) showing the relationship between the surface zeta potential and pH at those two measurement points. On the other hand, if the surface zeta potentials obtained while the pH is decreasing from 9 to 3 are all positive values, the pH at which the surface zeta potential becomes zero is determined by extrapolation using a straight line (linear function) showing the relationship between the surface zeta potential and pH at the 13th measurement point (pH 3) which is the final measurement point and the 12th measurement point. On the other hand, if the surface zeta potentials obtained while the pH is decreasing from 9 to 3 are all negative values, the pH at which the surface zeta potential becomes zero is determined by extrapolation using a straight line (linear function) showing the relationship between the surface zeta potential and pH at the first measurement point (pH 9) which is the initial measurement point and the 12th measurement point. In this way, the pH at which the surface zeta potential of the magnetic layer measured by the streaming potential method becomes zero is determined.
The above measurements are carried out three times at room temperature using different samples cut out from the magnetic recording medium after the above pressing, and the pH is determined when the surface zeta potential value becomes zero in each measurement. The viscosity and dielectric constant of the electrolyte are measured at room temperature. In the present invention and this specification, "room temperature" refers to a range of 20 to 27°C. The arithmetic average of the three pH values thus determined for the magnetic layer 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 an electrolyte with 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 electrolytes with other pH values, an electrolyte with a pH of 9 thus adjusted is used with 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 pressing.
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が接触して磁性層表面が削れることにより、削れ屑(デブリ(debris)と呼ばれることがある。)が発生すると考えられる。この削れ屑が、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に磁性層表面に強く固着すると、磁性層表面と磁気ヘッドとの接触状態が不安定になり、走行安定性が低下してしまうと推察される。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3.8以下の酸性pH領域にある磁気記録媒体は、磁性層から発生した削れ屑と磁性層表面との間に反発力が働きやすいと考えられる。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、この反発力によって磁性層表面に削れ屑が強く固着することを抑制できることが、結果的に長期保管後の走行安定性向上に寄与するのではないかと本発明者は推察している。
長期保管後の走行安定性の更なる向上の観点からは、押圧後の磁性層の表面ゼータ電位の等電点は、3.7以下であることが好ましく、3.6以下であることがより好ましく、3.5以下であることが更に好ましく、3.4以下であることが一層好ましく、3.3以下であることがより一層好ましい。
押圧後の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。磁性層形成のために使用される成分(例えば結合剤)の入手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、2.5以上であることが好ましく、2.6以上であることがより好ましく、2.7以上であることが更に好ましい。
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。
以下、上記磁気記録媒体について、更に詳細に説明する。
When reproducing data recorded on a magnetic recording medium, it is believed that the magnetic layer surface is scraped off by contact between the magnetic layer surface and the magnetic head, generating shavings (sometimes called debris). It is presumed that if the shavings adhere strongly to the magnetic layer surface when reproducing data recorded on the magnetic recording medium after long-term storage, the contact state between the magnetic layer surface and the magnetic head becomes unstable, and running stability is reduced. In contrast, in a magnetic recording medium in which the isoelectric point of the surface zeta potential of the magnetic layer after the above-mentioned pressing (i.e., the isoelectric point of the surface zeta potential of the magnetic layer placed in a state equivalent to long-term storage) is in an acidic pH range of 3.8 or less, it is believed that a repulsive force is likely to act between the shavings generated from the magnetic layer and the magnetic layer surface. The inventor presumes that when reproducing data recorded on the magnetic recording medium after long-term storage, the repulsive force can be used to suppress the shavings from adhering strongly to the magnetic layer surface, which ultimately contributes to improving running stability after long-term storage.
From the viewpoint of further improving running stability after long-term storage, the isoelectric point of the surface zeta potential of the magnetic layer after pressing is preferably 3.7 or less, more preferably 3.6 or less, even more preferably 3.5 or less, even more preferably 3.4 or less, and even more preferably 3.3 or less.
The isoelectric point of the surface zeta potential of the magnetic layer after pressing can be controlled by the types of components used to form the magnetic layer, the process of forming the magnetic layer, etc., as will be described in detail below. From the standpoint of the availability of components (e.g., binders) used to form the magnetic layer, etc., the isoelectric point of the surface zeta potential of the magnetic layer is preferably 2.5 or more, more preferably 2.6 or more, and even more preferably 2.7 or more.
However, the present invention is not limited in any way to the above speculations or other speculations described herein.
The above magnetic recording medium will now be described in more detail.
<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 or more of the ferromagnetic powders known as ferromagnetic powders used in the magnetic layers of various magnetic recording media can be used in combination. It is preferable to use ferromagnetic powders with a small average particle size from the viewpoint of improving recording density. From this viewpoint, 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, even more preferably 30 nm or less, even more preferably 25 nm or less, and even more preferably 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, even more preferably 15 nm or more, 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 specific example of the ferromagnetic powder is hexagonal ferrite powder. For details of the hexagonal ferrite powder, see, for example, JP 2011-225417 A, paragraphs 0012 to 0030, JP 2011-216149 A, paragraphs 0134 to 0136, JP 2012-204726 A, paragraphs 0013 to 0030, and JP 2015-127985 A, paragraphs 0029 to 0084.
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, the term "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 the structure to which the most intense diffraction peak belongs in the X-ray diffraction spectrum obtained by X-ray diffraction analysis. For example, if the most intense diffraction peak in the X-ray diffraction spectrum obtained by X-ray diffraction analysis belongs to a hexagonal ferrite type crystal structure, it is determined that the hexagonal ferrite type crystal structure has been detected as the main phase. If only a single structure is detected by X-ray diffraction analysis, this detected structure is the main phase. The hexagonal ferrite type crystal structure contains at least an iron atom, a divalent metal atom, and an oxygen atom as constituent atoms. The divalent metal atom is a metal atom that can become a divalent cation as an ion, and examples of such atoms include alkaline earth metal atoms such as strontium atoms, barium atoms, and calcium atoms, and lead atoms. In the present invention and this specification, the hexagonal strontium ferrite powder refers to a powder in which the main divalent metal atom contained therein is a strontium atom, and the hexagonal barium ferrite powder refers to a powder in which the main divalent metal atom contained therein is a barium atom. The main divalent metal atom refers to the divalent metal atom that is the most abundant of the divalent metal atoms contained in the powder on an atomic % basis. However, the above divalent metal atoms do not include rare earth atoms. In the present invention and this specification, the "rare earth atom" is selected from the group consisting of scandium atoms (Sc), yttrium atoms (Y), and lanthanoid atoms. The lanthanide atom is selected from the group consisting of a lanthanum atom (La), a cerium atom (Ce), a praseodymium atom (Pr), a neodymium atom (Nd), a promethium atom (Pm), a samarium atom (Sm), a europium atom (Eu), a gadolinium atom (Gd), a terbium atom (Tb), a dysprosium atom (Dy), a holmium atom (Ho), an erbium atom (Er), a thulium atom (Tm), an ytterbium atom (Yb), and a lutetium atom (Lu).
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。 Hereinafter, we will explain in more detail about hexagonal strontium ferrite powder, which is one form of hexagonal ferrite powder.
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 nm3 . The finely divided hexagonal strontium ferrite powder exhibiting an activation volume in 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 nm3 or more, and can be, for example, 850 nm3 or more. In addition, from the viewpoint of further improving the electromagnetic conversion characteristics, the activation volume of the hexagonal strontium ferrite powder is more preferably 1500 nm3 or less, even more preferably 1400 nm3 or less, even more preferably 1300 nm3 or less, even more preferably 1200 nm3 or less, and even more preferably 1100 nm3 or less. The same applies to the activation volume of the 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 showing the magnetic size of a particle. The activation volume described in this invention and this specification and the anisotropy constant Ku described later are values obtained by measuring the coercive force Hc measurement unit at magnetic field sweep speeds of 3 minutes and 30 minutes (measurement temperature: 23°C ± 1°C) using a vibrating sample magnetometer and calculating from the following relationship between Hc and activation volume V. The unit of the anisotropy constant Ku is 1 erg/cc = 1.0 x 10-1 J/ m3 .
Hc=2Ku/Ms{1−[(kT/KuV)ln(At/0.693)] 1/2 }
[In the above formula, Ku is anisotropy constant (unit: J/m 3 ), Ms is saturation magnetization (unit: kA/m), k is Boltzmann's constant, T is absolute temperature (unit: K), V is activation volume (unit: cm 3 ), A is spin precession frequency (unit: s −1 ), t is 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 mentioned as an index of reduction in thermal fluctuation, in other words, improvement in thermal stability. The hexagonal strontium ferrite powder can have a Ku of preferably 1.8×10 5 J/m 3 or more, more preferably 2.0×10 5 J/m 3 or more. The 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 a higher thermal stability and is preferable, it is not limited to the above-mentioned values.
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 atomic % relative to 100 atomic % of iron atoms. In one embodiment, the hexagonal strontium ferrite powder containing rare earth atoms can have uneven distribution of rare earth atoms in the surface layer portion. In the present invention and this specification, the term "surface layer distribution of rare earth atoms" refers to the rare earth atom content relative to 100 atomic % of iron atoms in a solution obtained by partially dissolving a hexagonal strontium ferrite powder in an acid (hereinafter referred to as "surface layer content of rare earth atoms" or simply "surface content" for rare earth atoms) being greater than the rare earth atom content relative to 100 atomic % of iron atoms in a solution obtained by completely dissolving a hexagonal strontium ferrite powder in an acid (hereinafter referred to as "bulk content of rare earth atoms" or simply "bulk content" for rare earth atoms).
Rare earth atom surface content/rare earth atom bulk content>1.0
The rare earth atom content of the hexagonal strontium ferrite powder described later is synonymous with the rare earth atom bulk content. In contrast, 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 the rare earth atom content in the surface layer of the particles constituting the hexagonal strontium ferrite powder. The rare earth atom surface layer content satisfying the ratio of "rare earth atom surface layer content / rare earth atom bulk content >1.0" means that the rare earth atoms are unevenly distributed (i.e., more present in the surface layer) in the particles constituting the hexagonal strontium ferrite powder. In the present invention and this specification, the surface layer refers to a part of the region from the surface of the particles 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 atomic % relative to 100 atomic % of iron atoms. It is believed that the rare earth atoms contained in the bulk content in the above range and the rare earth atoms unevenly distributed in the surface layer of the particles constituting the hexagonal strontium ferrite powder contribute to suppressing the decrease in the reproduction output during repeated reproduction. This is presumed to be because the hexagonal strontium ferrite powder contains rare earth atoms in the bulk content in the above range and the rare earth atoms unevenly distributed in the surface layer of the particles constituting the hexagonal strontium ferrite powder can increase the anisotropy constant Ku. The higher the value of the anisotropy constant Ku, the more the occurrence of the phenomenon called thermal fluctuation can be suppressed (in other words, the thermal stability can be improved). By suppressing the occurrence of thermal fluctuation, the decrease in the reproduction output during repeated reproduction can be suppressed. It is speculated that the uneven distribution of rare earth atoms in the surface layer of the hexagonal strontium ferrite powder particles contributes to stabilizing the spin of the iron (Fe) sites in the crystal lattice of the surface layer, thereby increasing the anisotropy constant Ku.
In addition, it is inferred that the use of the hexagonal strontium ferrite powder having rare earth atom uneven distribution on the surface as the ferromagnetic powder of the magnetic layer also contributes to suppressing the wear of the magnetic layer surface caused by sliding with the magnetic head.That is, it is inferred that the hexagonal strontium ferrite powder having rare earth atom uneven distribution on the surface can also contribute to improving the running durability of the magnetic recording medium.This is inferred to be because the uneven distribution of rare earth atoms on the surface of the particles constituting the hexagonal strontium ferrite powder contributes to improving the interaction between the particle surface and the organic substance (e.g., binder and/or additive) contained in the magnetic layer, and as a result, the strength of the magnetic layer is improved.
From the viewpoint of further suppressing the decrease in the reproduction output during repeated reproduction and/or from the viewpoint of further improving the running durability, the rare earth atom content (bulk content) is more preferably in the range of 0.5 to 4.5 atomic %, even more preferably in the range of 1.0 to 4.5 atomic %, and even more preferably in the range of 1.5 to 4.5 atomic %.
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 bulk content is the content obtained by completely dissolving the hexagonal strontium ferrite powder. In the present invention and this specification, unless otherwise specified, the content of an atom refers to the bulk content obtained by completely dissolving the hexagonal strontium ferrite powder. The hexagonal strontium ferrite powder containing rare earth atoms may contain only one rare earth atom as the rare earth atom, or may contain two or more rare earth atoms. When two or more rare earth atoms are contained, the bulk content is obtained for the total of the two or more rare earth atoms. This point is the same for other components in the present invention and this specification. In other words, unless otherwise specified, a certain component may be used in only one type, or in two or more types. When two or more types are used, the content or content 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 therein may be any one or more of rare earth atoms. From the viewpoint of further suppressing the decrease in the playback output during repeated playback, preferred rare earth atoms include neodymium atoms, samarium atoms, yttrium atoms, and dysprosium atoms, with neodymium atoms, samarium atoms, and yttrium atoms being more preferred, and neodymium atoms being even 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 atom uneven distribution in the surface layer, the rare earth atoms may be 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 the hexagonal strontium ferrite powder having rare earth atom uneven distribution in the surface layer, the ratio of the surface content of rare earth atoms obtained by partial dissolution under the dissolution conditions described below to the bulk content of rare earth atoms obtained by complete dissolution under the dissolution conditions described below, "surface content/bulk content", is greater than 1.0 and can be 1.5 or more. A "surface content/bulk content" greater than 1.0 means that rare earth atoms are unevenly distributed in the surface layer (i.e., more present than in the interior) in the particles constituting the hexagonal strontium ferrite powder. In addition, the ratio of the surface content of rare earth atoms obtained by partial dissolution under the dissolution conditions described below to the bulk content of rare earth atoms obtained by complete dissolution under the dissolution conditions described below, "surface 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 atom surface uneven distribution, 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 content/bulk content" is not limited to the upper or lower limit exemplified.
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。
The partial and total dissolution of hexagonal strontium ferrite powder will be described below. For hexagonal strontium ferrite powder present as a powder, the sample powders to be partially and completely dissolved 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 dissolution, and the other part is subjected to total dissolution. The hexagonal strontium ferrite powder can be taken out from the magnetic layer by, for example, the method described in paragraph 0032 of JP 2015-91747 A.
The above-mentioned partial dissolution means that the hexagonal strontium ferrite powder is dissolved to such an extent that the remaining powder can be visually confirmed in the liquid at the end of dissolution. For example, the partial dissolution can dissolve a region of 10 to 20 mass% of the particles constituting the hexagonal strontium ferrite powder, with the whole particles being 100 mass%. On the other hand, the above-mentioned complete dissolution means that the hexagonal strontium ferrite powder is dissolved to such an extent that the remaining powder cannot be visually confirmed in the liquid at the end of dissolution.
The partial dissolution and the surface layer content are measured, for example, by the following method. Note that the dissolution conditions such as the amount of sample powder are merely examples, and any dissolution conditions that allow partial or complete dissolution can be used.
A container (e.g., a beaker) containing 12 mg of sample powder and 10 mL of 1 mol/L hydrochloric acid is held on a hot plate set at 70° C. for 1 hour. The resulting solution is filtered through a 0.1 μm membrane filter. The elemental analysis of the filtrate thus obtained is performed using an inductively coupled plasma (ICP) analyzer. In this way, the surface layer content of rare earth atoms relative to 100 atomic % of iron atoms can be obtained. 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 is also true for the measurement of bulk content.
On the other hand, the total dissolved and bulk contents are measured, for example, by the following method.
A container (e.g., a beaker) containing 12 mg of sample powder and 10 mL of 4 mol/L hydrochloric acid is held for 3 hours on a hot plate set at 80° C. Thereafter, the same procedures as in the measurement of partial dissolution and surface layer content described above are carried out to determine the bulk content relative to 100 atomic % of iron atoms.
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 the 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, hexagonal strontium ferrite powder containing rare earth atoms but not having rare earth atom surface uneven distribution has a tendency to have a large decrease in σs compared to hexagonal strontium ferrite powder not containing rare earth atoms. In contrast, hexagonal strontium ferrite powder having rare earth atom surface uneven distribution is considered preferable in terms of suppressing such a large decrease in σs. In one embodiment, 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, and 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, the mass magnetization σs is a value measured at a magnetic field strength of 15 kOe, where 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 (bulk content) of the constituent atoms of the hexagonal strontium ferrite powder, the strontium atom content can be, for example, in the range of 2.0 to 15.0 atomic % relative to 100 atomic % of iron atoms. In one embodiment, the divalent metal atoms contained in the hexagonal strontium ferrite powder can be only strontium atoms. In another embodiment, 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 contained, the barium atom content and calcium atom content in the hexagonal strontium ferrite powder can each be, for example, in the range of 0.05 to 5.0 atomic % relative to 100 atomic % of iron atoms.
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. The crystal structure can be confirmed by X-ray diffraction analysis. The hexagonal strontium ferrite powder can be one in which a single crystal structure or two or more types of crystal structures are detected by X-ray diffraction analysis. For example, in one embodiment, the hexagonal strontium ferrite powder can be one in which only the M-type crystal structure is 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 when the hexagonal strontium ferrite powder is M-type, A is only strontium atom (Sr), or when multiple divalent metal atoms are included as A, strontium atom (Sr) accounts for the most on an atomic % basis as described above. 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 further 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 aluminum atom content 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 decrease in regeneration output during repeated regeneration, 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 preferably 10.0 atomic % or less, more preferably in the range of 0 to 5.0 atomic %, relative to 100 atomic % of iron atoms, and may be 0 atomic %. That is, in one embodiment, 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 % is obtained by converting the content (unit: mass %) of each atom obtained by completely dissolving the hexagonal strontium ferrite powder into a value expressed in atomic % using the atomic weight of each atom. In addition, in the present invention and this specification, "not containing" a certain atom means that the content measured by an ICP analyzer after completely dissolving is 0 mass %. The detection limit of an ICP analyzer is usually 0.01 ppm (parts per million) or less on a mass basis. The above "not containing" is used to mean that it is contained in an amount less than the detection limit of an ICP analyzer. In one form, the hexagonal strontium ferrite powder can be one that does not contain 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 preferred 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 JP2011-216149A and paragraphs [0009] to [0023] of JP2005-251351A.
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 specific example of the ferromagnetic powder is ε-iron oxide powder. In the present invention and this specification, the term "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, when the highest intensity diffraction peak in the X-ray diffraction spectrum obtained by X-ray diffraction analysis is assigned to the ε-iron oxide type crystal structure, it is determined that the ε-iron oxide type crystal structure is detected as the main phase. Known methods for producing ε-iron oxide powder include a method of producing it from goethite and a reverse micelle method. All of the above production methods are publicly known. In addition, a method for producing ε-iron oxide powder in which part of Fe is replaced by a substitution atom such as Ga, Co, Ti, Al, or Rh is described, for example, in J. Jpn. Soc. Powder Metallurgy Vol. 61 Supplement, No. S1, pp. S280-S284 and J. Mater. Chem. C, 2013, 1, pp. 5200-5206, etc. can be referenced. 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 here.
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 activation volume of the ε-iron oxide powder is preferably in the range of 300 to 1500 nm3 . Microparticulated ε-iron oxide powder exhibiting an activation volume in the above range is suitable for producing a magnetic recording medium exhibiting excellent electromagnetic conversion characteristics. The activation volume of the ε-iron oxide powder is preferably 300 nm3 or more, and can be, for example, 500 nm3 or more. From the viewpoint of further improving the electromagnetic conversion characteristics, the activation volume of the ε-iron oxide powder is more preferably 1400 nm3 or less, even more preferably 1300 nm3 or less, even more preferably 1200 nm3 or less, and even more preferably 1100 nm3 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。 An anisotropy constant Ku can be mentioned as an index of reduction in thermal fluctuation, in other words improvement in thermal stability. The ε-iron oxide powder can have a Ku of preferably 3.0×10 4 J/m 3 or more, and more preferably 8.0×10 4 J/m 3 or more. The 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 value means higher thermal stability and is preferable, the Ku value is not limited to the above-mentioned values.
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 the reproduction output when reproducing data recorded on the magnetic recording medium, it is desirable for the mass magnetization σs of the ferromagnetic powder contained in the magnetic recording medium to be high. In this regard, in one embodiment, the σs of the ε-iron oxide powder can be 8 A·m 2 /kg or more, and can also be 12 A·m 2 /kg or more. On the other hand, from the viewpoint of noise reduction, the σs of the ε-iron oxide powder is preferably 40 A·m 2 /kg or less, and 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 powders is a value measured by the following method using a transmission electron microscope.
The powder is photographed at a magnification of 100,000 times using a transmission electron microscope, and printed on photographic paper at a total magnification of 500,000 times to obtain a photograph of the particles that make up the powder. From the obtained particle photograph, a target particle is selected, and the particle outline is traced with a digitizer to measure the size of the particle (primary particle). Primary particles are independent particles that are not aggregated.
The above measurements are carried out for 500 randomly selected particles. The arithmetic mean of the particle sizes of the 500 particles thus obtained is taken as the average particle size of the powder. As the transmission electron microscope, for example, a Hitachi transmission electron microscope H-9000 can be used. The particle size can be measured using known image analysis software, for example, Carl Zeiss image analysis software KS-400. The average particle size shown in the examples described below is a value measured using a Hitachi transmission electron microscope H-9000 as the transmission electron microscope and Carl Zeiss image analysis software KS-400 as the image analysis software, unless otherwise specified. In the present invention and this specification, powder means an assembly of multiple particles. For example, ferromagnetic powder means an assembly of multiple ferromagnetic particles. In addition, the assembly of multiple particles is not limited to a form in which the particles constituting the assembly are in direct contact with each other, and also includes a form in which a binder, additive, etc., described later, are interposed between the particles. 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, the method described in paragraph 0015 of JP 2011-048878 A can be used, for example.
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 determined by the shape of the particles observed in the particle photograph.
(1) In the case of needle-like, spindle-like, columnar (where the height is greater than the maximum major axis of the base), etc., it is expressed by the length of the major axis that constitutes the particle, i.e., the major axis length.
(2) In the case of a plate-like or columnar shape (where the thickness or height is smaller than the maximum long diameter of the plate surface or base surface), it shall be expressed by the maximum long diameter of the plate surface or base surface.
(3) In the case of a particle having a spherical, polyhedral, or amorphous shape, and in which the major axis of the particle cannot be identified from its shape, the particle is expressed as a circle-equivalent diameter, which is determined by the circle 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。
The average acicular ratio of the powder refers to the arithmetic average of the short axis length of the particle, i.e., the short axis length, the value of (long axis length/short axis length) of each particle, and the values obtained for the 500 particles. Here, unless otherwise specified, the short axis length refers to the length of the short axis constituting the particle in the above definition of particle size (1), and to the thickness or height in the above definition of particle size (2), and in the above definition of particle size (3), since there is no distinction between the long axis and the short axis, (long axis length/short 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 of particle size (1), the average particle size is the average major axis length, in the case of the above definition of particle size (2), the average particle size is the average plate diameter, and in the case of the above definition (3), the average particle size is the average diameter (also called the average particle diameter or average particle size).
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 ferromagnetic powder in the magnetic layer is preferably in the range of 50 to 90% by mass, and more preferably in the range of 60 to 90% by mass. A high filling rate of ferromagnetic powder in the magnetic layer is preferable 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 coating type magnetic recording medium, and the magnetic layer may contain a binder. The binder is one or more kinds of resin. As the binder, various resins that are usually used as binders for coating type magnetic recording media may be used. For example, as the binder, a resin selected from polyurethane resin, polyester resin, polyamide resin, vinyl chloride resin, acrylic resin copolymerized with styrene, acrylonitrile, methyl methacrylate, etc., cellulose resin such as nitrocellulose, epoxy resin, phenoxy resin, polyvinyl acetal, polyvinyl butyral, etc. may be used alone or in combination. Among these, polyurethane resin, acrylic resin, cellulose resin, and vinyl chloride resin are preferred. These resins may be homopolymers or copolymers. These resins may also be used as binders in the non-magnetic layer and/or backcoat layer described below.
For the above binders, reference can be made to paragraphs 0028 to 0031 of JP 2010-24113 A. The average molecular weight of the resin used as the binder can be, for example, 10,000 to 200,000 in weight average molecular weight. The weight average molecular weight in this invention and this specification is a value obtained by converting a value measured by gel permeation chromatography (GPC) under the following measurement conditions into a polystyrene equivalent. The weight average molecular weight of the binder shown in the examples described later is a value obtained by converting a value measured under the following measurement conditions into a polystyrene equivalent.
GPC device: HLC-8120 (manufactured by Tosoh Corporation)
Column: TSK gel Multipore HXL-M (Tosoh Corporation, 7.8 mm ID (Inner Diameter) x 30.0 cm)
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 this specification, the term "acidic group" is used to include a group capable of releasing H + and dissociating into an anion in water or a solvent containing water (aqueous solvent) and the salt form thereof. Specific examples of the acidic group include a sulfonic acid group, a sulfate group, a carboxy group, a phosphoric acid group, and the salt forms thereof. For example, the salt form of a sulfonic acid group (-SO 3 H) means a group represented by -SO 3 M, where M represents an atom (e.g., an alkali metal atom) that can become a cation in water or an aqueous solvent. This point also applies to the salt forms of the above various groups. An example of a binder having an acidic group can be, for example, a resin having at least one acidic group selected from the group consisting of a sulfonic acid group and its salts (e.g., a polyurethane resin, a vinyl chloride resin, etc.). However, the resin contained in the magnetic layer is not limited to these resins. In addition, in a binder having an acidic group, the acidic group content can be, for example, in the range of 0.03 to 0.50 meq/g. "eq" is an equivalent unit that cannot be converted to SI units. The content of various functional groups, such as acidic groups, contained in the resin can be determined by a known method depending on the type of functional group. The binder can be used in the magnetic layer forming composition in an amount of, for example, 1.0 to 30.0 parts by mass per 100.0 parts by mass 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、酸性成分を磁性層の表層部分に偏在させるように磁性層を形成することは、上記等電点の値を小さ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低減するように磁性層を形成することも、上記等電点の値を小さ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、磁性層の表層部分に偏在させた酸性成分が磁性層内部に移動すると、および/または、塩基性成分が磁性層内部から表層部に移動すると、長期保管後には、磁性層の表面ゼータ電位の等電点の値は高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、3.8以下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、酸性成分を磁性層の表層部分に偏在させることが、磁性層の表面ゼータ電位の等電点の値を小さくして3.8以下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、酸性成分が表層部分に偏在した磁性層を形成することに寄与すると考えられる。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。また、酸性基を有する結合剤を使用する場合、磁性層形成用組成物の調製工程において、強磁性粉末および結合剤を含む分散液(磁性液)を調製した後、磁性液を他の成分と混合する際にも結合剤を添加(追加添加)することは、酸性基を有する結合剤が表層部分に偏在した磁性層を形成することに寄与すると推察される。磁性層形成の詳細については、更に後述する。 Regarding the control of the isoelectric point of the surface zeta potential of the magnetic layer, it is presumed that forming the magnetic layer so as to make the acidic component unevenly distributed in the surface portion of the magnetic layer contributes to reducing the value of the isoelectric point. It is also presumed that forming the magnetic layer so as to reduce the amount of the basic component present in the surface portion of the magnetic layer also contributes to reducing the value of the isoelectric point. However, even if the magnetic layer is formed in this way, if the acidic component unevenly distributed in the surface portion of the magnetic layer moves to the inside of the magnetic layer and/or the basic component moves from the inside of the magnetic layer to the surface portion due to the magnetic layer surface being pressed during long-term storage, it is considered that the value of the isoelectric point of the surface zeta potential of the magnetic layer will be high after long-term storage. In response to this, for example, by using a protrusion-forming agent described later, the isoelectric point of the surface zeta potential of the magnetic layer after the above pressing (i.e., the isoelectric point of the surface zeta potential of the magnetic layer placed in a state equivalent to long-term storage) can be made 3.8 or less. The present inventor presumes that this makes it possible to improve the running stability after long-term storage. The term "acidic component" refers to a component capable of releasing H + in water or an aqueous solvent and dissociating into anions, and the salt forms thereof. The term "basic component" refers to a component capable of releasing OH - in water or an aqueous solvent and dissociating into cations, and the salt forms thereof. For example, when an acidic component is used, it is believed that distributing the acidic component unevenly in the surface portion of the magnetic layer leads to reducing the isoelectric point value of the surface zeta potential of the magnetic layer and controlling it to 3.8 or less. For example, in the process of applying a magnetic layer forming composition directly or through a non-magnetic layer onto a non-magnetic support, applying an alternating magnetic field and performing application in an alternating magnetic field is believed to contribute to forming a magnetic layer in which the acidic component is unevenly distributed in the surface portion. An example of the acidic component is a binder having an acidic group. In addition, when a binder having an acidic group is used, it is presumed that adding (additionally adding) a binder when mixing the magnetic liquid with other components after preparing a dispersion (magnetic liquid) containing a ferromagnetic powder and a binder in the preparation process of the magnetic layer forming composition contributes to forming a magnetic layer in which the binder having an acidic group is unevenly distributed in the surface portion. The formation of the magnetic layer will be described in more detail below.
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 together with the resin usable 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 when heated, and in another embodiment, the curing agent can be a photocuring compound in which a curing reaction (crosslinking reaction) proceeds when irradiated with light. As the curing reaction proceeds during the magnetic layer formation process, at least a part of the curing agent can be included in the magnetic layer in a state of reacting (crosslinking) with other components such as the binder. This point is also true for layers formed using a composition used to form other layers that contains a curing agent. A preferred curing agent is a thermosetting compound, and polyisocyanate is suitable. For details on polyisocyanate, see paragraphs 0124 to 0125 of JP 2011-216149 A. The curing agent can be used in an amount of, for example, 0 to 80.0 parts by mass relative to 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.
(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)
The magnetic layer may contain one or more additives as necessary in addition to the various components described above. The additives may be selected from commercially available products according to the desired properties. Alternatively, a compound synthesized by a known method may be used as the additive. An example of the additive is the above-mentioned hardener. In addition, examples of additives that may be contained in the magnetic layer include non-magnetic fillers, lubricants, dispersants, dispersion aids, antifungal agents, antistatic agents, antioxidants, and the like. The non-magnetic filler is synonymous with non-magnetic particles or non-magnetic powder. Examples of the non-magnetic filler include non-magnetic fillers that can function as protrusion-forming agents and non-magnetic fillers that can function as abrasives. In addition, known additives such as various polymers described in paragraphs 0030 to 0080 of JP-A-2016-051493 can also be used as the additive.
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 one form of a non-magnetic filler, particles of an inorganic substance can be used, particles of an organic substance can be used, and composite particles of an inorganic substance and an organic substance can also be used. Examples of inorganic substances include inorganic oxides such as metal oxides, metal carbonates, metal sulfates, metal nitrides, metal carbides, metal sulfides, etc., and inorganic oxides are preferred. In one form, the protrusion-forming agent can be inorganic oxide-based particles. Here, "based" is used to mean "including." One form of inorganic oxide-based particles is particles made of inorganic oxide. Another form of inorganic oxide-based particles is composite particles 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、磁性層の表層部分に偏在させた酸性成分が磁性層内部に移動してしまうか、および/または、塩基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、磁性層の表層部分に偏在させた酸性成分が磁性層内部に移動してしまうこと、および/または、塩基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3.8以下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 resistance to intrusion when a large pressure is applied, and the easier it is to be pressed into the magnetic layer. In contrast, if the particle shape is far from a perfect sphere, for example, a shape that is so-called an irregular shape, it is difficult to be pressed into the magnetic layer because it is easy to resist intrusion when a large pressure is applied. In addition, particles with a non-uniform particle surface and low surface smoothness are also difficult to be pressed into the magnetic layer because they are easy to resist intrusion when a large pressure is applied. When particles that are easy to be pressed into the magnetic layer are included in the magnetic layer, it is thought that the acidic components unevenly distributed in the surface portion of the magnetic layer will move into the magnetic layer and/or the basic components will move from the inside of the magnetic layer to the surface portion due to the particles being pressed into the magnetic layer by pressure. In contrast, if the particles of the protrusion-forming agent are difficult to press into the magnetic layer, it is believed that it is possible to prevent the acidic components concentrated in the surface portion of the magnetic layer from migrating into the magnetic layer, and/or the basic components from migrating from the inside of the magnetic layer to the surface portion. In other words, it is believed that using a protrusion-forming agent that is difficult to press into the magnetic layer contributes to controlling the isoelectric point of the surface zeta potential of the magnetic layer after pressing to 3.8 or less.
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。
Abrasives The abrasives, which are another form of non-magnetic filler, are preferably non-magnetic powders with a Mohs hardness of more than 8, and more preferably non-magnetic powders with a Mohs hardness of 9 or more. In contrast, the Mohs hardness of the protrusion-forming agent can be, for example, 8 or less or 7 or less. The maximum value of the Mohs hardness is 10, which is that of diamond. Specifically, powders such as 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, and diamond can be mentioned, and among them, alumina powders such as α-alumina and silicon carbide powders are preferred. The average particle size of the abrasives is, for example, in the range of 30 to 300 nm, and 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1.5~3.5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。 In addition, from the viewpoint that the protrusion-forming agent and the abrasive can better exert their functions, the content of the protrusion-forming agent in the magnetic layer is preferably 1.0 to 4.0 parts by mass, and more preferably 1.5 to 3.5 parts by mass, per 100.0 parts by mass of the ferromagnetic powder. On the other hand, the content of the abrasive in the magnetic layer is preferably 1.0 to 20.0 parts by mass, and more preferably 3.0 to 15.0 parts by mass, and even more preferably 4.0 to 10.0 parts by mass, per 100.0 parts by mass of the ferromagnetic powder.
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。 As an example of an additive that can be used in a magnetic layer containing an abrasive, the dispersant described in paragraphs 0012 to 0022 of JP 2013-131285 A can be cited as a dispersant for improving the dispersibility of the abrasive in the magnetic layer forming composition. For the dispersant, refer to paragraphs 0061 and 0071 of JP 2012-133837 A. The dispersant may be contained in the non-magnetic layer. For the dispersant that can be contained in the non-magnetic layer, refer to paragraph 0061 of JP 2012-133837 A. For the lubricant, refer to paragraphs 0030 to 0033, 0035 and 0036 of JP 2016-126817 A. The non-magnetic layer may contain a lubricant. For information about lubricants that may be contained in the nonmagnetic layer, see paragraphs 0030, 0031, 0034, 0035, and 0036 of JP 2016-126817 A.
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 non-magnetic support, or indirectly via a non-magnetic 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 non-magnetic layer will be described. The magnetic recording medium may have a magnetic layer directly on the non-magnetic support, or may have a non-magnetic layer containing a non-magnetic powder between the non-magnetic support and the magnetic layer. The non-magnetic powder used in the non-magnetic layer may be a powder of an inorganic substance or a powder of an organic substance. Carbon black or the like may also be used. Examples of inorganic substances include metals, metal oxides, metal carbonates, metal sulfates, metal nitrides, metal carbides, and metal sulfides. These non-magnetic powders are commercially available, and can also be produced by known methods. For details, refer to paragraphs 0146 to 0150 of JP-A-2011-216149. For carbon black that can be used in the non-magnetic layer, refer to paragraphs 0040 to 0041 of JP-A-2010-24113. The content (filling rate) of the non-magnetic powder in the non-magnetic layer is preferably in the range of 50 to 90% by mass, and 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 may contain a binder and may also contain additives. For other details of the binder, additives, etc. of the non-magnetic layer, known techniques related to non-magnetic layers may be applied. In addition, for example, for the type and content of the binder, and the type and content of the additive, known techniques related to magnetic layers may 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 this specification, the nonmagnetic layer also includes a substantially nonmagnetic layer that contains a small amount of ferromagnetic powder, for example as an impurity or intentionally, along with the nonmagnetic powder. A substantially nonmagnetic layer here refers to a layer whose residual magnetic flux density is 10 mT or less, whose coercive force is 100 Oe or less, or whose residual magnetic flux density is 10 mT or less and whose coercive force is 100 Oe or less. It is preferable that the nonmagnetic layer has no residual magnetic flux density or 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。
<Non-magnetic Support>
Next, the non-magnetic support will be described. Examples of the non-magnetic support (hereinafter, simply referred to as "support") include known biaxially stretched polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyamide, polyamideimide, aromatic polyamide, etc. Among these, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, and polyamide are preferred. These supports may be previously subjected to corona discharge, plasma treatment, easy-adhesion treatment, heat treatment, etc.
<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。
<Backcoat layer>
The magnetic recording medium may or may not have a backcoat layer containing a nonmagnetic powder on the surface side opposite to the surface side having the magnetic layer of the nonmagnetic support. The backcoat layer preferably contains one or both of carbon black and inorganic powder. The backcoat layer may contain a binder and may also contain additives. For the binder and additives of the backcoat layer, known techniques related to the backcoat layer may be applied, and known techniques related to the formulation of the magnetic layer and/or the nonmagnetic layer may also be applied. For example, the descriptions of paragraphs 0018 to 0020 of JP-A-2006-331625 and US Pat. No. 7,029,774, column 4, line 65 to column 5, line 38, may be referred to for the backcoat 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 non-magnetic support is preferably 3.00 to 20.00 μm, more preferably 3.00 to 10.00 μm, and even 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 according to the saturation magnetization of the magnetic head used, the head gap length, the bandwidth of the recording signal, etc. The thickness of the magnetic layer is generally 0.01 μm to 0.15 μm, and from the viewpoint of high density recording, it is preferably 0.02 μm to 0.12 μm, and more preferably 0.03 μm to 0.10 μm. There should be at least one magnetic layer, and the magnetic layer may be separated into two or more layers having different magnetic properties, and known configurations related to multilayer magnetic layers can be applied. When the magnetic layer is separated into two or more layers, the thickness of the magnetic layer 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 non-magnetic layer is, for example, 0.10 to 1.50 μm, and 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 backcoat layer is preferably 0.90 μm or less, and 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 non-magnetic support can be determined by known film thickness measurement methods. For example, a cross section of the magnetic recording medium in the thickness direction is exposed by known methods 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 average of the thickness determined at one location in the cross-sectional observation, or the thickness determined at two or more randomly selected locations, for example, two locations. Alternatively, the thickness of each layer may be determined as a design thickness calculated from the 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。例えば、磁性層形成用組成物の調製において、酸性基を有する結合剤を2つ以上の工程で分割して添加することができる。磁性層形成用組成物の各種成分の中で、強磁性粉末を含む一部の成分を酸性基を有する結合剤と混合し溶媒中に分散させて分散液を調製し、この分散液を残りの成分と混合し分散させる工程においても酸性基を有する結合剤を添加することは、磁性層の表面ゼータ電位の等電点を3.8以下に制御することに寄与し得るため好ましい。
<Manufacturing process>
(Preparation of compositions for forming each layer)
The composition for forming the magnetic layer, non-magnetic layer or backcoat layer usually contains a solvent in addition to the various components described above. As the solvent, various organic solvents generally used for manufacturing coating-type 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 that of each layer-forming composition of a normal coating-type magnetic recording medium. The process for preparing the composition for forming each layer can usually include at least a kneading process, a dispersing process, and a mixing process provided before or after these processes as necessary. Each individual process may be divided into two or more stages. The components used in the preparation of each layer-forming composition may be added at the beginning or during any process. In addition, each component may be added in two or more steps in a divided manner. For example, in the preparation of the magnetic layer-forming composition, a binder having an acidic group can be added in two or more steps in a divided manner. Of the various components of the magnetic layer forming composition, some of the components including the ferromagnetic powder are mixed with a binder having an acidic group and dispersed in a solvent to prepare a dispersion, and in the process of mixing and dispersing this dispersion with the remaining components, it is preferable to add a binder having an acidic group, as this can contribute to controlling the isoelectric point of the surface zeta potential of the magnetic layer to 3.8 or less.
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。 To prepare each layer-forming composition, known techniques can be used. In the kneading process, 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 processes are described in JP-A-1-106338 and JP-A-1-79274. In addition, 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 a dispersion medium. As such dispersion beads, zirconia beads, titania beads, and steel beads, which are dispersion beads with high specific gravity, are suitable. The particle size (bead diameter) and packing rate of these dispersion beads can be optimized. A known dispersing machine can be used. Each layer-forming composition may be filtered by a known method before being subjected to the coating process. 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 (for example, a glass fiber filter, a polypropylene filter, etc.) can be used.
また、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 embodiment, in the step of preparing the magnetic layer forming composition, a dispersion containing a protrusion-forming agent (hereinafter referred to as a "protrusion-forming agent liquid") is prepared, and then this protrusion-forming agent liquid can be mixed with one or more other components of the magnetic layer forming composition. For example, a protrusion-forming agent liquid, a dispersion containing an abrasive (hereinafter referred to as a "abrasive liquid"), and a dispersion containing a ferromagnetic powder (hereinafter referred to as a "magnetic liquid") can be separately prepared, and then mixed and dispersed to prepare the magnetic layer forming composition. Separately preparing various dispersions in this manner is preferable for improving the dispersibility of the ferromagnetic powder, the protrusion-forming agent, and the abrasive in the magnetic layer forming composition. For example, the protrusion-forming agent liquid can be prepared by a known dispersion treatment such as ultrasonic treatment. The ultrasonic treatment can be performed, for example, for about 1 to 300 minutes with an ultrasonic output of about 10 to 2000 watts per 200 cc (1 cc = 1 cm 3 ). Filtration may also be performed after the dispersion treatment. The above description can be referred to for the filter used for filtration.
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 magnetic layer-forming composition directly onto the surface of the non-magnetic support, or by applying it in layers successively or simultaneously with the non-magnetic layer-forming composition. The backcoat layer can be formed by applying the backcoat layer-forming composition onto the surface of the non-magnetic support on which the magnetic layer is formed, or onto the surface opposite to the surface on which the magnetic layer is subsequently formed. For details on the application for forming each layer, see paragraph 0066 of JP 2010-231843 A.
磁性層形成用組成物の塗布を交流磁場中で行うことは、磁性層の表面ゼータ電位の等電点を3.8以下に制御することに寄与し得る。これは、交流磁場が印加されることにより、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り、表層部分に酸性成分が偏在した磁性層が得られるからではないかと推察される。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。
Coating the magnetic layer forming composition in an alternating magnetic field can contribute to controlling the isoelectric point of the surface zeta potential of the magnetic layer to 3.8 or less. This is presumably because the application of an alternating magnetic field makes it easier for acidic components (e.g., a binder having an acidic group) to be unevenly distributed in the surface portion of the coating layer of the magnetic layer forming composition, and drying this coating layer results in a magnetic layer with acidic components unevenly distributed in the surface portion. The application of an alternating magnetic field can be performed by arranging a magnet in the coating device so that the alternating magnetic field is applied perpendicular to the surface of the coating layer of the magnetic layer forming composition. The magnetic field strength of the alternating magnetic field can be, for example, about 0.05 to 3.00 T. 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 permitted in the technical field to which the present invention belongs. The range of error can mean, for example, a range of ±10° from the strict vertical.
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。 For other various processes for manufacturing a magnetic recording medium, known techniques can be applied. For various processes, see, for example, paragraphs 0067 to 0070 of JP-A-2010-231843. It is preferable to perform an orientation treatment on the coating layer of the composition for forming a magnetic layer while the coating layer is in a wet (undried) state. For the orientation treatment, various known techniques, including those described in paragraph 0067 of JP-A-2010-231843, can be applied. For example, the vertical orientation treatment can be performed by known methods such as a method using magnets with opposite poles 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. In addition, 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 (e.g., a direct current magnetic field) to the coating layer of the composition for forming a magnetic layer that has been applied in an alternating current magnetic field in order to orient the ferromagnetic powder.
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。 In the magnetic recording medium manufactured as described above, a servo pattern can be formed by a known method to enable tracking control of the magnetic head in a magnetic recording and reproducing device, control of the running speed of the magnetic recording medium, etc. "Formation of a servo pattern" can also be called "recording of a servo signal." In one form, the magnetic recording medium can be a tape-shaped magnetic recording medium (magnetic tape), and in another form, a disk-shaped magnetic recording medium (magnetic disk). Below, the formation of a servo pattern will be explained using 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. Methods of control that use servo signals (servo control) 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, magnetic tapes (commonly called "LTO tapes") that comply with the LTO (Linear Tape-Open) standard use a timing-based servo system. In this timing-based servo system, the servo pattern is composed of a pair of non-parallel magnetic stripes (also called "servo stripes") that are continuously arranged in the longitudinal direction of the magnetic tape. As described above, the reason why the servo pattern is composed of a pair of non-parallel magnetic stripes is to inform the servo signal reading element that passes over the servo pattern of its passing position. Specifically, the pair of magnetic stripes is formed so that the interval between them changes continuously along the width direction of the magnetic tape, and the servo signal reading element can know the relative position between the servo pattern and the servo signal reading element by reading the interval. This relative position information enables tracking of the data track. For this reason, multiple servo tracks are typically set on the servo pattern along the width 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。 A servo band consists of a continuous servo signal in the longitudinal direction of the magnetic tape. Typically, multiple servo bands are provided on a magnetic tape. For example, there are five servo bands on an LTO tape. The area between two adjacent servo bands is called a data band. A data band consists of multiple data tracks, and each data track corresponds to a 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。 In one embodiment, as shown in JP 2004-318983 A, information indicating the servo band number (also called "servo band ID (identification)" or "UDIM (Unique Data Band Identification Method) information") is embedded in each servo band. This servo band ID is recorded by shifting a specific one of the multiple pairs of servo stripes in the servo band so that its position is displaced relatively in the longitudinal direction of the magnetic tape. Specifically, the way in which a specific one of the multiple pairs of servo stripes is shifted is changed for each servo band. As a result, the recorded servo band ID is unique for each servo band, so that a servo band can be uniquely identified simply by reading one servo band with a servo signal reading element.
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。 The method of uniquely identifying servo bands also uses the staggered method as specified in ECMA-319. In this staggered method, a group of non-parallel pairs of magnetic stripes (servo stripes) arranged continuously in the longitudinal direction of the magnetic tape are recorded so that they are shifted in the longitudinal direction of the magnetic tape for each servo band. The combination of the shift between adjacent servo bands is unique across the entire magnetic tape, so it is possible to uniquely identify servo bands when reading the servo pattern with two servo signal reading elements.
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。 As specified in ECMA-319, each servo band also typically has embedded therein information indicating the longitudinal position of the magnetic tape (also called "LPOS (Longitudinal Position) information"). Like 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 UDIM information, this LPOS information records the same signal 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 information other than the above-mentioned UDIM information and LPOS information in the servo bands. 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.
Also, methods other than those described above can be used to embed information in the servo bands. 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 head for forming the servo pattern is called a servo write head. The servo write head has a pair of gaps corresponding to the pair of magnetic stripes, the number of which is equal to the number of servo bands. Usually, a core and a coil are connected to each pair of gaps, and by supplying a current pulse to the coil, the magnetic field generated in the core can generate a leakage magnetic field in the pair of gaps. When forming the servo pattern, a magnetic pattern corresponding to the pair of gaps can be transferred to the magnetic tape by inputting a current pulse while running the magnetic tape over the servo write head, thereby forming the servo pattern. The width of each gap can be set appropriately according to the density of the servo pattern to be formed. The width of each gap can be set, for example, to 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 a servo pattern on the magnetic tape, the magnetic tape is usually subjected to a demagnetization (erase) process. This erase process can be performed by applying a uniform magnetic field to the magnetic tape using a direct current magnet or an alternating current magnet. There are two types of erase processes: DC (Direct Current) erase and AC (Alternating Current) erase. AC erase is performed by gradually reducing the strength of the magnetic field applied to the magnetic tape while reversing the direction of the magnetic field. On the other hand, DC erase is performed by applying a unidirectional magnetic field to the magnetic tape. There are two more methods of DC erase. The first method is horizontal DC erase, in which a unidirectional magnetic field is applied along the longitudinal direction of the magnetic tape. The second method is vertical DC erase, in which a unidirectional magnetic field is applied along the thickness direction of the magnetic tape. The erase process may be performed on the entire magnetic tape, or 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 formed is determined by the direction of the erase. For example, when a horizontal DC erase is applied to a magnetic tape, the servo pattern is formed so that the direction of the magnetic field is opposite to the direction of the erase. This makes it possible to increase the output of the servo signal obtained by reading the servo pattern. As shown in JP 2012-53940 A, when a magnetic pattern is transferred to a magnetic tape that has been vertically DC erased using the above gap, the servo signal obtained by reading the formed servo pattern has a unipolar pulse shape. On the other hand, when a magnetic pattern is transferred to a magnetic tape that has been horizontally DC erased using the above 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 tapes are usually housed in magnetic tape cartridges, which are then inserted into magnetic recording and playback devices.
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, the magnetic tape is generally stored inside the cartridge body in a state where it is wound around a reel. The reel is provided inside the cartridge body so that it can rotate. As magnetic tape cartridges, single-reel type magnetic tape cartridges with one reel inside the cartridge body and dual-reel type magnetic tape cartridges with two reels inside the cartridge body are widely used. When a single-reel type magnetic tape cartridge is loaded into a magnetic recording and playback device for recording and/or playing back data on the magnetic tape, the magnetic tape is pulled out from the magnetic tape cartridge and wound around the reel on the magnetic recording and playback device side. A magnetic head is disposed on the magnetic tape transport path from the magnetic tape cartridge to the take-up reel. The magnetic tape is fed and wound between the reel (supply reel) on the magnetic tape cartridge side and the reel (take-up reel) on the magnetic recording and playback device side. During this time, the magnetic head comes into contact with and slides against the magnetic layer surface of the magnetic tape, thereby recording and/or playing back data. In contrast, a dual-reel magnetic tape cartridge has both a supply reel and a take-up reel inside the magnetic tape cartridge. The magnetic tape cartridge may be either a single-reel type or a dual-reel type magnetic tape cartridge. For other details of the magnetic tape cartridge, known technology may 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 and 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 this invention and this specification, the term "magnetic recording and reproducing device" refers to a device that can perform at least one of recording data to a magnetic recording medium and reproducing data recorded on the magnetic recording medium. Such devices are generally called drives. The magnetic recording and reproducing device can be a sliding type magnetic recording and reproducing device. A sliding type magnetic recording and reproducing device refers to a device in which the magnetic layer surface and the magnetic head come into contact and slide when recording data to the magnetic recording medium and/or reproducing the 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 can be a recording head capable of recording data on a magnetic recording medium, and can also be a reproducing head capable of reproducing data recorded on the magnetic recording medium. In one embodiment, the magnetic recording and reproducing device can include both a recording head and a reproducing head as separate magnetic heads. In another embodiment, the magnetic head included in the magnetic recording and reproducing device can have a configuration in which both an element for recording data (recording element) and an element for reproducing data (reproducing element) are provided in one magnetic head. Hereinafter, the element for recording data and the element for reproducing data are collectively referred to as "data element". As the reproducing head, a magnetic head (MR head) including a magnetoresistive (MR) element capable of sensitively reading data recorded on a magnetic tape as a reproducing element 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. In addition, the magnetic head that records and/or reproduces data may include a servo signal reading element. Alternatively, the magnetic recording and reproducing device may include a magnetic head (servo head) equipped with a servo signal reading element as a head separate from the magnetic head that records and/or reproduces data. For example, the magnetic head that records and/or reproduces recorded data (hereinafter also referred to as a "recording and reproducing head") may include two servo signal reading elements, and each of the two servo signal reading elements can simultaneously read two adjacent servo bands. One or more data elements may be arranged 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 magnetic recording and reproducing device, data can be recorded on the magnetic recording medium and/or data recorded on the magnetic recording medium can be reproduced by contacting and sliding the magnetic head against the magnetic layer surface of the magnetic recording medium. The magnetic recording and reproducing device may include the magnetic recording medium according to one aspect of the present invention, and other known techniques may be applied.
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, the servo signal reading element is made to follow a specific servo track, so that the data element passes 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.
The recording/reproducing head can also record and/or reproduce data on other data bands by using the UDIM information described above to move the servo signal reading element to a specific servo band and start tracking on that servo band.
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 described below based on examples. However, the present invention is not limited to the embodiments shown in the examples. The "parts" and "%" shown below refer to "parts by mass" and "% by mass" unless otherwise specified. In addition, the steps and evaluations described below were carried out 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 100.0 parts of alumina powder (HIT-80 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) having an alpha ratio of about 65% and a BET (Brunauer-Emmett-Teller) specific surface area of 20 m 2 /g were mixed with 3.0 parts of 2,3-dihydroxynaphthalene (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), 31.3 parts of a 32% solution (solvent is a mixed solvent of methyl ethyl ketone and toluene) of SO 3 Na group-containing polyester polyurethane resin (UR-4800 manufactured by Toyobo Co., Ltd. (SO 3 Na group: 0.08 meq/g)), and 570.0 parts of a mixed solvent of methyl ethyl ketone and cyclohexanone at 1:1 (mass ratio) as a solvent, and dispersed for 5 hours in the presence of zirconia beads using a paint shaker. After dispersion, the dispersion liquid and the 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) Magnetic layer forming composition formulation (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 the alumina dispersion prepared in (1) above (protrusion-forming agent liquid)
Protrusion forming agent (type: see Table 1) 1.3 parts
Methyl ethyl ketone 9.0 parts Cyclohexanone 6.0 parts (other components)
Stearic acid 2.0 parts Stearic acid amide 0.2 parts Butyl stearate 2.0 parts Polyisocyanate (Tosoh Corporation, Coronate (registered trademark)) 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) Composition formulation for forming nonmagnetic layer Nonmagnetic inorganic powder: α-iron oxide 100.0 parts Average particle size (average major axis length): 0.15 μm
Average needle ratio: 7
BET specific surface area: 52 m 2 /g
Carbon black 20.0 parts Average particle size: 20 nm
Binder A 18.0 parts Stearic acid 2.0 parts Stearic acid amide 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) Composition formulation for forming backcoat layer Nonmagnetic inorganic powder: α-iron oxide 80.0 parts Average particle size (average major axis length): 0.15 μm
Average needle ratio: 7
BET specific surface area: 52 m 2 /g
Carbon black 20.0 parts Average particle size: 20 nm
Vinyl chloride copolymer 13.0 parts Sulfonate 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、追加添加される結合剤A(磁性液の強磁性粉末100.0部に対して0.1部)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 Compositions for Forming Each Layer A composition for forming a magnetic layer was prepared by the following method.
The 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 was prepared by mixing the components of the protrusion-forming agent liquid, subjecting the mixture to ultrasonic treatment (dispersion treatment) for 60 minutes at an ultrasonic output of 500 watts per 200 cc using a horn-type ultrasonic disperser, and filtering the resulting dispersion through a filter having a pore size of 0.5 μm.
Using the sand mill, the magnetic liquid, the abrasive liquid, the protrusion-forming agent liquid, the binder A to be added (0.1 part per 100.0 parts of the ferromagnetic powder in the magnetic liquid) and other components (other components and finishing additive solvent) were mixed and dispersed with beads for 5 minutes, and then treated (ultrasonic dispersion) for 0.5 minutes with a batch-type ultrasonic device (20 kHz, 300 W). Then, filtration was performed using a filter with a pore size of 0.5 μm to prepare a magnetic layer-forming composition.
A composition for forming a nonmagnetic layer was prepared by the following method.
Each component, except for the lubricant (stearic acid, stearic acid amide, 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. The remaining components were then added to the obtained dispersion and stirred with a dissolver. The dispersion thus obtained was filtered using a filter with a pore size of 0.5 μm to prepare a composition for forming a nonmagnetic layer.
A composition for forming a backcoat layer was prepared by the following method.
Each component except polyisocyanate and cyclohexanone is kneaded and diluted by open kneader, and then, by horizontal bead mill disperser, zirconia beads with a bead diameter of 1 mm are used, bead filling rate is 80 volume %, rotor tip peripheral speed is 10 m/sec, 1 pass residence time is 2 minutes, and 12 passes are dispersed.Then, the remaining components are added to the obtained dispersion liquid, and stirred by dissolver.The dispersion liquid thus obtained is filtered by a filter with a pore size of 1 μm to prepare a composition for forming a backcoat 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。
その後、金属ロールのみから構成されるカレンダロールを用いて、速度100m/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時間加熱処理を行った。加熱処理後、1/2インチ(0.0127メートル)幅にスリットして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 The nonmagnetic layer-forming composition prepared in (5) above was applied onto the surface of a biaxially oriented polyethylene naphthalate support having a thickness of 5.00 μm, and then dried to give a thickness of 1.00 μm after drying, thereby forming a nonmagnetic layer.
Next, in a coating device in which a magnet for applying an AC magnetic field was arranged, the magnetic layer forming composition prepared in (5) above was applied to the surface of the non-magnetic layer so that the thickness after drying was 0.10 μm while applying an AC magnetic field (magnetic field strength: 0.15 T) to form a coating layer. The AC magnetic field was applied so that the AC magnetic field was applied perpendicular 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 perpendicular to the surface of the coating layer to perform a vertical orientation treatment. Thereafter, the coating layer was dried to form a magnetic layer.
Thereafter, the backcoat layer forming composition prepared in (5) above was applied to the surface of the polyethylene naphthalate support opposite to the surface on which the nonmagnetic layer and magnetic layer were formed, and then dried to a thickness of 0.50 μm after drying, thereby forming a backcoat layer.
Thereafter, using a calender roll consisting only of a metal roll, calendering (surface smoothing) was performed at a speed of 100 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.
Thereafter, the film was subjected to a heat treatment for 36 hours in an atmosphere at a temperature of 70° C. After the heat treatment, the film was slit into a width of ½ inch (0.0127 m) to prepare a magnetic tape.
In a state where the magnetic layer of the produced magnetic tape was demagnetized, a servo pattern having a layout and shape according to the LTO Ultrium format was formed on the magnetic layer by a servo write head mounted on a servo writer. This resulted in a magnetic tape having a data band, a servo band, and a guide band in a layout according to the LTO Ultrium format on the magnetic layer, and a servo pattern on the servo band in a layout and shape according to 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。
表1中、結合剤の追加添加の欄に「あり」と記載されている実施例および比較例では、実施例1と同じく、磁性層形成用組成物の調製において、結合剤A(磁性液の強磁性粉末100.0部に対して0.1部)の追加添加を行った。他方、この欄に「なし」と記載されている比較例では、結合剤の追加添加は行わなかった。
表1中、塗布中の交流磁場印加の欄に「あり」と記載されている実施例および比較例では、実施例1と同じ方法により磁性層形成用組成物の塗布工程以降の工程を実施した。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った。他方、この欄に、「なし」と記載されている比較例では、交流磁場の印加を行わない点以外は実施例1と同じ方法により磁性層形成用組成物の塗布工程以降の工程を実施した。
[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.
In the examples and comparative examples in Table 1 where "Yes" is written in the column for additional binder addition, additional addition of binder A (0.1 part per 100.0 parts of ferromagnetic powder in the magnetic liquid) was carried out in the preparation of the magnetic layer-forming composition, as in Example 1. On the other hand, in the comparative examples where "No" is written in this column, additional addition of binder was not carried out.
In the Examples and Comparative Examples in Table 1 where "Yes" is written in the column for application of an AC magnetic field during application, the steps subsequent to the application of the magnetic layer-forming composition were carried out in the same manner as in Example 1. That is, an AC magnetic field was applied during application of the magnetic layer-forming composition as in Example 1. On the other hand, in the Comparative Examples where "No" is written in this column, the steps subsequent to the application of the magnetic layer-forming composition were carried out in the same manner as in Example 1, except that no AC magnetic field was applied.
[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 in the manufacture of the magnetic tapes of the Examples and Comparative Examples are as follows. Protrusion-Forming Agent 1 and Protrusion-Forming Agent 3 are particles with low surface smoothness. Protrusion-Forming Agent 2 has a cocoon-like particle shape. Protrusion-Forming Agent 4 has a so-called amorphous particle shape. Protrusion-Forming Agent 5 has a nearly spherical particle shape.
Protrusion-forming agent 1: ATLAS (composite particles of silica and polymer) manufactured by Cabot Corporation, 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 and Chemicals (water-dispersed sol of silica particles; the water-dispersed sol was heated to remove the solvent and the resulting dried product was used as the protrusion-forming agent for preparing the protrusion-forming agent liquid), 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: Quattron PL-10L (water-dispersed sol of silica particles; the protrusion-forming agent used in preparing the protrusion-forming agent solution was a dried product obtained by heating the water-dispersed sol to remove the solvent, and the average particle size was 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。
[Binding Agent]
In Table 1, "binder A" is a 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 Corporation (product 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" represents hexagonal barium ferrite powder having an average particle size (average plate diameter) of 21 nm, "SrFe1" and "SrFe2" represent hexagonal strontium ferrite powder, and "ε-iron oxide" represents ε-iron oxide powder.
The activation volume and anisotropy constant Ku of each of the 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.).
The mass magnetization σs is a value measured at a magnetic field strength of 15 kOe using a vibrating sample magnetometer (manufactured by Toei Industry 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。
<Method 1 for producing hexagonal strontium ferrite powder>
"SrFe1" shown in Table 1 is a hexagonal strontium ferrite powder produced by the following method.
1707 g of SrCO3, 687 g of H3BO3 , 1120 g of Fe2O3 , 45 g of Al(OH) 3 , 24 g of BaCO3 , 13 g of CaCO3, and 235 g of Nd2O3 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 1390° C., and the melt was stirred while the tapping hole at the bottom of the platinum crucible was heated to tap the melt in a rod shape at about 6 g/sec. The tapped liquid was rolled and quenched with a water-cooled twin roller to produce an amorphous body.
280 g of the produced amorphous body was placed in an electric furnace, heated to 635° C. (crystallization temperature) at a heating rate of 3.5° C./min, and held at that temperature for 5 hours to precipitate (crystallize) hexagonal strontium ferrite particles.
Next, the above-obtained crystallized product containing hexagonal strontium ferrite particles was coarsely crushed in a mortar, and 1000 g of zirconia beads with a particle size of 1 mm and 800 mL of 1% aqueous acetic acid solution were added to a glass bottle and dispersed for 3 hours using a paint shaker. The resulting dispersion was then separated from the beads and placed in a stainless steel beaker. The dispersion was left to stand at a liquid temperature of 100°C for 3 hours to dissolve the glass components, and then precipitated in a centrifuge and washed by repeated decantation, and dried for 6 hours in a heating furnace with an internal temperature of 110°C to obtain hexagonal strontium ferrite powder.
The hexagonal strontium ferrite powder obtained above ("SrFe1" in Table 1) had an average particle size of 18 nm, an activation volume of 902 nm 3 , an anisotropy constant Ku of 2.2×10 5 J/m 3 , and a mass magnetization σs of 49 A·m 2 /kg.
12 mg of sample powder was taken from the hexagonal strontium ferrite powder obtained above, and this sample powder was partially dissolved under the dissolution conditions exemplified above. The elemental analysis of the filtrate obtained was performed using an ICP analyzer to determine the surface layer content of neodymium atoms.
Separately, 12 mg of sample powder was taken 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 filtrate obtained was performed using an ICP analyzer to determine the bulk content of neodymium atoms.
The neodymium atom content (bulk content) relative to 100 atomic % of iron atoms in the hexagonal strontium ferrite powder obtained above was 2.9 atomic %. The surface layer content of neodymium atoms was 8.0 atomic %. The ratio of the surface layer content to the bulk content, "surface layer content/bulk content," was 2.8, confirming that neodymium atoms were unevenly distributed in the surface layers 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 powder obtained above was confirmed to have a hexagonal ferrite crystal structure by scanning with CuKα radiation 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). The powder obtained above exhibited a magnetoplumbite (M-type) hexagonal ferrite crystal structure. The crystal phase detected by the X-ray diffraction analysis was a single magnetoplumbite phase.
PANalytical X'Pert Pro diffractometer, PIXcel detector Soller slits for incident and diffracted beams: 0.017 radians Fixed angle of dispersion slits: 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。
<Method 2 for producing hexagonal strontium ferrite powder>
"SrFe2" shown in Table 1 is a hexagonal strontium ferrite powder produced by the following method.
1725 g of SrCO3, 666 g of H3BO3 , 1332 g of Fe2O3 , 52 g of Al(OH) 3 , 34 g of CaCO3, and 141 g of BaCO3 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 the melt was poured into a rod shape at about 6 g/sec by heating the tapping hole at the bottom of the platinum crucible while stirring the melt. The tapped liquid was quenched and rolled with a water-cooled twin roll to produce an amorphous body.
280 g of the obtained amorphous body was placed in an electric furnace, heated to 645° C. (crystallization temperature), and held at that temperature for 5 hours to precipitate (crystallize) hexagonal strontium ferrite particles.
Next, the above-obtained crystallized product containing hexagonal strontium ferrite particles was coarsely crushed in a mortar, and 1000 g of zirconia beads with a particle size of 1 mm and 800 mL of 1% aqueous acetic acid solution were added to a glass bottle and dispersed for 3 hours using a paint shaker. The resulting dispersion was then separated from the beads and placed in a stainless steel beaker. The dispersion was left to stand at a liquid temperature of 100°C for 3 hours to dissolve the glass components, and then precipitated in a centrifuge and washed by repeated decantation, and dried for 6 hours in a heating furnace with an internal temperature of 110°C to obtain hexagonal strontium ferrite powder.
The obtained hexagonal strontium ferrite powder ("SrFe2" in Table 1) had an average particle size of 19 nm, an activation volume of 1102 nm 3 , an anisotropy constant Ku of 2.0×10 5 J/m 3 , and a mass magnetization σs of 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 ε-iron oxide powder prepared by the following method.
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 1.5 g of polyvinylpyrrolidone (PVP) were dissolved in 90 g of pure water, and 4.0 g of ammonia solution with a concentration of 25% was added under the condition of an atmospheric temperature of 25 ° C. while stirring with a magnetic stirrer in the air atmosphere, and the mixture was stirred for 2 hours at an atmospheric temperature of 25 ° C. To the obtained solution, an aqueous citric acid solution obtained by dissolving 1 g of citric acid in 9 g of pure water was added, 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.
800g of pure water was added to the dried powder, and the powder was dispersed in water again to obtain a dispersion. The obtained dispersion was heated to 50°C, and 40g of 25% aqueous ammonia solution was added dropwise while stirring. After stirring for 1 hour while maintaining the temperature at 50°C, 14mL of tetraethoxysilane (TEOS) was added dropwise and stirred for 24 hours. 50g of ammonium sulfate was added to the obtained reaction solution, and the precipitated powder was collected by centrifugation, washed with pure water, and dried for 24 hours in a heating furnace with an internal temperature of 80°C to obtain a precursor of a ferromagnetic powder.
The obtained precursor of the ferromagnetic powder was placed in a heating furnace at an internal temperature of 1000° C. in an air atmosphere and subjected to a heat treatment for 4 hours.
The heat-treated ferromagnetic powder precursor was placed in a 4 mol/L aqueous solution of sodium hydroxide (NaOH), and the liquid temperature was maintained at 70° C. while stirring for 24 hours, thereby removing the impurity silicic acid compound from the heat-treated ferromagnetic powder precursor.
Thereafter, the silicic acid compound was removed by centrifugation, and the ferromagnetic powder was collected and washed with pure water to obtain a ferromagnetic powder.
The composition of the obtained ferromagnetic powder was confirmed by inductively coupled plasma-optical emission spectrometry (ICP-OES), and was found to be Ga, Co and Ti substituted ε-iron oxide (ε- Ga0.28Co0.05Ti0.05Fe1.62O3 ) . In addition, X-ray diffraction analysis was performed under the same conditions as those described above for the hexagonal strontium ferrite powder preparation method 1, and it was confirmed from the peaks of the X-ray diffraction pattern that the obtained ferromagnetic powder had a single-phase ε-phase crystal structure (ε-iron oxide type crystal structure) that did not contain α-phase and γ-phase crystal structures.
The resulting ε-iron oxide powder (in Table 1, "ε-iron oxide") had an average particle size of 12 nm, an activation volume of 746 nm 3 , an anisotropy constant Ku of 1.2×10 5 J/m 3 , and a mass magnetization σs of 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 surface zeta potential of magnetic layer after pressing For each of the magnetic tapes in the Examples and Comparative Examples, a calendering machine equipped with seven stages of calender rolls consisting only of metal rolls was used in an environment with an atmospheric temperature of 20 to 25°C and a relative humidity of 40 to 60%, and the magnetic tape was run in the longitudinal direction at a speed of 20 m/min with a tension of 0.5 N/m applied, while passing between two rolls (without heating the rolls) a total of six times, thereby applying a surface pressure of 70 atm to the surface of the magnetic layer each time it passed between the rolls.
Six samples for isoelectric point measurement were cut out from each magnetic tape of the Examples and Comparative Examples after the above pressing, and two samples were placed in the measurement cell in one measurement. In the measurement cell, the sample mounting surface and the backcoat layer surface of the sample were attached to the upper and lower sample tables of the measurement cell (each sample mounting surface size is 1 cm x 2 cm) with double-sided tape. When the electrolyte is poured into the measurement cell after the two samples are placed in this way, the magnetic layer surfaces of the two samples attached to the upper and lower sample tables of the measurement cell come into contact with the electrolyte, so that the surface zeta potential of the magnetic layer can be measured. In this way, two samples were used in one measurement, and a total of three measurements were performed to determine the isoelectric point of the surface zeta potential of the magnetic layer. The arithmetic average of the three values obtained by 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. As the surface zeta potential measuring device, SurPASS manufactured by Anton Paar was used. 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 (20 mm x 10 mm)
Measurement mode: Streaming Current
Gap: about 200 μm
Measurement temperature: room temperature Ramp Target Pressure/Time: 400,000 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 a total of 13 measurement points at intervals of about 0.5)
(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 the Examples and Comparative Examples, after pressing in the above (1), the PES (Position Error Signal) was determined by the following method.
The servo pattern was read by 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, and has a reading element disposed at a position corresponding to the position of the servo pattern (position in the width direction of the magnetic tape) in the same manner as the magnetic head of a known magnetic tape device (drive).
The verify head is connected to a known PES calculation circuit that calculates the head positioning accuracy in the servo system as PES from the electric signal obtained by reading the 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 calculates the PES by applying a high-pass filter (cutoff: 500 cycles/m) to the time change information (signal) of this displacement. The PES can be used as an index of running stability, and if the calculated PES is 18 nm or less, it can be evaluated as having excellent running stability.
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 the examples showed excellent running stability after being pressed at a pressure of 70 atm, i.e., in a state equivalent to long-term storage. Such magnetic tapes can run stably in a magnetic recording and playback device even after being stored in a magnetic tape cartridge in a reeled state for a long period of time after infrequently accessed information is recorded, making them suitable as archival recording media.
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 present 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2.5以上3.8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 a 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 the magnetic layer is pressed with a pressure of 70 atm is 2.5 or more and 3.8 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,
A magnetic head;
A magnetic recording and reproducing apparatus comprising:
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