JP2007310941A - Magnetic powder and magnetic recording medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高密度記録用磁気記録媒体において、磁性層に含まれる磁性体として好適な強磁性粉末に関する。更に、本発明は前記強磁性粉末を磁性層に含む磁気記録媒体に関する。 The present invention relates to a ferromagnetic powder suitable as a magnetic material contained in a magnetic layer in a magnetic recording medium for high density recording. Furthermore, the present invention relates to a magnetic recording medium containing the ferromagnetic powder in a magnetic layer.
磁気記録技術は、媒体の繰り返し使用が可能であること、信号の電子化が容易であり周辺機器との組み合わせによるシステムの構築が可能であること、信号の修正も簡単にできること等の他の記録方式にはない優れた特徴を有することから、ビデオ、オーディオ、コンピューター用途等を始めとして様々な分野で幅広く利用されてきた。 Magnetic recording technology enables other recordings such as the ability to repeatedly use media, the ease of digitizing signals, the construction of a system in combination with peripheral devices, and the simple modification of signals. Since it has excellent features not found in the system, it has been widely used in various fields including video, audio, and computer applications.
そして、機器の小型化、記録再生信号の質の向上、記録の長時間化、記録容量の増大等の要求に対応するために、磁気記録媒体に関しては、記録密度、信頼性、耐久性をより一層向上させることが常に望まれてきた。 In order to meet the demands for downsizing equipment, improving the quality of recording and playback signals, extending recording time, increasing recording capacity, etc., the recording density, reliability, and durability of magnetic recording media are improved. There has always been a desire for further improvement.
近年、磁気記録媒体の高記録密度を達成するため、使用する信号の短波長化が強力に進められている。信号を記録する領域の長さが使用されていた磁性体の大きさと比較できる大きさになると明瞭な磁化遷移状態を作り出すことができないので、実質的に記録不可能となる。このため使用する最短波長に対し充分小さな粒子サイズの磁性体を開発する必要があり、磁性体の微粒子化が長年にわたり指向されている。 In recent years, in order to achieve a high recording density of a magnetic recording medium, a shortening of the wavelength of a signal to be used has been strongly advanced. When the length of the signal recording area becomes comparable to the size of the magnetic material used, a clear magnetization transition state cannot be created, and recording becomes virtually impossible. For this reason, it is necessary to develop a magnetic material having a sufficiently small particle size with respect to the shortest wavelength to be used, and the finer magnetic material has been directed for many years.
磁気記録用金属粉では粒子形状を針状とし形状異方性を付与し、目的とする抗磁力を得ている。高密度記録のために強磁性金属粒子粉末を微細化し得られる媒体の表面粗さを小さくすることが行われている。しかしながら磁気記録用金属粉は、微細化に伴い針状比が低下し所望の抗磁力が得られなくなる。最近、ビデオ信号をデジタル化し記録するDVCシステムが提案されており、高性能なMEテープおよび高性能なMPテープが使用される。DVCに使用されるMPテープの抗磁力は、2000エルステッド以上であるので、抗磁力が大きく微細かつ粒度分布がすぐれた強磁性金属粒子粉末が必要である。また信号を上書きする記録法なのでオーバーライト特性が良好であることが望まれている。 In the metal powder for magnetic recording, the particle shape is made acicular and shape anisotropy is imparted to obtain the desired coercive force. For high-density recording, the surface roughness of a medium obtained by refining ferromagnetic metal particle powder is reduced. However, the magnetic recording metal powder has a reduced acicular ratio as it is miniaturized, and a desired coercive force cannot be obtained. Recently, DVC systems for digitizing and recording video signals have been proposed, and high performance ME tapes and high performance MP tapes are used. Since the coercive force of the MP tape used for DVC is 2000 oersted or more, a ferromagnetic metal particle powder having a large coercive force and a fine particle size distribution is required. In addition, since the recording method overwrites a signal, it is desired that the overwrite characteristic is good.
先に、本出願人はDVCシステムに好適な強磁性金属粒子粉末およびそれを用いた磁気記録媒体を提案した(特許文献1)。ここでは、所望の磁気特性を得るために、焼結防止剤としてYおよびAlを使用することにより、2000〜3000OeというDVCシステムに求められる高い抗磁力を実現している。
近年、例えば上記特許文献1に記載の強磁性粉末のように、磁性体の焼結防止、更には酸化防止のために、イットリウムやアルミニウム等の焼結防止剤を使用することが行われてきた。特に、高密度化のために磁性体を微粒子化するためには、磁性体の焼結を効果的に防止することが求められる。しかし、本発明者らが検討を重ねた結果、このような焼結防止剤を使用した磁性体を含む磁気記録媒体においては、高温高湿等の苛酷な環境下での保存や繰り返し走行によりヘッド汚れが発生する場合があることが判明した。 In recent years, for example, as in the ferromagnetic powder described in Patent Document 1, a sintering inhibitor such as yttrium or aluminum has been used to prevent sintering of a magnetic material and further to prevent oxidation. . In particular, in order to make the magnetic material fine particles for high density, it is required to effectively prevent the magnetic material from being sintered. However, as a result of repeated studies by the present inventors, in a magnetic recording medium including a magnetic material using such a sintering inhibitor, the head is stored by repeated storage or running under a severe environment such as high temperature and high humidity. It has been found that dirt may occur.
かかる状況下、本発明は、優れた電磁変換特性を有するとともに、走行耐久性および保存性に優れた磁気記録媒体を提供することを目的としてなされたものである。特に、本発明は、上記磁気記録媒体を実現し得る新規強磁性粉末を提供することを目的としてなされたものである。 Under such circumstances, an object of the present invention is to provide a magnetic recording medium having excellent electromagnetic conversion characteristics and excellent running durability and storage stability. In particular, the present invention has been made for the purpose of providing a novel ferromagnetic powder capable of realizing the above magnetic recording medium.
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、以下の知見を得た。
前述のように、焼結防止剤を使用した磁性体を含む磁気記録媒体においては、高温高湿下での保存等によりヘッド汚れが発生する場合がある。本発明者らが、このヘッド汚れの原因について検討した結果、焼結防止剤として使用されるイットリウムやアルミニウムと磁性層等に潤滑剤として添加される脂肪酸や脂肪酸エステルとの塩がヘッドに付着することが原因であることが判明した。そこで、ヘッド汚れ低減のために焼結防止剤を減量することが考えられるが、磁性体の更なる微粒子化のためには焼結防止剤を減量することは困難である。他方、脂肪酸等を減量することも考えられるが、良好な走行性を確保するためには脂肪酸等を減量することは好ましくない。
本発明者らは以上の知見に基づき更に検討を重ねた結果、焼結等を防止するために希土類元素を使用しつつ、強磁性粉末の表層をケイ素の酸化物および/またはオキシ水酸化物を主成分として含む皮膜によって被覆することにより、磁性体の微粒子化・高Hc化と良好な走行性および保存性を両立できることを見出し、本発明を完成するに至った。
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have obtained the following knowledge.
As described above, in a magnetic recording medium including a magnetic material using a sintering inhibitor, head contamination may occur due to storage at high temperature and high humidity. As a result of studying the cause of the head contamination by the present inventors, a salt of yttrium or aluminum used as a sintering inhibitor and a fatty acid or fatty acid ester salt added as a lubricant to the magnetic layer or the like adheres to the head. Was found to be the cause. In view of this, it is conceivable to reduce the amount of the sintering inhibitor in order to reduce head contamination, but it is difficult to reduce the amount of the sintering inhibitor in order to further reduce the size of the magnetic material. On the other hand, it is conceivable to reduce the amount of fatty acid or the like, but it is not preferable to reduce the amount of fatty acid or the like in order to ensure good running performance.
As a result of further investigation based on the above knowledge, the present inventors have used rare earth elements to prevent sintering and the like, and the surface layer of the ferromagnetic powder is made of silicon oxide and / or oxyhydroxide. It has been found that by coating with a film containing as a main component, it is possible to achieve both fine particles and high Hc of the magnetic material and good running properties and storage properties, and the present invention has been completed.
即ち、本発明の目的を達成する手段は、以下の通りである。
[1] 金属粒子表面に第一の皮膜と第二の皮膜とをこの順に有する強磁性粉末であって、
前記第一の皮膜は、希土類元素の酸化物および/またはオキシ水酸化物を主成分として含み、
前記第二の皮膜は、ケイ素の酸化物および/またはオキシ水酸化物を主成分として含み、かつ
前記金属粒子は、Feおよび/またはCoを主成分として含むことを特徴とする強磁性粉末。
[2] 前記希土類元素はイットリウムである、[1]に記載の強磁性粉末。
[3] 前記金属粒子表面と第一の皮膜との間にAl、Si、FeおよびCoからなる群から選択される一種以上の元素の酸化物および/またはオキシ水酸化物を主成分として含む第三の皮膜を更に有する、[1]または[2]に記載の強磁性粉末。
[4] 前記強磁性粉末の抗磁力Hcは1.35×105〜3.18×105A/mの範囲である、[1]〜[3]のいずれかに記載の強磁性粉末。
[5] 前記強磁性粉末の飽和磁化σsは120〜180A・m2/kgの範囲である、[1]〜[4]のいずれかに記載の強磁性粉末。
[6] 前記強磁性粉末の平均長径は10〜120nmの範囲であり、平均短径は4〜30nmの範囲であり、かつ平均針状比は2〜12の範囲である、[1]〜[5]のいずれかに記載の強磁性粉末。
[7] 前記強磁性粉末は、Feに対して10〜40質量%のCoを含む、[1]〜[6]のいずれかに記載の強磁性粉末。
[8] 非磁性支持体上に強磁性粉末および結合剤を含む磁性層を有する磁気記録媒体であって、
前記強磁性粉末は、[1]〜[7]のいずれかに記載の強磁性粉末であることを特徴とする磁気記録媒体。
[9] 前記磁性層の厚さは0.01〜0.5μmの範囲である、[8]に記載の磁気記録媒体。
[10] 前記磁性層は脂肪酸および/または脂肪酸エステルを更に含む、[8]または[9]に記載の磁気記録媒体。
[11] 前記非磁性支持体と磁性層との間に、非磁性粉末および結合剤を含む非磁性層を更に有する、[8]〜[10]のいずれかに記載の磁気記録媒体。
[12] 前記非磁性層は脂肪酸および/または脂肪酸エステルを更に含む、[11]に記載の磁気記録媒体。
That is, the means for achieving the object of the present invention is as follows.
[1] A ferromagnetic powder having a first film and a second film in this order on the surface of a metal particle,
The first film contains a rare earth element oxide and / or oxyhydroxide as a main component,
2. The ferromagnetic powder according to claim 1, wherein the second film contains silicon oxide and / or oxyhydroxide as a main component, and the metal particles contain Fe and / or Co as a main component.
[2] The ferromagnetic powder according to [1], wherein the rare earth element is yttrium.
[3] A first layer containing, as a main component, an oxide and / or oxyhydroxide of one or more elements selected from the group consisting of Al, Si, Fe and Co between the metal particle surface and the first film. The ferromagnetic powder according to [1] or [2], further comprising three films.
[4] The ferromagnetic powder according to any one of [1] to [3], wherein the ferromagnetic powder has a coercive force Hc in the range of 1.35 × 10 5 to 3.18 × 10 5 A / m.
[5] The ferromagnetic powder according to any one of [1] to [4], wherein a saturation magnetization σs of the ferromagnetic powder is in a range of 120 to 180 A · m 2 / kg.
[6] The average major axis of the ferromagnetic powder is in the range of 10 to 120 nm, the average minor axis is in the range of 4 to 30 nm, and the average acicular ratio is in the range of 2 to 12. [1] to [ [5] The ferromagnetic powder according to any one of [5].
[7] The ferromagnetic powder according to any one of [1] to [6], wherein the ferromagnetic powder contains 10 to 40% by mass of Co with respect to Fe.
[8] A magnetic recording medium having a magnetic layer containing a ferromagnetic powder and a binder on a nonmagnetic support,
The magnetic recording medium, wherein the ferromagnetic powder is the ferromagnetic powder according to any one of [1] to [7].
[9] The magnetic recording medium according to [8], wherein the magnetic layer has a thickness in the range of 0.01 to 0.5 μm.
[10] The magnetic recording medium according to [8] or [9], wherein the magnetic layer further contains a fatty acid and / or a fatty acid ester.
[11] The magnetic recording medium according to any one of [8] to [10], further including a nonmagnetic layer containing a nonmagnetic powder and a binder between the nonmagnetic support and the magnetic layer.
[12] The magnetic recording medium according to [11], wherein the nonmagnetic layer further contains a fatty acid and / or a fatty acid ester.
本発明によれば、微粒子かつ高抗磁力で高温高湿等での環境でも減磁が少なく、脂肪酸との反応による脂肪酸金属塩の生成も少ない、高出力かつ高C/Nを達成し得る強磁性粉末を提供することができる。更に、本発明によれば、上記強磁性粉末を使用することにより、ノイズが低く、高C/Nであり、高温高湿等の環境下での減磁およびヘッド汚れの発生が低減され、優れた走行耐久性および保存性を有する磁気記録媒体を提供することができる。 According to the present invention, high output and high C / N can be achieved with a fine particle, high coercive force, little demagnetization even in an environment such as high temperature and high humidity, and little production of fatty acid metal salt by reaction with fatty acid. Magnetic powder can be provided. Furthermore, according to the present invention, by using the above ferromagnetic powder, the noise is low, the C / N is high, the occurrence of demagnetization and head contamination in an environment such as high temperature and high humidity is reduced, and excellent. In addition, a magnetic recording medium having excellent running durability and storage stability can be provided.
以下、本発明について更に詳細に説明する。
[強磁性粉末]
本発明の強磁性粉末は、金属粒子表面に第一の皮膜と第二の皮膜とをこの順に有する強磁性粉末であって、前記第一の皮膜は、希土類元素の酸化物および/またはオキシ水酸化物を主成分として含み、前記第二の皮膜は、ケイ素の酸化物および/またはオキシ水酸化物を主成分として含み、かつ前記金属粒子は、Feおよび/またはCoを主成分として含むものである。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
[Ferromagnetic powder]
The ferromagnetic powder of the present invention is a ferromagnetic powder having a first film and a second film in this order on the surface of metal particles, wherein the first film comprises a rare earth element oxide and / or oxywater. The second coating film contains an oxide as a main component, the silicon oxide and / or oxyhydroxide as a main component, and the metal particles contain Fe and / or Co as a main component.
本発明の強磁性粉末は、金属粒子の焼結および酸化を防止するために、該粒子表面を希土類元素の酸化物および/またはオキシ水酸化物(以下、「希土類酸化物等」ともいう)を主成分として含む第一の皮膜によって被覆する。更に、その上にケイ素の酸化物および/またはオキシ水酸化物(以下、「ケイ素酸化物等」ともいう)を主成分として含む第二の皮膜を設ける。このように、原子半径の大きな希土類元素の希土類酸化物等によって金属粒子表面を被覆することにより、焼結防止効果と酸化安定性を得ることができ、微粒子かつ高抗磁力で高温高湿等の環境下でも減磁の少ない強磁性粉末を得ることができる。更に、この希土類酸化物等を主成分として含む第一の皮膜をケイ素酸化物等によって被覆することにより、磁性層等に含まれる潤滑剤成分(脂肪酸、脂肪酸エステル)と希土類元素が反応しヘッド付着物が生成されることを防ぐことができる。こうして、本発明によれば、微粒子かつ高抗磁力であるとともに、耐久性および保存性に優れた強磁性粉末を得ることができる。 In order to prevent sintering and oxidation of metal particles, the ferromagnetic powder of the present invention has a rare earth element oxide and / or oxyhydroxide (hereinafter also referred to as “rare earth oxide etc.”) in order to prevent sintering of metal particles. Cover with a first coating containing as a major component. Further, a second film containing a silicon oxide and / or oxyhydroxide (hereinafter also referred to as “silicon oxide or the like”) as a main component is provided thereon. Thus, by coating the surface of the metal particles with a rare earth oxide of a rare earth element having a large atomic radius, it is possible to obtain a sintering prevention effect and oxidation stability, and the fine particles, high coercive force, high temperature, high humidity, etc. Ferromagnetic powder with little demagnetization can be obtained even in an environment. Further, by coating the first film containing the rare earth oxide as a main component with silicon oxide or the like, the lubricant component (fatty acid, fatty acid ester) contained in the magnetic layer reacts with the rare earth element to attach a head. It can prevent that a kimono is produced | generated. Thus, according to the present invention, a ferromagnetic powder having fine particles and high coercive force, as well as excellent durability and storage stability can be obtained.
本発明の強磁性粉末の磁気特性としては、抗磁力Hcは1.35×105〜3.18×105A/m(1700〜4000エルステッド)の範囲であることが好ましく、1.43×105〜2.79×105A/m(1800〜3500エルステッド)の範囲であることが更に好ましく、飽和磁化σsは120〜180A・m2/kg(120〜180emu/g)の範囲であることが好ましく、135〜170A・m2/kg(135〜170emu/g)の範囲であることが更に好ましい。上記磁気特性を有する強磁性粉末であれば、短波長出力およびS/Nが良好でオーバーライト特性が優れた磁気記録媒体を提供することができ、また、低ノイズおよび高Hcが求められる磁気抵抗型ヘッド(MRヘッド)搭載システムに好適である。 As the magnetic properties of the ferromagnetic powder of the present invention, the coercive force Hc is preferably in the range of 1.35 × 10 5 to 3.18 × 10 5 A / m (1700 to 4000 Oersted), and 1.43 × More preferably, it is in the range of 10 5 to 2.79 × 10 5 A / m (1800 to 3500 oersted), and the saturation magnetization σs is in the range of 120 to 180 A · m 2 / kg (120 to 180 emu / g). It is more preferable that it is in the range of 135 to 170 A · m 2 / kg (135 to 170 emu / g). The ferromagnetic powder having the above magnetic properties can provide a magnetic recording medium having a short wavelength output and a good S / N ratio and an excellent overwrite property, and a magnetoresistance requiring low noise and high Hc. This is suitable for a mold head (MR head) mounting system.
また、本発明の強磁性粉末の粒子サイズとしては、平均長径は10〜120nmの範囲であることが好ましい。平均長径が10nm以上であれば、所望の抗磁力および飽和磁化を得ることができるとともに、磁性層塗布液中の分散性が良好であり、かつ磁場配向による効果が現れやすい。また、平均長径が120nm以下であれば、長径に対する再生損失が低く、かつ媒体ノイズを低減し優れたS/Nを得ることができる。また、本発明の強磁性粉末の平均針状比は2〜12の範囲であることが好ましく、3〜9の範囲であることが更に好ましい。平均針状比が上記範囲内であれば、形状異方性により高いHcを得ることができ高密度記録に有利である。また、本発明の強磁性粉末の平均短径は4〜30nmの範囲であることが好ましく、6〜15nmの範囲であることが更に好ましい。なお、後述するように、本発明の強磁性粉末は、徐酸化処理による表面酸化膜を有することもでき、その場合、前記粒子サイズは、表面酸化膜を含む強磁性粉末に関するものとする。 Moreover, as a particle size of the ferromagnetic powder of this invention, it is preferable that an average major axis is the range of 10-120 nm. If the average major axis is 10 nm or more, the desired coercive force and saturation magnetization can be obtained, the dispersibility in the magnetic layer coating solution is good, and the effect of magnetic field orientation tends to appear. Further, when the average major axis is 120 nm or less, the reproduction loss with respect to the major axis is low, and medium noise can be reduced to obtain an excellent S / N. The average needle ratio of the ferromagnetic powder of the present invention is preferably in the range of 2 to 12, and more preferably in the range of 3 to 9. If the average needle ratio is within the above range, high Hc can be obtained by shape anisotropy, which is advantageous for high density recording. The average minor axis of the ferromagnetic powder of the present invention is preferably in the range of 4 to 30 nm, and more preferably in the range of 6 to 15 nm. As will be described later, the ferromagnetic powder of the present invention can also have a surface oxide film formed by a slow oxidation treatment, and in this case, the particle size relates to the ferromagnetic powder containing the surface oxide film.
本発明の強磁性粉末においては、長径と針状比の変動係数が小さいことが好ましい。長径と針状比の変動係数が小さければ、Hc分布が小さく、特に、r3000/Hc=(Hc3000エルステッド以上で磁化反転する成分の割合/Hc)が減少するので、オーバーライト特性上好ましい。また、長径と針状比の変動係数が小さいほど、高HcかつHc分布が小さく、高抗磁力成分が少なく、SFDが小さくなるため好ましい。長径の変動係数は、30%以下であることが好ましく、25%以下であることが更に好ましい。また、針状比の変動係数は、30%以下であることが好ましく、25%以下であることが更に好ましい。 In the ferromagnetic powder of the present invention, it is preferable that the variation coefficient of the major axis and the needle ratio is small. If the variation coefficient of the major axis and the needle ratio is small, the Hc distribution is small, and in particular, r3000 / Hc = (ratio of the component that undergoes magnetization reversal at or above Hc3000 Oersted / Hc) is reduced, which is preferable in terms of overwrite characteristics. Also, the smaller the coefficient of variation of the major axis and the needle ratio, the higher the Hc and Hc distribution, the less the high coercive force component, and the smaller the SFD. The major axis variation coefficient is preferably 30% or less, and more preferably 25% or less. Further, the variation coefficient of the acicular ratio is preferably 30% or less, and more preferably 25% or less.
前記の強磁性粉末の平均長径とは、金属粉末粒子の長軸の長さの平均を示し、平均短径とは、該粒子の短軸長さの平均を示し、平均針状比とは、針状比(長径/短径)の平均値を指す。針状比の変動係数とは、針状比の標準偏差を平均針状比で除した値を指す。長径の変動係数とは、長径の標準偏差を平均長径で除した値を指す。なお、上記の各平均値は、例えば500個程度の粒子を測定することによって算出される値である。また、前記強磁性粉末粒子は、通常、1〜数個の金属の結晶子からなり、本発明では、この結晶子を全て含んだ(積算した)部分を強磁性粉末粒子というものとする。上記平均値は、高分解能透過型電子顕微鏡で強磁性粉末を観察することにより求めることができる。
以下に、本発明の強磁性粉末における第一の皮膜、第二の皮膜、金属粒子等について説明する。
The average major axis of the ferromagnetic powder indicates the average of the major axis length of the metal powder particles, the average minor axis indicates the average of the minor axis length of the particles, and the average acicular ratio is The average value of needle ratio (major axis / minor axis). The coefficient of variation of the needle ratio refers to a value obtained by dividing the standard deviation of the needle ratio by the average needle ratio. The variation coefficient of the major axis refers to a value obtained by dividing the standard deviation of the major axis by the average major axis. In addition, each said average value is a value calculated by measuring about 500 particle | grains, for example. The ferromagnetic powder particles are usually composed of one to several metal crystallites. In the present invention, a portion containing (accumulating) all the crystallites is called a ferromagnetic powder particle. The average value can be obtained by observing the ferromagnetic powder with a high-resolution transmission electron microscope.
Below, the 1st membrane | film | coat, 2nd membrane | film | coat, metal particle, etc. in the ferromagnetic powder of this invention are demonstrated.
第一の皮膜
本発明の強磁性粉末は、前記金属粒子表面に第一の皮膜、第二の皮膜をこの順に有するものである。第一の皮膜は、希土類元素の酸化物および/またはオキシ水酸化物(希土類酸化物等)を主成分として含むものであり、この皮膜により金属粒子の焼結を防止し微粒子化を可能にすることができるとともに、酸化を防止し減磁を防止する効果を得ることもできる。
1st film | membrane The ferromagnetic powder of this invention has a 1st film | membrane and a 2nd film | membrane in this order on the said metal particle surface. The first film contains a rare earth element oxide and / or oxyhydroxide (such as a rare earth oxide) as a main component, and this film prevents the metal particles from being sintered and enables the formation of fine particles. In addition, the effect of preventing oxidation and preventing demagnetization can be obtained.
前記第一の皮膜は、前記希土類酸化物等を主成分として含むものである。ここで、「主成分として含む」とは、前記皮膜中の50質量%以上を上記希土類酸化物等が占めることをいう。 The first film contains the rare earth oxide or the like as a main component. Here, “including as a main component” means that the rare earth oxide or the like occupies 50% by mass or more of the film.
前記希土類元素としては、イットリウム(Y)、セリウム(Ce)、ネオジム(Nd)、サマリウム(Sm)等を挙げることができ、中でも高い焼結防止効果を得るためには、イットリウムを用いることが好ましい。前記第一の被膜中の希土類元素の含有量は、強磁性粉末に対して、例えば0.5〜20質量%、好ましくは1〜12質量%であることができる。前記第一の被膜が上記量の希土類元素を含むことにより、高い焼結防止効果および酸化防止効果を得ることができる。 Examples of the rare earth element include yttrium (Y), cerium (Ce), neodymium (Nd), and samarium (Sm). Among them, yttrium is preferably used to obtain a high sintering preventing effect. . The content of the rare earth element in the first film may be, for example, 0.5 to 20% by mass, preferably 1 to 12% by mass with respect to the ferromagnetic powder. When the first coating contains the above-mentioned amount of rare earth element, a high sintering prevention effect and oxidation prevention effect can be obtained.
前記第一の皮膜の厚さは、特に限定されないが、焼結および酸化を効果的に防止するためには、例えば0.3〜10nm、好ましくは0.5〜5nmとすることができる。第一の皮膜の厚さおよび該被膜に含まれる希土類元素の量は、皮膜形成に使用する水溶液の濃度および水溶液への浸漬時間等によって制御することができる。 The thickness of the first film is not particularly limited, but can be, for example, 0.3 to 10 nm, preferably 0.5 to 5 nm in order to effectively prevent sintering and oxidation. The thickness of the first film and the amount of the rare earth element contained in the film can be controlled by the concentration of the aqueous solution used for forming the film, the immersion time in the aqueous solution, and the like.
第二の皮膜
前記第二の皮膜は、ケイ素の酸化物および/またはオキシ水酸化物(ケイ素酸化物等)を主成分として含み、下層に位置する第一の皮膜と磁性層等に含まれる潤滑剤成分(脂肪酸および/または脂肪酸エステル)とが反応しヘッド付着物が発生することを防ぐ働きをするものである。なお、第二の皮膜について、「主成分として含む」とは、前記皮膜中の50質量%以上を上記ケイ素酸化物等が占めることをいう。前記第二の被膜中のケイ素の含有量は、強磁性粉末に対して、例えば0.5〜20質量%、好ましくは1〜10質量%であることができる。前記第二の被膜が上記量のケイ素を含むことにより、ヘッド汚れを効果的に防止することができる。
Second coating The second coating contains silicon oxide and / or oxyhydroxide (silicon oxide, etc.) as a main component, and is contained in the first coating located in the lower layer and the magnetic layer, etc. The agent component (fatty acid and / or fatty acid ester) functions to prevent head deposits from reacting with each other. In addition, about the 2nd membrane | film | coat, "it contains as a main component" means that the said silicon oxide etc. occupy 50 mass% or more in the said membrane | film | coat. The silicon content in the second coating can be, for example, 0.5 to 20% by mass, preferably 1 to 10% by mass with respect to the ferromagnetic powder. When the second coating contains the above amount of silicon, head contamination can be effectively prevented.
前記第二の皮膜の厚さは、特に限定されないが、ヘッド汚れを効果的に防止するためには、例えば0.3〜10nm、好ましくは0.5〜5nmとすることができる。第二の皮膜の厚さおよび該被膜に含まれるケイ素の量は、皮膜形成に使用する水溶液の濃度および水溶液への浸漬時間等によって制御することができる。 The thickness of the second film is not particularly limited, but can be, for example, 0.3 to 10 nm, preferably 0.5 to 5 nm, in order to effectively prevent head contamination. The thickness of the second film and the amount of silicon contained in the film can be controlled by the concentration of the aqueous solution used for forming the film, the immersion time in the aqueous solution, and the like.
金属粒子
本発明の強磁性粉末の芯部に位置する金属粒子は、Feおよび/またはCoを主成分として含むものである。ここで、「主成分として含む」とは、前記金属粒子の75原子%以上を上記原子が占めることをいうものとする。前記金属粒子は、FeまたはCoを主成分として含むことができ、またFe−Co合金を主成分として含んでもよい。
Metal particle The metal particle located in the core part of the ferromagnetic powder of the present invention contains Fe and / or Co as a main component. Here, “including as a main component” means that the atoms occupy 75 atomic% or more of the metal particles. The metal particles may contain Fe or Co as a main component, or may contain an Fe—Co alloy as a main component.
また、前記金属粒子は、所定の原子以外に、Al、Si、S、Ti、V、Cr、Cu、Y、Mo、Rh、Pd、Ag、Sn、Sb、Te、Ba、Sr、W、Au、Pb、Bi、La、Ce、Pr、Nd、P、Mn、Zn、Sr、B、Caなどの原子を含むことが好ましい。これらの元素は出発原料の形状制御の他に、粒子間の焼結防止と還元の促進および還元した金属粒子の形状と粒子表面の凹凸制御に効果がある。 In addition to the predetermined atoms, the metal particles include Al, Si, S, Ti, V, Cr, Cu, Y, Mo, Rh, Pd, Ag, Sn, Sb, Te, Ba, Sr, W, Au. , Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, P, Mn, Zn, Sr, B, and Ca. In addition to controlling the shape of the starting material, these elements are effective in preventing sintering between particles and promoting reduction, and controlling the shape of the reduced metal particles and the unevenness of the particle surface.
本発明において、所望の粒子サイズおよび磁気特性を有する強磁性粉末を得るためには、金属粒子部分のサイズおよび磁気特性を制御することが好ましい。前記金属粒子の平均長径は、好ましくは25〜90nmであり、より好ましくは35〜90nmである。また、前記金属粒子の平均針状比は3〜12であることが好ましく、平均短径は4〜14nmの範囲であることが好ましい。なお、本発明の強磁性粉末を高分解能透過型電子顕微鏡で観察することにより、芯部(金属粒子)と皮膜部を識別することができる。高分解能透過型電子顕微鏡で格子像を観察し、皮膜部の厚みを計測し、強磁性粉末の粒子外形から、皮膜部の厚みを差し引くことによって、芯部(金属粒子)の粒子サイズを求めることができる。また、前記金属粒子に関する平均長径、平均短径、平均針状比の定義および算出方法は、先に強磁性粉末について説明した通りである。 In the present invention, in order to obtain a ferromagnetic powder having a desired particle size and magnetic properties, it is preferable to control the size and magnetic properties of the metal particle portion. The average major axis of the metal particles is preferably 25 to 90 nm, more preferably 35 to 90 nm. The average acicular ratio of the metal particles is preferably 3 to 12, and the average minor axis is preferably in the range of 4 to 14 nm. In addition, by observing the ferromagnetic powder of the present invention with a high-resolution transmission electron microscope, the core (metal particles) and the coating can be distinguished. Obtain the particle size of the core (metal particles) by observing the lattice image with a high-resolution transmission electron microscope, measuring the thickness of the coating, and subtracting the thickness of the coating from the particle shape of the ferromagnetic powder. Can do. In addition, the definition and calculation method of the average major axis, the average minor axis, and the average needle ratio for the metal particles are as described above for the ferromagnetic powder.
前記金属粒子の抗磁力Hcは1.43×105〜2.79×105A/m(1800〜3500Oe)、飽和磁化σsは120〜180A・m2/kg(120〜180emu/g)であることがそれぞれ好ましい。前記金属粒子の磁気特性を上記範囲に制御することにより、所望の磁気特性を有する強磁性粉末を得ることができる。 The coercive force Hc of the metal particles is 1.43 × 10 5 to 2.79 × 10 5 A / m (1800 to 3500 Oe), and the saturation magnetization σs is 120 to 180 A · m 2 / kg (120 to 180 emu / g). Each is preferred. By controlling the magnetic properties of the metal particles within the above range, a ferromagnetic powder having desired magnetic properties can be obtained.
本発明において、強磁性粉末に含まれる各皮膜(第一、第二、および後述する第三の皮膜)の組成は、例えばESCA depth profile分析およびX線回折により分析することができる。また、強磁性粉末中の各種元素の含有量は、塩酸により強磁性粉末を溶解し、ICP(誘導プラズマ)分析装置を用いて定量分析することによって求めることができる。 In the present invention, the composition of each film (first, second, and third film described later) contained in the ferromagnetic powder can be analyzed by, for example, ESCA depth profile analysis and X-ray diffraction. The content of various elements in the ferromagnetic powder can be determined by dissolving the ferromagnetic powder with hydrochloric acid and quantitatively analyzing it using an ICP (induction plasma) analyzer.
次に、本発明の強磁性粉末の製造方法について説明する。
本発明の強磁性粉末は、オキシ水酸化鉄または酸化鉄等の出発原料に所定量の希土類元化合物素およびケイ素化合物を順次被着させた後、これを還元することにより得ることができる。より具体的には、出発原料を含む水溶液中に、希土類化合物およびアルカリを添加し、次いでその水溶液にケイ素化合物およびアルカリを添加した後に懸濁液とし、この懸濁液を水洗、濾過して得られた粒子に還元処理を施すことによって、金属粒子表面に第一の被膜と第二の被膜をこの順に有する強磁性粉末を得ることができる。なお、前記濾過した粒子を乾燥した後、一次粒子にするための解砕処理を行うことが好ましい。
Next, the manufacturing method of the ferromagnetic powder of this invention is demonstrated.
The ferromagnetic powder of the present invention can be obtained by sequentially depositing a predetermined amount of a rare earth element compound and a silicon compound on a starting material such as iron oxyhydroxide or iron oxide and then reducing it. More specifically, a rare earth compound and an alkali are added to an aqueous solution containing a starting material, and then a silicon compound and an alkali are added to the aqueous solution to obtain a suspension. The suspension is washed with water and filtered. By subjecting the resulting particles to a reduction treatment, a ferromagnetic powder having a first film and a second film in this order on the surface of the metal particles can be obtained. In addition, it is preferable to perform the crushing process for making it the primary particle after drying the said filtered particle | grain.
第一の皮膜形成のために使用する希土類化合物としては、Y、Ce、Nd、Sm等の塩化物や硝酸塩等を挙げることができる。第二の皮膜形成のために使用するケイ素化合物としては、水ガラス、珪酸ナトリウム等を挙げることができる。また、前記希土類化合物またはケイ素化合物とともに添加するアルカリとしては、アンモニア水、NaOH、KOH等を使用することができ、中でも、乾式処理により微量元素としてNa、K等の金属を除去したアンモ二ア水が好ましい。前記水溶液中の希土類化合物、ケイ素化合物およびアルカリの濃度は、所望量の希土類元素およびケイ素を被着できるように適宜設定すればよい。 Examples of the rare earth compound used for forming the first film include chlorides such as Y, Ce, Nd, and Sm, nitrates, and the like. Examples of the silicon compound used for forming the second film include water glass and sodium silicate. As the alkali added together with the rare earth compound or silicon compound, ammonia water, NaOH, KOH or the like can be used, and among them, ammonia water from which metals such as Na and K are removed as trace elements by dry treatment. Is preferred. The concentration of the rare earth compound, silicon compound and alkali in the aqueous solution may be appropriately set so that a desired amount of rare earth element and silicon can be deposited.
特に、本発明では、長径と針状比がよくそろい且つ粒度がよくそろった出発原料にシリカ、燐酸、アルミ−シリカ等により焼結防止処理を行い、金属酸化物(例、FeOx:1≦x≦1.5、例えばFe2O3、Fe3O4)から金属(例、Fe)へ還元するときに針状比を制御することにより、強磁性粉末中の金属粒子の粒子サイズを調整することが好ましい。出発原料としては、例えば、FeOOH、Fe2O3、Fe3O4等、具体的には単分散ゲータイト(α−FeOOH)または単分散ヘマタイト(α−Fe2O3)を用いることができる。出発原料の製法は特に限定されず、例えば特開平7−109122号公報および特開平6−340426号公報に記載の方法を適用することができる。 In particular, in the present invention, a starting material having a long axis and a good needle ratio and a uniform particle size is subjected to a sintering prevention treatment with silica, phosphoric acid, aluminum-silica or the like, and a metal oxide (eg, FeOx: 1 ≦ x ≦ 1.5, for example, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 ) to adjust the particle size of the metal particles in the ferromagnetic powder by controlling the needle ratio when reducing to metal (eg, Fe) It is preferable. As a starting material, for example, FeOOH, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 and the like, specifically, monodispersed goethite (α-FeOOH) or monodispersed hematite (α-Fe 2 O 3 ) can be used. The production method of the starting material is not particularly limited, and for example, the methods described in JP-A-7-109122 and JP-A-6-340426 can be applied.
出発原料(ゲータイト、ヘマタイト等)の平均長軸長は20〜150nm、針状比は2〜12であることが好ましい。出発原料の形状、長軸長と短軸長と針状比をよくそろえることが好ましい。平均長軸長が20nm以上の出発原料を使用することにより、所望のHc、σsを有する強磁性粉末を得ることが可能となる。また、平均長軸長が150nm以下の出発原料を使用すれば、微粒子状の強磁性粉末を得ることができる。 The average major axis length of the starting material (goethite, hematite, etc.) is preferably 20 to 150 nm, and the acicular ratio is preferably 2 to 12. It is preferable that the starting materials have the same shape, major axis length, minor axis length, and needle ratio. By using a starting material having an average major axis length of 20 nm or more, a ferromagnetic powder having desired Hc and σ s can be obtained. Further, if a starting material having an average major axis length of 150 nm or less is used, fine particulate ferromagnetic powder can be obtained.
前記金属粒子の形状、長径、短径のサイズを均一かつ所望の範囲に制御するためには、還元処理と徐酸化処理を段階的に繰り返し行って強磁性粉末の粒子形状制御、結晶性制御、および徐酸化処理により形成される表面酸化膜の厚みおよび結晶性を制御することが好ましい。 In order to control the shape, major axis, and minor axis size of the metal particles uniformly and in a desired range, the particle shape control of the ferromagnetic powder, the crystallinity control, and the reduction treatment and the gradual oxidation treatment are repeated stepwise. It is preferable to control the thickness and crystallinity of the surface oxide film formed by the slow oxidation treatment.
例えば単分散ゲータイト(α−FeOOH)または単分散ヘマタイト(α−Fe2O3)に、所定量の希土類化合物およびケイ素化合物を順次被着させた後、純水素等によって還元処理を施すことにより、芯部のゲータイトまたはヘマタイトを金属に還元することができる。その途中段階で、α−Fe2O3でのアニール処理をすることが結晶率を大きくするために有用である。またα−Fe2O3よりFe3O4、FeOに還元するときは純水素ではなく各種還元ガスを使用することができる。還元の際に水分が焼結に関係することが知られているので、生成核の生成をできるだけ一つに抑制し、かつ結晶率を高めるために、還元により発生する水を短時間に系外へ除去すること、または還元により生成する水の量を制御することが好ましい。このような水の制御は、還元ガスの分圧を制御したり、還元ガス量を制御することにより行うことができる。また、還元後の強磁性粉末には、化学的安定性を高めるために、徐酸化処理を施し強磁性粉末粒子表面に酸化皮膜を形成することが好ましい。還元後の芯部(金属粒子)には、少量のオキシ水酸化鉄または酸化鉄が含まれていてもよい。徐酸化処理時に使用するガス中に炭酸ガスが含有されていると、金属粒子表面の塩基性点に吸着するので、このような炭酸ガスが含まれていてもよい。 For example, after a predetermined amount of a rare earth compound and a silicon compound are sequentially deposited on monodispersed goethite (α-FeOOH) or monodispersed hematite (α-Fe 2 O 3 ), reduction treatment with pure hydrogen or the like is performed. The core goethite or hematite can be reduced to metal. In the middle of the process, annealing with α-Fe 2 O 3 is useful for increasing the crystal ratio. Moreover, when reducing from α-Fe 2 O 3 to Fe 3 O 4 and FeO, various reducing gases can be used instead of pure hydrogen. Since it is known that moisture is related to sintering during reduction, water generated by reduction can be removed from the system in a short period of time in order to suppress the formation of product nuclei as much as possible and increase the crystallinity. It is preferable to control the amount of water produced by removal or reduction. Such control of water can be performed by controlling the partial pressure of the reducing gas or by controlling the amount of reducing gas. The reduced ferromagnetic powder is preferably subjected to a gradual oxidation treatment to form an oxide film on the surface of the ferromagnetic powder particles in order to increase chemical stability. The core (metal particles) after reduction may contain a small amount of iron oxyhydroxide or iron oxide. If carbon dioxide gas is contained in the gas used during the gradual oxidation treatment, it is adsorbed at the basic point on the surface of the metal particles, and such carbon dioxide gas may be contained.
なお、ゲータイト(α−FeOOH)やヘマタイト(α−Fe2O3)を出発原料として金属磁性粉を製造する場合には、脱酸素してメタルに還元されると同時に、粒子の外形の収縮が起き、多結晶の空隙の多い結晶が得られることがある。そこで、出発原料のサイズや形態、特に長径と針状比の変動係数を小さくし、金属粒子の長径、短径および針状比を制御するとともに、その変動係数を小さくすることにより、単結晶の構造の粒子を多く含む金属粒子を得ることができる。 In addition, when producing magnetic metal powder using goethite (α-FeOOH) or hematite (α-Fe 2 O 3 ) as a starting material, it is deoxidized and reduced to metal, and at the same time, shrinkage of the outer shape of the particles is reduced. Wake up to obtain polycrystalline crystals with many voids. Therefore, by reducing the size and form of the starting material, especially the coefficient of variation of the major axis and the needle ratio, and controlling the major axis, minor axis and needle ratio of the metal particles, the coefficient of variation of the single crystal can be reduced by reducing the coefficient of variation. Metal particles containing a large number of structured particles can be obtained.
更に、前記還元前の前処理、例えば、ゲータイトやヘマタイト等の脱水条件、アニール条件等、および前記還元条件、例えば、温度、還元ガス、還元処理時間等を選定することにより、強磁性粉末の磁気特性をもたらす金属粒子部分の物性を制御することができる。例えば、ゲータイトを処理する場合の好ましい条件は、以下の通りである。脱水条件としては、回転式の電気炉で窒素雰囲気下、250〜400℃、好ましくは300〜400℃で0.5〜2時間、好ましくは0.5〜1時間行うことが挙げられる。アニール条件としては、静置式の還元炉で窒素雰囲気下、500〜800℃、好ましくは550〜700℃で1〜5時間、好ましくは2〜3時間行うことが挙げられる。脱水処理後、アニール処理前に脱水処理により得られたヘマタイトを水洗し、可溶性のアルカリ金属を除去する工程を設けてもよい。脱水およびアニール処理と徐酸化処理を、例えば、低温から徐々に高温へ昇温する等、段階的に、かつ、繰り返し行って金属粒子の形状制御、結晶性制御および徐酸化処理により形成される表面酸化膜の厚みおよび結晶性を制御することが有効である。 Further, by selecting the pretreatment before reduction, for example, dehydration conditions such as goethite and hematite, annealing conditions, and the reduction conditions such as temperature, reducing gas, reduction time, etc., the magnetic properties of the ferromagnetic powder It is possible to control the physical properties of the metal particle portion that provides the characteristics. For example, preferable conditions when processing goethite are as follows. Examples of the dehydration condition include a rotary electric furnace in a nitrogen atmosphere at 250 to 400 ° C., preferably 300 to 400 ° C., for 0.5 to 2 hours, preferably 0.5 to 1 hour. Annealing conditions include a static reduction furnace in a nitrogen atmosphere at 500 to 800 ° C., preferably 550 to 700 ° C. for 1 to 5 hours, preferably 2 to 3 hours. After the dehydration treatment, a step of washing the hematite obtained by the dehydration treatment before the annealing treatment and removing the soluble alkali metal may be provided. Surfaces formed by metal particle shape control, crystallinity control and gradual oxidation treatment by performing dehydration and annealing treatment and gradual oxidation treatment stepwise and repeatedly, for example, gradually raising the temperature from low temperature to high temperature. It is effective to control the thickness and crystallinity of the oxide film.
還元条件としては、静置式の還元炉で水素雰囲気下、350〜600℃、好ましくは425〜530℃、0.25〜1時間、好ましくは0.25〜0.5時間還元処理し、次いで、雰囲気を窒素に置換して後、450〜650℃、好ましくは500〜600℃、0.5〜3時間、好ましくは1〜2時間加熱し、次いで純水素に切り換え前記温度にて3〜5時間還元処理することが挙げられる。還元処理を例えば、低温から徐々に高温へ昇温する等、段階的に、かつ、繰り返し行うことにより金属粒子の形状を制御し、かつ結晶性を高めることができる。また、還元の終了は、排水系ガス中の水分を露点計で測定して決定することができる。 As the reducing conditions, 350 to 600 ° C., preferably 425 to 530 ° C., preferably 0.25 to 1 hour, preferably 0.25 to 0.5 hour in a hydrogen atmosphere in a stationary reducing furnace, After replacing the atmosphere with nitrogen, heat at 450 to 650 ° C., preferably 500 to 600 ° C., 0.5 to 3 hours, preferably 1 to 2 hours, and then switch to pure hydrogen for 3 to 5 hours at the above temperature. Reduction treatment can be mentioned. The shape of the metal particles can be controlled and the crystallinity can be increased by repeatedly performing the reduction treatment stepwise and repeatedly, for example, gradually raising the temperature from a low temperature to a high temperature. The end of the reduction can be determined by measuring the moisture in the drainage gas with a dew point meter.
なお、本発明の強磁性粉末は、磁気特性向上のために、前記金属粒子表面と第一の皮膜との間にAl、Si、FeおよびCoからなる群から選択される一種以上の元素の酸化物および/またはオキシ水酸化物を主成分として含む第三の皮膜を更に有することが好ましい。特に、飽和磁化σsを大きくするとともに緻密で薄い皮膜を形成するためには、前記第三の皮膜は、Coの酸化物を主成分として含むものであることが好ましい。ここで、「主成分として含む」とは、前記皮膜中の40質量%以上を上記成分が占めることをいう。前記第三の皮膜の有無にかかわらず、本発明の強磁性粉末は、Feに対して10〜40質量%(より好ましくは15〜35質量%)のCoを含むことが好ましい。前記第三の皮膜は、出発原料のゲータイト、ヘマタイト作製時に原料の一部にドープし、次に必要量を表面に被着した後に前述の還元処理を施すことによって形成することができる。なお、前記第三の皮膜の厚さは、特に限定されないが、例えば0.3〜20nm、好ましくは0.5〜10nmである。 The ferromagnetic powder of the present invention is an oxide of one or more elements selected from the group consisting of Al, Si, Fe and Co between the surface of the metal particles and the first film in order to improve magnetic properties. It is preferable to further have a third film containing a product and / or oxyhydroxide as a main component. In particular, in order to increase the saturation magnetization σs and form a dense and thin film, the third film preferably contains a Co oxide as a main component. Here, “including as a main component” means that the component occupies 40% by mass or more in the film. Regardless of the presence or absence of the third film, the ferromagnetic powder of the present invention preferably contains 10 to 40% by mass (more preferably 15 to 35% by mass) of Co with respect to Fe. The third film can be formed by doping a part of the raw material at the time of preparation of the starting materials goethite and hematite, and then applying the above-described reduction treatment after depositing the required amount on the surface. The thickness of the third film is not particularly limited, but is, for example, 0.3 to 20 nm, preferably 0.5 to 10 nm.
また、強磁性金属粉末には後述する分散剤、潤滑剤、界面活性剤、帯電防止剤などで分散前にあらかじめ処理を行うこともできる。具体的には、特公昭44−14090号公報、特公昭45−18372号公報、特公昭47−22062号公報、特公昭47−22513号公報、特公昭46−28466号公報、特公昭46−38755号公報、特公昭47−4286号公報、特公昭47−12422号公報、特公昭47−17284号公報、特公昭47−18509号公報、特公昭47−18573号公報、特公昭39−10307号公報、特公昭48−39639号公報、米国特許3026215号、同3031341号、同3100194号、同3242005号、同3389014号などに記載されている。 In addition, the ferromagnetic metal powder can be treated in advance with a dispersant, lubricant, surfactant, antistatic agent, etc., which will be described later, before dispersion. Specifically, Japanese Patent Publication No. 44-14090, Japanese Patent Publication No. 45-18372, Japanese Patent Publication No. 47-22062, Japanese Patent Publication No. 47-22513, Japanese Patent Publication No. 46-28466, Japanese Patent Publication No. 46-38755. No. 47, No. 47-4286, No. 47-12422, No. 47-17284, No. 47-18509, No. 47-18573, No. 39-10307 No. 48-39639, U.S. Pat. Nos. 3,026,215, 3,031,341, 3,100,194, 3,342,005, and 3,389,014.
本発明の強磁性粉末の含水率は、0.01〜2質量%とすることが望ましい。後述する結合剤の種類によって含水率は最適化することが望ましい。また、本発明の強磁性粉末のタップ密度は0.2〜0.8g/ccが望ましい。0.8g/ccより大きいと該粉末を徐酸化するときに均一に徐酸化されないので該粉末を安全にハンドリングのすることが困難であったり、得られたテープの磁化が経時で減少する場合がある。タップ密度が0.2g/cc以下では分散が不十分になりやすい。 The water content of the ferromagnetic powder of the present invention is preferably 0.01 to 2% by mass. It is desirable to optimize the moisture content according to the type of binder described below. The tap density of the ferromagnetic powder of the present invention is preferably 0.2 to 0.8 g / cc. If the powder is larger than 0.8 g / cc, it may not be uniformly oxidized when the powder is gradually oxidized, and it may be difficult to handle the powder safely or the magnetization of the obtained tape may decrease over time. is there. When the tap density is 0.2 g / cc or less, dispersion tends to be insufficient.
[磁気記録媒体]
本発明の磁気記録媒体は、非磁性支持体上に強磁性粉末および結合剤を含む磁性層を有する磁気記録媒体であって、前記強磁性粉末が、本発明の強磁性粉末であるものである。前述のように、本発明の強磁性粉末は、金属粒子上に第一の皮膜を有することにより、焼結防止効果と酸化安定性を得ることができ、微粒子かつ高抗磁力で高温高湿等の環境下でも減磁の少ない強磁性粉末を得ることができる。更に、この第一の皮膜をケイ素酸化物等を主成分とする第二の皮膜によって被覆することにより、磁性層等に含まれる潤滑剤成分(脂肪酸、脂肪酸エステル)と希土類元素が反応しヘッド付着物が生成されることを防ぐことができる。
[Magnetic recording medium]
The magnetic recording medium of the present invention is a magnetic recording medium having a magnetic layer containing a ferromagnetic powder and a binder on a nonmagnetic support, wherein the ferromagnetic powder is the ferromagnetic powder of the present invention. . As described above, the ferromagnetic powder of the present invention has the first coating on the metal particles, so that it can obtain a sintering prevention effect and oxidation stability, and has fine particles, high coercive force, high temperature and high humidity, etc. Ferromagnetic powder with little demagnetization can be obtained even under the above environment. Furthermore, by covering this first film with a second film mainly composed of silicon oxide or the like, the lubricant component (fatty acid, fatty acid ester) contained in the magnetic layer and the like reacts with the rare earth element to attach a head. It can prevent that a kimono is produced | generated.
本発明の磁気記録媒体において、磁性層の厚さは0.01〜0.5μmの範囲であることが好ましく、0.02〜0.3μmの範囲であることが更に好ましく、適用する記録再生システムに応じて最適な厚さに設定することが好ましい。一般には、磁性層厚が0.01μm以上であれば、高出力および良好なC/Nを得ることができる。一方、磁性層厚が0.5μm以下であれば、ノイズが少なく良好なC/Nを得ることができる。 In the magnetic recording medium of the present invention, the thickness of the magnetic layer is preferably in the range of 0.01 to 0.5 μm, more preferably in the range of 0.02 to 0.3 μm. It is preferable to set the optimum thickness according to the above. In general, if the magnetic layer thickness is 0.01 μm or more, high output and good C / N can be obtained. On the other hand, if the magnetic layer thickness is 0.5 μm or less, a good C / N can be obtained with less noise.
前記磁性層の抗磁力Hcは、1.35×105〜3.18×105A/m(1700〜4000エルステッド)であることが好ましく、より好ましくは1.43×105〜3.02×105A/m(1800〜3800エルステッド)、更に好ましくは1.59×105〜2.79×105A/m(2000〜3500エルステッド)であり、磁性層のBm(最大磁束密度)は、350〜700mT(3500〜7000ガウス(G))であることが好ましく、より好ましくは390〜700mT(3900〜7000G)である。Hc、Bmが下限値以上であれば十分な短波長出力を得ることができ、また、それらが上限値以下であれば記録に使用するヘッドの飽和を防ぐことにより出力を確保することができる。 The coercive force Hc of the magnetic layer is preferably 1.35 × 10 5 to 3.18 × 10 5 A / m (1700 to 4000 oersted), more preferably 1.43 × 10 5 to 3.02. × 10 5 A / m (1800 to 3800 Oersted), more preferably 1.59 × 10 5 to 2.79 × 10 5 A / m (2000 to 3500 Oersted), and Bm (maximum magnetic flux density) of the magnetic layer Is preferably 350 to 700 mT (3500 to 7000 Gauss (G)), more preferably 390 to 700 mT (3900 to 7000 G). If Hc and Bm are equal to or higher than the lower limit values, a sufficiently short wavelength output can be obtained, and if they are equal to or lower than the upper limit values, output can be ensured by preventing saturation of the head used for recording.
本発明の磁気記録媒体は、蒸着テープのデジタルVTRシステムとして提案されているDVCシステムに最適であるが、該DVCシステム以外にも下記の特徴を持つシステムに有効である。
1)記録波長が0.6μm以下の短波長記録。
2)サーボ信号の記録波長が記録信号の記録波長の30倍以上。
3)記録信号とサーボ信号を同時記録する。
4)3)の記録の一部を重ね書きする。
The magnetic recording medium of the present invention is most suitable for a DVC system proposed as a digital VTR system for vapor deposition tape, but is effective for a system having the following characteristics in addition to the DVC system.
1) Short wavelength recording with a recording wavelength of 0.6 μm or less.
2) The recording wavelength of the servo signal is 30 times or more the recording wavelength of the recording signal.
3) Record the recording signal and servo signal simultaneously.
4) Overwrite part of the record in 3).
ここで、サーボ信号とは、制御信号の意味で、通常、記録信号の位置を示すために使用する。また、4)における重ね書き部分は、通常、既に3)において記録された所定のトラックの幅方向の一部であり、重ね書きする記録信号は短波長記録信号のみからなることが好ましく、その重ね書き部の幅は、通常、磁気ヘッドの幅の10〜80%、好ましくは10〜60%である。10%に満たなくとも、また、80%を越えるようになってもトラッキングの精度の確保が困難になるので望ましくない。 Here, the servo signal means a control signal and is usually used to indicate the position of the recording signal. The overwritten portion in 4) is usually a part in the width direction of the predetermined track already recorded in 3), and the recording signal to be overwritten preferably consists of only a short wavelength recording signal. The width of the writing portion is usually 10 to 80%, preferably 10 to 60% of the width of the magnetic head. Even if less than 10% or exceeding 80%, it is difficult to ensure tracking accuracy, which is not desirable.
トラック幅は、通常、5〜20μm、望ましくは5〜15μmの範囲であり、磁気ヘッドの幅は、5〜25μm、望ましくは10〜20μmであって、トラック幅と磁気ヘッド幅は、ほぼ同等でも異なっていてもよいが、望ましくはトラック幅よりも磁気ヘッドの幅の方がやや大きめの方がよい。具体的には、DVCシステムでは、テープ幅は1/4インチ幅、厚さは7μm、トラック幅は10μm、磁気ヘッド幅は15μm、重ね書き幅は5μm、短波長記録信号は0.5μm、サーボ信号は22.5μmである。 The track width is usually in the range of 5 to 20 μm, preferably 5 to 15 μm, the width of the magnetic head is 5 to 25 μm, preferably 10 to 20 μm, and the track width and the magnetic head width are almost equal. Although it may be different, it is desirable that the width of the magnetic head is slightly larger than the track width. Specifically, in the DVC system, the tape width is 1/4 inch width, the thickness is 7 μm, the track width is 10 μm, the magnetic head width is 15 μm, the overwriting width is 5 μm, the short wavelength recording signal is 0.5 μm, the servo. The signal is 22.5 μm.
前記磁性層中の結合剤としては、従来公知の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、反応型樹脂やこれらの混合物が使用できる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ガラス転移温度が−100〜150℃、数平均分子量が1000〜200000、好ましくは10000〜100000、重合度が約50〜1000程度のものを使用することができる。 As the binder in the magnetic layer, conventionally known thermoplastic resins, thermosetting resins, reactive resins and mixtures thereof can be used. As the thermoplastic resin, for example, those having a glass transition temperature of −100 to 150 ° C., a number average molecular weight of 1,000 to 200,000, preferably 10,000 to 100,000, and a degree of polymerization of about 50 to 1,000 can be used.
このような結合剤樹脂としては、塩化ビニル、酢酸ビニル、ビニルアルコール、マレイン酸、アクリル酸、アクリル酸エステル、塩化ビニリデン、アクリロニトリル、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、スチレン、ブタジエン、エチレン、ビニルブチラール、ビニルアセタール、ビニルエーテル、等を構成単位として含む重合体または共重合体、ポリウレタン樹脂、各種ゴム系樹脂がある。 Such binder resins include vinyl chloride, vinyl acetate, vinyl alcohol, maleic acid, acrylic acid, acrylic ester, vinylidene chloride, acrylonitrile, methacrylic acid, methacrylic ester, styrene, butadiene, ethylene, vinyl butyral, vinyl. There are polymers or copolymers containing acetal, vinyl ether and the like as structural units, polyurethane resins, and various rubber resins.
また、熱硬化性樹脂または反応型樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン硬化型樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、アクリル系反応樹脂、ホルムアルデヒド樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ−ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂とイソシアネートプレポリマーの混合物、ポリエステルポリオールとポリイソシアネートの混合物、ポリウレタンとポリイソシアネートの混合物等が挙げられる。 Thermosetting resins or reactive resins include phenolic resins, epoxy resins, polyurethane curable resins, urea resins, melamine resins, alkyd resins, acrylic reactive resins, formaldehyde resins, silicone resins, epoxy-polyamide resins, polyesters. Examples thereof include a mixture of resin and isocyanate prepolymer, a mixture of polyester polyol and polyisocyanate, a mixture of polyurethane and polyisocyanate, and the like.
前記の結合剤樹脂に、より優れた強磁性粉末の分散効果と磁性層の耐久性を得るために、必要に応じ、COOM、SO3M、OSO3M、P=O(OM)2、O−P=O(OM)2 、(以上につきMは水素原子、またはアルカリ金属塩基)、OH、NR2、N+R3(Rは炭化水素基)、エポキシ基、SH、CNなどから選ばれる少なくともひとつ以上の極性基を共重合または付加反応で導入することが好ましい。このような極性基の量は、例えば10-1〜10-8モル/gであり、好ましくは10-2〜10-6モル/gである。 In order to obtain a superior dispersion effect of the ferromagnetic powder and durability of the magnetic layer in the binder resin, COOM, SO 3 M, OSO 3 M, P═O (OM) 2 , O -P = O (OM) 2 (wherein M is a hydrogen atom or an alkali metal base), OH, NR 2 , N + R 3 (R is a hydrocarbon group), epoxy group, SH, CN, etc. It is preferable to introduce at least one polar group by copolymerization or addition reaction. The amount of such a polar group is, for example, 10 −1 to 10 −8 mol / g, preferably 10 −2 to 10 −6 mol / g.
前記結合剤樹脂は、強磁性金属粉末に対し、例えば5〜50質量%の範囲、好ましくは10〜30質量%の範囲で用いられる。塩化ビニル系樹脂を用いる場合は5〜100質量%、ポリウレタン樹脂を用いる場合は2〜50質量%、ポリイソシアネートは2〜100質量%の範囲でこれらを組み合わせて用いることが好ましい。 The binder resin is used, for example, in the range of 5 to 50% by mass, preferably in the range of 10 to 30% by mass with respect to the ferromagnetic metal powder. It is preferable to use a combination of 5 to 100% by mass when using a vinyl chloride resin, 2 to 50% by mass when using a polyurethane resin, and 2 to 100% by mass of polyisocyanate.
また、磁性層の強磁性粉末の充填度は、使用する強磁性粉末の最大飽和磁化量σsおよび最大磁束密度Bmから計算できる(Bm/4πσs)となり、その値は、好ましくは1.9g/cc以上であり、更に好ましくは2.0g/cc以上、最も好ましくは2.2g/cc以上である。本発明において、ポリウレタンを用いる場合はガラス転移温度が−50〜100℃、破断伸びが100〜2000%、破断応力は0.05〜10kg/mm 2 (0.49〜98MPa)、降伏点は0.05〜10kg/mm2(0.49〜98MPa)のものを用いることが好ましい。 The filling degree of the ferromagnetic powder in the magnetic layer can be calculated from the maximum saturation magnetization σs and the maximum magnetic flux density Bm of the used ferromagnetic powder (Bm / 4πσs), and the value is preferably 1.9 g / cc. Or more, more preferably 2.0 g / cc or more, and most preferably 2.2 g / cc or more. In the present invention, when polyurethane is used, the glass transition temperature is −50 to 100 ° C., the breaking elongation is 100 to 2000%, the breaking stress is 0.05 to 10 kg / mm 2 (0.49 to 98 MPa), and the yield point is 0. It is preferable to use one having a thickness of 0.05 to 10 kg / mm 2 (0.49 to 98 MPa).
本発明に使用可能なポリイソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート、4−4′−ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ナフチレン−1,5−ジイソシアネート、o−トルイジンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート等のイソシアネート類、また、これらのイソシアネート類とポリアルコールとの生成物、また、イソシアネート類の縮合によって生成したポリイソシアネート等を挙げることができる。これらのイソシアネート類の市販されている商品名としては、日本ポリウレタン社製コロネートL、コロネートHL、コロネート2030、コロネート2031、ミリオネートMR、ミリオネートMTL、武田薬品社製タケネートD−102、タケネートD−110N、タケネートD−200、タケネートD−202、住友バイエル社製デスモジュールL、デスモジュールIL、デスモジュールN、デスモジュールHL等があり、これらを単独または硬化反応性の差を利用して二つまたはそれ以上の組合せで用いることができる。 Polyisocyanates that can be used in the present invention include tolylene diisocyanate, 4-4'-diphenylmethane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, naphthylene-1,5-diisocyanate, o-toluidine diisocyanate, isophorone diisocyanate, triphenylmethane. Examples thereof include isocyanates such as triisocyanate, products of these isocyanates and polyalcohols, and polyisocyanates formed by condensation of isocyanates. Commercially available product names of these isocyanates include Coronate L, Coronate HL, Coronate 2030, Coronate 2031, Millionate MR, Millionate MTL, Takeda Pharmaceutical Taketake D-102, Takenate D-110N, Takenate D-200, Takenate D-202, Sumitomo Bayer's Death Module L, Death Module IL, Death Module N, Death Module HL, etc. It can be used in combination of the above.
本発明において、磁性層には、潤滑効果、帯電防止効果、分散効果、可塑効果などをもつ添加剤を使用することができる。具体的には、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、グラファイト、窒化ホウ素、フッ化黒鉛、シリコーンオイル、極性基をもつシリコーン、脂肪酸変性シリコーン、フッ素含有シリコーン、フッ素含有アルコール、フッ素含有エステル、ポリオレフィン、ポリグリコール、アルキル燐酸エステルおよびそのアルカリ金属塩、アルキル硫酸エステルおよびそのアルカリ金属塩、ポリフェニルエーテル、フェニルホスホン酸、αナフチル燐酸、フェニル燐酸、ジフェニル燐酸、p−エチルベンゼンホスホン酸、フェニルホスフィン酸、アミノキノン類、各種シランカップリング剤、チタンカップリング剤、フッ素含有アルキル硫酸エステルおよびそのアルカリ金属塩、炭素数10〜24の一塩基性脂肪酸(不飽和結合を含んでも、また分岐していてもかまわない)、およびこれらの金属塩(Li、Na、K、Cuなど)または、炭素数12〜22の一価、二価、三価、四価、五価、六価アルコール(不飽和結合を含んでも、また分岐していてもかまわない)、炭素数12〜22のアルコキシアルコール(不飽和結合を含んでも、また分岐していてもかまわない)、炭素数10〜24の一塩基性脂肪酸(不飽和結合を含んでも、また分岐していてもかまわない)と炭素数2〜12の一価、二価、三価、四価、五価、六価アルコールのいずれか一つ(不飽和結合を含んでも、また分岐していてもかまわない)とからなるモノ脂肪酸エステルまたはジ脂肪酸エステルまたはトリ脂肪酸エステル、アルキレンオキシド重合物のモノアルキルエーテルの脂肪酸エステル、炭素数8〜22の脂肪酸アミド、炭素数8〜22の脂肪族アミン、などが使用できる。 In the present invention, additives having a lubricating effect, an antistatic effect, a dispersing effect, a plasticizing effect, and the like can be used for the magnetic layer. Specifically, molybdenum disulfide, tungsten disulfide, graphite, boron nitride, graphite fluoride, silicone oil, silicone with polar groups, fatty acid-modified silicone, fluorine-containing silicone, fluorine-containing alcohol, fluorine-containing ester, polyolefin, poly Glycol, alkyl phosphate ester and alkali metal salt thereof, alkyl sulfate ester and alkali metal salt thereof, polyphenyl ether, phenylphosphonic acid, α-naphthyl phosphoric acid, phenyl phosphoric acid, diphenyl phosphoric acid, p-ethylbenzenephosphonic acid, phenylphosphinic acid, aminoquinones , Various silane coupling agents, titanium coupling agents, fluorine-containing alkyl sulfates and alkali metal salts thereof, monobasic fatty acids having 10 to 24 carbon atoms (including unsaturated bonds or branched And a metal salt thereof (Li, Na, K, Cu, etc.) or a monovalent, divalent, trivalent, tetravalent, pentavalent, hexavalent alcohol (unsaturated) having 12 to 22 carbon atoms. A bond may be included or branched), an alkoxy alcohol having 12 to 22 carbon atoms (which may include an unsaturated bond or branched), and a monobasic group having 10 to 24 carbon atoms Fatty acids (which may contain unsaturated bonds or may be branched) and any one of monovalent, divalent, trivalent, tetravalent, pentavalent and hexavalent alcohols having 2 to 12 carbon atoms (unsaturated) Mono-fatty acid ester or di-fatty acid ester or tri-fatty acid ester, fatty acid ester of monoalkyl ether of alkylene oxide polymer, fatty acid having 8 to 22 carbon atoms, which may contain a saturated bond or may be branched) Amides, aliphatic amines having 8 to 22 carbon atoms, and the like can be used.
これらの具体例としては、脂肪酸では、カプリン酸、カプリル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、オレイン酸、エライジン酸、リノール酸、リノレン酸、イソステアリン酸、などが挙げられる。エステル類ではブチルステアレート、オクチルステアレート、アミルステアレート、イソオクチルステアレート、ブチルミリステート、オクチルミリステート、ブトキシエチルステアレート、ブトキシジエチルステアレート、2−エチルヘキシルステアレート、2−オクチルドデシルパルミテート、2−ヘキシルドデシルパルミテート、イソヘキサデシルステアレート、オレイルオレエート、ドデシルステアレート、トリデシルステアレート、エルカ酸オレイル、ネオペンチルグリコールジデカノエート、エチレングリコールジオレイル、アルコール類ではオレイルアルコール、ステアリルアルコール、ラウリルアルコール、などが挙げられる。また、アルキレンオキサイド系、グリセリン系、グリシドール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加体、等のノニオン界面活性剤、環状アミン、エステルアミド、第四級アンモニウム塩類、ヒダントイン誘導体、複素環類、ホスホニウムまたはスルホニウム類、等のカチオン系界面活性剤、カルボン酸、スルフォン酸、燐酸、硫酸エステル基、燐酸エステル基、などの酸性基を含むアニオン界面活性剤、アミノ酸類、アミノスルホン酸類、アミノアルコールの硫酸または燐酸エステル類、アルキルベダイン型、等の両性界面活性剤等も使用できる。これらの界面活性剤については、「界面活性剤便覧」(産業図書株式会社発行)に詳細に記載されている。これらの潤滑剤、帯電防止剤等は必ずしも100%純粋ではなくてもよく、主成分以外に異性体、未反応物、副反応物、分解物、酸化物等の不純分が含まれてもかまわない。これらの不純分量は30質量%以下であることが好ましく、さらに好ましくは10質量%以下である。 Specific examples of these fatty acids include capric acid, caprylic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, behenic acid, oleic acid, elaidic acid, linoleic acid, linolenic acid, isostearic acid, and the like. . Esters include butyl stearate, octyl stearate, amyl stearate, isooctyl stearate, butyl myristate, octyl myristate, butoxyethyl stearate, butoxydiethyl stearate, 2-ethylhexyl stearate, 2-octyldodecyl palmitate 2-hexyldecyl palmitate, isohexadecyl stearate, oleyl oleate, dodecyl stearate, tridecyl stearate, oleyl erucate, neopentyl glycol didecanoate, ethylene glycol dioleyl, oleyl alcohol, stearyl for alcohols Alcohol, lauryl alcohol, etc. are mentioned. Nonionic surfactants such as alkylene oxide, glycerin, glycidol, and alkylphenol ethylene oxide adducts, cyclic amines, ester amides, quaternary ammonium salts, hydantoin derivatives, heterocycles, phosphonium or sulfoniums, etc. Cationic surfactants, anionic surfactants containing acidic groups such as carboxylic acid, sulfonic acid, phosphoric acid, sulfate ester group, phosphate ester group, amino acids, aminosulfonic acids, sulfuric acid or phosphate esters of amino alcohol, Amphoteric surfactants such as alkylbedine type can also be used. These surfactants are described in detail in “Surfactant Handbook” (published by Sangyo Tosho Co., Ltd.). These lubricants, antistatic agents and the like are not necessarily 100% pure, and may contain impurities such as isomers, unreacted materials, side reaction products, decomposition products, oxides in addition to the main components. Absent. These impure amounts are preferably 30% by mass or less, more preferably 10% by mass or less.
本発明で使用されるこれらの潤滑剤、界面活性剤は個々に異なる物理的作用を有するものであり、その種類、量、および相乗的効果を生み出す潤滑剤の併用比率は目的に応じ最適に定められるべきものである。非磁性層、磁性層で融点の異なる脂肪酸を用い表面へのにじみ出しを制御する、沸点、融点や極性の異なるエステル類を用い表面へのにじみ出しを制御する、界面活性剤量を調節することで塗布の安定性を向上させる、潤滑剤の添加量を中間層で多くして潤滑効果を向上させるなど考えられ、無論ここに示した例のみに限られるものではない。一般には潤滑剤の総量は、強磁性粉末または非磁性粉末に対し、0.1〜50質量%、好ましくは2〜25質量%の範囲とすることができる。特に、本発明の磁気記録媒体は、焼結防止等のために添加される希土類元素と脂肪酸および/または脂肪酸エステルとの反応を防ぐための皮膜(前述の第二の皮膜)を有する強磁性粉末を使用するため、磁性層、更には非磁性層に脂肪酸および/または脂肪酸エステルを含む場合にも、ヘッド汚れの発生を顕著に抑制することができる。例えば、磁性層中の脂肪酸および/または脂肪酸エステル量は、強磁性粉末に対して0.3〜20質量%、非磁性層中の脂肪酸エステルおよび/または脂肪酸エステル量は、例えば非磁性粉末に対し0.3〜20質量%である These lubricants and surfactants used in the present invention have different physical actions, and the type, amount, and combination ratio of lubricants that produce a synergistic effect are optimally determined according to the purpose. It should be done. Adjusting the amount of surfactant to control bleeding on the surface using fatty acids with different melting points in the nonmagnetic layer and magnetic layer, and controlling bleeding on the surface using esters with different boiling points, melting points and polarities. In this case, it is conceivable to improve the stability of coating and increase the lubricating effect by increasing the additive amount of the lubricant in the intermediate layer. Of course, it is not limited to the examples shown here. Generally, the total amount of the lubricant can be in the range of 0.1 to 50% by mass, preferably 2 to 25% by mass, with respect to the ferromagnetic powder or nonmagnetic powder. In particular, the magnetic recording medium of the present invention is a ferromagnetic powder having a coating (previously described second coating) for preventing a reaction between a rare earth element added to prevent sintering and the like and a fatty acid and / or a fatty acid ester. Therefore, even when fatty acids and / or fatty acid esters are contained in the magnetic layer and further in the nonmagnetic layer, it is possible to remarkably suppress the occurrence of head contamination. For example, the amount of fatty acid and / or fatty acid ester in the magnetic layer is 0.3 to 20% by mass relative to the ferromagnetic powder, and the amount of fatty acid ester and / or fatty acid ester in the non-magnetic layer is, for example, relative to the non-magnetic powder. 0.3 to 20% by mass
本発明の磁気記録媒体の磁性層中には、帯電防止剤として導電性粒子を含有することもできる。しかしながら最上層の飽和磁束密度を最大限に増加させるためにはできるだけ最上層への添加は少なくし、最上層以外の塗布層(例えば後述する非磁性層)に添加することが好ましい。帯電防止剤としては特に、媒体全体の表面電気抵抗を下げるためにはカーボンブラックを添加することが好ましい。本発明に使用できるカーボンブラックとしては、ゴム用ファーネス、ゴム用サーマル、カラー用ブラック、導電性カーボンブラック、アセチレンブラック等を挙げることができる。その比表面積は5〜500m2/g、DBP吸油量は10〜1500ml/100g、粒子径は5〜300nm、pHは2〜10、含水率は0.1〜10%、タップ密度は0.1〜1g/cc、がそれぞれ好ましい。本発明に用いられるカーボンブラックの具体的な例としては、キャボット社製BLACKPEARLS2000、1300、1000、900、800、700、VULCAN XC−72、旭カーボン社製#80、#60、#55、#50、#35、三菱化成工業社製#3950B、#3250B、#2400B、#2300、#900、#1000、#30、#40、#10B、コロンビアカーボン社製CONDUCTEX SC、RAVEN 150、50、40、15、ライオンアグゾ社製ケッチェンブラックEC、ケッチェンブラックECDJ−500、ケッチェンブラックECDJ−600などが挙げられる。カーボンブラックを分散剤などで表面処理したり、カーボンブラックを酸化処理したり、樹脂でグラフト化して使用しても、表面の一部をグラファイト化したものを使用してもかまわない。また、カーボンブラックを磁性層塗布液に添加する前にあらかじめ結合剤で分散してもかまわない。磁性層にカーボンブラックを使用する場合は強磁性粉末に対する量は0.1〜30質量%とすることが好ましい。さらに後述する非磁性層には全非磁性粉体に対し3〜20質量%含有させることが好ましい。 The magnetic layer of the magnetic recording medium of the present invention may contain conductive particles as an antistatic agent. However, in order to maximize the saturation magnetic flux density of the uppermost layer, it is preferable to add it to the uppermost layer as much as possible and add it to a coating layer other than the uppermost layer (for example, a nonmagnetic layer described later). In particular, carbon black is preferably added as an antistatic agent in order to reduce the surface electrical resistance of the entire medium. Examples of the carbon black that can be used in the present invention include furnace for rubber, thermal for rubber, black for color, conductive carbon black, acetylene black, and the like. Its specific surface area is 5 to 500 m 2 / g, DBP oil absorption is 10 to 1500 ml / 100 g, particle diameter is 5 to 300 nm, pH is 2 to 10, water content is 0.1 to 10%, tap density is 0.1. ˜1 g / cc is preferred respectively. As specific examples of carbon black used in the present invention, BLACKPEARLS 2000, 1300, 1000, 900, 800, 700, VULCAN XC-72 manufactured by Cabot Corporation, # 80, # 60, # 55, # 50 manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd. # 35, # 3950B, # 3250B, # 2400B, # 2300, # 900, # 1000, # 30, # 40, # 10B, manufactured by Mitsubishi Chemical Industries, Ltd., CONDUCTEX SC, Raven 150, 50, 40, manufactured by Columbia Carbon Co., Ltd. 15. Ketjen Black EC, Ketjen Black ECDJ-500, Ketjen Black ECDJ-600, etc. manufactured by Lion Aguzo. Carbon black may be surface-treated with a dispersant, carbon black may be oxidized, or may be grafted with a resin, or may be obtained by graphitizing a part of the surface. Carbon black may be dispersed with a binder in advance before being added to the magnetic layer coating solution. When carbon black is used for the magnetic layer, the amount based on the ferromagnetic powder is preferably 0.1 to 30% by mass. Furthermore, it is preferable to contain 3-20 mass% with respect to all nonmagnetic powders in the nonmagnetic layer mentioned later.
一般的にカーボンブラックは帯電防止剤としてだけでなく、摩擦係数低減、遮光性付与、膜強度向上などの働きがあり、これらは用いるカーボンブラックにより異なる、従って本発明に使用されるこれらのカーボンブラックは、その種類、量、組合せを変え、粒子サイズ、吸油量、電導度、pHなどの先に示した諸特性をもとに目的に応じて使い分けることはもちろん可能である。使用できるカーボンブラックは例えば「カーボンブラック便覧」(カーボンブラック協会編)を参考にすることができる。 In general, carbon black not only acts as an antistatic agent, but also acts to reduce the coefficient of friction, impart light shielding properties, improve film strength, etc., and these differ depending on the carbon black used. Therefore, these carbon blacks used in the present invention Of course, it is possible to change the type, amount, and combination, depending on the purpose, based on the above-mentioned various properties such as particle size, oil absorption, electrical conductivity, and pH. The carbon black that can be used can be referred to, for example, “Carbon Black Handbook” (edited by Carbon Black Association).
非磁性支持体上に2層以上の塗布層を形成することも高記録密度の磁気記録媒体を製造する上で有効であり、同時塗布方式は超薄層の磁性層を作り出すことができるので特に優れている。その同時塗布方式としてウェット・オン・ウェット方式の具体的な方法としては、(1)磁性層塗布液の塗布で一般的に用いられるグラビア塗布、ロール塗布、ブレード塗布、エクストルージョン塗布装置によりまず下層を塗布し、その層がまだ湿潤状態にあるうちに、例えば、特公平1−46186号公報、特開昭60−238179号公報および特開平2−265672号公報に開示されている非磁性支持体加圧型エクストルージョン塗布装置により上層を塗布する方法、(2)特開昭63−88080号公報、特開平2−17971号公報および特開平2−265672号公報に開示されているような塗布液通液スリットを二つ内蔵した塗布ヘッドにより、下層の塗布液および上層の塗布液をほぼ同時に塗布する方法、(3)特開平2−174965号公報に開示されているバックアップロール付きエクストルージョン塗布装置により、上層および下層をほぼ同時に塗布する方法、等が挙げられる。 Forming two or more coating layers on a non-magnetic support is also effective in producing a magnetic recording medium having a high recording density, and the simultaneous coating method can produce an ultrathin magnetic layer. Are better. As a specific method of the wet-on-wet method as the simultaneous coating method, (1) a gravure coating, roll coating, blade coating, and extrusion coating apparatus generally used for coating a magnetic layer coating solution are first used to form a lower layer. While the layer is still wet, for example, non-magnetic supports disclosed in JP-B-1-46186, JP-A-60-238179 and JP-A-2-265672 A method of coating the upper layer with a pressure type extrusion coating apparatus; (2) a coating solution flow as disclosed in JP-A-63-88080, JP-A-2-17971 and JP-A-2-265672. A method of applying a lower layer coating solution and an upper layer coating solution almost simultaneously by a coating head having two liquid slits; (3) The backup roll with an extrusion coating apparatus disclosed in 174965 discloses a method of substantially simultaneously coating an upper layer and lower layer, and the like are exemplified.
ウェット・オン・ウェット方式で非磁性支持体の上に非磁性層をその上に磁性層を設けるために塗布する場合、磁性層塗布液と非磁性層塗布液の流動特性はできるだけ近い方が、塗布された磁性層と非磁性層の界面の乱れがなく厚さが均一な厚み変動の少ない磁性層を得ることができる。塗布液の流動特性は、塗布液中の粉末粒子と結合剤樹脂の組み合わせに強く依存するので、特に、非磁性層に使用する非磁性粉末の選択に留意すべきである。 When applying a non-magnetic layer on a non-magnetic support by wet-on-wet method to provide a magnetic layer thereon, the flow characteristics of the magnetic layer coating liquid and the non-magnetic layer coating liquid should be as close as possible, It is possible to obtain a magnetic layer having a uniform thickness and a small thickness fluctuation, with no disturbance of the interface between the coated magnetic layer and the nonmagnetic layer. Since the flow characteristics of the coating liquid strongly depend on the combination of the powder particles and the binder resin in the coating liquid, attention should be paid particularly to the selection of the nonmagnetic powder used for the nonmagnetic layer.
[非磁性層]
本発明の磁気記録媒体は、非磁性支持体と磁性層との間に非磁性粉末および結合剤を含む磁性層を更に有することができる。前記非磁性粉末は、例えば金属酸化物、金属炭酸塩、金属硫酸塩、金属窒化物、金属炭化物、金属硫化物等の無機化合物から選択することができる。前記無機化合物としては、例えば、α化率90%以上のα−アルミナ、β−アルミナ、γ−アルミナ、炭化ケイ素、酸化クロム、酸化セリウム、α−酸化鉄、コランダム、窒化珪素、チタンカーバイト、酸化チタン、二酸化珪素、酸化スズ、酸化マグネシウム、酸化タングステン、酸化ジルコニウム、窒化ホウ素、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、2硫化モリブデン、磁性酸化鉄の原料を脱水、アニール処理した針状α酸化鉄および必要によりそれらをアルミおよび/またはシリカで表面処理したもの等を単独または組合せで使用することができる。これら非磁性粉末の粒子サイズは、通常、0.01〜2μm、好ましくは0.015〜1.00μm、更に好ましくは0.015〜0.50μmの範囲であるが、必要に応じて粒子サイズの異なる非磁性粉末を組み合わせたり、単独の非磁性粉末でも粒径分布を広くして同様の効果をもたせることもできる。タップ密度は、通常、0.05〜2g/cc、好ましくは0.2〜1.5g/ccである。含水率は、通常、0.1〜5%、好ましくは0.2〜3%。pHは、通常2〜11である。比表面積は、通常1〜200m2/g、好ましくは5〜100m2/g、更に好ましくは7〜80m2 /gである。結晶子サイズは、通常0.010〜2.00μm、好ましくは0.015〜1.00μm、更に好ましくは、0.015〜0.50μmの範囲である。DBPを用いた吸油量は、通常、5〜100ml/100g、好ましくは10〜80ml/100g、更に好ましくは20〜60ml/100gである。比重は通常、1〜12、好ましくは2〜8である。形状は針状、球状、サイコロ状、板状のいずれでも良い。上記の非磁性粉末は必ずしも100%純粋である必要はなく、目的に応じて表面を他の化合物で処理してもよい。その際、純度は通常70%以上であれば効果を減ずることにはならない。例えば、酸化チタンを用いる場合、表面をアルミナで処理することが一般的に行われている。強熱減量は、20%以下であることが好ましくは。本発明に用いられる上記無機粉体のモース硬度は4以上であることが好ましい。
[Nonmagnetic layer]
The magnetic recording medium of the present invention can further have a magnetic layer containing a nonmagnetic powder and a binder between the nonmagnetic support and the magnetic layer. The nonmagnetic powder can be selected from inorganic compounds such as metal oxides, metal carbonates, metal sulfates, metal nitrides, metal carbides, and metal sulfides. Examples of the inorganic compound include α-alumina, β-alumina, γ-alumina, silicon carbide, chromium oxide, cerium oxide, α-iron oxide, corundum, silicon nitride, titanium carbide, having an α conversion rate of 90% or more, Acicular needles made by dehydrating and annealing titanium oxide, silicon dioxide, tin oxide, magnesium oxide, tungsten oxide, zirconium oxide, boron nitride, zinc oxide, calcium carbonate, calcium sulfate, barium sulfate, molybdenum disulfide, and magnetic iron oxide Alpha iron oxide and, if necessary, those surface-treated with aluminum and / or silica can be used alone or in combination. The particle size of these non-magnetic powders is usually in the range of 0.01 to 2 μm, preferably 0.015 to 1.00 μm, more preferably 0.015 to 0.50 μm. Different nonmagnetic powders can be combined, or even a single nonmagnetic powder can have the same effect by widening the particle size distribution. The tap density is usually 0.05 to 2 g / cc, preferably 0.2 to 1.5 g / cc. The water content is usually 0.1 to 5%, preferably 0.2 to 3%. The pH is usually 2-11. The specific surface area is usually 1 to 200 m 2 / g, preferably 5 to 100 m 2 / g, more preferably 7 to 80 m 2 / g. The crystallite size is usually in the range of 0.010 to 2.00 μm, preferably 0.015 to 1.00 μm, and more preferably 0.015 to 0.50 μm. The oil absorption using DBP is usually 5 to 100 ml / 100 g, preferably 10 to 80 ml / 100 g, and more preferably 20 to 60 ml / 100 g. The specific gravity is usually 1 to 12, preferably 2 to 8. The shape may be any of a needle shape, a spherical shape, a dice shape, and a plate shape. The nonmagnetic powder is not necessarily 100% pure, and the surface may be treated with another compound depending on the purpose. At that time, if the purity is usually 70% or more, the effect is not reduced. For example, when titanium oxide is used, the surface is generally treated with alumina. The ignition loss is preferably 20% or less. The Mohs hardness of the inorganic powder used in the present invention is preferably 4 or more.
本発明に用いられる非磁性粉末の具体的な例としては、昭和電工製UA5600、UA5605、住友化学製AKP−20、AKP−30、AKP−50、HIT−50、HIT−100、ZA−G1、日本化学工業社製G5、G7、S−1、戸田工業社製TF−100、TF−120、TF−140、石原産業製TTO−51B、TTO−55A、TTO−55B、TTO−55C、TTO−55S、TTO−55D、FT−1000、FT−2000、FTL−100、FTL−200、M−1、S−1、SN−100、チタン工業製ECT−52、STT−4D、STT−30D、STT−30、STT−65C、三菱マテリアル製T−1、日本触媒NS−O、NS−3Y、NS−8Y、テイカ製MT−100S、MT−100T、MT−150W、MT−500B、MT−600B、MT−100F、堺化学製FINEX−25、BF−1、BF−10、BF−20、BF−1L、BF−10P、同和鉱業製DEFIC−Y、DEFIC−R、チタン工業製Y−LOPが挙げられる。 Specific examples of the non-magnetic powder used in the present invention include UA5600, UA5605, Showa Denko AKP-20, AKP-30, AKP-50, HIT-50, HIT-100, ZA-G1, Nippon Chemical Industry Co., Ltd. G5, G7, S-1, Toda Kogyo TF-100, TF-120, TF-140, Ishihara Sangyo TTO-51B, TTO-55A, TTO-55B, TTO-55C, TTO- 55S, TTO-55D, FT-1000, FT-2000, FTL-100, FTL-200, M-1, S-1, SN-100, Titanium Industry ECT-52, STT-4D, STT-30D, STT -30, STT-65C, Mitsubishi Materials T-1, Nippon Shokubai NS-O, NS-3Y, NS-8Y, Teica MT-100S, MT-100T, M -150W, MT-500B, MT-600B, MT-100F, Sakai Chemical FINEX-25, BF-1, BF-10, BF-20, BF-1L, BF-10P, Dowa Mining DEFIC-Y, DEFIC -R, titanium industry-made Y-LOP is mentioned.
また、非磁性層には、非磁性粉末とカーボンブラックを併用することが好ましい。非磁性層に使用するカーボンブラックとしては、ゴム用ファーネス、ゴム用サーマル、カラー用ブラック、アセチレンブラック等を挙げることができる。比表面積は通常、100〜500m2/g、好ましくは150〜400m2/gであり、DBP吸油量は通常、20〜400ml/100g、好ましくは30〜200ml/100gである。粒子径は通常、5〜80nm、好ましくは10〜50nm、さらに好ましくは10〜40nmである。通常、pHは、2〜10、含水率は、0.1〜10質量%、タップ密度は0.1〜1g/cc、が好ましくは。非磁性層に用いられるカーボンブラックの具体的な例としては、キャボット社製BLACKPEARLS 2000、1300、1000、900、800,880,700、VULCAN XC−72、三菱化成工業社製#3050B、3150B、3250B、#3750B、#3950B、#950、#650B,#970B、#850B、MA−600、コロンビアカーボン社製CONDUCTEX SC、RAVEN 8800、8000、7000、5750、5250、3500、2100、2000、1800、1500、1255、1250、アクゾー社製ケッチェンブラックECなどが挙げられる。カーボンブラックを分散剤などで表面処理したり、樹脂でグラフト化して使用しても、表面の一部をグラファイト化したものを使用してもかまわない。また、カーボンブラックを非磁性塗布液に添加する前にあらかじめ結合剤で分散してもかまわない。これらのカーボンブラックは上記無機粉末に対して50質量%を越えない範囲、非磁性層総質量の40質量%を越えない範囲で使用できる。これらのカーボンブラックは単独、または組合せで使用することができる。非磁性層に使用できるカーボンブラックは、例えば「カーボンブラック便覧(カーボンブラック協会編)」を参考にすることができる。 Moreover, it is preferable to use nonmagnetic powder and carbon black together in the nonmagnetic layer. Examples of the carbon black used in the nonmagnetic layer include a furnace for rubber, a thermal for rubber, a black for color, and acetylene black. The specific surface area is usually, 100~500m 2 / g, preferably 150~400m 2 / g, DBP oil absorption amount is usually, 20 to 400 ml / 100 g, preferably from 30 to 200 ml / 100 g. The particle diameter is usually 5 to 80 nm, preferably 10 to 50 nm, and more preferably 10 to 40 nm. Usually, the pH is preferably 2 to 10, the water content is preferably 0.1 to 10% by mass, and the tap density is preferably 0.1 to 1 g / cc. Specific examples of carbon black used for the nonmagnetic layer include Cabot's BLACKPEARLS 2000, 1300, 1000, 900, 800, 880, 700, VULCAN XC-72, Mitsubishi Kasei Kogyo Co., Ltd. # 3050B, 3150B, 3250B. # 3750B, # 3950B, # 950, # 650B, # 970B, # 850B, MA-600, Columbia Carbon Corporation CONDUCTEX SC, RAVEN 8800, 8000, 7000, 5750, 5250, 3500, 2100, 2000, 1800, 1500 1255, 1250, Ketjen Black EC manufactured by Akzo Corporation, and the like. Carbon black may be surface-treated with a dispersant or the like, or may be used after being grafted with a resin, or may be obtained by graphitizing a part of the surface. Further, carbon black may be dispersed in advance with a binder before being added to the nonmagnetic coating solution. These carbon blacks can be used in a range not exceeding 50% by mass with respect to the inorganic powder and in a range not exceeding 40% by mass of the total mass of the nonmagnetic layer. These carbon blacks can be used alone or in combination. For the carbon black that can be used in the nonmagnetic layer, for example, “Carbon Black Handbook (Edited by Carbon Black Association)” can be referred to.
非磁性層の非磁性粉末として、有機質粉末を使用することも可能であり、例えば、アクリルスチレン系樹脂粉末、ベンゾグアナミン樹脂粉末、メラミン系樹脂粉末、フタロシアニン系顔料が挙げられるが、ポリオレフィン系樹脂粉末、ポリエステル系樹脂粉末、ポリアミド系樹脂粉末、ポリイミド系樹脂粉末、ポリフッ化エチレン樹脂を使用することができる。その製法は、例えば特開昭62−18564号公報、特開昭60−255827号公報に記されている。 As the nonmagnetic powder of the nonmagnetic layer, it is also possible to use an organic powder, for example, acrylic styrene resin powder, benzoguanamine resin powder, melamine resin powder, phthalocyanine pigment, polyolefin resin powder, Polyester resin powder, polyamide resin powder, polyimide resin powder, and polyfluorinated ethylene resin can be used. The manufacturing method is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 62-18564 and 60-255827.
これらの非磁性粉末は結合剤に対して、質量比率で0.1〜20倍量、体積比率で0.1〜10倍容量の範囲で用いることができる。本発明の磁気記録媒体の磁性層に使用する結合剤と非磁性層に使用する結合剤とに、基本的な相違はない。むしろ、結合剤の組成が同一に近い方が非磁性層用および磁性層用塗布液の流動特性が類似してくるので、層の界面の乱れが少なくなり望ましい。 These nonmagnetic powders can be used in a mass ratio of 0.1 to 20 times and a volume ratio of 0.1 to 10 times the volume of the binder. There is no fundamental difference between the binder used in the magnetic layer of the magnetic recording medium of the present invention and the binder used in the nonmagnetic layer. Rather, it is desirable that the composition of the binder is close to the same because the flow characteristics of the non-magnetic layer coating solution and the magnetic layer coating solution are similar.
[層構成]
本磁気記録媒体において、非磁性支持体の厚さは、通常、1〜100μm、好ましくは3〜20μm、非磁性層の厚さは、通常、0.5〜10μm、好ましくは、0.50〜5.0μm、更に好ましくは、0.50〜3.0μmの範囲である。また、前記磁性層および前記非磁性層以外の他の層を目的に応じて形成することも可能である。例えば、非磁性支持体と非磁性層の間に密着性向上のための下塗り層などの中間層を設けてもかまわない。この厚みは、例えば0.01〜2μm、好ましくは0.05〜0.5μmである。また、非磁性支持体性の磁性層側と反対側にバックコート層を設けてもかまわない。この厚みは、例えば.1〜2μm、好ましくは0.3〜1.0μmである。これらの中間層、バックコート層は公知のものが使用できる。円盤状磁気記録媒体の場合、両面に上記層構成を設けることもできる。
[Layer structure]
In this magnetic recording medium, the thickness of the nonmagnetic support is usually 1 to 100 μm, preferably 3 to 20 μm, and the thickness of the nonmagnetic layer is usually 0.5 to 10 μm, preferably 0.50. It is in the range of 5.0 μm, more preferably 0.50 to 3.0 μm. It is also possible to form other layers other than the magnetic layer and the nonmagnetic layer according to the purpose. For example, an intermediate layer such as an undercoat layer for improving adhesion may be provided between the nonmagnetic support and the nonmagnetic layer. This thickness is, for example, 0.01-2 μm, preferably 0.05-0.5 μm. Further, a backcoat layer may be provided on the side opposite to the nonmagnetic support-side magnetic layer side. This thickness is, for example: The thickness is 1 to 2 μm, preferably 0.3 to 1.0 μm. As these intermediate layer and back coat layer, known ones can be used. In the case of a disk-shaped magnetic recording medium, the above layer structure can be provided on both sides.
[非磁性支持体]
本発明で使用される非磁性支持体には特に制限はなく、通常使用されているものを用いることができる。非磁性支持体を形成する素材の例としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン等の各種合成樹脂のフイルム、およびアルミニウム箔、ステンレス箔などの金属箔を挙げることができる。
[Non-magnetic support]
There is no restriction | limiting in particular in the nonmagnetic support body used by this invention, The normally used thing can be used. Examples of the material forming the nonmagnetic support include polyethylene terephthalate, polyethylene, polypropylene, polycarbonate, polyethylene naphthalate, polyamide, polyamideimide, polyimide, polysulfone, polyethersulfone, and various synthetic resin films, and aluminum foil. And metal foil such as stainless steel foil.
前記非磁性支持体の表面粗さは、中心線平均表面粗さRa(カットオフ値0.25mm)で、例えば0.03μm以下、好ましくは0.02μm以下、さらに好ましくは0.01μm以下である。また、これらの非磁性支持体は単に前記中心線平均表面粗さが小さいだけではなく、1μm以上の粗大突起がないことが好ましい。また表面の粗さ形状は必要に応じて非磁性支持体に添加されるフィラーの大きさと量により自由にコントロールされるものである。これらのフィラーの一例としては、Ca、Si、Tiなどの酸化物や炭酸塩の他、アクリル系などの有機樹脂微粉末が挙げられる。本発明に用いられる非磁性支持体のウェブ走行方向のF−5値は、好ましくは5〜50kg/mm2(49〜490MPa)、ウェブ幅方向のF−5値は好ましくは3〜30kg/mm2(29〜294MPa)である。ウェブ長手方向のF−5値がウェブ幅方向のF−5値より高いことが一般的であるが、特に幅方向の強度を高くする必要があるときはその限りでない。 The surface roughness of the nonmagnetic support is a centerline average surface roughness Ra (cutoff value 0.25 mm), for example, 0.03 μm or less, preferably 0.02 μm or less, more preferably 0.01 μm or less. . Further, it is preferable that these nonmagnetic supports not only have a small center line average surface roughness but also have no large protrusions of 1 μm or more. The roughness of the surface can be freely controlled by the size and amount of filler added to the nonmagnetic support as necessary. Examples of these fillers include oxides and carbonates such as Ca, Si, Ti, and organic resin fine powders such as acrylic. The F-5 value in the web running direction of the non-magnetic support used in the present invention is preferably 5 to 50 kg / mm 2 (49 to 490 MPa), and the F-5 value in the web width direction is preferably 3 to 30 kg / mm. 2 (29 to 294 MPa). In general, the F-5 value in the longitudinal direction of the web is higher than the F-5 value in the width direction of the web, but this is not necessarily the case when it is necessary to increase the strength in the width direction.
また、支持体のウェブ走行方向および幅方向の100℃、30分での熱収縮率は好ましくは3%以下、さらに好ましくは1.5%以下、80℃、30分での熱収縮率は好ましくは1%以下、さらに好ましくは0.5%以下である。破断強度は両方向とも5〜100kg/mm2(49〜980MPa)、弾性率は100〜2000kg/mm2(0.98〜19.6GPa)であることがそれぞれ好ましい。 Further, the heat shrinkage rate at 100 ° C. for 30 minutes in the web running direction and the width direction of the support is preferably 3% or less, more preferably 1.5% or less, and the heat shrinkage rate at 80 ° C. for 30 minutes is preferred. Is 1% or less, more preferably 0.5% or less. The breaking strength in both directions 5~100kg / mm 2 (49~980MPa), it is preferred that each elastic modulus is 100~2000kg / mm 2 (0.98~19.6GPa).
有機溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン、テトラヒドロフラン、等のケトン類、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、イソブチルアルコール、イソプロピルアルコール、メチルシクロヘキサノール、などのアルコール類、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸イソプロピル、乳酸エチル、酢酸グリコール等のエステル類、グリコールジメチルエーテル、グリコールモノエチルエーテル、ジオキサン、などのグリコールエーテル系、ベンゼン、トルエン、キシレン、クレゾール、クロルベンゼン、などの芳香族炭化水素類、メチレンクロライド、エチレンクロライド、四塩化炭素、クロロホルム、エチレンクロルヒドリン、ジクロルベンゼン、等の塩素化炭化水素類、N,N−ジメチルホルムアミド、ヘキサン等を任意の比率で使用できる。これら有機溶媒は必ずしも100%純粋ではなく、主成分以外に異性体、未反応物、副反応物、分解物、酸化物、水分等の不純分が含まれてもかまわない。これらの不純分は30%以下が好ましく、さらに好ましくは10%以下である。本発明で用いる有機溶媒は必要ならば磁性層と非磁性層でその種類、量を変えてもかまわない。非磁性層に揮発性の高い溶媒を用い表面性を向上させる、非磁性層に表面張力の高い溶媒(シクロヘキサノン、ジオキサンなど)を用い塗布の安定性を上げる、磁性層に溶解性パラメータの高い溶媒を用い充填度を上げるなどがその例として挙げられるが、もちろんこれらの例に限られたものではない。 Examples of organic solvents include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, diisobutyl ketone, cyclohexanone, isophorone, and tetrahydrofuran, alcohols such as methanol, ethanol, propanol, butanol, isobutyl alcohol, isopropyl alcohol, and methylcyclohexanol. Esters such as methyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, isopropyl acetate, ethyl lactate, glycol acetate, glycol ethers such as glycol dimethyl ether, glycol monoethyl ether, dioxane, benzene, toluene, xylene, cresol, chlorobenzene, etc. Aromatic hydrocarbons, methylene chloride, ethylene chloride, carbon tetrachloride, chloroform, ethylene chlorohydrin Dichlorobenzene, chlorinated hydrocarbons and the like, N, N- dimethylformamide, hexane, etc. can be used in any ratio. These organic solvents are not necessarily 100% pure, and may contain impurities such as isomers, unreacted materials, side reaction products, decomposition products, oxides, and moisture in addition to the main components. These impurities are preferably 30% or less, more preferably 10% or less. If necessary, the type and amount of the organic solvent used in the present invention may be changed between the magnetic layer and the nonmagnetic layer. Use a highly volatile solvent in the nonmagnetic layer to improve surface properties, use a solvent with high surface tension (cyclohexanone, dioxane, etc.) in the nonmagnetic layer to improve coating stability, and a solvent with a high solubility parameter in the magnetic layer For example, the degree of filling may be increased by using, but it is not limited to these examples.
本発明の磁気記録媒体は、前記強磁性粉末と結合剤樹脂、および必要に応じて他の添加剤と共に有機溶媒を用いて混練分散して得た磁性層塗布液を非磁性支持体上に塗布し、必要に応じて配向、乾燥することにより得ることができる。この場合、前記磁性層塗布液において、基本的に強磁性金属粉末の代わりに非磁性粉末を用いた非磁性層塗布液を磁性層塗布液形成前に非磁性支持体上に塗布することにより非磁性層を形成してもよい。本発明の磁気記録媒体が重層構成である場合の塗布方法については、前述の通りである。 The magnetic recording medium of the present invention is obtained by applying a magnetic layer coating solution obtained by kneading and dispersing using an organic solvent together with the ferromagnetic powder, a binder resin, and other additives as required, onto a nonmagnetic support. And it can obtain by orienting and drying as needed. In this case, in the magnetic layer coating solution, basically, a nonmagnetic layer coating solution using a nonmagnetic powder instead of the ferromagnetic metal powder is applied to the nonmagnetic support before forming the magnetic layer coating solution. A magnetic layer may be formed. The coating method when the magnetic recording medium of the present invention has a multilayer structure is as described above.
本発明において、磁性層塗布液を製造する工程は、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からなる。個々の工程はそれぞれ2段階以上にわかれていてもかまわない。本発明に使用する強磁性粉末、結合剤、カーボンブラック、研磨剤、帯電防止剤、潤滑剤、溶剤などすべての原料はどの工程の最初または途中で添加してもかまわない。また、個々の原料を2つ以上の工程で分割して添加してもかまわない。例えば、ポリウレタンを混練工程、分散工程、分散後の粘度調整のための混合工程で分割して投入してもよい。 In the present invention, the step of producing the magnetic layer coating liquid comprises at least a kneading step, a dispersing step, and a mixing step provided as necessary before and after these steps. Each process may be divided into two or more stages. All raw materials such as ferromagnetic powder, binder, carbon black, abrasive, antistatic agent, lubricant and solvent used in the present invention may be added at the beginning or during any step. In addition, individual raw materials may be added in two or more steps. For example, polyurethane may be divided and added in a kneading step, a dispersing step, and a mixing step for adjusting the viscosity after dispersion.
磁性層塗布液の混練分散に当たっては各種の混練機を使用することができる。例えば、二本ロールミル、三本ロールミル、ボールミル、ペブルミル、トロンミル、サンドグラインダー、ゼグバリ(Szegvari)、アトライター、高速インペラー分散機、高速ストーンミル、高速衝撃ミル、ディスパー、ニーダ、高速ミキサー、ホモジナイザー、超音波分散機などを用いることができる。 Various kneaders can be used for kneading and dispersing the magnetic layer coating liquid. For example, two roll mill, three roll mill, ball mill, pebble mill, tron mill, sand grinder, Segvari, attritor, high speed impeller disperser, high speed stone mill, high speed impact mill, disper, kneader, high speed mixer, homogenizer, ultra A sonic disperser or the like can be used.
本発明で使用される非磁性層塗布液は、上記磁性層塗布液の製法に準じて製造することができる。本発明の目的を達成するためには、従来の公知の製造技術を一部の工程として用いることができることはもちろんであるが、混練工程では連続ニーダや加圧ニーダなど強い混練力をもつものを使用することにより高いBrを有する磁気記録媒体を得ることができる。連続ニーダまたは加圧ニーダを用いる場合は、強磁性粉末と結合剤のすべてまたはその一部(ただし全結合剤の30質量%以上が好ましい)および強磁性粉末100質量部に対し15〜500質量部の範囲で混練処理することができる。これらの混練処理の詳細については特開平1−106338号公報、特開昭64−79274号公報に記載されている。 The nonmagnetic layer coating solution used in the present invention can be produced according to the above-described method for producing the magnetic layer coating solution. In order to achieve the object of the present invention, it is a matter of course that a conventional known manufacturing technique can be used as a part of the process, but in the kneading process, those having a strong kneading force such as a continuous kneader and a pressure kneader are used. By using it, a magnetic recording medium having a high Br can be obtained. When a continuous kneader or a pressure kneader is used, 15 to 500 parts by mass with respect to 100 parts by mass of all or part of the ferromagnetic powder and the binder (but preferably 30% by mass or more of the total binder) and the ferromagnetic powder. The kneading treatment can be carried out within the range described above. Details of these kneading treatments are described in JP-A-1-106338 and JP-A-64-79274.
本発明の磁気記録媒体の磁性層中に含まれる残留溶媒は好ましくは100mg/m2以下、さらに好ましくは10mg/m2以下であり、磁性層に含まれる残留溶媒が非磁性層に含まれる残留溶媒より少ないほうが好ましい。磁性層および非磁性層の空隙率は、いずれも好ましくは30容量%以下、さらに好ましくは10容量%以下である。非磁性層の空隙率が磁性層の空隙率より大きいほうが好ましいが非磁性層の空隙率が5容量%以上であれば小さくてもかまわない。 The residual solvent contained in the magnetic layer of the magnetic recording medium of the present invention is preferably 100 mg / m 2 or less, more preferably 10 mg / m 2 or less, and the residual solvent contained in the magnetic layer is contained in the nonmagnetic layer. Less than the solvent is preferred. The porosity of the magnetic layer and the nonmagnetic layer is preferably 30% by volume or less, more preferably 10% by volume or less. The porosity of the nonmagnetic layer is preferably larger than the porosity of the magnetic layer, but may be small as long as the porosity of the nonmagnetic layer is 5% by volume or more.
本発明の磁気記録媒体は磁性層層と非磁性層を有することができるが、目的に応じ磁性層と非磁性層でこれらの物理特性を変えることができる。例えば、磁性層の弾性率を高くし走行耐久性を向上させると同時に非磁性層の弾性率を磁性層より低くして磁気記録媒体のヘッドへの当りを良くするなどである。 The magnetic recording medium of the present invention can have a magnetic layer and a nonmagnetic layer, but these physical properties can be changed between the magnetic layer and the nonmagnetic layer according to the purpose. For example, the elastic modulus of the magnetic layer is increased to improve running durability, and at the same time, the elastic modulus of the nonmagnetic layer is made lower than that of the magnetic layer to improve the contact of the magnetic recording medium with the head.
このような方法により、支持体上に塗布された磁性層塗布液を必要に応じて層中の強磁性粉末を配向させる処理を施した後、乾燥することによって磁性層を形成することができる。また、必要により表面平滑化加工を施したり、所望の形状に裁断したりして、本発明の磁気記録媒体を製造することもできる。 By such a method, a magnetic layer can be formed by subjecting the magnetic layer coating solution applied on the support to a treatment for orienting the ferromagnetic powder in the layer, if necessary, and then drying. Further, the magnetic recording medium of the present invention can also be produced by performing a surface smoothing process if necessary or cutting it into a desired shape.
前記表面平滑化処理としては、カレンダーロール処理が挙げられ、好ましくは、メタルロール/メタルロールの組み合わせが挙げられる。金属ロール表面は鏡面仕上げがしてあり、極めて平滑な面を有していること、表面の硬さが硬いことなどから、高密度記録に適した磁性層面の表面を高性能に成形することができる。メタルロールの材質としては、例えば、クロムモリブデン鋼にハードクロムメッキを施したもの等が好適である。 Examples of the surface smoothing treatment include calender roll treatment, and preferably a combination of a metal roll / metal roll. The surface of the metal roll has a mirror finish, and since it has a very smooth surface and the surface is hard, the surface of the magnetic layer suitable for high-density recording can be molded with high performance. it can. As a material of the metal roll, for example, a material obtained by subjecting chromium molybdenum steel to hard chrome plating is suitable.
磁性層の0.5%伸びでの弾性率は、ウェブ塗布方向、幅方向とも好ましくは100〜2000kg/mm2(0.98〜19.6GPa)、破断強度は好ましくは1〜30kg/cm2(0.0098〜0.294GPa)、磁気記録媒体の弾性率はウェブ塗布方向、幅方向とも好ましくは100〜1500kg/mm2(0.98〜14.7GPa)、残留のびは好ましくは0.5%以下、100℃以下のあらゆる温度での熱収縮率は好ましくは1%以下、さらに好ましくは0.5%以下、最も好ましくは0.1%以下である。また、電磁変換特性と走行耐久性を確保するためには、磁性層の中心面平均表面粗さは、0.5〜5nmであることが好ましく、1〜3nmであることが更に好ましい。 The elastic modulus at 0.5% elongation of the magnetic layer is preferably 100 to 2000 kg / mm 2 (0.98 to 19.6 GPa) in both the web application direction and the width direction, and the breaking strength is preferably 1 to 30 kg / cm 2. (0.0098 to 0.294 GPa), the elastic modulus of the magnetic recording medium is preferably 100 to 1500 kg / mm 2 (0.98 to 14.7 GPa) in both the web coating direction and the width direction, and the residual spread is preferably 0.5. % At any temperature of 100 ° C. or less, preferably 1% or less, more preferably 0.5% or less, and most preferably 0.1% or less. Moreover, in order to ensure electromagnetic conversion characteristics and running durability, the center surface average surface roughness of the magnetic layer is preferably 0.5 to 5 nm, and more preferably 1 to 3 nm.
本発明の磁気記録媒体は、ビデオ用途、オーディオ用途などのテープであってもデータ記録用途のフレキシブルディスクや磁気ディスクであってもよいが、ドロップ・アウトの発生による信号の欠落が致命的となるデジタル記録用途の媒体として特に好適である。更に、非磁性層を設け、磁性層の厚さを0.5μm以下とすることにより、電磁変換特性が高い、高密度で大容量の磁気記録媒体を得ることができる。 The magnetic recording medium of the present invention may be a tape for video use, audio use, etc., or a flexible disk or magnetic disk for data recording use, but signal loss due to the occurrence of dropout becomes fatal. It is particularly suitable as a medium for digital recording applications. Furthermore, by providing a nonmagnetic layer and setting the thickness of the magnetic layer to 0.5 μm or less, it is possible to obtain a high-density and large-capacity magnetic recording medium having high electromagnetic conversion characteristics.
次に、実施例により本発明を具体的に説明する。但し、本発明は実施例に示す態様に限定されるものではない。以下において、「部」との表示は「質量部」を表す。 Next, the present invention will be described specifically by way of examples. However, this invention is not limited to the aspect shown in the Example. Hereinafter, the display of “parts” represents “parts by mass”.
[実施例1]
(1)強磁性粉末の作製
長軸長50nm、針状比6でドープおよび/または被着によりCoとAlを添加したヘマタイト(Fe換算でCo/Fe=15質量%、Al/Fe=2質量%)を含む水溶液に、第三の皮膜形成のためにCo硝酸塩をCo/Fe換算で15質量%添加し、更にアンモニア水を添加し、上記ヘマタイトにCoを被着させた(処理(a))。次いでこの溶液にY硝酸塩をY/(Co+Fe)換算で8質量%添加し、更にアンモニア水を添加し、上記ヘマタイトにYを被着させた(処理(b))。次いで、この溶液に水ガラスをSiO2/(Co+Fe)換算で2質量%添加し、更にアンモニア水を添加し、上記ヘマタイトにSiを被着させた(処理(c))。こうして得られた懸濁液を水洗し、濾過した。濾過した粒子を乾燥し、一次粒子にするため解砕処理を行った。
[Example 1]
(1) Preparation of ferromagnetic powder Hematite with a major axis length of 50 nm and a needle-like ratio of 6 and doped with Co and / or Al (Co / Fe = 15 mass%, Al / Fe = 2 mass in terms of Fe) %) In order to form a third film, 15% by mass of Co nitrate was added in terms of Co / Fe, and ammonia water was further added to deposit Co on the hematite (treatment (a)). ). Next, 8% by mass of Y nitrate was added to this solution in terms of Y / (Co + Fe), and ammonia water was further added to deposit Y on the hematite (treatment (b)). Next, 2% by mass of water glass was added to this solution in terms of SiO 2 / (Co + Fe), and ammonia water was further added to deposit Si on the hematite (treatment (c)). The suspension thus obtained was washed with water and filtered. The filtered particles were dried and crushed to make primary particles.
上記処理を施したヘマタイトを水素と窒素ガス雰囲気で、加熱し還元処理を行い、次いで窒素ガスにより徐酸化処理を施した。以上の処理により、により表層酸化膜(徐酸化処理により形成)を含む平均長軸長33nm、針状比5、針状比の変動係数28%、長軸長の変動係数24%、Hc1.88×105A/m(2360エルステッド)、σs110A・m2/kg(110emu/g)、表層酸化膜厚み1.8nmである表1に示す特性を有する強磁性粉末を得た。またESCA depth profile分析の結果、強磁性粉末の表面から、順にSi Y、Coの強度が強かった。これにより、上記処理によってSi含有皮膜(第二の皮膜)、Y含有皮膜(第一の皮膜)、Co含有皮膜(第三の皮膜)が順次形成されたことが確認された。またX線回折結果および製法から、Si、Y、Coは酸化物および/またはオキシ水酸化物(但し非晶質成分含む)の状態で存在することが確認された。 The hematite subjected to the above treatment was heated and reduced in a hydrogen and nitrogen gas atmosphere, and then gradually oxidized with nitrogen gas. By the above treatment, the average major axis length including the surface oxide film (formed by the slow oxidation treatment) is 33 nm, the needle ratio is 5, the variation coefficient of the needle ratio is 28%, the variation coefficient of the major axis length is 24%, and Hc1.88. A ferromagnetic powder having the characteristics shown in Table 1 was obtained, which was × 10 5 A / m (2360 oersted), σs 110 A · m 2 / kg (110 emu / g), and the surface oxide film thickness was 1.8 nm. Further, as a result of ESCA depth profile analysis, the strength of Si Y and Co was higher in order from the surface of the ferromagnetic powder. Thereby, it was confirmed that the Si-containing film (second film), the Y-containing film (first film), and the Co-containing film (third film) were sequentially formed by the above treatment. From the X-ray diffraction results and the production method, it was confirmed that Si, Y, and Co existed in the state of an oxide and / or an oxyhydroxide (including an amorphous component).
(2)磁気テープの作製
以下の磁性層塗布液および非磁性層塗布液を使用し、重層構成の磁気テープを作製した。
(磁性層塗布液)
上記(1)にて作製した強磁性粉末 100部
結合剤樹脂
塩化ビニル重合体 13部
(−SO3Na基1×10-4eq/g含有、重合度300)
ポリエステルポリウレタン樹脂 5部
(ネオペンチルグリコール/カプロラクトンポリオール/MDI=0.9/2.6/1(モル比)、−SO3Na基1×10-4eq/g含有)
アルミナ微粒子粉末(平均粒径180nm) 5部
カーボンブラック(平均粒子サイズ40nm) 1部
ブチルステアレート 2部
ステアリン酸 2部
メチルエチルケトンとシクロヘキサノン1:1混合溶剤 200部
(2) Production of Magnetic Tape Using the following magnetic layer coating liquid and nonmagnetic layer coating liquid, a magnetic tape having a multilayer structure was produced.
(Magnetic layer coating solution)
Ferromagnetic powder prepared in (1) 100 parts Binder resin Vinyl chloride polymer 13 parts (containing -SO 3 Na group 1 × 10 -4 eq / g, degree of polymerization 300)
Polyester polyurethane resin 5 parts (neopentyl glycol / caprolactone polyol / MDI = 0.9 / 2.6 / 1 (molar ratio), containing —SO 3 Na group 1 × 10 −4 eq / g)
Alumina fine particle powder (average particle size 180 nm) 5 parts carbon black (average particle size 40 nm) 1 part butyl stearate 2 parts stearic acid 2 parts methyl ethyl ketone and cyclohexanone 1: 1 mixed solvent 200 parts
(非磁性層塗布液)
針状ヘマタイト 80部
(BET法による比表面積55m2/g、平均長軸長0.12μm、針状比8、pH8.8、アルミ処理 Al/Fe=6.5原子%)
カーボンブラック 10部
(平均一次粒子径17nm、DBP吸油量80ml/100g、BET法による比表面積240m2 /g、pH7.5)
結合剤樹脂
塩化ビニル重合体 12部
(−SO3Na基1×10-4eq/g含有、重合度300)
ポリエステルポリウレタン樹脂 5部
(ネオペンチルグリコール/カプロラクトンポリオール/MDI=0.9/2.6/1(モル比)、−SO3Na基1×10-4eq/g含有)
ブチルステアレート 1部
ステアリン酸 2.5部
メチルエチルケトンとシクロヘキサノン1:1混合溶剤 200部
(Non-magnetic layer coating solution)
80 parts of acicular hematite (specific surface area 55 m 2 / g by BET method, average major axis length 0.12 μm, acicular ratio 8, pH 8.8, aluminum treatment Al / Fe = 6.5 atomic%)
10 parts of carbon black
(Average primary particle diameter 17 nm, DBP oil absorption 80 ml / 100 g, specific surface area 240 m 2 / g by BET method, pH 7.5)
Binder resin 12 parts of vinyl chloride polymer (containing 1 × 10 −4 eq / g of —SO 3 Na group, polymerization degree 300)
Polyester polyurethane resin 5 parts (neopentyl glycol / caprolactone polyol / MDI = 0.9 / 2.6 / 1 (molar ratio), containing —SO 3 Na group 1 × 10 −4 eq / g)
Butyl stearate 1 part Stearic acid 2.5 parts Methyl ethyl ketone and cyclohexanone 1: 1 mixed solvent 200 parts
上記の磁性層塗布液および非磁性層塗布液それぞれをニーダで混練した後、サンドグラインダーを使用して分散した。得られた分散液にポリイソシアネートを非磁性層塗布液には5部、磁性層塗布液には6部を加え、さらにメチルエチルケトンとシクロヘキサノン1:1混合溶剤を20部加え、1μmの平均孔径を有するフィルターを使用して濾過し、非磁性層および磁性層用の塗布液を調製した。 Each of the magnetic layer coating solution and the nonmagnetic layer coating solution was kneaded with a kneader and then dispersed using a sand grinder. To the obtained dispersion, 5 parts of polyisocyanate is added to the non-magnetic layer coating liquid, 6 parts to the magnetic layer coating liquid, and 20 parts of a 1: 1 mixed solvent of methyl ethyl ketone and cyclohexanone is added to have an average pore size of 1 μm. It filtered using the filter and the coating liquid for a nonmagnetic layer and a magnetic layer was prepared.
厚さ7μmのポリエチレンテレフタレート支持体上に得られた非磁性層塗布液を乾燥後の厚さが1.5μmとなるように塗布し、さらにその直後非磁性層用塗布液がまだ湿潤状態にあるうちに、その上に磁性層の厚みが0.15μmとなるように湿式同時重層塗布を行い、両層がまだ湿潤状態にあるうちに配向装置を通過させ長手配向した。この時の配向磁石は希土類磁石(表面磁束500mT(5000ガウス))を通過させた後、ソレノイド磁石(磁束密度500mT(5000ガウス))中を通過させ、ソレノイド内で配向が戻らない程度まで乾燥しさらに磁性層を乾燥し巻き取った。その後金属ロールより構成される7段カレンダーでロール温度を90℃にしてカレンダー処理を施して、ウェブ状の磁気記録媒体を得、それを8mm幅にスリットして8mmビデオテープのサンプルを作製した。 The nonmagnetic layer coating solution obtained on a 7 μm thick polyethylene terephthalate support was applied so that the thickness after drying was 1.5 μm, and immediately thereafter, the coating solution for the nonmagnetic layer was still wet. In the meantime, wet simultaneous multilayer coating was performed so that the magnetic layer had a thickness of 0.15 μm thereon, and while both layers were still wet, they were passed through an orientation device and longitudinally oriented. At this time, the magnet is passed through a rare earth magnet (surface magnetic flux 500 mT (5000 gauss)) and then passed through a solenoid magnet (magnetic flux density 500 mT (5000 gauss)), and dried to such an extent that the orientation does not return in the solenoid. Further, the magnetic layer was dried and wound up. Thereafter, a 7-stage calendar composed of metal rolls was used to perform a calendar process at a roll temperature of 90 ° C. to obtain a web-like magnetic recording medium, which was slit to 8 mm width to prepare an 8 mm video tape sample.
[実施例2]
(1)強磁性粉末の作製
長軸長57nm、針状比6でドープおよび/または被着によりCoとAlを添加したヘマタイト(Fe換算でCo/Fe=15質量%、Al/Fe=2質量%)を出発原料にした以外は実施例1と同様の方法で表1に示す物性を有する強磁性粉末を作製した。得られた強磁性粉末をESCA depth profile分析した結果、強磁性粉末の表面から、順にSi Y、Coの強度が強かった。これにより、上記処理によってSi含有皮膜(第二の皮膜)、Y含有皮膜(第一の皮膜)、Co含有皮膜(第三の皮膜)が順次形成されたことが確認された。またX線回折結果および製法から、Si、Y、Coは酸化物および/またはオキシ水酸化物(但し非晶質成分含む)の状態で存在することが確認された。
(2)磁気テープの作製
実施例1で得た強磁性粉末に代えて、上記で得た強磁性粉末を使用した以外は、実施例1と同様の方法で磁気テープを作製した。
[Example 2]
(1) Preparation of ferromagnetic powder Hematite with a major axis length of 57 nm and a needle ratio of 6 and doped with Co and / or Al (Co / Fe = 15 mass%, Al / Fe = 2 mass in terms of Fe) %) Was used in the same manner as in Example 1 except that a ferromagnetic powder having the physical properties shown in Table 1 was prepared. As a result of ESCA depth profile analysis of the obtained ferromagnetic powder, the strength of Si Y and Co was higher in order from the surface of the ferromagnetic powder. Thereby, it was confirmed that the Si-containing film (second film), the Y-containing film (first film), and the Co-containing film (third film) were sequentially formed by the above treatment. From the X-ray diffraction results and the production method, it was confirmed that Si, Y, and Co existed in the state of an oxide and / or an oxyhydroxide (including an amorphous component).
(2) Production of magnetic tape A magnetic tape was produced in the same manner as in Example 1 except that the ferromagnetic powder obtained above was used instead of the ferromagnetic powder obtained in Example 1.
[実施例3]
(1)強磁性粉末の作製
長軸長66nm、針状比6.3でドープおよび/または被着によりCoとAlを添加したヘマタイト(Fe換算でCo/Fe=15質量%、Al/Fe=2質量%)を出発原料にした以外は実施例1と同様の方法で表1に示す物性を有する強磁性粉末を作製した。得られた強磁性粉末をESCA depth profile分析した結果、強磁性粉末の表面から、順にSi Y、Coの強度が強かった。これにより、上記処理によってSi含有皮膜(第二の皮膜)、Y含有皮膜(第一の皮膜)、Co含有皮膜(第三の皮膜)が順次形成されたことが確認された。またX線回折結果および製法から、Si、Y、Coは酸化物および/またはオキシ水酸化物(但し非晶質成分含む)の状態で存在することが確認された。
(2)磁気テープの作製
実施例1で得た強磁性粉末に代えて、上記で得た強磁性粉末を使用した以外は、実施例1と同様の方法で磁気テープを作製した。
[Example 3]
(1) Preparation of ferromagnetic powder Hematite with a major axis length of 66 nm and a needle ratio of 6.3 doped with Co and / or Al (Co / Fe = 15% by mass, Al / Fe = A ferromagnetic powder having the physical properties shown in Table 1 was prepared in the same manner as in Example 1 except that 2% by mass) was used as a starting material. As a result of ESCA depth profile analysis of the obtained ferromagnetic powder, the strength of Si Y and Co was higher in order from the surface of the ferromagnetic powder. Thereby, it was confirmed that the Si-containing film (second film), the Y-containing film (first film), and the Co-containing film (third film) were sequentially formed by the above treatment. From the X-ray diffraction results and the production method, it was confirmed that Si, Y, and Co existed in the state of an oxide and / or an oxyhydroxide (including an amorphous component).
(2) Production of magnetic tape A magnetic tape was produced in the same manner as in Example 1 except that the ferromagnetic powder obtained above was used instead of the ferromagnetic powder obtained in Example 1.
[実施例4]
(1)強磁性粉末の作製
長軸長70nm、針状比6.2でドープおよび/または被着によりCoとAlを添加したヘマタイト(Fe換算でCo/Fe=15質量%、Al/Fe=2質量%)を出発原料にした以外は実施例1と同様の方法で表1に示す物性を有する強磁性粉末を作製した。得られた強磁性粉末をESCA depth profile分析した結果、強磁性粉末の表面から、順にSi Y、Coの強度が強かった。これにより、上記処理によってSi含有皮膜(第二の皮膜)、Y含有皮膜(第一の皮膜)、Co含有皮膜(第三の皮膜)が順次形成されたことが確認された。またX線回折結果および製法から、Si、Y、Coは酸化物および/またはオキシ水酸化物(但し非晶質成分含む)の状態で存在することが確認された。
(2)磁気テープの作製
実施例1で得た強磁性粉末に代えて、上記で得た強磁性粉末を使用した以外は、実施例1と同様の方法で磁気テープを作製した。
[Example 4]
(1) Preparation of ferromagnetic powder Hematite with a major axis length of 70 nm and a needle ratio of 6.2 and with addition of Co and Al by doping and / or deposition (Co / Fe = 15 mass% in terms of Fe, Al / Fe = A ferromagnetic powder having the physical properties shown in Table 1 was prepared in the same manner as in Example 1 except that 2% by mass) was used as a starting material. As a result of ESCA depth profile analysis of the obtained ferromagnetic powder, the strength of Si Y and Co was higher in order from the surface of the ferromagnetic powder. Thereby, it was confirmed that the Si-containing film (second film), the Y-containing film (first film), and the Co-containing film (third film) were sequentially formed by the above treatment. From the X-ray diffraction results and the production method, it was confirmed that Si, Y, and Co existed in the state of an oxide and / or an oxyhydroxide (including an amorphous component).
(2) Production of magnetic tape A magnetic tape was produced in the same manner as in Example 1 except that the ferromagnetic powder obtained above was used instead of the ferromagnetic powder obtained in Example 1.
[比較例1]
磁気テープの作製
実施例1で得た強磁性粉末に代えて、表1に示す物性を有する市販の強磁性粉末を使用した以外は、実施例1と同様の方法で磁気テープを作製した。
[Comparative Example 1]
Production of Magnetic Tape A magnetic tape was produced in the same manner as in Example 1 except that a commercially available ferromagnetic powder having the physical properties shown in Table 1 was used instead of the ferromagnetic powder obtained in Example 1.
[比較例2]
(1)強磁性粉末の作製
第二の皮膜形成のための処理(処理(c))を行わなかった以外は、実施例1と同様の方法で表1に示す物性を有する強磁性粉末を作製した。
(2)磁気テープの作製
実施例1で得た強磁性粉末に代えて、上記で得た強磁性粉末を使用した以外は、実施例1と同様の方法で磁気テープを作製した。
[Comparative Example 2]
(1) Preparation of ferromagnetic powder A ferromagnetic powder having the physical properties shown in Table 1 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the treatment for forming the second film (treatment (c)) was not performed. did.
(2) Production of magnetic tape A magnetic tape was produced in the same manner as in Example 1 except that the ferromagnetic powder obtained above was used instead of the ferromagnetic powder obtained in Example 1.
[比較例3]
(1)強磁性粉末の作製
第二の皮膜形成のための処理(処理(c))を行わなかった以外は、実施例4と同様の方法で表1に示す物性を有する強磁性粉末を作製した。
(2)磁気テープの作製
実施例1で得た強磁性粉末に代えて、上記で得た強磁性粉末を使用した以外は、実施例1と同様の方法で磁気テープを作製した。
[Comparative Example 3]
(1) Preparation of ferromagnetic powder A ferromagnetic powder having the physical properties shown in Table 1 was prepared in the same manner as in Example 4 except that the treatment for forming the second film (treatment (c)) was not performed. did.
(2) Production of magnetic tape A magnetic tape was produced in the same manner as in Example 1 except that the ferromagnetic powder obtained above was used instead of the ferromagnetic powder obtained in Example 1.
評価方法
(1)磁気特性
各強磁性粉末およびテープ試料の磁気特性を、振動試料型磁力計(東英工業製)を使用し外部磁界400kA/mで配向方向に平行に測定した。結果を表1および表2に示す。尚、SQは角形比を示す。
(2)電磁変換特性(出力、C/N)
電磁変換特性の測定は次の方法によって行った。データ記録用8ミリデッキにMIGヘッド(ヘッドギャップ0.2μm、トラック幅17μm、飽和磁束密度1.5T、アジマス角20°)と再生用MRヘッド(SALバイアス、MR素子はFe−Ni、トラック幅6μm、ギャップ長0.2μm、アジマス角20°)を搭載した。MIGヘッドを用いて、テープとヘッドの相対速度を10.2m/秒とし、1/2Tb(λ=0.5μm)の入出力特性から最適記録電流を決めこの電流で信号を記録し、MRヘッドで再生した。C/Nは再生キャリアのピークから消磁ノイズまでとし、スペクトルアナライザーの分解能バンド幅は100kHzとした。表2に、各試料の出力およびC/Nを比較例1の試料に対する相対値で表した。
(3)表面粗さ
WYKO社(USアリゾナ州)製の光干渉3次元粗さ計「TOPO−3D」を使用し250μm角の試料面積を測定した。測定値の算出にあたっては、傾斜補正、球面補正、円筒補正等の補正をJIS−B601に従って実施し、中心面平均粗さRaを表面粗さの値として表2に示した。
(4)表面析出ブツ
60℃90%RHで1週間保存後のテ−プ表面を光学顕微鏡およびSEMで観察し、以下の基準に従い4段階で評価した結果を表2に示した。
テ−プ(磁性層面)の表面で析出ブツ なし 1
析出ブツ 少しあり 2
析出ブツ あり 3
析出ブツ 多 4
(5)ヘッド汚れ
データ記録用8ミリデッキで繰り返し(200パス)走行させた後のヘッド表面を観察し、以下の基準に従い5段階で評価した結果を表2に示した。
ヘッド付着物 なし 1
少々 2
あり 3
多 4
過多 5
(6)高温高湿下での減磁(Δσs、ΔBm)
各強磁性粉末およびテープ試料を60℃90%RHに1週間保存し、上記(1)と同様の方法で保存前後のσs、Bmを測定し変化率(Δσs、ΔBm)を求めた。
(7)強磁性粉末の組成分析
各強磁性粉末を塩酸で溶解した後にICP分析装置を用いて定量分析し、Feに対するCo、Al、Y、Si含有量を求めた。
Evaluation Method (1) Magnetic Properties Magnetic properties of each ferromagnetic powder and tape sample were measured in parallel with the orientation direction with an external magnetic field of 400 kA / m using a vibrating sample magnetometer (manufactured by Toei Kogyo). The results are shown in Tables 1 and 2. SQ indicates a squareness ratio.
(2) Electromagnetic conversion characteristics (output, C / N)
The electromagnetic conversion characteristics were measured by the following method. 8mm deck for data recording, MIG head (head gap 0.2μm, track width 17μm, saturation magnetic flux density 1.5T, azimuth angle 20 °) and reproducing MR head (SAL bias, MR element is Fe-Ni, track width 6μm) , Gap length 0.2 μm, azimuth angle 20 °). Using the MIG head, the relative speed of the tape and the head is 10.2 m / sec, the optimum recording current is determined from the input / output characteristics of 1/2 Tb (λ = 0.5 μm), and the signal is recorded with this current. Played with. C / N is from the peak of the reproduced carrier to the demagnetizing noise, and the resolution bandwidth of the spectrum analyzer is 100 kHz. Table 2 shows the output and C / N of each sample as relative values to the sample of Comparative Example 1.
(3) Surface Roughness Using a light interference three-dimensional roughness meter “TOPO-3D” manufactured by WYKO (Arizona, US), a sample area of 250 μm square was measured. In calculating the measurement values, corrections such as tilt correction, spherical correction, and cylindrical correction were performed in accordance with JIS-B601, and the center plane average roughness Ra is shown in Table 2 as the surface roughness value.
(4) Surface Precipitated Particles The tape surface after 1 week storage at 60 ° C. and 90% RH was observed with an optical microscope and SEM, and the results evaluated in 4 stages according to the following criteria are shown in Table 2.
No precipitation on the surface of the tape (magnetic layer surface) 1
There is a little precipitation 2
There are 3 deposits.
Precipitation but many 4
(5) Head dirt The head surface after repeated (200 passes) running on an 8 mm deck for data recording was observed, and the results of evaluation in five stages according to the following criteria are shown in Table 2.
No head deposit 1
A little 2
Yes 3
Many 4
Excessive 5
(6) Demagnetization under high temperature and high humidity (Δσs, ΔBm)
Each ferromagnetic powder and tape sample were stored at 60 ° C. and 90% RH for 1 week, and σs and Bm before and after storage were measured by the same method as in (1) above to determine the rate of change (Δσs and ΔBm).
(7) Composition analysis of ferromagnetic powder Each ferromagnetic powder was dissolved in hydrochloric acid and quantitatively analyzed using an ICP analyzer to determine the contents of Co, Al, Y and Si with respect to Fe.
評価結果
表1に示すように、実施例1〜4で作製した強磁性粉末は、いずれもΔσsが小さく保存性が良好であった。表2に示すように、これら強磁性粉末を使用して作製した磁気テープは、優れた電磁変換特性を示し、しかもΔBmが小さく、またY皮膜上にSi皮膜が形成されているため、析出ブツおよびヘッド汚れの発生が抑制された。
それに対し、Y成分を含むがSi皮膜を有さない強磁性粉末を使用した比較例1〜3の磁気テープでは、高温高湿下での減磁が大きく、更に析出ブツおよびヘッド汚れが発生した。
以上の結果から、本発明によれば、優れた電磁変換特性を有するとともに、保存性および走行耐久性に優れた磁気記録媒体を提供できることがわかる。
Evaluation Results As shown in Table 1, all the ferromagnetic powders produced in Examples 1 to 4 had small Δσs and good storage stability. As shown in Table 2, magnetic tapes produced using these ferromagnetic powders exhibit excellent electromagnetic conversion characteristics, have a small ΔBm, and have a Si film formed on the Y film. Also, the occurrence of head contamination was suppressed.
On the other hand, in the magnetic tapes of Comparative Examples 1 to 3 using the ferromagnetic powder containing the Y component but not having the Si film, the demagnetization was high under high temperature and high humidity, and further deposits and head contamination occurred. .
From the above results, it can be seen that according to the present invention, it is possible to provide a magnetic recording medium having excellent electromagnetic conversion characteristics and excellent storage stability and running durability.
本発明の強磁性粉末は、高密度記録用磁気記録媒体において、磁性層に含まれる磁性体として好適である。本発明の強磁性粉末を使用することにより、走行耐久性および保存性に優れた高密度記録用磁気記録媒体を提供することができる。 The ferromagnetic powder of the present invention is suitable as a magnetic substance contained in a magnetic layer in a magnetic recording medium for high density recording. By using the ferromagnetic powder of the present invention, a magnetic recording medium for high-density recording having excellent running durability and storage stability can be provided.
Claims (12)
前記第一の皮膜は、希土類元素の酸化物および/またはオキシ水酸化物を主成分として含み、
前記第二の皮膜は、ケイ素の酸化物および/またはオキシ水酸化物を主成分として含み、かつ
前記金属粒子は、Feおよび/またはCoを主成分として含むことを特徴とする強磁性粉末。 A ferromagnetic powder having a first film and a second film in this order on the surface of metal particles,
The first film contains a rare earth element oxide and / or oxyhydroxide as a main component,
2. The ferromagnetic powder according to claim 1, wherein the second film contains silicon oxide and / or oxyhydroxide as a main component, and the metal particles contain Fe and / or Co as a main component.
前記強磁性粉末は、請求項1〜7のいずれか1項に記載の強磁性粉末であることを特徴とする磁気記録媒体。 A magnetic recording medium having a magnetic layer comprising a ferromagnetic powder and a binder on a nonmagnetic support,
The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the ferromagnetic powder is the ferromagnetic powder according to claim 1.
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