(57)【要約】      （修正有）【課題】高出力でかつ良好な再生出力ノイズ比（Ｃ／Ｎ）、良好な温度サイクル特性を示す磁気テープを提供する。【解決手段】磁気テープの最上層磁性層が、粒子サイズ３０ｎｍ以下の略粒状の磁性粉末を含有し、磁気テープの長手方向の保磁力が２２０〜４００ｋＡ／ｍで、かつ−１００℃と５０℃間の保磁力の変化率を１０％以下にする。また、特定相の窒化鉄を含有し、略粒状の微粒子で、表面が特定元素の化合物で構成され構成され、かつ特定温度間の保磁力の変化率が小さい磁性粉末を、磁気テープ用として使用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性支持体と、非磁性支持体の一方の面に、少なくとも１層の、磁性粉末を含有する磁性層を有する磁気テープにおいて、前記磁気テープの最上層磁性層が、粒子サイズ３０ｎｍ以下の略粒状の磁性粉末を含有し、前記磁気テープの長手方向の保磁力が２２０〜４００ｋＡ／ｍであり、かつ−１００℃と５０℃間の保磁力の変化率が１０％以下であることを特徴とする磁気テープ。
【請求項２】
鉄および窒素を少なくとも構成元素とし、かつＦｅ１６Ｎ２相を少なくとも含む、粒子サイズが３０ｎｍ以下の磁性粉末であって、該磁性粉末の表面が希土類元素、シリコン、アルミニウムの中から選ばれた少なくとも１種を含む化合物層で構成され、−１００℃と５０℃間の保磁力の変化率が１０％以下であることを特徴とする磁性粉末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気テープカートリッジ用の磁気テープと磁性粉末に関し、さらに詳しくは、デジタルビデオテープカートリッジ、コンピュータ用バックアップテープカートリッジなど、高密度記録が要求される磁気テープカートリッジ用の磁気テープと、これに最適な磁性粉末に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
磁性粉末を結合剤に分散してなる塗布型磁気テープは、その記録再生方式がアナログ方式からデジタル方式への移行に伴い、記録密度の一層の向上が要求されている。特に、高密度ビデオテープカートリッジ用やコンピュータ用バックアップテープカートリッジ用においては、この要求が年々高まってきている。
【０００３】
特にデータバックアップ用テープカートリッジの分野では、バックアップの対象となるハードディスクの大容量化に伴い、１巻当たり数１００ＧＢの記録容量のものが商品化されている。また、１ＴＢを超える大容量バックアップテープカートリッジも提案されている。
【０００４】
磁気テープカートリッジには、ビデオテープカートリッジやＤＤＳコンピュータカートリッジに用いられているようなヘリキャルスキャンレコーディングタイプのカートリッジと、ＬＴＯコンピュータカートリッジに用いられるようなリニアレコーディングタイプのカートリッジに大別される。
【０００５】
ＤＤＳコンピュータカートリッジのようなヘリキャルスキャンレコーディングタイプのカートリッジは、磁気テープを走行させながら磁気ヘッドを回転させることで、磁気テープの長手方向と一定角度の方向に磁気記録するタイプで、トラック幅が狭くできるので磁気テープ単位面積当りの記録密度を高くできる反面、記録・再生には１対の磁気ヘッド（記録と再生に同一の磁気ヘッドを用いる場合は１個の磁気ヘッド）を使用するので、一般的に転送速度が遅い。このタイプでは２個のリールを内蔵したカートリッジが使用される。
なお、ヘリキャルスキャンレコーディングタイプのカートリッジを記録・再生する装置で多数対の磁気ヘッドを搭載しているタイプのものもあるが、このタイプでは多数対の磁気ヘッドは時間差を設けて記録・再生されるので、同時に使用される磁気ヘッドは１対のみである。
【０００６】
一方、ＬＴＯコンピュータカートリッジのようなリニアレコーディングタイプのカートリッジは、磁気テープの長手方向に沿って磁気記録するタイプで、磁気テープの長手方向にのびるサーボバンドと、データ記録用のデータバンドが設けられている。このうちサーボバンドは、各々サーボトラック番号を磁気的に記録した複数のサーボ信号記録部からなる。磁気テープのサーボと記録・再生を行う磁気ヘッドアレイは、一対（順方向用と逆方向用）のサーボトラック用の磁気抵抗効果型（ＭＲ）ヘッドと、例えば８ｘ２対の磁気ヘッド（一般に磁気誘導型の記録ヘッド１６個と再生用ＭＲヘッド１６個）で構成され、サーボトラック用のＭＲヘッドからの信号に基づいて磁気ヘッドアレイ全体が連動して動くことで、記録・再生用ヘッドがテープ幅方向に移動してデータトラックに到達する。このタイプでは数トラック（８ｘ２対の磁気ヘッドを使用した場合は８トラック）を同時に記録・再生できるので、一般的に転送速度が極めて速い。また、リニアレコーディングタイプのカートリッジでは、順方向と逆方向のいずれの方向にも記録・再生できるようになっている。このタイプではカートリッジ１巻あたりの体積記憶容量を高くするため、１個のリールを内蔵したカートリッジが使用される。
なお、このタイプでは、上述の磁気テープの磁気記録層にサーボトラック用の磁気信号を記録する方式の他、磁気テープのバック層にサーボトラック用の磁気信号を記録する方式、バック層にサーボトラック用の光学信号を設ける方式もある。
【０００７】
データバックアップ用テープカートリッジの分野では、バックアップの対象となるハードディスクの大容量化にともない、転送速度が速く、かつカートリッジ１巻あたりの体積記憶容量も高い、単一リールのリニアレコーディングタイプのカートリッジが主流になりつつある。
【０００８】
このような記録密度の向上にあたり、短波長記録に対応するため、年々微粒子化がはかられ、現在では、粒子長さが０．１μｍ程度の針状のメタル磁性粉末や、この磁性粉末を使用した磁気テープが実用化に供されている。また、短波長記録時の減磁による出力低下を防止するため、年々高保磁力化がはかられ、たとえば、鉄−コバルト合金化された針状のメタル磁性粉末やこの磁性粉末においては、２３８．９Ａ／ｍ（３，０００Ｏｅ）程度の保磁力が実現されている（特許文献１〜３参照）。
しかし、針状粒子を用いる磁気記録媒体では、保磁力が形状異方性に起因することから、上記粒子径からの大幅な微粒子化は困難になってきている。
【０００９】
そこで、保磁力が形状異方性によらず結晶異方性によることから微粒子化が容易で、かつ高保磁力化が可能な、平均粒子サイズが５〜２００ｎｍの範囲にある粒状ないし楕円状の希土類−鉄−ホウ素系磁性粉末を用いた磁気記録媒体が開示されている（特許文献４参照）。また、Ｆｅ16Ｎ2 相を主相とした磁性粉末を使用した磁気記録媒体も開示されている（特許文献５〜８）。例えば、特許文献５には、粒子形状が不定形で、Ｆｅ16Ｎ2 相を主相としたＢＥＴ比表面積が１０ｍ2 ／ｇ以上の窒化鉄系磁性粉末を用いることにより、９４．７〜１７９．１ｋＡ／ｍ（１，１９０〜２，２５０エルステッド）程度の高保磁力を得ることが提案されている。また、特許文献６〜８には、平均粒子サイズが５〜５０ｎｍで、保磁力が２００ｋＡ／ｍ以上の、本質的に球状ないし楕円状で、かつＦｅ16Ｎ2 相を主相とする希土類−鉄−窒化鉄系磁性粉末を用いた磁気記録媒体が開示されている。
【００１０】
【特許文献１】特開平３−４９０２６号公報（第４頁）
【特許文献２】特開平１０−３４０８０５号公報（第２頁）
【特許文献３】特開平１０−８３９０６号公報（第３頁）
【特許文献４】特開２２０１−１８１７５４号公報（第４頁、第２２頁）
【特許文献５】特開２２２０−２７７３１１号公報（第３頁、図４）
【特許文献６】ＷＯ０３／０７９３３２Ａ１パンフレット（国際公開第０３／０７９３３２号パンフレット）
【特許文献７】ＷＯ０３／０７９３３３Ａ１パンフレット（国際公開第０３／０７９３３３号パンフレット）
【特許文献８】ＵＳ２２０４／００７２０２５Ａ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１〜８に開示される磁性粉末およびこれを用いた磁気記録媒体は、各文献に記載される前記独自の構成とすることでそれに応じた特有の効果が奏される。特に、文献６〜８では、微粒子で、かつ高保磁力とすることで、高いＣ／Ｎを実現している。しかし、結晶異方性を利用した、略球状ないし楕円体状の微粒子を用いた磁気記録媒体では、保磁力の温度依存性が高く、高温−低温の温度サイクルをかけると、記録磁化が減磁して、再生出力（Ｃ）およびＣ／Ｎが低下するという問題があり、この問題点の解決が、磁気記録媒体の実用化の課題である。
【００１２】
本発明は、このような問題点を解決して、高記録密度（１．０Ｇｂ／ｉｎ２ 以上）に適した、デジタルビデオ磁気テープ、コンピュータ用バックアップ磁気テープ、特に高容量のコンピュータ用バックアップ磁気テープ、およびこれらの磁気テープに使用する磁性粉末を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、結晶磁気異方性に基づく、略粒状の微粒子かつ高保磁力の磁性粉末を用いた磁気テープに関して、高記録密度（１Ｇｂ／ｉｎ２以上）における電磁変換特性に優れ、かつ高温・低温サイクル時の電磁変換特性の低下の少ない磁気テープの完成を目的に、最上層に使用する磁性粉末の粒子サイズと形状、磁気テープの長手方向の保磁力、特定温度間の保磁力の変化率について詳細に検討した。その結果、本発明者らは、最上層磁性層に特定粒子サイズ以下、特定形状の磁性粉末を含有させ、磁気テープの長手方向の保磁力を特定範囲にすると共に、特定温度間の保磁力の変化率を特定値以下にしたときに、高密度記録時の電磁変換特性に優れ、かつ温度サイクルによる電磁変換特性の劣化のない磁気テープが得られることを知り、本発明を完成するに至った。また、粒子サイズ、組成、構造を特定のものにすると共に、特定温度間の保磁力の変化率を特定値以下にした磁性粉末は、本発明の磁気テープ用の磁性粉末として優れている。さらに、本発明の磁性粉末は、磁気テープの磁性層厚さが薄い、磁気テープの磁性粉末として優れている。
【００１４】
すなわち、本発明の磁気テープは、非磁性支持体と、非磁性支持体の一方の面に、少なくとも１層の、磁性粉末を含有する磁性層を有する磁気テープにおいて、前記磁気テープの最上層磁性層が、粒子サイズが３０ｎｍ以下の略粒状の磁性粉末を含有し、前記磁気テープの長手方向の保磁力が２２０〜４００ｋＡ／ｍであり、かつ−１００℃と５０℃間の保磁力の変化率が１０％以下である磁気テープ（請求項１）である。また、本発明の磁性粉末は、鉄および窒素を少なくとも構成元素とし、かつＦｅ１６Ｎ２相を少なくとも含む、粒子サイズが３０ｎｍ以下の磁性粉末であって、該磁性粉末の表面が希土類元素、シリコン、アルミニウムの中から選ばれた少なくとも１種を含む化合物層で構成され、−１００℃と５０℃間の保磁力の変化率が１０％以下である磁性粉末（請求項２）である。鉄に対する窒素の含有量が１．０〜２０原子％の磁性粉末がより好ましい。この磁性粉末は、本発明の磁気テープに使用する磁性粉末として優れている。
【００１５】
本発明の最上層磁性層の磁性粉末の粒子サイズは、３０ｎｍ以下が好ましく、２０ｎｍ以下がより好ましく、１５ｎｍ以下がさらに好ましい。粒子サイズ３０ｎｍ以下が好ましいのは、３０ｎｍを超えると磁気テープのノイズ（Ｎ）が高くなり再生出力ノイズ比（Ｃ／Ｎ）が低くなるためである。また、粒子サイズを３ｎｍ以上にすると、磁性塗料調製時の分散が容易になるので３ｎｍ以上が好ましい。さらに、粒子サイズを３ｎｍ以上にすると、保磁力の温度変化が小さくなる傾向にある。５ｎｍ以上がより好ましく、８ｎｍ以上がさらに好ましい。粒子サイズが３０ｎｍを超えたり、３ｎｍ未満の磁性粒子の混入を排除するものではないが、その場合でも、粒子サイズの中央値が３０ｎｍ以下、３ｎｍ以上が好ましい。
【００１６】
なお、本発明の磁性粉末の粒子サイズは、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により倍率２０万倍で撮影した、０．７μｍ×０．５μｍの視野の写真から求めた最大さしわたし径（長軸径）である。粒子サイズは、同写真から粒子サイズ（最大さしわたし径、長軸径）を求め、５０個の粒子サイズの中央値と粒子サイズの範囲とを求めた。本発明の粒子サイズは中央値である。粒子サイズの範囲は上下各５個を除外した４０個の範囲である。また、軸比は、同写真から求めた最大さしわたし径（長軸径）と、最大さしわたし径方向と直交する方向のさしわたし最大径（短軸径）との比〔（最大さしわたし径）／（最大さしわたし径方向と直交する方向のさしわたし最大径）〕である。軸比は、５０個の粒子の軸比を求め、中央値と軸比の範囲と求めた。本発明の軸比は中央値である。軸比の範囲は上下各５個を除外した４０個の範囲である。テープ状となった媒体においての磁性粉粒子サイズは、磁気テープの縦断面（長手方向に切断）の最上層磁性層を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を倍率２０万倍、０．５μｍ×０．３μｍの視野で撮影して求めた。この写真の視野で３０ｎｍ以上の粒子サイズの磁性粉末が混入している場合には、上述の磁性粉末の場合と同様に、５０個の磁性粉末の粒子サイズの中央値と範囲とを測定する。３ｎｍ未満の粒子が混入している場合も必要に応じて同様にして粒子サイズの中央値と範囲を求める。０．５μｍ×０．３μｍの視野で５０個の磁性粉末の粒子サイズが測定できない場合は適宜写真枚数を増やして測定する。磁性粉末と、カーボンブラック、研磨剤とは、通常ＳＥＭ写真のコントラストや形状で区別できるが、磁性粉末と、カーボンブラック、研磨剤との区別がつかない場合にはピンポイント元素分析法を併用してもよい。
【００１７】
磁気テープの最上層磁性層の長手方向の保磁力は、２２０〜４００ｋＡ／ｍが好ましく、２５０ｋＡ／ｍ以上がより好ましい。２２０ｋＡ／ｍ未満では、記録波長を十分小さくし難く、４００ｋＡ／ｍを超えると、磁気ヘッドによる記録が不十分になる場合がある。３８０ｋＡ／ｍ以下が好ましく、３５０ｋＡ／ｍ以下がより好ましい。
なお、最上層磁性層の長手方向の保磁力を上記範囲にする方法としては、磁性粉末の保磁力を選択すればよい。
【００１８】
本発明において、最上層磁性層の長手方向の保磁力は、東英工業社製の試料振動型磁力計で、２５℃、最大外部磁場１２７３ｋＡ／ｍ（１６ｋＯｅ）で定法に準じて測定した値である。測定試料の調製は、磁気テープ２０枚を貼り合わせ、これを直径８ｍｍに打ち抜いて行った。
なお、２層以上の磁性層を有する磁気テープの最上層磁性層の長手方向の保磁力を測定する場合には、磁化の値をカー回転角で測定する方法を利用してもよい。この場合には、直径８ｍｍに打ち抜いた磁気テープ１枚を使用する。
【００１９】
−１００℃と５０℃間の保磁力の変化率は１０％以下が好ましく、８％以下がより好ましく、５％以下がさらに好ましい。−１００℃と５０℃間の保磁力の変化率は１０％以下が好ましいのは、保磁力の変化率が１０％をこえると、高温・低温サイクルで、短波長記録時の再生出力（Ｃ）および再生出力ノイズ比（Ｃ／Ｎ）が劣化するためである。最上層磁性層の長手方向における保磁力の変化率は理想的には０であるが、１％程度であれば実用上問題がないので、実用上の下限は１％である。
【００２０】
本発明において、最上層磁性層の長手方向における−１００℃と５０℃間の保磁力の変化率は、ヘリウムガス雰囲気中、−１００℃、５０℃で測定された保磁力について、保磁力の最大値と最小値の差（ΔＨｃ）を求め、この差と最小値（最小Ｈｃ）との比として次式より求めた。
保磁力の変化率＝（ΔＨｃ／最小Ｈｃ）×１００（％）
なお、磁気テープの長手方向における−１００℃〜５０℃の温度範囲における保磁力の温度変化の一例を図１に示す。−１００℃〜５０℃の温度範囲における保磁力は温度低下と共に連続的に上昇することが分かる。
【００２１】
本発明において、−１００℃と５０℃間の保磁力の変化率を１０％以下にするための手段は、特に制限されないが、好ましくは以下の（ａ）〜（ｆ）の方法が挙げられる。
以下の（ａ）〜（ｆ）の方法を単独で用いて、好ましくはこれらの幾つかを併用することにより、保磁力の変化率が１０％以下の値を有する磁気テープを製造することができる。もちろん、保磁力の変化率の値を制御する方法は、以下の（ａ）〜（ｆ）の方法に限定されず、他の公知の方法を、適宜併用しても差し支えない。
【００２２】
（ａ）−１００℃と５０℃間の保磁力の変化率を小さくするためには、磁性粉末中のナトリウム、硝酸痕等の不純物量を減少させる。例えば、略粒状の窒化鉄系微粒子では、原材料であるマグネタイト粒子に希土類元素、アルミニウム、シリコン他を被着後、濾液の伝道度が１００μＳ／ｃｍ以下になるまで充分に洗浄する。
【００２３】
（ｂ）−１００℃と５０℃間の保磁力の変化率を小さくするためには、磁性粉末の結晶性を高くする。例えば、略粒状の窒化鉄系微粒子等では、原材料であるマグネタイト粒子に希土類元素、アルミニウム、シリコン他を被着後、還元処理前に窒素ガス雰囲気等の乾燥雰囲気中１００℃〜９００℃で熱処理する。１２０℃〜７００℃がより好ましく、１５０℃〜５００℃がさらに好ましく、２００℃〜４００℃がいっそう好ましい。同様に、熱処理時の昇温速度を１０℃／ｍｉｎ．〜５０℃／ｍｉｎ．のように遅い速度で昇温することも有効である。
【００２４】
（ｃ）−１００℃と５０℃間の保磁力の変化率を小さくするためには、磁性粉末の粒子間の組成の分布を少なくする。例えば、略粒状の窒化鉄系微粒子等では、還元の起こらない不活性ガス雰囲気で粉末全体の温度を還元温度に調整後、還元ガスを導入して均一温度で還元する。また、同様に、窒化鉄系微粒子では還元終了後、不活性ガスに切り替えて、窒化の起こらない不活性ガス雰囲気で粉末全体の温度を窒化処理温度に調整後、アンモニアガスを導入して均一温度で窒化する。さらに、窒化鉄系微粒子等では、酸化処理時に、はじめに低濃度の酸素を含有する不活性ガス（例：２００ｐｐｍの低濃度酸素−窒素混合ガス）を導入することで酸化熱による磁性粉末の温度上昇を抑制し、磁性粉末表面に均一温度で表面酸化膜を形成した後、高濃度の酸素を含有する不活性ガス（例：１０００ｐｐｍの酸素−窒素混合ガス）を導入して、均一厚さの酸化膜を形成する。また、酸素濃度を順次、２００ｐｐｍ、１０００ｐｐｍ、２０００ｐｐｍ、３０００ｐｐｍ、５０００ｐｐｍのようにさらに段階を増やして酸化処理したり、２００ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍの間で連続的に酸素濃度を徐々に増やしながら酸化処理してもよい。さらに、還元処理、窒化処理、表面酸化処理の各工程を繰り返し行うことも、磁性粉末の粒子間の組成の分布を少なくするのに有効である。
【００２５】
（ｄ）−１００℃と５０℃間の保磁力の変化率を小さくするためには、磁性粉末の粒子間の粒度分布、形状分布を少なくする。特に、粒度分布を少なくして３ｎｍ未満の微小磁性粉末の混入を少なくすることが有効である。例えば、略粒状の窒化鉄系微粒子等では、原材料であるマグネタイト粒子に粒度分布の少なく、かつ３ｎｍ未満の超微粒子の混入がないマグネタイト粒子を使用すると共に、粒子間の希土類元素、アルミニウム、シリコン他の被着量を均一にする。このようにすれば、磁性粉末の粒子間の粒度分布、形状分布が少なくなると共に、（ｃ）の組成分布も小さくなる。また、保磁力の温度変化の大きい磁性粉末の混入を避けることができる。
【００２６】
（ｅ）−１００℃と５０℃間の保磁力の変化率を小さくするためには、磁性粉末の各粒子を単結晶または単結晶に近い粒子にする。例えば、略粒状の窒化鉄系微粒子等では、上記（ａ）〜（ｄ）を適宜組み合わせる方法が有効である。磁性粉末の各粒子が単結晶または単結晶に近い粒子であるかは、高分解能電子顕微鏡写真で格子像を観察することで判断できる。
【００２７】
（ｆ）−１００℃と５０℃間の保磁力の変化率を小さくするためには、磁性塗料での磁性粉末の分散性を向上させることが有効である。磁性塗料での磁性粉末の分散性を向上させると、−１００℃と５０℃間の保磁力の変化率が小さくなる理由は不明であるが、磁性粉末が密な部分と、粗な部分では粒子間の磁気的相互作用が温度によって異なるためと考えられる。
このための手法は、微粒子磁性粉末の分散性を上げるために従来から用いられている公知の手法が可能であり、これらを適宜組み合せて実施すればよい。磁性塗料の調製においては、磁性粉末を混練する前に、分散工程で良くほぐれるように、予め分散剤や樹脂と一緒に高速撹拌混合しておくのが好ましい。
混練には、樹脂とよくなじむように、大きなせん断力がかかる加圧型混練機や連続式２軸混練機等を用いるのが好ましく、通常の混練機であるならば、磁性粉末のバッチ量を適宜工夫するのが好ましい。分散は、通常のサンドミル型の分散機でよい。分散メディアとしては、従来の一般的な材質のものが使えるが、粒径が１ｍｍ未満で、チタニア、ジルコニアを主成分とする比重の大きいビーズを使用するのが好ましい。これは小粒径で比重が大きいほど分散能力が大きいからである。また、分散しやすいように磁性粉末の表面を、公知の表面処理剤で処理してもよい。さらに、バインダとして用いる樹脂には、分散性を向上させる官能基を持つ従来公知の樹脂を使用するのが好ましい。また、カーボンブラックやアルミナのような充填剤を磁性粉末とは別に分散して、予め分散しておいた磁性粉末、分散剤、樹脂の分散塗料に添加して磁性層用の塗料にする方法が好ましい。
【００２８】
本発明の磁気テープに使用する磁性粉末としては、鉄および窒素を少なくとも構成元素とし、かつＦｅ１６Ｎ２相を少なくとも含む、粒子サイズが３０ｎｍ以下の磁性粉末であって、磁性粉末の表面が希土類元素、シリコン、アルミニウムの中から選ばれた少なくとも１種を含む化合物層で構成され、−１００℃と５０℃間の保磁力の変化率が１０％以下である磁性粉末が特に好ましい。磁性粉末の、鉄に対する窒素の含有量が１．０〜２０．０原子％がより好ましい。この磁性粉末およびその製造方法については後述する。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、磁気テープに使用する磁性粉末の粒子サイズ、形状、分散性、磁気テープの長手方向の保磁力、特定温度間の保磁力の変化率を制御することで、高記録密度、特に記録波長が短い場合にも電磁変換特性に優れ、高温・低温サイクルにおける電磁変換特性の劣化のない、信頼性の高い磁気テープを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下に、本発明の磁気テープの構成要素として、磁気テープの構成、非磁性支持体、磁性層、磁性粉末、磁性粉末の製造方法、磁性塗料の調製、下層、結合剤、潤滑剤、分散剤、バック層、下層およびバックコート層の調整、有機溶剤の順に、項分けして、詳しく説明する。
【００３１】
＜磁気テープの構成＞
本発明の磁気テープは、非磁性支持体、非磁性支持体の上に少なくとも１層の磁性層を有する構成で、高密度記録に寄与する磁性層は最上層磁性層である。また、必要に応じて、磁性層形成面（記録面）とは反対の面にバック層を設けてもよく、最上層磁性層と非磁性支持体の間に下層を設けてもよい。さらに、最上層磁性層の下に下層を介してサーボ信号を記録する下層磁性層を設けてもよい。
【００３２】
磁気テープの厚さ（磁気テープの総厚）は、８μｍ未満が好ましく、６μｍ未満がより好ましく、５．０μｍ未満がさらに好ましい。磁気テープの厚さが８μｍ以上では、リールに巻回できる磁気テープの全長が短くなって、磁気テープカートリッジ１巻当たりの容量が低下するためである。また、薄い非磁性支持体は得にくいのと、得られても高コストなので、磁気テープの厚さは通常２．５μｍ以上である。
【００３３】
磁気テープの長手方向のヤング率ＥＭＤは、５ＧＰａ以上が好ましく、７ＧＰａ以上がより好ましい。この範囲が好ましいのは、磁気テープの長手方向のヤング率は、５ＧＰａ未満になると、磁気テープが伸びたり、傷ついたりして、電磁変換特性が劣化する場合があるためである。また、磁気テープ幅が１／２インチ以下の磁気テープで、磁気テープ全厚が６μｍ未満の磁気テープでは、８ＧＰａ以上が好ましく、１１ＧＰａ以上がより好ましく、１２ＧＰａ以上がさらに好ましく、１４ＧＰａ以上がいっそう好ましい。通常、磁気テープの長手方向のヤング率ＥＭＤは、３０ＧＰａ以下である。この理由は、３０ＧＰａ以上のＥＭＤは得にくいのと、得られても高コストになるためである。また、ＥＭＤが３０ＧＰａを超えると、ＬＴＯコンピュータカートリッジのようなリニアレコーディングタイプでは、磁気テープと磁気ヘッドアレイとのコンタクトが悪くなって、Ｃ／Ｎの低下やエラーレートの上昇が起こる場合があるためである。
【００３４】
＜非磁性支持体＞
非磁性支持体には、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ナフタレンテレフタレートフィルム、芳香族ポリアミドフィルム、芳香族ポリイミドフィルム等が使用される。
非磁性支持体の厚さは、用途により異なるが、通常２〜８μｍ、好ましくは２〜７μｍ、より好ましくは２〜５μｍ、さらに好ましくは２〜４．５μｍ、いっそう好ましくは２〜４μｍである。この範囲の厚さの非磁性支持体が使用されるのは、２μｍ未満では製膜が難しく、またテープ強度が小さくなり、７μｍを超えるとテープ全厚が厚くなり、テープ１巻当りの記録容量が小さくなるためである。
【００３５】
非磁性支持体の長手方向のヤング率ＥＳＭＤは、磁気テープ幅、非磁性支持体の厚さによって異なるが、通常５ＧＰａ以上が好ましく、７Ｇｐａ以上が好ましい。この範囲のヤング率の非磁性支持体が好ましいのは、５ＧＰａ未満では、磁気テープの長手方向のヤング率ＥＭＤが低くなる場合があるためである。また、磁気テープ幅が１／２インチ以下で、磁気テープ全厚が６μｍ未満の場合は、８ＧＰａ以上が好ましく、１０ＧＰａ以上がより好ましく、１２ＧＰａ以上のものがさらに好ましい。１５ＧＰａ以上がいっそうこの好ましい。この範囲のヤング率の非磁性支持体が好ましいのは、８ＧＰａ未満では、磁気テープの長手方向の強度が低くなる場合があるためである。非磁性支持体の長手方向のヤング率ＥＳＭＤを高くする方法には、芳香族ポリアミド、芳香族ポリイミドのようにヤング率が高い樹脂のフィルムを用いて長手方向に延伸する、フィルム中にヤング率の高いフィラを添加する、フィルムの表面にヤング率の高い金属等の膜を形成する、ヤング率の高い金属等をフィルムでラミネートする方法等がある。
なお、長手方向のヤング率ＥＳＭＤが高い非磁性支持体は高コストなので、ＥＳＭＤは通常４０ＧＰａ以下である。
【００３６】
＜磁性層＞
磁性層は、少なくとも１層の、記録層として設けられる最上層磁性層からなり、この最上層磁性層の厚さは、５〜１５０ｎｍ以下が好ましい。１２０ｎｍ以下がより好ましく、９０ｎｍ以下がさらに好ましい。また、１０ｎｍ以上がより好ましく、１５ｎｍ以上がさらに好ましい。この範囲が好ましいのは、５ｎｍ未満では均一厚さの磁性層形成が難しく、１５０ｎｍを超えると厚さ減磁により再生出力の低下が起こりやすいためである。
なお、最上層磁性層が９０ｎｍ以下と薄い場合、非磁性下層を介して最上層磁性層の下に、サーボ信号記録用の下層磁性層を設けてもよい。
【００３７】
磁気テープの最上層磁性層の残留磁束密度（Ｂｒ）と厚さδとの積（Ｂｒ・δ）が０．００１μＴｍ以上、０．０６μＴｍ以下が好ましい。Ｂｒ・δは０．００４μＴｍ以上、０．０４μＴｍ以下がより好ましい。Ｂｒ・δが０．００１μＴｍ未満だと、ＭＲヘッドを使用した場合も再生出力（Ｃ）が小さくなり再生出力ノイズ比（Ｃ／Ｎ）が小さくなり、Ｂｒ・δが０．０６μＴｍを越えると、ＭＲヘッドが飽和してノイズ（Ｎ）が高くなり再生出力ノイズ比（Ｃ／Ｎ）が小さくなるためである。
【００３８】
＜磁性粉末＞
塗布型磁気テープでは磁性粉末を磁性層に用いるが、この磁性粉末の特性が磁気テープの特性に重要な役割を果たす。磁性粉末には、針状の鉄系磁性粉末、略粒状の希土類元素−ホウ素−鉄系磁性粉末、略粒状の希土類元素−鉄系磁性粉末、略粒状の窒化鉄系磁性粉末、略粒状のＦｅ16Ｎ2相含有窒化鉄系磁性粉末、板状の六方晶系Ｂａフェライト磁性粉末がある。これらの磁性粉末の中、略粒状の磁性粉末が好ましく、略粒状の窒化鉄系磁性粉末がより好ましく、略粒状のＦｅ16Ｎ2相含有窒化鉄系磁性粉末が特に好ましい。略粒状のＦｅ16Ｎ2相含有窒化鉄系磁性粉末が特に好ましいのは、３０ｎｍ以下の微粒子で、かつ保磁力を高くでき、しかも保磁力の変化率を小さく制御しやすいためである。
なお、Ｆｅ16Ｎ2相の含有の有無はＸ線回折によって確認できる。
【００３９】
また、上述のように、この希土類−窒化鉄系磁性粉末は、−１００℃と５０℃間の保磁力の変化率を１０％以下にすると、磁気テープの保磁力の温度変化率も小さくなる傾向にあるので好ましい。
なお、磁性粉末の保磁力の変化率も、上述の磁気テープの長手方向における保磁力の変化率を求める方法に準拠して求めた。
【００４０】
本発明の磁気テープの最上層磁性層に使用する略粒状のＦｅ16Ｎ2相含有窒化鉄系磁性粉末の粒子サイズは、上述のように、３０ｎｍ以下が好ましい。磁性粉末の粒子体積は５００ｎｍ３〜５０００ｎｍ３がより好ましく、５００〜３０００ｎｍ３がさらに好ましく、５００〜２０００ｎｍ３がいっそう好ましい。この範囲の磁性粉末の粒子体積がより好ましいのは、磁性粉末の粒子体積が５００ｎｍ３未満では、磁性塗料への磁性粉末の均一分散が難しく、かつ保磁力の温度変化が大きくなる場合があり、５０００ｎｍ３を超えると磁気テープの粒子性ノイズ（Ｎ）が高くなると共に、磁性層面の平滑性が低下してノイズ（Ｎ）が高くなって、再生出力ノイズ比（Ｃ／Ｎ）が低くなる場合があるためである。略粒状の磁性粉末とは、軸比（長径／短径）が２未満、好ましくは１．５以下、より好ましくは１．５未満である、球状、略球状、楕円体状、略楕円体状、多面体状、略多面体状、板状、略板状の粒子である。略粒状の磁性粉末は、表面に凹凸のあるもの、及び若干の変形を有するものでも良い。これらの粒子体積は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）にて撮影した写真から実測した粒子サイズを用いて算出した粒子体積である。粒子サイズや形状に分布がある場合には、５０個の粒子から、数平均長軸長、数平均短軸長等を求め、この値から体積の数平均値より求められる。算出の方法は、粒子形状によって、（ａ）球体モデル（粒子体積＝４πｒ３／３：ｒ＝粒子サイズの１／２）、（ｂ）円柱モデル（粒子体積＝πｒ２ｈ：ｒ＝短軸長の１／２、ｈ＝長軸長）、（ｃ）角柱モデル（粒子体積＝ｄ２ｈ：ｄ＝短軸長、ｈ＝長軸長）のモデルで個々の粒子の体積を計算する。また、これら以外にも粒子形状によって回転楕円体モデルを用いて計算することができる。
なお、磁性粉末が真球の場合、磁性粉末の粒子体積が５００ｎｍ３は、磁性粉末の粒子サイズが約１０ｎｍ、２０００ｎｍ３は約１６ｎｍ、３０００ｎｍ３は約１８ｎｍ、５０００ｎｍ３は約２１ｎｍに相当する。
【００４１】
Ｆｅ16Ｎ2相含有窒化鉄系磁性粉末における、鉄に対する窒素の含有量は、１．０〜２０．０原子％が好ましく、５．０〜１８．０原子％がより好ましく、８．０〜１５．０原子％がさらに好ましい。窒素が少なすぎると、Ｆｅ16Ｎ2 相の形成量が少なく、保磁力増加の効果が少なくなり、多すぎると、非磁性窒化物が形成されやすく、保磁力増加の効果が少なくなり、また飽和磁化が過度に低下する。
【００４２】
また、鉄に対する希土類元素、シリコン、アルミニウムの総含有量は、０．１０〜４０．０原子％が好ましく、さらに好ましくは１．０〜３０．０原子％、より好ましくは３．０〜２５．０原子％である。これらの元素の総含有量が少なすぎると、磁性粉末の磁気異方性が減少するだけでなく、焼結防止効果が下がることから、３０ｎｍ以上の粗大粒子が形成されやすくなる。また、これらの元素が多すぎると、飽和磁化の過度な低下が起こりやすい。
なお、希土類元素、シリコン、アルミニウムの中、シリコン、アルミニウムはＦｅ16Ｎ2相への窒化が起こりやすいという利点を有する。一方、希土類元素は磁気テープの耐食性を向上させやすいという利点を有する。また、希土類元素、シリコン、アルミニウム以外にも、効果は希土類元素、シリコン、アルミニウムより劣るが、ホウ素、リン、チタン、ジルコニウム、カーボンも焼結防止効果を有するので、目的に応じて、ホウ素、リン、チタン、ジルコニウム、カーボンを使用してもよい。
【００４３】
磁性粉末および磁気テープに含まれる元素は、蛍光Ｘ線分析やＸ線光電子分光分析に代表される非破壊分析法、ならびに原子吸光分析装置や窒素分析装置などによる破壊分析法を用いて測定することが出来る。本発明では、希土類元素、アルミニウム、シリコンの鉄に対する量については、蛍光Ｘ線分析法で定法に従って分析し（分析視野：直径１０ｍｍ）、窒素の鉄に対する量については、Ｘ線光電子分光分析法で定法に従って分析した（分析視野：直径５ｍｍ）。Ｘ線光電子分光分析法で窒素量を分析する場合には、アルゴンガスでエッチングした後、鉄に対する窒素量を分析して、エッチング時間と鉄に対する窒素量との関係を求め、鉄に対する窒素量が一定になるエッチング時間での鉄に対する窒素量を求めた。
【００４４】
希土類−Ｆｅ16Ｎ2相含有窒化鉄系磁性粉末は、飽和磁化が５０〜１５０Ａｍ2 ／ｋｇ（５０〜１５０ｅｍｕ／ｇ）、好ましくは６０〜１２０Ａｍ2 ／ｋｇ（６０〜１２０ｅｍｕ／ｇ）、さらに好ましくは６０〜１００Ａｍ2 ／ｋｇ（６０〜１００ｅｍｕ／ｇ）である。磁性粉末の保磁力および飽和磁化は、最上層磁性層の保磁力および残留磁束密度（Ｂｒ）と厚さδとの積（Ｂｒ・δ）が上述の磁性層の好ましい特性になるように選択すればよい
【００４５】
また、この希土類−窒化鉄系磁性粉末は、−１００℃と５０℃間の保磁力の変化率を１０％以下にすると、磁気テープの保磁力の温度変化率も小さくなる傾向にあるので好ましい。
なお、磁性粉末の保磁力の変化率も、上述の磁気テープの保磁力の変化率を求める方法に準拠して求めた。
【００４６】
本発明の磁気テープに使用する磁性粉末として、鉄および窒素を少なくとも構成元素とし、かつＦｅ１６Ｎ２相を少なくとも含む、粒子サイズが３０ｎｍ以下の磁性粉末であって、該磁性粉末の表面が希土類元素、シリコン、アルミニウムの中から選ばれた少なくとも１種を含む化合物層で構成され、−１００℃と５０℃間の保磁力の変化率が１０％以下である磁性粉末を均一分散して上述の磁気テープの構成とすることで、デジタルビデオテープ、コンピュータ用バックアップテープ等、特にコンピュータ用バックアップテープの高密度記録用の磁気テープに適した性能を発揮する。鉄に対する窒素の含有量が１．０〜２０原子％の磁性粉末がより好ましい。
【００４７】
このような効果が奏される理由については、必ずしも明らかではないが、Ｆｅ16Ｎ2 相と特定の元素が含ませ、かつ上述の磁気テープ構成とすることで、粒子サイズが３０ｎｍ以下と小さくても、高い保磁力と、小さい保磁力の温度変化が実現できると考えられる。
【００４８】
本発明の磁性粉末において、希土類元素、シリコン、アルミニウムの中から選ばれた少なくとも１種の元素は磁性粉末の内部に存在させてもよいが、形状を維持した状態でより高い保磁力を得るために、磁性粉末を内層と外層との多層構成として、外層部分を前記元素を含む化合物（通常酸化物）で構成するのが望ましい。この場合、内層のＦｅ相をＦｅ16Ｎ2 相単層にすることが好ましいが、Ｆｅ16Ｎ2 相とα−Ｆｅ相、あるいはＦｅ４Ｎ相の混相を排除するものではない。  
【００４９】
希土類元素としては、イットリウム、イッテルビウム、セシウム、プラセオジウム、ランタン、ユーロピウム、ネオジウムなどが挙げられる。これらのうち、イットリウム、サマリウムまたはネオジウムは、保磁力の向上効果、還元時の粒子形状の維持効果が大きい。
【００５０】
また、希土類元素、シリコン、アルミニウム以外にも、チタン、ジルコニウム、リン、カーボン、マグネシウム、チタニウム、マンガン、ホウ素などを用いることが出来る。これらの元素を組合せて使用することで、所望の磁気特性、温度特性、さらには保存安定性やコストを考慮した材料設計を行うことができる。
【００５１】
＜磁性粉末の製造方法＞
つぎに本発明の磁性粉末の製造方法について、説明する。
出発原料としては、鉄系酸化物、酸水酸化物または水酸化物を使用する。たとえば、ヘマタイト、マグネタイト、ゲータイトなどが挙げられる。粒子サイズは、とくに限定されないが、３０ｎｍ以下で、保磁力の温度変化が小さい磁性粉末を作製するためには、５〜３０ｎｍ程度が望ましい。粒子サイズが小さすぎると、還元処理時に粒子間焼結が生じやすく、また大きすぎると、還元処理が不均質となりやすく、粒子サイズ、粒子体積や磁気特性の制御が難しくなる。また、保磁力の温度変化が小さい磁性粉末を作製するためには、粒子サイズの分布の少ない出発原料を使用する。形状は、球状、楕円体状、多面体状、板状などの粒子であり、とくに限定されないが、軸比（長軸／短軸）２未満が好ましく、１．５未満が、より好ましい。
【００５２】
この出発原料に希土類元素、シリコン、アルミニウム、または必要に応じて、チタン、ジルコニウム、炭素、リン、ホウ素などの元素を含む化合物を被着する。希土類元素を被着させる場合、通常は、アルカリまたは酸の水溶液中に出発原料を分散させ、これに希土類元素の塩を溶解させ、中和反応などにより原料粉末に希土類元素を含む水酸化物や水和物を沈殿析出させればよい。また、ホウ素、シリコン、アルミニウム、リンなどの元素を含む化合物を被着させる場合、原料粉末を浸漬した溶液に、これらの化合物を溶解させ、吸着により被着させることが出来る。あるいは沈澱析出を行うことにより被着しても良い。原料粉末に対して、前記元素を同時にあるいは交互に被着させてもよい。これらの被着処理を効率良く行うため、還元剤、ｐＨ緩衝剤、粒径制御剤などの添加剤を混入させてもよい。保磁力の温度変化が小さい磁性粉末を作製するためには、濾液の導電度が１００μＳ／ｃｍ以下になるまで洗浄することが好ましい。
【００５３】
つぎに、これを窒素ガス等の雰囲気中または窒素ガス等を流しながら熱処理を行う。使用ガスは特に限定されず、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガスなどの不活性ガス、酸素、およびこれらの混合ガスを用いることが出来る。保磁力の温度変化が小さい磁性粉末を作製するためには、熱処理温度は１００℃〜９００℃とするのが望ましい。１２０℃〜７００℃がより好ましく、１５０℃〜５００℃がさらに好ましく、２００〜４００℃がいっそう好ましい。熱処理温度が９００℃を超えると、粒子同士が焼結し、粒子サイズの分布が大きくなる。また、１００℃に満たない低い温度では、出発原料に含まれる水分により、還元が不均一となりやすい。また、１０〜５０℃／ｍｉｎ．の比較的遅い速度で昇温することが好ましい。
【００５４】
熱処理後、水素ガス中で加熱還元する。還元ガスは、とくに限定されず、水素ガス以外に、一酸化炭素ガスなどの還元性ガスを使用してもよい。還元温度としては、３００℃〜６００℃とするのが望ましい。還元温度が３００℃より低くなると、還元反応が十分進まなくなり、また、６００℃を超えると、粉末粒子の焼結が起こりやすくなる。また、保磁力の温度変化が小さい磁性粉末を作製するためには、還元温度になるまでは不活性ガス中で昇温して、試料温度が均一になってから還元性ガスに切り替えて還元処理を行うことが好ましい。また、１０〜５０℃／ｍｉｎ．の比較的遅い速度で昇温することが好ましい。
【００５５】
加熱還元処理後、窒化処理を施す。窒化処理としては、アンモニアを含むガスを用いて行うのが望ましい。アンモニアガス単体のほかに、水素ガス、ヘリウムガス、窒素ガス、アルゴンガスなどをキャリアーガスとした混合ガスを使用してもよい。窒素ガスは安価なため、とくに好ましい。窒化処理温度は、９０℃〜２５０℃とするのがよい。窒化処理温度が低すぎると、窒化が十分進まず、保磁力増加の効果が少ない。高すぎると、窒化が過剰に促進され、Ｆｅ４ＮやＦｅ３Ｎ相などの割合が増加し、保磁力がむしろ低下し、さらに飽和磁化の過度な低下を引き起こしやすい。また、保磁力の温度変化が小さい磁性粉末を作製するためには、窒化温度になるまでは不活性ガス中で降温して、試料温度が均一になってから窒化処理ガスに切り替えて窒化処理を行うことが好ましい。
【００５６】
このような窒化処理後、酸化処理を行うことにより、本発明の鉄と窒素を構成要素とし、適度な表面化合物層を有する磁性粉末が得られる。酸化処理としては、酸素を含む混合ガスを用いて行うのが望ましい。これには窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガスなどを用いることができる。
酸化温度は、２００℃以下とするのがよい。酸化温度が高すぎると、酸化が過剰に進み、窒化鉄相が著しく減少し、保磁力や飽和磁化の劣化を招く。また、保磁力の温度変化が小さい磁性粉末を作製するためには、はじめに低濃度の酸素を含有する不活性ガス（例：２００ｐｐｍの低濃度酸素−窒素混合ガス）を導入することで磁性粉末の温度上昇を抑制し、磁性粉末表面に均一温度で表面酸化膜を形成した後、高濃度の酸素を含有する不活性ガス（例えば酸素濃度１０００ｐｐｍの不活性ガス）を導入して、均一厚さの酸化膜を形成することが好ましい。
なお、磁性粉末の温度上昇がない範囲で徐々に酸素濃度を増加させる方法を採用してもよい。
【００５７】
本発明における上記の磁性粉末は、従来の形状磁気異方性のみに基づく針状磁性粉末とは異なり、粒状形状とした場合でも、大きな保磁力を発現する。さらには適度な飽和磁化と優れた温度特性を有するものである。
この磁性材料と結合材とを有する磁性層を構成要素とする磁気テープは、磁気ヘッドでの記録・消去が可能な範囲内で高い保磁力と適度な飽和磁化を示し、薄層領域の塗布型磁気テープとしてすぐれた電磁変換特性を付与する。さらには保磁力の温度特性に優れる、本発明の磁性粉末は、飽和磁化、保磁力、粒子形状のすべてが薄層最上層磁性層を得るのに本質的に適したものである。
【００５８】
本発明は、上記特定の磁性粉末を用いて薄層磁性層（たとえば厚さ１５０ｎｍ以下）を形成することにより良好な記録再生特性を得るに至ったものであるが、極めて粒子サイズや粒子体積が小さく、かつ高保磁力と安定した温度特性を有するばかりでなく、適度な飽和磁化を併せ持つ材料であり、これまでの塗布型磁気テープの材料技術の常識を打ち破る画期的なことである。
【００５９】
本発明の磁気テープは、上記した窒化鉄系磁性粉末を結合剤と共に、分散技術を駆使して溶剤中に均一分散して得られた磁性塗料を、非磁性支持体上に塗布し乾燥して、磁性層を形成することにより作製できる。
【００６０】
＜磁性塗料の調製＞
磁気テープの最上層磁性層には、粒子サイズが３０ｎｍ以下の超微粒子磁性粉末を塗膜中に高充填化し、かつ高分散させるためには、下記のような工程で、塗料製造を行うのが好ましい。
混練工程の前工程として、磁性粉末の顆粒を解砕機で解砕し、その後、混合機でリン酸系の有機酸等やバインダ樹脂と混合し、磁性粉の表面処理、バインダ樹脂との混合を行う工程を設けるのが好ましい。
混練工程には、連続式２軸混練機により固形分濃度８０〜８５重量％、磁性粉末に対するバインダ樹脂の割合が１７〜３０重量％で混練を行うのが好ましい。
【００６１】
混練工程の後工程として、連続式２軸混練機か他の希釈装置を用いて、少なくとも１回以上の、バインダ樹脂溶液および／または溶媒を加えて混練希釈する工程、サンドミル等の微小メデイア回転型分散装置による分散工程等により塗料分散を行うのが好ましい。
なお、磁性層に含ませる非磁性粉末が磁性粉末よりも大きなものでは、非磁性粉末が磁性塗料の分散時に分散力となる分散メディアによるせん断応力を遮断して、磁性粉末の分散を阻害する場合がある。このような非磁性粉末は、磁性粉末とは別に分散してスラリー状にしておき、これを磁性粉末の分散塗料と混合して磁性層用塗料を調製するようにすると、保磁力の温度変化が小さい最上層磁性層が得やすいので好ましい。
【００６２】
＜下層＞
本発明の磁気テープにおいては、最上層磁性層の平滑性の向上、耐久性の向上のため、下層を形成するのが望ましい。特に、磁性層厚さが９０ｎｍ以下の磁気テープにおいては下層形成効果が大きい。また、最上層磁性層の磁気記録信号を乱さないため、通常、下層は非磁性である。
【００６３】
下層の厚さは、０．１０〜１．５μｍが好ましく、０．１５〜１．０μｍがより好ましく、０．１５〜０．９μｍがさらに好ましい。０．１０μｍ未満では、磁気テープの耐久性向上効果が小さく、１．５μｍを超えると、磁気テープの耐久性の向上効果が飽和し、またテープ全厚が厚くなり、１巻当りのテープ長さが短くなり、記憶容量が小さくなる。
【００６４】
下層には、塗料粘度やテープ剛性の制御を目的で、酸化チタン、酸化鉄、酸化アルミニウムなどの非磁性粉末を含ませることができる。非磁性の酸化鉄には、針状のほか、粒状または無定形のものがある。針状のものは、平均長軸長５０〜２００ｎｍ、平均短軸長（平均粒径）５〜１００ｎｍであるのが好ましく、粒状または無定形のものは、平均粒径５〜２００ｎｍであるのが好ましく、５〜１５０ｎｍであるのがより好ましく、５〜１００ｎｍであるのが最も好ましい。粒径が上記よりも小さいと均一分散が難しく、また上記よりも大きいと下層と磁性層の界面の凹凸が増加しやすい。
酸化アルミニウムは、平均粒径が１０〜１００ｎｍであるのが好ましく、２０〜１００ｎｍであるのがより好ましく、３０〜１００ｎｍであるのが最も好ましい。平均粒径が上記よりも小さいと均一分散が難しくなり、また上記よりも大きいと下層と磁性層の界面の凹凸が増加しやすい。
【００６５】
下層には、導電性改良の目的で、アセチレンブラック、ファーネスブラック、サーマルブラックなどのカーボンブラックを含ませることができる。
これらのカーボンブラックは、平均粒径が通常５〜２００ｎｍであるのが好ましく、より好ましくは１０〜１００ｎｍである。カーボンブラックは、ストラクチャー構造を持っており、平均粒径が小さすぎるとカーボンブラックの分散が難しくなり、大きすぎると表面平滑性が悪くなる。なお、表面平滑性を損なわない範囲で、平均粒径が前記範囲を超える大粒径のカーボンブラックを含ませることを排除するものではない。この場合、下層へのカーボンブラックの添加量は、両者のカーボンブラックを合わせて、無機粉末１００重量部に対して、通常５〜７０重量部、とくに１５〜５０重量部とするのが好ましい。
【００６６】
＜結合剤＞
下層、磁性層に使用する結合剤には、塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、塩化ビニル−ビニルアルコール共重合樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコール共重合樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合樹脂、塩化ビニル−水酸基含有アルキルアクリレート共重合樹脂などの塩化ビニル系樹脂、ニトロセルロース、エポキシ樹脂などの中から選ばれる少なくとも１種と、ポリウレタン樹脂との組み合わせがある。
とくに、塩化ビニル系樹脂とポリウレタン樹脂とを併用するのが好ましい。その中でも、塩化ビニル−水酸基含有アルキルアクリレート共重合樹脂とポリウレタン樹脂を併用するのが最も好ましい。
ポリウレタン樹脂には、ポリエステルポリウレタン、ポリエーテルポリウレタン、ポリエーテルポリエステルポリウレタン、ポリカーボネートポリウレタン、ポリエステルポリカーボネートポリウレタンなどがある。
【００６７】
これらの結合剤は、磁性粉末などの分散性を向上し、充填性を上げるために、官能基を有するものが好ましい。官能基には、ＣＯＯＭ、ＳＯ３Ｍ、ＯＳＯ３Ｍ、Ｐ＝Ｏ（ＯＭ）3 、Ｏ−Ｐ＝Ｏ（ＯＭ）２（Ｍは水素原子、アルカリ金属塩またはアミン塩）、ＯＨ、ＮＲ1 Ｒ2 、ＮＲ3 Ｒ4 Ｒ5（Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ，Ｒ4 ，Ｒ5 は水素または炭化水素基、通常その炭素数が１〜１０である）、エポキシ基などがある。２種以上の樹脂を併用する場合、官能基の極性を一致させるのが好ましく、中でも、−ＳＯ３Ｍ基同士の組み合わせが好ましい。
【００６８】
これらの結合剤とともに、結合剤中に含まれる官能基などと結合させて架橋する熱硬化性の架橋剤を併用するのが望ましい。この架橋剤としては、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどや、これらのイソシアネート類とトリメチロールプロパンなどの水酸基を複数個有するものとの反応生成物、上記イソシアネート類の縮合生成物などの各種のポリイソシアネートが好ましく用いられる。
【００６９】
＜潤滑剤＞
磁気テープでは、磁性層、下層には、引用特許文献に記載の従来公知の潤滑剤を添加でき、その添加量も上記公知の量でよい。例えば、下層にミリスチン酸、ステアリン酸、パルミチン酸等の炭素数１０以上の高級脂肪酸と、ステアリン酸ブチルなどの高級脂肪酸のエステルを含有させると、ヘッドとの摩擦係数が小さくなるので、好ましい。また、磁性層には、パルミチン酸、ステアリン酸等のアミドである脂肪酸アミドと、高級脂肪酸のエステルを含有させると、テープ走行時の摩擦係数が小さくなるので、好ましい。なお、磁性層の潤滑剤と下層の潤滑剤の相互移動を排除するものではない。
【００７０】
＜分散剤＞
下層や磁性層に含まれる非磁性粉末やカーボンブラック、磁性粉末は、結合剤（バインダ樹脂）との分散性を良くするため、適宜の分散剤で表面処理することができる。また、上記各粉体を含む下層、磁性層を形成するための塗料中に適宜の分散剤を添加してもよい。分散剤としては、リン酸系分散剤、カルボン酸系分散剤、アミン系分散剤、キレート剤、各種シランカップリング剤などが好適なものとして用いられる。これらの分散剤は、混練前処理工程、混練工程や初期分散工程の後に配合するのが好ましい。リン酸系分散剤としては、リン酸モノメチル、リン酸ジメチル、リン酸モノエチル、リン酸ジエチルなどのアルキルリン酸エステル類、フエニルホスホン酸、モノオクチルフエニルホスホン酸などの芳香族リン酸類などが挙げられ、市販品として、東邦化学製の「ＧＡＲＦＡＣ ＲＳ４１０」、城北化学工業製の「ＪＰ−５０２」、「ＪＰ−５０４」、「ＪＰ−５０８」などを用いることができる。また、カルボン酸系分散剤としては、炭素数１２〜１８個の脂肪酸、具体的には、カプリル酸、カプリン酸、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、ステアリン酸などが用いられる。また、上記脂肪酸のアルカリ金属またはアルカリ土類金属からなる金属石けん、上記脂肪酸のアミド、上記脂肪酸のエステルまたはこれにフッ素を含ませた化合物、ポリアルキレンオキサイドアルキルリン酸エステル、レシチン、トリアルキルポリオレフィンオキシ第四級アンモニウム塩（アルキルは炭素数１〜５個、オレフィンはエチレン、プロピレンなど）、硫酸塩、スルホン酸塩、りん酸塩、銅フタロシアニン、安息香酸、フタル酸、テトラカルボキシルナフタレン、ジカルボキシルナフタレン、炭素数１２〜２２の脂肪酸などが挙げられる。アミン系分散剤としては炭素数８〜２２の脂肪族アミン、芳香族アミン、アルカノールアミン、アルコキシアルキルアミン等がある。さらに、キレ―ト剤としては、１，１０−フエナントロリン、ＥＤＴＡ、ジメチルグリオキシム、アセチルアセトン、グリシン、ジチアゾン、ニトリロ三酢酸などが挙げられる。これらは、単独でも組み合わせて使用してもよい。
分散剤は、いずれの層においても結合剤１００重量部に対して通常、０．５〜２０重量部の範囲で添加される。
【００７１】
＜バック層＞
バック層は、必須の構成要素ではないが、本発明の磁気テープを構成する非磁性支持体の他方の面（磁性層が形成されている面とは反対側の面）には、走行性の向上等を目的として、バック層を形成できる。
このバック層は、蒸着、スパッタ、ＣＶＤ、塗布により、形成できる。バック層に磁気サーボ信号を記録する場合には、従来公知の薄膜型または塗布型磁性層がバック層に使用されるが、磁性層に磁気サーボ信号を記録する場合や、バック層に光学サーボ信号を記録する場合には、バック層としてバックコート層が使用される。バックコート層としては、カーボンブラックとバインダ樹脂からなるバックコート層が一般的である。このようなバックコート層の厚さとしては、０．２〜０．８μｍが好ましい。また、表面粗さＲａとしては、３〜８ｎｍが好ましく、４〜７ｎｍがより好ましい。
【００７２】
バックコート層に含ませるカーボンブラックには、従来公知のアセチレンブラック、ファーネスブラック、サーマルブラック等の小粒径カーボンブラックと、少量の大粒径カーボンブラックを使用する。小粒径カーボンブラックの数平均粒子径は５〜１００ｎｍで、大粒径カーボンブラックの数平均粒径２００〜４００ｎｍである。
バックコート層のバインダ樹脂としては、セルロース系樹脂とポリウレタン系樹脂を使用するのが好ましい。また、バインダ樹脂を硬化するために、ポリイソシアネート化合物等の架橋剤を用いるのが好ましい。
また、バックコート層には、必要により、強度向上を目的として、数平均粒子径が１０〜１００ｎｍの酸化アルミニウム、セリウム等の希土類元素、ジルコニウム、珪素、チタン、マンガン、鉄等の元素の酸化物または複合酸化物板状粒子や、導電性改良を目的として、板状ＩＴＯを添加することができる。
なお、バックコート層の酸化鉄、酸化セリウム、酸化マンガン、ＩＴＯの分散性向上の目的で、アルミナ、シリカ、ジルコニアのようなアルミニウム、珪素、ジルコニウム化合物（特にアルミナのような酸化物）で表面処理することが好ましい。処理量は通常２〜１５重量％である。
【００７３】
＜下層およびバックコート塗料の調整＞
下層塗料、バックコート塗料の調製にあたり、従来から公知の塗料製造工程を使用でき、とくにニーダなどによる混練工程や一次分散工程を併用するのが好ましい。一次分散工程では、サンドミルを使用すると、充填剤、カーボンブラックなどの分散性の改善とともに、表面性状を制御できるので、望ましい。
【００７４】
また、非磁性支持体上に、下層塗料、バックコート塗料を塗布する際には、グラビア塗布、ロール塗布、ブレード塗布、エクストルージヨン塗布などの従来から公知の塗布方法が用いられる。
なお、下層塗料および磁性塗料の塗布方法は、非磁性支持体上に下層塗料を塗布し乾燥したのちに磁性塗料を塗布する、逐次重層塗布方法か、下層塗料と磁性塗料とを同時に塗布する、同時重層塗布方法（ウェット・オン・ウェット）かのいずれを採用してもよい。塗布時の薄層磁性層のレベリングを考えると、下層塗料が湿潤状態のうちに磁性塗料を塗布する、同時重層塗布方式を採用するのが好ましい。
【００７５】
＜有機溶剤＞
塗布型磁気テープ用の磁性塗料、下層塗料、薄膜型および塗布型磁気テープ用のバックコート層塗料に使用する有機溶剤としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチル等の酢酸エステル系溶剤等が挙げられる。これらの有機溶剤は、単独でまたは混合して使用でき、さらにトルエンなどと混合して使用することもできる。
【００７６】
つぎに、本発明の実施例を記載して、さらに具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例にのみ限定されるものではない。
なお、以下の実施例および比較例において、部とあるのは重量部を示すものとする。
【実施例】
【００７７】
（Ａ）窒化鉄系磁性粉末の製造
磁性粉末Ａ１
形状が略球状で、粒子サイズの分布が小さい、粒子サイズ（中央値）が１７ｎｍのマグネタイト粒子（粒子サイズの範囲：１５〜１９ｎｍ）１０部を５００部の水中に、超音波分散機を用いて３０分間分散させた。この分散液に２．５部の硝酸イットリウム［Y(NO３)３・6H２O］を加えて溶解し、３０分間撹拌した。これとは別に、０．８５部の水酸化ナトリウムを１００部の水に溶解した。この水酸化ナトリウム水溶液を上記の分散液に約３０分間かけて滴下し、滴下終了後、さらに１時間攪拌した。この処理により、マグネタイト粒子表面にイットリウムの水酸化物を被着析出させた。これを、濾液の伝導度が８０μＳになるまで水洗し、ろ過後、９０℃で乾燥して、マグネタイト粒子の表面にイットリウムの水酸化物を被着形成した粉末を得た。
【００７８】
このようにして得られた、マグネタイト粒子の表面にイットリウムの水酸化物を被着形成した粉末を、窒素気流中で２０℃／ｍｉｎ．の速度で２００℃まで昇温し、窒素ガス気流中２００℃で１時間熱処理した。ついで、窒素気流中２０℃／ｍｉｎ．の速度で４００℃まで昇温し、温度が４００℃均一になった時点で、ガスを水素ガスに切り替え、水素ガス気流中４００℃で１０時間加熱還元して、イットリウム−鉄系磁性粉末を得た。水素還元の終了は出口の水素中の水蒸気濃度が１００ｐｐｍ以下になったことで確認した。つぎに、水素ガスを流した状態で、約２時間で、１２０℃まで降温した。１２０℃に到達した状態で、ガスをアンモニアガスに切り替え、温度を１２０℃に保った状態で、３０時間窒化処理を行った。その後、アンモニアガスを窒素ガスに切り替えて、１２０℃から１００℃まで降温した。１００℃に到達した状態で、２００ｐｐｍの酸素を含む、酸素と窒素の混合ガスに切り替え、２時間安定化処理を行った後、１０００ｐｐｍの酸素を含む、酸素と窒素の混合ガスに切り替え、さらに４時間安定化処理を行った後、室温まで冷却した。磁気テープ作製用の磁性粉末はそのままコンテナに移し、磁気特性等の測定用試料は、温度上昇がないことを確認しながら、徐々に酸素濃度を増加させて最終的に酸素濃度が２０％になった時点で空気中に取り出した。
【００７９】
このようにして得られたイットリウム−窒化鉄系磁性粉末は、そのイットリウムと窒素の含有量を蛍光Ｘ線分析法およびＸ線光電子分光分析法により測定したところ、それぞれＦｅに対して５．３原子％と１０．８原子％であった。また、Ｘ線回折パターンより、Ｆｅ16Ｎ2 相を示すプロファイルを得た。さらに、高分解能分析透過電子顕微鏡で粒子形状を観察したところ、ほぼ球状の粒子で、粒子サイズ（中央値）は１７ｎｍ（粒子サイズの範囲：１５〜１９ｎｍ）であった。平均粒子体積は２６００ｃｍ３であった。図２は、この磁性粉末の透過型電子顕微鏡写真を示したものである。また、１，２７３ｋＡ／ｍ（１６ｋＯｅ）の磁界を印加して測定した室温における飽和磁化は１０１．６Ａｍ2 ／ｋｇ（１０１．６ｅｍｕ／ｇ）、保磁力は２４０．４ｋＡ／ｍ（３，０２０エルステッド）であった。さらに、測定部をヘリウムガスで置換した後、−１００℃、２５℃（室温）、５０℃で保磁力を測定した。保磁力の最大値と最小値から求めた保磁力の変化率は、２．９％であった。
【００８０】
磁性粉末Ａ２
出発原料である粒子サイズ（中央値）が１７ｎｍのマグネタイト粒子を、粒子サイズ（中央値）が１５ｎｍのマグネタイト粒子（粒子サイズの範囲：１３〜１７ｎｍ）に変更し、硝酸イットリウム［Y(NO３)３・6H２O］と水酸化ナトリウムをそれぞれ、２．５部から５．５部に、０．８５部から２．０部に変更した以外は、磁性粉末Ａ１と同様にして、イットリウム−窒化鉄系磁性粉末を製造した。
このイットリウム−窒化鉄系磁性粉末は、そのイットリウムと窒素の含有量を蛍光Ｘ線分析法およびＸ線光電子分光分析法により測定したところ、それぞれＦｅに対して１１．２原子％と９．５原子％であった。また、Ｘ線回折パターンより、Ｆｅ16Ｎ2 相を示すプロファイルを得た。
【００８１】
さらに、高分解能分析透過電子顕微鏡で粒子形状を観察したところ、略球状の粒子で、粒子サイズ（中央値）は１５ｎｍ（粒子サイズの範囲：１３〜１７ｎｍ）であった。平均粒子体積は１８００ｎｍ３であった。また、室温における飽和磁化は９０．１Ａｍ2 ／ｋｇ（９０．１ｅｍｕ／ｇ）、保磁力は２２６．９ｋＡ／ｍ（２，８５０エルステッド）であった。さらに−１００℃、２５℃（室温）、５０℃で保磁力を測定した後、保磁力の最大値と最小値から求めた保磁力の変化率は、７．２％であった。
【００８２】
磁性粉末Ａ３
酸化処理温度を１００℃から１２０℃に変更し、アンモニアガス処理後、窒素ガスに切り替えて３０分間保持した以外は、磁性粉末Ａ１と同様にして、イットリウム−窒化鉄系磁性粉末を製造した。
このイットリウム−窒化鉄系磁性粉末は、そのイットリウムと窒素の含有量を蛍光Ｘ線分析法およびＸ線光電子分光分析法により測定したところ、それぞれＦｅに対して５．１原子％と８．５原子％であった。また、Ｘ線回折パターンより、Ｆｅ16Ｎ2 相を示すプロファイルを得た。
【００８３】
さらに、高分解能分析透過電子顕微鏡で粒子形状を観察したところ、略球状の粒子で、粒子サイズ（中央値）は１７ｎｍ（粒子サイズの範囲：１５〜１９ｎｍ）であった。平均粒子体積は２６００ｎｍ３であった。また、室温における飽和磁化は６５．８Ａｍ2 ／ｋｇ（６５．８ｅｍｕ／ｇ）、保磁力は２１８．９ｋＡ／ｍ（２，７５０エルステッド）であった。さらに−１００℃、２５℃（室温）、５０℃で保磁力を測定した後、保磁力の最大値と最小値から求めた保磁力の変化率は、８．８％であった。
【００８４】
磁性粉末Ａ４
磁性粉末Ａ１の作製に使用した、粒子サイズ（中央値）が１７ｎｍのマグネタイト粒子１０部を５００部の水に、超音波分散機を用いて、３０分間分散させ、この分散液に２．５部の硝酸イットリウム［Y(NO３)３・6H２O］と３．３部の塩化アルミニウム［AlCl３・6H２O］を加えて溶解し、３０分間撹拌した。これとは別に、２．４３部の水酸化ナトリウムを１００部の水に溶解した。この水酸化ナトリウム水溶液を上記の分散液に約３０分間かけて滴下し、滴下終了後１０分間攪拌し、ついで、０．１Ｎの塩酸溶液を滴下して中性（約ｐＨ７）にした後さらに３時間攪拌した。この処理により、マグネタイト粒子表面にイットリウムとアルミニウムの化合物を被着析出させた。これを磁性粉末Ａ１と同様に濾液の伝導度が８０μＳになるまで水洗し、ろ過後、９０℃で乾燥して、マグネタイト粒子の表面にイットリウムとアルミニウムの化合物を被着形成した粉末を得た。
【００８５】
このようにマグネタイト粒子の表面にイットリウムとアルミニウムの化合物を被着形成した粉末から、磁性粉末Ａ１と同様に、熱処理、水素還元処理、窒化処理、安定化処理を行い、イットリウム−アルミニウム−窒化鉄系磁性粉末を作製した。
【００８６】
このイットリウム−アルミニウム−窒化鉄系磁性粉末は、そのイットリウム、アルミニウムおよび窒素の含有量を蛍光Ｘ線分析法およびＸ線光電子分光分析法により測定したところ、それぞれＦｅに対して５．３原子％、１０．５原子％および９．４原子％であった。また、Ｘ線回折パターンより、Ｆｅ16Ｎ2 相を示すプロファイルを得た。さらに、高分解能分析透過電子顕微鏡で粒子形状を観察したところ、略球状の粒子で、粒子サイズ（中央値）は１７ｎｍ（粒子サイズの範囲：１５〜１９ｎｍ）であった。平均粒子体積は２６００ｎｍ３であった。また、室温における飽和磁化は１０４．１Ａｍ2 ／ｋｇ（１０４．１ｅｍｕ／ｇ）、保磁力は２３５．７ｋＡ／ｍ（２，９６２エルステッド）であった。さらに−１００℃、２５℃（室温）、５０℃で保磁力を測定した後、保磁力の最大値と最小値から求めた保磁力の変化率は、２．０％であった。
【００８７】
磁性粉末Ａ５
磁性粉末Ａ１と同様にして、熱処理、還元処理、窒化処理、安定化処理を行って得られたイットリウム−窒化鉄系磁性粉末を、再び、磁性粉末Ａ１と同様に、還元処理、窒化処理、安定化処理を行った。ついで、磁性粉末Ａ１と同様にして空気中に取り出した。
【００８８】
このようにして得られたイットリウム−窒化鉄系磁性粉末は、そのイットリウムと窒素の含有量を蛍光Ｘ線分析法およびＸ線光電子分光分析法により測定したところ、それぞれＦｅに対して５．３原子％と１０．９原子％であった。また、Ｘ線回折パターンより、Ｆｅ16Ｎ2 相を示すプロファイルを得た。さらに、高分解能分析透過電子顕微鏡で粒子形状を観察したところ、ほぼ球状の粒子で、粒子サイズ（中央値）は１７ｎｍ（粒子サイズ：１５〜１９ｎｍ）であった。平均粒子体積は２６００ｃｍ３であった。１，２７３ｋＡ／ｍ（１６ｋＯｅ）の磁界を印加して測定した室温における飽和磁化は１０１．５Ａｍ2 ／ｋｇ（１０１．５ｅｍｕ／ｇ）、保磁力は２４５．８ｋＡ／ｍ（３，０９０エルステッド）であった。さらに、測定部をヘリウムガスで置換した後、−１００℃、２５℃（室温）、５０℃で保磁力を測定した。保磁力の最大値と最小値から求めた保磁力の変化率は、１．８％であった。
【００８９】
磁性粉末Ａ６
磁性粉末Ａ１の作製に使用した、粒子サイズ（中央値）が１７ｎｍのマグネタイト粒子１０部を５００部の水に、超音波分散機を用いて、３０分間分散させ、この分散液に２．２部の珪酸ソーダ［SiO２・NaO］を加えて溶解し、３０分間撹拌した。これとは別に、０．１Ｎの薄塩酸水溶液２００部を作製した。この希塩酸水溶液を上記の分散液に約３０分間かけて滴下し、滴下終了後、さらに３時間攪拌した。この処理により、マグネタイト粒子表面にシリコンの化合物を被着析出させた。これを磁性粉末Ａ１と同様に濾液の伝導度が８０μＳになるまで水洗し、ろ過後、９０℃で乾燥して、マグネタイト粒子の表面にシリコンの化合物を被着形成した粉末を得た。
【００９０】
このようにマグネタイト粒子の表面にシリコンの化合物を被着形成した粉末から、磁性粉末Ａ１と同様に、熱処理、水素還元処理、窒化処理、安定化処理を行い、シリコン−窒化鉄系磁性粉末を作製した。
【００９１】
このシリコン−窒化鉄系磁性粉末は、そのシリコンおよび窒素の含有量を蛍光Ｘ線分析法およびＸ線光電子分光分析法により測定したところ、それぞれＦｅに対して１２．６原子％および１１．０原子％であった。また、Ｘ線回折パターンより、Ｆｅ16Ｎ2 相を示すプロファイルを得た。さらに、高分解能分析透過電子顕微鏡で粒子形状を観察したところ、略球状の粒子で、粒子サイズ(中央値)は１７ｎｍ（粒子サイズの範囲：１５〜１９ｎｍ）であった。平均粒子体積は２６００ｎｍ３であった。また、室温における飽和磁化は７５．３Ａｍ2 ／ｋｇ（７５．３ｅｍｕ／ｇ）、保磁力は２２０．８ｋＡ／ｍ（２７７５エルステッド）であった。さらに−１００℃、２５℃（室温）、５０℃で保磁力を測定した後、保磁力の最大値と最小値から求めた保磁力の変化率は、４．８％であった。
【００９２】
磁性粉末Ｂ１
最終洗浄濾液の伝導度を２００μＳにしたこと、熱処理を行わなかったこと、水素還元時の昇温を水素気流中で行ったこと、窒化処理温度までの降温を水素気流中で行ったこと、安定化温度までの降温をアンモニア雰囲気中で行ったことを除き、磁性粉末Ａ１と同様にして、イットリウム−窒化鉄系磁性粉末の作製を行った。
【００９３】
このようにして得られたイットリウム−窒化鉄系磁性粉末は、そのイットリウムと窒素の含有量を蛍光Ｘ線分析法およびＸ線光電子分光分析法により測定したところ、それぞれＦｅに対して５．３原子％と１０．８原子％であった。また、Ｘ線回折パターンより、Ｆｅ16Ｎ2 相を示すプロファイルを得た。さらに、高分解能分析透過電子顕微鏡で粒子形状を観察したところ、ほぼ球状の粒子で、粒子サイズ（中央値）は１７ｎｍ（粒子サイズの範囲：１５〜１９ｎｍ）であった。平均粒子体積は２６００ｃｍ３であった。１，２７３ｋＡ／ｍ（１６ｋＯｅ）の磁界を印加して測定した室温における飽和磁化は１３０．５Ａｍ2 ／ｋｇ（１３０．５ｅｍｕ／ｇ）、保磁力は２１１．０ｋＡ／ｍ（２，６５０エルステッド）であった。さらに、測定部をヘリウムガスで置換した後、−１００℃、２５℃（室温）、５０℃で保磁力を測定した。保磁力の最大値と最小値から求めた保磁力の変化率は、１２．５％であった。
【００９４】
磁性粉末Ｂ２
安定化処理温度を１００℃から２２０℃に変更した以外は、磁性粉末Ａ１と同様にして、イットリウム−窒化鉄系磁性粉末を製造した。
このイットリウム−窒化鉄系磁性粉末は、そのイットリウムと窒素の含有量を蛍光Ｘ線分析法およびＸ線光電子分光分析法により測定したところ、それぞれＦｅに対して４．９原子％と５．６原子％であった。また、Ｘ線回折パターンより、Ｆｅ16Ｎ2 相とマグネタイト相を示すプロファイルを得た。
【００９５】
さらに、高分解能分析透過電子顕微鏡で粒子形状を観察したところ、略球状の粒子で、粒子サイズ（中央値）は１７ｎｍ（粒子サイズの範囲：１５〜１９ｎｍ）であった。平均粒子体積は２６００ｎｍであった。また、室温における飽和磁化は４８．３Ａｍ2 ／ｋｇ（４８．３ｅｍｕ／ｇ）、保磁力は１８１．５ｋＡ／ｍ（２，２８０エルステッド）であった。さらに−１００℃、２５℃（室温）、５０℃で保磁力を測定した後、保磁力の最大値と最小値から求めた保磁力の変化率は、１３．５％であった。
【００９６】
磁性粉末Ｂ３
出発原料である粒子サイズ（中央値）が１７ｎｍのマグネタイト粒子を、粒子サイズ（中央値）が３４ｎｍ（粒子サイズの範囲：３１〜３７ｎｍ）のマグネタイト粒子に変更し、還元処理温度を４００℃から４５０℃、窒化処理温度を１２０℃から１６０℃に変更した以外は、磁性粉末Ａ１と同様に、熱処理、水素還元処理、窒化処理、安定化処理を行い、イットリウム−窒化鉄系磁性粉末を作製した。
このイットリウム−窒化鉄系磁性粉末は、そのイットリウムと窒素の含有量を蛍光Ｘ線分析法およびＸ線光電子分光分析法により測定したところ、それぞれ５．５原子％と１０．５原子％であった。また、Ｘ線回折パターンより、Ｆｅ16Ｎ2 相を示すプロファイルを得た。
【００９７】
さらに、高分解能分析透過電子顕微鏡で粒子形状を観察したところ、略球状の粒子で、粒子サイズ（中央値）は３５ｎｍ（粒子サイズの範囲：３２〜３８ｎｍ）であった。平均粒子体積は１４１００ｎｍ３であった。また、室温における飽和磁化は１２０．５Ａｍ2 ／ｋｇ（１２０．５ｅｍｕ／ｇ）、保磁力は２４６．８ｋＡ／ｍ（３，１００エルステッド）であった。さらに−１００℃、２５℃（室温）、５０℃で保磁力を測定した後、保磁力の最大値と最小値から求めた保磁力の変化率は、４．３％であった。
【００９８】
上記の磁性粉末Ａ１〜Ａ６および磁性粉末Ｂ１〜Ｂ３の各磁性粉末の作製条件を表１、表２に、粒子サイズ、計算で求めた粒子体積、元素組成（イットリウム、アルミニウム、シリコンおよび窒素の原子％）、室温での磁気特性および保磁力の変化率を表３にそれぞれまとめて示した。
【００９９】
【表１】
2006196115.tif 000003
【０１００】
【表２】
2006196115.tif 000004
【０１０１】
【表３】
2006196115.tif 000005
【０１０２】
上記結果から明らかなように、本発明の磁性粉末Ａ１〜Ａ６の窒化鉄系磁性粉末は、磁性粉末Ｂ２〜Ｂ３の磁性粉末に比べて、高い磁気特性を有する微粒子の磁性粉末で、かつ保磁力の変化率も小さい。また、磁性粉末Ｂ１は、高い磁気特性を有する微粒子の磁性粉末であるが、保磁力が磁性粉末Ａ１〜Ａ６に比べて若干小さく、保磁力の変化率は磁性粉末Ａ１〜６に比べて若干大きい。
【０１０３】
（Ｂ）磁気テープの作製
つぎに、本発明の磁気テープを作製した。
実施例１
＜下層塗料成分＞
（１）成分
非磁性針状酸化鉄粉末（平均粒径：１００ｎｍ、軸比：５）      ６８部
粒状アルミナ粉末（平均粒径：８０ｎｍ）                        ８部
カーボンブラック（平均粒径：２５ｎｍ）                      ２４部
ステアリン酸                                              ２．０部
塩化ビニル−ヒドロキシプロピルアクリレート共重合体        ８．８部
（含有−ＳＯ３Ｎａ基：１×１０-4当量／ｇ）
ポリエステルポリウレタン樹脂                              ４．４部
（Ｔｇ：４０℃、含有−ＳＯ３Ｎａ基：１×１０-4当量／ｇ）
シクロヘキサノン                                            ２５部
メチルエチルケトン                                          ４０部
トルエン                                                    １０部
（２）成分
ステアリン酸ブチル                                            １部
シクロヘキサノン                                            ７０部
メチルエチルケトン                                          ５０部
トルエン                                                    ２０部
（３）成分
ポリイソシアネート                                          1.４部
シクロヘキサノン                                            １０部
メチルエチルケトン                                          １５部
トルエン                                                    １０部
【０１０４】
＜磁性塗料成分＞
（１）混練工程成分
粒状磁性粉（磁性粉末Ａ１）                                １００部
（外層部分にＹを主体的に含有し、コアー部分にＦｅ16Ｎ２相
を含有、Ｙ／Ｆｅ：５．３原子％、Ｎ／Ｆｅ：１０．８原子％、
Ｆｅ16Ｎ２相：主相、
飽和磁化量：１０１．６Ａｍ２／ｋｇ（１０１．６ｅｍｕ／ｇ）、
Ｈｃ：２４０．４ｋＡ／ｍ（３，０２０Ｏｅ）、
粒子サイズ（中央値）：１７ｎｍ（１５〜１９ｎｍ）
塩化ビニル−ヒドロキシプロピルアクリレート共重合体          １３部
（含有−ＳＯ３Ｎａ基：０．７×１０-4当量／ｇ）
ポリエステルポリウレタン樹脂                              ４．５部
（含有−ＳＯ３Ｎａ基：１．０×１０-4当量／ｇ）
メチルアシッドホスフェート                                    ２部
テトラヒドロフラン                                          ２０部
メチルエチルケトン／シクロヘキサノン（重量で1：1）            ９部
（２）希釈工程成分
パルミチン酸アミド                                          1.５部
ステアリン酸ｎ−ブチル                                        １部
メチルエチルケトン／シクロヘキサノン（重量で1：1）        ３５０部
（３）別分散スラリー成分
粒状アルミナ粉末（平均粒径：８０ｎｍ）                      １０部
塩化ビニル−ヒドロキシプロピルアクリレート共重合体            １部
メチルエチルケトン／シクロヘキサノン（重量で1：1）         １５部
（４）配合工程成分
ポリイソシアネート                                          1.５部
メチルエチルケトン／シクロヘキサノン（重量で1：1）         ２９部
【０１０５】
上記の下層塗料成分のうち、（１）成分を回分式ニーダで混練したのち、（２）成分を加えて、攪拌後、サンドミルで滞留時間を６０分として分散処理を行い、これに（３）成分を加えて、攪拌、ろ過したのち、下層塗料（下層用塗料）とした。
これとは別に、上記の磁性塗料成分のうち、（１）の混練工程成分中、磁性粉末全量と樹脂および溶剤の所定量を予め高速撹拌混合しておき、その混合粉末を（１）の混練工程成分となるように調整したのち、連続式２軸混練機で混練し、さらに（２）の希釈工程成分を加えて、連続式２軸混練機で少なくとも２段階以上に分けて希釈を行い、サンドミルで分散メディアとして直径０．５ｍｍのジルコニアビ−ズを用いて、滞留時間を４５分として分散した。これに（３）の別分散スラリー成分をサンドミルで滞留時間を４０分として分散したものを加え、さらに（４）の配合工程成分を加えて、撹拌、ろ過したのち、磁性塗料とした。
【０１０６】
芳香族ポリアミドフイルム（厚さ３．３μｍ、ＭＤ＝１３．７ＧＰａ、ＴＤ＝１３．４ＧＰａ、東レ社製の商品名「ミクトロン」）からなる非磁性支持体（ベースフィルム）上に、上記の下層塗料を、乾燥、カレンダ後の厚さが１．０μｍとなるように塗布し、この下層上に、さらに上記の磁性塗料を、磁場配向処理、乾燥、カレンダ処理後の磁性層の厚さが８０ｎｍとなるように、ウエット・オン・ウエットで塗布し、磁場配向処理後、ドライヤおよび遠赤外線を用いて乾燥し、磁気シートを作製した。
なお、磁場配向処理ハードライヤ前にＮ−Ｎ対向磁石（５ｋＧ）を設置し、ドライヤ内で塗膜の指蝕乾燥位置の手前側７５ｃｍからＮ−Ｎ対向磁石（５ｋＧ）を２基５０ｃｍ間隔で設置して行った。塗布速度は１００ｍ／分とした。
【０１０７】
＜バックコート層用塗料成分＞
カーボンブラック（平均粒径：２５ｎｍ）                      ８０部
カーボンブラック（平均粒径：３５０ｎｍ）                    １０部
粒状酸化鉄粉末（平均粒径：５０ｎｍ）                        １０部
ニトロセルロース                                            ４５部
ポリウレタン樹脂（ＳＯ３Ｎａ基含有）                        ３０部
シクロヘキサノン                                          ２６０部
トルエン                                                  ２６０部
メチルエチルケトン                                        ５２５部
【０１０８】
上記バックコート層用塗料成分を、サンドミルで滞留時間４５分として分散したのち、ポリイソシアネート１５部を加えて、ろ過したのち、バックコート層用塗料を調製した。この塗料を、前記の方法で作製した磁気シートの磁性層の反対面に、乾燥、カレンダ後の厚さが０．５μｍとなるように、塗布し、乾燥した。
その後、この磁気シートを、金属ロールからなる７段カレンダで、温度１００℃、線圧２００ｋｇ／ｃｍの条件で、鏡面化処理し、さらに磁気シートをコアーに巻いた状態で、７０℃７２時間エージングしたのち、１／２インチ幅に裁断した。これを２００ｍ／分で走行させながら、磁性層表面に対し、ラッピングテープ研磨、ブレード研磨、表面拭き取りの後処理を行い、磁気テープを作製した。
ラッピングテープにはＫ１００００、ブレードには超硬刃、表面拭き取りには東レ社製の商品名「トレシー」を用い、走行テンション０．２９４Ｎで処理を行った。
このようにして得られた磁気テープにサーボライタで磁気サーボ信号を記録し、コンピュータ用磁気テープを作製した。この磁気テープの残留磁束密度と磁性層厚さの積Ｂｒ・δは、０．０２３μＴｍであった。また、磁気テープ長手方向のヤング率は１２．５ＧＰａであった。この磁気テープをＬＴＯカートリッジに組み込んで走行テストを行った結果、走行性能に問題は生じなかった。磁気テープ全厚が５μｍ未満と薄くても磁気テープの長手方向のヤング率を高くすれば走行特性に問題がないことがわかる。
【０１０９】
実施例２
非磁性支持体に、ポリエチレンナフタレートフイルム（厚さ６μｍ、ＭＤ＝８．８２ＧＰａ、ＴＤ＝５．８８ＧＰａ、帝人社製の商品名「Ｑ１４」）を使用したことを除き、実施例１と同様にして磁気テープを作製した。この磁気テープの残留磁束密度と磁性層厚さの積Ｂｒ・δは、０．０２３μＴｍであった。また、磁気テープ長手方向のヤング率は９．１ＧＰａであった。この磁気テープをＬＴＯカートリッジに組み込んで走行テストを行った結果、走行性能に問題は生じなかった。磁気テープ全厚が７μｍ以上と厚い場合は磁気テープの長手方向のヤング率が９ＧＰａ程度であれば走行特性に問題がないことがわかる。
【０１１０】
実施例３
実施例１の磁性粉末Ａ１の代わりに、磁性粉末Ａ２を使用したことを除き、実施例１と同様にして磁気テープを作製した。
【０１１１】
実施例４
実施例１の磁性粉末Ａ１の代わりに、磁性粉末Ａ３を使用したことを除き、実施例１と同様にして磁気テープを作製した。
【０１１２】
実施例５
実施例１の磁性粉末Ａ１の代わりに、磁性粉末Ａ４を使用したことを除き、実施例１と同様にして磁気テープを作製した。
【０１１３】
実施例６
実施例１の磁性粉末Ａ１の代わりに、磁性粉末Ａ５を使用したことを除き、実施例１と同様にして磁気テープを作製した。
【０１１４】
実施例７
実施例１の磁性粉末Ａ１の代わりに、磁性粉末Ａ６を使用したことを除き、実施例１と同様にして磁気テープを作製した。
【０１１５】
実施例８
実施例１の磁性粉末Ａ１の代わりに、磁性粉末Ｂ１を使用したことを除き、実施例１と同様にして磁気テープを作製した。
【０１１６】
実施例９
磁性塗料成分を下記の磁性塗料に変更したことを除き、実施例１と同様にして磁気テープを作製した。
＜磁性塗料成分＞
（１）混練工程成分
磁性粉末（磁性粉末Ａ１）                                        １００部
塩化ビニル−ヒドロキシプロピルアクリレート共重合体                １３部
（含有−ＳＯ３ Ｎａ基：０．７×１０-4当量／ｇ）
ポリエステルポリウレタン樹脂（ＰＵ）                            ４．５部
（含有−ＳＯ３ Ｎａ基：１．０×１０-4当量／ｇ）
粒状アルミナ粉末（平均粒子径：８０ｎｍ）                          １０部
メチルアシッドホスフェート（ＭＡＰ）                                ２部
テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）                                      ２０部
メチルエチルケトン／シクロヘキサノン（重量で１：１）                ９部
（２）希釈工程成分
パルミチン酸アミド（ＰＡ）                                      １．５部
ステアリン酸ｎ−ブチル（ＳＢ）                                      １部
メチルエチルケトン／シクロヘキサノン（重量で１：１）            ３５０部
（３）配合工程成分
ポリイソシアネート                                              １．５部
メチルエチルケトン／シクロヘキサノン（重量で１：１）              ２９部
上記の磁性塗料の成分において（１）の混練工程成分を予め高速混合しておき、その混合粉末を連続式２軸混練機で混練し、さらに（２）の希釈工程成分を加え連続式２軸混練機で少なくとも２段階以上に分けて希釈を行い、サンドミルで滞留時間を４５分として分散し、これに（３）の配合工程成分を加え攪拌・ろ過後、磁性塗料とした。
なお、サンドミルのビーズとして、直径１．５ｍｍのチタニアビーズにした。
【０１１７】
比較例１
磁性粉末Ｂ１を使用したことを除き、実施例９と同様にして磁気テープを作製した。
【０１１８】
比較例２
実施例１の磁性粉末Ａ１の代わりに、磁性粉末Ｂ２を使用したことを除き、実施例１と同様にして磁気テープを作製した。
【０１１９】
比較例３
実施例１の磁性粉末Ａ１の代わりに、磁性粉末Ｂ３を使用したこと、磁性層厚さを１５０ｎｍにしたことを除き、実施例１と同様にして磁気テープを作製した。
【０１２０】
上記の実施例１〜９および比較例１〜３の各磁気テープについの、使用磁性粉末の諸特性、充填剤の別分散の有無、分散機ビーズの材質と粒径を表４に示す。
【０１２１】
【表４】
2006196115.tif 000006
【０１２２】
つぎに、上記の実施例１〜９および比較例１〜３の各磁気テープについて、磁気特性と共に、電磁変換特性として、下記の方法により、出力対ノイズ比（Ｃ／Ｎ）および温度サイクル特性を測定した。電磁変換特性（Ｃ／Ｎ）および温度サイクル特性の結果を表５に示した。
＜出力対ノイズ比（Ｃ／Ｎ）＞
磁気テープの電磁変換特性の測定には、ドラムテスターを用いた。ドラムテスターには電磁誘導型磁気ヘッド（トラック幅２５μｍ、ギャップ０．１μｍ）とＭＲ磁気ヘッド（トラック幅８μｍ）を装着し、誘導型ヘッドで記録、ＭＲヘッドで再生を行った。
両ヘッドは、回転ドラムに対して異なる場所に設置されており、両ヘッドを上下方向に操作することで、トラッキングを合わせることができる。磁気テープはＬＴＯカートリッジのリールに巻き込んだ状態から適切な量を引き出して廃棄し、さらに６０ｃｍを切り出し、回転ドラムの外周に巻き付けた。記録・再生は磁気テープの長手方向である。
出力およびノイズは、ファンクションジェネレータにより、波長０．３３μｍの矩形波を書き込み、ＭＲ磁気ヘッドの出力をスペクトラムアナライザーに読み込んだ。０．３３μｍのキャリア値を媒体再生出力Ｃとした。また、０．３３μｍの矩形波を書き込んだときに、記録波長０．３３μｍ以上に相当するスペクトルの成分から、再生出力およびシステムノイズを差し引いた値の積分値をノイズ値Ｎとして用いた。さらに、両者の比をとってＣ／Ｎとした。Ｃ／Ｎ共に、比較例２の磁気テープの値との相対値として求めた。
同様に、出力およびノイズは、ファンクションジェネレータにより、波長０．２μｍの矩形波を書き込み、ＭＲ磁気ヘッドの出力をスペクトラムアナライザーに読み込んだ。０．２μｍのキャリア値を媒体再生出力Ｃとした。また、０．２μｍの矩形波を書き込んだときに、記録波長０．２μｍ以上に相当するスペクトルの成分から、再生出力およびシステムノイズを差し引いた値の積分値をノイズ値Ｎとして用いた。さらに、両者の比をとってＣ／Ｎとした。Ｃ／Ｎ共に、比較例２の磁気テープの値との相対値として求めた。
＜温度サイクル特性＞
温度サイクル特性は、薄手テープも測定できるように改造したＬＴＯドライブを用いて行った。温度サイクル前に、記録波長０．３７μｍで記録・再生することによって、サイクル前の再生出力（Ｃ）求めた。出力は１０秒間再生を行った時の最大再生出力（Ｃ）である。但し、突発的に高いＣは除外した。このようにして、信号を記録・再生したＬＴＯ磁気テープカートリッジを、温度サイクル炉に入れ、高温−低温の温度サイクルをかけた。温度サイクルは、最高温度（５０℃）、最低温度（−２０℃）の間を１サイクル４時間のサインカーブで温度を上下させて、１０サイクルの温度サイクルを行った。ついて、室温に取り出し２時間冷却した後、上記の再生を行ったと同じトラック、同じ番地で、サイクル後の再生出力（Ｃ）求めた。出力は１０秒間再生を行った時の最大再生出力（Ｃ）である。但し、突発的に高いＣは除外した。
【０１２３】
【表５】
2006196115.tif 000007
【０１２４】
上記表４、５の結果から、実施例１〜９の各磁気テープは、優れた電磁変換特性（Ｃ／Ｎ）を有することがわかる。特に、短波長領域（記録波長：０．２μｍ）において優れた記録特性を示す。また、温度サイクル試験後のＣの低下も小さい。これに対して、比較例１の磁気テープは、初期の電磁変換特性（Ｃ／Ｎ）は優れているが、温度サイクル後の電磁変換特性（Ｃ）の低下が大きい。温度サイクル後のＣの低下が大きいのは、−１００℃と５０℃間の保磁力の変化率が１０％以上と大きいためである。比較例２の磁気テープは、初期の電磁変換特性（Ｃ／Ｎ）、温度サイクル後の電磁変換特性（Ｃ）は共に、実施例の磁気テープに比べて劣っている。初期の電磁変換特性（Ｃ／Ｎ）が低いのは、磁気テープの保磁力が２２０ｋＡ／ｍ未満と低いためで、温度サイクル後のＣが低いのは、−１００℃〜と５０℃間の保磁力の変化率が１０％以上と大きいためである。さらに、比較例３の磁気テープは、初期の電磁変換特性（Ｃ／Ｎ）は低いが、温度サイクル後の電磁変換特性（Ｃ）の低下は少ない。初期の電磁変換特性（Ｃ／Ｎ）が低いのは、磁性粉末の粒子サイズ、粒子体積が大きく、ノイズ（Ｎ）が高いためである。
【０１２５】
図３は、粒子サイズが１７ｎｍの磁性粉末を使用した磁気テープに関して、磁気テープの長手方向における保磁力の変化率と、温度サイクル後の再生出力（Ｃ）の劣化量との関係を示したものである。保磁力の変化率が大きい程、温度サイクル後のＣの劣化量も大きくなることがわかる。保磁力の変化率を１０％以下にすれば、Ｃの劣化量は実用上の問題が少ない１．２ｄＢ以下になる。
【０１２６】
図４は、粒子サイズが１７ｎｍの磁性粉末を使用した磁気テープに関して、磁気テープの長手方向における保磁力と、記録波長が０．２μｍにおける再生出力ノイズ比（Ｃ／Ｎ）との関係を示したものである。保磁力が高くなる程、Ｃ／Ｎも高くなり、保磁力が２２０ｋＡ／ｍ以上になるとＣ／Ｎは＋２ｄＢ以上になる。
【０１２７】
図５は、実施例１の磁気テープに関して、磁性粉末の粒子サイズと、記録波長が０．２μｍにおける再生出力ノイズ比（Ｃ／Ｎ）との関係を示したものである。粒子サイズが小さく程、Ｃ／Ｎも高くなり、粒子サイズが３０ｎｍ以下になると、Ｃ／Ｎは０ｄＢ以上になる。
【０１２８】
以上のように、本発明の磁気テープは、電磁変換特性（Ｃ／Ｎ）および温度サイクル後の電磁変換特性（Ｃ）の低下も少なく、高記録密度用の磁気テープとして優れている。また、本発明の磁性粉末は、高記録密度用の磁気テープの磁性粉末として優れている。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】−１００℃〜５０℃における磁気テープ保磁力の温度変化の一例である。
【図２】磁性粉末の高分解能電子顕微鏡写真である。
【図３】−１００℃と５０℃間の保磁力の変化率と、温度サイクル後の再生出力（Ｃ）の低下量との関係を示す特性図である。
【図４】磁気テープの保磁力と、記録波長０．２μｍにおける再生出力ノイズ比（Ｃ／Ｎ）との関係を示す特性図である。
【図５】磁気テープの最上層磁性層に含有する磁性粉末の粒子サイズと、記録波長０．２μｍにおける再生出力ノイズ比（Ｃ／Ｎ）との関係を示す特性図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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