(57)【要約】【課題】  バインダー樹脂に容易に分散されうる磁気記録メディア用αアルミナ粉末を提供する。【解決手段】  本発明の磁気記録メディア用αアルミナ粉末は、アルミニウム塩が種晶の存在下に焼成されてなることを特徴とする。６００℃以上で焼成する。アルミニウム塩はアルミニウム無機塩、具体的には硝酸アルミニウムである。種晶はαアルミナ、ダイアスポア、酸化鉄、酸化クロムまたは酸化チタンであり、そのＢＥＴ比表面積は１２ｍ2／ｇ以上であり、その使用量は金属成分の酸化物換算で、アルミニウム塩および種晶の金属成分の酸化物換算の合計使用量１００質量部あたり１質量部以上である。このαアルミナ粉末をバインダー樹脂に分散させて磁気記録メディア用コーティング組成物を得る。磁気記録メディア用コーティング組成物を支持基材上に塗布して形成された磁気記録層を支持基材上に有する磁気記録メディアは、表面が平滑である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム塩が種晶の存在下に焼成されてなることを特徴とする磁気記録メディア用αアルミナ粉末。
【請求項２】
アルミニウム塩を種晶の存在下に焼成することを特徴とする請求項１に記載の磁気記録メディア用αアルミナ粉末の製造方法。
【請求項３】
アルミニウム塩がアルミニウム無機塩である請求項２に記載の製造方法。
【請求項４】
アルミニウム無機塩が硝酸アルミニウムである請求項４に記載の製造方法。
【請求項５】
６００℃以上で焼成する請求項２〜請求項４のいずれかに記載の製造方法。
【請求項６】
種晶がαアルミナ、ダイアスポア、酸化鉄、酸化クロムまたは酸化チタンである請求項２に記載の製造方法。
【請求項７】
種晶のＢＥＴ比表面積が１２ｍ2／ｇ以上である請求項２に記載の製造方法。
【請求項８】
種晶の使用量が、金属成分の酸化物換算で、アルミニウム塩および種晶の合計使用量１００質量部あたり１質量部以上である請求項２に記載の製造方法。
【請求項９】
請求項１に記載の磁気記録メディア用αアルミナ粉末をバインダー樹脂に分散させることを特徴とする磁気記録メディア用コーティング組成物の製造方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の磁気記録メディア用αアルミナ粉末がバインダー樹脂に分散されてなる磁気記録メディア用コーティング組成物。
【請求項１１】
請求項１０に記載の磁気記録メディア用コーティング組成物を支持基材上に塗布して磁気記録層を形成することを特徴とする磁気記録メディアの製造方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載の磁気記録メディア用コーティング組成物から形成された磁気記録層を支持基材上に有する磁気記録メディア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録メディア用αアルミナ粉末に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気テープなどの磁気記録メディアは、信号を磁気記録するための磁気記録層が支持基材上に設けられた記録メディアであって、磁気テープなどとして広く用いられている。かかる磁気記録メディアの中でも高記録密度のものとして、磁気記録層を強磁性粉末を含まない非磁性層と、強磁性粉末を含む磁性層とを含む２層以上の多層構成とし、これら非磁性層と磁性層とがこの順で支持基材上に形成された重層磁気記録メディアも広く用いられており、これら非磁性層および磁性層にαアルミナ粉末を分散したものも知られている。
【０００３】
かかる非磁性層および磁性層は、例えばバインダー樹脂にαアルミナ粉末および強磁性粉末を加え、攪拌して分散させることで、バインダー樹脂中にαアルミナ粉末が分散された磁気記録メディア用コーティング組成物を得、これを支持基材上に塗布する工程を経て形成されている〔特許文献１：特開２００３−１４１７１４号公報〕。αアルミナ粉末は表面平滑性に優れた磁気記録層が容易に形成される点、より高密度で記録しうる磁性層を与える点などから、ＢＥＴ比表面積が例えば１０ｍ2／ｇ以上であるような小粒子径であることが好ましく、また凝集が少なく、できるだけ小さい粒子径でバインダー樹脂中に分散されうることが好ましい。
【０００４】
しかし、従来から知られている小粒子径で高ＢＥＴ比表面積のαアルミナ粉末は凝集し易いため、バインダー樹脂と攪拌しても凝集したままとなる傾向にあり、十分に分散させることが困難であるという問題があった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１４１７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明者は、バインダー樹脂に容易に分散されうる磁気記録メディア用αアルミナ粉末を開発するべく鋭意検討した結果、アルミニウム塩を種晶の存在下に焼成して得られるαアルミナ粉末は、凝集しにくく、バインダー樹脂中に容易に分散し得ることを見出し、本発明に至った。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち本発明は、アルミニウム塩が種晶の存在下に焼成されてなることを特徴とする磁気記録メディア用αアルミナ粉末を提供するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の磁気記録メディア用αアルミナ粉末は、容易にバインダー樹脂に分散されるので、このαアルミナ粉末がバインダー樹脂に分散された磁気記録メディア用コーティング組成物は、より高密度で記録し得る磁気記録層や、表面平滑性に優れた磁気記録層を与えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の磁気記録メディア用αアルミナ粉末は、主結晶相がαアルミナを示すアルミナの粉末であって、例えばα相以外の相、例えばθ相を実質的に含まないものである。アルミナ焼成物の結晶相は、焼成物のＸ線回折（ＸＲＤ）スペクトルから求めることができる。
【００１０】
本発明の磁気記録メディア用αアルミナ粉末は、アルミニウム塩が種晶の存在下に焼成されてなるものである。アルミニウム塩は、アルミニウムと塩基との塩であって、アルミニウムと無機塩基とのアルミニウム無機塩であってもよいし、アルミニウムと有機塩基とのアルミニウム有機塩であってもよい。アルミニウム無機塩としては、例えば硝酸アルミニウム、硝酸アンモニウムアルミニウム、炭酸アンモニウムアルミニウム、硫酸アルミニウム、硫酸アルミニウムアンモニウム等が挙げられる。また、アルミニウム有機塩としては、例えば蓚酸アルミニウム、酢酸アルミニウム、ステアリン酸アルミニウム、アンモニウム明礬、乳酸アルミニウム、ラウリン酸アルミニウムなどが挙げられる。
【００１１】
アルミニウム塩は、アルミニウム以外の金属元素を実質的に含まないものであること、例えば珪素（Ｓｉ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カルシウム（Ｃａ）の元素含有量が各々５０ｐｐｍ以下であることが好ましく、さらにはこれらの合計量が１００ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００１２】
種晶としては、例えばαアルミナ、ダイアスポア、酸化鉄、酸化クロム、酸化チタンなどの金属酸化物が挙げられ、かかる種晶はそれぞれ単独で、または２種以上が同時に用いられる。かかる種晶の粒子径は小さいことが好ましく通常は０．０１μｍ以上０．５μｍ以下程度のものが用いられ、そのＢＥＴ比表面積は好ましくは１２ｍ2／ｇ以上、１５０ｍ2／ｇ以下程度、さらに好ましくは１５ｍ2／ｇ以上である。
【００１３】
種晶の使用量は、高いα化率の微粒αアルミナが容易に得られる点で、金属成分の酸化物換算で、アルミニウム塩および種晶の合計量１００質量部あたり、１質量部以上、さらには２質量部以上、特には４質量部以上であることが好ましい。また種晶の使用量が５０質量部を超えてもよいが、その使用量に見合ってα化率が高くならないので、通常は５０質量部以下、好ましくは４０質量部以下、さらに好ましくは３０質量部以下程度である。
【００１４】
アルミニウム塩を種晶の存在下に焼成するには、例えばアルミニウム塩を種晶と混合し、次いで焼成すればよい。アルミニウム塩を種晶と混合するには、例えばアルミニウム塩を溶媒と混合して溶液またはスラリーとし、種晶を加えた後、溶媒を留去すればよい。溶媒を留去することで、種晶が均一に分散された状態で、溶媒中のアルミニウム塩が析出する。種晶が均一に分散した状態で析出したアルミニウム塩を焼成することで、目的の微粒αアルミナを得ることができる。種晶は、粉末状のまま加えてもよいし、溶媒に分散させた状態で加えてもよい。
【００１５】
また、アルミニウム塩に種晶を加え撹拌して混合してもよい。混合後の混合物を焼成することで、目的の微粒αアルミナを得ることができる。混合には、例えばバーティカルグラニュエーター、ヘンシェルミキサーなどの混合機を用いることができる。種晶は粉末状態のまま加えてもよいし、溶媒に分散させた状態で加えてもよい。
【００１６】
焼成は通常６００℃以上、好ましくは７００℃以上、通常は１０００℃以下、好ましくは９５０℃以下、更に好ましくは８９０℃以下で行なわれる。１０００℃を超えると、ＢＥＴ比表面積が大きなものとならない傾向にある。また６００℃未満では、α化率が低くなる傾向にある。
【００１７】
焼成は、大気中で行なわれてもよいし、窒素ガス、アルゴンガスなどの不活性ガス中で行なわれてもよい。また雰囲気中の水蒸気分圧を低く維持しながら焼成してもよい。
【００１８】
焼成は、例えば管状電気炉、箱型電気炉、トンネル炉、遠赤外線炉、マイクロ波加熱炉、シャフト炉、反射炉、ロータリー炉、ローラーハース炉などの通常の焼成炉を用いて行なうことができる。焼成は回分式で行なってもよいし、連続式で行なってもよい。また静置式で行なってもよいし、流動式で行ってもよい。
【００１９】
焼成時間はアルミニウム塩がα化して高α化率の微粒αアルミナが得られるに十分な時間であればよく、用いるアルミニウム塩の種類、量、焼成炉の形式、焼成温度、焼成雰囲気によって異なるが、例えば１０分以上２４時間以下程度である。
【００２０】
かくして得られる微粒αアルミナは、粒子径が０．０５μｍ以上１μｍ以下程度であり、高いα化率であると共に大きなＢＥＴ比表面積を示し、例えばα化率９０％以上、好ましくは９５％以上で、ＢＥＴ比表面積は８ｍ2／ｇ以上、好ましくは１３ｍ2／ｇ以上、更に好ましくは１５ｍ2／ｇ以上であり、通常は３０ｍ2／ｇ以下程度である。
【００２１】
得られた微粒αアルミナは、粉砕されてもよい。微粒αアルミナを粉砕するには、例えば振動ミル、ボールミル、ジェットミルなどをの媒体粉砕機を用いることができる。また、得られた微粒αアルミナは分級してもよい。
【００２２】
本発明の磁気記録メディア用αアルミナ粉末をバインダー樹脂に分散させることで、バインダー樹脂中にαアルミナ粉末が分散された磁気記録メディア用コーティング組成物を得ることができる。本発明の磁気記録メディア用αアルミナ粉末は、バインダー樹脂中に容易に分散させることができるので、比較的短時間の攪拌で磁気記録メディア用コーティング組成物を得ることができる。
【００２３】
バインダー樹脂としては、通常の磁気記録メディア用コーティング組成物と同様に熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、反応型樹脂などを用いることができる。熱可塑性樹脂としては、例えば塩化ビニル、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、ビニルエーテルなどを単量体単位とする重合体や、ポリウレタン樹脂などが挙げられる。また、熱硬化性樹脂および反応型樹脂としては、例えばフェノール樹脂、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−ポリアミド樹脂などが挙げられ、好ましくは塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコール共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、ポリウレタン樹脂などが挙げられる。
【００２４】
磁気記録メディア用αアルミナ粉末の使用量は、バインダー樹脂に対して通常は５質量倍〜２０質量倍程度である。
【００２５】
磁気記録メディアコーティング用組成物は通常、溶剤で希釈された状態で用いられる。溶剤としては、例えばメチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類などの有機溶剤が挙げられる。かかる溶剤の使用量は、バインダー樹脂に対して通常１０質量倍〜５０質量倍程度である。
【００２６】
磁気記録メディア用コーティング組成物は、磁性粉末を含有していなくてもよいし、含有していてもよい。磁性粉末を含有していない磁気記録メディア用コーティング組成物を支持体上に塗布することで、磁性粉末を含有しない非磁性層を形成することができる。また、磁性粉末を含有する磁気記録メディア用コーティング組成物を支持体または非磁性層の上に塗布することで、磁性層を形成することができる。磁性粉末は、金属酸化物の粉末であってもよいが、強磁性金属の粉末、例えばαＦｅ（α相の金属鉄）の粉末であることが好ましい。
【００２７】
磁気記録メディア用コーティング組成物は、潤滑剤、帯電防止剤、界面活性剤などの添加剤を含有していてもよい。潤滑剤としては、例えばカプリン酸、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の脂肪酸や、これらのブチルエステル、オクチルエステル、イソオクチルエステル、アミルエステルなどのような脂肪酸エステルなどが挙げられる。帯電防止剤としては、例えばカーボンブラックが挙げられる。また界面活性剤としては、アルキレンオキサイド系界面活性剤、グリセリン系界面活性剤、グリシドール系界面活性剤、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加体などのノニオン系界面活性剤、環状アミン、エステルアミン、四級アンモニウム塩、ヒダントイン誘導体、ホスホニウム塩、スルホニウム塩などのアニオン系界面活性剤、アミノ酸類、アミノスルホン酸類などの両性界面活性剤などが挙げられ、これらの界面活性剤は、帯電防止剤としても機能する。
【００２８】
磁気記録メディア用コーティング組成物は、例えば有機溶剤にバインダー樹脂および本発明の磁気記録メディア用αアルミナ粉末を混合し、攪拌する方法で製造することができる。攪拌するには、例えば有機溶剤、バインダー樹脂およびαアルミナ粉末の混合物に、分散媒体として不活性の球状物を入れ、攪拌する方法で攪拌すればよい。分散媒体は、攪拌完了後には取り除かれるものであり、例えば粒子径０．０５〜５ｍｍ程度のガラスビーズなどが用いられる。
【００２９】
本発明の磁気記録メディア用αアルミナ粉末は、凝集させることなく容易にバインダー樹脂中に分散させることができる。磁性粉末や添加剤は、αアルミナ粉末やバインダー樹脂と共に有機溶剤に加えてもよいし、有機溶剤中でαアルミナ粉末およびバインダー樹脂を攪拌した後に加えてもよい。
【００３０】
かくして本発明の磁気記録メディア用αアルミナ粉末がバインダー樹脂に分散された磁気記録メディア用コーティング組成物が得られるが、かかる組成物を支持基材上に塗布することで、この組成物から形成された磁気記録層を支持基材上に有する磁気記録メディアを製造することができる。
【００３１】
支持基材としては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル樹脂、ポリエチレンなどのポリオレフィン樹脂、トリアセチルセルロース、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルホンなどからなるフィルムが用いられる。
【００３２】
支持基材上に磁性粉末を含むコーティング組成物を直接塗布して磁性層を形成してもよいし、支持基材上に先ず磁性粉末を含まないコーティング組成物を塗布して非磁性層を形成した後に、磁性粉末を含むコーティング組成物を塗布して磁性層を形成してもよい。
【００３３】
組成物を塗布するには、例えばグラビア塗布法、ブレード塗布法などの通常の方法で塗布すればよい。塗布後、溶剤を揮発させることで、磁気記録層を形成することができる。
【００３４】
本発明の磁気記録メディア用αアルミナ粉末は、バインダー樹脂に短時間で分散させることができるので、高い密度で情報を記録するための磁気記録メディアに好適に使用される。かかる高記録密度の磁気記録メディアとしては、例えばＤＶＣＰＲＯ、ＨＤＣＡＭ、βカム、デジタルβカムなどの放送局用磁気テープ、ＤＤＳ−２、ＤＤＳ−３、ＤＤＳ−４、Ｄ８、ＤＬＴ、Ｓ−ＤＬＴ、ＬＴＯ、ＤＴＦ、ＳＤ１、ＩＢＭ３５９０などのコンピューターのデータバックアップに用いられるデータストレージ用磁気テープなどのような重層磁気記録メディアなどが挙げられる。
【実施例】
【００３５】
以下、実施例によって本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。
【００３６】
なお、各実施例で得た微粒αアルミナおよび磁気記録メディアは以下の方法で評価した。
（１）ＢＥＴ比表面積（ｍ2／ｇ）
窒素吸着法により求めた。
（２）結晶相
試料をＸ線回折装置（商品名「Ｒｉｎｔ−２１００」、理学電機製）により分析し、得られたＸＲＤスペクトルのピークデータから結晶相を同定し、そのうち相対ピーク強度の最も高いものを主結晶相とした。ＢＥＴ比表面積は窒素吸着法により求めた。
（３）α化率（％）
粉末Ｘ線回折装置を用いて得た微粒αアルミナの回折スペクトルから、２θ＝２５．６°の位置に現れるアルミナα相（０１２面）のピーク高さ（Ｉ25.6）と、２θ＝４６°の位置に現れるγ相、η相、χ相、κ相、
θ相およびδ相のピーク高さ（Ｉ46）とから、式（１）
α化率＝ Ｉ25.6 ／ （Ｉ25.6 ＋ Ｉ46 ）×１００（％）・・・（１）    
により算出した。
（４）中心粒子径
レーザー回折散乱式流度分布測定装置〔日機装(株)製、「マイクロトラックＨＲ
Ａ」〕にて測定した。
（５）平滑度
ＪＩＳ  Ｚ８７４１に従って入射角４５°、反射角４５°で光沢値として求めた
。光沢値が大きいほど、αアルミナ粉末が凝集することなく分散していて、表面が平滑であることを示す。
【００３７】
実施例１
〔種晶スラリーの調製〕
ＢＥＴ比表面積１９．１ｍ2／ｇのαアルミナ粒子（粒子径は約０．１μｍ）３７．５ｇを硝酸アルミニウム水溶液（ｐＨ＝２）１５０ｇに添加し、１Ｌのポリ容器にφ２ｍｍのアルミナビーズ７００ｇとともに充填し、２４時間分散処理をしたのち、濾過操作によりアルミナビーズを除去して、種晶スラリーを得た。
【００３８】
〔種晶粒子とアルミニウム塩の混合物の製造〕
硝酸アルミニウム水和物〔Ａｌ(ＮＯ3)3・９Ｈ2Ｏ〕（関西触媒化学製、特級、粉末状）３００ｇ（０．８モル）を上記で得た種晶スラリー８７．５ｇ（αアルミナ粒子１７．５ｇを含む）を添加し、８０℃で乾燥させることで固形物を得た。この固形物には、金属成分の酸化物換算で１００質量部当たり３０質量部の種晶粒子が含まれている。
【００３９】
〔磁気記録メディア用αアルミナ粉末の製造〕
塩分解後の混合物をアルミナ製るつぼに入れ、箱型電気炉を用いて８４０℃で３時間焼成を行い、ＢＥＴ比表面積２３．２ｍ2／ｇの微粒αアルミナを得た。
【００４０】
〔磁気記録メディア用コーティング組成物の製造〕
上記で得たαアルミナ粉末３０質量部、塩化ビニル樹脂〔日本ゼオン(株)製、「ＭＲ１１０」〕２．４質量部、メチルエチルケトン４０．６質量部およびシクロヘキサノン２７質量部をバッチ式サンドグラインダーに投入し、直径２ｍｍのガラスビーズを分散媒体として、回転数２０００ｒｐｍで攪拌して分散させた。攪拌開始から２時間経過後、ガラスビーズが含まれないように内容物を取り出して、磁気記録メディア用コーティング組成物とした。この組成物に含まれる粒状物〔αアルミナ粉末の凝集物〕の中心粒子径は０．２６μｍであった。
【００４１】
〔コーティング〕
上記で得た磁気記録メディア用コーティング組成物を厚さ１４μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムの片面にドクターブレード（厚さ４５μｍ）を用いて塗布し、乾燥して塗膜を形成した。この塗膜の光沢値は９２％であった。
【００４２】
実施例２
〔磁気記録メディア用コーティング組成物の製造〕
攪拌時間を４時間とする以外は実施例１と同様に操作して、磁気記録メディア用コーティング組成物を得た。この組成物に含まれる粒状物の中心粒子径は０．２３μｍであった。
【００４３】
〔コーティング〕
実施例１で得た組成物に代えて上記で得た組成物を用いる以外は実施例１と同様に操作して塗膜を形成したところ、この塗膜の光沢値は１０１％であった。
【００４４】
比較例１
〔磁気記録メディア用コーティング組成物の製造〕
実施例１で得たαアルミナ粉末に代えて、市販のαアルミナ粉末〔住友化学工業(株)製、「ＨＩＴ−８０」、ＢＥＴ比表面積２０ｍ２／ｇ、焼結体の相対密度は５６％〕３０質量部を用いる以外は実施例１と同様に操作して４時間攪拌して、磁気記録メディア用コーティング組成物を得た。この組成物に含まれる粒状物の中心粒子径は０．６μｍであった。
【００４５】
〔コーティング〕
実施例１で得た磁気記録メディア用コーティング組成物に代えて上記で得た組成物を用いる以外は、実施例１と同様に操作して形成された塗膜の光沢値は１３％であった。
【００４６】
比較例２
〔磁気記録メディア用コーティング組成物の製造〕
実施例１で得た微細アルミナ粉末に代えて、市販のαアルミナ粉末〔住友化学工業社製、「ＨＩＴ−５０」、ＢＥＴ比表面積８．５ｍ2／ｇ、焼結体の相対密度は６１％〕３０質量部を用いる以外は実施例１と同様に操作して４時間攪拌して、磁気記録メディア用コーティング組成物を得た。この組成物に含まれる粒状物の中心粒子径は０．３６μｍであった。
【００４７】
〔コーティング〕
実施例１で得た磁気記録メディア用コーティング組成物に代えて上記で得た組成物を用いる以外は、実施例１と同様に操作して形成された塗膜の光沢値は３３％であった。