磁记录介质的制作方法

文档序号:17118022发布日期:2019-03-15 23:31阅读:323来源:国知局
磁记录介质的制作方法

本技术涉及磁记录介质。



背景技术:

对于高记录密度,通过使用与从记录磁头产生的磁场的记录层垂直的分量进行垂直记录是有效的。为了进行垂直记录,重要的是增加磁性粉末的垂直取向度(即,减小纵向取向度)。此外,在磁带的情形中,难以使用诸如硬盘介质之类的单个磁极头作为记录磁头,并且很有可能在未来也将使用现有格式的环形磁头。

作为垂直磁记录型磁记录介质的磁性粉末(下文中,称为“垂直磁记录介质”),使用钡铁氧体磁性粉末。然而,由于钡铁氧体磁性颗粒具有板状形状,因而容易发生堆叠。在此,“堆叠”表示具有板状形状的磁性颗粒以其主表面彼此重叠的方式聚集。在发生堆叠的情况下,噪声增加并且c/n(载波噪声比)值减小。因此,期望提高其中通过使用环形磁头作为记录磁头来记录信号的垂直磁记录介质中的c/n值。

在专利文献1至3中,已经提出了通过改善钡铁氧体磁性粉末的分散性来提高c/n值的技术。

引用列表

专利文献

专利文献1:日本专利申请待审公开no.2002-298333

专利文献2:日本专利申请待审公开no.2009-99240

专利文献3:日本专利申请待审公开no.2002-373413



技术实现要素:

技术问题

本技术的目的是提供一种能够提高c/n值的磁记录介质。

问题的解决方案

为了解决上述问题,本技术是一种用于记录/再现设备的磁记录介质,其最短记录波长不大于75nm,所述磁记录介质包括:包含含有ε-氧化铁的颗粒的粉末的记录层,其中在磁记录介质的行进方向上测量的矩形比不大于30%,颗粒的平均最长直径dmax与颗粒的平均最短直径dmin的比率(dmax/dmin)满足1.0≤(dmax/dmin)≤1.1的关系,记录层的平均厚度δmag不大于100nm,并且记录层的平均厚度δmag与颗粒的平均最短直径dmin的比率(δmag/dmin)满足δmag/dmin≤5的关系。

本发明的有益效果

根据本技术,可以提高磁记录介质的c/n值。应当注意,本文描述的效果不一定是限制性的,并且可以是本公开内容中描述的任何效果或者与它们不同的效果。

附图说明

图1是示出根据本技术第一实施方式的磁记录介质的构造的截面图。

图2是示出sfd曲线的示例的曲线图。

图3是用于描述平均最长直径和平均最短直径的定义的示意图。

图4是用于描述制备磁性粉末的方法的工艺流程图。

图5的部分a至d分别是用于描述制备磁性粉末的方法的截面图。

图6是用于描述制造磁性粉末的方法的工艺流程图。

图7的部分a至d分别是用于描述制备磁性粉末的方法的截面图。

图8是示出磁记录介质的构造的截面图。

图9是示出磁记录介质的构造的截面图。

图10是示出磁记录介质的构造的截面图。

图11是示出根据本技术第二实施方式的磁记录介质中使用的磁性粉末的构造的截面图。

图12是用于描述根据本技术第二实施方式的磁记录介质中使用的磁性粉末的制备方法的工艺流程图。

图13是示出根据本技术第三实施方式的磁记录介质中使用的磁性粉末的构造的截面图。

图14是用于描述根据本技术第三实施方式的磁记录介质中使用的磁性粉末的制备方法的工艺流程图。

具体实施方式

将按以下顺序描述本技术的实施方式。

1第一实施方式(磁记录介质的示例)

2第二实施方式(磁记录介质的示例)

3第三实施方式(磁记录介质的示例)

<1第一实施方式>

[磁记录介质的构造]

根据本技术第一实施方式的磁记录介质是垂直磁记录介质(垂直磁记录型磁记录介质),其被配置为能够以不大于75nm的最短记录波长记录信号。更具体地说,它是记录/再现设备中使用的垂直磁记录介质,其最短记录波长不大于75nm。上述记录/再现设备包括作为记录磁头的环形磁头,并通过环形磁头以不大于75nm的最短记录波长在磁记录介质中记录信号。此外,磁记录介质具有细长形状,并且在记录/再现时沿纵向行进。

如图1中所示,磁记录介质包括:细长基板11;设置在基板11的一个主表面上的底层(非磁性层)12;以及设置在底层12上的记录层(磁性层)13。根据需要,磁记录介质可进一步包括设置在记录层13上的保护层(未示出)、润滑层(未示出)和类似者。此外,根据需要,可进一步包括设置在基板11的另一个主表面上的背涂层14。

(矩形比)

在磁记录介质的行进方向上测量的矩形比s有利地不大于30%,并且更有利地不大于25%。在矩形比s超过30%的情况下,由于磁性粉末的垂直取向低,所以c/n值可能会下降。

上述矩形比s按如下方式获得。首先,通过使用振动样品磁强计(vsm)在磁记录介质的行进方向(纵向)上测量整个磁记录介质的m-h环。接下来,使用丙酮和乙醇等擦拭涂膜(底层12、记录层13等)以仅留下基板11,并且在行进方向上类似地测量基板11的m-h环,用于背景校正。之后,通过从整个磁记录介质的m-h环减去基板11的m-h环来计算背景校正后的m-h环。将所获得的m-h环的饱和磁化强度ms(emu)和剩余磁化强度mr(emu)代入下式中,以计算矩形比s(%)。应注意,上述m-h环的测量在室温(23℃)下进行。

矩形比s(%)=mr/ms×100

(活化体积)

活化体积vact有利地不大于5000nm3,更有利地不大于4000nm3,并且更有利地不大于3000nm3。在活化体积vact不大于5000nm3的情况下,位反转区域可以很陡并且可以获得更优异的c/n值。

上述活化体积vact通过street和woolley导出的以下等式获得。

vact(nm3)=kb×t×xirr/(μ0×ms×s)

(其中kb:玻尔兹曼常数(1.38×10-23j/k),t:温度(k),xirr:不可逆磁化率,μ0:真空磁导率,s:磁粘性系数,ms:饱和磁化强度(emu/cm3))

使用振动样品磁强计(vsm)获得将被代入上述公式中的不可逆磁化率xirr,饱和磁化强度ms和磁粘性系数s,如下所示。应注意,vsm的测量方向垂直于磁记录介质的记录表面。此外,vsm的测量于室温(23℃)下在从细长磁记录介质切出的测量样品上进行。

(不可逆磁化率xirr)

不可逆磁化率xirr被定义为在剩余磁化曲线(dcd曲线)的斜率中的残余矫顽力hr附近的斜率。首先,将-1193ka/m(15koe)的磁场施加到整个磁记录介质,并且磁场返回到零以获得剩余磁化状态。之后,在相反方向上施加大约15.9ka/m(200oe)的磁场,磁场再次返回到零,并测量剩余磁化量。之后,类似地,重复执行施加比上述施加的磁场大15.9ka/m的磁场并且将磁场返回到零的测量,并且相对于施加的磁场绘制剩余磁化量以测量dcd曲线。将获得的dcd曲线中磁化量为零的点作为残余矫顽力hr,并且对dcd曲线进行微分以获得每个磁场下的dcd曲线的斜率。该dcd曲线的斜率中的残余矫顽力hr附近的斜率是xirr。

(饱和磁化强度ms)

首先,在垂直于磁记录介质的方向上测量整个磁记录介质(测量样品)的m-h环。接下来,使用丙酮和乙醇等擦拭涂膜(底层12、记录层13等)以仅留下基板11,并且在垂直方向上类似地测量基板11的m-h环,用于背景校正。之后,通过从整个磁记录介质的m-h环减去基板11的m-h环来计算背景校正后的m-h环。根据所获得的m-h环的饱和磁化强度ms(emu)和测量样品中记录层13的体积(cm3),计算ms(emu/cm3)。应注意,通过将测量样品的面积乘以记录层13的平均厚度δmag来获得记录层13的体积。稍后将描述计算记录层13的体积所需的记录层13的平均厚度δmag的计算方法。

(磁粘性系数s)

首先,将-1193ka/m(15koe)的磁场施加到整个磁记录介质(测量样品),并且磁场返回到零以获得剩余磁化状态。之后,在相反方向上施加相当于从dcd曲线获得的残余矫顽力hr的值的磁场。在施加磁场的同时以1000秒的恒定时间间隔连续测量磁化量。根据下面的公式来检查以这种方式获得的时间t和磁化量m(t)之间的关系,以计算磁粘性系数s。

m(t)=m0+s×ln(t)

(其中,m(t):时间t的磁化量,m0:初始磁化量,s:磁粘性系数,ln(t):时间的自然对数)

(sfd)

在磁记录介质的sfd(切换场分布)曲线中,零磁场附近的子峰高y与主峰高x的比率y/x有利地不大于0.5(参见图2)。在比率y/x超过0.5的情况下,记录层13的磁特性可能会劣化,并且c/n值降低。这被认为是因为在比率y/x超过0.5的情况下,除了有助于实际记录的ε-氧化铁颗粒之外,还有许多软磁颗粒和超顺磁颗粒。

上述比率y/x按如下方式获得。首先,使用vsm测量整个磁记录介质(测量样品)的m-h环。之后,使用丙酮和乙醇擦拭涂膜(底层12、记录层13等)以仅留下基板11,并测量基板11的m-h环,用于背景校正。之后,通过从整个磁记录介质的m-h环减去基板11的m-h环来获得背景校正后的m-h环。接下来,从获得的m-h环计算sfd曲线。为了计算sfd曲线,可以使用附加到测量装置的程序,或者可以使用其他程序。通过将计算的sfd曲线与y轴交叉的点的绝对值(dm/dh)视为“y”并且将在m-h环中的矫顽力hc附近看到的主峰高度视为“x”来计算比率y/x。应注意,上述m-h环的测量在室温(23℃)下进行。此外,在vsm测量m-h环时背景校正后的m-h环未饱和的情况下,使用可获得更高施加磁场的squid。上述比率y/x是通过在垂直于记录层13的方向上进行测量而获得的值。此外,不执行在垂直方向上执行测量时的“去磁场校正”。

(基板)

作为支撑体的基板11是具有柔性的细长非磁性基板。非磁性基板是膜,并且膜的厚度例如不小于3μm且不大于8μm。作为基板11的材料,例如,可以使用:聚酯,诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯;聚烯烃,诸如聚乙烯和聚丙烯;纤维素衍生物,诸如三乙酸纤维素、二乙酸纤维素和丁酸纤维素;乙烯基树脂,诸如聚氯乙烯和聚偏二氯乙烯;塑料,诸如聚碳酸酯、聚酰亚胺和聚酰胺酰亚胺;轻金属,诸如铝合金和钛合金;陶瓷,诸如氧化铝玻璃;和类似材料。

(记录层)

记录层13是所谓的垂直记录层,并且包括例如磁性粉末、粘合剂和导电颗粒。根据需要,记录层13可进一步包含诸如润滑剂、研磨剂和防锈剂之类的添加剂。

(磁性粉末)

磁性粉末包括含有ε-氧化铁的纳米颗粒粉末(下文中,称为“ε-氧化铁颗粒”)。ε-氧化铁颗粒各自具有球形、大致球形、立方形或大致立方形的形状。由于ε-氧化铁颗粒各自具有上述形状,因此与使用各自具有六边形板状的钡铁氧体颗粒作为磁性颗粒的情况相比,在使用ε-氧化铁颗粒作为磁性颗粒的情况下,可以减小介质厚度方向上颗粒之间的接触面积并抑制颗粒的聚集。也就是说,可以增加磁性粉末的分散性,并提高c/n值。

有利的是,ε-氧化铁颗粒中含有的ε-氧化铁具有ε-fe2o3晶体(包括fe位点的一部分被金属元素m取代的那些晶体)作为主相。更有利的是,ε-氧化铁由单相的ε-fe2o3形成。金属元素m表示例如选自al、ga和in构成的组中的一种或多种。然而,当氧化铁中m和fe的摩尔比表示为m:fe=x:(2-x)时,0≤x<1。

在本技术中,除非另有说明,除了其中fe位点未被其他元素取代的纯ε-fe2o3晶体之外,ε-fe2o3晶体还包括其中一部分fe位点被三价金属元素m取代并且空间群与纯ε-fe2o3晶体相同(即,空间群是pna21)的晶体。

(平均粒径)

磁性粉末的平均粒径(直径)dave有利地不小于8nm且不大于25nm,更有利地不小于12nm且不大于20nm。在磁性粉末的平均粒径dave不小于8nm的情况下,颗粒的分散性得到进一步改善,并且可以获得更优异的c/n值。此外,在磁性粉末的平均粒径dave不大于25nm的情况下,可以获得更适合于高记录密度的记录层。

按如下方式获得磁性粉末的上述平均粒径dave。首先,通过fib(聚焦离子束)法或类似方法处理待测量的磁记录介质以制备用于tem(透射电子显微镜)观察的切片,并且通过tem观察切片的截面。接下来,从tem图像中随机选择500个ε-氧化铁颗粒,并获得每个颗粒的面积s。接下来,假设颗粒的截面形状为圆形,根据下式计算每个颗粒的粒径(直径)r作为粒径,以获得磁性粉末的粒度分布。

r=2×(s/π)1/2

接下来,从所获得的粒度分布得到中值直径(50%直径,d50),并将其作为平均粒径dave。

(变异系数)

有利的是,由下式表示的磁性粉末的变异系数不大于30%。

变异系数[%]=([粒径的标准偏差]/[平均粒径])×100

当变异系数超过30%时,ε-氧化铁颗粒的粒径变化变大,并且磁性粉末的磁特性变化可能变大。

按如下方式获得上述磁性粉末的变异系数。首先,以与上述计算平均粒径的方法相同的方式获得磁性粉末的粒度分布。接下来,从所获得的粒度分布得到中值直径(50%直径,d50),并将其作为平均粒径dave。此外,从所获得的粒度分布得到标准偏差ζ。接下来,根据所获得的平均粒径dave和粒度分布的标准偏差ζ来计算变异系数ζ/dave。

(dmax,dmin,dmax/dmin)

ε-氧化铁颗粒的平均最长直径dmax例如不小于10nm且不大于30nm。ε-氧化铁颗粒的平均最短直径dmin例如不小于9.1nm且不大于27.3nm。有利的是,ε-氧化铁颗粒的平均最长直径dmax与平均最短直径dmin的比率(dmax/dmin)满足1.0≤(dmax/dmin)≤1.1的关系。在比率(dmax/dmin)不满足上述关系的情况下,由于在ε-氧化铁颗粒中容易发生堆叠,因此c/n值有可能降低。

按如下方式获得平均最长直径dmax、平均最短直径dmin和比率(dmax/dmin)。首先,通过fib方法或类似方法处理待测量的磁记录介质以制备用于tem观察的切片,并且通过tem观察切片的截面。接下来,从tem图像中随机选择500个ε-氧化铁颗粒,测量颗粒的最长直径dmax和颗粒的最短直径dmin,以获得磁性粉末的最长直径dmax的粒度分布和磁性粉末的的最短直径dmin的粒度分布。在此,“颗粒的最长直径dmax”是指所谓的最大feret直径,并且具体地表示从任何角度绘制以便与ε-氧化铁颗粒的轮廓接触的两条平行线之间的最大距离,如图3中所示。此外,“颗粒的最短直径dmin”是指所谓的最小feret直径,并且具体地表示从任何角度绘制以便与ε-氧化铁颗粒的轮廓接触的两条平行线之间的最短距离,如图3中所示。之后,从所获得的最长直径dmax的粒度分布得到最长直径dmax的中值直径(50%直径,d50),并将其作为颗粒的平均最长直径dmax。类似地,从所获得的最短直径dmin的粒度分布得到最短直径dmin的中值直径(50%直径,d50),并将其作为颗粒的平均最短直径dmin。最后,通过使用如上所述获得的平均最长直径dmax和平均最短直径dmin获得比率(dmax/dmin)。

(记录层的平均厚度)

记录层13的平均厚度δmag有利地不大于100nm,更有利地不大于90nm,并且更有利地不大于80nm,最有利地不大于70nm。在平均厚度δmag超过100nm的情况下,来自环型磁头的垂直磁场有可能难以到达记录层13的下部,这降低了c/n值。

记录层13的平均厚度δmag的下限没有特别限制。然而,在记录层13的平均厚度δmag太小的情况下,有可能难以通过涂布形成具有均匀厚度的记录层13。考虑到这一点,记录层13的平均厚度δmag有利地不小于30nm,更有利地不小于40nm,并且更有利地不小于50nm。

按如下方式获得记录层13的平均厚度δmag[nm]。首先,通过fib方法或类似方法处理待测量的磁记录介质以制备用于tem观察的切片,并且通过tem观察切片的截面。有利的是,观察倍率至少不小于100,000倍,从而可以清楚地观察到记录层13的厚度。在磁记录介质的纵向(行进方向)上每100m在总共五个位置处进行截面tem的观察。观察方向是磁记录介质的侧向(宽度方向)。在每个视场均匀的50个点处观察记录层13的厚度,并且通过简单地将所有五个视场中的厚度求平均值(算术平均)来获得记录层13的平均厚度δmag[nm]。

(δmag/dmin)

有利的是,记录层13的平均厚度δmag与ε-氧化铁颗粒的平均最短直径dmin的比率(δmag/dmin)满足δmag/dmin≤5的关系。更有利的是,比率(δmag/dmin)满足δmag/dmin≤4.5的关系。在比率(δmag/dmin)不满足上述关系的情况下,来自环型磁头的垂直磁场有可能难以到达存在于记录层13下部的ε-氧化铁颗粒,这降低了c/n值。

按如下方式获得比率(δmag/dmin)。首先,以与上述计算记录层13的平均厚度δmag和ε-氧化铁颗粒的平均最短直径dmin的方法相同的方式,获得它们的值。接下来,通过使用获得的ε-氧化铁颗粒的平均厚度δmag和平均最短直径dmin来计算比率(δmag/dmin)。

(粘合剂)

作为粘合剂,具有通过在聚氨酯树脂、氯乙烯树脂或类似物中发生交联反应而获得的结构的树脂是有利的。然而,粘合剂并不限于此,可以根据例如磁记录介质所需的物理性质而适当地混合其它树脂。待混合的树脂没有特别限制,只要它是通常用于涂布型磁记录介质的树脂即可。

树脂的实例包括聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、氯乙烯-偏二氯乙烯共聚物、氯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯酸酯-丙烯腈共聚物、丙烯酸酯-氯乙烯-偏二氯乙烯共聚物、氯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯酸酯-丙烯腈共聚物、丙烯酸酯-偏二氯乙烯共聚物、甲基丙烯酸酯-偏二氯乙烯共聚物、甲基丙烯酸酯-氯乙烯共聚物、甲基丙烯酸酯-乙烯共聚物、聚氟乙烯、偏二氯乙烯-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯共聚物、聚酰胺树脂、聚乙烯醇缩丁醛、纤维素衍生物(乙酸丁酸纤维素、二乙酸纤维素、三乙酸纤维素、丙酸纤维素、硝酸纤维素)、苯乙烯丁二烯共聚物、聚酯树脂、氨基树脂和合成橡胶。

此外,热固性树脂或反应性树脂的实例包括酚醛树脂、环氧树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、醇酸树脂、有机硅树脂、聚胺树脂和脲甲醛树脂。

此外,为了改善磁性粉末的分散性,可以将诸如-so3m、-oso3m、-coom、和p=o(om)2这样的极性官能团引入上述粘合剂中。在此,式中的m表示氢原子或诸如锂、钾和钠之类的碱金属。

此外,极性官能团的实例包括具有-nr1r2或-nr1r2r3+x-的端基的侧链基团,和>nr1r2+x-的主链基团。在此,式中的r1、r2和r3各自表示氢原子或烃基,x-表示卤素离子(诸如氟、氯、溴和碘)或无机或有机离子。此外,极性官能团的实例还包括-oh、-sh、-cn和环氧基。

(添加剂)

记录层13可进一步包含作为非磁性增强颗粒的氧化铝(α、β或γ氧化铝),氧化铬、氧化硅、金刚石、石榴石、金刚砂、氮化硼、碳化硅、碳化钛和氧化钛(金红石型或锐钛矿型氧化钛)。

(底层)

底层12是包含非磁性粉末和粘合剂作为主要成分的非磁性层。根据需要,底层12可进一步包含导电颗粒、润滑剂、固化剂和防锈剂中的至少一种的添加剂。

(底层的平均厚度)

底层12的平均厚度有利地不小于0.6μm且不大于2.0μm,并且更有利地不小于0.8μm且不大于1.4μm。在底层12的平均厚度小于0.6μm的情况下,由于表面性质的劣化,电磁转换特性可能会劣化。此外,在底层12的平均厚度超过2.0μm的情况下,由于涂膜的干燥不均匀而产生粗糙突起,并且电磁转换特性可能同样地劣化。应注意,计算上述底层12的平均厚度的方法类似于计算记录层13的平均厚度δmag的方法。

(非磁性粉末)

非磁性粉末可以是无机材料或有机材料。此外,非磁性粉末可以是炭黑或类似物。无机材料的实例包括金属、金属氧化物、金属碳酸盐、金属硫酸盐、金属氮化物、金属碳化物和金属硫化物。非磁性粉末的形状的实例包括但不限于诸如针形、球形、立方形和板形之类的各种形状。

(粘合剂)

粘合剂类似于上述记录层13中的粘合剂。

[制备磁性粉末的方法]

下文中,将参照图4以及图5的a至d部分来描述制备上述磁性粉末的方法。在制备磁性粉末的方法中,通过使用含有feo(氧化亚铁)的纳米颗粒(下文中,称为“feo颗粒”)的粉末作为起始原料来合成ε-氧化铁颗粒的粉末。

(feo颗粒的合成)

首先,在步骤s11中,如图5的a部分所示,通过液相络合热分解法在真空中合成作为起始原料的feo颗粒(第一颗粒)21a的粉末。此时,有利的是使用油酸和油胺作为溶剂和配体。这是因为可以合成具有较少聚集的feo颗粒。因此,可以获得具有尖锐粒度分布的feo颗粒21a的粉末。应注意,通过在液相络合热分解法中调节热处理时间,可以改变作为前体颗粒的feo颗粒的粒径。具体地,随着热处理时间的延长,可以减小粒径。

在上述步骤中,有利的是,合成feo颗粒21a的粉末,使得feo颗粒21a的粉末的粒度分布、平均最长直径dmax、平均最短直径dmin和比率(dmax/dmin)与目标磁性粉末基本相同。这是因为feo颗粒21a的粉末的粒度分布、平均最长直径dmax、平均最短直径dmin和比率(dmax/dmin)与最终获得的磁性粉末基本相同。

(涂布处理)

接下来,在步骤s12中,通过反胶束法对feo颗粒21a的表面进行二氧化硅涂布处理,以抑制下一步骤中由于高温热处理引起的颗粒聚集。因此,如图5的b部分所示,二氧化硅涂层21b形成在feo颗粒21a的表面上。

(高温热处理)

接下来,在步骤s13中,如图5的c部分所示,通过在不高于1000℃的高温下烧制已经进行了二氧化硅涂布处理的feo颗粒21a的粉末,将feo颗粒21a的粉末转变成ε-氧化铁颗粒(第二颗粒)21的粉末。

(涂层去除)

最后,在步骤s14中,如图5的d部分所示,通过使用碱性溶液去除ε-氧化铁颗粒21的表面上的二氧化硅涂层21b,获得ε-氧化铁颗粒21的目标粉末。

[制备磁记录介质的方法]

接下来,将描述制备具有上述构造的磁记录介质的方法的示例。首先,将非磁性粉末、粘合剂和类似物捏合并分散在溶剂中以制备用于形成底层的涂料。接下来,将磁性粉末、粘合剂和类似物捏合并分散在溶剂中,以制备用于形成记录层的涂料。为了制备用于形成记录层的涂料和用于形成底层的涂料,例如,可以使用以下溶剂、分散装置和捏合装置。

用于制备上述涂料的溶剂的实例包括:酮类溶剂,诸如丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮和环己酮;醇类溶剂,诸如甲醇、乙醇和丙醇;酯类溶剂,诸如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸丙酯、乳酸乙酯和乙酸乙二醇酯;醚类溶剂,诸如二乙二醇二甲醚、2-乙氧基乙醇、四氢呋喃和二恶烷;芳香族烃类溶剂,诸如苯、甲苯和二甲苯;以及卤代烃类溶剂,诸如二氯甲烷、氯化乙烯,四氯化碳、氯仿和氯苯。它们可以单独使用,也可以适当地混合使用。

作为用于制备上述涂料的捏合装置,例如,可以使用以下捏合装置:诸如连续双螺杆捏合机、能够进行多级稀释的连续双螺杆捏合机、捏合机、加压捏合机和辊式捏合机。然而,本技术并不特别限于这些装置。此外,作为用于制备上述涂料的分散装置,例如,可以使用以下分散装置:诸如辊磨机、球磨机、卧式砂磨机、立式砂磨机、钉磨机、针磨机、塔磨机、珠磨机(例如,由nipponeirichco.,ltd.制造的“dcp磨机”)、均化器和超声波分散机。然而,本技术并不特别限于这些装置。

接下来,将用于形成底层的涂料涂布在基板11的一个主表面上并干燥以形成底层12。接下来,将用于形成记录层的涂料涂布在底层12上并干燥以在底层12上形成记录层13。应注意,在干燥期间,磁性粉末的磁场可以通过例如电磁线圈沿基板11的厚度方向取向。在形成记录层13之后,根据需要,可以在记录层13上形成保护层和润滑层,或者可以在基板11的另一个主表面上形成背涂层14。

之后,将其上形成有底层12和记录层13的基板11围绕大直径芯重绕并硬化。接下来,在其上形成有底层12和记录层13的基板11上进行压延处理,然后将其切割成预定的宽度。由此,可以获得目标磁记录介质。

[效果]

根据本技术第一实施方式的磁记录介质是用于最短记录波长不大于75nm的记录/再现设备的磁记录介质,所述磁记录介质包括记录层13,该记录层包含含有ε-氧化铁的颗粒粉末。在磁记录介质的行进方向上测量的矩形比不大于30%,颗粒的平均最长直径dmax与颗粒的平均最短直径dmin的比率(dmax/dmin)满足1.0≤(dmax/dmin)≤1.1的关系,记录层的平均厚度δmag不大于100nm,并且记录层的平均厚度δmag与颗粒的平均最短直径dmin的比率(δmag/dmin)满足δmag/dmin≤5的关系。因此,可以提高磁记录介质的c/n值。

[变形例]

(变形例1)

可以通过使用含有fe3o4(四氧化三铁)的纳米颗粒(下文中,称为“fe3o4颗粒”)的粉末作为起始原料来合成ε-氧化铁颗粒的粉末。下文中,将参照图6以及图7的a至d部分描述使用fe3o4颗粒的粉末作为起始原料来制备磁性粉末的方法的示例。

(脱气处理)

首先,在步骤s21中,将乙酰丙酮铁与溶剂混合以制备前体溶液,然后对前体溶液进行脱气处理。作为溶剂,使用那些也起配体作用的溶剂,油酸和油胺是有利的。这是因为可以合成具有较少聚集的fe3o4颗粒,从而可以获得具有尖锐粒度分布的fe3o4颗粒的粉末。随着前体溶液中乙酰丙酮铁的浓度增加,可以增加作为前体颗粒的fe3o4颗粒的直径。

虽然脱气处理的方法没有特别限制,但是在减压气氛下对所制备的溶液进行热处理的方法是有利的。通过采用这种方法,在合成大量fe3o4颗粒的情况下也可以抑制气泡的产生。此外,由于可以除去前体溶液中含有的杂质中的低沸点杂质或油酸与油胺混合时产生的水分,因此即使在质量合成系统中也容易获得具有均匀粒度分布的fe3o4颗粒。应注意,通过预先将作为原料的乙酰丙酮铁溶解在高溶解性溶剂(例如苯乙基醚)中,可以抑制下一步骤中气泡的产生。在预先将乙酰丙酮铁溶解在高溶解性溶剂中的情况下,可以进行或不进行脱气处理。

(液相热分解法)

接下来,在步骤s22中,如图7的a部分所示,通过液相络合热分解法,使用已进行脱气处理的溶液合成作为起始原料(前体颗粒)的fe3o4颗粒(第一颗粒)21c的粉末。具体地,将脱气溶液在惰性气体气氛(诸如氮气)下加热。因此,在前体溶液中形成核,然后所形成的核生长以合成fe3o4颗粒21c。

在上述步骤中,有利的是,合成fe3o4颗粒21c的粉末,使得fe3o4颗粒21c的粉末的粒度分布、平均最长直径dmax、平均最短直径dmin和比率(dmax/dmin)与目标磁性粉末基本相同。这是因为fe3o4颗粒21c的粉末的粒度分布、平均最长直径dmax、平均最短直径dmin和比率(dmax/dmin)与最终获得的磁性粉末基本相同。

(涂布处理)

接下来,在步骤s23中,通过反胶束法对fe3o4颗粒21c的表面进行二氧化硅涂布处理,以抑制下一步骤中由于高温热处理引起的颗粒聚集。因此,如图7的b部分所示,二氧化硅涂层21b形成在fe3o4颗粒21c的表面上。

(高温热处理)

接下来,在步骤s24中,如图7的c部分所示,通过在不高于1000℃的高温下烧制已经进行了二氧化硅涂布处理的fe3o4颗粒21c的粉末,将fe3o4颗粒21c的粉末转变成ε-氧化铁颗粒(第二颗粒)21的粉末。

(涂层去除)

最后,在步骤s25中,如图7的d部分所示,通过用碱性溶液去除ε-氧化铁颗粒21的表面上的二氧化硅涂层21b,获得ε-氧化铁颗粒21的目标粉末。

(变形例2)

如图8所示,磁记录介质可进一步包括设置在作为基板11的两个主表面的背涂层14一侧的另一主表面(下文中,称为“后表面”)上的加强层15。在这种情况下,背涂层14设置在加强层15上。

应注意,加强层15可以设置在基板11的两个主表面中的任一个上,并且加强层15可以设置在作为基板11的两个主表面的记录层13一侧的一个表面(下文中,称为“前表面”)上。在这种情况下,底层12设置在加强层15上。

加强层15用于增强磁记录介质的机械强度并实现优异的尺寸稳定性。加强层15例如包含金属和金属化合物中的至少一种。在此,定义金属包括半金属。金属例如是铝和铜中的至少一种,并且有利地是铜。这是因为铜便宜并且具有相对较低的蒸气压,因此可以以低成本沉积加强层15。金属化合物例如是金属氧化物。金属氧化物例如是氧化铝、氧化铜和氧化硅中的至少一种,并且有利地是氧化铜。这是因为可以通过气相沉积等以低成本沉积加强层15。加强层15例如可以是通过真空倾斜蒸发方法形成的沉积膜或通过溅射方法形成的溅射膜。

加强层15有利地具有两层或更多层的层压结构。随着加强层15的厚度增加,可以进一步抑制基板11对外力的膨胀和收缩。然而,在通过使用诸如沉积法和溅射之类的制备真空薄膜的技术形成加强层15的情况下,随着如上所述加强层15的厚度增加,有可能在加强层15中出现空隙。通过如上所述形成具有两层或更多层的层压结构的加强层15,可以在通过使用制备真空薄膜的技术形成加强层15时抑制在加强层15中产生的空隙,并且改善加强层15的致密性。因此,由于可以减小加强层15的水蒸汽渗透性,因此可以进一步抑制基板11的膨胀并进一步改善磁记录介质的尺寸稳定性。在加强层15具有两层或更多层的层压结构的情况下,每层的材料可以相同或不同。

加强层15的平均厚度有利地不小于150nm且不大于500nm。在加强层15的平均厚度不小于150nm的情况下,实现了作为加强层15的有利功能(即,磁记录介质的有利的尺寸稳定性)。同时,在不将加强层15的平均厚度增加到大于500nm的情况下,可以实现作为加强层15的充分功能。应注意,加强层15的上述平均厚度是以与计算记录层13的上述平均厚度δmag的方法相同的方式获得的。

在磁记录介质包括加强层15的情况下,细长磁记录介质的纵向上的杨氏模量有利地不小于7gpa且不大于14gpa。在杨氏模量不小于7gpa的情况下,可以实现有利的磁头接触并抑制边缘损坏。同时,在杨氏模量不大于14gpa的情况下,可以实现有利的磁头接触。

此外,磁记录介质的湿度膨胀系数有利地不小于0.5ppm/%rh且不大于4ppm/%rh。在湿度膨胀系数在上述范围内的情况下,可以进一步改善磁记录介质的尺寸稳定性。

(变形例3)

如图9所示,磁记录介质可进一步包括设置在加强层15上的杯形抑制层(cuppingsuppressionlayer)16。应注意,在底层12和杯形抑制层16设置在基板11的后表面侧上的情况下,背涂层14设置在杯形抑制层16上。此外,在底层12和杯形抑制层16设置在基板11的前表面侧的情况下,底层12设置在杯形抑制层16上。

杯形抑制层16用于抑制通过在基板11上形成加强层15而产生的杯突。在此,杯突是指在细长基板11的宽度方向上产生的曲线状物。作为内应力的拉伸应力(即,作用以使在基板11的两个表面中的其上设置有加强层15的主表面的一侧在宽度方向上弯曲并且成为凹形的应力)作用在加强层15上。同时,作为内应力的压缩应力,(即,作用以使在基板11的两个表面中的其上设置有杯形抑制层16的主表面的一侧在宽度方向上弯曲并且成为凸形的应力)作用在杯形抑制层16上。因为这个原因,加强层15和杯形抑制层16的内应力相互抵消,从而可以抑制磁记录介质中的杯突的发生。因此,可以保持磁头与磁记录介质之间的良好接触状态,并提供在磁迹宽度方向上具有高尺寸稳定性和优异的离轨特性的高sn磁记录介质。

杯形抑制层16例如是碳薄膜。碳薄膜有利地是含有类金刚石碳(下文中,称为“dlc”)的硬碳薄膜。杯形抑制层16例如可以是通过化学气相沉积(cvd)方法形成的cvd膜或通过溅射方法形成的溅射膜。

杯形抑制层16有利地具有两层或更多层的层压结构。这是因为可以进一步改善磁记录介质的尺寸稳定性。应注意,其原理类似于加强层15具有两层或更多层的层压结构的情况。在杯形抑制层16具有两层或更多层的层压结构的情况下,每层的材料可以相同或不同。

杯形抑制层16的平均厚度有利地不小于10nm且不大于200nm。在杯形抑制层16的平均厚度小于10nm的情况下,杯形抑制层16的压缩应力可能太小。此外,在杯形抑制层16的平均厚度超过200nm的情况下,杯形抑制层16的压缩应力可能过大。应注意,杯形抑制层16的平均厚度是以与上述计算记录层13的平均厚度δmag的方法相同的方式获得的。

(变形例4)

如图10所示,磁记录介质可进一步包括设置在基板11的表面上的第一加强层17、设置在基板11的后表面上的第二加强层18、以及设置在第二加强层18上的粘附抑制层19。在这种情况下,背涂层14设置在粘附抑制层19上。基板11、第一加强层17、第二加强层18和粘附抑制层19构成层压体10。

应注意,粘附抑制层19仅需要设置在第一加强层17和第二加强层18中的任一个上,并且粘附抑制层19可设置在第一加强层17上。在这种情况下,底层12设置在粘附抑制层19上。在这种情况下,在粘附抑制层19是碳薄膜的情况下,有利的是通过表面改性处理来改善粘附抑制层19的表面的润湿性。这是因为可以改善用于形成底层的涂料的碳薄膜上的涂布性能。

第一加强层17和第二加强层18用于增强磁记录介质的机械强度并实现优异的尺寸稳定性。作为第一加强层17和第二加强层18的材料,可以例示与根据变形例3的加强层15的材料类似的材料。应注意,第一加强层17与第二加强层18的材料可以是相同的材料或不同的材料。有利的是,第一加强层17和第二加强层18各自具有两层或更多层的层压结构。这是因为可以进一步改善磁记录介质的尺寸稳定性。应注意,其原理类似于变形例3中加强层15具有两层或更多层的层压结构的情况。

第一加强层17和第二加强层18的每一个的平均厚度有利地不小于75nm且不大于300nm。在第一加强层17和第二加强层18的每一个的平均厚度不小于75nm的情况下,实现了作为第一加强层17和第二加强层18的有利功能(即,磁记录介质的有利尺寸稳定性)。同时,在第一加强层17和第二加强层18的每一个的平均厚度增加到大于300nm的情况下,磁记录介质的厚度有可能很大。此外,在不将第一加强层17和第二加强层18的每一个的平均厚度增加到大于300nm的情况下,可以实现作为第一加强层17和第二加强层18的充分功能。应注意,第一加强层17和第二加强层18的每一个的平均厚度是以与上述计算记录层13的平均厚度δmag的方法相同的方式获得的。

作为内应力的拉伸应力作用在第一加强层17和第二加强层18上。具体地,第一加强层17具有作用以使基板11的前表面侧在宽度方向上弯曲并且成为凹形的应力,第二加强层18具有作用以使基板11的后表面侧在宽度方向上弯曲并且成为凹形的应力。因此,第一加强层17和第二加强层18的内应力相互抵消,从而可以抑制磁记录介质中的杯突的发生。在此,杯突是指在细长基板11的宽度方向上产生的曲线状物。

第一加强层17和第二加强层18的平均厚度可以相同或不同,但有利地相同或基本相同。这是因为设置在基板11的两个表面上的第一加强层17和第二加强层18的内应力(拉伸应力)相同或基本相同,因而可以进一步抑制杯突的发生。在此,“第一加强层17和第二加强层18的平均厚度”是指第一加强层17和第二加强层18的平均厚度之差在5nm以内。

粘附抑制层19用于在层压体10卷绕成卷时通过金属粘附来抑制第一加强层17和第二加强层18的粘附。粘附抑制层19可具有导电性或可具有绝缘特性。粘附抑制层19可具有压缩应力(即,在基板11的两个表面上设置有粘附抑制层19的表面的一侧,在宽度方向上作用以弯曲并且成为凸形的应力)作为内应力,或具有拉伸应力(即,在基板11的设置有粘附抑制层19的表面的一侧,在宽度方向上作用以弯曲并且成为凹形的应力)作为内应力。

在第一加强层17和第二加强层18的拉伸应力(内应力)不同的情况下,可以在第一加强层17和第二加强层18中的具有较高拉伸应力的一个上设置具有压缩应力作为内应力的粘附抑制层19。这是因为由于第一加强层17和第二加强层18的拉伸应力的差异而不能完全抵消的拉伸应力可以通过粘附抑制层19的压缩应力而抵消。此外,具有拉伸应力作为内应力的粘附抑制层19可以设置在第一加强层17和第二加强层18中具有较低拉伸应力的一个上。这是因为由第一加强层17和第二加强层18的拉伸应力的差异而产生的压缩应力可以通过粘附抑制层19的拉伸应力而抵消。

粘附抑制层19的平均厚度有利地不小于1nm且不大于100nm,更有利地不小于2nm且不大于25nm,并且更有利地不小于2nm且不大于20nm。在粘附抑制层19的平均厚度不小于1nm的情况下,可以抑制由于粘附抑制层19的平均厚度太小导致的粘附抑制层19的功能下降。此外,在粘附抑制层19的平均厚度不大于100nm的情况下,可以抑制粘附抑制层19的平均厚度太大,即,抑制粘附抑制层19的内应力太高。粘附抑制层19的平均厚度是以与上述计算记录层13的平均厚度δmag的方法相同的方式获得的。

在第二加强层18的平均厚度d2不小于75nm且不大于300nm的情况下,粘附抑制层19的平均厚度d4与第二加强层18的平均厚度d2的比率(d4/d2)优选地不小于0.005且不大于0.35。在比率(d4/d2)不小于0.005的情况下,可以抑制由于粘附抑制层19的平均厚度d4相对于第二加强层18的平均厚度d2太小而导致的粘附抑制层19的功能下降。此外,在比率(d4/d2)不大于0.35的情况下,可以抑制粘附抑制层19的平均厚度d4相对于第二加强层18的平均厚度d2过大,即,抑制粘附抑制层19的压缩应力相对于第二加强层18的拉伸应力太高。因此,可以进一步抑制杯突的发生。

粘附抑制层19例如包含碳和金属氧化物中的至少一种。粘附抑制层19有利地是包含碳作为主要成分的碳薄膜或者是包含金属氧化物作为主要成分的金属氧化物膜。碳有利地是类金刚石碳(下文中,称为“dlc”)。金属氧化物有利地包含氧化铝、氧化铜和氧化钴中的至少一种。粘附抑制层19例如可以是通过化学气相沉积(cvd)方法形成的cvd膜或通过溅射方法形成的溅射膜。

粘附抑制层19有利地具有两层或更多层的层压结构。这是因为可以进一步改善磁记录介质的尺寸稳定性。应注意,其原理类似于变形例3中加强层15具有两层或更多层的层压结构的情况。在粘附抑制层19具有两层或更多层的层压结构的情况下,每层的材料可以相同或不同。

在具有上述构造的磁记录介质中,由于第一加强层17和第二加强层18的内应力(拉伸应力)相互抵消,从而可以抑制磁记录介质中的杯突的发生。因此,可以保持磁头与磁记录介质之间的良好接触状态,并提供在磁迹宽度方向上具有高尺寸稳定性和优异的离轨特性的高sn磁记录介质。此外,当在制备磁记录介质的步骤中将层压体10卷绕成卷时,由于粘附抑制层19介于第一加强层17和第二加强层18之间,因此可以抑制第一加强层17与第二加强层18的金属粘附。

(变形例5)

为了调节ε-氧化铁颗粒的粉末的矫顽力hc,可以将ε-氧化铁颗粒制成芯壳,或者可以使ε-氧化铁颗粒含有添加剂。作为添加剂,可以使用除铁以外的其它金属。例如,可以使用选自al、ga和in中的一种或多种。应注意,将在第二和第三实施发生中描述将ε-氧化铁颗粒制成芯壳的细节。

(变形例6)

磁记录介质可以被配置为能够通过使用包括除环形磁头之外的记录磁头的记录/再现设备来以不大于75nm的最短记录波长记录信号。

<2第二实施方式>

根据本技术第二实施方式的磁记录介质与根据第一实施方式的磁记录介质的不同之处在于:其包括的记录层13含有具有芯-壳结构的ε-氧化铁颗粒粉末作为磁性粉末。因此,下面将仅描述磁性粉末。

[磁性粉末的构造]

磁性粉末是具有芯-壳结构的ε-氧化铁颗粒的粉末。如图11所示,ε-氧化铁颗粒各自包括芯部22和设置在芯部22周围的壳部23。芯部22和壳部23交换耦合。在芯部22与壳部23之间的界面处,两个部分的组成和/或状态可以以不连续的方式或以连续的方式变化。

(芯部)

芯部22类似于第一实施方式中的ε-氧化铁颗粒。

(壳部)

壳部23覆盖芯部22的周边的至少一部分。具体地,壳部23可以部分地覆盖芯部22的周边或覆盖芯部22的整个周边。从芯部22和壳部23之间充分的交换耦合和磁性能的改善的角度来看,有利的是覆盖芯部22的整个表面。

壳部23是所谓的软磁层,并包含作为软磁材料的α-fe。壳部23可以通过例如还原作为芯-壳颗粒的前体的ε-氧化铁颗粒(硬磁颗粒)的表面来获得。具体地,例如,壳部23中包含的α-fe可以通过还原包含在芯部22中的ε-氧化铁来获得。应注意,壳部23可包含另一种软磁材料代替α-fe,或者可与α-fe一起进一步包含另一种软磁材料。

[制备磁性粉末的方法]

根据第二实施方式的制备磁性粉末的方法与根据第一实施方式的制备磁性粉末的方法的不同之处在于:包括在涂层去除步骤(步骤s14)之后进一步以下还原处理步骤(步骤s15),如图12所示。

(还原处理)

在步骤s15中,对通过去除二氧化硅涂层21b获得的ε-氧化铁颗粒21的粉末(参见图7的c部分和图7的d部分)进行还原处理。具体地,通过在高温氢气气氛下对ε-氧化铁颗粒21的粉末进行一定时间的热处理,使颗粒表面减少。因此,在芯部22周围形成含有α-fe的壳部23。以这种方式,获得具有芯-壳结构的ε-氧化铁颗粒的目标粉末。

[效果]

在根据第二实施方式的磁记录介质中,记录层13包含具有芯-壳结构的ε-氧化铁颗粒的粉末,其包括含有ε-氧化铁的芯部22和含有软磁材料α-fe的壳部23。因此,可以实现具有高输出、优异的热稳定性和可记录性的磁记录介质。

在根据第二实施方式的制备磁性粉末的方法中,通过对硬磁颗粒ε-氧化铁颗粒进行还原处理,形成包括壳部23的芯-壳颗粒,其中该壳部23含有软磁材料α-fe。因此,可以制备均匀的芯-壳颗粒,并使待成为芯部22的ε-氧化铁和待成为壳部23的α-fe之间的交换作用均匀地发生。因此,可以利用具有高饱和磁化量ζs的软磁材料的特性,并且实现作为整个芯-壳颗粒的高饱和磁化量ζs。类似地,为了可记录性,可以将整个芯-壳颗粒的矫顽力hc调节到适于记录的矫顽力hc,同时将芯部22的矫顽力hc单独保持在较大值,以确保热稳定性,从而可以提高可记录性。此外,由于也可以使待成为芯部22的ε-氧化铁颗粒大于现有方法制备的ε-氧化铁颗粒,因此易于保持高矫顽力hc,这有利于提高热稳定性。

此外,在根据第二实施方式的制备磁性粉末的方法中,由于直接在预先制备的ε-氧化铁颗粒的表面上进行还原处理,因此待成为前体的ε-氧化铁颗粒的粒径与通过还原处理获得的芯-壳颗粒的粒径基本相同。因此,通过调节作为前体的ε-氧化铁颗粒的粒径,可以制备具有所需粒径的芯-壳颗粒。因此,可以抑制发生粒度分布的变化。

[变形例]

(变形例1)

可以用氢化钙(cah2)对ε-氧化铁颗粒21的粉末进行还原处理。已知cah2具有非常强的还原性。因此,当还原ε-氧化铁颗粒21的粉末以形成α-fe时,cah2可以用作h2的替代物。由于cah2具有非常强的还原性,因此可以在比h2低的温度下进行还原。此外,还可以在还原期间抑制ε-氧化铁颗粒21的聚集。

(变形例2)

制备具有芯-壳结构的ε-氧化铁颗粒的粉末的方法并不特别受限于上述示例。例如,在根据第一实施方式的变形例1的制备磁性粉末的方法中,通过在涂层去除步骤(步骤s25)之后进一步提供上述还原处理步骤(步骤s15),可制备具有芯-壳结构的ε-氧化铁颗粒的粉末。

<3第三实施方式>

根据本技术第三实施方式的磁记录介质与根据第一实施方式的磁记录介质的不同之处在于:其包括的记录层13含有具有芯-壳结构的ε-氧化铁颗粒粉末作为磁性粉末。因此,下面将仅描述磁性粉末。

[磁性粉末的构造]

磁性粉末是芯-壳颗粒的粉末,其包括芯部22和设置在芯部22周围的壳部24,并且具有双层结构,如图13所示。

(壳部)

具有双层结构的壳部24包括设置在芯部22上的第一壳部24a和设置在第一壳部24a上的第二壳部24b。

(第一壳部)

作为软磁层的第一壳部24a类似于第二实施方式中的壳部24。

(第二壳部)

第二壳部24b是作为防氧化层的氧化物涂膜。第二壳部24b包含可通过氧化包含在第一壳部24a中的α-fe(软磁材料)而获得的材料,例如,fe3o4、fe2o3和feo中的至少一种氧化铁。

[制备磁性粉末的方法]

根据本技术第三实施方式的制备磁性粉末的方法与根据第一实施方式的制备磁性粉末的方法的不同之处在于:在涂层去除步骤(步骤s14)之后进一步包括以下还原处理步骤(步骤s16)和逐步氧化处理步骤(步骤s17),如图14所示。

(还原处理)

在步骤s16中,对通过去除二氧化硅涂层21b获得的ε-氧化铁颗粒21(参见图7的c部分和图7的d部分)的粉末进行还原处理。因此,在芯部22周围形成含有α-fe的第一壳部24a。应注意,步骤s16中的还原处理类似于第二实施方式中的步骤s15中的还原处理。

(逐步氧化处理)

在步骤s17中,对表面被第一壳部24a覆盖的ε-氧化铁颗粒21的粉末进行逐步氧化处理。具体地,例如,在将上述ε-氧化铁颗粒21的粉末在氮气气氛中冷却至室温之后,在o2+n2混合气体的气氛中进行热处理,以形成第二壳部24b作为最外层上的氧化物涂膜。因此,可以获得具有优异抗氧化性的芯-壳ε-氧化铁颗粒的粉末。

[效果]

在根据第三实施方式的磁记录介质中,记录层13包含具有芯-壳结构的ε-氧化铁颗粒的粉末,其包括芯部22和设置在芯部22周围的壳部24,并且具有双层结构。因此,在制备磁记录介质的步骤期间或之前,可以防止ε-氧化铁颗粒暴露在空气中而在颗粒表面上引起生锈等。因此,可以抑制磁记录介质的特性劣化。

[变形例]

制备具有芯-壳结构的ε-氧化铁颗粒的粉末的方法不限于上述示例。例如,在根据第一实施方式的变形例1的制备磁性粉末的方法中,通过在涂层去除步骤(步骤s25)之后进一步提供上述还原处理步骤(步骤s16)和逐步氧化处理步骤(步骤s17),可制备具有芯-壳结构的ε-氧化铁颗粒的粉末。

[实施例]

下文中,将通过实施例具体地描述本技术。然而,本技术并不仅仅局限于这些实施例。

在以下实施例和比较例中,具有大致球形或大致立方体形状的ε-fe2o3晶体磁性粉末以及包含所述磁性粉末的记录层的dmax、dmin、dmax/dmin、δmag和δmag/dmin是通过上述第一实施方式中描述的方法获得的。

在以下比较例中,按如下方式获得具有大致六边形板状形状的bafe12o19晶体磁性粉末以及包含所述磁性粉末的记录层的dmax、tmax、dmax/tmax、δmag、δmag/tmax。

(dmax、tmax、dmax/tmax)

首先,获得bafe12o19晶体磁性粉末的tem图像。接下来,从获得的tem图像中随机选择可以观察到具有大致六边形形状的主表面的500个颗粒,并且测量每个颗粒的最长直径dmax以获得磁性粉末的最大直径dmax的粒度分布。在此,“颗粒的最长直径dmax”是指所谓的最大feret直径,并且具体地表示从任何角度绘制以便与具有六边形形状的主表面的轮廓接触的两条平行线之间的最大距离。之后,从所获得的最长直径dmax的粒度分布得到最长直径dmax的中值直径(50%直径,d50),将其作为磁性粉末的平均最长直径dmax。

接下来,从上述tem图像中随机选择可以观察到侧面的500个磁性颗粒,测量各个粒子的最大厚度tmax,得到磁性粉末的最大厚度tmax的粒度分布。之后,从所获得的最大厚度tmax的粒度分布得到最大厚度tmax的中值直径(50%直径,d50),并将其作为磁性粉末的平均最大厚度tmax。最后,通过使用如上所述获得的平均最长直径dmax和平均最大厚度tmax获得比率(dmax/tmax)。

(δmag)

通过第一实施方式中描述的上述方法获得记录层的平均厚度δmag。

(δmag/tmax)

通过使用如上所述获得的记录层的平均厚度δmag和磁性粉末的平均最大厚度tmax获得比率(δmag/tmax)。

[实施例1至4]

<制备磁性粉末的步骤>

通过使用fe3o4颗粒的粉末作为起始原料,如下制备具有大致球形并且具有表1中所示的dmax、dmin和dmax/dmin的ε-fe2o3晶体磁性粉末。

(fe3o4纳米颗粒的合成)

首先,在300ml圆底三颈烧瓶中称量并混合20mmol至60mmol乙酰丙酮铁、20.0ml油酸和30.0ml油胺以制备溶液。接下来,通过在100pa的减压气氛下在130℃下加热溶液1小时来进行脱气处理。应注意,通过调节乙酰丙酮铁在上述范围内的混合量来改变每个样品的ε-fe2o3晶体磁性粉末的dmax、dmin和dmax/dmin的值。

随后,将气氛切换至n2气氛,将温度升高至300℃,并加热6小时。之后,将其自然冷却至室温,离心并用乙醇洗涤多次,得到fe3o4纳米颗粒作为前体颗粒。最后,将获得的fe3o4纳米颗粒再分散在环己烷中。

(二氧化硅涂布处理)

首先,将80ml环己烷、12ml聚氧乙烯(5)壬基苯基醚(igepal(注册商标))和2ml氨水在100ml茄形烧瓶中混合,并在施加超声波的同时以600rpm搅拌60分钟,直到获得透明的均匀溶液。

向其中加入预先分散在环己烷中的fe3o4纳米颗粒,并以任意速率滴加原硅酸四乙酯,使得fe/si的摩尔比为0.1。滴加后,再以600rpm继续搅拌16小时。在反应完成后,重复加入甲醇并进行离心分离的工作多次以进行洗涤。通过离心获得的沉淀物在60℃的干燥器中干燥,并收集二氧化硅涂布的fe3o4纳米颗粒。

(高温热处理)

首先,将获得的二氧化硅涂布的fe3o4纳米颗粒放入氧化铝坩埚中,并将坩埚放入马弗炉中。之后,将马弗炉加热至1100℃,并进行200小时的烧制。结果,获得了基本上单相的ε-氧化铁纳米颗粒粉末。

(二氧化硅涂层去除)

首先,将ε-氧化铁纳米颗粒的粉末和调节至5m的naoh水溶液放入teflon离心管中,通过油浴加热至60℃,并静置24小时。之后,重复添加离子交换水并进行离心分离的工作多次。此外,向其中加入乙醇,将其离心,然后在60℃下干燥,得到已从中除去二氧化硅涂层的ε-氧化铁纳米颗粒的粉末。

<制备磁记录介质的步骤>

(制备用于形成记录层的涂料的步骤)

如下制备用于形成记录层的涂料。首先,用挤出机捏合具有下列配方的第一组合物。接下来,将第一组合物和具有下列配方的第二组合物添加到包括分散装置的搅拌槽中,并预混合。之后,进行进一步的砂磨混合,并进行过滤处理,从而制备用于形成记录层的涂料。

(第一组合物)

ε-fe2o3晶体磁性粉末:100质量份(注意,使用通过上述制备磁性粉末的步骤获得的ε-fe2o3晶体磁性粉末)

氯乙烯树脂(环己酮溶液30质量%):10质量份

(聚合度300,mn=10000,含oso3k=0.07mmol/g和仲oh=0.3mmol/g作为极性基团)

氧化铝粉末:5质量份

(α-al2o3,平均粒径0.2μm)

炭黑:2质量份

(由tokaicarbonco.,ltd.制造,商品名:seastta)

(第二组合物)

氯乙烯树脂:1.1质量份

(树脂溶液:树脂含量30质量%,环己酮70质量%)

硬脂酸正丁酯:2质量份

甲基乙基酮:121.3质量份

甲苯:121.3质量份

环己酮:60.7质量份

(制备用于形成底层的涂料的步骤)

如下制备用于形成底层的涂料。首先,用挤出机捏合具有下列配方的第三组合物。之后,将具有下列配方的第三组合物和第四组合物添加到包括分散装置的搅拌槽中,并预混合。之后,进行进一步的砂磨混合,并进行过滤处理,从而制备用于形成底层的涂料。

(第三组合物)

针状氧化铁粉末:100质量份

(α-fe2o3,平均长轴长度0.15μm)

氯乙烯树脂:55.6质量份

(树脂溶液:树脂含量30质量%,环己酮70质量%)

炭黑:10质量份

(平均粒径20nm)

(第四组合物)

聚氨酯树脂ur8200(由toyoboco.,ltd.制造):18.5质量份

硬脂酸正丁酯:2质量份

甲基乙基酮:108.2质量份

甲苯:108.2质量份

环己酮:18.5质量份

(制备用于形成背涂层的涂料的步骤)

如下制备用于形成背涂层的涂料。首先,将以下原料在包括分散装置的搅拌槽中混合,并进行过滤处理,从而制备用于形成背涂层的涂料。

炭黑(由asahicarbonco.,ltd制造,商品名:#80):100质量份

聚酯聚氨酯:100质量份(由nipponpolyurethaneindustryco.,ltd.制造,商品名:n-2304)

甲基乙基酮:500质量份

甲苯:400质量份

环己酮:100质量份

接下来,将4质量份的多异氰酸酯(商品名:coronatel,由nipponpolyurethaneindustryco.,ltd.制造)和2质量份的肉豆蔻酸作为固化剂添加到如上所述制备的用于形成记录层的涂料和用于形成底层的涂料的每一者中。

(涂布步骤)

通过使用如上所述制备的涂料,在作为非磁性支撑体的厚度为6.2μm的聚萘二甲酸乙二醇酯膜(pen膜)上形成底层和记录层,如下所述。首先,将用于形成底层的涂料涂布在pen膜上并干燥,以在pen膜上形成底层。接下来,将用于形成记录层的涂料涂布在底层上并干燥,以在底层上形成记录层。应注意,磁性粉末的磁场在干燥期间通过例如螺线管线圈在pen膜的厚度方向上取向。随后,在其上形成有底层和记录层的pen膜上进行压延处理,以使记录层的表面平滑。通过调整在上述制备步骤中用于形成底层的涂料的涂布厚度、用于形成记录层的涂料的涂布厚度、和压延处理的压力,在压延处理之后,将底层的平均厚度设定为1100nm,将记录层的平均厚度δmag和δmag/dmin设定为表1中所示的值。此外,对于每个样品,通过调节取向磁场中干燥空气的空气量,调整在磁带的行进方向(纵向)上测量的矩形比s(%)(=(mr/ms)×100),如表1中所示。之后,将用于形成背涂层的涂料涂布在与记录层相对的表面上以具有0.6μm的膜厚度并干燥以形成背涂层。

(切割步骤)

将如上所述的其上形成有底层、记录层和背涂层的pen膜切割成1/2英寸(12.65mm)的宽度,以获得目标磁带。

[实施例5]

<制备磁性粉末的步骤>

通过使用feo颗粒的粉末作为起始原料,制备具有大致立方形状和表1中所示的dmax、dmin和dmax/dmin的ε-fe2o3晶体磁性粉末。具体地,以与实施例1中相同的方式制备ε-fe2o3晶体磁性粉末,不同之处在于进行以下合成feo颗粒的步骤来代替合成fe3o4纳米颗粒的步骤。

(feo纳米颗粒的合成)

首先,在300ml圆底三颈烧瓶中称量10mmol乙酰丙酮铁、25.0ml油酸和25.0ml油胺,并在100℃的减压气氛下在210℃下加热预处理32小时。

接下来,将气氛切换至n2气氛,将温度升高至320℃,并加热30分钟。之后,将其自然冷却至室温,离心并用乙醇洗涤多次以获得feo纳米颗粒。最后,将获得的feo纳米颗粒再分散在环己烷中。

<制备磁记录介质的步骤>

以与实施例1相同的方式获得磁带,不同之处在于:将如上所述获得的ε-fe2o3晶体磁性粉末用作磁性粉末并将记录层的平均厚度δmag和δmag/dmin设定为表1中所示的值。

[实施例6]

以与实施例1相同的方式获得磁带,不同之处在于:如下对ε-fe2o3晶体磁性粉末的颗粒表面进行还原处理,以获得包括具有单层结构的壳部的芯-壳ε-氧化铁纳米颗粒的粉末。

(还原处理)

首先,将ε-fe2o3晶体磁性粉末置于石英埠上,并放入管式炉中。放入后,用n2气氛置换管式炉的气氛一次,然后将温度升高至预定温度。升温后,在以100ml/min的流速流入100%h2的同时,在350℃下进行热处理1小时。结果,ε-氧化铁纳米颗粒的表面被还原并转变成α-fe。之后,再次用n2气氛置换气氛,并将其冷却至室温。因此,获得在表面上包含α-fe层的芯-壳ε-fe2o3晶体磁性粉末。

[实施例7]

以与实施例6相同的方式获得磁带,不同之处在于:如下在α-fe层的表面上进行逐步氧化处理,以获得包括具有双层结构的壳部的芯-壳ε-fe2o3晶体磁性粉末。

(逐步氧化处理)

在实施例6的还原处理步骤中将其冷却至室温后,进一步加热至预定温度,并且在以相同的流速流入含有微量氧的n2气体的同时,在300℃下进行热处理5分钟。之后,再次用n2气氛置换气氛,并将其冷却至室温。因此,获得包括抗氧化涂膜(外层)和α-fe层(内层)的芯-壳ε-fe2o3晶体磁性粉末。

[实施例8]

首先,以与实施例5相同的方式获得具有表1中所示的dmax、dmin和dmax/dmin的ε-fe2o3晶体磁性粉末,不同之处在于:通过将预处理设定为加热至30小时,增加作为前体颗粒的feo颗粒的粒径。接下来,在获得的ε-fe2o3晶体磁性粉末的颗粒表面上进行与实施例7相似的还原处理和逐步氧化处理,获得芯-壳ε-fe2o3晶体磁性粉末。以与实施例1相同的方式获得磁带,不同之处在于:使用以这种方式获得的ε-fe2o3晶体磁性粉末。

[比较例1]

以与实施例1相同的方式获得磁带,不同之处在于:改变形成记录层时的取向磁场中干燥空气的空气量和减小ε-fe2o3晶体磁性粉末的垂直取向(即,增加纵向(行进方向)上的矩形比)。

[比较例2]

以与实施例1相同的方式获得磁带,不同之处在于:通过调节用于形成记录层的涂料的涂布厚度和压延处理的压力,将记录层的平均厚度δmag和δmag/dmin设定为表1中所示的值。

[比较例3和4]

以与实施例1相同的方式获得磁带,不同之处在于:使用具有六边形板状形状和表2中所示的dmax、tmax和dmax/tmax的bafe12o19晶体磁性粉末和作为磁性粉末。

[磁带的评估]

(矩形比s(=(mr/ms)×100),活化体积vact)

通过第一实施方式中描述的上述方法得到针对如上所述获得的根据实施例1至8和比较例1至4的每个磁带的矩形比s=((mr/ms)×100)和活化体积vact。

(c/n值)

按如下方式测量如上所述获得的根据实施例1至8和比较例1至4的每个磁带的c/n值(电磁转换特性)。通过使用2microphysics,inc.制造的环路测试仪以1.5m/sec的带速测量c/n。环磁头被用作记录磁头。记录频率被设定为10mhz(记录波长0.15μm),以最佳记录电流进行记录/再现,使用光谱分析仪测量10mhz的再现输出值和10mhz±1mhz的噪声平均值,并将它们之间的差异定义为c/n值。在表2中,将比较例3的c/n值设定为0db,并示出其相对差异。应注意,不小于3db的相对差被定义为有利的c/n值。在此,由于以下原因,记录波长被设定为0.15μm(150nm)而不是75nm。也就是说,在使用短波长的记录/再现系统中,一般来说,在许多情况下,在以最短记录波长两倍的记录波长进行记录/再现时的输出/噪声比被用作c/n。此外,双记录波长的c/n与错误率的相关性高于最短记录波长的c/n。此外,在以最短记录波长进行c/n测量的情况下,根据记录/再现系统的波长特性,磁带噪声被记录/再现系统的系统噪声隐藏,在一些情况下,介质的噪声特性未得到正确反映。特别是,在具有高线性记录密度的记录的情形中,在许多情况下,介质的噪声特性未得到正确反映。

[结果]

表1示出了根据实施例1至8以及比较例1和2的磁带的构造和评估结果。

[表1]

表2示出了根据比较例3和4的磁带的构造和评估结果。

[表2]

然而,在表1和表2中,mr是剩余磁化强度,ms是饱和磁化强度,dmax是平均最长直径,dmin是平均最短直径,tmax是平均最大厚度,δmag是记录层的平均厚度,vact是活化体积,c/n是载波噪声比。应注意,矩形比mr/ms是在磁带的行进方向(纵向)上测量的,并以百分比表示。

从表1和表2可以看出以下内容。

在实施例1至8中,由于记录层含有ε-fe2o3晶体磁性粉末,因此在磁带的行进方向上测得的矩形比不大于30%,ε-fe2o3晶体磁性粉末的平均最长直径dmax与平均最短直径dmin的比率(dmax/dmin)满足1.0≤(dmax/dmin)≤1.1的关系,记录层的平均厚度δmag不大于100nm,且记录层的平均厚度δmag与ε-fe2o3晶体磁性粉末的平均最短直径dmin的比率满足δmag/dmin≤5的关系,获得了良好的c/n值。

在比较例1中,由于在磁带的行进方向上测量的矩形比超过30%并且磁性粉末的垂直取向低,因此c/n值降低。

在比较例2中,由于记录层的平均厚度δmag超过100nm并且垂直磁场难以到达记录层的下部,因此c/n值降低。

在比较例3和4中,由于使用容易堆叠的具有六边形板状形状的bafe12o19晶体磁性粉末作为磁性粉末,因此c/n值降低。在平均最长直径dmax较大的比较例3中,由于特别容易发生堆叠,因此c/n值显著降低。

尽管上面已经具体描述了本技术的实施方式和实施例,但是本技术不局限于上述实施方式和实施例,并且可以基于本技术的技术构思作出各种修改。

例如,上述实施方式和实施例中引用的构造、方法、步骤、形状、材料和数值仅仅是说明性的,并且根据需要,可使用不同的构造、方法、步骤、形状、材料和数值。此外,化合物等的化学式是代表性的,并且不限于所述的化合价等,只要它们是同一化合物的通用名称即可。

此外,在上述实施方式和实施例中的构造、方法、步骤、形状、材料和数值可以在不背离本公开内容的主旨的情况下相结合。

此外,本技术可以采用如下构造。

(1)

一种用于记录/再现设备的磁记录介质,其最短记录波长不大于75nm,所述磁记录介质包括:

包含含有ε-氧化铁的颗粒的粉末的记录层,其中

在所述磁记录介质的行进方向上测量的矩形比不大于30%,

所述颗粒的平均最长直径dmax与所述颗粒的平均最短直径dmin的比率(dmax/dmin)满足1.0≤(dmax/dmin)≤1.1的关系,

所述记录层的平均厚度δmag不大于100nm,并且

所述记录层的平均厚度δmag与所述颗粒的平均最短直径dmin的比率(δmag/dmin)满足δmag/dmin≤5的关系。

(2)

根据(1)所述的磁记录介质,其中

所述颗粒的每一个具有球形形状或大致球形形状。

(3)

根据(1)所述的磁记录介质,其中

所述颗粒的每一个具有立方体形状或大致立方体形状。

(4)

根据(1)至(3)中任一项所述的磁记录介质,其中

所述颗粒的每一个具有芯-壳结构。

(5)

根据(1)至(4)中任一项所述的磁记录介质,其中

所述颗粒的每一个包括

包含ε-氧化铁的芯部;和

包含软磁材料的壳部。

(6)

根据(5)所述的磁记录介质,其中

所述颗粒的每一个进一步包括设置在所述壳部上的氧化物涂膜。

(7)

根据(1)至(6)中任一项所述的磁记录介质,其中

在所述磁记录介质的行进方向上测量的矩形比不大于25%。

(8)

根据(1)至(7)中任一项所述的磁记录介质,其中

所述记录层的平均厚度δmag不大于80nm。

(9)

根据(1)至(8)中任一项所述的磁记录介质,其中

所述记录层的平均厚度δmag与所述颗粒的平均最短直径dmin的比率(δmag/dmin)满足δmag/dmin≤4.5的关系。

(10)

根据(1)至(9)中任一项所述的磁记录介质,其中

所述颗粒的每一个进一步包含除铁之外的金属。

(11)

根据(1)至(10)中任一项所述的磁记录介质,其中

活化体积vact不大于5000nm3

(12)

根据(1)至(11)中任一项所述的磁记录介质,其中

活化体积vact不大于3000nm3

(13)

根据(1)至(12)中任一项所述的磁记录介质,其中

所述记录/再现设备包括环形磁头作为记录磁头。

(14)

根据(1)至(13)中任一项所述的磁记录介质,其为垂直磁记录型磁记录介质。

附图标记列表

11基板

12底层

13记录层

14背涂层

15加强层

16杯形抑制层

17第一加强层

18第二加强层

19粘附抑制层

21ε-氧化铁颗粒

21afeo颗粒

21b二氧化硅涂层

21cfe3o4颗粒

22芯部

23、24壳部

24a第一壳部

24b第二壳部

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