(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022027075
(43)【公開日】2022-02-10
(54)【発明の名称】磁気テープ、磁気テープカートリッジおよび磁気テープ装置
(51)【国際特許分類】
G11B 5/70 20060101AFI20220203BHJP
G11B 5/735 20060101ALI20220203BHJP
G11B 5/71 20060101ALI20220203BHJP
G11B 5/78 20060101ALI20220203BHJP
G11B 5/738 20060101ALI20220203BHJP
G11B 5/584 20060101ALI20220203BHJP
G11B 23/107 20060101ALI20220203BHJP
【FI】
G11B5/70
G11B5/735
G11B5/71
G11B5/78
G11B5/738
G11B5/584
G11B23/107
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2020130864
(22)【出願日】2020-07-31
(71)【出願人】
【識別番号】306037311
【氏名又は名称】富士フイルム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000109
【氏名又は名称】特許業務法人特許事務所サイクス
(72)【発明者】
【氏名】辻本 真志
【テーマコード(参考)】
5D006
【Fターム(参考)】
5D006BA09
5D006BA19
5D006CC02
5D006CC03
5D006EA01
5D006FA05
5D006FA09
(57)【要約】
【課題】高温環境で走行を繰り返しても電磁変換特性の低下が少ない磁気テープの提供。
【解決手段】磁気テープの長手方向の一部に亘る領域に磁性層表面において測定される中心線平均表面粗さRaが異なるエリアA、エリアBをそれぞれ1か所以上含み、エリアAとエリアBの磁性層側から抽出される脂肪酸、脂肪酸エステルおよび脂肪酸アミドからなる群から選択される成分の単位面積あたりの抽出量をそれぞれAMag、BMagとしたとき、比率BMag/AMagが1.20以上10.00以下であり、かつエリアBのバックコート層側から抽出される脂肪酸、脂肪酸エステルおよび脂肪酸アミドからなる群から選ばれる成分の単位面積あたりの抽出量をBBackとしたとき、比率BMag/BBackが2.0以上である磁気テープ。この磁気テープを含む磁気テープカートリッジおよび磁気テープ装置。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
非磁性支持体と、強磁性粉末を含む磁性層と、を有し、
前記非磁性支持体の前記磁性層を有する表面側とは反対の表面側に、非磁性粉末を含むバックコート層を有する磁気テープであって、
磁気テープの長手方向の一部に亘る領域にエリアAを1か所以上含み、他の一部に亘る領域にエリアBを1か所以上含み、
前記エリアAは、磁性層表面において測定される中心線平均表面粗さRaが2.5nm未満の領域であり、
前記エリアBは、磁性層表面において測定される中心線平均表面粗さRaが2.5nm以上10.0nm以下の領域であり、
前記エリアAと前記エリアBの磁性層側から抽出される脂肪酸、脂肪酸エステルおよび脂肪酸アミドからなる群から選択される成分の単位面積あたりの抽出量をそれぞれAMag、BMagとしたとき、比率BMag/AMagが1.20以上10.00以下であり、かつ
前記エリアBのバックコート層側から抽出される脂肪酸、脂肪酸エステルおよび脂肪酸アミドからなる群から選択される成分の単位面積あたりの抽出量をBBackとしたとき、比率BMag/BBackが2.0以上である磁気テープ。
【請求項2】
前記比率BMag/AMagが1.80以上5.00以下である、請求項1に記載の磁気テープ。
【請求項3】
前記比率BMag/BBackが7.0以上である、請求項1または2に記載の磁気テープ。
【請求項4】
前記エリアBの磁性層表面において測定される鋼球摩耗体積は1×10-7mm3以上1×10-4mm3以下である、請求項1~3のいずれか1項に記載の磁気テープ。
【請求項5】
前記エリアAの面積をSAとし、前記エリアBの面積をSBとしたとき、SAとSBとの合計に対するSBの割合、(SB/(SA+SB))×100、が0.15%以上50.00%以下である、請求項1~4のいずれか1項に記載の磁気テープ。
【請求項6】
前記エリアBを2か所以上含む、請求項1~5のいずれか1項に記載の磁気テープ。
【請求項7】
前記非磁性支持体と前記磁性層との間に、非磁性粉末を含む非磁性層を更に有する、請求項1~6のいずれか1項に記載の磁気テープ。
【請求項8】
磁性層の少なくとも一部にサーボパターンを有する、請求項1~7のいずれか1項に記載の磁気テープ。
【請求項9】
前記サーボパターンを、少なくとも前記エリアAの磁性層に有する、請求項8に記載の磁気テープ。
【請求項10】
前記サーボパターンを、前記エリアBの磁性層に更に有する、請求項9に記載の磁気テープ。
【請求項11】
請求項1~10のいずれか1項に記載の磁気テープを含む磁気テープカートリッジ。
【請求項12】
請求項1~10のいずれか1項に記載の磁気テープと、磁気ヘッドと、を含む磁気テープ装置。
【請求項13】
前記磁気ヘッドがデータを記録する領域は、少なくとも前記エリアAに含まれる、請求項12に記載の磁気テープ装置。
【請求項14】
前記エリアAにおけるデータの記録再生品質に関する測定結果に応じて、前記エリアBの走行条件を制御する、請求項13に記載の磁気テープ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、磁気テープ、磁気テープカートリッジおよび磁気テープ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
磁気記録媒体にはテープ状のものとディスク状のものがあり、データバックアップ、アーカイブ等のデータストレージ用途には、テープ状の磁気記録媒体、即ち磁気テープが主に用いられている(例えば特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
磁気テープには、優れた電磁変換特性を発揮できることが求められる。
【0005】
一方、近年、データストレージ用途に用いられる磁気テープは、温度管理されたデータセンターで使用されることがある。一方、データセンターではコスト低減のために省電力化が求められている。省電力化のためには、データセンターにおける温度管理条件を現在より緩和できるか、または管理を不要にできることが望ましい。しかし、温度管理条件を緩和し、または管理を行わないと、磁気テープが、高温に晒されることが想定される。
【0006】
以上の点に関して、本発明者らの検討により、高温環境(例えば60℃以上の過酷な高温環境)では、磁気テープを繰り返し走行させて磁気テープへのデータの記録および/または磁気テープに記録されたデータの再生を行うと、電磁変換特性が低下し易い傾向があることが明らかとなった。
【0007】
本発明の一態様は、高温環境で走行を繰り返しても電磁変換特性の低下が少ない磁気テープを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一態様は、
非磁性支持体と、強磁性粉末を含む磁性層と、を有し、
上記非磁性支持体の上記磁性層を有する表面側とは反対の表面側に、非磁性粉末を含むバックコート層を有する磁気テープであって、
磁気テープの長手方向の一部に亘る領域にエリアAを1か所以上含み、他の一部に亘る領域にエリアBを1か所以上含み、
上記エリアAは、磁性層表面において測定される中心線平均表面粗さRaが2.5nm未満の領域であり、
上記エリアBは、磁性層表面において測定される中心線平均表面粗さRaが2.5nm以上10.0nm以下の領域であり、
上記エリアAと上記エリアBの磁性層側から抽出される脂肪酸、脂肪酸エステルおよび脂肪酸アミドからなる群から選択される成分の単位面積あたりの抽出量をそれぞれAMag、BMagとしたとき、比率BMag/AMagが1.20以上10.00以下であり、かつ
上記エリアBのバックコート層側から抽出される脂肪酸、脂肪酸エステルおよび脂肪酸アミドからなる群から選ばれる成分の単位面積あたりの抽出量をBBackとしたとき、比率BMag/BBackが2.0以上である磁気テープ、
に関する。
【0009】
一形態では、上記比率BMag/AMagは、1.80以上5.00以下であることができる。
【0010】
一形態では、上記比率BMag/BBackは、7.0以上であることができる。
【0011】
一形態では、上記エリアBの磁性層表面において測定される鋼球摩耗体積は、1×10-7mm3以上1×10-4mm3以下であることができる。
【0012】
一形態では、上記エリアAの面積をSAとし、上記エリアBの面積をSBとしたとき、SAとSBとの合計に対するSBの割合、(SB/(SA+SB))×100、は0.15%以上50.00%以下であることができる。以下において、上記割合を、「エリアBの面積割合」とも呼ぶ。
【0013】
一形態では、上記磁気テープは、上記エリアBを2か所以上含むことができる。
【0014】
一形態では、上記磁気テープは、上記非磁性支持体と上記磁性層との間に、非磁性粉末を含む非磁性層を更に有することができる。
【0015】
一形態では、上記磁気テープは、磁性層の少なくとも一部にサーボパターンを有することができる。
【0016】
一形態では、上記磁気テープは、上記サーボパターンを、少なくとも上記エリアAの磁性層に有することができる。
【0017】
一形態では、上記磁気テープは、上記サーボパターンを、上記エリアBの磁性層に更に有することができる。
【0018】
本発明の一態様は、上記磁気テープを含む磁気テープカートリッジに関する。
【0019】
本発明の一態様は、上記磁気テープと、磁気ヘッドと、を含む磁気テープ装置に関する。
【0020】
一形態では、上記磁気ヘッドがデータを記録する領域は、少なくとも上記エリアAに含まれることができる。
【0021】
一形態では、上記磁気テープ装置は、上記エリアAにおけるデータの記録再生品質に関する測定結果に応じて、上記エリアBの走行条件を制御することができる。
【発明の効果】
【0022】
本発明の一態様によれば、高温環境で走行を繰り返しても電磁変換特性の低下が少ない磁気テープ、ならびに、この磁気テープを含む磁気テープカートリッジおよび磁気テープ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【
図1】データバンドおよびサーボバンドの配置例を示す。
【
図2】LTO(Linear Tape-Open) Ultriumフォーマットテープのサーボパターン配置例を示す。
【
図3】磁気テープにおけるエリアAおよびエリアBの配置例を示す。
【発明を実施するための形態】
【0024】
[磁気テープ]
本発明の一態様は、非磁性支持体と、強磁性粉末を含む磁性層と、を有し、上記非磁性支持体の上記磁性層を有する表面側とは反対の表面側に、非磁性粉末を含むバックコート層を有する磁気テープに関する。上記磁気テープは、磁気テープの長手方向の一部に亘る領域にエリアAを1か所以上含み、他の一部に亘る領域にエリアBを1か所以上含む。上記エリアAは、磁性層表面において測定される中心線平均表面粗さRaが2.5nm未満の領域であり、上記エリアBは、磁性層表面において測定される中心線平均表面粗さRaが2.5nm以上10.0nm以下の領域である。上記エリアAと上記エリアBの磁性層側から抽出される脂肪酸、脂肪酸エステルおよび脂肪酸アミドからなる群から選択される成分の単位面積あたりの抽出量をそれぞれAMag、BMagとしたとき、比率BMag/AMagは1.20以上10.00以下であり、かつ上記エリアBのバックコート層側から抽出される脂肪酸、脂肪酸エステルおよび脂肪酸アミドからなる群から選択される成分の単位面積あたりの抽出量をBBackとしたとき、比率BMag/BBackは2.0以上である。尚、「Mag」は、磁性層(Magnetic layer)の略称、「Back」は、バックコート層(Backcoating layer)の略称である。
【0025】
本発明および本明細書において、磁性層表面において測定される中心線平均表面粗さRaは、原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope;AFM)により磁性層表面の無作為に選択した面積40μm×40μmの領域において測定される値とする。後述する非磁性支持体の表面において測定される中心線平均表面粗さRaも、非磁性支持体の表面について同様に測定される値とする。
測定条件の一例としては、下記の測定条件を挙げることができる。後述の実施例に示す中心線平均表面粗さRaは、下記測定条件下での測定によって求められた値である。
AFM(Veeco社製Nanoscope4)をタッピングモードで用いて磁気テープの磁性層の表面の面積40μm×40μmの領域を測定する。探針としてはBRUKER社製RTESP-300を使用し、分解能は512pixel×512pixelとし、スキャン速度は1画面(512pixel×512pixel)を341秒で測定する速度とする。
以下では、エリアAの磁性層表面において測定される中心線平均表面粗さRaを「エリアAの磁性層表面Ra」とも呼び、エリアBの磁性層表面において測定される中心線平均表面粗さRaを「エリアBの磁性層表面Ra」とも呼ぶ。上記磁気テープがエリアAを2か所以上含む場合、それらエリアAの磁性層表面Raは、一形態では同じ値であることができ、他の一形態では異なる値であることができる。この点は、エリアBの磁性層表面Raについても同様である。本発明および本明細書において、磁気テープの「磁性層(の)表面」とは、磁気テープの磁性層側表面と同義である。
【0026】
本発明および本明細書において、エリアAの磁性層側から抽出される脂肪酸、脂肪酸エステルおよび脂肪酸アミドからなる群から選択される成分の単位面積あたりの抽出量AMagは、以下の方法によって求められる値である。以下において、脂肪酸、脂肪酸エステルおよび脂肪酸アミドからなる群から選択される成分を「潤滑剤」とも呼び、かかる成分の単位面積あたりの抽出量を「潤滑剤抽出量」とも呼ぶ。
エリアAの長手方向の任意の位置から長さ5cmのテープ試料を切り出す。切り出し前または切り出し後、公知の方法でバックコート層を除去する。バックコート層除去後のテープ試料を、液温60℃のメタノール30mlに3時間浸漬する。こうしてテープ試料からメタノール中に抽出された成分を、必要に応じてメタノールの一部または全部を蒸発させた後、ガスクロマトグラフ法によって定性分析および定量分析する。こうして得られた分析結果から、テープ試料から抽出された脂肪酸、脂肪酸エステルおよび脂肪酸アミドからなる群から選択される成分の抽出量を求める。求められた抽出量を、テープ試料の片面の面積で除することによって、単位面積あたりの抽出量AMagを算出する。テープ試料の片面の面積とは、「テープ試料の長さ×幅」として算出される値である。磁気テープのテープ幅は、磁気テープが適用される磁気テープ装置(一般に「ドライブ」と呼ばれる。)の規格に定められている。例えば、規格に定められているテープ幅は、1/2インチであり、1/2インチ=0.0127mである。テープ試料の幅としては、このテープ試料が切り出される磁気テープについて規格に定められているテープ幅を採用できる。
エリアAは、磁性層表面において測定される中心線平均表面粗さRaが2.5nm未満の領域である。測定対象の磁気テープに含まれるエリアAの数が1つの場合には、そのエリアAの異なる2つの位置からテープ試料を切り出し、それら2つのテープ試料について上記方法によって求められた単位面積あたりの抽出量AMagの算術平均を、測定対象の磁気テープのエリアAのAMagとする。測定対象の磁気テープに含まれるエリアAの数が2つ以上の場合には、各エリアAについて、そのエリアAの異なる2つの位置からテープ試料を切り出し、それら2つのテープ試料について上記方法によって単位面積あたりの抽出量AMagを求める。したがって、1つのエリアAについて算出値が2つ得られる。すべてのエリアAについて得られた算出値の算術平均を、測定対象の磁気テープのエリアAのAMagとする。
ただし、エリアAとなるテープ片が切り出される磁気テープ(以下、「エリアA用磁気テープ」と呼ぶ。)を入手可能ならば、そのエリアA用磁気テープから切り出したテープ試料を用いて求められた値を、測定対象の磁気テープのエリアAに関する各種物性値(AMag、エリアAの磁性層表面Ra等)として採用することができる。また、同じエリアA用磁気テープから切り出した複数のテープ片を用いて複数のエリアAを含む磁気テープが作製される場合、そのエリアA用磁気テープを入手可能ならば、こうして作製された磁気テープのエリアAに関する各種物性値(AMag、エリアAの磁性層表面Ra、異方性磁界Hk等)としては、上記エリアA用磁気テープから切り出したテープ試料を用いて求められた値を採用でき、こうして求められた値を、複数のエリアAのそれぞれにおける各種物性値として採用できる。この場合、磁気テープに含まれるエリアAの数が1つの場合と同様に各種物性値を求めることができる。即ち、例えばAMagについては、エリアA用磁気テープから2つのテープ試料を切り出し、それら2つのテープ試料について上記方法によって求められた単位面積あたりの抽出量AMagの算術平均を、測定対象の磁気テープのエリアAのAMagとすることができる。
【0027】
本発明および本明細書において、エリアBの磁性層側から抽出される脂肪酸、脂肪酸エステルおよび脂肪酸アミドからなる群から選択される成分の単位面積あたりの抽出量BMagは、以下の方法によって求められる値である。
エリアBの長手方向の任意の位置から長さ5cmのテープ試料を切り出す。このテープ試料について、上記の抽出量AMagを求めるための方法と同様の方法で測定および算出を行い、単位面積あたりの抽出量BMagを算出する。
エリアBは、磁性層表面において測定される中心線平均表面粗さRaが2.5nm以上10.0nm以下の領域である。測定対象の磁気テープに含まれるエリアBの数が1つの場合には、そのエリアBの異なる2つの位置からテープ試料を切り出し、それら2つのテープ試料について上記方法によって求められた単位面積あたりの抽出量BMagの算術平均を、測定対象の磁気テープのエリアBのBMagとする。測定対象の磁気テープに含まれるエリアBの数が2つ以上の場合には、各エリアBについて、そのエリアBの異なる2つの位置からテープ試料を切り出し、それら2つのテープ試料について上記方法によって単位面積あたりの抽出量BMagを求める。したがって、1つのエリアBについて算出値が2つ得られる。すべてのエリアBについて得られた算出値の算術平均を、測定対象の磁気テープのエリアBのBMagとする。
ただし、エリアBとなるテープ片が切り出される磁気テープ(以下、「エリアB用磁気テープ」と呼ぶ。)を入手可能ならば、そのエリアB用磁気テープから切り出したテープ試料を用いて求められた値を、測定対象の磁気テープのエリアBに関する各種物性値(BMag、BBack、エリアBの磁性層表面Ra、エリアBの磁性層表面において測定される鋼球摩耗体積、異方性磁界Hk等)として採用することができる。また、同じエリアB用磁気テープから切り出した複数のテープ片を用いて複数のエリアBを含む磁気テープが作製される場合、そのエリアB用磁気テープを入手可能ならば、こうして作製された磁気テープのエリアBに関する各種物性値(BMag、BBack、エリアBの磁性層表面Ra、エリアBの磁性層表面において測定される鋼球摩耗体積、異方性磁界Hk等)としては、上記エリアB用磁気テープから切り出したテープ試料を用いて求められた値を採用でき、こうして求められた値を、複数のエリアAのそれぞれにおける各種物性値として採用できる。この場合、磁気テープに含まれるエリアBの数が1つの場合と同様に各種物性値を求めることができる。即ち、例えばBMagについては、エリアB用磁気テープから2つのテープ試料を切り出し、それら2つのテープ試料について上記方法によって求められた単位面積あたりの抽出量BMagの算術平均を、測定対象の磁気テープのエリアBのBMagとすることができる。
【0028】
本発明および本明細書において、エリアBのバックコート層側から抽出される脂肪酸、脂肪酸エステルおよび脂肪酸アミドからなる群から選択される成分の単位面積あたりの抽出量Bbackは、以下の方法によって求められる値である。
エリアBの長手方向の任意の位置(但し、BMagを求めるためのテープ試料を切り出した位置とは異なる位置)から長さ5cmのテープ試料を切り出す。このテープ試料について、バックコート層を除去しない点以外は上記の抽出量AMagを求めるための方法と同様の方法で測定および算出を行い、単位面積あたりの抽出量を求める。ここで求められる単位面積あたりの抽出量をBTotalと表記する。
測定対象の磁気テープに含まれるエリアBの数が1つの場合には、そのエリアBの異なる2つの位置からテープ試料を切り出し、それら2つのテープ試料について上記方法によって求められた単位面積あたりの抽出量BTotalの算術平均を、測定対象の磁気テープのエリアBのBTotalとする。測定対象の磁気テープに含まれるエリアBの数が2つ以上の場合には、各エリアBについて、そのエリアBの異なる2つの位置からテープ試料を切り出し、それら2つのテープ試料について上記方法によって単位面積あたりの抽出量BTotalを求める。したがって、1つのエリアBについて算出値が2つ得られる。すべてのエリアBについて得られた算出値の算術平均を、測定対象の磁気テープのエリアBのBTotalとする。
測定対象の磁気テープのBBackは、こうして測定対象の磁気テープについて求められたBTotalと先に記載したように測定対象の磁気テープについて求められたBMagとから、「BTotal-BMag」として算出される値である。
【0029】
上記磁気テープは、エリアAとエリアBとを含む。このことが、上記磁気テープの走行を高温環境下で繰り返しても電磁変換特性の低下を抑制できることに寄与し得ると本発明者は考えている。この点について、以下に更に説明する。
磁気テープへのデータの記録および記録されたデータの再生は、通常、磁性層表面と磁気ヘッドとを接触させて摺動させることによって行われる。この摺動において、脂肪酸、脂肪酸エステルおよび脂肪酸アミドからなる群から選択される成分は、潤滑剤として機能して磁気ヘッドと磁性層表面との間でスティックスリップ(stick slip)が発生することを抑制することに寄与し得ると考えられる。しかし、高温環境において、中でも60℃以上の過酷な高温環境においては、磁気ヘッドとの摺動および/または高温環境へのばく露によって、磁性層表面の潤滑剤が枯渇し、磁気ヘッドと磁性層表面との間でスティックスリップが発生してしまうと考えられる。このスティックスリップによってスペーシング変動が生じてしまうことが、高温環境での繰り返し走行において電磁変換特性が低下する原因と推察される。例えば、スペーシング変動が生じてしまうことによって磁性層の深部までの記録が困難となることが、上記の電磁変換特性低下の要因になり得ると本発明者は考えている。
ただし、上記磁気テープのように潤滑剤を多く含む領域を部分的に設けるのではなく、磁気テープ全体にわたり磁性層の潤滑剤量を増量してしまうと、磁性層が可塑化することによって耐久性が劣化するか、および/または、バックコート層の表面形状が磁性層表面に転写され易くなり電磁変換特性が低下してしまうと考えられる。
これに対し、上記磁気テープは、エリアAに加えて、エリアAよりも多くの潤滑剤を含むエリアBを有する。これにより、エリアBの磁性層表面との摺動によって磁気ヘッドに潤滑剤を供給することが可能となり、その結果、高温環境での繰り返し走行において電磁変換特性が低下することを抑制できると本発明者は推察している。
ただし、上記には本発明者の推察が含まれる。本発明は、本明細書に記載の推察に限定されるものではない。
【0030】
以下、上記磁気テープについて、更に詳細に説明する。
【0031】
<比率BMag/AMag>
上記磁気テープにおいて、比率BMag/AMagは、1.20以上10.00以下である。上記磁気テープにおいて比率BMag/AMagが1.20以上であることにより、磁性層表面と磁気ヘッドとの摺動時、潤滑剤を多く含むエリアBから磁気ヘッドへ潤滑剤を適宜供給することができ、その結果、過酷な高温環境でも潤滑剤の枯渇が生じ難くなると推察される。このことが、高温環境での繰り返し走行における電磁変換特性低下を抑制することに寄与すると考えられる。上記観点から、比率BMag/AMagは1.20以上であり、1.40以上であることが好ましく、1.60以上であることがより好ましく、1.80以上であることが更に好ましい。
一方、上記磁気テープにおいて比率BMag/AMagが10.00以下であることによって、磁気ヘッドとの間に潤滑剤のメニスカスが形成されてしまうことを抑制することができると推察される。このことが、スティックスリップの発生および/または磁気ヘッド貼りつきの発生を抑制することに寄与すると考えられる。上記観点から、比率BMag/AMagは10.00以下であり、9.00以下であることが好ましく、8.00以下であることがより好ましく、7.00以下であることが更に好ましく、6.00以下であることが一層好ましく、5.00以下であることがより一層好ましい。
【0032】
<比率BMag/BBack>
上記磁気テープでは、エリアBにおいて比率BMag/BBackは2.0以上であり、3.0以上であることが好ましく、4.0以上であることがより好ましく、5.0以上であることが更に好ましく、6.0以上であることが一層好ましく、7.0以上であることがより一層好ましい。
エリアBにおいて比率BMag/BBackが上記範囲であることは、以下のように、高温環境での繰り返し走行における電磁変換特性の低下を抑制することに寄与し得ると本発明者は推察している。
磁気テープがリールに巻取られた状態において、磁性層表面はバックコート層表面と接触している。脂肪酸、脂肪酸エステルおよび脂肪酸アミドからなる群から選択される成分(潤滑剤)は一般に低分子量の成分であるため、磁性層表面とバックコート層表面とが接触した状態で磁性層とバックコート層との間で移動し得る。ただし、比率BMag/BBackが2.0以上であるエリアBでは、磁性層側からバックコート層側への潤滑剤の移動を抑制することができるか、または移動量を少なくすることができると推察される。これにより、エリアBの磁性層側の潤滑剤を潤沢にでき、その結果、エリアBの磁性層側からの磁気ヘッドへの潤滑剤供給能を高くできることが、高温環境での繰り返し走行における電磁変換特性の低下を抑制できることにつながると考えられる。
比率BMag/BBackは、例えば、40.0以下、35.0以下、30.0以下または25.0以下であることができ、ここに例示した値を上回ることもできる。上記のように、比率BMag/BBackの値が大きいことは、高温環境での繰り返し走行における電磁変換特性の低下を抑制する観点から好ましい。
【0033】
<エリアBの面積割合>
上記磁気テープにおいて、エリアAの面積をSAとし、エリアBの面積をSBとしたとき、SAとSBとの合計に対するSBの割合(エリアBの面積割合)は、「(SB/(SA+SB))×100」として算出される。上記磁気テープにエリアAが2か所以上含まれる場合、エリアAの面積SAは、それら2か所以上のエリアAの面積の合計である。エリアBについても、上記磁気テープにエリアBが2か所以上含まれる場合、エリアBの面積SBは、それら2か所以上のエリアBの面積の合計である。エリアBの面積割合は、0.10%以上であることが好ましく、0.15%以上であることがより好ましい。また、エリアBの面積割合は、60.00%以下であることが好ましく、55.00%以下であることがより好ましく、50.00%以下であることが更に好ましい。エリアBの面積割合が上記範囲であることは、摺動時、磁気ヘッドへ適量の潤滑剤を供給する観点から好ましい。
【0034】
以下、エリアAおよびエリアBについて、更に説明する。
【0035】
<エリアA>
エリアAは、磁性層表面において測定される中心線平均表面粗さRaが2.5nm未満であって、上記磁気テープでは、先に記載した方法によってエリアAについて求められるAMagが、1.20以上10.00以下の比率BMag/AMagを満たす。上記磁気テープにおいて、エリアAは、エリアBと比べて、磁性層表面で測定される中心線平均表面粗さRaの値が小さい(即ち磁性層表面平滑性が高い)領域であり、磁性層側からの潤滑剤抽出量が少ない領域であることができる。
【0036】
エリアAの磁性層表面において測定される中心線平均表面粗さRa(磁性層表面Ra)は2.5nm未満である。エリアAは後述するようにデータ記録領域となり得る領域であるため、エリアAの磁性層表面の平滑性が高いことは電磁変換特性向上の観点から好ましい。この観点から、エリアAの磁性層表面Raは、2.4nm以下であることが好ましく、2.3nm以下であることがより好ましく、2.2nm以下であることが更に好ましく、2.1nm以下であることが一層好ましく、2.0nm以下であることがより一層好ましい。エリアAの磁性層表面Raは、例えば、1.2nm以上、1.3nm以上または1.4nm以上であることができ、ここに例示した値を下回ることもできる。
エリアAの磁性層表面Raは、公知の方法で制御することができる。例えば、エリアAの磁性層表面Raは、非磁性支持体の磁性層が設けられる側の表面の表面形状(例えば中心線平均表面粗さRa)、エリアAの磁性層成分として使用する粉末の粒子サイズ等によって制御できる。この点は、エリアBの磁性層表面Raについても同様である。
【0037】
上記磁気テープについて先に記載の方法によって求められるAMagは、比率BMag/AMagが先に記載した範囲である限り、特に限定されるものではない。一形態では、かかるAMagは、20.0mg/m2以上または25.0mg/m2以上であることができ、また、40.0mg/m2以下または35.0mg/m2以下であることができる。また、上記磁気テープに含まれるエリアAの数が2つ以上の場合、一形態では一部のエリアAについて、他の一形態ではすべてのエリアAについて、各エリアAから切り出した2つのテープ試料について先に記載の方法によって得られた値の算術平均として求められるAMagが上記範囲であることができる。
【0038】
エリアAは、上記磁気テープに1か所以上含まれ、2か所以上含まれることもできる。上記磁気テープに含まれるエリアAの数は、例えば、5以下、4以下もしくは3以下であることができ、または、ここに例示した数を超える数のエリアAが上記磁気テープに含まれることもできる。エリアAの全長(複数のエリアAが含まれる場合はそれらの長さの合計)は、例えば、100~10,000mの範囲であることができ、または100~1,800mの範囲であることもできる。また、1つのエリアAの長さは、例えば、10~1,500mの範囲であることができる。上記磁気テープにエリアAが複数含まれる場合、それら複数のエリアAの層構成、各種層の成分、厚み等は、一形態では同じであることができ、他の一形態では異なることができる。
【0039】
<エリアB>
エリアBは、磁性層表面において測定される中心線平均表面粗さRaが2.5nm以上10.0nm以下であって、上記磁気テープでは、先に記載した方法によってエリアAについて求められるBMagが、1.20以上10.00以下の比率BMag/AMagを満たす。上記磁気テープにおいて、エリアBは、エリアAと比べて、磁性層表面で測定される中心線平均表面粗さRaの値が大きい(即ち磁性層表面平滑性が低い)領域であり、磁性層側からの潤滑剤抽出量が多い領域であることができる。
【0040】
エリアBの磁性層表面において測定される中心線平均表面粗さRa(磁性層表面Ra)は、2.5nm以上10.0nm以下である。エリアBの磁性層表面Raが上記範囲であることは、エリアBから磁気ヘッドへ適量の潤滑剤を供給することに寄与し得ると本発明者は推察している。上記の観点から、エリアBの磁性層表面Raは、2.6nm以上であることが好ましく、2.8nm以上であることがより好ましく、3.0nm以上であることが更に好ましい。また、上記の観点から、エリアBの磁性層表面Raは、9.0nm以下であることが好ましく、8.5nm以下であることがより好ましく、8.0nm以下であることが更に好ましく、7.5nm以下であることが一層好ましく、7.0nm以下であることがより好ましく、6.5nm以下であることが更に一層好ましく、6.0nm以下であることが更により一層好ましい。
【0041】
上記磁気テープについて先に記載の方法によって求められるBMagは、比率BMag/AMagが先に記載した範囲である限り、特に限定されるものではない。一形態では、かかるBMagは、20.0mg/m2以上、25.0mg/m2以上または30.0mg/m2以上であることができ、また、400.0mg/m2以下、350.0mg/m2以下または300.0mg/m2以下であることができる。また、上記磁気テープに含まれるエリアBの数が2つ以上の場合、一形態では一部のエリアBについて、他の一形態ではすべてのエリアBについて、各エリアBから切り出した2つのテープ試料について先に記載の方法によって得られた値の算術平均として求められるBMagが上記範囲であることができる。
【0042】
上記磁気テープについて先に記載の方法によって求められるBBackは、比率BMag/BBackが先に記載した範囲である限り、特に限定されるものではない。一形態では、かかるBBackは、1.0mg/m2以上、2.0mg/m2以上または3.0mg/m2以上であることができ、また、50.0mg/m2以下、45.0mg/m2以下または40.0mg/m2以下であることができる。また、上記磁気テープに含まれるエリアBの数が2つ以上の場合、一形態では一部のエリアBについて、他の一形態ではすべてのエリアBについて、各エリアBから切り出した2つのテープ試料について先に記載の方法によって得られた値の算術平均として求められるBTotalと、各エリアBから切り出した2つのテープ試料について先に記載の方法によって得られた値の算術平均として求められるBMagと、から「BTotal-BMag」として算出される値としてのBBackが上記範囲であることができる。
【0043】
エリアBは、上記磁気テープに1か所以上含まれ、エリアBから磁気ヘッドへの潤滑剤の供給頻度を増やす観点から2か所以上含まれることが好ましい。上記磁気テープに含まれるエリアBの数は、例えば、5以下、4以下もしくは3以下であることができ、または、ここに例示した数を超える数のエリアBが上記磁気テープに含まれることもできる。エリアBの全長(複数のエリアBが含まれる場合はそれらの長さの合計)は、例えば、1~5,000mの範囲であることができ、または1~900mの範囲であることもできる。また、1つのエリアBの長さは、例えば、1~200mの範囲であることができる。上記磁気テープにエリアBが複数含まれる場合、それら複数のエリアBの層構成、各種層の成分、厚み等は、一形態では同じであることができ、他の一形態では異なることができる。
【0044】
一形態では、上記磁気テープでは、エリアBの磁性層表面において測定される鋼球摩耗体積は、例えば1×10-8mm3以上1×10-3mm3以下であることができ、1×10-7mm3以上1×10-4mm3以下であることが好ましい。鋼球摩耗体積が1×10-7mm3以上であることは、エリアBの磁性層表面から適量の潤滑剤を磁気ヘッドに供給するうえで好ましいと推察され、1×10-4mm3以下であることは、適度な供給速度で潤滑剤を磁気ヘッドに供給するうえで好ましいと推察される。上記の観点から、エリアBの磁性層表面において測定される鋼球摩耗体積は、1×10-7mm3以上であることが好ましく、8×10-7mm3以上であることがより好ましく、3×10-6mm3以上であることが更に好ましい。また、上記の観点から、エリアBの磁性層表面において測定される鋼球摩耗体積は、1×10-4mm3以下であることが好ましく5×10-5mm3以下であることがより好ましく、1×10-5mm3以下であることが更に好ましい。上記の鋼球摩耗体積は、例えば、磁性層に研磨剤として含有させる非磁性粉末の種類、サイズ、磁性層における含有量等によって制御できる。
【0045】
上記の鋼球摩耗体積は、以下の方法によって求められる値である。
エリアBの任意の位置から長さ4cmのテープ試料を切り出す。このテープ試料を、光学顕微鏡観察用のスライドガラス上に、テープ試料の4辺のうちの対向する2辺に接着テープを貼り付けて固定する。雰囲気温度23℃相対湿度50%の環境において、直径6.25mmの鋼球を、鋼球に荷重10gを加えた状態で、磁性層表面上で摺動させる。鋼球としては、JIS B 1501:2009「転がり軸受-鋼球」の規定にしたがう鋼球を使用する。25mmの距離を速度20mm/秒で1回摺動させた後、磁性層表面の未摺動の別の位置に鋼球を移動させて同様に摺動させることを、磁性層表面の20か所において実施する。各摺動時、鋼球の同じ位置を磁性層表面と接触させて摺動させる。その後、鋼球の磁性層表面と接触させて摺動させた位置を光学顕微鏡によって倍率40倍で観察し、摺動によって削れて露出した面の面積を求め、この面積から円相当径を算出する。この円相当径を球の直径として算出される球の体積を、鋼球摩耗体積とする。
測定対象の磁気テープに含まれるエリアBの数が1つの場合には、そのエリアBにおいて上記方法により求められる鋼球摩耗体積を、測定対象の磁気テープにおけるエリアBの磁性層表面において測定される鋼球摩耗体積とする。測定対象の磁気テープに含まれるエリアBの数が2つ以上の場合には、各エリアBにおいて上記方法により鋼球摩耗体積を求め、すべてのエリアBについてそれぞれ求められた鋼球摩耗体積の算術平均を、測定対象の磁気テープにおけるエリアBの磁性層表面において測定される鋼球摩耗体積とする。上記磁気テープに含まれるエリアBの数が2つ以上の場合、一形態では一部のエリアBについて、他の一形態ではすべてのエリアBについて、それぞれ上記方法によって求められる鋼球摩耗体積が上記範囲であることができる。
【0046】
エリアAとエリアBとは、磁気テープの長手方向に連続して位置する領域であることができる。ここで「連続して位置する領域」とは、それら領域の間に他の領域が存在しないことを意味する。例えば、磁気テープがカートリッジリールに巻取られて磁気テープカートリッジに収容された状態において、カートリッジリールに近い側を内側、遠い側を外側と呼ぶと、外側の末端から内側の末端に向かって、「エリアB/エリアA/エリアB/エリアA/エリアB」が連続している形態、「エリアB/エリアA/エリアB」が連続している形態、「エリアA/エリアB/エリアA」が連続している形態、「エリアA/エリアB」が連続している形態、「エリアB/エリアA」が連続している形態等があり得る。磁気テープの両末端のうち、少なくとも一方の末端がエリアBの端部であることが好ましく、両末端がそれぞれエリアBの端部であることがより好ましい。
【0047】
エリアAおよびエリアBを含む磁気テープは、一形態では、エリアAとなる磁気テープとエリアBとなる磁気テープとを接合させて製造された磁気テープであることができる。接合は、スプライシングテープ等の公知の手段によって行うことができる。他の一形態では、1つの非磁性支持体上に組成および/または製造条件を変更して複数の領域を設けることによって、エリアAとエリアBとを有する磁気テープを製造することができる。
【0048】
以下、上記磁気テープの磁性層等について更により詳細に説明する。以下において、特記しない限り、記載されている事項は、エリアAおよびエリアBの両エリアについて適用されるものとする。
【0049】
<磁性層>
(強磁性粉末)
磁性層に含まれる強磁性粉末としては、各種磁気記録媒体の磁性層において用いられる強磁性粉末として公知の強磁性粉末を1種または2種以上組み合わせて使用することができる。強磁性粉末として平均粒子サイズの小さいものを使用することは記録密度向上の観点から好ましい。この点から、強磁性粉末の平均粒子サイズは50nm以下であることが好ましく、45nm以下であることがより好ましく、40nm以下であることが更に好ましく、35nm以下であることが一層好ましく、30nm以下であることがより一層好ましく、25nm以下であることが更に一層好ましく、20nm以下であることがなお一層好ましい。一方、磁化の安定性の観点からは、強磁性粉末の平均粒子サイズは5nm以上であることが好ましく、8nm以上であることがより好ましく、10nm以上であることが更に好ましく、15nm以上であることが一層好ましく、20nm以上であることがより一層好ましい。
【0050】
六方晶フェライト粉末
強磁性粉末の好ましい具体例としては、六方晶フェライト粉末を挙げることができる。六方晶フェライト粉末の詳細については、例えば、特開2011-225417号公報の段落0012~0030、特開2011-216149号公報の段落0134~0136、特開2012-204726号公報の段落0013~0030および特開2015-127985号公報の段落0029~0084を参照できる。
【0051】
本発明および本明細書において、「六方晶フェライト粉末」とは、X線回折分析によって、主相として六方晶フェライト型の結晶構造が検出される強磁性粉末をいうものとする。主相とは、X線回折分析によって得られるX線回折スペクトルにおいて最も高強度の回折ピークが帰属する構造をいう。例えば、X線回折分析によって得られるX線回折スペクトルにおいて最も高強度の回折ピークが六方晶フェライト型の結晶構造に帰属される場合、六方晶フェライト型の結晶構造が主相として検出されたと判断するものとする。X線回折分析によって単一の構造のみが検出された場合には、この検出された構造を主相とする。六方晶フェライト型の結晶構造は、構成原子として、少なくとも鉄原子、二価金属原子および酸素原子を含む。二価金属原子とは、イオンとして二価のカチオンになり得る金属原子であり、ストロンチウム原子、バリウム原子、カルシウム原子等のアルカリ土類金属原子、鉛原子等を挙げることができる。本発明および本明細書において、六方晶ストロンチウムフェライト粉末とは、この粉末に含まれる主な二価金属原子がストロンチウム原子であるものをいい、六方晶バリウムフェライト粉末とは、この粉末に含まれる主な二価金属原子がバリウム原子であるものをいう。主な二価金属原子とは、この粉末に含まれる二価金属原子の中で、原子%基準で最も多くを占める二価金属原子をいうものとする。ただし、上記の二価金属原子には、希土類原子は包含されないものとする。本発明および本明細書における「希土類原子」は、スカンジウム原子(Sc)、イットリウム原子(Y)、およびランタノイド原子からなる群から選択される。ランタノイド原子は、ランタン原子(La)、セリウム原子(Ce)、プラセオジム原子(Pr)、ネオジム原子(Nd)、プロメチウム原子(Pm)、サマリウム原子(Sm)、ユウロピウム原子(Eu)、ガドリニウム原子(Gd)、テルビウム原子(Tb)、ジスプロシウム原子(Dy)、ホルミウム原子(Ho)、エルビウム原子(Er)、ツリウム原子(Tm)、イッテルビウム原子(Yb)、およびルテチウム原子(Lu)からなる群から選択される。
【0052】
以下に、六方晶フェライト粉末の一形態である六方晶ストロンチウムフェライト粉末について、更に詳細に説明する。
【0053】
六方晶ストロンチウムフェライト粉末の活性化体積は、好ましくは800~1600nm3の範囲である。上記範囲の活性化体積を示す微粒子化された六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、優れた電磁変換特性を発揮する磁気テープの作製のために好適である。六方晶ストロンチウムフェライト粉末の活性化体積は、好ましくは800nm3以上であり、例えば850nm3以上であることもできる。また、電磁変換特性の更なる向上の観点から、六方晶ストロンチウムフェライト粉末の活性化体積は、1500nm3以下であることがより好ましく、1400nm3以下であることが更に好ましく、1300nm3以下であることが一層好ましく、1200nm3以下であることがより一層好ましく、1100nm3以下であることが更により一層好ましい。六方晶バリウムフェライト粉末の活性化体積についても、同様である。
【0054】
「活性化体積」とは、磁化反転の単位であって、粒子の磁気的な大きさを示す指標である。本発明および本明細書に記載の活性化体積および後述の異方性定数Kuは、振動試料型磁力計を用いて保磁力Hc測定部の磁場スイープ速度3分と30分とで測定し(測定温度:23℃±1℃)、以下のHcと活性化体積Vとの関係式から求められる値である。なお異方性定数Kuの単位に関して、1erg/cc=1.0×10-1J/m3である。
Hc=2Ku/Ms{1-[(kT/KuV)ln(At/0.693)]1/2}
[上記式中、Ku:異方性定数(単位:J/m3)、Ms:飽和磁化(単位:kA/m)、k:ボルツマン定数、T:絶対温度(単位:K)、V:活性化体積(単位:cm3)、A:スピン歳差周波数(単位:s-1)、t:磁界反転時間(単位:s)]
【0055】
熱揺らぎの低減、換言すれば熱的安定性の向上の指標としては、異方性定数Kuを挙げることができる。六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、好ましくは1.8×105J/m3以上のKuを有することができ、より好ましくは2.0×105J/m3以上のKuを有することができる。また、六方晶ストロンチウムフェライト粉末のKuは、例えば2.5×105J/m3以下であることができる。ただしKuが高いほど熱的安定性が高いことを意味し好ましいため、上記例示した値に限定されるものではない。
【0056】
六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、希土類原子を含んでいてもよく、含まなくてもよい。六方晶ストロンチウムフェライト粉末が希土類原子を含む場合、鉄原子100原子%に対して、0.5~5.0原子%の含有率(バルク含有率)で希土類原子を含むことが好ましい。希土類原子を含む六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、一形態では、希土類原子表層部偏在性を有することができる。本発明および本明細書における「希土類原子表層部偏在性」とは、六方晶ストロンチウムフェライト粉末を酸により部分溶解して得られた溶解液中の鉄原子100原子%に対する希土類原子含有率(以下、「希土類原子表層部含有率」または希土類原子に関して単に「表層部含有率」と記載する。)が、六方晶ストロンチウムフェライト粉末を酸により全溶解して得られた溶解液中の鉄原子100原子%に対する希土類原子含有率(以下、「希土類原子バルク含有率」または希土類原子に関して単に「バルク含有率」と記載する。)と、
希土類原子表層部含有率/希土類原子バルク含有率>1.0
の比率を満たすことを意味する。後述の六方晶ストロンチウムフェライト粉末の希土類原子含有率とは、希土類原子バルク含有率と同義である。これに対し、酸を用いる部分溶解は六方晶ストロンチウムフェライト粉末を構成する粒子の表層部を溶解するため、部分溶解により得られる溶解液中の希土類原子含有率とは、六方晶ストロンチウムフェライト粉末を構成する粒子の表層部における希土類原子含有率である。希土類原子表層部含有率が、「希土類原子表層部含有率/希土類原子バルク含有率>1.0」の比率を満たすことは、六方晶ストロンチウムフェライト粉末を構成する粒子において、希土類原子が表層部に偏在(即ち内部より多く存在)していることを意味する。本発明および本明細書における表層部とは、六方晶ストロンチウムフェライト粉末を構成する粒子の表面から内部に向かう一部領域を意味する。
【0057】
六方晶ストロンチウムフェライト粉末が希土類原子を含む場合、希土類原子含有率(バルク含有率)は、鉄原子100原子%に対して0.5~5.0原子%の範囲であることが好ましい。上記範囲のバルク含有率で希土類原子を含み、かつ六方晶ストロンチウムフェライト粉末を構成する粒子の表層部に希土類原子が偏在していることは、繰り返し再生における再生出力の低下を抑制することに寄与すると考えられる。これは、六方晶ストロンチウムフェライト粉末が上記範囲のバルク含有率で希土類原子を含み、かつ六方晶ストロンチウムフェライト粉末を構成する粒子の表層部に希土類原子が偏在していることにより、異方性定数Kuを高めることができるためと推察される。異方性定数Kuは、この値が高いほど、いわゆる熱揺らぎと呼ばれる現象の発生を抑制すること(換言すれば熱的安定性を向上させること)ができる。熱揺らぎの発生が抑制されることにより、繰り返し再生における再生出力の低下を抑制することができる。六方晶ストロンチウムフェライト粉末の粒子表層部に希土類原子が偏在することが、表層部の結晶格子内の鉄(Fe)のサイトのスピンを安定化することに寄与し、これにより異方性定数Kuが高まるのではないかと推察される。
また、希土類原子表層部偏在性を有する六方晶ストロンチウムフェライト粉末を磁性層の強磁性粉末として用いることは、磁気ヘッドとの摺動によって磁性層表面が削れることを抑制することにも寄与すると推察される。即ち、磁気テープの走行耐久性の向上にも、希土類原子表層部偏在性を有する六方晶ストロンチウムフェライト粉末が寄与し得ると推察される。これは、六方晶ストロンチウムフェライト粉末を構成する粒子の表面に希土類原子が偏在することが、粒子表面と磁性層に含まれる有機物質(例えば、結合剤および/または添加剤)との相互作用の向上に寄与し、その結果、磁性層の強度が向上するためではないかと推察される。
繰り返し再生における再生出力の低下をより一層抑制する観点および/または走行耐久性の更なる向上の観点からは、希土類原子含有率(バルク含有率)は、0.5~4.5原子%の範囲であることがより好ましく、1.0~4.5原子%の範囲であることが更に好ましく、1.5~4.5原子%の範囲であることが一層好ましい。
【0058】
上記バルク含有率は、六方晶ストロンチウムフェライト粉末を全溶解して求められる含有率である。なお本発明および本明細書において、特記しない限り、原子について含有率とは、六方晶ストロンチウムフェライト粉末を全溶解して求められるバルク含有率をいうものとする。希土類原子を含む六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、希土類原子として1種の希土類原子のみ含んでもよく、2種以上の希土類原子を含んでもよい。2種以上の希土類原子を含む場合の上記バルク含有率は、2種以上の希土類原子の合計について求められる。この点は、本発明および本明細書における他の成分についても同様である。即ち、特記しない限り、ある成分は、1種のみ用いてもよく、2種以上用いてもよい。2種以上用いられる場合の含有量または含有率とは、2種以上の合計についていうものとする。
【0059】
六方晶ストロンチウムフェライト粉末が希土類原子を含む場合、含まれる希土類原子は、希土類原子のいずれか1種以上であればよい。繰り返し再生における再生出力の低下をより一層抑制する観点から好ましい希土類原子としては、ネオジム原子、サマリウム原子、イットリウム原子およびジスプロシウム原子を挙げることができ、ネオジム原子、サマリウム原子およびイットリウム原子がより好ましく、ネオジム原子が更に好ましい。
【0060】
希土類原子表層部偏在性を有する六方晶ストロンチウムフェライト粉末において、希土類原子は六方晶ストロンチウムフェライト粉末を構成する粒子の表層部に偏在していればよく、偏在の程度は限定されるものではない。例えば、希土類原子表層部偏在性を有する六方晶ストロンチウムフェライト粉末について、後述する溶解条件で部分溶解して求められた希土類原子の表層部含有率と後述する溶解条件で全溶解して求められた希土類原子のバルク含有率との比率、「表層部含有率/バルク含有率」は1.0超であり、1.5以上であることができる。「表層部含有率/バルク含有率」が1.0より大きいことは、六方晶ストロンチウムフェライト粉末を構成する粒子において、希土類原子が表層部に偏在(即ち内部より多く存在)していることを意味する。また、後述する溶解条件で部分溶解して求められた希土類原子の表層部含有率と後述する溶解条件で全溶解して求められた希土類原子のバルク含有率との比率、「表層部含有率/バルク含有率」は、例えば、10.0以下、9.0以下、8.0以下、7.0以下、6.0以下、5.0以下、または4.0以下であることができる。ただし、希土類原子表層部偏在性を有する六方晶ストロンチウムフェライト粉末において、希土類原子は六方晶ストロンチウムフェライト粉末を構成する粒子の表層部に偏在していればよく、上記の「表層部含有率/バルク含有率」は、例示した上限または下限に限定されるものではない。
【0061】
六方晶ストロンチウムフェライト粉末の部分溶解および全溶解について、以下に説明する。粉末として存在している六方晶ストロンチウムフェライト粉末については、部分溶解および全溶解する試料粉末は、同一ロットの粉末から採取する。一方、磁気テープの磁性層に含まれている六方晶ストロンチウムフェライト粉末については、磁性層から取り出した六方晶ストロンチウムフェライト粉末の一部を部分溶解に付し、他の一部を全溶解に付す。磁性層からの六方晶ストロンチウムフェライト粉末の取り出しは、例えば、特開2015-91747号公報の段落0032に記載の方法によって行うことができる。
上記部分溶解とは、溶解終了時に液中に六方晶ストロンチウムフェライト粉末の残留が目視で確認できる程度に溶解することをいう。例えば、部分溶解により、六方晶ストロンチウムフェライト粉末を構成する粒子について、粒子全体を100質量%として10~20質量%の領域を溶解することができる。一方、上記全溶解とは、溶解終了時に液中に六方晶ストロンチウムフェライト粉末の残留が目視で確認されない状態まで溶解することをいう。
上記部分溶解および表層部含有率の測定は、例えば、以下の方法により行われる。ただし、下記の試料粉末量等の溶解条件は例示であって、部分溶解および全溶解が可能な溶解条件を任意に採用できる。
試料粉末12mgおよび1mol/L塩酸10mLを入れた容器(例えばビーカー)を、設定温度70℃のホットプレート上で1時間保持する。得られた溶解液を0.1μmのメンブレンフィルタでろ過する。こうして得られたろ液の元素分析を誘導結合プラズマ(ICP;Inductively Coupled Plasma)分析装置によって行う。こうして、鉄原子100原子%に対する希土類原子の表層部含有率を求めることができる。元素分析により複数種の希土類原子が検出された場合には、全希土類原子の合計含有率を、表層部含有率とする。この点は、バルク含有率の測定においても、同様である。
一方、上記全溶解およびバルク含有率の測定は、例えば、以下の方法により行われる。
試料粉末12mgおよび4mol/L塩酸10mLを入れた容器(例えばビーカー)を、設定温度80℃のホットプレート上で3時間保持する。その後は上記の部分溶解および表層部含有率の測定と同様に行い、鉄原子100原子%に対するバルク含有率を求めることができる。
【0062】
磁気テープに記録されたデータを再生する際の再生出力を高める観点から、磁気テープに含まれる強磁性粉末の質量磁化σsが高いことは望ましい。この点に関して、希土類原子を含むものの希土類原子表層部偏在性を持たない六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、希土類原子を含まない六方晶ストロンチウムフェライト粉末と比べてσsが大きく低下する傾向が見られた。これに対し、そのようなσsの大きな低下を抑制するうえでも、希土類原子表層部偏在性を有する六方晶ストロンチウムフェライト粉末は好ましいと考えられる。一形態では、六方晶ストロンチウムフェライト粉末のσsは、45A・m2/kg以上であることができ、47A・m2/kg以上であることもできる。一方、σsは、ノイズ低減の観点からは、80A・m2/kg以下であることが好ましく、60A・m2/kg以下であることがより好ましい。σsは、振動試料型磁力計等の磁気特性を測定可能な公知の測定装置を用いて測定することができる。本発明および本明細書において、特記しない限り、質量磁化σsは、磁場強度15kOeで測定される値とする。1[kOe]=106/4π[A/m]である。
【0063】
六方晶ストロンチウムフェライト粉末の構成原子の含有率(バルク含有率)に関して、ストロンチウム原子含有率は、鉄原子100原子%に対して、例えば2.0~15.0原子%の範囲であることができる。一形態では、六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、この粉末に含まれる二価金属原子がストロンチウム原子のみであることができる。また他の一形態では、六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、ストロンチウム原子に加えて1種以上の他の二価金属原子を含むこともできる。例えば、バリウム原子および/またはカルシウム原子を含むことができる。ストロンチウム原子以外の他の二価金属原子が含まれる場合、六方晶ストロンチウムフェライト粉末におけるバリウム原子含有率およびカルシウム原子含有率は、それぞれ、例えば、鉄原子100原子%に対して、0.05~5.0原子%の範囲であることができる。
【0064】
六方晶フェライトの結晶構造としては、マグネトプランバイト型(「M型」とも呼ばれる。)、W型、Y型およびZ型が知られている。六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、いずれの結晶構造を取るものであってもよい。結晶構造は、X線回折分析によって確認することができる。六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、X線回折分析によって、単一の結晶構造または2種以上の結晶構造が検出されるものであることができる。例えば一形態では、六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、X線回折分析によってM型の結晶構造のみが検出されるものであることができる。例えば、M型の六方晶フェライトは、AFe12O19の組成式で表される。ここでAは二価金属原子を表し、六方晶ストロンチウムフェライト粉末がM型である場合、Aはストロンチウム原子(Sr)のみであるか、またはAとして複数の二価金属原子が含まれる場合には、上記の通り原子%基準で最も多くをストロンチウム原子(Sr)が占める。六方晶ストロンチウムフェライト粉末の二価金属原子含有率は、通常、六方晶フェライトの結晶構造の種類により定まるものであり、特に限定されるものではない。鉄原子含有率および酸素原子含有率についても、同様である。六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、少なくとも、鉄原子、ストロンチウム原子および酸素原子を含み、更に希土類原子を含むこともできる。更に、六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、これら原子以外の原子を含んでもよく、含まなくてもよい。一例として、六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、アルミニウム原子(Al)を含むものであってもよい。アルミニウム原子の含有率は、鉄原子100原子%に対して、例えば0.5~10.0原子%であることができる。繰り返し再生における再生出力低下をより一層抑制する観点からは、六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、鉄原子、ストロンチウム原子、酸素原子および希土類原子を含み、これら原子以外の原子の含有率が、鉄原子100原子%に対して、10.0原子%以下であることが好ましく、0~5.0原子%の範囲であることがより好ましく、0原子%であってもよい。即ち、一形態では、六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、鉄原子、ストロンチウム原子、酸素原子および希土類原子以外の原子を含まなくてもよい。上記の原子%で表示される含有率は、六方晶ストロンチウムフェライト粉末を全溶解して求められる各原子の含有率(単位:質量%)を、各原子の原子量を用いて原子%表示の値に換算して求められる。また、本発明および本明細書において、ある原子について「含まない」とは、全溶解してICP分析装置により測定される含有率が0質量%であることをいう。ICP分析装置の検出限界は、通常、質量基準で0.01ppm(parts per million)以下である。上記の「含まない」とは、ICP分析装置の検出限界未満の量で含まれることを包含する意味で用いるものとする。六方晶ストロンチウムフェライト粉末は、一形態では、ビスマス原子(Bi)を含まないものであることができる。
【0065】
金属粉末
強磁性粉末の好ましい具体例としては、強磁性金属粉末を挙げることもできる。強磁性金属粉末の詳細については、例えば特開2011-216149号公報の段落0137~0141および特開2005-251351号公報の段落0009~0023を参照できる。
【0066】
ε-酸化鉄粉末
強磁性粉末の好ましい具体例としては、ε-酸化鉄粉末を挙げることもできる。本発明および本明細書において、「ε-酸化鉄粉末」とは、X線回折分析によって、主相としてε-酸化鉄型の結晶構造が検出される強磁性粉末をいうものとする。例えば、X線回折分析によって得られるX線回折スペクトルにおいて最も高強度の回折ピークがε-酸化鉄型の結晶構造に帰属される場合、ε-酸化鉄型の結晶構造が主相として検出されたと判断するものとする。ε-酸化鉄粉末の製造方法としては、ゲーサイトから作製する方法、逆ミセル法等が知られている。上記製造方法は、いずれも公知である。また、Feの一部がGa、Co、Ti、Al、Rh等の置換原子によって置換されたε-酸化鉄粉末を製造する方法については、例えば、J. Jpn. Soc. Powder Metallurgy Vol. 61 Supplement, No. S1, pp. S280-S284、J. Mater. Chem. C, 2013, 1, pp.5200-5206等を参照できる。ただし、上記磁気テープの磁性層において強磁性粉末として使用可能なε-酸化鉄粉末の製造方法は、ここで挙げた方法に限定されない。
【0067】
ε-酸化鉄粉末の活性化体積は、好ましくは300~1500nm3の範囲である。上記範囲の活性化体積を示す微粒子化されたε-酸化鉄粉末は、優れた電磁変換特性を発揮する磁気テープの作製のために好適である。ε-酸化鉄粉末の活性化体積は、好ましくは300nm3以上であり、例えば500nm3以上であることもできる。また、電磁変換特性の更なる向上の観点から、ε-酸化鉄粉末の活性化体積は、1400nm3以下であることがより好ましく、1300nm3以下であることが更に好ましく、1200nm3以下であることが一層好ましく、1100nm3以下であることがより一層好ましい。
【0068】
熱揺らぎの低減、換言すれば熱的安定性の向上の指標としては、異方性定数Kuを挙げることができる。ε-酸化鉄粉末は、好ましくは3.0×104J/m3以上のKuを有することができ、より好ましくは8.0×104J/m3以上のKuを有することができる。また、ε-酸化鉄粉末のKuは、例えば3.0×105J/m3以下であることができる。ただしKuが高いほど熱的安定性が高いことを意味し、好ましいため、上記例示した値に限定されるものではない。
【0069】
磁気テープに記録されたデータを再生する際の再生出力を高める観点から、磁気テープに含まれる強磁性粉末の質量磁化σsが高いことは望ましい。この点に関して、一形態では、ε-酸化鉄粉末のσsは、8A・m2/kg以上であることができ、12A・m2/kg以上であることもできる。一方、ε-酸化鉄粉末のσsは、ノイズ低減の観点からは、40A・m2/kg以下であることが好ましく、35A・m2/kg以下であることがより好ましい。
【0070】
本発明および本明細書において、特記しない限り、強磁性粉末等の各種粉末の平均粒子サイズは、透過型電子顕微鏡を用いて、以下の方法により測定される値とする。
粉末を、透過型電子顕微鏡を用いて撮影倍率100000倍で撮影し、総倍率500000倍になるように印画紙にプリントして粉末を構成する粒子の写真を得る。得られた粒子の写真から目的の粒子を選びデジタイザーで粒子の輪郭をトレースし粒子(一次粒子)のサイズを測定する。一次粒子とは、凝集のない独立した粒子をいう。
以上の測定を、無作為に抽出した500個の粒子について行う。こうして得られた500個の粒子の粒子サイズの算術平均を、粉末の平均粒子サイズとする。上記透過型電子顕微鏡としては、例えば日立製透過型電子顕微鏡H-9000型を用いることができる。また、粒子サイズの測定は、公知の画像解析ソフト、例えばカールツァイス製画像解析ソフトKS-400を用いて行うことができる。後述の実施例に示す平均粒子サイズは、特記しない限り、透過型電子顕微鏡として日立製透過型電子顕微鏡H-9000型、画像解析ソフトとしてカールツァイス製画像解析ソフトKS-400を用いて測定された値である。本発明および本明細書において、粉末とは、複数の粒子の集合を意味する。例えば、強磁性粉末とは、複数の強磁性粒子の集合を意味する。また、複数の粒子の集合とは、集合を構成する粒子が直接接触している形態に限定されず、後述する結合剤、添加剤等が、粒子同士の間に介在している形態も包含される。粒子との語が、粉末を表すために用いられることもある。
【0071】
粒子サイズ測定のために磁気テープから試料粉末を採取する方法としては、例えば特開2011-048878号公報の段落0015に記載の方法を採用することができる。
【0072】
本発明および本明細書において、特記しない限り、粉末を構成する粒子のサイズ(粒子サイズ)は、上記の粒子写真において観察される粒子の形状が、
(1)針状、紡錘状、柱状(ただし、高さが底面の最大長径より大きい)等の場合は、粒子を構成する長軸の長さ、即ち長軸長で表され、
(2)板状または柱状(ただし、厚みまたは高さが板面または底面の最大長径より小さい)の場合は、その板面または底面の最大長径で表され、
(3)球形、多面体状、不定形等であって、かつ形状から粒子を構成する長軸を特定できない場合は、円相当径で表される。円相当径とは、円投影法で求められるものを言う。
【0073】
また、粉末の平均針状比は、上記測定において粒子の短軸の長さ、即ち短軸長を測定し、各粒子の(長軸長/短軸長)の値を求め、上記500個の粒子について得た値の算術平均を指す。ここで、特記しない限り、短軸長とは、上記粒子サイズの定義で(1)の場合は、粒子を構成する短軸の長さを、同じく(2)の場合は、厚みまたは高さを各々指し、(3)の場合は、長軸と短軸の区別がないから、(長軸長/短軸長)は、便宜上1とみなす。
そして、特記しない限り、粒子の形状が特定の場合、例えば、上記粒子サイズの定義(1)の場合、平均粒子サイズは平均長軸長であり、同定義(2)の場合、平均粒子サイズは平均板径である。同定義(3)の場合、平均粒子サイズは、平均直径(平均粒径、平均粒子径ともいう)である。
【0074】
磁性層における強磁性粉末の含有量(充填率)は、好ましくは50~90質量%の範囲であり、より好ましくは60~90質量%の範囲である。磁性層において強磁性粉末の充填率が高いことは、記録密度向上の観点から好ましい。
【0075】
一形態では、上記磁気テープの異方性磁界Hkに関して、少なくともエリアAについて求められる異方性磁界Hkが、10kOe以上であることが好ましく、12kOe以上であることがより好ましく、14kOe以上であることが更に好ましい。上記磁気テープに含まれるエリアAの数が2つ以上の場合には、各エリアAについて求められる異方性磁界Hkの算術平均を、上記磁気テープのエリアAについて求められる異方性磁界Hkとする。また、上記磁気テープに含まれるエリアAの数が2つ以上の場合、それらエリアAについてそれぞれ求められるHkは、一形態では同じ値であることができ、他の一形態では異なる値であることができる。以上の点は、上記磁気テープに含まれるエリアBの数が2つ以上の場合のエリアBに関しても同様である。ただし、エリアA用磁気テープを入手可能な場合およびエリアB用磁気テープを入手可能な場合については、先に記載した通りである。
記録密度向上の観点からは、データが記録される領域において異方性磁界Hkが高いことは好ましい。他方、異方性磁界Hkが高い領域では、スペーシング変動が生じてしまうことによって磁性層の深部までの記録がより困難になる傾向があり、高温環境での繰り返し走行において電磁変換特性低下がより生じ易いと考えられる。これに対し、上記磁気テープでは、エリアAに加えてエリアBが含まれることが、そのような電磁変換特性の低下を抑制することに寄与し得る。また、上記磁気テープの異方性磁界Hkに関して、少なくともエリアAについて求められる異方性磁界Hkが、90kOe以下であることが好ましく、80kOe以下であることがより好ましく、70kOe以下であることが更に好ましい。
上記磁気テープに含まれるエリアAの数が2つ以上の場合、一形態では一部のエリアAにおいて、他の一形態ではすべてのエリアAにおいて、異方性磁界Hkが上記範囲であることができる。
上記磁気テープのエリアBについて求められる異方性磁界Hkは、一形態では5kOe以上であることができ、他の一形態ではエリアAに関して先に記載した範囲であることができる。上記磁気テープに含まれるエリアBの数が2つ以上の場合、一形態では一部のエリアBにおいて、他の一形態ではすべてのエリアBにおいて、異方性磁界Hkは、例えば5kOe以上であることができ、または、例えばエリアAに関して先に記載した範囲であることができる。
本発明および本明細書において、上記の「異方性磁界Hk」は、磁性層の磁化困難軸方向に磁界を印加したときに、磁化が飽和する磁界をいう。異方性磁界Hkは、振動試料型磁力計等の磁気特性を測定可能な公知の測定装置を用いて測定することができる。測定対象の磁気テープの測定対象エリアから測定装置に導入可能なサンプル片を切り出し、23℃の温度のサンプル片についてHkを測定する。サンプル片の周囲の雰囲気温度を23℃とすることにより、温度平衡が成り立つことによってサンプル片の温度を23℃とすることができる。例えば、強磁性粉末として六方晶フェライト粉末および/またはε-酸化鉄粉末を含む磁性層において、磁性層の磁化困難軸方向は、面内方向である。単位に関して、1[kOe]=106/4π[A/m]である。
【0076】
(結合剤)
上記磁気テープは塗布型の磁気テープであることができ、磁性層に結合剤を含むことができる。結合剤とは、1種以上の樹脂である。結合剤としては、塗布型磁気記録媒体の結合剤として通常使用される各種樹脂を用いることができる。例えば、結合剤としては、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、塩化ビニル樹脂、スチレン、アクリロニトリル、メチルメタクリレート等を共重合したアクリル樹脂、ニトロセルロース等のセルロース樹脂、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラール等のポリビニルアルキラール樹脂等から選ばれる樹脂を単独で用いるか、または複数の樹脂を混合して用いることができる。これらの中で好ましいものはポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、セルロース樹脂、および塩化ビニル樹脂である。これらの樹脂は、ホモポリマーでもよく、コポリマー(共重合体)でもよい。これらの樹脂は、後述する非磁性層および/またはバックコート層においても結合剤として使用することができる。
以上の結合剤については、特開2010-24113号公報の段落0028~0031を参照できる。結合剤として使用される樹脂の平均分子量は、重量平均分子量として、例えば10,000以上200,000以下であることができる。本発明および本明細書における重量平均分子量とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって、下記測定条件により測定された値をポリスチレン換算して求められる値である。後述の実施例に示す結合剤の重量平均分子量は、下記測定条件によって測定された値をポリスチレン換算して求めた値である。結合剤は、強磁性粉末100.0質量部に対して、例えば1.0~30.0質量部の量で使用することができる。
GPC装置:HLC-8120(東ソー社製)
カラム:TSK gel Multipore HXL-M(東ソー社製、7.8mmID(Inner Diameter)×30.0cm)
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
【0077】
(硬化剤)
結合剤として使用可能な樹脂とともに硬化剤を使用することもできる。硬化剤は、一態様では加熱により硬化反応(架橋反応)が進行する化合物である熱硬化性化合物であることができ、他の一態様では光照射により硬化反応(架橋反応)が進行する光硬化性化合物であることができる。硬化剤は、磁性層形成工程の中で硬化反応が進行することにより、少なくとも一部は、結合剤等の他の成分と反応(架橋)した状態で磁性層に含まれ得る。この点は、他の層を形成するために用いられる組成物が硬化剤を含む場合に、この組成物を用いて形成される層についても同様である。好ましい硬化剤は、熱硬化性化合物であり、ポリイソシアネートが好適である。ポリイソシアネートの詳細については、特開2011-216149号公報の段落0124~0125を参照できる。硬化剤は、磁性層形成用組成物中に、結合剤100.0質量部に対して例えば0~80.0質量部、磁性層の強度向上の観点からは好ましくは50.0~80.0質量部の量で使用することができる。
【0078】
(潤滑剤)
上記磁気テープは、磁性層および/または非磁性層に、脂肪酸、脂肪酸エステルおよび脂肪酸アミドからなる群から選択される成分の1種以上を含むことができる。また、バックコート層にも、脂肪酸、脂肪酸エステルおよび脂肪酸アミドからなる群から選択される成分の1種以上を含むことができる。
脂肪酸としては、例えば、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、ベヘン酸、エルカ酸、エライジン酸等を挙げることができ、ステアリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸が好ましく、ステアリン酸がより好ましい。脂肪酸は、金属塩等の塩の形態で磁性層に含まれていてもよい。
脂肪酸エステルとしては、例えば、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、ベヘン酸、エルカ酸、エライジン酸等のエステルを挙げることができる。具体例としては、例えば、ミリスチン酸ブチル、パルミチン酸ブチル、ステアリン酸ブチル、ステアリン酸イソヘキサデシル、ネオペンチルグリコールジオレエート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンジステアレート、ソルビタントリステアレート、オレイン酸オレイル、ステアリン酸イソセチル、ステアリン酸イソトリデシル、ステアリン酸オクチル、ステアリン酸イソオクチル、ステアリン酸アミル、ステアリン酸ブトキシエチル等を挙げることができる。
脂肪酸アミドとしては、上記の各種脂肪酸のアミド、例えば、ラウリン酸アミド、ミリスチン酸アミド、パルミチン酸アミド、ステアリン酸アミド等を挙げることができる。
潤滑剤抽出量AMagおよびBMagは、各エリアの磁性層を形成するために使用する組成物および/または非磁性層を形成するために使用する組成物に含まれる潤滑剤量によって調整することができる。
エリアAを形成するための磁性層形成用組成物における脂肪酸含有量は、強磁性粉末100.0質量部あたり、例えば0.1~5.0質量部であり、好ましくは0.2~3.0質量部であり、より好ましくは0.3~2.0質量部である。エリアAを形成するための磁性層形成用組成物における脂肪酸エステル含有量は、強磁性粉末100.0質量部あたり、例えば0.5~6.0質量部であり、好ましくは1.0~4.0質量部である。エリアAを形成するための磁性層形成用組成物における脂肪酸アミド含有量は、強磁性粉末100.0質量部あたり、例えば0.1~1.0質量部であり、好ましくは0.2~0.7質量部であり、より好ましくは0.3~0.5質量部である。
エリアBを形成するための磁性層形成用組成物における脂肪酸含有量は、強磁性粉末100.0質量部あたり、例えば0.3~10.0質量部であり、好ましくは0.5~6.0質量部であり、より好ましくは0.7~3.0質量部である。エリアBを形成するための磁性層形成用組成物における脂肪酸エステル含有量は、強磁性粉末100.0質量部あたり、例えば0.5~15.0質量部であり、好ましくは1.0~5.0質量部である。エリアBを形成するための磁性層形成用組成物における脂肪酸アミド含有量は、強磁性粉末100.0質量部あたり、例えば0.1~1.0質量部であり、好ましくは0.2~0.7質量部であり、より好ましくは0.3~0.5質量部である。
また、上記磁気テープがエリアAにおいて非磁性支持体と磁性層との間に非磁性層を有する場合、エリアAを形成するための非磁性層形成用組成物における脂肪酸含有量は、非磁性粉末100.0質量部あたり、例えば0.1~5.0質量部であり、好ましくは0.3~3.0質量部であり、より好ましくは0.5~2.0質量部である。エリアAを形成するための非磁性層形成用組成物における脂肪酸エステル含有量は、非磁性粉末100.0質量部あたり、例えば0.5~6.0質量部であり、好ましくは1.5~4.0質量部である。エリアAを形成するための非磁性層形成用組成物における脂肪酸アミド含有量は、非磁性粉末100.0質量部あたり、例えば0.1~1.0質量部であり、好ましくは0.2~0.6質量部である。
上記磁気テープがエリアBにおいて非磁性支持体と磁性層との間に非磁性層を有する場合、エリアBを形成するための非磁性層形成用組成物における脂肪酸含有量は、非磁性粉末100.0質量部あたり、例えば0.5~10.0質量部であり、好ましくは0.7~6.0質量部であり、より好ましくは1.0~3.0質量部である。エリアBを形成するための非磁性層形成用組成物における脂肪酸エステル含有量は、非磁性粉末100.0質量部あたり、例えば0.5~15.0質量部であり、好ましくは1.0~5.0質量部である。エリアBを形成するための非磁性層形成用組成物における脂肪酸アミド含有量は、非磁性粉末100.0質量部あたり、例えば0.1~1.0質量部であり、好ましくは0.2~0.6質量部である。
本発明および本明細書において、特記しない限り、ある成分は、1種のみ用いてもよく2種以上用いてもよい。ある成分が2種以上用いられる場合の含有量とは、これら2種以上の合計含有量をいうものとする。
【0079】
(添加剤)
磁性層には、必要に応じて1種以上の添加剤が含まれていてもよい。添加剤の具体例としては、上記の硬化剤が挙げられる。また、磁性層に含まれる添加剤としては、非磁性粉末(例えば無機粉末、カーボンブラック等)、分散剤、分散助剤、防黴剤、帯電防止剤、酸化防止剤等を挙げることができる。分散剤については、特開2012-133837号公報の段落0061および0071を参照できる。分散剤を非磁性層形成用組成物に添加してもよい。非磁性層形成用組成物に添加し得る分散剤については、特開2012-133837号公報の段落0061を参照できる。また、磁性層に含まれ得る非磁性粉末としては、研磨剤として機能することができる非磁性粉末、磁性層表面に適度に突出する突起を形成する突起形成剤として機能することができる非磁性粉末(例えば非磁性コロイド粒子等)等が挙げられる。なお後述の実施例に示すコロイダルシリカ(シリカコロイド粒子)の平均粒子サイズは、特開2011-048878号公報の段落0015に平均粒径の測定方法として記載されている方法により求められた値である。添加剤は、所望の性質に応じて市販品を適宜選択して、または公知の方法で製造して、任意の量で使用することができる。研磨剤を含む磁性層に研磨剤の分散性を向上するために使用され得る添加剤の一例としては、特開2013-131285号公報の段落0012~0022に記載の分散剤を挙げることができる。
【0080】
研磨剤としては、モース硬度8超の非磁性粉末が好ましく、モース硬度9以上の非磁性粉末がより好ましい。モース硬度の最大値は10である。研磨剤は、無機物質の粉末であることができ、有機物質の粉末であることもできる。研磨剤は、無機または有機の酸化物の粉末または炭化物(カーバイド)の粉末であることができる。カーバイドとしては、ボロンカーバイド(例えばB4C)、チタンカーバイド(例えばTiC)等を挙げることができる。また、研磨剤としては、ダイヤモンドも使用可能である。研磨剤は、一形態では、無機酸化物の粉末であることが好ましい。具体的には、無機酸化物としては、アルミナ(例えばAl2O3)、酸化チタン(例えばTiO2)、酸化セリウム(例えばCeO2)、酸化ジルコニウム(例えばZrO2)等を挙げることができ、中でもアルミナが好ましい。アルミナのモース硬度は約9である。アルミナ粉末については、特開2013-229090号公報の段落0021も参照できる。また、研磨剤の平均粒子サイズは、0.02~0.50μmの範囲であることが好ましく、0.05~0.40μmの範囲であることがより好ましく、0.12~0.32μmの範囲であることが更に好ましい。また、研磨剤の粒子サイズの指標としては、比表面積を用いることができる。研磨剤としては、BET(Brunauer-Emmett-Teller)法によって測定された比表面積(以下、「BET比表面積」と記載する。)が14m2/g以上の研磨剤を使用することが好ましい。また、分散性の観点からは、BET比表面積が40m2/g以下の研磨剤を使用することが好ましい。磁性層における研磨剤の含有量は、強磁性粉末100.0質量部に対して1.0~20.0質量部であることが好ましく、1.0~18.0質量部であることがより好ましい。
【0081】
以上説明した磁性層は、非磁性支持体表面上に直接、または非磁性層を介して間接的に、設けることができる。
【0082】
<非磁性層>
次に非磁性層について説明する。上記磁気テープは、エリアAおよび/またはエリアBにおいて、非磁性支持体表面上に直接磁性層を有していてもよく、非磁性支持体表面上に非磁性粉末を含む非磁性層を介して磁性層を有していてもよい。非磁性層に使用される非磁性粉末は、無機物質の粉末でも有機物質の粉末でもよい。また、カーボンブラック等も使用できる。無機物質の粉末としては、例えば金属、金属酸化物、金属炭酸塩、金属硫酸塩、金属窒化物、金属炭化物、金属硫化物等の粉末が挙げられる。これらの非磁性粉末は、市販品として入手可能であり、公知の方法で製造することもできる。その詳細については、特開2011-216149号公報の段落0146~0150を参照できる。非磁性層に使用可能なカーボンブラックについては、特開2010-24113号公報の段落0040および0041も参照できる。非磁性層における非磁性粉末の含有量(充填率)は、好ましくは50~90質量%の範囲であり、より好ましくは60~90質量%の範囲である。
【0083】
非磁性層は、結合剤を含むことができ、添加剤を含むこともできる。非磁性層の結合剤、添加剤等のその他詳細については、非磁性層に関する公知技術を適用できる。また、例えば、結合剤の種類および含有量、添加剤の種類および含有量等に関しては、磁性層に関する公知技術も適用できる。
【0084】
本発明および本明細書において、非磁性層には、非磁性粉末とともに、例えば不純物として、または意図的に、少量の強磁性粉末を含む実質的に非磁性な層も包含されるものとする。ここで実質的に非磁性な層とは、この層の残留磁束密度が10mT以下であるか、保磁力が7.96kA/m(100Oe)以下であるか、または、残留磁束密度が10mT以下であり、かつ保磁力が7.96kA/m(100Oe)以下である層をいうものとする。非磁性層は、残留磁束密度および保磁力を持たないことが好ましい。
【0085】
<非磁性支持体>
次に、非磁性支持体について説明する。非磁性支持体(以下、単に「支持体」とも記載する。)としては、二軸延伸を行ったポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミド、ポリアミドイミド、芳香族ポリアミド等の公知のものが挙げられる。これらの中でもポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートおよびポリアミドが好ましい。これらの支持体には、あらかじめコロナ放電、プラズマ処理、易接着処理、加熱処理等を行ってもよい。先に記載したように、エリアAの磁性層表面RaおよびエリアBの磁性層表面Raは、それぞれ、非磁性支持体の磁性層が設けられる側の表面の表面形状(例えば中心線平均表面粗さRa)によって制御することができる。この点に関し、例えば、エリアAにおいて、非磁性支持体の磁性層を有する側の表面の中心線平均表面粗さRaは、エリアAの磁性層表面Raについて先に記載した範囲であることができる。エリアBにおいては、非磁性支持体の磁性層を有する側の表面の中心線平均表面粗さRaは、2.6nm以上であることが好ましく、2.8nm以上であることがより好ましく、3.0nm以上であることが更に好ましい。また、エリアBにおいて、非磁性支持体の磁性層を有する側の表面の中心線平均表面粗さRaは、15.0nm以下であることが好ましく、13.0nm以下であることがより好ましく、10.0nm以下であることが更に好ましい。
【0086】
<バックコート層>
上記磁気テープは、非磁性支持体の磁性層を有する表面側とは反対の表面側に、非磁性粉末を含むバックコート層を有する。即ち、エリアAおよびエリアBには、バックコート層が含まれる。バックコート層には、カーボンブラックおよび無機粉末のいずれか一方または両方が含有されていることが好ましい。バックコート層は、結合剤を含むことができ、添加剤を含むこともできる。バックコート層の結合剤および添加剤については、バックコート層に関する公知技術を適用することができ、磁性層および/または非磁性層の処方に関する公知技術を適用することもできる。例えば、特開2006-331625号公報の段落0018~0020および米国特許第7,029,774号明細書の第4欄65行目~第5欄38行目の記載を、バックコート層について参照できる。
【0087】
上記磁気テープは、エリアBのバックコート層に、脂肪酸、脂肪酸エステルおよび脂肪酸アミドからなる群から選択される成分の1種以上を含むことができる。比率BMag/BBackを2.0以上に制御するための手段としては、バックコート層を2層設け、上層バックコート層において結合剤が占める割合を高くすることを挙げることができる。ここで、「上層バックコート層」とは、2層のバックコート層において、表層側に位置するバックコート層を言うものとする。これに対し、2層のバックコート層の中で、非磁性支持体側に位置するバックコート層を「下層バックコート層」と呼ぶ。上層バックコート層において結合剤が占める割合を高くすることによってバックコート層の空隙を少なくすることがきるため、磁性層表面とバックコート層表面とが接触した状態で、磁性層側からバックコート層へ潤滑剤が移動することを抑制できるか、移動量を低減できると考えられる。
また、エリアBのバックコート層の潤滑剤抽出量BBackは、例えば、エリアBのバックコート層を形成するために使用する組成物に含まれる潤滑剤量によって調整することができる。
エリアBを形成するためのバックコート層形成用組成物における脂肪酸含有量は、非磁性粉末100.0質量部あたり、例えば0.0~10.0質量部であり、好ましくは0.0~5.0質量部であり、より好ましくは0.0~2.0質量部である。エリアBを形成するためのバックコート層形成用組成物における脂肪酸エステル含有量は、非磁性粉末100.0質量部あたり、例えば0.0~10.0質量部であり、好ましくは0.0~3.0質量部である。エリアBを形成するためのバックコート層形成用組成物における脂肪酸アミド含有量は、非磁性粉末100.0質量部あたり、例えば0.0~1.0質量部であり、好ましくは0.0~0.7質量部であり、より好ましくは0.0~0.4質量部である。
また、上記磁気テープは、エリアAのバックコート層に、脂肪酸、脂肪酸エステルおよび脂肪酸アミドからなる群から選択される成分の1種以上を含むことができる。
エリアAを形成するためのバックコート層形成用組成物における脂肪酸含有量は、非磁性粉末100.0質量部あたり、例えば0.0~10.0質量部であり、好ましくは0.0~5.0質量部であり、より好ましくは0.0~2.0質量部である。エリアAを形成するためのバックコート層形成用組成物における脂肪酸エステル含有量は、非磁性粉末100.0質量部あたり、例えば0.0~10.0質量部であり、好ましくは0.0~3.0質量部である。エリアAを形成するためのバックコート層形成用組成物における脂肪酸アミド含有量は、非磁性粉末100.0質量部あたり、例えば0.0~1.0質量部であり、好ましくは0.0~0.7質量部であり、より好ましくは0.0~0.4質量部である。
【0088】
<各種厚み>
磁気テープの厚み(総厚)に関して、近年の情報量の莫大な増大に伴い、磁気テープには記録容量を高めること(高容量化)が求められている。高容量化のための手段としては、磁気テープの厚みを薄くし(以下、「薄型化」とも記載する。)、磁気テープカートリッジ1巻あたりに収容される磁気テープ長を増すことが挙げられる。この点から、上記磁気テープの少なくともエリアAの厚み(総厚)は、5.6μm以下であることが好ましく、5.5μm以下であることがより好ましく、5.4μm以下であることがより好ましく、5.3μm以下であることが更に好ましく、5.2μm以下であることが一層好ましい。また、ハンドリングの容易性の観点からは、磁気テープの厚みは3.0μm以上であることが好ましく、3.5μm以上であることがより好ましい。
エリアBについて、厚み(総厚)は、一形態では、上記範囲であることができる。他の一形態では、エリアBの厚みは、上記範囲を超える厚み(例えば5.7μm~7.0μm)であることができる。エリアAとエリアBの厚みは、一形態では同じであることができ、他の一形態では異なることができる。
上記磁気テープに含まれるエリアAの数が2つ以上の場合、それらエリアAの厚み(総厚)は、一形態では同じ値であることができ、他の一形態では異なる値であることができる。上記磁気テープに含まれるエリアAの数が2つ以上の場合、それらエリアAにおける磁性層の厚みは、一形態では同じ値であることができ、他の一形態では異なる値であることができる。この点は、他の層についても同様である。また、以上の点は、上記磁気テープに含まれるエリアBの数が2つ以上の場合のエリアBの厚み(総厚)および各種層の厚みについても同様である。
【0089】
エリアAにおいて、非磁性支持体の厚みは、好ましくは3.0~5.0μmである。
磁性層の厚みは、用いる磁気ヘッドの飽和磁化量、ヘッドギャップ長、記録信号の帯域等により最適化することができる。エリアAにおいて、磁性層の厚みは、例えば0.01μm~0.15μmであり、高密度記録化の観点から、好ましくは0.02μm~0.12μmであり、より好ましくは0.03μm~0.1μmである。磁性層は少なくとも一層あればよく、磁性層を異なる磁気特性を有する二層以上に分離してもかまわず、公知の重層磁性層に関する構成が適用できる。2層以上に分離する場合の磁性層の厚みとは、これらの層の合計厚みとする。
エリアAにおいて、非磁性層の厚みは、例えば0.1~2.0μmであり、0.1~1.5μmであることが好ましく、0.1~1.0μmであることがより好ましい。
エリアAにおいて、バックコート層の厚みは、0.9μm以下が好ましく、0.1~0.7μmが更に好ましい。
エリアBにおける各種厚みも、上記の範囲とすることができる。エリアBがバックコート層を2層以上有する場合、バックコート層の厚みとは、これらの層の合計厚みとする。一形態では、エリアBの非磁性層の厚みは、エリアAの非磁性層の厚みより厚いことが好ましい。これは、非磁性層を厚くすることによって、より多くの潤滑剤を非磁性層に含有させることができ、その結果、エリアBから供給される潤滑剤量を増量させることができると考えられるためである。
【0090】
磁性層の厚み等の各種厚みは、以下の方法により求めることができる。
磁気テープの厚み方向の断面を、イオンビームにより露出させた後、露出した断面において走査型電子顕微鏡による断面観察を行う。断面観察において任意の2箇所において求められた厚みの算術平均として、各種厚みを求めることができる。または、各種厚みは、製造条件等から算出される設計厚みとして求めることもできる。
【0091】
<製造工程>
(各層形成用組成物の調製)
磁性層、非磁性層またはバックコート層を形成するための組成物を調製する工程は、通常、少なくとも混練工程、分散工程、およびこれらの工程の前後に必要に応じて設けた混合工程を含むことができる。個々の工程はそれぞれ二段階以上に分かれていてもかまわない。各層形成用組成物の調製に用いられる成分は、どの工程の最初または途中で添加してもかまわない。溶媒としては、塗布型磁気記録媒体の製造に通常用いられる各種溶媒の1種または2種以上を用いることができる。溶媒については、例えば特開2011-216149号公報の段落0153を参照できる。また、個々の成分を2つ以上の工程で分割して添加してもかまわない。例えば、結合剤を混練工程、分散工程および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。上記磁気テープを製造するためには、公知の製造技術を各種工程において用いることができる。混練工程ではオープンニーダ、連続ニーダ、加圧ニーダ、エクストルーダ等の強い混練力をもつものを使用することが好ましい。混練処理の詳細については、特開平1-106338号公報および特開平1-79274号公報を参照できる。分散機は公知のものを使用することができる。各層形成用組成物を調製する任意の段階において、公知の方法によってろ過を行ってもよい。ろ過は、例えばフィルタろ過によって行うことができる。ろ過に用いるフィルタとしては、例えば孔径0.01~3μmのフィルタ(例えばガラス繊維製フィルタ、ポリプロピレン製フィルタ等)を用いることができる。
【0092】
(塗布工程)
磁性層は、磁性層形成用組成物を、非磁性支持体表面上に直接塗布するか、または非磁性層形成用組成物と逐次もしくは同時に重層塗布することにより形成することができる。バックコート層は、バックコート層形成用組成物を、非磁性支持体の非磁性層および/または磁性層を有する(または非磁性層および/または磁性層が追って設けられる)表面とは反対側の表面に塗布することにより形成することができる。各層形成のための塗布の詳細については、特開2010-231843号公報の段落0066を参照できる。
【0093】
(その他の工程)
磁気テープの製造のためのその他の各種工程については、公知技術を適用できる。各種工程については、例えば特開2010-231843号公報の段落0067~0070を参照できる。例えば、磁性層形成用組成物の塗布層には、この塗布層が湿潤状態にあるうちに、配向ゾーンにおいて配向処理を行うことができる。配向処理については、特開2010-24113号公報の段落0052の記載をはじめとする各種公知技術を適用することができる。例えば、垂直配向処理は、異極対向磁石を用いる方法等の公知の方法によって行うことができる。配向ゾーンでは、乾燥風の温度、風量および/または配向ゾーンにおける搬送速度によって塗布層の乾燥速度を制御することができる。また、配向ゾーンに搬送する前に塗布層を予備乾燥させてもよい。
各種工程を経ることによって、長尺状の磁気テープ原反を得ることができる。得られた磁気テープ原反は、公知の裁断機によって、通常、磁気テープカートリッジに巻装すべき磁気テープの幅に裁断(スリット)される。上記の幅は規格にしたがい決定され、通常、1/2インチである。
スリットして得られた磁気テープにおいて、磁性層の少なくとも一部にサーボパターンを形成することができる。サーボパターンについて、詳細は後述する。
【0094】
(熱処理)
一形態では、上記磁気テープは、以下のような熱処理を経て製造された磁気テープであることができる。また、他の一形態では、上記磁気テープは、以下のような熱処理を行うことなく製造された磁気テープであることができる。また、一形態では、エリアAおよびエリアBのいずれか一方の少なくとも一部を以下のような熱処理を経て製造し、かつ他の部分は以下のような熱処理を行うことなく製造することができる。
【0095】
熱処理としては、スリットして規格にしたがい決定された幅に裁断された磁気テープを、芯状部材に巻き付け、巻き付けた状態で行う熱処理を行うことができる。
【0096】
一形態では、熱処理用の芯状部材(以下、「熱処理用巻芯」と呼ぶ。)に磁気テープを巻き付けた状態で上記熱処理を行い、熱処理後の磁気テープを磁気テープカートリッジのリール等の別のリールに巻き取ることができる。
熱処理用巻芯は、金属製、樹脂製、紙製等であることができる。熱処理用巻芯の材料は、スポーキング等の巻き故障の発生を抑制する観点から、剛性が高い材料であることが好ましい。この点から、熱処理用巻芯は、金属製または樹脂製であることが好ましい。また、剛性の指標として、熱処理用巻芯の材料の曲げ弾性率は0.2GPa(ギガパスカル)以上が好ましく、0.3GPa以上がより好ましい。他方、高剛性の材料は一般に高価であるため、巻き故障の発生を抑制できる剛性を超える剛性を有する材料の熱処理用巻芯を用いることはコスト増につながる。以上の点を考慮すると、熱処理用巻芯の材料の曲げ弾性率は250GPa以下が好ましい。曲げ弾性率は、ISO(International Organization for Standardization)178にしたがい測定される値であり、各種材料の曲げ弾性率は公知である。また、熱処理用巻芯は中実または中空の芯状部材であることができる。中空状の場合、剛性を維持する観点から、肉厚は2mm以上であることが好ましい。また、熱処理用巻芯は、フランジを有していてもよく、有さなくてもよい。
熱処理用巻芯に巻き付ける磁気テープとして最終的に得るべき長さ(以下、「最終長」と呼ぶ。)以上の磁気テープを準備し、この磁気テープを熱処理用巻芯に巻き付けた状態で熱処理環境下に置くことにより熱処理を行うことが好ましい。熱処理用巻芯に巻き付ける磁気テープ長は最終長以上であり、熱処理用巻芯等への巻き取りの容易性の観点からは、「最終長+α」とすることが好ましい。このαは、上記の巻き取りの容易性の観点からは5m以上であることが好ましい。熱処理用巻芯への巻き取り時のテンションは、0.1N(ニュートン)以上が好ましい。また、過度な変形が発生することを抑制する観点から、熱処理用巻芯への巻き取り時のテンションは1.5N以下が好ましく、1.0N以下がより好ましい。熱処理用巻芯の外径は、巻き付けの容易性およびコイリング(長手方向のカール)の抑制の観点から、20mm以上が好ましく、40mm以上がより好ましい。また、熱処理用巻芯の外径は100mm以下が好ましく、90mm以下がより好ましい。熱処理用巻芯の幅は、この巻芯に巻き付ける磁気テープの幅以上であればよい。また、熱処理後、熱処理用巻芯から磁気テープを取り外す際には、取り外す操作中に意図しないテープ変形が生じることを抑制するために、磁気テープおよび熱処理用巻芯が十分冷却された後に磁気テープを熱処理用巻芯から取り外すことが好ましい。取り外した磁気テープは、一度別の巻芯(「一時巻き取り用巻芯」と呼ぶ。)に巻き取り、その後、一時巻き取り用巻芯から別のリール(例えば外径は40~50mm程度)へ磁気テープを巻き取ることが好ましい。これにより、熱処理時の磁気テープの熱処理用巻芯に対する内側と外側との関係を維持して、磁気テープカートリッジのリール等へ磁気テープを巻き取ることができる。一時巻き取り用巻芯の詳細およびこの巻芯へ磁気テープを巻き取る際のテンションについては、熱処理用巻芯に関する先の記載を参照できる。上記熱処理を「最終長+α」の長さの磁気テープに施す形態においては、任意の段階で、「+α」の長さ分を切り取ればよい。例えば、一形態では、一時巻き取り用巻芯から別のリールへ最終長分の磁気テープを巻き取り、残りの「+α」の長さ分を切り取ればよい。切り取って廃棄される部分を少なくする観点からは、上記αは20m以下であることが好ましい。
【0097】
上記のように芯状部材に巻き付けた状態で行われる熱処理の具体的形態について、以下に説明する。
熱処理を行う雰囲気温度(以下、「熱処理温度」と呼ぶ。)は、40℃以上が好ましく、50℃以上がより好ましい。一方、過度な変形を抑制する観点からは、熱処理温度は75℃以下が好ましく、70℃以下がより好ましく、65℃以下が更に好ましい。
熱処理を行う雰囲気の重量絶対湿度は、0.1g/kg Dry air以上が好ましく、1g/kg Dry air以上がより好ましい。重量絶対湿度が上記範囲の雰囲気は、水分を低減するための特殊な装置を用いずに準備できるため好ましい。一方、重量絶対湿度は、結露が生じて作業性が低下することを抑制する観点からは、70g/kg Dry air以下が好ましく、66g/kg Dry air以下がより好ましい。熱処理時間は、0.3時間以上が好ましく、0.5時間以上がより好ましい。また、熱処理時間は、生産効率の観点からは、48時間以下が好ましい。
【0098】
(サーボパターンの形成)
「サーボパターンの形成」は、「サーボ信号の記録」ということもできる。以下に、サーボパターンの形成について説明する。
【0099】
サーボパターンは、通常、磁気テープの長手方向に沿って形成される。サーボ信号を利用する制御(サーボ制御)の方式としては、タイミングベースサーボ(TBS)、アンプリチュードサーボ、周波数サーボ等が挙げられる。
【0100】
ECMA(European Computer Manufacturers Association)―319(June 2001)に示される通り、LTO(Linear Tape-Open)規格に準拠した磁気テープ(一般に「LTOテープ」と呼ばれる。)では、タイミングベースサーボ方式が採用されている。このタイミングベースサーボ方式において、サーボパターンは、互いに非平行な一対の磁気ストライプ(「サーボストライプ」とも呼ばれる。)が、磁気テープの長手方向に連続的に複数配置されることによって構成されている。本発明および本明細書において、「タイミングベースサーボパターン」とは、タイミングベースサーボ方式のサーボシステムにおけるヘッドトラッキングを可能とするサーボパターンをいう。上記のように、サーボパターンが互いに非平行な一対の磁気ストライプにより構成される理由は、サーボパターン上を通過するサーボ信号読み取り素子に、その通過位置を教えるためである。具体的には、上記の一対の磁気ストライプは、その間隔が磁気テープの幅方向に沿って連続的に変化するように形成されており、サーボ信号読み取り素子がその間隔を読み取ることによって、サーボパターンとサーボ信号読み取り素子との相対位置を知ることができる。この相対位置の情報が、データトラックのトラッキングを可能にする。そのために、サーボパターン上には、通常、磁気テープの幅方向に沿って、複数のサーボトラックが設定されている。
【0101】
サーボバンドは、磁気テープの長手方向に連続するサーボパターンにより構成される。このサーボバンドは、通常、磁気テープに複数本設けられる。例えば、LTOテープにおいて、その数は5本である。隣接する2本のサーボバンドに挟まれた領域が、データバンドである。データバンドは、複数のデータトラックで構成されており、各データトラックは、各サーボトラックに対応している。
【0102】
また、一形態では、特開2004-318983号公報に示されているように、各サーボバンドには、サーボバンドの番号を示す情報(「サーボバンドID(identification)」または「UDIM(Unique DataBand Identification Method)情報」とも呼ばれる。)が埋め込まれている。このサーボバンドIDは、サーボバンド中に複数ある一対のサーボストライプのうちの特定のものを、その位置が磁気テープの長手方向に相対的に変位するように、ずらすことによって記録されている。具体的には、複数ある一対のサーボストライプのうちの特定のもののずらし方を、サーボバンド毎に変えている。これにより、記録されたサーボバンドIDはサーボバンド毎にユニークなものとなるため、一つのサーボバンドをサーボ信号読み取り素子で読み取るだけで、そのサーボバンドを一意に(uniquely)特定することができる。
【0103】
なお、サーボバンドを一意に特定する方法には、ECMA―319(June 2001)に示されているようなスタッガード方式を用いたものもある。このスタッガード方式では、磁気テープの長手方向に連続的に複数配置された、互いに非平行な一対の磁気ストライプ(サーボストライプ)の群を、サーボバンド毎に磁気テープの長手方向にずらすように記録する。隣接するサーボバンド間における、このずらし方の組み合わせは、磁気テープ全体においてユニークなものとされているため、2つのサーボ信号読み取り素子によりサーボパターンを読み取る際に、サーボバンドを一意に特定することも可能となっている。
【0104】
また、各サーボバンドには、ECMA―319(June 2001)に示されている通り、通常、磁気テープの長手方向の位置を示す情報(「LPOS(Longitudinal Position)情報」とも呼ばれる。)も埋め込まれている。このLPOS情報も、UDIM情報と同様に、一対のサーボストライプの位置を、磁気テープの長手方向にずらすことによって記録されている。ただし、UDIM情報とは異なり、このLPOS情報では、各サーボバンドに同じ信号が記録されている。
【0105】
上記のUDIM情報およびLPOS情報とは異なる他の情報を、サーボバンドに埋め込むことも可能である。この場合、埋め込まれる情報は、UDIM情報のようにサーボバンド毎に異なるものであってもよいし、LPOS情報のようにすべてのサーボバンドに共通のものであってもよい。
また、サーボバンドに情報を埋め込む方法としては、上記以外の方法を採用することも可能である。例えば、一対のサーボストライプの群の中から、所定の対を間引くことによって、所定のコードを記録するようにしてもよい。
【0106】
サーボパターン形成用ヘッドは、サーボライトヘッドと呼ばれる。サーボライトヘッドは、通常、上記一対の磁気ストライプに対応した一対のギャップを、サーボバンドの数だけ有する。通常、各一対のギャップには、それぞれコアとコイルが接続されており、コイルに電流パルスを供給することによって、コアに発生した磁界が、一対のギャップに漏れ磁界を生じさせることができる。サーボパターンの形成の際には、サーボライトヘッド上に磁気テープを走行させながら電流パルスを入力することによって、一対のギャップに対応した磁気パターンを磁気テープに転写させて、サーボパターンを形成することができる。各ギャップの幅は、形成されるサーボパターンの密度に応じて適宜設定することができる。各ギャップの幅は、例えば、1μm以下、1~10μm、10μm以上等に設定可能である。
【0107】
磁気テープにサーボパターンを形成する前には、磁気テープに対して、通常、消磁(イレース)処理が施される。このイレース処理は、直流磁石または交流磁石を用いて、磁気テープに一様な磁界を加えることによって行うことができる。イレース処理には、DC(Direct Current)イレースとAC(Alternating Current)イレースとがある。ACイレースは、磁気テープに印加する磁界の方向を反転させながら、その磁界の強度を徐々に下げることによって行われる。一方、DCイレースは、磁気テープに一方向の磁界を加えることによって行われる。DCイレースには、更に2つの方法がある。第一の方法は、磁気テープの長手方向に沿って一方向の磁界を加える、水平DCイレースである。第二の方法は、磁気テープの厚み方向に沿って一方向の磁界を加える、垂直DCイレースである。イレース処理は、磁気テープ全体に対して行ってもよいし、磁気テープのサーボバンド毎に行ってもよい。
【0108】
形成されるサーボパターンの磁界の向きは、イレースの向きに応じて決まる。例えば、磁気テープに水平DCイレースが施されている場合、サーボパターンの形成は、磁界の向きがイレースの向きと反対になるように行われる。これにより、サーボパターンが読み取られて得られるサーボ信号の出力を、大きくすることができる。なお、特開2012-53940号公報に示されている通り、垂直DCイレースされた磁気テープに、上記ギャップを用いた磁気パターンの転写を行った場合、形成されたサーボパターンが読み取られて得られるサーボ信号は、単極パルス形状となる。一方、水平DCイレースされた磁気テープに、上記ギャップを用いた磁気パターンの転写を行った場合、形成されたサーボパターンが読み取られて得られるサーボ信号は、双極パルス形状となる。
【0109】
上記磁気テープは、少なくともエリアAの磁性層にサーボパターンを有することが好ましく、エリアBの磁性層にもサーボパターンを有することがより好ましい。エリアAは、好ましくは磁気ヘッドによってデータが記録されるデータ記録領域であることができる。一形態では、エリアBに磁気ヘッドによってデータを記録することもできる。より好ましくは、上記磁気テープへのデータの記録および/または記録されたデータの再生のために磁気テープを走行させる際、エリアAにおけるデータの記録再生品質に関する測定結果に応じて、エリアBの走行条件を制御することができる。エリアBの走行条件は、サーボパターン読み取り素子によって読み取られたサーボ信号を利用して制御することができる。上記の記録再生品質とは、記録品質と再生品質とを包含する意味で用いられる。一例として、記録再生品質に関する測定結果とは、電磁変換特性の指標であるSNR(Signal-to-Noise Ratio)を挙げることができる。エリアBの走行条件とは、例えば、エリアBの磁性層表面と磁気ヘッドが摺動する回数、磁気ヘッドがエリアBの磁性層表面と摺動する距離等を挙げることができる。例えば、繰り返し走行中にエリアAにおいてSNRの低下が生じた場合、磁気ヘッドがエリアBの磁性層表面と摺動する回数を増やすこと、および/または、磁気ヘッドがエリアBの磁性層表面と摺動する距離を長くすることによって、より多くの潤滑剤が磁気ヘッドに供給されるようにすることにより、電磁変換特性を向上させることができる。
【0110】
また、一形態では、サーボ信号を利用して走行中の磁気テープの幅方向の寸法情報を取得し、取得された寸法情報に応じて磁気テープの長手方向にかかるテンションを調整して変化させることによって、磁気テープの幅方向の寸法を制御することができる。このようなテンション調整を行うことは、記録または再生時、磁気テープの幅変形によってデータを記録または再生するための磁気ヘッドが狙いのトラック位置からずれてデータの記録または再生を行ってしまうことを抑制することに寄与し得る。
【0111】
[磁気テープカートリッジ]
本発明の一態様は、上記磁気テープを含む磁気テープカートリッジに関する。
【0112】
上記テープカートリッジに含まれる磁気テープの詳細は、先に記載した通りである。
【0113】
磁気テープカートリッジでは、一般に、カートリッジ本体内部に磁気テープがリールに巻き取られた状態で収容されている。リールは、カートリッジ本体内部に回転可能に備えられている。磁気テープカートリッジとしては、カートリッジ本体内部にリールを1つ具備する単リール型の磁気テープカートリッジおよびカートリッジ本体内部にリールを2つ具備する双リール型の磁気テープカートリッジが広く用いられている。単リール型の磁気テープカートリッジは、磁気テープへのデータの記録および/または再生のために磁気テープ装置に装着されると、磁気テープカートリッジから磁気テープが引き出されて磁気テープ装置側のリールに巻き取られる。磁気テープカートリッジから巻き取りリールまでの磁気テープ搬送経路には、磁気ヘッドが配置されている。磁気テープカートリッジ側のリール(供給リール)と磁気テープ装置側のリール(巻き取りリール)との間で、磁気テープの送り出しと巻き取りが行われる。この間、磁気ヘッドと磁気テープの磁性層表面とが接触し摺動することにより、データの記録および/または再生が行われる。これに対し、双リール型の磁気テープカートリッジは、供給リールと巻き取りリールの両リールが、磁気テープカートリッジ内部に具備されている。
【0114】
[磁気テープ装置]
本発明の一態様は、上記磁気テープと、磁気ヘッドと、を含む磁気テープ装置に関する。上記磁気テープ装置において、磁気テープへのデータの記録および/または磁気テープに記録されたデータの再生は、磁気テープの磁性層表面と磁気ヘッドとを接触させて摺動させることにより行うことができる。
【0115】
本発明および本明細書において、「磁気テープ装置」とは、磁気テープへのデータの記録および磁気テープに記録されたデータの再生の少なくとも一方を行うことができる装置を意味するものとする。かかる装置は、一般にドライブと呼ばれる。上記磁気テープ装置に含まれる磁気ヘッドは、磁気テープへのデータの記録を行うことができる記録ヘッドであることができ、磁気テープに記録されたデータの再生を行うことができる再生ヘッドであることもできる。また、上記磁気テープ装置は、一形態では、別々の磁気ヘッドとして、記録ヘッドと再生ヘッドの両方を含むことができる。他の一形態では、上記磁気テープ装置に含まれる磁気ヘッドは、記録素子と再生素子の両方を1つの磁気ヘッドに備えた構成を有することもできる。再生ヘッドとしては、磁気テープに記録された情報を感度よく読み取ることができる磁気抵抗効果型(MR;Magnetoresistive)素子を再生素子として含む磁気ヘッド(MRヘッド)が好ましい。MRヘッドとしては、公知の各種MRヘッド(例えば、GMR(Giant Magnetoresistive)ヘッド、TMR(Tunnel Magnetoresistive)ヘッド等)を用いることができる。また、データの記録および/またはデータの再生を行う磁気ヘッドには、サーボ信号読み取り素子が含まれていてもよい。または、データの記録および/またはデータの再生を行う磁気ヘッドとは別のヘッドとして、サーボ信号読み取り素子を備えた磁気ヘッド(サーボヘッド)が上記磁気テープ装置に含まれていてもよい。例えば、データの記録および/または記録されたデータの再生を行う磁気ヘッド(以下、「記録再生ヘッド」とも呼ぶ。)は、サーボ信号読み取り素子を2つ含むことができ、2つのサーボ信号読み取り素子のそれぞれが、データバンドを挟んで隣り合う2本のサーボバンドを同時に読み取ることができる。2つのサーボ信号読み取り素子の間に、1つまたは複数のデータ用素子を配置することができる。データの記録のための素子(記録素子)とデータの再生のための素子(再生素子)を、「データ用素子」と総称する。
【0116】
先に記載したように、磁気ヘッドがデータを記録する領域は、少なくともエリアAに含まれることが好ましく、エリアBに含まれることもできる。
【0117】
データの記録および/または記録されたデータの再生の際には、まず、サーボ信号を用いたトラッキングを行うことができる。即ち、サーボ信号読み取り素子を所定のサーボトラックに追従させることによって、データ用素子が、目的とするデータトラック上を通過するように制御することができる。データトラックの移動は、サーボ信号読み取り素子が読み取るサーボトラックを、テープ幅方向に変更することにより行われる。
また、記録再生ヘッドは、他のデータバンドに対する記録および/または再生を行うことも可能である。その際には、先に記載したUDIM情報を利用してサーボ信号読み取り素子を所定のサーボバンドに移動させ、そのサーボバンドに対するトラッキングを開始すればよい。
【0118】
図1に、データバンドおよびサーボバンドの配置例を示す。
図1中、磁気テープMTの磁性層には、複数のサーボバンド1が、ガイドバンド3に挟まれて配置されている。2本のサーボバンドに挟まれた複数の領域2が、データバンドである。サーボパターンは、磁化領域であって、サーボライトヘッドにより磁性層の特定の領域を磁化することによって形成される。サーボライトヘッドにより磁化する領域(サーボパターンを形成する位置)は規格により定められている。例えば業界標準規格であるLTO Ultriumフォーマットテープには、磁気テープ製造時に、
図2に示すようにテープ幅方向に対して傾斜した複数のサーボパターンが、サーボバンド上に形成される。詳しくは、
図2中、サーボバンド1上のサーボフレームSFは、サーボサブフレーム1(SSF1)およびサーボサブフレーム2(SSF2)から構成される。サーボサブフレーム1は、Aバースト(
図2中、符号A)およびBバースト(
図2中、符号B)から構成される。AバーストはサーボパターンA1~A5から構成され、BバーストはサーボパターンB1~B5から構成される。一方、サーボサブフレーム2は、Cバースト(
図2中、符号C)およびDバースト(
図2中、符号D)から構成される。CバーストはサーボパターンC1~C4から構成され、DバーストはサーボパターンD1~D4から構成される。このような18本のサーボパターンが5本と4本のセットで、5、5、4、4、の配列で並べられたサブフレームに配置され、サーボフレームを識別するために用いられる。
図2には、説明のために1つのサーボフレームを示した。ただし、実際には、タイミングベースサーボ方式のヘッドトラッキングが行われる磁気テープの磁性層には、各サーボバンドに、複数のサーボフレームが走行方向に配置されている。
図2中、矢印は走行方向を示している。例えば、LTO Ultriumフォーマットテープは、通常、磁性層の各サーボバンドに、テープ長1mあたり5000以上のサーボフレームを有する。
【0119】
上記磁気テープ装置において、一形態では、磁気テープは取り外し可能な媒体(いわゆる可換媒体)として扱われ、磁気テープをリールに巻き取って収容した磁気テープカートリッジが磁気テープ装置に挿入され、取り出される。他の一形態では、磁気テープは可換媒体として扱われず、磁気ヘッドを備えた磁気テープ装置のリールに磁気テープが巻き取られ、磁気テープ装置内に磁気テープが収容される。いずれの形態においても、磁気テープが巻き取られるリールの外径は、例えば80.0~100.0mm程度であることができ、リールの内径は、例えば22.0~50.0mm程度であることができる。
【実施例0120】
以下に、本発明の一態様を実施例に基づき説明する。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。以下に記載の「部」、「%」の表示は、特に断らない限り、「質量部」、「質量%」を示す。「eq」は、当量(equivalent)であり、SI単位に換算不可の単位である。
また、以下の各種工程および操作は、特記しない限り、温度20~25℃および相対湿度40~60%の環境において行った。
【0121】
[実施例1]
<エリアA用磁気テープの作製>
(1)アルミナ分散物の調製
アルファ化率約65%、BET比表面積20m2/gのアルミナ粉末(住友化学社製HIT-80)100.0部に対し、3.0部の2,3-ジヒドロキシナフタレン(東京化成社製)、極性基としてSO3Na基を有するポリエステルポリウレタン樹脂(東洋紡社製UR-4800(極性基量:80meq/kg))の32%溶液(溶媒はメチルエチルケトンとトルエンの混合溶媒)を31.3部、溶媒としてメチルエチルケトンとシクロヘキサノン1:1(質量比)の混合溶液570.0部を混合し、ジルコニアビーズ存在下で、ペイントシェーカーにより5時間分散させた。分散後、メッシュにより分散液とビーズとを分け、アルミナ分散物を得た。
【0122】
(2)磁性層形成用組成物処方
(磁性液)
強磁性粉末(表1参照) 100.0部
SO3Na基含有ポリウレタン樹脂 14.0部
重量平均分子量:70,000、SO3Na基:0.2meq/g
シクロヘキサノン 150.0部
メチルエチルケトン 150.0部
(研磨剤液)
上記(1)で調製したアルミナ分散物 6.0部
(シリカゾル(突起形成剤液))
コロイダルシリカ(平均粒子サイズ120nm) 2.0部
メチルエチルケトン 1.4部
(その他の成分)
ステアリン酸 2.0部
ステアリン酸アミド 0.2部
ブチルステアレート 2.0部
ポリイソシアネート(東ソー社製コロネート(登録商標)L) 2.5部
(仕上げ添加溶媒)
シクロヘキサノン 200.0部
メチルエチルケトン 200.0部
【0123】
(3)非磁性層形成用組成物処方
非磁性無機粉末:α-酸化鉄 100.0部
平均粒子サイズ(平均長軸長):0.15μm
平均針状比:7
BET比表面積:52m2/g
カーボンブラック 20.0部
平均粒子サイズ:20nm
SO3Na基含有ポリウレタン樹脂 18.0部
重量平均分子量:70,000、SO3Na基:0.2meq/g
ステアリン酸 表1参照
ステアリン酸アミド 表1参照
ステアリン酸ブチル 表1参照
シクロヘキサノン 300.0部
メチルエチルケトン 300.0部
【0124】
(4)バックコート層形成用組成物処方
カーボンブラック 100.0部
DBP(Dibutyl phthalate)吸油量:74cm3/100g
ニトロセルロース 27.0部
スルホン酸基および/またはその塩を含有するポリエステルポリウレタン樹脂
62.0部
ポリエステル樹脂 4.0部
アルミナ粉末(BET比表面積:17m2/g) 0.6部
メチルエチルケトン 600.0部
トルエン 600.0部
ポリイソシアネート(東ソー社製コロネート(登録商標)L) 15.0部
【0125】
(5)各層形成用組成物の調製
磁性層形成用組成物を、以下の方法により調製した。上記磁性液を、各成分をバッチ式縦型サンドミルを用いて24時間分散(ビーズ分散)することにより調製した。分散ビーズとしては、ビーズ径0.5mmのジルコニアビーズを使用した。上記サンドミルを用いて、調製した磁性液および上記研磨剤液および他の成分(シリカゾル、その他の成分および仕上げ添加溶媒)と混合し5分間ビーズ分散した後、バッチ型超音波装置(20kHz、300W)で0.5分間処理(超音波分散)を行った。その後、0.5μmの孔径を有するフィルタを用いてろ過を行い磁性層形成用組成物を調製した。
非磁性層形成用組成物を、以下の方法により調製した。潤滑剤(ステアリン酸、ステアリン酸アミドおよびステアリン酸ブチル)を除く上記成分を、オープンニーダにより混練および希釈処理し、その後、横型ビーズミル分散機により分散処理を実施した。その後、潤滑剤(ステアリン酸、ステアリン酸アミドおよびブチルステアレート)を添加して、ディゾルバー撹拌機にて撹拌および混合処理を施して非磁性層形成用組成物を調製した。
バックコート層形成用組成物を、以下の方法により調製した。ポリイソシアネートを除く上記成分を、ディゾルバー撹拌機に導入し、周速10m/秒で30分間撹拌した後、横型ビーズミル分散機により分散処理を実施した。その後、ポリイソシアネートを添加して、ディゾルバー撹拌機にて撹拌および混合処理を施し、バックコート層形成用組成物を調製した。
【0126】
(6)磁気テープの作製
厚み4.1μmで磁性層が形成される側の表面の中心線平均表面粗さRa(表1中、「エリアAの支持体表面Ra」)が表1に示す値の二軸延伸されたポリエチレンテレフタレート支持体の表面上に、乾燥後の厚みが0.7μmとなるように上記(5)で調製した非磁性層形成用組成物を塗布および乾燥させて非磁性層を形成した。次いで、非磁性層上に乾燥後の厚みが0.1μmとなるように上記(5)で調製した磁性層形成用組成物を塗布して塗布層を形成した。その後に、磁性層形成用組成物の塗布層が未乾燥状態にあるうちに、磁場強度0.3Tの磁場を塗布層の表面に対し垂直方向に印加して垂直配向処理を行った後、乾燥させ、磁性層を形成した。その後、支持体の非磁性層および磁性層を形成した表面とは反対側の表面に、乾燥後の厚みが0.3μmとなるように上記(5)で調製したバックコート層形成用組成物を塗布および乾燥させてバックコート層を形成した。
その後、金属ロールのみから構成されるカレンダロールを用いて、速度100m/分、線圧300kg/cm、および90℃のカレンダ温度(カレンダロールの表面温度)にて、表面平滑化処理(カレンダ処理)を行った。
その後、長尺状の磁気テープ原反を雰囲気温度70℃の熱処理炉内に保管することにより熱処理を行った(熱処理時間:36時間)。熱処理後、1/2インチ幅にスリットして、磁気テープを得た。
その後、磁気テープ(長さ970m)を熱処理用巻芯に巻き取り、この巻芯に巻き付けた状態で熱処理した。熱処理用巻芯としては、曲げ弾性率0.8GPaの樹脂製の中実状の芯状部材(外径:50mm)を使用し、巻き取り時のテンションは0.6Nとした。熱処理は、熱処理温度50℃で5時間行った。熱処理を行った雰囲気の重量絶対湿度は、10g/kg Dry airであった。
上記熱処理後、磁気テープおよび熱処理用巻芯が十分冷却された後に磁気テープを熱処理用巻芯から取り外し、一時巻き取り用巻芯に巻き取り、その後、一時巻き取り用巻芯から別のリール(リール外径:44mm)へ最終長分(960m)の磁気テープを巻き取り、残り10m分は切り取った。一時巻き取り用巻芯としては、熱処理用巻芯と同じ材料製で同じ外径を有する中実状の芯状部材を使用し、巻き取り時のテンションは0.6Nとした。
【0127】
<エリアB用磁気テープの作製>
(1)磁性層形成用組成物処方
強磁性粉末(表1参照) 100.0部
塩化ビニル系共重合体(カネカ社製MR110) 10.0部
(SO3Na基:5×10-6eq/g、重合度:350、エポキシ基:モノマー単位で3.5質量%)
ポリエステルポリウレタン樹脂 10.0部
(ネオペンチルグリコール/カプロラクトンポリオール/4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)=0.9/2.6/1(質量比)、
SO3Na基:1×10-4eq/g)
α-アルミナ(平均粒子サイズ:表1参照) 10.0部
カーボンブラック(平均粒子サイズ:0.10μm) 1.0部
ステアリン酸 1.0部
ステアリン酸アミド 0.3部
ステアリン酸ブチル 3.0部
メチルエチルケトン 150.0部
シクロヘキサノン 50.0部
トルエン 40.0部
【0128】
(2)非磁性層形成用組成物処方
カーボンブラック 100.0部
DBP吸油量:74cm3/100g
ニトロセルロース 27.0部
スルホン酸基および/またはその塩を含有するポリエステルポリウレタン樹脂
62.0部
ポリエステル樹脂 4.0部
アルミナ粉末(BET比表面積:17m2/g) 0.6部
ステアリン酸 表1参照
ステアリン酸アミド 表1参照
ステアリン酸ブチル 表1参照
メチルエチルケトン 600.0部
トルエン 600.0部
ポリイソシアネート(東ソー社製コロネート(登録商標)L) 15.0部
【0129】
(3)上層バックコート層形成用組成物処方
カーボンブラック 100.0部
DBP吸油量:74cm3/100g
ニトロセルロース 表1参照
ポリウレタン樹脂(スルホン酸基および/またはその塩を含有するポリエステルポリウレタン樹脂) 表1参照
ポリエステル樹脂 4.0部
アルミナ粉末(BET比表面積:17m2/g) 0.6部
メチルエチルケトン 600.0部
トルエン 600.0部
ポリイソシアネート(東ソー社製コロネート(登録商標)L) 15.0部
【0130】
(4)下層バックコート層形成用組成物処方
カーボンブラック 100.0部
DBP吸油量:74cm3/100g
ニトロセルロース 27.0部
ポリウレタン樹脂(スルホン酸基および/またはその塩を含有するポリエステルポリウレタン樹脂) 62.0部
ポリエステル樹脂 4.0部
アルミナ粉末(BET比表面積:17m2/g) 0.6部
メチルエチルケトン 600.0部
トルエン 600.0部
ポリイソシアネート(東ソー社製コロネート(登録商標)L) 15.0部
【0131】
(5)各層形成用組成物の調製
磁性層形成用組成物および非磁性層形成用組成物のそれぞれについて、上記成分を連続ニーダで混練した後、サンドミルを用いて分散させた。得られたそれぞれの分散液にポリイソシアネート(東ソー社製コロネートL)を5.0部加え、更にそれぞれにメチルエチルケトンを40.0部加え、孔径1μmのフィルタを用いてろ過し、磁性層形成用組成物および非磁性層形成用組成物を調製した。
上層バックコート層形成用組成物については、ポリイソシアネートを除く上記成分を、ディゾルバー撹拌機に導入し、周速10m/秒で30分間撹拌した後、横型ビーズミル分散機により分散処理を実施した。その後、ポリイソシアネートを添加して、ディゾルバー撹拌機にて撹拌および混合処理を施し、上層バックコート層形成用組成物を調製した。
下層バックコート層形成用組成物については、上記成分を連続ニーダで混練した後、サンドミルを用いて分散させた。得られた分散液にポリイソシアネート(東ソー社製コロネートL)を40.0部、メチルエチルケトン1000.0部を添加した後、孔径1μmのフィルタを用いてろ過し、下層バックコート層形成用組成物を調製した。
【0132】
(6)磁気テープの作製
厚み4.0μmで磁性層が形成される側の表面の中心線平均表面粗さRa(表1中、「エリアBの支持体表面Ra」)が表1に示す値の二軸延伸されたポリエチレンテレフタレート支持体の表面上に、非磁性層形成用組成物および磁性層形成用組成物を、乾燥後の非磁性層の厚みが2.0μm、乾燥後の磁性層の厚みが0.1μmとなるように、同時重層塗布した。次いで、磁性層形成用組成物の塗布層が未乾燥状態にあるうちに、磁場強度0.3Tの磁場を塗布層の表面に対し垂直方向に印加して垂直配向処理を行った後、乾燥させた。こうして、非磁性層および磁性層を形成した。その後、支持体の非磁性層および磁性層を形成した表面とは反対側の表面に、乾燥後の厚みが表1に記載の厚みとなるように上層バックコート層形成用組成物と下層バックコート層形成用組成物を同時重層塗布した後に乾燥させた。こうして、上層バックコート層および下層バックコート層を形成した。
【0133】
<エリアAおよびエリアBを含む磁気テープの作製>
図3に、磁気テープにおけるエリアAおよびエリアBの配置例を示す。
図3に示すようにエリアAとエリアBとが連続して位置する磁気テープを作製した。
エリアB用磁気テープから3つのテープ片を切り出し、それらをエリアB1、エリアB2およびエリアB3としてそれぞれ使用した。
エリアA用磁気テープから同じ長さのテープ片を2つ切り出し、1つをエリアB1とエリアB2との間のエリアAとして配置し、他の1つをエリアB2とエリアB3との間のエリアAとして配置した。
エリアAとエリアBとは、バックコート層側でスプライシングテープによって接合した。
こうして作製された磁気テープの磁性層に市販のサーボライターによってサーボ信号を記録することにより、LTO(Linear Tape-Open) Ultriumフォーマットにしたがう配置でデータバンド、サーボバンド、およびガイドバンドを有し、かつサーボバンド上にLTO Ultriumフォーマットにしたがう配置および形状のサーボパターン(タイミングベースサーボパターン)を有する磁気テープを得た。こうして形成されたサーボパターンは、JIS(Japanese Industrial Standards) X6175:2006およびStandard ECMA-319(June 2001)の記載にしたがうサーボパターンである。サーボバンドの合計本数は5、データバンドの合計本数は4である。
こうしてサーボパターンを形成した後の磁気テープを、エリアB3が内側、エリアB1が外側に位置するように、磁気テープカートリッジ(LTO Ultrium7データカートリッジ)から取り出したテープリール(リール内径:44.0mm、リール外径:96.8mm)に巻取った。
【0134】
[実施例2~23、比較例1~10]
後述の表に示すように各種項目を変更した点以外、実施例1と同様に、磁気テープが収容された磁気テープカートリッジを作製した。
表2中、「エリアA長さ」の欄には、エリアAを複数有する磁気テープについては、それら複数のエリアAの長さの合計を示す。
表2中、「エリアBの数」の欄に「3」と記載されている実施例および比較例では、実施例1と同様にエリアAおよびエリアBを配置した。
表2中、「エリアBの数」の欄に「1」と記載されている実施例では、エリアAとエリアBをそれぞれ1つ設け、エリアAが外側、エリアBが内側に位置するように、磁気テープを磁気テープカートリッジに収容した。
表2中、「エリアBの数」の欄に「2」と記載されている実施例では、
図3中の配置例における「エリアB1/エリアA/エリアB2」を設け、その他の領域(エリアB3およびエリアB2とエリアB3との間のエリアA)は設けず、エリアB2が内側、エリアB1が外側に位置するように、磁気テープをテープリールに巻取った。
表2中、「エリアBの数」の欄に「0」と記載されている比較例では、エリアA用磁気テープのみを、テープリールに巻取った。
【0135】
各磁気テープについて、エリアAおよびエリアBの長さおよび磁気テープのテープ幅(1/2インチ)から、「(SB/(SA+SB))×100」として、エリアBの面積割合を算出した。
【0136】
実施例および比較例の各エリアA用磁気テープから切り出したテープ試料およびエリアB用磁気テープから切り出したテープ試料について、異方性磁界Hkを、振動試料型磁力計としてTM-VSM5050-SMS型(玉川製作所製)を用いて先に記載した方法によって求めたところ、実施例21では25kOe、実施例23では30kOe、その他の実施例および比較例では10~20kOeの範囲内であった。
【0137】
表1中、「強磁性粉末」の欄における「BaFe」は、平均粒子サイズ(平均板径)21nmの六方晶バリウムフェライト粉末を示す。
【0138】
表1中、「強磁性粉末」の欄における「SrFe1」は、以下のように作製された六方晶ストロンチウムフェライト粉末を示す。
SrCO3を1707g、H3BO3を687g、Fe2O3を1120g、Al(OH)3を45g、BaCO3を24g、CaCO3を13g、およびNd2O3を235g秤量し、ミキサーにて混合し原料混合物を得た。
得られた原料混合物を、白金ルツボで溶融温度1390℃で溶融し、融液を撹拌しつつ白金ルツボの底に設けた出湯口を加熱し、融液を約6g/秒で棒状に出湯させた。出湯液を水冷双ローラーで圧延急冷して非晶質体を作製した。
作製した非晶質体280gを電気炉に仕込み、昇温速度3.5℃/分にて635℃(結晶化温度)まで昇温し、同温度で5時間保持して六方晶ストロンチウムフェライト粒子を析出(結晶化)させた。
次いで六方晶ストロンチウムフェライト粒子を含む上記で得られた結晶化物を乳鉢で粗粉砕し、ガラス瓶に粒径1mmのジルコニアビーズ1000gと濃度1%の酢酸水溶液を800mL加えてペイントシェーカーにて3時間分散処理を行った。その後、得られた分散液をビーズと分離させステンレスビーカーに入れた。分散液を液温100℃で3時間静置させてガラス成分の溶解処理を行った後、遠心分離器で沈澱させてデカンテーションを繰り返して洗浄し、炉内温度110℃の加熱炉内で6時間乾燥させて六方晶ストロンチウムフェライト粉末を得た。
上記で得られた六方晶ストロンチウムフェライト粉末の平均粒子サイズは18nm、活性化体積は902nm3、異方性定数Kuは2.2×105J/m3、質量磁化σsは49A・m2/kgであった。
上記で得られた六方晶ストロンチウムフェライト粉末から試料粉末を12mg採取し、この試料粉末を先に例示した溶解条件によって部分溶解して得られたろ液の元素分析をICP分析装置によって行い、ネオジム原子の表層部含有率を求めた。
別途、上記で得られた六方晶ストロンチウムフェライト粉末から試料粉末を12mg採取し、この試料粉末を先に例示した溶解条件によって全溶解して得られたろ液の元素分析をICP分析装置によって行い、ネオジム原子のバルク含有率を求めた。
上記で得られた六方晶ストロンチウムフェライト粉末の鉄原子100原子%に対するネオジム原子の含有率(バルク含有率)は、2.9原子%であった。また、ネオジム原子の表層部含有率は8.0原子%であった。表層部含有率とバルク含有率との比率、「表層部含有率/バルク含有率」は2.8であり、ネオジム原子が粒子の表層に偏在していることが確認された。
【0139】
上記で得られた粉末が六方晶フェライトの結晶構造を示すことは、CuKα線を電圧45kVかつ強度40mAの条件で走査し、下記条件でX線回折パターンを測定すること(X線回折分析)により確認した。上記で得られた粉末は、マグネトプランバイト型(M型)の六方晶フェライトの結晶構造を示した。また、X線回折分析により検出された結晶相は、マグネトプランバイト型の単一相であった。
PANalytical X’Pert Pro回折計、PIXcel検出器
入射ビームおよび回折ビームのSollerスリット:0.017ラジアン
分散スリットの固定角:1/4度
マスク:10mm
散乱防止スリット:1/4度
測定モード:連続
1段階あたりの測定時間:3秒
測定速度:毎秒0.017度
測定ステップ:0.05度
【0140】
表1中、「強磁性粉末」の欄における「SrFe2」は、以下のように作製された六方晶ストロンチウムフェライト粉末を示す。
SrCO3を1725g、H3BO3を666g、Fe2O3を1332g、Al(OH)3を52g、CaCO3を34g、BaCO3を141g秤量し、ミキサーにて混合し原料混合物を得た。
得られた原料混合物を、白金ルツボで溶融温度1380℃で溶解し、融液を撹拌しつつ白金ルツボの底に設けた出湯口を加熱し、融液を約6g/秒で棒状に出湯させた。出湯液を水冷双ロールで圧延急冷して非晶質体を作製した。
得られた非晶質体280gを電気炉に仕込み、645℃(結晶化温度)まで昇温し、同温度で5時間保持し六方晶ストロンチウムフェライト粒子を析出(結晶化)させた。
次いで六方晶ストロンチウムフェライト粒子を含む上記で得られた結晶化物を乳鉢で粗粉砕し、ガラス瓶に粒径1mmのジルコニアビーズ1000gと濃度1%の酢酸水溶液を800mL加えてペイントシェーカーにて3時間分散処理を行った。その後、得られた分散液をビーズと分離させステンレスビーカーに入れた。分散液を液温100℃で3時間静置させてガラス成分の溶解処理を行った後、遠心分離器で沈澱させてデカンテーションを繰り返して洗浄し、炉内温度110℃の加熱炉内で6時間乾燥させて六方晶ストロンチウムフェライト粉末を得た。
得られた六方晶ストロンチウムフェライト粉末の平均粒子サイズは19nm、活性化体積は1102nm3、異方性定数Kuは2.0×105J/m3、質量磁化σsは50A・m2/kgであった。
【0141】
表1中、「強磁性粉末」の欄における「ε-酸化鉄」は、以下のように作製されたε-酸化鉄粉末を示す。
純水90gに、硝酸鉄(III)9水和物8.3g、硝酸ガリウム(III)8水和物1.3g、硝酸コバルト(II)6水和物190mg、硫酸チタン(IV)150mg、およびポリビニルピロリドン(PVP)1.5gを溶解させたものを、マグネチックスターラーを用いて撹拌しながら、大気雰囲気中、雰囲気温度25℃の条件下で、濃度25%のアンモニア水溶液4.0gを添加し、雰囲気温度25℃の温度条件のまま2時間撹拌した。得られた溶液に、クエン酸1gを純水9gに溶解させて得たクエン酸水溶液を加え、1時間撹拌した。撹拌後に沈殿した粉末を遠心分離によって採集し、純水で洗浄し、炉内温度80℃の加熱炉内で乾燥させた。
乾燥させた粉末に純水800gを加えて再度粉末を水に分散させて分散液を得た。得られた分散液を液温50℃に昇温し、撹拌しながら濃度25%アンモニア水溶液を40g滴下した。50℃の温度を保ったまま1時間撹拌した後、テトラエトキシシラン(TEOS)14mLを滴下し、24時間撹拌した。得られた反応溶液に、硫酸アンモニウム50gを加え、沈殿した粉末を遠心分離によって採集し、純水で洗浄し、炉内温度80℃の加熱炉内で24時間乾燥させ、強磁性粉末の前駆体を得た。
得られた強磁性粉末の前駆体を、大気雰囲気下、炉内温度1000℃の加熱炉内に装着し、4時間の熱処理を施した。
熱処理した強磁性粉末の前駆体を、4mol/Lの水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液中に投入し、液温を70℃に維持して24時間撹拌することにより、熱処理した強磁性粉末の前駆体から不純物であるケイ酸化合物を除去した。
その後、遠心分離処理により、ケイ酸化合物を除去した強磁性粉末を採集し、純水で洗浄を行い、強磁性粉末を得た。
得られた強磁性粉末の組成を高周波誘導結合プラズマ発光分光分析(ICP-OES;Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometry)により確認したところ、Ga、CoおよびTi置換型ε-酸化鉄(ε-Ga0.28Co0.05Ti0.05Fe1.62O3)であった。また、先に六方晶ストロンチウムフェライト粉末SrFe1に関して記載した条件と同様の条件でX線回折分析を行い、X線回折パターンのピークから、得られた強磁性粉末が、α相およびγ相の結晶構造を含まない、ε相の単相の結晶構造(ε-酸化鉄型の結晶構造)を有することを確認した。
得られたε-酸化鉄粉末の平均粒子サイズは12nm、活性化体積は746nm3、異方性定数Kuは1.2×105J/m3、質量磁化σsは16A・m2/kgであった。
【0142】
上記の六方晶ストロンチウムフェライト粉末およびε-酸化鉄粉末の活性化体積および異方性定数Kuは、各強磁性粉末について、振動試料型磁力計(東英工業社製)を用いて、先に記載の方法により求められた値である。
また、質量磁化σsは、振動試料型磁力計(東英工業社製)を用いて磁場強度1194kA/m(15kOe)で測定された値である。
【0143】
[磁気テープの物性評価]
実施例および比較例については、エリアA用磁気テープから切り出したテープ試料およびエリアB用磁気テープから切り出したテープ試料を各種測定のために使用できる。そのため、エリアA用磁気テープおよびエリアB用磁気テープが入手可能な場合に関する先の記載にしたがい、エリアA用磁気テープおよびエリアB用磁気テープから切り出したテープ試料を用いて、実施例および比較例の各磁気テープについての各種物性値を得るために以下の物性評価を行った。
【0144】
<エリアAの磁性層表面Ra、エリアBの磁性層表面Ra>
AFM(Veeco社製Nanoscope4)をタッピングモードで用いて各テープ試料の磁性層表面の無作為に選択した面積40μm×40μmの領域を測定して中心線平均表面粗さRaを求めた。探針としてはBRUKER社製RTESP-300を使用し、分解能は512pixel×512pixelとし、スキャン速度は1画面(512pixel×512pixel)を341秒で測定する速度とした。
【0145】
<比率BMag/AMag、比率BMag/BBack>
各テープ試料を用いて、先に記載の方法によって潤滑剤抽出量AMag、BMagおよびBBackを求めた。求められた値から、比率BMag/AMagおよび比率BMag/BBackを算出した。
【0146】
<エリアBの磁性層表面において測定される鋼球摩耗体積>
エリアB用磁気テープから切り出したテープ試料を用いて、先に記載した方法によって、磁性層表面において鋼球摩耗体積を測定した。
【0147】
実施例および比較例の磁気テープに関する各種物性値について、1つの磁気テープにエリアAが複数含まれる場合、複数のエリアAの各種物性値は、いずれも上記テープ試料を用いて求められた値と同じ値と見なすことができる。1つの磁気テープにエリアBが複数含まれる場合、複数のエリアBの各種物性値は、いずれも上記テープ試料を用いて求められた値と同じ値と見なすことができる。
【0148】
[高温環境での繰り返し走行における電磁変換特性の評価]
雰囲気温度60℃±1℃相対湿度10%の環境にて、上記のように磁気テープを巻取ったテープリールを、IBM社製LTO8テープドライブに搭載されている記録再生ヘッドを固定した1/2インチリールテスターに取り付け、記録および再生を行う際の磁気ヘッドと磁気テープとの相対速度を4m/秒として、データの記録および再生を行った。
記録は線記録密度300kfciで行い、再生を行った際の再生出力を測定し、信号対雑音比(再生出力とノイズとの比)としてSNRを求めた。単位kfciとは、線記録密度の単位(SI単位系に換算不可)である。
走行1パス目に記録再生した時のSNRと、走行10,000パス目に記録再生したときのSNRの差を算出した。走行10,000パス目のSNRが走行1パス目のSNRと比べて5.0dB超低下した場合を判定NGとした。SNRの測定はエリアAで行った。
比較例7および比較例8では、繰り返し走行中に磁気ヘッドが磁性層表面に貼り付いてしまい、走行が停止してしまったため、走行10,000パス目のSNRを求めることができなかった(表2中、「貼りつき停止」と表記)。そのため、比較例7および比較例8も判定NGとした。
上記以外の場合、判定OKとした。
【0149】
以上の結果を、表1(表1-1~表1-3)および表2(表2-1~表2-3)に示す。
【0150】
【0151】
【0152】
【0153】
【0154】
【0155】
【0156】
表2に示す結果から、実施例の磁気テープが、過酷な高温環境で走行を繰り返しても電磁変換特性の低下が少ない磁気テープであることが確認できる。