JP2001126231A

JP2001126231A - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JP2001126231A
Application number: JP30727599A
Authority: JP
Inventors: Hideki Sasaki; 英樹佐々木
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1999-10-28
Filing date: 1999-10-28
Publication date: 2001-05-11

Abstract

(57)【要約】【課題】薄膜の塗布型磁気記録媒体において、非磁性層
を介さずとも表面性に優れ電磁変換特性が良好で、耐久
性に優れる磁気記録媒体を得ること。【解決手段】上記課題は以下の本発明により解決され
る。磁性層を設ける面の中心線平均粗さＲａが５ｎｍ以
下である非磁性支持体上に、少なくとも強磁性粉末、カ
ーボンブラック、研磨材を含む、乾燥厚みが０．３μｍ
以下の磁性層を設けた磁気記録媒体において、前記カー
ボンブラックはＢＥＴ法による比表面積が５００ｍ²／
ｇ以上で、強磁性粉末１００重量部に対して１〜８重量
部の割合で磁性層に含まれ、かつ前記研磨材の平均粒径
をＤ、磁性層の乾燥厚みをＴとした時に（Ｉ）式が成り
立つことを特徴とする磁気記録媒体。（Ｉ）式：０．５≦Ｄ／Ｔ≦１．２

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【発明の属する技術分野】本発明は塗布型磁気記録媒体
に関し、特に優れた耐久性を発揮する薄膜塗布型磁気記
録媒体に関する。

【0002】

【従来の技術】近年、繰り返しコピーによる信号の劣化
からの開放等の目的で磁気記録媒体のテ゛シ゛タル化が進んで
きている。またその記録密度も記録データー量が増える
ことにより、高密度化が求められている。高記録密度化
の為には、媒体の厚み損失、自己減磁損失を考慮する必
要があり、このような観点から磁性層の薄膜化が望まれ
ている。

【0003】しかし磁性層が薄膜化すると、磁性層表面に支
持体の表面性が反映して電磁変換特性が悪化したりす
る。このため、従来支持体表面に例えば熱硬化性樹脂を
用いた非磁性層を設け、これを介して磁性層を設けるこ
とが提案されている。しかし、このような非磁性層では
耐久性が十分ではないなどの問題がある。

【0004】また、非磁性層と磁性層とを塗設する場合、一
旦非磁性層を塗布、乾燥して形成した後に磁性層を形成
する方法がとられるため、用いる樹脂によっては非磁性
層の表面性が悪化してしまうという問題が起こる。

【0005】このようなことから、特開昭６３−１９１３１
５号公報、特開昭６３−１９１３１８号公報には、非磁
性粉末を、例えば熱可塑性樹脂バインダー中に分散させ
た非磁性層を塗布し、この非磁性層と磁性層とを各層用
塗布液を湿潤状態で重層して塗布する方法が開示してお
り、これにより、電磁変換特性、耐久性及びヘッド摩耗
が改良されることが開示されている。

【0006】

【発明が解決しようとする課題】近年になりハイビジョ
ン放送や、コンピューターデータバックアップなど大容
量磁気記録テープの要求が増しており、磁気記録テープ
の高密度化が望まれている。その一つの手法として磁気
記録テープの薄膜化が行われている。つまり磁気記録テ
ープの各構成要素である非磁性支持体（以下ベースフィ
ルムとも称する），塗布層の厚みを薄くして、体積当た
りの記録密度を引き上げようとしている。しかし、ベー
スフィルムを薄くすることで、塗布ラインでの走行安定
性が悪くなったり、また走行中ベース切れを起こしやす
くなり、生産性に大きな問題となる。この問題を解決す
るために非磁性層を省き、その分ベースフィルムを厚く
すると、今度は磁性層の表面性が悪くなり、また潤滑剤
が不足するため、耐久性を悪化させることになる。

【0007】すなわち本発明の目的は、薄膜の塗布型磁気記
録媒体において、非磁性層を介さずとも表面性に優れ電
磁変換特性が良好で、耐久性に優れる磁気記録媒体を得
ることにある。

【0008】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
すべく研究を重ねた結果、非磁性支持体の表面性をコン
トロールし、適切なカーボンブラック、研磨材を磁性層
に添加することで、表面性に優れ電磁変換特性が良好
で、耐久性に優れる磁気記録媒体を得ることができた。
すなわち、上記課題は以下の本発明により解決される。（１）磁性層を設ける面の中心線平均粗さＲａが５ｎｍ
以下である非磁性支持体上に、少なくとも強磁性粉末、
カーボンブラック、研磨材を含む、乾燥厚みが０．３μ
ｍ以下の磁性層を設けた磁気記録媒体において、前記カ
ーボンブラックはＢＥＴ法による比表面積が５００ｍ²
／ｇ以上で、強磁性粉末１００重量部に対して１〜８重
量部の割合で磁性層に含まれ、かつ前記研磨材の平均粒
径をＤ、磁性層の乾燥厚みをＴとした時に（Ｉ）式が成
り立つことを特徴とする磁気記録媒体。（Ｉ）式：０．５≦Ｄ／Ｔ≦１．２（２）前記非磁性支持体中に含まれるフィラーの大きさ
が０．１μｍ以下である（１）記載の磁気記録媒体。

【0009】

【発明の実施の形態】本発明に係る磁気記録媒体につ
て、具体的に以下に説明する。

【0010】本発明では磁性層中にＢＥＴ法による比表面積
（以降ＢＥＴと略す）が５００ｍ²／ｇ以上の、より好
ましくは６００ｍ²／ｇ〜１５００ｍ²／ｇのカーボンブ
ラックを強磁性粉末に対して１〜８重量部含ませること
により耐久性を保つに十分な潤滑剤を保持することがで
きる。この量は好ましくは２〜６重量部である。ＢＥＴ
が５００ｍ²／ｇ未満だったり、１重量部未満である
と、磁性層に含むことができる潤滑剤量が少なくなり、
耐久性が悪くなる。逆に８重量部より大きくなると、単
位体積あたりの磁性粉の量が少なくなるため、電磁変換
特性が悪くなる。

【0011】用いるカーボンブラックとしてはＢＥＴ以外は
特別限定されるものではなく、このようなカーボンブラ
ックとしては、ファーネスカーボンブラック、サーマル
カーボンブラック、アセチレンブラック等から選択して
用いることができ、単一系でも混合系でも良い。

【0012】本発明で使用できるカーボンブラックは、例え
ば「カーボンブラック便覧」、カーボンブラック協会編
を参考にすることができる。

【0013】さらに磁性層には研磨材を含ませることが必須
であり、含ませる研磨材の条件として、平均粒径をＤ、
磁性層の厚みをＴとした時に（Ｉ）式が成り立つように
する。こうすることににより、塗膜の耐摩耗性を改善す
ることができる。（Ｉ）式：０．５≦Ｄ／Ｔ≦１．２Ｄ／Ｔの値が０．５より小さいと塗膜の研磨能力が不足
することにより、耐摩耗性が悪くなる。また１．２より
大きいと研磨材が塗膜から脱落して磁気記録媒体や磁気
ヘッドを傷つけることとなる。本発明で使用できる研磨
材としては、α−アルミナ、β−アルミナ、γ−アルミ
ナ、三酸化二クロム、α−酸化鉄、γ−酸化鉄、ゲーサ
イト、ＳｉＯ₂、ＺｎＯ、ＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂、ＳｎＯ₂等
があり、単独または組み合わせて使用される。

【0014】本発明の非磁性支持体は、磁性層を設ける面の
中心線平均粗さＲａが５ｎｍ以下であることが好まし
く、より好ましくは４．５ｎｍ以下である。５ｎｍより
大きくなると、磁性層が０．３μm以下の厚みのように
非常に薄い場合、磁性層の表面性が悪くなることにより
ノイズが増加し、電磁変換特性に悪さを及ぼす。尚、本
発明では特にことわらない限り、厚みとは乾燥厚みのこ
とを意味する。

【0015】非磁性支持体の表面粗さは，非磁性支持体に添
加されるフィラーの大きさと量により自由に制御され
る。これらフィラーの一例としては、Ｃａ，Ｓｉ，Ｔ
ｉ，Ａｌなどの酸化物や炭酸塩の他、アクリル系などの
有機樹脂微粉末があげられ、好ましくは、Ａｌ₂Ｏ₃と有
機樹脂微粉末の組み合わせである。

【0016】また、磁性層を設ける側の中心線平均粗さＲａ
が５ｎｍ以下でもベース内フィラーに平均粒径が０．１
μmより大きい物を使用すると磁性層に粗大突起が形成
され、ドロップアウトが悪化する。このような非磁性支
持体としては、用いる材料には特に制限はなく、目的に
応じて各種可撓性材料、各種剛性材料から選択し、各種
規格に応じてテープ状などの所定形状および寸法とすれ
ばよい。例えば、可撓性材料としては、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等のポリエス
テル類、ポリプロピレン等のポリオレフィン類、ポリア
ミド、ポリイミド、ポリカーボネートなどの各種樹脂が
挙げられる。また本発明の非磁性支持体には樹脂を主体
とする易接着層があると、ベースと塗膜の接着が強くな
りより好ましい。また易接着層が無い場合は、コロナ処
理等の表面処理を行うことが好ましい。この易接着層の
厚みは、０．０１μm〜０．１μmあれば、非磁性支持体
と磁性層との間に十分な接着をもたせることができる。

【0017】本発明の磁性層に用いる強磁性粉末は、従来公
知の材料を使用でき、例えばγ-Fe₂O₃、Co含有γ-Fe
₂O₃、Fe₃O₄、Co含有γ-Fe₃O₄、CrO₂、バリウムフェライ
ト、ストロンチウムフェライト等の酸化物微粉末や、F
e、Co、Ni等の金属あるいはこれらの合金などの金属微
粉末があげられる。これらの磁性粉末は適用する媒体種
等に応じて選択すればよい。さらに本発明の磁性層には
上記材料の他に潤滑剤を含ませることが必須である。使
用される潤滑剤としては、高級脂肪酸、高級脂肪酸エス
テル、パラフィン、脂肪酸アミド等、公知の物が使用で
きる。本発明は上記磁性層の厚みが０．３μm以下の場
合に有効である。磁性層の厚みが０．３μm以下である
と、本発明の請求項の範囲からはずれた場合、非磁性支
持体の突起により磁性層の表面性を悪化させ、電磁変換
特性に影響を与え、さらに磁性層中に保持できる潤滑剤
の量が少ないため、耐久性に劣る。一方磁性層の厚みが
０．３μm以上になると、磁性層が厚くなるため、非磁
性支持体の突起による磁性層表面性の悪化も小さくなり
電磁変換特性への影響が少なく、また十分な耐久性も得
られるようになる。また形状が磁気テープの場合、前記
磁性層の他にカーボンブラックと結合剤樹脂を主成分と
するバックコート層を設けることも好ましい。バック
コート層はテープ走行を安定させるために有効であり、
磁性層とは反対の面に設ける。本発明の磁性層、バック
コート層に使用される結合剤としては、熱可塑性樹脂、
熱硬化性ないし反応型樹脂、電子線感応型変性樹脂等が
用いられ、その組み合わせは媒体の特性、工程条件に合
わせて適宜選択使用される。

【0018】熱可塑性樹脂としては、（メタ）アクリル樹
脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステ
ルポリウレタン樹脂、塩化ビニル系共重合体、アクリロ
ニトリル−ブタジエン系共重合体、ポリアミド樹脂、ポ
リビニルブチラール、ニトロセルロース、スチレン−ブ
タジエン系共重合体、ポリビニルアルコール樹脂、アセ
タール樹脂、エポキシ系樹脂、フェノキシ系樹脂、ポリ
エーテル樹脂、ポリカプロラクトン等の多官能性ポリエ
ーテル類、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、フェノー
ル樹脂、ポリブタジエンエラストマー、塩化ゴム、アク
リルゴム、イソプレンゴム、エポキシ変性ゴム等が挙げ
られる。

【0019】熱硬化性樹脂としては、縮重合するフェノール
樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン硬化型樹脂、尿素樹
脂、ブチラール樹脂、ポリマール樹脂、メラニン樹脂、
アルキッド樹脂、シリコーン樹脂、アクリル系反応樹
脂、ポリアミド樹脂、エポキシ−ポリアミド樹脂、飽和
ポリエステル樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂等が挙げ
られる。

【0020】上記樹脂のなかでも、末端および／または側鎖
に水酸基を有するものが反応型樹脂として、ポリイソシ
アネートを使用した架橋や電子線架橋変性等が容易に利
用できるため好適である。さらに末端や側鎖に極性基と
して−ＣＯＯＨ、−ＳＯ ₃ Ｍ、−ＯＳＯ₃ Ｍ、−ＯＰＯ
₃ Ｍ、−ＰＯ₃ Ｍ、−ＰＯ₂ Ｍ、−Ｎ⁺ Ｒ₃ Ｃｌ ^-、−
ＮＲ₂ （Ｍは水素またはアルカリ金属、Ｒはアルキル
基）等をはじめとする酸性極性基、塩基性極性基、ベタ
イン等を含有していてもよく、これらの含有は分散性の
向上に好適である。これらは一種単独で使用しても、二
種以上を組み合わせて使用してもよい。

【0021】これらのうちで、好ましく用いられるものとし
ては、以下に示すような塩化ビニル系共重合体およびポ
リウレタン樹脂の組み合わせである。本発明に使用され
る樹脂の例としては、塩化ビニル系共重合体が挙げら
れ、詳しくは、塩化ビニル含有量６０〜９５ｗｔ％、と
くに６０〜９０ｗｔ％のものが好ましく、その平均重合
度は１００〜５００程度であることが好ましい。このよ
うな塩化ビニル系樹脂と併用するポリウレタン樹脂は、
耐摩耗性および支持体への接着性が良い点でとくに有効
である。なお、これらの樹脂に加えて、公知の各種樹脂
が含有されていてもよい。さらに上記樹脂に公知の手法
により、（メタ）アクリル系二重結合を導入して電子線
感応変性を行ったものを使用することも可能である。

【0022】磁性層とバックコート層の塗布方法であるが、
グラビアコート、リバースロールコート、ダイノズルコ
ート等の公知の種々の塗布手段を用いることができる。

【実施例・比較例】以下、本発明の具体的実施例を示
す。

【0023】（１）実施例１＜磁性塗料＞金属磁性粉 100重量部（Hc＝18.56A/m,σ_S＝155Am²/kg,BET=47m²/g,PH=10,平
均長軸長=0.10μm Fe/Co/Al/Y=100/30/5/5（重量比））塩化ヒ゛ニル系共重合体（日本セ゛オン(株)製：MR110） 14
重量部（重合度＝300,極性基： -OSO₃K） -SO₃Na含有ポリウレタン樹脂６重量部（Mn=25000, 極性基濃度＝1個／１分子） α−Al2O3 (住友化学工業(株)製：HIT60A) 10重量部（平均粒径＝0.18μm,BET=12ｍ²/g）カーボンブラック（三菱化学(株)製：#3950B） 4重
量部（平均粒径＝16nm, BET =1500ｍ²/g, DBP吸油量＝330m
l/100g ）ステアリン酸 2重量部ブチルステアレート 3重量部 MEK 250重量部トルエン 80重量部シクロヘキサノン 80重量部上記組成物を混練処理した後、サンドグラインダーミル
にて分散を行い磁性塗料を作成した。

【0024】＜バックコート層塗料＞カーボンブラック８０重量部（コロンヒ゛アンカーホ゛ン社製:Conductex SC 平均粒径= 20nm,BET=220m²/g）カーボンブラック１重量部（コロンヒ゛アンカーホ゛ン社製:SevacarbMT平均粒径=350nm,BET=8m²/g） α−Ｆｅ₂Ｏ₃（戸田工業社製:TF100 平均粒径=0.1μｍ）１重量部塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコール共重合体６５重量部（モノマー重量比=92:3:5,平均重合度＝４２０）ポリエステルポリウレタン樹脂（東洋紡績社製：UR-8300）３５重量部ＭＥＫ２６０重量部トルエン２６０重量部シクロヘキサノン２６０重量部上記組成物を混練処理した後、サンドグラインダーミル
にて分散を行った。次に下記添加剤・溶剤を加え粘度調
整を行った。ステアリン酸１重量部ミリスチン酸１重量部ステアリン酸ブチル２重量部ＭＥＫ２１０重量部トルエン２１０重量部シクロヘキサノン２１０重量部コロネートL（日本ポリウレタン工業(株)製）を磁性塗
料に４重量部添加し、バックコート層塗料１００重量部
あたり１重量部を加え、厚み６．５μｍの非磁性支持体
（材質：ポリエチレンナフタレート、フィラー：平均粒
径０．１μmのＳｉＯ₂＝５００ｐｐｍ、磁性層側の中心
線平均粗さＲａ：３．５ｎｍ、易接着層：ポリエステ
ル）に磁性塗料をカレンダリング処理後の厚みが０．２
５μｍとなるように塗布し、磁場配向処理、乾燥処理、
カレンダリング処理をした。さらに磁性層を塗布した面
とは反対側の面にバックコート層塗料を乾燥厚み０．５
μｍとなるように塗布した。

【0025】このロールを２４時間放置後、６０℃で２４時
間熱硬化処理を行い、放冷後８ｍｍ幅に切断しテープサ
ンプルを作成した。

【0026】（２）実施例２実施例１で磁性塗料の研磨材をＨＩＴ６０ＡからＨＩＴ
５０(住友化学工業(株)製：平均粒径＝0.25μm,BET=8ｍ
²/g）に変更した他は実施例１と同様にテープサンプル
を作成した。

【0027】（３）実施例３実施例１で磁性塗料の研磨材をＨＩＴ６０ＡからＨＩＴ
７０(住友化学工業(株)製：平均粒径＝0.15μm,BET=17
ｍ²/g）に変更した他は実施例１と同様にテープサンプ
ルを作成した。

【0028】（４）比較例１実施例１で磁性塗料の研磨材をＨＩＴ６０ＡからＡＫＰ
３０(住友化学工業(株)製：平均粒径＝0.35μm,BET=7ｍ
²/g）に変更した他は実施例１と同様にテープサンプル
を作成した。

【0029】（５）比較例２実施例１で磁性塗料の研磨材をＨＩＴ６０ＡからＡＫＰ
８０(住友化学工業(株)製：平均粒径＝0.10μm,BET=18
ｍ²/g）に変更した他は実施例１と同様にテープサンプ
ルを作成した。

【0030】（６）実施例４実施例１で磁性塗料のカーボンブラックの添加量を１重
量部に変更した他は実施例１と同様にテープサンプルを
作成した。

【0031】（７）実施例５実施例１で磁性塗料のカーボンブラックの添加量を８重
量部に変更した他は実施例１と同様にテープサンプルを
作成した。

【0032】（８）比較例３実施例１で磁性塗料のカーボンブラックの添加量を０．
５重量部に変更した他は実施例１と同様にテープサンプ
ルを作成した。

【0033】（９）比較例４実施例１で磁性塗料のカーボンブラックの添加量を１０
重量部に変更した他は実施例１と同様にテープサンプル
を作成した。

【0034】（１０）実施例６実施例１で磁性塗料のカーボンブラックを＃３７５０Ｂ
（三菱化学(株)製：平均粒径＝28nm,BET=800ｍ²/g, DB
P吸油量＝210ml/100g ）に変更した他は実施例１と同
様にテープサンプルを作成した。

【0035】（１１）比較例５実施例１で磁性塗料のカーボンブラックを＃２６００Ｂ
（三菱化学(株)製：平均粒径＝13nm,BET=360ｍ²/g, DB
P吸油量＝80ml/100g ）に変更した他は実施例１と同様
にテープサンプルを作成した。

【0036】（１２）比較例６実施例１で磁性塗料のカーボンブラックを＃３２５０Ｂ
（三菱化学(株)製：平均粒径＝28nm,BET=240ｍ²/g, DB
P吸油量＝170ml/100g ）に変更した他は実施例１と同
様にテープサンプルを作成した。

【0037】（１３）比較例７比較例６で磁性塗料のカーボンブラックの添加量を８重
量部に変更した他は比較例６と同様にテープサンプルを
作成した。

【0038】（１４）実施例８実施例１で非磁性支持体の種類を下記に変更した他は実
施例１と同様にテープサンプルを作成した。材質：ポリエチレンナフタレート、フィラー：平均粒径
０．１μmのＳｉＯ₂ ＝１０００ｐｐｍ、磁性層側の中
心線平均粗さＲａ：４．５ｎｍ、易接着層：ポリエス
テル（１５）比較例８実施例１で非磁性支持体の種類を下記に変更した他は実
施例１と同様にテープサンプルを作成した。材質：ポリエチレンナフタレート、フィラー：平均粒径
０．２μmのＳｉＯ₂ ＝１０００ｐｐｍ、磁性層側の中
心線平均粗さＲａ：６．０ｎｍ、易接着層：ポリエス
テル以上作成したサンプルについて、以下の項目について、
磁性層の表面粗さ、電磁変換特性、耐久性（スチル特
性）の評価を行った。結果を表１〜４に示す。磁性層中心線平均粗さ：Ｒａ（ｎｍ）測定器：テーラーホブソン社製タリステップシステム測定条件：フィルター条件 0.18〜９Hz 触針 0.1×2.5μm特殊スタイラス触針圧 2mg 測定スピード 0.03mm/sec 測定長 500μm 電磁変換特性ＳＯＮＹ製Ｈｉ８ＥＶ−Ｓ９００を用い、周波数７Ｍ
Ｈｚ、記録波長０．５μmの条件で出力及びＣ／Ｎを測
定した。実施例１の値を０ｄＢとし比較を行った。−１
ｄＢよりプラス側を合格とした。スチル特性ＳＯＮＹ製Ｈｉ８ＥＶ−Ｓ９００をスチル特性用に改
造し３℃５％ＲＨの環境で測定した。３０ｍｉｎ以上を
合格とした。

【0039】

【表１】

【表２】

【表３】

【表４】

【0040】

【発明の効果】本発明によれば非磁性支持体上に０．３
μm以下の磁性層を設けた磁気記録媒体において、電磁
変換特性、耐久性にすぐれた磁気記録媒体を提供するこ
とができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4J038 BA081 CA011 CA021 CA131 CC041 CD041 CE021 CE061 CE071 CG011 CG141 CG161 DA011 DA041 DA141 DB001 DD001 DD021 DD231 DF001 DF061 DG001 DG111 DH001 DJ021 DL031 HA026 HA066 HA206 HA216 HA266 HA446 KA08 KA12 KA20 MA02 MA14 NA03 NA22 PB11 5D006 BA10 BA19 CB06 CB07 CB08 FA02 FA09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項1】磁性層を設ける面の中心線平均粗さＲａが
５ｎｍ以下である非磁性支持体上に、少なくとも強磁性
粉末、カーボンブラック、研磨材を含む、乾燥厚みが
０．３μｍ以下の磁性層を設けた磁気記録媒体におい
て、前記カーボンブラックはＢＥＴ法による比表面積が
５００ｍ²／ｇ以上で、強磁性粉末１００重量部に対し
て１〜８重量部の割合で磁性層に含まれ、かつ前記研磨
材の平均粒径をＤ、磁性層の乾燥厚みをＴとした時に
（Ｉ）式が成り立つことを特徴とする磁気記録媒体。（Ｉ）式：０．５≦Ｄ／Ｔ≦１．２
【請求項2】前記非磁性支持体中に含まれるフィラーの
大きさが０．１μｍ以下である請求項１記載の磁気記録
媒体。