JP2003006832A - 磁気テープおよび磁気記録再生方法 - Google Patents

磁気テープおよび磁気記録再生方法

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JP2003006832A
JP2003006832A JP2001191348A JP2001191348A JP2003006832A JP 2003006832 A JP2003006832 A JP 2003006832A JP 2001191348 A JP2001191348 A JP 2001191348A JP 2001191348 A JP2001191348 A JP 2001191348A JP 2003006832 A JP2003006832 A JP 2003006832A
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JP2001191348A
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Kiyomi Ejiri
清美 江尻
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Fuji Photo Film Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】記録密度を向上させ、かつデ−ター転送速度、
アクセススピードを高めるための磁気記録テープと磁気
記録再生方法とを提供する。 【解決手段】支持体上に強磁性粉末及び結合剤を主体と
する磁性層が形成され、該強磁性粉末が平均板径10〜
40nmの六方晶フェライト磁性粉末であり、かつ該磁
性層の長手(MD)方向の角形比SQ(MD)と幅(T
D)方向の角形比SQ(TD)の比〔SQ(MD)/S
Q(TD)〕が0.25〜2.0である磁気テープ、お
よびこの磁気テープのTD方向に磁気記録信号を記録す
る磁気記録再生方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は塗布型の高記録密度
の磁気テープおよび磁気記録再生方法に関する。
【0002】
【従来の技術】磁気テープの分野において、近年ミニコ
ンピューター、パーソナルコンピューター、ワークステ
ーションなどのオフィスコンピューターの普及に伴っ
て、外部記憶媒体としてコンピューターデータを記録す
るための磁気テープ(いわゆるバックアップテープ)の
研究が盛んに行われている。このような用途の磁気テー
プの実用化に際しては、とくにコンピューターの小型
化、情報処理能力の増大と相まって、記録の大容量化、
小型化を達成するために、記録容量の向上と同時にデー
ター処理速度・アクセス速度の向上が強く要求される。
【0003】従来、磁気テープの記録・再生はテープの
長手方向に沿って一直線に記録再生するリニアトラッキ
ング方式、テープの長手方向に数度〜十数度傾けて回転
ドラムに搭載した磁気ヘッドで記録再生するヘリカルト
ラッキング方式が広く普及してきた。ところが記録密度
の向上に伴って記録再生のトラック幅が狭くなり、磁気
テープの走行位置のずれや収縮・膨張などの寸法変化に
よりトラックを正確に読みとることが非常に難しくなっ
てきている。テープの位置ずれにたいしてはサーボ信号
をテープ上に記録してトラッキングサーボを行っている
が、テープの寸法変化に対しては限界がある。
【0004】一方、その他の記録方法としてテープの幅
方向に記録する方法がある。この方法は、かつて2イン
チ幅の放送用ビデオテープで用いられた。原理的に次の
ことが可能である。即ち、幅方向に記録するとき、トラ
ックの開始部および/または終端部に基準信号を記録す
ることで、幅方向には信号の序列を検出することができ
るのでテープの寸法変化や幅方向の位置ずれに関係なく
再生することができる。また、長手方向に対しては前記
基準信号のピッチをフィードバックしてテープ送り速度
を制御することで長手方向の寸法変化によらず再生でき
るのでトラック幅をより狭くすることが可能である。こ
の効果は、幅方向に一直線に記録する場合だけでなく、
幅方向を弦とした円弧状に記録した場合(いわゆるサー
キュラースキャン)も同様に発揮される。また、これら
の方法を用いてテープ幅を広くすることで、同じ容量を
記録するためのテープ長を短くすることができるので、
アクセス時間の短縮が可能になる。
【0005】再生に用いる磁気ヘッドは、狭トラック時
に起きる出力の低下をカバーするためMRヘッドが適す
る。ところが、幅方向に記録する場合には従来の長手配
向磁気テープを用いると、磁化困難方向に記録すること
になるので、充分な再生出力・S/N比が得られない。
このため幅方向に磁場配向することが理想であるが、製
造上困難なために、例えば前記2インチビデオテープで
は針状磁性粒子の磁化容易軸をランダムにして対処して
いた。針状粒子をランダムに塗設した場合、磁性粒子の
充填密度が低下して高密度記録には適さない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、幅方
向に記録して、高密度記録が可能で、デ−ター転送速度
およびアクセススピードを高めることができる磁気テー
プと磁気記録再生方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、以下の構成か
らなる磁気テープおよび磁気記録再生方法である。 (1)支持体上に強磁性粉末及び結合剤を主体とする磁
性層が形成されている磁気記録媒体であって、該強磁性
粉末が平均板径10〜40nmの六方晶フェライト磁性
粉末であり、かつ該磁性層の長手(MD)方向の角形比
SQ(MD)と幅(TD)方向の角形比SQ(TD)の
比〔SQ(MD)/SQ(TD)〕が0.25〜2.0
であることを特徴とする磁気テープ。 (2)非磁性粉末を結合剤に分散した非磁性層の上に厚
み30nm〜200nmの磁性層が塗設されていること
を特徴とする上記(1)に記載の磁気テープ。 (3)上記(1)または(2)に記載の磁気テープのT
D方向に磁気記録信号を記録することを特徴とする磁気
記録再生方法。 (4) 磁気抵抗型磁気ヘッド(MRヘッド)で再生す
ることを特徴とする上記(3)に記載の磁気記録再生方
法。
【0008】本発明の上記構成の磁気テープは、微粒子
の六角板状の磁性粉末を用いることにより、これらの磁
性粉末は結合剤で被覆されると球状に近い形状になるの
で、長手方向に流動配向しにくくランダム配向しやす
い。またランダム配向しても高い充填密度が得られる。
この磁性粉末を用いてSQ(MD)/SQ(TD)を
0.25〜2.0に規定することで、前述した幅方向に
記録した場合にも良好なS/N比を得ることができる。
さらに前記六方晶フェライト粒子は、磁化モーメントσ
sが合金磁性粉末より小さいので、MRヘッドを使った
場合のヘッド飽和回避、低ノイズ化が可能である。一
方、前記六方晶フェライトは磁気異方性定数が大きく、
さらにランダムに配向するためにオーバーライトしにく
い欠点をもつので、非磁性層上に30nm〜300nm
の厚みに塗設されることが好ましい。なお、本発明の磁
気記録媒体に信号を記録するための記録ヘッドは、特に
制限されるべきものではないが、電磁誘導型の薄膜磁気
ヘッド、例えば、MIGヘッド等が好適に用いられる。
また、本発明の磁気テープは、TD方向に記録、再生す
るシステムに好適に用いられ、再生は特にMRヘッドを
用いることが好ましい。以下、本発明の実施形態につき
詳細を述べる。
【0009】
【発明の実施形態】[磁性層]本発明の磁気記録媒体
は、支持体上に直接磁性層を設けても、非磁性下層を介
して磁性層を設けてもよい。MRヘッドで用いる場合は
磁性層を薄くするので、非磁性下層を用いた重層構成が
好ましい。磁性層のTD方向の抗磁力Hcは159kA
/m(2000 Oe)以上であることが必要であり、
159kA/m(2000 Oe)〜400kA/m
(5000 Oe)で有ることが好ましい。磁性層厚み
は好ましくは30〜300nm、更に好ましくは50〜
200nmである。30nmより薄いと、再生出力が不
足し、300nmより厚いと分解能の低下・オーバーラ
イトの劣化が生ずる。SQ(MD)/SQ(TD)は
0.25〜2.0、好ましくは0.3〜1.7、より好
ましくは0.35〜1.5である。
【0010】[強磁性粉末]本発明の磁性層に使用する
強磁性粉末は、六方晶フェライト粉末でありバリウムフ
ェライト、ストロンチウムフェライト、鉛フェライト、
カルシウムフェライトの各置換体、Co置換体等があ
る。具体的にはマグネトプランバイト型のバリウムフェ
ライト及びストロンチウムフェライト、スピネルで粒子
表面を被覆したマグネトプランバイト型フェライト、更
に一部スピネル相を含有したマグネトプランバイト型の
バリウムフェライト及びストロンチウムフェライト等が
挙げられ、その他所定の原子以外にAl、Si、S,S
c、Ti、V,Cr、Cu,Y,Mo,Rh,Pd,A
g、Sn、Sb、Te、Ba、Ta、W、Re、Au、
Hg、Pb、Bi、La、Ce、Pr、Nd、P,C
o,Mn,Zn、Ni、Sr、B、Ge、Nbなどの原
子を含んでもかまわない。一般にはCo−Zn、Co−
Ti,Co−Ti−Zr、Co−Ti−Zn,Ni−T
i−Zn,Nb−Zn−Co、SbーZn−Co、Nb
−Zn等の元素を添加した物を使用することができる。
原料・製法によっては特有の不純物を含有するものもあ
る。
【0011】粒子サイズは、六角板径で10〜40n
m、好ましくは10〜35nmであり、特に好ましくは
15〜35nmである。特にトラック密度を上げるため
MRヘッドで再生する場合、低ノイズにする必要があ
り、板径は35nm以下が好ましいが、10nmより小
さいと熱揺らぎのため安定な磁化が望めない。40nm
を越えるとノイズが高く、さらにスタッキングのために
流動配向により長手方向のSQが高くなるので本発明の
高密度磁気記録には向かない。板状比(板径/板厚)は
1〜10が望ましい。好ましくは2〜5である。板状比
が小さいと磁性層中の充填性は高くなり好ましい。10
より大きいと粒子間のスタッキングによりノイズが大き
くなり、また流動配向を起こしやすい。この粒子サイズ
範囲のBET法による比表面積(SBET)は10〜10
0m2/gを示す。比表面積は概ね粒子板径と板厚から
の算術計算値と符号する。
【0012】粒子板径・板厚の分布は通常狭いほど好ま
しい。数値化は困難であるが粒子TEM写真より500
粒子を無作為に測定する事で比較できる。分布は正規分
布ではない場合が多いが、計算して平均サイズに対する
標準偏差で表すとσ/平均サイズ=0.1〜2.0であ
る。粒子サイズ分布をシャープにするには粒子生成反応
系をできるだけ均一にすると共に、生成した粒子に分布
改良処理を施すことも行われている。たとえば酸溶液中
で超微細粒子を選別的に溶解する方法等も知られてい
る。上記六方晶フェライト微粉末の平均粒子体積は、好
ましくは1000〜10000nm3、より好ましくは
1500〜8000nm3、さらに好ましくは2000
〜8000nm3である。
【0013】磁性体で測定される抗磁力Hcは通常、4
0〜400kA/m程度まで作成できる。Hcは高い方
が高密度記録に有利であるが、記録ヘッドの能力で制限
される。本発明では磁性体のHcは119〜397kA
/m程度であるが、好ましくは159〜320kA/m
である。ヘッドの飽和磁化が1.4テスラを越える場合
は、175kA/m以上にすることが好ましい。Hcは
粒子サイズ(板径・板厚)、含有元素の種類と量、元素
の置換サイト、粒子生成反応条件等により制御できる。
【0014】飽和磁化σsは、好ましくは40〜80A
2/kgである。σsは微粒子になるほど小さくなる
傾向がある。σs改良のためマグネトプランバイトフェ
ライトにスピネルフェライトを複合すること、含有元素
の種類と添加量の選択等が良く知られている。またW型
六方晶フェライトを用いることも可能である。磁性体を
分散する際に磁性体粒子表面を分散媒、ポリマーに合っ
た物質で処理することも行われている。表面処理材は無
機化合物、有機化合物が使用される。主な化合物として
はSi、Al、P、等の酸化物または水酸化物、各種シ
ランカップリング剤、各種チタンカップリング剤が代表
例である。量は磁性体に対して0.1〜10%である。
磁性体のpHも分散に重要である。通常4〜12程度で
分散媒、ポリマーにより最適値があるが、媒体の化学的
安定性、保存性から6〜11程度が選択される。磁性体
に含まれる水分も分散に影響する。分散媒、ポリマーに
より最適値があるが通常0.01〜2.0%が選ばれ
る。
【0015】六方晶フェライトの製法としては、(i)
酸化バリウム・酸化鉄・鉄を置換する金属酸化物とガラ
ス形成物質として酸化ホウ素等を所望のフェライト組成
になるように混合した後溶融し、急冷して非晶質体と
し、次いで再加熱処理した後、洗浄・粉砕してバリウム
フェライト結晶粉体を得るガラス結晶化法、(ii)バリ
ウムフェライト組成金属塩溶液をアルカリで中和し、副
生成物を除去した後100℃以上で液相加熱した後洗浄
・乾燥・粉砕してバリウムフェライト結晶粉体を得る水
熱反応法、(iii)バリウムフェライト組成金属塩溶液
をアルカリで中和し、副生成物を除去した後乾燥し11
00℃以下で処理し、粉砕してバリウムフェライト結晶
粉体を得る共沈法、等がある。本発明ではいずれの製法
でもよい。
【0016】[非磁性層]次に支持体と磁性層の間に下
層である非磁性層を設ける時の下層に関する詳細な内容
について説明する。本発明の下層は実質的に非磁性であ
ればその構成は制限されるべきものではないが、通常、
少なくとも樹脂からなり、好ましくは、粉体、例えば、
無機粉末あるいは有機粉末が樹脂中に分散されたものが
挙げられる。該無機粉末は、通常、好ましくは非磁性粉
末であるが、下層が実質的に非磁性である範囲で磁性粉
末も使用され得るものである。
【0017】(非磁性粉末)該非磁性粉末としては、例
えば、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、金属硫化物等の無機化合物から選択す
ることができる。無機化合物としては例えばα化率90
%以上のα−アルミナ、β−アルミナ、γ−アルミナ、
θ−アルミナ、炭化ケイ素、酸化クロム、酸化セリウ
ム、α−酸化鉄、ヘマタイト、ゲータイト、コランダ
ム、窒化珪素、チタンカーバイト、酸化チタン、二酸化
珪素、酸化スズ、酸化マグネシウム、酸化タングステ
ン、酸化ジルコニウム、窒化ホウ素、酸化亜鉛、炭酸カ
ルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、二硫化モリ
ブデンなどが単独または組合せで使用される。特に好ま
しいのは、粒度分布の小ささ、機能付与の手段が多いこ
と等から、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄、硫酸バリ
ウムであり、更に好ましいのは二酸化チタン、α酸化鉄
である。
【0018】これら非磁性粉末の粒子サイズは、0.0
05〜2μmが好ましいが、必要に応じて粒子サイズの
異なる非磁性粉末を組み合わせたり、単独の非磁性粉末
でも粒径分布を広くして同様の効果をもたせることもで
きる。とりわけ好ましいのは非磁性粉末の粒子サイズは
0.01〜0.2μmである。特に、非磁性粉末が粒状
金属酸化物である場合は、平均粒子径0.08μm以下
が好ましく、針状金属酸化物である場合は、長軸長が
0.3μm以下が好ましく、0.2μm以下がさらに好
ましい。タップ密度は0.05〜2g/ml、好ましく
は0.2〜1.5g/mlである。非磁性粉末の含水率
は0.1〜5質量%、好ましくは0.2〜3質量%、更
に好ましくは0.3〜1.5質量%である。非磁性粉末
のpHは2〜11であるが、pHは5.5〜10の間が
特に好ましい。
【0019】非磁性粉末の比表面積は1〜100m2
g、好ましくは5〜80m2/g 、更に好ましくは1
0〜70m2/gである。非磁性粉末の結晶子サイズは
0.004〜1μmが好ましく、0.04〜0.1μm
が更に好ましい。DBP(ジブチルフタレート)を用い
た吸油量は5〜100ml/100g、好ましくは10
〜80ml/100g、更に好ましくは20〜60ml
/100gである。比重は1〜12、好ましくは3〜6
である。形状は針状、球状、多面体状、板状のいずれで
も良い。モース硬度は4以上、10以下のものが好まし
い。非磁性粉末のSA(ステアリン酸)吸着量は1〜2
0μmol/m2、好ましくは2〜15μmol/m2
さらに好ましくは3〜8μmol/m2である。pHは
3〜6の間にあることが好ましい。これらの非磁性粉末
の表面には表面処理を施すことによりAl23、SiO
2、TiO2、ZrO2、SnO2、Sb23、ZnO、Y
23を存在させることが好ましい。特に分散性に好まし
いのはAl23、SiO2、TiO2、ZrO2である
が、更に好ましいのはAl23、SiO2、ZrO2であ
る。これらは組み合わせて使用しても良いし、単独で用
いることもできる。また、目的に応じて共沈させた表面
処理層を用いても良いし、先ずアルミナを存在させた後
にその表層をシリカで処理する方法、またはその逆の方
法を採ることもできる。また、表面処理層は目的に応じ
て多孔質層にしても構わないが、均質で密である方が一
般には好ましい。
【0020】本発明の下層に用いられる非磁性粉末の具
体的な例としては、昭和電工製ナノタイト、住友化学製
HIT−100,ZA−G1、戸田工業社製αヘマタイ
トDPN−250,DPN−250BX,DPN−24
5,DPN−270BX,DPN−500BX,DBN
−SA1,DBN−SA3、石原産業製酸化チタンTT
O−51B,TTO−55A,TTO−55B,TTO
−55C,TTO−55S,TTO−55D,SN−1
00、αヘマタイトE270,E271,E300,E
303、チタン工業製酸化チタンSTT−4D,STT
−30D,STT−30,STT−65C、αヘマタイ
トα−40、テイカ製MT−100S,MT−100
T,MT−150W,MT−500B,MT−600
B,MT−100F,MT−500HD、堺化学製FI
NEX−25,BF−1,BF−10,BF−20,S
T−M、同和鉱業製DEFIC−Y,DEFIC−R、
日本アエロジル製AS2BM,TiO2P25、宇部興
産製100A,500A、及びそれを焼成したものが挙
げられる。特に好ましい非磁性粉末は二酸化チタンとα
−酸化鉄である。
【0021】(カーボンブラック)非磁性層にカーボン
ブラックを混合させて公知の効果である表面電気抵抗R
sを下げること、光透過率を小さくすることができると
ともに、所望のマイクロビッカース硬度を得る事ができ
る。また、下層にカーボンブラックを含ませることで潤
滑剤貯蔵の効果をもたらすことも可能である。カーボン
ブラックの種類はゴム用ファーネス、ゴム用サーマル、
カラー用ブラック、アセチレンブラック等を用いること
ができる。下層のカーボンブラックは所望する効果によ
って、以下のような特性を最適化すべきであり、併用す
ることでより効果が得られることがある。
【0022】非磁性層のカーボンブラックの比表面積は
100〜500m2/g、好ましくは150〜400m2
/g、DBP吸油量は20〜400ml/100g、好
ましくは30〜400ml/100gである。カーボン
ブラックの粒子径は5〜80nm、好ましく10〜50
nm、さらに好ましくは10〜40nmである。カーボ
ンブラックのpHは2〜10、含水率は0.1〜10
%、タップ密度は0.1〜1g/mlが好ましい。本発
明に用いられるカーボンブラックの具体的な例としては
キャボット社製 BLACKPEARLS 2000,
1300,1000,900,800,880,70
0、VULCAN XC−72、三菱化成工業社製 #
3050B,#3150B,#3250B,#3750
B,#3950B,#950,#650B,#970
B,#850B,MA−600,MA−230,#40
00,#4010、コロンビアンカーボン社製 CON
DUCTEX SC、RAVEN 8800,800
0,7000,5750,5250,3500,210
0,2000,1800,1500,1255,125
0、アクゾー社製ケッチェンブラックECなどがあげら
れる。カーボンブラックを分散剤などで表面処理した
り、樹脂でグラフト化して使用しても、表面の一部をグ
ラファイト化したものを使用してもかまわない。また、
カーボンブラックを塗料に添加する前にあらかじめ結合
剤で分散してもかまわない。
【0023】これらのカーボンブラックは、上記無機質
粉末に対して50質量%を越えない範囲、非磁性層総質
量の40%を越えない範囲で使用できる。これらのカー
ボンブラックは単独、または組合せで使用することがで
きる。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。
【0024】また非磁性層には有機質粉末を目的に応じ
て、添加することもできる。例えば、アクリルスチレン
系樹脂粉末、ベンゾグアナミン樹脂粉末、メラミン系樹
脂粉末、フタロシアニン系顔料が挙げられるが、ポリオ
レフィン系樹脂粉末、ポリエステル系樹脂粉末、ポリア
ミド系樹脂粉末、ポリイミド系樹脂粉末、ポリフッ化エ
チレン樹脂も使用することができる。その製法は特開昭
62−18564号公報、特開昭60−255827号
公報に記されているようなものが使用できる。
【0025】非磁性層の結合剤樹脂、潤滑剤、分散剤、
添加剤、溶剤、分散方法その他は以下に記載する磁性層
のそれが適用できる。特に、結合剤樹脂量、種類、添加
剤、分散剤の添加量、種類に関しては磁性層に関する公
知技術が適用できる。
【0026】[結合剤]本発明の磁気テープの磁性層お
よび非磁性層に使用される結合剤としては、従来公知の
熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、反応型樹脂やこれらの混
合物が使用される。熱可塑系樹脂としては、ガラス転移
温度が−100〜150℃、数平均分子量が1,000
〜200,000、好ましくは10,000〜100,0
00、重合度が約50〜1000程度のものである。
【0027】このような例としては、塩化ビニル、酢酸
ビニル、ビニルアルコール、マレイン酸、アクリル酸、
アクリル酸エステル、塩化ビニリデン、アクリロニトリ
ル、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、スチレン、
ブタジエン、エチレン、ビニルブチラール、ビニルアセ
タール、ビニルエーテル等を構成単位として含む重合体
または共重合体、ポリウレタン樹脂、各種ゴム系樹脂が
ある。また、熱硬化性樹脂または反応型樹脂としてはフ
ェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン硬化型樹
脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、アクリル
系反応樹脂、ホルムアルデヒド樹脂、シリコーン樹脂、
エポキシ−ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂とイソシ
アネートプレポリマーの混合物、ポリエステルポリオー
ルとポリイソシアネートの混合物、ポリウレタンとポリ
イソシアネートの混合物等があげられる。これらの樹脂
については朝倉書店発行の「プラスチックハンドブッ
ク」に詳細に記載されている。また、公知の電子線硬化
型樹脂を各層に使用することも可能である。これらの例
とその製造方法については特開昭62−256219に
詳細に記載されている。
【0028】以上の樹脂は単独または組合せて使用でき
るが、好ましいものとして塩化ビニル樹脂、塩化ビニル
・酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル・酢酸ビニル・ビニ
ルアルコール共重合体および塩化ビニル・酢酸ビニル・
無水マレイン酸共重合体から選ばれる少なくとも1種と
ポリウレタン樹脂の組合せ、またはこれらにポリイソシ
アネートを組み合わせたものがあげられる。
【0029】ポリウレタン樹脂の構造は、ポリエステル
ポリウレタン、ポリエーテルポリウレタン、ポリエーテ
ルポリエステルポリウレタン、ポリカーボネートポリウ
レタン、ポリエステルポリカーボネートポリウレタン、
ポリカプロラクトンポリウレタンなど公知のもののいず
れであってもよい。
【0030】ここに示したすべての結合剤について、よ
り優れた分散性と耐久性を得るためには必要に応じ、−
COOM,−SO3M、−OSO3M、−P=O(OM)
2、−O−P=O(OM)2(以上のMは、水素原子また
はアルカリ金属を表す)、OH、NR2、N+3(Rは
炭化水素基)、エポキシ基、SHおよびCNから選ばれ
る少なくとも一つの極性基を共重合または付加反応で導
入したものを用いることが好ましい。このような極性基
の量は10-1〜10-8モル/gであり、好ましくは10
-2〜10-6モル/gである。
【0031】本発明に用いられるこれらの結合剤の具体
的な市販品の例としては、ユニオンカーバイト社製 V
AGH、VYHH、VMCH、VAGF、VAGD,V
ROH,VYES,VYNC,VMCC,XYHL,X
YSG,PKHH,PKHJ,PKHC,PKFE;日
信化学工業社製 MPR−TA、MPR−TA5,MP
R−TAL,MPR−TSN,MPR−TMF,MPR
−TS、MPR−TM、MPR−TAO;電気化学社製
1000W、DX80,DX81,DX82,DX8
3、100FD;日本ゼオン社製 MR−104、MR
−105、MR110、MR100、MR555、40
0X−110A;日本ポリウレタン社製ニッポランN2
301、N2302、N2304;大日本インキ社製
パンデックスT−5105、T−R3080、T−52
01、バーノックD−400、D−210−80、クリ
スボン6109,7209;東洋紡社製 バイロンUR
8200,UR8300、UR−8700、RV53
0,RV280;大日精化社製 ダイフェラミン402
0,5020,5100,5300,9020,902
2、7020;三菱化成社製 MX5004,三洋化成
社製サンプレンSP−150、旭化成社製サランF31
0,F210などがあげられる。
【0032】本発明の磁気テープの磁性層および非磁性
層に用いられる結合剤は、非磁性粉末または強磁性粉末
に対し、5〜50質量%の範囲、好ましくは10〜30
質量%の範囲で用いられる。塩化ビニル系樹脂を用いる
場合は5〜30質量%、ポリウレタン樹脂を用いる場合
は2〜20質量%、ポリイソシアネートは2〜20質量
%の範囲でこれらを組み合わせて用いることが好ましい
が、例えば微量の脱塩素によりヘッド腐食が起こる場合
は、ポリウレタンのみまたはポリウレタンとイソシアネ
ートのみを使用することも可能である。本発明におい
て、ポリウレタンを用いる場合はガラス転移温度が−5
0〜150℃、好ましくは0℃〜100℃、更に好まし
くは30℃〜90℃、破断伸びが100〜2000%、
破断応力は0.05〜10Kg/mm2(0.49〜9
8MPa)、降伏点は0.05〜10Kg/mm
2(0.49〜98MPa)が好ましい。
【0033】本発明の磁気テープは、二層以上から構成
され得る。従って、結合剤量、結合剤中に占める塩化ビ
ニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイソシアネートあ
るいはそれ以外の樹脂の量、磁性層を形成する各樹脂の
分子量、極性基量、あるいは先に述べた樹脂の物理特性
などを必要に応じ非磁性層、磁性層とで変えることはも
ちろん可能であり、むしろ各層で最適化すべきであり、
多層磁性層に関する公知技術を適用できる。例えば、各
層で結合剤量を変更する場合、磁性層表面の擦傷を減ら
すためには磁性層の結合剤量を増量することが有効であ
り、ヘッドに対するヘッドタッチを良好にするために
は、非磁性層の結合剤量を多くして柔軟性を持たせるこ
とができる。
【0034】本発明に用いるポリイソシアネートとして
は、トリレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニル
メタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネ
ート、キシリレンジイソシアネート、ナフチレン−1,
5−ジイソシアネート、o−トルイジンジイソシアネー
ト、イソホロンジイソシアネート、トリフェニルメタン
トリイソシアネート等のイソシアネート類、これらのイ
ソシアネート類とポリアルコールとの生成物、イソシア
ネート類の縮合によって生成したポリイソシアネート等
を使用することができる。これらのイソシアネート類の
市販されている商品名としては、日本ポリウレタン社
製、コロネートL、コロネートHL,コロネート203
0、コロネート2031、ミリオネートMR,ミリオネ
ートMTL、武田薬品社製、タケネートD−102,タ
ケネートD−110N、タケネートD−200、タケネ
ートD−202、住友バイエル社製、デスモジュール
L,デスモジュールIL、デスモジュールN,デスモジ
ュールHL,等がありこれらを単独または硬化反応性の
差を利用して二つもしくはそれ以上の組合せで各層とも
用いることができる。
【0035】[カーボンブラック、研磨剤]本発明の磁
性層に使用されるカーボンブラックはゴム用ファーネ
ス、ゴム用サーマル、カラー用ブラック、アセチレンブ
ラック、等を用いることができる。比表面積は5〜50
0m2/g、DBP吸油量は10〜400ml/100
g、粒子径は5〜300nm、好ましくは10〜250
nm、更に好ましくは20〜200nmである。pHは
2〜10、含水率は0.1〜10%、タップ密度は0.
1〜1g/cc、が好ましい。本発明に用いられるカー
ボンブラックの具体的な例としては、キャボット社製、
BLACKPEARLS 2000、1300、100
0、900、905、800,700、VULCAN
XC−72;旭カーボン社製 #80、#60,#5
5、#50、#35;三菱化成工業社製 #2400
B、#2300、#900,#1000#30,#4
0、#10B;コロンビアンカーボン社製 CONDU
CTEX SC、RAVEN 150、50,40,1
5、RAVEN−MT−P;日本EC社製 ケッチェン
ブラックECなどがあげられる。カーボンブラックを分
散剤などで表面処理したり、樹脂でグラフト化して使用
しても、表面の一部をグラファイト化したものを使用し
てもかまわない。また、カーボンブラックを磁性塗料に
添加する前にあらかじめ結合剤で分散してもかまわな
い。これらのカーボンブラックは単独、または組合せで
使用することができる。カーボンブラックを使用する場
合は磁性体に対する量の0.1〜30%で用いることが
好ましい。カーボンブラックは、磁性層の帯電防止、摩
擦係数低減、遮光性付与、膜強度向上などの働きがあ
り、これらは用いるカーボンブラックにより異なる。従
って本発明に使用されるこれらのカーボンブラックは上
層磁性層、下層非磁性層でその種類、量、組合せを変
え、粒子サイズ、吸油量、電導度、pHなどの先に示し
た諸特性をもとに目的に応じて使い分けることはもちろ
ん可能であり、むしろ各層で最適化すべきものである。
本発明の磁性層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。
【0036】本発明に用いられる研磨剤としてはα化率
90%以上のα−アルミナ、β−アルミナ、炭化ケイ
素、酸化クロム、酸化セリウム、α−酸化鉄、コランダ
ム、人造ダイアモンド、窒化珪素、炭化珪素チタンカー
バイト、酸化チタン、二酸化珪素、窒化ホウ素、など主
としてモース硬度6以上の公知の材料が単独または組合
せで使用される。また、これらの研磨剤どうしの複合体
(研磨剤を他の研磨剤で表面処理したもの)を使用して
もよい。これらの研磨剤には主成分以外の化合物または
元素が含まれる場合もあるが主成分が90%以上であれ
ば効果にかわりはない。これら研磨剤の粒子サイズは
0.01〜2μmが好ましく、更に好ましくは0.05
〜1.0μm、特に好ましくは0.05〜0.5μmの
範囲である。特に電磁変換特性を高めるためには、その
粒度分布が狭い方が好ましい。また耐久性を向上させる
には必要に応じて粒子サイズの異なる研磨剤を組み合わ
せたり、単独の研磨剤でも粒径分布を広くして同様の効
果をもたせることも可能である。タップ密度は0.3〜
2g/cc、含水率は0.1〜5%、pHは2〜11、
比表面積は1〜30m2/g、が好ましい。本発明に用
いられる研磨剤の形状は針状、球状、サイコロ状、のい
ずれでも良いが、形状の一部に角を有するものが研磨性
が高く好ましい。
【0037】具体的には住友化学社製AKP−12、A
KP−15、AKP−20、AKP−30、AKP−5
0、HIT20、HIT−30、HIT−55、HIT
60、HIT70、HIT80、HIT100、レイノ
ルズ社製、ERC−DBM、HP−DBM、HPS−D
BM、不二見研磨剤社製、WA10000、上村工業社
製、UB20、日本化学工業社製、G−5、クロメック
スU2、クロメックスU1、戸田工業社製、TF10
0、TF140、イビデン社製、ベータランダムウルト
ラファイン、昭和鉱業社製、B−3などが挙げられる。
これらの研磨剤は必要に応じ非磁性層に添加することも
できる。非磁性層に添加することで表面形状を制御した
り、研磨剤の突出状態を制御したりすることができる。
これら磁性層、非磁性層の添加する研磨剤の粒径、量は
むろん最適値に設定すべきものである。
【0038】[添加剤]本発明の磁性層と非磁性層に使
用される、添加剤としては潤滑効果、帯電防止効果、分
散効果、可塑効果、などをもつものが使用される。具体
的には、二硫化モリブデン、二硫化タングステングラフ
ァイト、窒化ホウ素、フッ化黒鉛、シリコーンオイル、
極性基をもつシリコーン、脂肪酸変性シリコーン、フッ
素含有シリコーン、フッ素含有アルコール、フッ素含有
エステル、ポリオレフィン、ポリグリコール、アルキル
燐酸エステルおよびそのアルカリ金属塩、アルキル硫酸
エステルおよびそのアルカリ金属塩、ポリフェニルエー
テル、フェニルホスホン酸、αナフチル燐酸、フェニル
燐酸、ジフェニル燐酸、p−エチルベンゼンホスホン
酸、フェニルホスフィン酸、アミノキノン類、各種シラ
ンカップリング剤、チタンカップリング剤、フッ素含有
アルキル硫酸エステルおよびそのアルカリ金属塩、炭素
数10〜24の一塩基性脂肪酸(不飽和結合を含んで
も、また分岐していてもかまわない)、および、これら
の金属塩(Li、Na、K、Cuなど)または、炭素数
12〜22の一価、二価、三価、四価、五価、六価アル
コール(不飽和結合を含んでも、また分岐していてもか
まわない)、炭素数12〜22のアルコキシアルコー
ル、炭素数10〜24の一塩基性脂肪酸(不飽和結合を
含んでも、また分岐していてもかまわない)と炭素数2
〜12の一価、二価、三価、四価、五価、六価アルコー
ルのいずれか一つ(不飽和結合を含んでも、また分岐し
ていてもかまわない)とからなるモノ脂肪酸エステルま
たはジ脂肪酸エステルまたはトリ脂肪酸エステル、アル
キレンオキシド重合物のモノアルキルエーテルの脂肪酸
エステル、炭素数8〜22の脂肪酸アミド、炭素数8〜
22の脂肪族アミンなどが使用できる。
【0039】上記脂肪酸、エステル類およびアルコール
類の具体例を下記する。脂肪酸では、カプリン酸、カプ
リル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ス
テアリン酸、ベヘン酸、オレイン酸、エライジン酸、リ
ノール酸、リノレン酸、イソステアリン酸などが挙げら
れる。エステル類ではブチルステアレート、オクチルス
テアレート、アミルステアレート、イソオクチルステア
レート、ブチルミリステート、オクチルミリステート、
ブトキシエチルステアレート、ブトキシジエチルステア
レート、2ーエチルヘキシルステアレート、2ーオクチ
ルドデシルパルミテート、2ーヘキシルドデシルパルミ
テート、イソヘキサデシルステアレート、オレイルオレ
エート、ドデシルステアレート、トリデシルステアレー
ト、エルカ酸オレイル、ネオペンチルグリコールジデカ
ノエート、エチレングリコールジオレイルなどが挙げら
れる。、アルコール類ではオレイルアルコール、ステア
リルアルコール、ラウリルアルコールなどが挙げられ
る。また、アルキレンオキサイド系、グリセリン系、グ
リシドール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド
付加体、等のノニオン界面活性剤、環状アミン、エステ
ルアミド、第四級アンモニウム塩類、ヒダントイン誘導
体、複素環類、ホスホニウムまたはスルホニウム類、等
のカチオン系界面活性剤、カルボン酸、スルフォン酸、
燐酸、硫酸エステル基、燐酸エステル基、などの酸性基
を含むアニオン界面活性剤、アミノ酸類、アミノスルホ
ン酸類、アミノアルコールの硫酸または燐酸エステル
類、アルキルベダイン型、等の両性界面活性剤等も使用
できる。これらの界面活性剤については、「界面活性剤
便覧」(産業図書株式会社発行)に詳細に記載されてい
る。
【0040】これらの潤滑剤、帯電防止剤等は必ずしも
100%純粋ではなく、主成分以外に異性体、未反応
物、副反応物、分解物、酸化物 等の不純分が含まれて
もかまわない。これらの不純分は30%以下が好まし
く、さらに好ましくは10%以下である。
【0041】本発明で使用されるこれらの潤滑剤、界面
活性剤は個々に異なる物理的作用を有するものであり、
その種類、量、および相乗的効果を生み出す潤滑剤の併
用比率は目的に応じ最適に定められるべきものである。
非磁性層、磁性層で融点の異なる脂肪酸を用い表面への
にじみ出しを制御する、沸点、融点や極性の異なるエス
テル類を用い表面へのにじみ出しを制御する、界面活性
剤量を調節することで塗布の安定性を向上させる、潤滑
剤の添加量を中間層で多くして潤滑効果を向上させるな
ど考えられ、無論ここに示した例のみに限られるもので
はない。一般には潤滑剤の総量として磁性体または非磁
性粉末に対し、0.1%〜50%、好ましくは2%〜2
5%の範囲で選択される。
【0042】また本発明で用いられる添加剤のすべてま
たはその一部は、磁性および非磁性塗料製造のどの工程
で添加してもかまわない、例えば、混練工程前に磁性体
と混合する場合、磁性体と結合剤と溶剤による混練工程
で添加する場合、分散工程で添加する場合、分散後に添
加する場合、塗布直前に添加する場合などがある。ま
た、目的に応じて磁性層を塗布した後、同時または逐次
塗布で、添加剤の一部または全部を塗布することにより
目的が達成される場合がある。また、目的によってはカ
レンダーした後、またはスリット終了後、磁性層表面に
潤滑剤を塗布することもできる。本発明で用いられる有
機溶剤は公知のものが使用でき、例えば特開昭6−68
453該公報に記載の溶剤を用いることができる。
【0043】[層構成]本発明の磁気テープの厚み構成
は、支持体が2〜100μm、好ましくは2〜80μm
である。コンピューターテープの支持体は、3.0〜
6.5μm(好ましくは、3.0〜6.0μm、更に好
ましくは、4.0〜5.5μm)の範囲の厚さのものが
使用される。
【0044】支持体と非磁性層または磁性層の間に密着
性向上のための下塗層を設けてもかまわない。本下塗層
厚みは0.01〜0.5μm、好ましくは0.02〜
0.5μmである。本発明は通常支持体両面に非磁性層
と磁性層を設けてなる両面磁性層ディスク状媒体であっ
ても、片面のみに設けてもかまわない。この場合、帯電
防止やカール補正などの効果を出すために非磁性層、磁
性層側と反対側にバックコ−ト層を設けてもかまわな
い。この厚みは0.1〜4μm、好ましくは0.3〜
2.0μmである。これらの下塗層、バックコート層は
公知のものが使用できる。
【0045】本発明の磁気テープの下層である非磁性層
の厚みは0.2〜5.0μm、好ましくは0.3〜3.
0μm、さらに好ましくは1.0〜2.5μmである。
なお、本発明媒体の下層は実質的に非磁性層であればそ
の効果を発揮するものであり、たとえば不純物としてあ
るいは意図的に少量の磁性体を含んでも、本発明の効果
を示すものであり、本発明と実質的に同一の構成と見な
すことができることは言うまでもない。実質的に非磁性
層とは下層の残留磁束密度が100G以下または抗磁力
が100Oe以下であることを示し、好ましくは残留磁束
密度と抗磁力をもたないことを示す。
【0046】[バックコート層]一般に、コンピュータ
データ記録用の磁気テープは、ビデオテープ、オーディ
オテープに比較して、繰り返し走行性が強く要求され
る。このような高い走行耐久性を維持させるために、バ
ックコート層には、カーボンブラックと無機粉末が含有
されていることが好ましい。
【0047】カーボンブラックは、平均粒子径の異なる
二種類のものを組み合わせて使用することが好ましい。
この場合、平均粒子径が10〜20nmの微粒子状カー
ボンブラックと平均粒子径が230〜300nmの粗粒
子状カーボンブラックを組み合わせて使用することが好
ましい。一般に、上記のような微粒子状のカーボンブラ
ックの添加により、バックコート層の表面電気抵抗を低
く設定でき、また光透過率も低く設定できる。磁気記録
装置によっては、テープの光透過率を利用し、動作の信
号に使用しているものが多くあるため、このような場合
には特に微粒子状のカーボンブラックの添加は有効にな
る。また微粒子状カーボンブラックは一般に液体潤滑剤
の保持力に優れ、潤滑剤併用時、摩擦係数の低減化に寄
与する。一方、平均粒子径が230〜300nmの粗粒
子状カーボンブラックは、固体潤滑剤としての機能を有
しており、またバック層の表面に微小突起を形成し、接
触面積を低減化して、摩擦係数の低減化に寄与する。し
かし粗粒子状カーボンブラックを単独で用いると、過酷
な走行系では、テープ摺動により、バックコート層から
の脱落が生じ易くなり、エラー比率の増大につながる欠
点を有している。
【0048】微粒子状カーボンブラックの具体的な商品
としては、以下のものを挙げることができる。カッコ内
に平均粒子径を示す。RAVEN2000B(18n
m)、RAVEN1500B(17nm)(以上、コロ
ンビアカーボン社製)、BP800(17nm)(キャ
ボット社製)、PRINNTEX90(14nm)、P
RINTEX95(15nm)、PRINTEX85
(16nm)、PRINTEX75(17nm)(以
上、デグサ社製)、#3950(16nm)(三菱化成
工業(株)製)。
【0049】また粗粒子カーボンブラックの具体的な商
品の例としては、サーマルブラック(270nm)(カ
ーンカルブ社製)、RAVEN MTP(275nm)
(コロンビアカーボン社製)を挙げることができる。
【0050】バックコート層において、平均粒子径の異
なる二種類のものを使用する場合、10〜20nmの微
粒子状カーボンブラックと230〜300nmの粗粒子
状カーボンブラックの含有比率(質量比)は、前者:後
者=98:2〜75:25の範囲にあることが好まし
く、更に好ましくは、95:5〜85:15の範囲であ
る。
【0051】バックコート層中のカーボンブラック(二
種類のものを使用する場合には、その全量)の含有量
は、結合剤100質量部に対して、通常30〜80質量
部の範囲であり、好ましくは、45〜65質量部の範囲
である。
【0052】無機粉末は、硬さの異なる二種類のものを
併用することが好ましい。具体的には、モース硬度3〜
4.5の軟質無機粉末とモース硬度5〜9の硬質無機粉
末とを使用することが好ましい。モース硬度が3〜4.
5の軟質無機粉末を添加することで、繰り返し走行によ
る摩擦係数の安定化を図ることができる。しかもこの範
囲の硬さでは、摺動ガイドポールが削られることもな
い。またこの無機粉末の平均粒子径は、30〜50nm
の範囲にあることが好ましい。
【0053】モース硬度が3〜4.5の軟質無機粉末と
しては、例えば、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、珪
酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸
亜鉛、及び酸化亜鉛を挙げることができる。これらは、
単独で、あるいは二種以上を組み合わせて使用すること
ができる。
【0054】バックコート層内の軟質無機粉末の含有量
は、カーボンブラック100質量部に対して10〜14
0質量部の範囲にあることが好ましく、更に好ましく
は、35〜100質量部である。
【0055】モース硬度が5〜9の硬質無機粉末を添加
することにより、バックコート層の強度が強化され、走
行耐久性が向上する。これらの無機粉末をカーボンブラ
ックや前記軟質無機粉末と共に使用すると、繰り返し摺
動に対しても劣化が少なく、強いバックコート層とな
る。またこの無機粉末の添加により、適度の研磨力が付
与され、テープガイドポール等への削り屑の付着が低減
する。特に軟質無機粉末と併用すると、表面の粗いガイ
ドポールに対しての摺動特性が向上し、バックコート層
の摩擦係数の安定化も図ることができる。
【0056】硬質無機粉末は、その平均粒子サイズが8
0〜250nm(更に好ましくは、100〜210n
m)の範囲にあることが好ましい。
【0057】モース硬度が5〜9の硬質無機質粉末とし
ては、例えば、α−酸化鉄、α−アルミナ、及び酸化ク
ロム(Cr23)を挙げることができる。これらの粉末
は、それぞれ単独で用いても良いし、あるいは併用して
も良い。これらの内では、α−酸化鉄又はα−アルミナ
が好ましい。硬質無機粉末の含有量は、カーボンブラッ
ク100質量部に対して通常3〜30質量部であり、好
ましくは、3〜20質量部である。
【0058】バックコート層に前記軟質無機粉末と硬質
無機粉末とを併用する場合、軟質無機粉末と硬質無機粉
末との硬さの差が、2以上(更に好ましくは、2.5以
上、特に、3以上)であるように軟質無機粉末と硬質無
機粉末とを選択して使用することが好ましい。
【0059】バックコート層には、前記それぞれ特定の
平均粒子サイズを有するモース硬度の異なる二種類の無
機粉末と、前記平均粒子サイズの異なる二種類のカーボ
ンブラックとが含有されていることが好ましい。
【0060】バックコート層には、潤滑剤を含有させる
ことができる。潤滑剤は、前述した非磁性層、あるいは
磁性層に使用できる潤滑剤として挙げた潤滑剤の中から
適宜選択して使用できる。バックコート層において、潤
滑剤は、結合剤100質量部に対して通常1〜5質量部
の範囲で添加される。
【0061】[支持体]本発明に用いられる支持体は、
特に制限されるべきものではないが、実質的に非磁性で
可撓性のものが好ましい。本発明に用いられる可撓性支
持体としてはポリエチレンテレフタレ−ト、ポリエチレ
ンナフタレート、等のポリエステル類、ポリオレフィン
類、セルロ−ストリアセテ−ト、ポリカ−ボネ−ト、芳
香族ポリアミド、脂肪族ポリアミド、ポリイミド、ポリ
アミドイミド、ポリスルフォン、ポリベンゾオキサゾ−
ルなどの公知のフィルムが使用できる。ポリエチレンナ
フタレ−ト、ポリアミドなどの高強度支持体を用いるこ
とが好ましい。また必要に応じ、磁性面とベ−ス面の表
面粗さを変えるため特開平3−224127号公報に示
されるような積層タイプの支持体を用いることもでき
る。これらの支持体にはあらかじめコロナ放電処理、プ
ラズマ処理、易接着処理、熱処理、除塵処理、などをお
こなっても良い。また本発明の支持体としてアルミまた
はガラス基板を適用することも可能である。
【0062】本発明の目的を達成するには、支持体とし
てWYKO社製TOPO−3Dで測定した中心面平均表
面粗さRaは、好ましくは8.0nm以下、より好まし
くは4.0nm以下、さらに好ましくは2.0nm以下
である。これらの支持体は単に中心面平均表面粗さが小
さいだけではなく、0.5μm以上の粗大突起がないこ
とが好ましい。また表面の粗さ形状は必要に応じて支持
体に添加されるフィラ−の大きさと量により自由にコン
トロ−ルされるものである。これらのフィラ−としては
一例としてはCa,Si、Tiなどの酸化物や炭酸塩の
他、アクリル系などの有機微粉末があげられる。支持体
の最大高さRmaxは1μm以下、十点平均粗さRzは
0.5μm以下、中心面山高さはRpは0.5μm以
下、中心面谷深さRvは0.5μm以下、中心面面積率
Srは10%以上、90%以下、平均波長λaは5μm
以上、300μm以下が好ましい。所望の電磁変換特性
と耐久性を得るため、これら支持体の表面突起分布をフ
ィラーにより任意にコントロールできるものであり、
0.01μmから1μmの大きさのもの各々を0.1m
2あたり0個から2000個の範囲でコントロ−ルす
ることができる。本発明に用いられる支持体のF−5値
は好ましくは5〜50Kg/mm2(49〜490MP
a)である。また、支持体の100℃30分での熱収縮
率は好ましくは3%以下、さらに好ましくは1.5%以
下、80℃30分での熱収縮率は好ましくは1%以下、
さらに好ましくは0.5%以下である。破断強度は5〜
100Kg/mm2(≒49〜980MPa)、弾性率
は100〜2000Kg/mm2(≒0.98〜19.
6GPa)が好ましい。温度膨張係数は10-4〜10-8
/℃であり、好ましくは10-5〜10-6/℃である。湿
度膨張係数は10-4/RH%以下であり、好ましくは1
-5/RH%以下である。これらの熱特性、寸法特性、
機械強度特性は支持体の面内各方向に対し10%以内の
差でほぼ等しいことが好ましい。
【0063】[製法]本発明の磁気テープの磁性塗料、
更には非磁性塗料を製造する工程は、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
て設けた混合工程からなる。個々の工程はそれぞれ2段
階以上にわかれていてもかまわない。本発明に使用する
磁性体、非磁性粉体、結合剤、カ−ボンブラック、研磨
剤、帯電防止剤、潤滑剤、溶剤などすべての原料はどの
工程の最初または途中で添加してもかまわない。また、
個々の原料を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、ポリウレタンを混練工程、分散工程、
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。本発明の目的を達成するためには、従来の公知
の製造技術を一部の工程とし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−ダ、加圧ニ−ダ、
エクストルーダなど強い混練力をもつものを使用するこ
とが好ましい。ニ−ダを用いる場合は磁性体または非磁
性粉体と結合剤のすべてまたはその一部(ただし全結合
剤の30%以上が好ましい)および磁性体100部に対
し15〜500部の範囲で混練処理される。これらの混
練処理の詳細については特開平1−106338号公
報、特開平1−79274号公報に記載されている。ま
た、磁性層液および非磁性層液を分散させるにはガラス
ビーズを用ることができるが、高比重の分散メディアで
あるジルコニアビーズ、チタニアビーズ、スチールビー
ズが好適である。これら分散メディアの粒径と充填率は
最適化して用いられる。分散機は公知のものを使用する
ことができる。
【0064】本発明で重層構成の磁気記録媒体を塗布す
る場合、以下のような方式を用いることが好ましい。第
一に磁性塗料の塗布で一般的に用いられるグラビア塗
布、ロール塗布、ブレード塗布、エクストルージョン塗
布装置等により、まず下層を塗布し、下層がウェット状
態のうちに特公平1−46186号公報や特開昭60−
238179号公報,特開平2−265672号公報に
開示されている支持体加圧型エクストルージョン塗布装
置により上層を塗布する方法。第二に特開昭63−88
080号公報、特開平2−17971号公報,特開平2
−265672号公報に開示されているような塗布液通
液スリットを二つ内蔵する一つの塗布ヘッドにより上下
層をほぼ同時に塗布する方法。第三に特開平2−174
965号公報に開示されているバックアップロール付き
エクストルージョン塗布装置により上下層をほぼ同時に
塗布する方法である。なお、磁性粒子の凝集による磁気
記録媒体の電磁変換特性等の低下を防止するため、特開
昭62−95174号公報や特開平1−236968号
公報に開示されているような方法により塗布ヘッド内部
の塗布液にせん断を付与することが望ましい。さらに、
塗布液の粘度については、特開平3−8471号公報に
開示されている数値範囲を満足する必要がある。本発明
の構成を実現するには下層を塗布し乾燥させたのち、そ
の上に磁性層を設ける逐次重層塗布をもちいてもむろん
かまわず、本発明の効果が失われるものではない。ただ
し、塗布欠陥を少なくし、ドロップアウトなどの品質を
向上させるためには、前述の同時重層塗布を用いること
が好ましい。
【0065】本発明では、配向装置を用いず無配向でも
十分に等方的な配向性が得られることもあるが、コバル
ト磁石を斜めに交互に配置すること、ソレノイドで交流
磁場を印加するなど公知のランダム配向装置を用いるこ
とが好ましい。六方晶フェライトの場合は一般的に面内
および垂直方向の3次元ランダムになりやすいが、面内
2次元ランダムとすることも可能である。乾燥風の温
度、風量、塗布速度を制御することで塗膜の乾燥位置を
制御できる様にすることが好ましく、塗布速度は20m
/分〜1000m/分、乾燥風の温度は60℃以上が好
ましい、また磁石ゾ−ンに入る前に適度の予備乾燥を行
なうこともできる。
【0066】カレンダ処理ロ−ルとしてエポキシ、ポリ
イミド、ポリアミド、ポリイミドアミド等の耐熱性のあ
るプラスチックロ−ルまたは金属ロ−ルで処理するが、
特に両面磁性層とする場合は金属ロ−ル同志で処理する
ことが好ましい。処理温度は、好ましくは50℃以上、
さらに好ましくは100℃以上である。線圧力は好まし
くは200kg/cm以上、さらに好ましくは300k
g/cm以上である。
【0067】[物理特性]本発明の磁性層の飽和磁束密
度は、好ましくは0.1〜0.3Tである。磁性層の長
手方向の抗磁力Hcは、前記のとおりであり、抗磁力の
分布は狭い方が好ましく、SFDは0.6以下が好まし
い。SQ(MD)は2次元ランダムの場合は、好ましく
は0.55〜0.67で、更に好ましくは0.58〜
0.64であり、3次元ランダムの場合は、好ましくは
0.45〜0.55が好ましい。SQ(TD)は2次元
ランダムの場合は、好ましくは0.2〜0.7で、更に
好ましくは0.4〜0.65であり、3次元ランダムの
場合は0.4〜0.65が好ましい。本発明の磁気テー
プのヘッドに対する摩擦係数は温度−10℃から40
℃、湿度0%から95%の範囲において0.5以下、好
ましくは0.3以下、表面固有抵抗は好ましくは磁性面
104 〜1012オ−ム/sq、帯電位は−500Vから
+500V以内が好ましい。磁性層の0.5%伸びでの
弾性率は面内各方向で好ましくは100〜2000Kg
/mm2(0.98〜19.6GPa)、破断強度は好
ましくは10〜70Kg/mm2(98〜686MP
a)、磁気テープの弾性率は面内各方向で好ましくは1
00〜1500Kg/mm2(0.98〜14.7GP
a)、残留のびは好ましくは0.5%以下、100℃以
下のあらゆる温度での熱収縮率は好ましくは1%以下、
さらに好ましくは0.5%以下、もっとも好ましくは
0.1%以下である。磁性層のガラス転移温度(110
Hzで測定した動的粘弾性測定の損失弾性率の極大点)
は50℃以上120℃以下が好ましく、下層非磁性層の
それは0℃〜100℃が好ましい。損失弾性率は1×1
9〜8×1010μN/cm2の範囲にあることが好まし
く、損失正接は0.2以下であることが好ましい。損失
正接が大きすぎると粘着故障が発生しやすい。これらの
熱特性や機械特性は媒体の面内各方向で10%以内でほ
ぼ等しいことが好ましい。磁性層中に含まれる残留溶媒
は好ましくは100mg/m2以下、さらに好ましくは
10mg/m2以下である。塗布層が有する空隙率は非
磁性層、磁性層とも好ましくは30容量%以下、さらに
好ましくは20容量%以下である。空隙率は高出力を果
たすためには小さい方が好ましいが、目的によってはあ
る値を確保した方が良い場合がある。例えば、繰り返し
用途が重視されるディスク媒体では空隙率が大きい方が
走行耐久性は好ましいことが多い。
【0068】磁性層の中心面平均表面粗さRaは、WY
KO社製TOPO−3Dを用いて約250μm×250
μmの面積での測定で4.0nm以下、好ましくは3.
8nm以下、さらに好ましくは3.5nm以下である。
磁性層の最大高さRmaxは0.5μm以下、十点平均
粗さRzは0.3μm以下、中心面山高さRpは0.3
μm以下、中心面谷深さRvは0.3μm以下、中心面
面積率Srは20%以上、80%以下、平均波長λaは
5μm以上、300μm以下が好ましい。磁性層の表面
突起は前述の通りに設定することにより電磁変換特性、
摩擦係数を最適化することが好ましい。これらは支持体
のフィラ−による表面性のコントロ−ルや前述したよう
に磁性層に添加する粉体の粒径と量、カレンダー処理の
ロ−ル表面形状などで容易にコントロ−ルすることがで
きる。カールは±3mm以内とすることが好ましい。
【0069】本発明の磁気テープで非磁性層と磁性層を
有する場合、目的に応じ非磁性層と磁性層でこれらの物
理特性を変えることができるのは容易に推定されること
である。例えば、磁性層の弾性率を高くし走行耐久性を
向上させると同時に非磁性層の弾性率を磁性層より低く
して磁気テープのヘッドへの当りを良くするなどであ
る。
【0070】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例を説明するが、
本発明はこれに限定されるべきものではない。なお、特
別の断りが無い限り、「部」は「質量部」であり、
「%」は「質量%」である。
【0071】実施例1 <強磁性粉末> 下記物性を有するバリウムフェライト磁性粉を用いた。 平均板径:30nm、平均板厚:10nm、平均粒子体
積:5800nm3 Hc:183kA/m σs:50Am2/kg、SBET:65m2/g
【0072】 <塗料の作成> ・磁性塗料の組成 上記バリウムフェライト磁性粉 100部 塩化ビニル共重合体 10部 MR110(日本ゼオン社製) ポリウレタン樹脂 5部 UR8200(東洋紡社製) αアルミナ 5部 HIT55(住友化学社製) 粒子サイズ0.2μm カ−ボンブラック 1部 #55(旭カーボン社製) 平均一次粒子径0.075μm 比表面積35m2/g DBP吸油量81ml/100g pH7.7 揮発分1.0% ブチルステアレート 10部 ブトキシエチルステアレート 5部 イソヘキサデシルステアレート 3部 ステアリン酸 2部 メチルエチルケトン 125部 シクロヘキサノン 125部
【0073】 ・非磁性塗料組成 非磁性粉末 針状ヘマタイト 80部 平均長軸長0.15μm 、BET法による比表面積 50m2/g pH 8.5、表面処理層Al23 カ−ボンブラック 平均粒子径:20nm 20部 塩化ビニル共重合体 MR110(日本ゼオン社製) 12部 ポリウレタン樹脂 UR8200(東洋紡社製) 5部 ブチルステアレート 1部 ステアリン酸 3部 メチルエチルケトン/シクロヘキサノン(8/2混合溶剤) 250部
【0074】<コンピューターテープの製法>上記の塗
料について、各成分をニ−ダで混練したのち、サンドミ
ルをもちいて4時間分散させた。得られた分散液にポリ
イソシアネ−トを非磁性層の塗布液には2.5部、磁性
層の塗布液には3部を加え、さらにそれぞれにシクロヘ
キサノン40部を加え,1μmの平均孔径を有するフィ
ルターを用いて濾過し、非磁性層形成用および磁性層形
成用の塗布液をそれぞれ調製した。得られた非磁性層塗
布液を、乾燥後の下層の厚さが1.7μmになるように
さらにその直後にその上に磁性層の厚さが0.1μmに
なるように、厚さ4.4μmで中心面平均表面粗さが2
nmのアラミド支持体上に同時重層塗布をおこなった。
両層がまだ湿潤状態にあるうちに周波数50Hz、磁場強
度25mTガウスまた周波数50Hz、12mTの2つの
磁場強度交流磁場発生装置の中を通過されランダム配向
処理をおこない、乾燥後金属ロ−ルのみから構成される
7段のカレンダ−で温度85℃にて分速200m/mi
n.で処理を行い、その後、厚み0.5μmのバック層
(カ−ボンブラック(平均粒子サイズ:17nm)10
0部、炭酸カルシウム(平均粒子サイズ:40nm)8
0部、αアルミナ(平均粒子サイズ:200nm)5部
をニトロセルロ−ス樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイソ
シアネ−トに分散)を塗布した。特性測定には、この磁
気テープ原反から長手方向に切り出して1/2インチ幅
のテープを作成した。
【0075】<コンピューターテープの評価>コンピュ
ーターテープの各々の性能を下記の測定法により評価し
た。結果を下記表1に示した。 (1)磁気特性〔SQ(MD)/SQ(TD)〕 振動試料型磁束計(東英工業社製)を用い、Hm10k
Oe(≒796kA/m)で測定した。 (2)S/N比:記録ヘッド(MIG 、ギャップ0.15μ
m、トラック幅18μm、1.8T)と再生用MRヘッド(シー
ルド型:シールト゛間gap0.2μm、トラック幅4μm)をドラムテ
スター(直径60mm)に取り付けて測定した。この際
ドラムテスターの回転方向とテープ長手方向を直交させ
て測定した。ヘッド−メディア相対速度10m/minで記
録波長0.3μmの単周波信号を記録、再生信号をシバソ
ク製スペクトラムアナライザーにて周波数分析し前記単
周波信号の出力電圧と、全帯域のノイズの積分値の比を
S/Nとした。再生時にはMRヘッドに、再生出力が最
大になる様に、バイアス電流を印加した。 (3)オーバーライト消去率 上記(2)S/N比と同じ測定器、方法で、最初に記録
波長1.2μmの信号を記録し、次いで記録波長0.3μmの
信号を重ね書きした時の記録波長1.2μmの信号の残存
率を測定した。−20dB以下が必要とされる。
【0076】実施例2〜7 表1に示されるように、平均板径の異なるバリウムフェ
ライト磁性粉用いる、磁性層のSQ(MD)/SQ(T
D)の値や磁性層の厚みを変更する、あるいは非磁性層
を設けないこと以外は、実施例1と同様にして磁気テー
プを作成して、その物性の評価を行った。結果を表1に
示した。
【0077】実施例8 実施例1において、配向方法を原反幅方向に6000ガ
ウスの直流磁場を与えて幅方向に配向させた以外は実施
例1と同様に行った。結果を表1に示した。
【0078】比較例1 強磁性粉末として金属粉末(Fe−Co合金、表2の平
均板径は平均長軸長に読み替えて90nm、σs:12
0Am2/kg、Hc:190KA/m)を用い、30
0mTの永久磁石を通過後、50mTのソレノイドを通
過させて長手配向した以外は実施例1と同様に行った。
結果を表2に示した。
【0079】比較例2 比較例1と同じ強磁性粉末を用い、磁性層を表2に示さ
れるようにした以外は、実施例1と同様に行った。結果
を表2に示した。
【0080】比較例3、4 表2に示されるように、平均板径の異なるバリウムフェ
ライト磁性粉用い、磁性層のSQ(MD)/SQ(T
D)の値を変更した以外は、実施例1と同様に行った。
結果を表2に示した。
【0081】
【表1】
【0082】
【表2】
【0083】表1に示される結果より、本発明の磁気テ
ープは、S/N比およびオーバーライト消去率におい
て、優れている。一方、強磁性体として金属粉末を用
い、長手配向した比較例1は、S/N比およびオーバー
ライト消去率のいずれにおいても劣る。また、ランダム
配向とした比較例2も若干の改善が認められるものの十
分でない。BaFeの平均板径が50nmと本発明で特
定された値より大きい比較例3は、S/N特性に劣る。
また、BaFeの平均板径が50nmと本発明で特定さ
れた値より大きく、しかも磁性層のSQ(MD)/SQ
(TD)も2.3と本発明で特定された値を越える比較
例4もS/N特性に劣る。
【0084】
【発明の効果】本発明の磁気テープおよび記録方法は、
磁気テープの幅方向に記録して、高密度記録が可能であ
り、デ−ター転送速度およびアクセススピードを高める
ことができる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 支持体上に強磁性粉末及び結合剤を主体
    とする磁性層が形成されている磁気記録媒体であって、 該強磁性粉末が平均板径10〜40nmの六方晶フェラ
    イト磁性粉末であり、かつ該磁性層の長手(MD)方向
    の角形比SQ(MD)と幅(TD)方向の角形比SQ
    (TD)の比〔SQ(MD)/SQ(TD)〕が0.2
    5〜2.0であることを特徴とする磁気テープ。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の磁気テープのTD方向
    に磁気記録信号を記録することを特徴とする磁気記録再
    生方法。
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