JP2667040B2

JP2667040B2 - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JP2667040B2
Application number: JP2153197A
Authority: JP
Inventors: 秀夫畠中; 賢東陰地; 秀明向江
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-06-11
Filing date: 1990-06-11
Publication date: 1997-10-22
Anticipated expiration: 2012-10-22
Also published as: JPH0444629A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、オーデイオテープ、ビデオテープ、フロツ
ピーデイスクなどの磁気記録媒体に関するもので、更に
詳しくは、非磁性支持体の一方の面に磁性層、他の一方
の面に下塗り層を介してバツクコート層を有する磁気記
録媒体に関するものである。

従来の技術磁気記録媒体は、磁気信号の記録用として広く使用さ
れており、使用の態様に合わせてテープ状、デイスク
状、あるいはカード状などの種々の形態のものが利用さ
れている。このような磁気記録媒体の中でテープ状のも
のは、オーデイオ、ビデオ機器あるいはコンピユータ用
などの磁気記録媒体として、これまで種々のものが実用
化されている。

近年、高密度記録への要求が高まるにつれて、記録信
号の短波長化とともに、特に、テープ状磁気記録媒体に
おいては、記録容量の大容量化を目的としたテープ全厚
の薄手化が進みつつある。

記録信号の短波長化については、非磁性支持体上に磁
性粉とその結合剤とを含む磁性層を設けてなる塗布型磁
気記録媒体、非磁性支持体上に真空蒸着、スパツタリン
グ、イオンプレーテイング、メツキ法などにより磁性金
属層を形成してなる金属薄膜型磁気記録媒体のいずれを
問わず、磁性層の高平滑化が不可避となつている。磁性
層の高平滑化に伴い、特に、テープ状磁気記録媒体にお
いては、その走行性や耐久性に不具合が生じ易くなる。

これらの問題点を改善する策としては、非磁性支持体
上における磁性層が設けられていない側に、結合剤中に
無機質粉末を分散させてなるバツクコート層（以下、バ
ツク層と略す）を形成させることが既に提案され、利用
されているが、従来技術によつて形成されたバツク層で
は、走行耐久性改善が必ずしも充分ではなかった。

また、テープ状磁気記録媒体におけるテープ全厚の薄
手化については、テープ剛性の著しい低下によるテープ
の走行耐久性の著しい低下や、磁気ヘツドとテープの当
たり性の低下による電磁変換特性の低下を生じ易いが、
これらの問題点を改善する策としては、非磁性支持体、
あるいは磁性層やバツク層の強度を増加させることが既
に検討されている。非磁性支持体の強度を増加させる例
としては、テープ状磁気記録媒体の代表的な非磁性支持
体材料であるポリエチレンテレフタレート（以下、PET
と略す）やポリエチレンナフタレート（以下、PENと略
す）のようなポリエステル系材料の代わりに、芳香族ポ
リアミド、芳香族ポリイミドを用いるといつた高強度材
料の検討例があるが、従来材料のPETやPENに比べ極めて
高価格である他、磁性層、バツクコート層の接着性の不
足や吸湿性が大きいといつた問題があつた。一方、磁性
層やバツク層の強度を増加させる例では、一般に、磁性
層やバツク層中の結合剤樹脂のガラス転移点を上げるこ
とが効果的であるものの、樹脂の高質化に伴い塗膜の平
滑化処理が行い難くなることや、磁性粉やその他の無機
質粉末の分散性や架橋剤との反応性、塗膜の耐摩耗性を
同時に満足させることが極めて難しくなるなど多くの問
題が生じていた。

発明が解決しようとする課題以上のように、磁気記録の高密度化、大容量化を図る
ために媒体磁性層の高平滑化や媒体の薄手化が強く求め
られる中で、磁気変換特性を損なうことなく充分な走行
耐久性を有するテープ状磁気記録媒体を比較的低コスト
で提供することは極めて困難であつた。

本発明は上記問題を解決するもので、電磁変換特性を
損なったり、耐久性を低下させたりすることなく、媒体
磁性層の高平滑化や媒体の薄手化を可能とするテープ状
の磁気記録媒体を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段上記問題を解決するために、本発明は、非磁性支持体
の一方の面に針状磁性粉を結合剤中に分散させてなる磁
性層を有し、他の一方の面に結合剤中に無機質粉末を分
散させてなる下塗り層を介してバツク層を有する磁気記
録媒体であつて、前記下塗り層中の無機質粉末が、板状
比（平均直径／平均厚み）20以上、150以下の平板状粉
末であり、かつ前記下塗り層中の結合剤と前記無機質粉
末との配合割合が、前記結合剤100重量部当たり前記無
機質粉末を100重量部以上、400重量部以下としたもので
ある。

本発明をビデオテープを例にとり具体的に説明する。
なお、成分の部数はすべて重量部を示すものとする。

本発明における下塗り層用無機質粉末に板状無機質粉
末を用いる目的は、塗膜面内方向で弾性率の異方性が極
めて少なく、かつ、高い弾性率を得ることにある。この
下塗り層を、非磁性支持体上における比較的高弾性率を
有する磁性層とは反対面にバツク面の下塗り層として介
在させることにより、テープ長手方向および幅方向の弾
性率を同時に効率よく向上させることができ、テープの
薄手化に伴う強度低下を補うことが可能となる。

本発明における前記下塗り層用板状無機質粉末の粉末
形状ならびに板状比は、次のように定義されるものであ
る。すなわち、この板状無機質粉末は平板状であり、そ
の平面形状は、特に限定されることはなく、円形、楕円
形、三角形、四角形、その他の多角形など任意の形状で
あつてよい。また、この下塗り層用板状無機質粉末の板
状比とは、板状粉末の平均厚みに対する粉末の平均直径
の比（平均直径／平均厚み）であり、この場合の平均直
径とは、上記の各種平面形状を有する粉末における最大
差渡し長さと最小差渡し長さと平均値である。

本発明で使用される前記板状無機質粉末の板状比は、
20以上、150以下であり、特には、30〜120であるものが
好ましい。板状無機質粉末の板状比が20未満だと塗膜の
弾性率を充分に上げることが難しく、その結果、テープ
の弾性率（テープの剛性）も充分に上げることが難しく
なる。一方、無機質粉末の板状比が150以上になると、
これらを結合剤中に分散させる際に板状粉末の折れ（構
造破壊）が生じ易く、塗膜の充分な弾性率向上が望めな
くなることの他、塗膜の表面平滑性の確保も難しくな
る。

本発明における前記下塗り層用板状無機質粉末の種類
としては、特に制限はなく、天然に産するもの、合成さ
れたものなどを使用することができる。天然産の板状無
機質粉末の例としては、雲母、カオリン、窒化ホウ素、
グラフアイトなどがあり、合成された板状無機質粉末の
例としては、Fe₂O₃、Cr₂O₃、Al₂O₃、ZnO、MgCO₃、BaSO₄
などがある。

本発明で使用される上記下塗り層用板状無機質粉末とし
て特に好ましいものは、酸化鉄系非磁性粉末、例えばα
−Fe₂O₃の他、フラフアイト、窒化ホウ素、カオリン、
雲母があり、これらを単独、もしくは複数種組み合わせ
て使用することができ、これらは上述の形状を有するも
のとして好適であり、また結合剤の分散性にも優れてい
る。

上記のような粉末形状および板状比を有する平板状無
機質粉末で天然産以外のものは、それ自体公知の方法に
よつて製造することができる。例えば、α−Fe₂O₃の板
状粉末は、トリエタノールアミン鉄（III）錯体を水熱
反応によつて徐々に分解することによつて得ることがで
きる。

また、本発明において前記下塗り層中に含有せしめる
板状無機質粉末と結合剤との配合割合は、結合剤100重
量部当たりの板状無機質粉末を100重量部以上、400重量
部以下とすることが必要である。前記板状無機質粉末の
配合割合が100重量部未満の場合、前記下塗り層の弾性
率を充分に上げることが難しくなる一方、400重量部を
超えると、無機質粉末の充填性の低下による前記下塗り
層の弾性率低減や脆弱化を招くなどの問題が生じる。

本発明になる前記下塗り層用結合材は、繊維素系樹
脂、ポリウレタン形樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ
エステル系樹脂、アクリル系樹脂、ゴム系樹脂などの熱
可塑性樹脂に、イソシアネート化合物を組み合わせたも
のや、放射線感応性不飽和二重結合を有する樹脂（化合
物）を組み合わせたものなど従来知られているものが広
く使用可能である。

なお、前記下塗り層の構成成分としては、前記板状無
機質粉末と前記結合剤の他に、脂肪酸および、もしくは
脂肪酸エステルを分散剤ならびに潤滑剤として組み合わ
せることが可能である。

また、本発明になる前記下塗り層は、表面平滑性の調
整や塗膜の弾性率や耐摩耗性を向上させる目的で、カレ
ンダロールによる平滑化処理を行つてもよい。

本発明で得られる磁気記録媒体の磁性層は、上記のご
とき塗布型磁性層と金属薄膜型磁性層とがあるが、特に
限定されるものではなく、いずれであつてもかまわな
い。

本発明で得られるテープ状磁気記録媒体のバツク層に
ついては、通常、非磁性粉末、結合剤、更に必要に応じ
て加えられる帯電防止剤、潤滑剤と溶剤より成るバツク
層用塗料を、非磁性支持体上に形成された本発明になる
下塗り層に塗布、乾燥後、必要に応じて表面平滑化処理
や塗膜の硬化処理等を施すことによつて形成することが
できる。

本発明になる磁気記録媒体の構成層である上記の下塗
り層、磁性層ならびにバツク層の形成については、２層
もしくは３層を同時、あるいは、各層を遂次形成するな
ど、その順序、同時塗工の組み合わせについては特に限
定されるものではない。

本発明になる磁性層形成に用いられる磁性剤として
は、γFe₂O₃、Co含有γFe₂O₃、Co含有Fe₃O₄、CrO₂、バ
リウムフエライトなどの酸化物系磁性材の他、Fe、Fe−
Ni、Fe−Coなどの磁性金属ないし磁性合金などがいずれ
も使用可能である。

本発明になるバツク層中に含有せしめる非磁性粉末
は、走行性の改善のみならず、導電性、遮光性面でも利
点を有するカーボンブラツクの他、酸化亜鉛、炭酸カル
シウム、硫酸マグネシウムなどが有り、これらを単独も
しくは複数種組み合わせて使用することができる他、塗
膜の耐摩耗性改善など、必要に応じてアルミナ、二酸化
クロム、酸化チタンなどの高硬度粉末を併用することが
できる。

本発明で得られるテープ状磁気記録媒体の塗布型の磁
性層およびバツク層用結合剤としては、前記下塗り層用
結合剤同様、繊維素系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリ
塩化ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹
脂、ゴム系樹脂などの熱可塑性樹脂に、イソシアネート
化合物を組み合わせたものや、放射線感応性不飽和二重
結合を有する樹脂化合物を組み合わせたものなど従来知
られているものが広く使用可能である。

本発明で使用される磁気記録媒体用非磁性支持体材質
としては、PETやPENなどのポリエステル、ポリエチレン
やポリプロピレンなどのポリオレフイン、セルロースト
リアセテート、セルロースジアセテートなどのセルロー
ス誘導体、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリイ
ミド、芳香族ポリアミドなど、特には限定されないが、
支持体の耐久性、強度、価格等の総合特性面から上記基
材のうちポリエステル系支持体を用いることが望まし
い。

本発明で得られるテープ状磁気記録媒体の構成層であ
る上記下塗り層、磁性層およびバツク層用塗料の混練分
散にあたつては、各種の混練機、例えば、ロールミル、
ニーダ、アトライタ、ダブルプラネタリミキサ、高速ミ
キサ、高速ストーンミル、アジテータミル、サンドミ
ル、ピンミル、ボールミル、ペブルミル、高速攪拌機、
超音波分散機などを単独もしくは複数種組み合わせて使
用することができる。

作用上記構成により、下塗り層として剛性が高められたも
のが得られ、この下塗り層を非磁性支持体上における磁
性層とは反対の面にバツク層の下塗り層として介在させ
ることから、磁気記録媒体最外層の特性を損なうことな
く磁気記録媒体全体の剛性を高めることができ、その結
果、優れた電磁変換特性、走行耐久性を有する長時間記
録の可能なテープ状などの磁気記録媒体を低コストで供
給することができる。

実施例以下、本発明の実施例を説明する。

（実施例１）磁性層用塗料（Ｍ）の調整；強磁性Co含有γFe₂O₃ ポリウレタン樹脂・・・10部水酸基含有塩ビ・酢ビ共重合樹脂・・・10部 αAl₂O₃〔平均粒径＝0.3μｍ〕・・・７部カーボンブラツク〔平均粒径＝50mμ〕・・・１部ミリスチン酸・・・２部ステアリン酸ブチル・・・１部混合有機溶剤〔MEK/トルニン／シクロヘキサノン＝3:2:1〕・・・250部上記組成物を加圧ニーダとサンドミルを用いて混練分散
を行つた後、ポリイソシアネート化合物〔日本ポリウレ
タン社製、コロネートＬ〕５部を添加混合して得られた
混練物平均孔径１μｍのフイルターで過して磁性層用
塗料（Ｍ）を調製した。

下塗り層用塗料（Ａ−１）の調製；平板状αFe₂O₃（無機質粉末）ポリウレタン樹脂（結合剤） …18部塩化ビニル系共重合樹脂（結合剤） …18部混合有機溶剤〔MEK/トルエン／シクロヘキサノン＝3:2:1〕 …200部上記組成物を加圧ニーダとサンドミルを用いて混練分
散を行つた後、ポリイソシアネート化合物〔日本ポリウ
レタン社製、コロネートＬ〕（結合剤）９部を添加混合
して得られた混練物を平均孔径２μｍのフイルターで
過して下塗り層用塗料（Ａ−１）を調製した。

バツク層用塗料（Ｂ）の調製；カーボンブラツク〔平均−次粒径＝20mμ〕 …100部 αAl₂O₃〔平均直径＝0.3μｍ〕 …３部ポリウレタン樹脂 …45部ニトロセルロース樹脂 …45部混合有機溶剤〔MEK/トルエン／シクロヘキサノン＝2:2:1〕 …600部上記組成物をポールミルで混合分散して混練物を取り
出した後、ポリイソシアネート化合物〔日本ポリウレタ
ン社製、コロネートＬ〕10部を混練物に添加し、高速攪
拌機で攪拌混合を行つたものを平均孔径２μｍのフイル
ターで過してバツク層用塗料（Ｂ）を調製した。

磁性層用塗料（Ｍ）を６μｍ厚のPETフイルム上に塗
布、磁場配向、乾燥処理を施した後、スーパーカレンダ
ロールによる鏡面加工処理を施して厚さ2.5μｍの磁性
層を有する原反ロールを得た。この原反ロール上の磁性
層とは反対の面に、下塗り層用塗料（Ａ−１）を塗布、
乾燥処理を施した後、スーパカレンダロールによる鏡面
加工処理、次いで熱処理を施して厚さ３μｍの下塗り層
を形成した。次いでこの下塗り層上にバツク層用塗料
（Ｂ）を塗布、乾燥、次いで熱処理を施して厚さ0.5μ
ｍのバツク層を形成した。これを２分の１インチ幅に裁
断してビデオテープ試料（250m長）を作成した。

（実施例２）実施例１における下塗り層（Ａ−１）中の平板状αFe
₂O₃を板状比＝30かつ平均直径＝0.3μｍのものに変えた
他は、実施例１と全く同様にして下塗り層用塗料（Ａ−
２）を調製した後、更に実施例１と全く同様にしてビデ
オテープ試料（250m長）を作成した。

（実施例３）実施例１における下塗り層（Ａ−１）中の平板状αFe
₂O₃を板状比＝90かつ平均直径＝1.0μｍのものに変えた
他は、実施例１と全く同様にして下塗り層用塗料（Ａ−
３）を調製した後、更に実施例１と全く同様にしてビデ
オテープ試料（250m長）を作成した。

（実施例４）実施例１における下塗り層（Ａ−１）中の平板状αFe
₂O₃を板状比＝120かつ平均直径＝2.0μｍのものに変え
た他は、実施例１と全く同様にして下塗り層用塗料（Ａ
−４）を調製した後、更に実施例１と全く同様にしてビ
デオテープ試料（250m長）を作成した。

（実施例５）実施例３で用いた下塗り層用塗料（Ａ−３）を６μｍ
厚のPETフイルム上に塗布、乾燥処理を施した後、スー
パーカレンダロールによる鏡面加工処理、次いで熱処理
を施して厚さ0.5μｍの下塗り層を形成した。この下塗
り層上に磁性層用塗料（Ｍ）を塗布、磁場配向、乾燥処
理を施した後、スーパーカレンダロールによる鏡面加工
処理を施して厚さ2.5μｍの磁性層を有する原反ロール
を得た。さらに、この原反ロール上の磁性層とは反対の
面に、上記下塗り層用塗料（Ａ−３）を塗布、乾燥処理
を施した後、スーパーカレンダロールによる鏡面加工処
理、次いで熱処理を施して厚さ2.5μｍの下塗り層を形
成した。次いで、この下塗り層上にバツク層用塗料
（Ｂ）を塗布、乾燥、次いで熱処理を施して厚さ0.5μ
ｍのバツク層を形成した。これを２分の１インチ幅に裁
断してビデオテープ試料（250m長）を作成した。

（実施例６）実施例５における磁性層の下塗り層厚を0.5μｍから
1.0μｍに、バツク層の下塗り層厚を2.5μｍから2.0μ
ｍにそれぞれ変えた他は、全て実施例５と同様にしてビ
デオテープ試料（250m長）を作成した。

（実施例７）下塗り用塗料（Ａ−５）の調製；平板状αFe₂O₃（無機質粉末）ポリウレタン樹脂（結合剤） …12部塩化ビニル系共重合樹脂（結合剤） …12部混合有機溶剤〔MEK/トルエン／シクロヘキサノン＝3:2:1〕 …200部上記組成物を加圧ニーダとサンドミルを用いて混練分
散を行つた後、ポリイソシアネート化合物〔日本ポリウ
レタン社製、コロネートＬ〕（結合剤）６部を添加混合
して得られた混練物を平均孔径２μｍのフイルターで
過して下塗り層用塗料（Ａ−５）を調製した。次いで、
実施例１における下塗り層（Ａ−１）を上記下塗り層
（Ａ−５）に変えた他は、実施例１と全く同様にしてビ
デオテープ試料（250m長）を作成した。

（実施例８）下塗り用塗料（Ａ−６）の調製；平板状αFe₂O₃（無機質粉末）ポリウレタン樹脂（結合剤） …38部塩化ビニル系共重合樹脂（結合剤） …38部混合有機溶剤〔MEK/トルエン／シクロヘキサノン＝3:2:1〕 …300部上記組成物を加圧ニーダとサンドミルを用いて混練分
散を行つた後、ポリイソシアネート化合物〔日本ポリウ
レタン社製、コロネートＬ〕（結合剤）12部を添加混合
して得られた混練物を平均孔径２μｍのフイルターで
過して下塗り層用塗料（Ａ−６）を調製した。次いで、
実施例１における下塗り層（Ａ−１）を上記下塗り層
（Ａ−６）に変えた他は、実施例１と全く同様にしてビ
デオテープ試料（250m長）を作成した。

（比較例１）磁性層用塗料（Ｍ）を９μｍ厚のPETフイルム上に塗
布、磁場配向、乾燥処理を施した後、スーパーカレンダ
ロールによる鏡面加工処理を施して厚さ2.5μｍの磁性
層を有する原反ロールを得た。この原反ロール上の磁性
層とは反対の面に、バツク層用塗料（Ｂ）を塗布、乾
燥、次いで熱処理を施して厚さ0.5μｍのバツク層を形
成した。これを２分の１インチ幅に裁断してビデオテー
プ試料（250m長）を作成した。

（比較例２）実施例１における下塗り層用塗料（Ａ−１）中のαFe
₂O₃の粒状のもの（平均粒径＝0.5μｍ）に変えた他は、
実施例１と全く同様にして下塗り層用塗料（ａ−１）を
調製した後、更に実施例１を全く同様にしてビデオテー
プ試料を作成した。

（比較例３）実施例１における下塗り層用塗料（Ａ−１）中のαFe
₂O₃の粒状のもの（平均粒径＝1.0μｍ）に変えた他は、
実施例１と全く同様にして下塗り層用塗料（ａ−２）を
調製した後、更に実施例１を全く同様にしてビデオテー
プ試料を作成した。

（比較例４）実施例５における下塗り層用塗料（Ａ−３）を比較例
２で用いた下塗り層用塗料（ａ−２）に変えた他は、実
施例５と全く同様にしてビデオテープ試料を作成した。

（比較例５）実施例１における下塗り層用塗料（Ａ−１）中のαFe
₂O₃の針状のもの（長軸長＝0.3μm/短軸長＝0.03μｍ）
に変えた他は、実施例１と全く同様にして下塗り層用塗
料（ａ−３）を調製した後、更に実施例１を全く同様に
してビデオテープ試料を作成した。

以上の各実施例および比較例で得られた種々のビデオ
テープ試料について、それぞれ以下に示す評価試験を行
つた。

（１）表面粗さ（μｍ）磁性層、バツク層の表面粗さは、ランク・テーラー・
ホブソン社製のタリステツプ触針型表面粗さ計を用いて
測定した。値は粗さチャートにおけるピーク高さの自乗
平均平方根を算出して求めた。（参考文献;National Te
ehnical Report vol.28No.3 June 1982p.520）（２）テープステイフネス（mg）東洋精機（株）製のループステイフネステスターを用
い、テープの長手（MD）および幅（TD）方向のステイフ
ネス（座屈強度）を求めた。

（３）RF出力（dB）Ｓ−VHS用VTRを用い、各試料テープそれぞれについ
て、RF出力（at7MHz）を測定した。表中の測定値は、Ｓ
−VHS基準テープ（約19μｍ厚）の測定値との相対比較
値として示した。

（４）テープの走行耐久性各試料テープを40℃、80％RHの環境下でそれぞれ100
回再生走行させた後の各試料テープの形状変化について
目視観察結果を示した。

各試料テープそれぞれの評価試験結果を第１表に示
す。

第１表から明らかなように、本発明により得られた磁
気記録媒体は、電磁変換特性、走行耐久性ともに優れて
いることがわかる。

発明の効果以上詳述したように、本発明によれば、特定範囲の板
状比を有する無機質粉末と結合材とを特定の配合割合で
分散せしめて得られる高剛性層を、非磁性支持体とバツ
ク層との間に下塗り層として形成せしめることから、電
磁変換特性に悪影響を及ぼすことなく、テープ状などの
磁気記録媒体全体の剛性を高めることができ、結果とし
て、走行耐久性、電磁変換特性ともに優れた磁気記録媒
体を提供することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭64−60819（ＪＰ，Ａ) 特開平１−185824（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−188017（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性支持体の一方の面に針状磁性粉を結
合剤中に分散させてなる磁性層を有し、他の一方の面に
結合剤中に無機質粉末を分散させてなる下塗り層を介し
てバックコート層を有する磁気記録媒体であって、前記
下塗り層中の無機質粉末が、板状比（平均直径／平均厚
み）20以上、150以下の平板状粉末であり、かつ前記下
塗り層中の結合材と無機質粉末との配合割合が、前記結
合剤100重量部あたり前記無機質粉末を100重量部以上、
400重量部以下とした磁気記録媒体。