JP2989874B2

JP2989874B2 - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JP2989874B2
Application number: JP2262205A
Authority: JP
Inventors: 功荘青木; 一之林; 知之今井; 七生堀石
Original assignee: Toda Kogyo Corp
Current assignee: Toda Kogyo Corp
Priority date: 1990-09-28
Filing date: 1990-09-28
Publication date: 1999-12-13
Anticipated expiration: 2014-12-13
Also published as: JPH04139619A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、磁気記録媒体、詳しくは、磁気記録層中に
酸化鉄超常磁性体を含むことによって、磁気記録層中に
おける磁性粒子粉末の配向性及び充填性が優れており、
しかも、カーボンブラック粒子粉末の量を減少させた磁
気記録媒体に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、ビデオ用、オーディオ用磁気記録再生用機器の
長時間記録化、小型軽量化が進みにつれて、磁気テー
プ、磁気ディスク等の磁気記録媒体に対する高性能化、
即ち、高密度記録化、低ノイズレベル化の要求が益々強
まっている。

殊に、近時におけるビデオテープの高画像画質化に対
する要求は益々強まっており、従来のビデオテープに比
べ、記録されるキャリアー信号の周波数が益々高くなっ
ており、即ち、短波長領域に移行しており、その結果、
磁気テープの表面からの磁化深度が著しく浅くなってい
る。

そこで、短波長信号に対しても高出力特性、殊にCN比
を保持し、更に向上させる為の努力がなされており、そ
の為には、磁性粒子粉末の超微粒子化、磁性塗膜表
面の平滑化、磁性塗膜層の薄膜化及び磁性粒子粉末
の高分散化が要求されている。

この事実は、例えば、株式会社総合技術センター発行
「磁性材料の開発と磁粉の高分散化技術」（1982年）の
第312頁の「塗布型テープにおける高密度記録のための
条件は、短波長信号に対して、低ノイズで高出力特性を
保持できることであるが、その為には保磁力Hcと残留磁
化Brが共に大きいことと塗布膜の厚みがより薄いことが
必要である。」なる記載及び日経エレクトロニクス（19
76年）５月３日号第82〜105頁の「輝度信号のSN比（CN
比）に関係しているテープの物理量としては、単位体積
当りの平均粒子数とその分散状態（分散性）及び表面の
平滑性がある。表面性、分散性が一定なら平均粒子数の
平方根に比例してSN比は良くなるので、粒子体積が小さ
く、かつ充てん度の高くできる磁性粉ほど有利であ
る。」なる記載の通りである。

上述した通り、短波長信号に対して、高出力特性を向
上させる為の上記諸要求乃至を満足させる為の共通
条件は、磁性粒子粉末の高分散化である。そして、高分
散化が困難な超微粒子化の傾向にある現今においては、
磁性粒子粉末の高分散化は特に重要となっている。

一方、磁気テープ、特にビデオテープ等の磁気記録媒
体の走行の停止は、磁気記録媒体の光透過率の大きい部
分をビデオデッキによって検知することにより行われて
いる、上述した通り、磁気記録媒体の薄膜化や記録層中
に分散されている磁性粒子粉末の超微粒子化に伴って磁
気記録層全体の光透過率が大きくなるとビデオデッキに
より検知が困難となる為、磁気記録層にカーボンを添加
して光透過率を小さくすることが行われている。その
為、現行のビデオテープにおいては磁気記録層へのカー
ボンの添加は必須となっている。

尚、従来、超常磁性鉄酸化物を含む磁性粒子粉末を使
用することにより磁性粒子粉末のビヒクル中での分散性
を改良する発明が知られている（特公昭58−18766号公
報、特公昭60−12286号公報）。

〔発明が解決しようとする課題〕

磁気記録媒体の製造にあたり、磁性粒子粉末のビヒク
ル中での分散性を改良することは、現在最も要求されて
いるところであるが、結合剤樹脂と磁性粒子粉末とを混
練して塗膜組成物を生成するにあたり、カーボンブラッ
ク粒子粉末を添加すると後出比較例に示す通り、磁性粒
子粉末のビヒクル中での分散が阻害され、塗膜中におけ
る磁性粒子の粉末配向性及び充填性が低下するという問
題があった。

更に、カーボンブラック粒子粉末は、かさ密度が0.1g
/cm³程度とかさ高い粉末である為取り扱いが困難で作業
性が悪いものであった。また、発ガン性等の安全、衛生
面からの問題も指摘されている。また、前出特公昭58−
18766号公報、特公昭60−12286号公報に記載の超常磁性
鉄酸化物を含む磁性粒子粉末を使用した場合には、ビヒ
クル中における分散性は改良されるが、光透過率を小さ
くするという効果は不十分であるという欠点がある。

そこで、本発明は、磁性粒子粉末のビヒクル中での分
散性が極めて優れており、しかも、光透過率を小さくす
る効果を有することによってカーボンブラック粒子粉末
の量を減少させることが出来る磁気記録媒体を得ること
を技術的課題とするものである。

〔課題を解決する為の手段〕

前記技術的課題は、次の通りの本発明によって達成で
きる。

即ち、本発明は、基体上に、結合剤樹脂及び磁性粒子
粉末を含む塗膜組成物からなる磁気記録層が形成されて
いる磁気記録媒体において、前記磁気記録層中にカーボ
ンブラック粒子粉末と酸化鉄超常磁性体粒子粉末とを、
当該両粉末の総量が前記磁性粒子粉末に対し0.1〜10重
量％であって、前記酸化鉄超常磁性体粒子粉末の量が前
記両粉末の総和に対し10〜90重量％である割合で存在さ
せることからなる磁気記録媒体である。

次に、本発明実施にあたっての諸条件について述べ
る。

本発明に係る磁気記録媒体は、常法により、基体上
に、結合剤樹脂及び磁性粒子粉末を含む塗料組成物を塗
布し塗膜を形成することにより得ることができる。

上記塗料組成物中には、通常用いられる潤滑剤、研磨
剤、帯電防止剤等が加えられてもよい。

本発明における磁性粒子粉末としては、マグヘマイト
粒子粉末、マグネタイト粒子粉末、ベルトライド化合物
（FeOx・Fe₂O₃、０＜ｘ＜１）等の磁性酸化鉄粒子粉
末、これらの磁性酸化鉄粒子粉末にFe以外のCo、Al、N
i、Ｐ、Zn、Si、Ｂ等の異種元素を含有させた粒子若し
くはこれら磁性酸化鉄粒子にCo等を被着させた粒子、鉄
を主成分とする金属磁性粒子、鉄以外のCo、Al、Ni、
Ｐ、Zn、Si、Ｂ等を含有する鉄合金磁性粉末、板状Baフ
ェライト粒子粉末並びにこれに抗磁力低減剤である２価
金属（Co、Ni、Zn等）と４価金属（Ti、Sn、Zr等）とを
含有させた板状複合フェライト粒子粉末等のいずれをも
用いることができる。また、磁性粒子粉末の形状は、針
状、紡錘状、立方状、板状等のいずれであってもよい。

磁性粒子粉末の大きさは、特に限定されないが、本発
明においては、30m²/g以上、殊に40m²/g以上の分散性の
困難な微細磁性粒子粉末を用いる場合にもビヒクル中に
おける分散性が改良されることを確認している。

本発明における結合剤樹脂としては、現在、磁性記録
媒体の製造にあたって汎用されている塩化ビニル酢酸ビ
ニル共重合体、塩化ビニル酢酸ビニルマレイン酸ウレタ
ンエラストラマー、ブタジエンアクリロニトリル共重合
体、ポリビニルブチラール、ニトロセルロース等セルロ
ース誘導体、ポリエステル樹脂、ポリブタジエン等の合
成ゴム系樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、イソシ
アネートポリマー、電子線硬化型アクリルウレタン樹脂
等とその混合物を使用することができる。

本発明における基体材料としては、現在、磁気記録媒
体の製造にあたって汎用されているポリエチレンテレフ
タレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボ
ネート、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、ポリイミド、ポリサルホン等合成樹脂フ
ィルムおよびアルミニウム、ステンレス等金属の箔や板
および各種の紙を使用することができる。

本発明におけるカーボンブラック粒子粉末は磁気記録
媒体の製造にあたって汎用されている市販品を使用する
ことができる。

本発明における酸化鉄超常磁性体粒子粉末は、例え
ば、第一鉄塩と第二鉄塩とをモル比で1:2の割合で含む
混合水溶液にアルカリを添加し、pH9以上とした後、適
宜な温度で熟成反応する方法、Fe（III）イオン１原子
に対しFe（II）イオンを1.1〜1.5原子含有する酸性溶液
に沈澱剤としてアルカリを添加し、その後50℃乃至70℃
の温度で酸化する方法（特開昭57−175734号公報）等の
常法によって生成させることができる。

この酸化鉄超常磁性体微粒子粉末は極めて微細な粒子
である為、空気中の酸素によって酸化されやすく、化学
的、磁気的に極めて不安定であるので、磁気記録媒体の
製造に際して、生成した酸化鉄超常磁性体粒子を含む水
溶液中に界面活性剤等を添加して酸化鉄超常磁性体粒子
の粒子表面を界面活性剤等によって被覆することにより
各種有機溶媒中に移行させ、このようにして得られた酸
化鉄超常磁性体粒子を含む有機溶媒を塗膜組成物中に添
加して混練する方法又は、酸化鉄超常磁性体微粒子を含
む水懸濁液に不飽和脂肪酸又はその塩を添加し、pH9以
上、50〜100℃の温度範囲で撹拌して分散液とし、該分
散液に酸を添加してpHを７以下とすることによって前記
酸化鉄超常磁性体微粒子の粒子表面に不飽和脂肪酸を吸
着させ、次いで、水洗、脱水し、引き続き水と混和性の
ある有機溶媒に湿潤させた後、真空乾燥することによっ
て空気中に取り出した後、塗膜組成物中に添加して混練
する方法等により、磁気記録層中に存在させることがで
きる。

上記酸化鉄超常磁性体微粒子粉末は、必要により、よ
り化学的、磁気的に安定化させる為、界面活性剤や不飽
和脂肪酸によって粒子表面を被覆するに先立ってあらか
じめSiO₂、Al₂O₃、TiO₂、ZnO等の金属酸化物によって粒
子表面を被覆しておいてもよい。

本発明におけるカーボンブラック粒子粉末及び酸化鉄
超常磁性体粒子粉末の存在量は、当該両粉末の総量が磁
性粒子粉末に対し0.1〜10重量％である。

0.1重量％未満の場合には、光透過率が１％以下の磁
気記録媒体を得ることが出来ない。

10重量％を越える場合には、得られた磁気記録媒体の
残留磁束密度Brが低下する。

本発明における酸化鉄超常磁性体粒子粉末は、酸化鉄
超常磁性体粒子粉末とカーボンブラック粒子粉末の総量
に対し10〜90重量％である。

10重量％未満の場合には、磁性粒子粉末のビヒクル中
での分散性を改良することが困難となる。

90重量％を越える場合には、得られた磁気記録媒体の
光透過率が１％を越えてしまう。

〔作用〕

本発明において最も重要な点は、磁気記録層中に酸化
鉄超常磁性体粒子粉末を特定の割合で存在させた場合に
は、磁性粒子粉末のビヒクル中での分散性が極めて優れ
ていることに起因して塗膜中における磁性粒子粉末の配
向性及び充填性が優れており、しかも、当該酸化鉄超常
磁性体粒子粉末が光透過率を小さくする効果を有するこ
とによってカーボンブラック粒子粉末の量を減少させる
ことが出来るという事実である。

この事実について、本発明者は、後出比較例に示す通
り、磁気記録層中にカーボンブラック粒子粉末のみを存
在させた場合、磁気記録層中に酸化鉄超常磁性体粒子粉
末のみを存在させた場合のいずれの場合にも本発明の効
果が得られないことから、カーボンブラック粒子粉末と
酸化鉄超常磁性体粒子粉末の相乗効果によるものと考え
ている。

また、酸化鉄超常磁性体粒子粉末の添加によってカー
ボンブラック粒子粉末の量を減少させた場合にも光透過
率を小さくできる理由について、本発明者は、酸化鉄超
常磁性体粒子粉末の組成がFe²⁺含有量がFe³⁺に対しモル
比で0.16〜0.5であることによって黒色度が極めて大き
い為であろうと考えている。

〔実施例〕

次に、実施例及び比較例により本発明を説明する。

尚、以下の実施例並びに比較例における粒子の平均径
は、Ｘ線回折測定における（311）の半値巾から計算し
た値である。

また、磁性粒子粉末及び磁気記録媒体の磁気特性は、
「振動試料型磁力計VSM−3S−15」（東英工業（株）
製）を用いて、外部磁場10KOeの下で測定した値であ
る。

本発明における磁性粒子粉末のビヒクル中における分
散性の評価は、テープ化した場合の残留磁束密度Br、角
型（Br/Bm）、配向度及び光沢度のそれぞれの値を示す
ことにより行い、上記いずれの値も大きくなる程分散性
が改良されたことを意味する。

塗布膜の表面光沢は、グロスメーターUGV−5D（スガ
試験機（株）社製）を用いて入射角45゜で測定した値で
あり、標準板光沢を86.3％とした時の値を％表示で示し
たものである。

光透過率は、光電分光光度計UV−2100（島津製作所
製）を用いてλ＝900nmにおける光透過率を測定した値
で示した。光透過率は１％以下であることがJIS X 6121
で規格化されている。

実施例１長軸0.20μｍ、軸比（長軸径／短軸径）6.5であっ
て、比表面積42m²/gであり、且つ、保磁力が840 Oeであ
って、飽和磁化が76.5emu/gであるCo被着型針状γ−Fe₂
O₃粒子粉末（Co/全量＝4.2wt％）100重量部、VAGH（塩
化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコール共重合体）
（米国U.C.C.社製）14重量部、ミリスチン酸１重量部、
トルエン30重量部、メチルエチルケトン30重量部、Al₂O
₃粉末１重量部、カーボンブラック粒子粉末＃3250（三
菱化成（株）製、粒径280Å、BET比表面積240m²/g）4.5
重量部及び97Åの酸化鉄超常磁性体粒子粉末0.5重量部
（磁性粒子粉末に対し両粉末の総量で５重量％に該当す
る。）をニーダーを用いて90分間混練した後、該混練物
にトルエン45重量部及びメチルエチルケトン45重量部を
添加して希釈し、次いで、サンドグラインダーによって
３時間混合分散した。

上記混合分散物に、ポリウレタン樹脂（製品名ニッポ
ラン2304、日本ポリウレタン工業社（製））の固形分14
重量部を含むメチルエチルケトン溶液140重量部を添加
して30分間混合した後、過して得られた過物にコロ
ネートＬ（三官能性低分子量イソシアネート化合物、日
本ポリウレタン工業社（製））３重量部を混合して磁性
塗料を製造した。

上記磁性塗料を厚さ14μｍのポリエステルベースフィ
ルム上に塗布し、次いで、乾燥することによって膜厚４
μｍの磁性層を形成した後、1/2インチの巾に裁断して
磁気テープを作った。

上記磁気テープの磁気特性は、保磁力が876 Oe、残留
磁束密度Brが1190Gauss、角型（Br/Bm）0.770であっ
た。また、配向度は1.91、光沢度は120.4％及び光透過
率は0.59であった。

実施例２〜７、比較例１〜５磁性粒子粉末の種類、カーボンブラック粒子粉末の
量、酸化鉄超常磁性体粒子粉末の種類及び量、並びに結
合剤樹脂の種類及び量を種々変化させた以外は実施例１
と同様にして磁気テープを製造した。

この時の主要製造条件を表１に、磁気テープの諸特性
を表２に示す。本発明の磁気記録媒体は、周知の通りビ
ヒクル中への分散性が困難なFeを主成分とする金属磁性
粒子粉末を磁性粒子粉末として用いた場合にも、その分
散性が改善されたものとなる。即ち、表２に示す通り、
実施例６で得られた磁気記録媒体の光沢度の値が比較例
４で得られた磁気記録媒体の光沢度の値103.2％に比べ
優れていることから、Feを主成分とする金属磁性粒子粉
末の分散性が改善されていることが認められた。

〔発明の効果〕本発明に係る磁気記録媒体は、前出実施例に示した通
り、磁気記録層中に酸化鉄超常磁性体粒子粉末を特定の
割合で存在させているので、磁性粒子粉末のビヒクル中
での分散性が極めて優れていることに起因して塗膜中に
おける配向性及び充填性が優れており、しかも、当該酸
化鉄超常磁性体粒子粉末が光透過率を小さくする効果を
有することによって、カーボンブラック粒子粉末の量を
減少させることができる。

更に、本発明に係る磁気記録媒体は、比表面積が30m²
/g以上、殊に40m²/g以上の微細な磁性粒子粉末を用いる
場合にも、塗膜中における磁性粒子粉末の配向性及び充
填性がより一層優れたものとなるので、高密度記録用、
低ノイズレベル用磁気記録媒体として好適である。

尚、本発明においては、使用する酸化鉄超常磁性体粒
子粉末が0.8g/cm³程度とかさが小さく、また、かさ高い
カーボンブラック粒子粉末の量を減少させることができ
るので磁性塗料製造時の作業性が良く、また、安全、衛
生面からも有益であるという効果をも有する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G11B 5/708 G11B 5/70

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基体上に、結合剤樹脂及び磁性粒子粉末を
含む塗膜組成物からなる磁気記録層が形成されている磁
気記録媒体において、前記磁気記録層中にカーボンブラ
ック粒子粉末と酸化鉄超常磁性体粒子粉末とを、当該両
粉末の総量が前記磁性粒子粉末に対し0.1〜10重量％で
あって、前記酸化鉄超常磁性体粒子粉末の量が前記両粉
末の総量に対し10〜90重量％である割合で存在させるこ
とを特徴とする磁気記録媒体。