JP3181040B2 - 磁気記録媒体 - Google Patents

磁気記録媒体

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JP3181040B2
JP3181040B2 JP00452099A JP452099A JP3181040B2 JP 3181040 B2 JP3181040 B2 JP 3181040B2 JP 00452099 A JP00452099 A JP 00452099A JP 452099 A JP452099 A JP 452099A JP 3181040 B2 JP3181040 B2 JP 3181040B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は磁気記録媒体、特に
磁性層が1.0μm以下の非常に薄層な磁気記録媒体に
関し、更に、詳しくは非常に電磁変換特性に優れ、かつ
歩留りが良好な生産特性の優れた磁気記録媒体に関す
る。特に本発明は磁気記録媒体、特に磁性層厚みが1.
0μm以下の高密度な薄層磁気記録媒体に関し、更に詳
しくは本発明は下層を有する磁気記録媒体、特に電磁変
換特性、走行性及び耐久性が改良された磁気記録媒体に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ビデオテープ、オーディオテー
プ、磁気ディスク等の磁気記録媒体としては、強磁性酸
化鉄、Co変性酸化鉄、CrO2 、強磁性合金粉末等を
結合剤中に分散した磁性層を非磁性支持体に塗設したも
のが広く用いられている。近年、記録の高密度化と共に
記録波長が短くなる傾向があり、磁性層の厚さが厚いと
出力が低下する等の記録再生時の厚み損失の問題が大き
くなっている。このため磁性層を薄くすることが行われ
ているが、磁性層を約2μm以下に薄くすると磁性層表
面に支持体の表面性の影響が現れ易くなり、電磁変換特
性が悪化する傾向があった。
【0003】そのため非磁性支持体表面に非磁性の厚い
下層を設けてから磁性層を上層に設けることにより、前
記した支持体の表面粗さによる問題を解消すると共に磁
性層を薄層とすることによって、厚み減磁を減らし高出
力を達成しようとする試みが提案された。例えば、特開
昭62−154225号公報では磁性層の厚さを0.5
μm以下にするとともに磁性層の表面電気抵抗が高くな
るのを防止するため、磁性層と基体との間に導電性微粉
末を含む厚さが磁性層の厚さ以上の下塗り層を設けた磁
気記録媒体が提案されている。又、特開昭62−222
427号公報には支持体と支持体上に設けられ、平均粒
径が0.5〜3μmの研磨剤を含有する下塗り層と、下
塗り層の上に設けられた強磁性粉末を含有した膜厚1μ
m以下の磁性層を具備した磁気記録媒体が提案さている
が、これは下塗り層中の研磨剤の一部分が磁性層に突き
出しているので、磁気記録媒体の磁気ヘッドクリーニン
グ作用を併せ持つようにしたものである。このように磁
性層を薄くして高密度記録を達成し、同時に下層非磁性
層に帯電防止を図るため、カーボンブラックを含めた
り、クリーニング特性や耐久性を向上するために研磨材
を添加したりしている。
【0004】しかながら、従来の技術は、非磁性支持体
に先ず下層非磁性層を塗布し、乾燥してから場合によっ
て、カレンダー処理をしてから上層磁性層を設けている
ため、製造工程が煩雑であると共に以下のような問題が
あった。即ち、磁性層を薄層化するためには、塗布量を
減らすことか、もしくは磁性塗布液に溶剤を多量に加え
て濃度を薄くすることが考えられる。前者を取る場合、
塗布量を減らすと塗布後に十分なレベリングの時間がな
く、乾燥が始まるために、塗布欠陥、例えばスジや刻印
のパターンが残るといった問題が発生し、歩留まりが非
常に悪くなる。後者の方法を取った場合、磁性塗布液の
濃度が希薄であると、できあがった塗膜に空隙が多く、
十分な強磁性粉末の充填度が得られないこと、また、空
隙が多いために塗膜の強度が不十分であること等、種々
の弊害をもたらす。これらの問題を解決する一つの手段
に、特開昭63−191315号公報に記載されている
ように、同時重層塗布方式を用いて下層に非磁性の層を
設け、濃度の高い磁性塗布液を薄く塗布する方法が提案
された。
【0005】この同時重層塗布方式又は逐次湿潤塗布方
式による場合、即ち下層が湿潤状態にある間に上層を同
時又は逐次に塗布するいわゆるWet on Wet塗
布方式の場合は、すでに重層の磁性層では様々な検討が
為されている。しかしながら下層非磁性層にこの技術を
応用しても同じように良好な結果が得られなかった。つ
まり、Wet on Wetにより下層非磁性層と上層
磁性層を設けると、これら両者の界面において乱れが生
じ、ピンホールが生じたり、磁性層のハジキを生じたり
した。
【0006】又、支持体表面に非磁性の厚い下層を設け
てから磁性層を上層として磁性層を設けるようにした場
合支持体の表面粗さの影響は解消することができるが、
ヘッド摩耗や耐久性が改善されないという問題があっ
た。これは、従来、非磁性下層として熱硬化系(硬化
系)樹脂を結合剤として用いているので、下層が硬化
し、磁性層とヘッドとの接触や他の部材との接触が無緩
衝状態で行われることや、このような下層を有する磁気
記録媒体がやや可撓性に乏しい等のことに起因している
と考えられる。これを解消するために、下層に非硬化性
(熱可塑性)樹脂を結合剤として用いることが考えられ
るが、従来の方式では、下層を塗布乾燥後磁性層を上層
として塗布する場合、下層が上層の塗布液の有機溶剤に
より膨潤し、上層の塗布液に乱流を起こさせる等の影響
を与え磁性層の表面性を悪くし、電磁変換特性を低下さ
せる等の問題を生じる。
【0007】又、磁気記録媒体の記録密度を向上させる
ために、短波長記録が進んでおり、8mmビデオテープ
で記録波長は0.54μmに達している。これに対応す
る磁気記録媒体として強磁性金属薄膜を用いたものが実
用化されている。金属薄膜磁気記録媒体は磁性層厚みが
非常に薄いため、厚みによる損失が小さく、このため非
常に出力の高い媒体を得ることができる。しかし、これ
らの媒体は金属を非磁性支持体上に蒸着して製造するた
め、従来の塗布型磁気記録媒体に較べて大量生産性に劣
り、また、金属薄膜であるため、酸化されるなど長期保
存性の面で問題を持っている。これらの問題を解決する
ために、従来の塗布型磁気記録媒体の磁性層を薄層化す
ることが望まれてきた。
【0008】しかしながら、上層磁性層を1.0μm以
下の薄層で塗布しようとするためには、磁性液を大量の
溶剤で希釈せねばならず、磁性液の凝集を促しやすい。
また、乾燥時に大量の有機溶媒が蒸発するために強磁性
粉末の配向性が乱れやすく、長手記録でない媒体、例え
ば磁気ディスクのようなものではある程度性能を確保で
きるが、テープ形状の磁気記録媒体では配向性が悪く、
薄層化を達成しても、配向性悪化と表面性悪化のために
充分な電磁変換特性を確保することが困難である。ま
た、乾燥過多で多くの空隙が発生するために、磁性膜の
強度が弱く、走行耐久性の面でも不十分な結果であっ
た。配向性をよくし、また、塗膜の空隙を少なくするた
めに希釈する有機溶剤を減らそうとすると塗布安定性が
悪くなってしまう。
【0009】この様な問題に対処する手段として非磁性
の粒状研磨剤、またはフィラーを下塗層に含ませること
が提案されている。(特開昭62−222427号、特
開平2−257424号) しかしながらこれらの技術の問題点として、磁性層と非
磁性層を同時に塗布し、上層の磁性体を配向するとき
に、磁場による磁性体の回転運動のため上下層の界面で
の混合が発生し、充分な表面性があられないばかりか、
配向が充分に行なわれないので充分な電磁変換特性が得
られない。
【0010】非磁性の鱗片状粒子としてグラファイトを
用いた導電性中間層を形成させることによって、上層の
磁性粒子の配向性を改善することが提案されている。
(特開昭55−55438号)しかしながらこの様な物
質では、配向性の改善はなされるが、グラファイト自身
には膜の補強効果がないため耐久性上不十分であるた
め、モース硬度5以上の無機粉体を混合する提案もなさ
れている。(特開昭60−125926号) 又、非磁性の針状粒子として針状の蓚酸塩を用いた補強
層を形成させることによって、上層の磁性粒子の配向性
を改善することが提案されている。(特公昭58−51
327号)。
【0011】これら提案により配向性向上と耐久性の確
保はなされるが、実際に媒体を製造する段階では鱗片状
粒子はスタッキングをおこしやすく、また、蓚酸塩のよ
うな物質は結合剤への分散性がよくないため、磁性面の
平滑性を損なうことが判明した。又、磁気記録媒体は高
密度化、高出力化のためにヘッドとのスペーシングロス
を低減するために非常に平滑な表面性が望まれている。
このため、直接表面に出ていない下層非磁性層も極力分
散性が良く、同時重層塗布した場合の表面性が平滑であ
る必要性が増している。また、前述したように磁性層を
薄層化すると更に下層非磁性層の分散性が同時重層した
場合の表面性に寄与する割合が増してきている。鋭意検
討した結果、単純に下層のみの分散性を向上させても、
同時重層した結果、表面が荒れることが判明した。
【0012】また磁性層の保磁力が低いと自己減磁損失
が大きく、短波長記録には適さないので、相当のHcを
有することが必要である。この様な目的に使用できる手
段として非磁性支持体と磁性層の間に0.5μm〜5.
0μmの下塗層を設け、磁性層のHcを1000Oeに
することが提案されている。(特開昭57−19853
6) しかしながら従来公知の技術では、この目的を達成する
には次にあげる問題がある。前述の特開昭57−198
536で開示さている技術で、本件の特徴である上下層
の同時重層塗布を行なうと上下層の混合が起きて表面性
が悪くあるばかりか配向が乱れる。また同時重層塗布に
おいて配向性を改善する技術としては特開平3−490
32にカーボンブラックを分散した層を下層に用い、多
段配向をすることが開示さているが、カーボンブラック
のような真比重の小さなフィラーは、配向時の磁性体の
回転運動によって、同時重層塗布の時に上下層の界面が
乱れ、面内方向に測定したSQは高いものの、本件の目
的である磁性層法線方向の残留保磁力の改善は不十分で
あった。
【0013】この様な技術に対する公知技術として特開
昭62−1115がある。しかしながら同時重層塗布に
おいて、この公知技術を適応すると次のような問題があ
る。すなわち、非磁性の下層低比重のカーボンブラック
を用いて同時重層塗布をした場合には、塗布過程あるい
は、配向過程において該非磁性下層と磁性層の混合、あ
るいは乱流による2層界面の乱れを引き起こす。このよ
うな2層間の混合、乱れは磁性層中の磁性体の配向性を
極度に低下させる。
【0014】さらに長軸長が短く、かつ針状比の小さい
磁性体は流動配向しにくいので、磁性体の配向性はさら
に低下し、充分な電磁変換特性が得られなくなる。近
年、磁性層に含まれる磁性体は高密度化のために微粒子
化が進んでいる。微粒子にすることにより、磁性層の強
度が劣るようになり、例えば製造工程やビデオデッキ内
で高いテンションを被るとテープが伸びてしまい、スキ
ュー(SKEW)歪が大きくなるようになる。これに対
処するために支持体の熱収縮率を小さくしたり強度を高
くすることが図られているが、限界がある。また、同時
重層塗布方式を採用すると逐次重層塗布方式に比べて熱
収縮率が大きくなりSkew歪が増加することも問題に
なっている。これは、逐次重層塗布の場合、下層塗布後
カレンダーや硬化処理して下層を硬くして媒体が伸び縮
みしにくくしていたのであるが、同時重層塗布方式では
下層と上層を一度に塗布するため、下層によって媒体の
伸び縮みを抑制することができないからである。特開昭
63−187418や特開昭63−191315に同時
重層塗布方式による発明が開示されているが、このよう
な欠点があった。
【0015】また、同様に長時間化を図るためにテープ
厚みを薄くしている傾向もある。テープ厚みを薄くする
とテープスチフネスが低下して、ヘッドとの良好な接触
が保てなくなり、電磁変換特性の低下を来すことにな
る。特に、近年普及している8mmビデオテープやVH
Sの長時間テープでは全厚みが14μ以下と薄いために
ヘッド当りを確保することが困難となっている。従来、
媒体厚みが厚いものではむしろ下層非磁性層の強度を下
げて滑らかな接触状態を保つことが効果的であったが、
近年の回転ヘッドによる記録再生装置における薄手テー
プでは下層非磁性層のスチフネスを高くしないとヘッド
当りを確保できにくくなっている。非磁性支持体の延伸
方法でこのスチフネスを制御する方法もあるが、幅方向
スチフネスが低下して走行耐久性に好ましくない。
【0016】特開昭63−191315で示されている
ようにヘッド当りを良好にするために、下層非磁性層に
ポリイソシアネートを含まないことに効果を認めたが、
そのため高温高湿の保存性に劣る結果となっている。そ
のために、保存を重視しないシステムでは有効である
が、業務用やデータ保存のような保存を重視するシスム
では使用しにくい方法である。特開昭63−18741
8についても同様に磁性層を薄層化し、電磁変換特性を
向上させることが開示されているが、該発明では電磁変
換特性的に未だ不十分なものがあった。特開昭50−8
03にもモース硬度6以上の細粒状非磁性顔料を磁性層
と支持体との間に設けるという発明があるが、この発明
の骨子はアルミニウム基盤をモース硬度6以上の非磁性
粉体で研磨して基盤の平面性を増すことを目的としてい
る。
【0017】又、これらの方法では近年の長時間化、高
密度化に伴う磁気記録媒体の薄層化の要請に答えること
が困難で、これらの方法では優れた電磁変換特性と走行
耐久性を両立することが不十分であった。特に薄手テー
プで走行耐久性を向上させるにはテープエッヂダメージ
を少なくすることが必要であり、特開昭63−1913
15や特開昭63−187418の発明では不十分であ
った。
【0018】次に上層が磁性層で下層が非磁性で、かつ
Wet on Wetの方式で磁気記録媒体を得ること
については種々の特許出願がされている。例えば特開昭
50−104003号公報ではWet on Wetを
示唆する記載はあるが非磁性層はカーボンブラックのみ
の例であり、構造粘性が強すぎて、界面の乱れが激しか
った。
【0019】又特開昭62−212922号公報(US
4916024号明細書)には導電性層(中間層)にカ
ーボンブラックの5%〜25%の強磁性粉末を含有する
磁気記録媒体が開示されている。これはカーボンブラッ
クの分散性を改良するために加えているものであるが、
中間層に加える強磁性粉末は磁性層中のものと同程度の
ものを使用しているため、界面の乱れは良好に防止する
ことはできなかった。又特開昭62−214524号公
報には隣接した複数層の各塗布液組成の溶媒及び溶質に
対し相互溶解性を有するように各塗布液組成を選定しW
et on Wetで塗布、乾燥する磁気記録媒体の製
造方法が開示されている。しかしながら上層磁性層、下
層非磁性層の組合せの例示はあるが、結合剤のみの例で
あり、又カーボンブラックも中間層に含むことを示唆は
しているが、このような開示に基づいては界面の乱れを
解消することはできなかった。 又特開昭62−241
130号公報(US4839225号明細書)には中間
層が水酸基及び/又はアミノ基を含む結合剤の少なくと
も1つを含みかつ該磁性層がイソシアネート化合物を含
む磁気記録媒体であり、これは両者を化学的に結合させ
て中間層と磁性層の密着強度を向上させることを開示し
ている。中間層にはカーボンブラックを添加してもよい
こと及びWet on Wet法により塗布してもよい
としているが、このような開示では界面変動を解決する
ことはできなかった。
【0020】更に特開昭63−88080号公報(US
4854262号明細書)にはドクターエッジを改良し
た塗布装置が開示されている。この中には高剪断速度
(104 sec-1)での粘度の開示はあるが、単に上
層、下層液の粘度を示したに過ぎずこのような開示では
界面変動を充分抑えることはできなかった。又特開昭6
3−146210号公報には下層の磁性層又は非磁性層
の結合剤が非硬化系結合剤であり、最上層の磁性層の結
合剤が電子線硬化型樹脂である磁気記録媒体が開示され
ている。しかしながら下層非磁性塗料にはカーボンブラ
ックを含んだ例のみであり、界面の乱れを解決すること
はできなかった。更に特開昭63−164022号公報
にはエクストルージョン型ヘッドのスロット内で磁性液
層を中央に磁性液層より低粘度の非磁性液層をスロット
前後壁面側に形成して多重層の押出塗布をする磁性液の
塗布方法が開示されている。高い粘度の磁性層液を低い
粘度の非磁性層バインダー溶液を包み、高速薄層塗布性
を増したことを発明しており、磁性層塗布液ビードとギ
ーサー間の間隙を少なくする目的である。このような開
示のみでは界面の乱れを充分解決することはできなかっ
た。又特開昭63−187418号公報(US4863
793号明細書)には上層磁性層に含まれる強磁性粉末
の透過型電子顕微鏡による平均長軸長が0.30μm未
満、X線回折法による結晶子サイズが300Å未満であ
る磁気記録媒体が開示されている。下層の非磁性層には
カーボンブラック、グラファイト、酸化チタンなどを含
むことができると開示され、具体例としてはα−Fe2
3 100重量部と導電性カーボン10部の組合せが開
示されている。しかしながらカーボンの使用量が少ない
こと、α−Fe23 の粒子サイズが記載されていない
ため、これら公報の開示では界面の乱れを十分解決する
ことはできなかった。
【0021】更に特開昭63−191315号公報(U
S4963433号明細書)には下層の結合剤が熱可塑
性結合剤であり、且つ下層の厚さが乾燥厚みで0.5μ
m以上である磁気記録媒体が開示されている。下層非磁
性層に含まれる非磁性粉の具体例としては前記の特開昭
63−187418号公報と同じくα−Fe23 10
0重量部と導電性カーボン10部の組合せが開示されて
いる。しかしながらカーボンの使用量が少ないことやα
−Fe23 の粒子サイズが記載されていないため、こ
れらの公報の開示では界面の乱れを解決することができ
なかった。
【0022】更に特開平2−254621号公報にはカ
ーボンブラックを主成分とする非磁性層を設け、その上
にFe−Al系強磁性粉末を含む磁性層をウェット・オ
ン・ウェット重層塗布方式で形成した磁気記録媒体が開
示されている。しかしながら下層の例示はカーボンブラ
ックのみであり、これでは構造粘性が強すぎて、界面の
乱れを解決することはできなかった。
【0023】更に特開平2−257424号公報には非
磁性層に平均粒径が50mμ以上のフィラーを含む磁気
記録媒体が開示されている。フィラーとしては、カーボ
ンブラックやAl23 ,SiCのような研磨剤を挙げ
ている。しかしながらその具体例はカーボンブラックの
み、Al23 のみ、SiCのみの使用であり、このよ
うな組合せでは界面の乱れを解決することができなかっ
た。
【0024】次に特開平2−257425号公報には動
摩擦係数が0.25以下であり、かつ表面比抵抗が1.
0×109 Ω/sq以下である複数の層を設けた磁気記
録媒体が開示されている。しかしながら下層の非磁性粉
の例示はSnO2 のみ、カーボンブラックのみであり、
界面の乱れを解決することはできなかった。又特開平2
−260231号公報には非磁性支持体上に第1の非磁
性層と、第1の磁性層と、第2の非磁性層と、第2の磁
性層とがこの順に積層されている磁気記録媒体が開示さ
れている。この非磁性層は結合剤のみの例示であり、界
面の乱れを解決することはできなかった。
【0025】更に特開平3−49032号公報(US5
051291号明細書)には磁性層の膜厚が1.5μm
以下であり、かつ該磁性層の角型比が0.85以上であ
る磁気記録媒体が開示されている。これは多段配向によ
り角型比を向上させるものであるが、下層はカーボンブ
ラックのみを使用する層であり、構造粘性が強すぎて界
面乱れを解決することはできなかった。
【0026】近年Hi8テープの研究がされ、その究極
のニーズはME(蒸着)テープとMP(メタル)テープ
のメリットの両立にあり、それをMPテープで実現する
にはMPテープの本来の優れた走行性、耐久性、生産適
性を維持すると共に、如何に蒸着テープのような短波長
領域(高域の輝度信号)の高C/N化を達成するかであ
り、最も重要な課題であった。
【0027】従来、ダブルコーティング技術は、VTR
の信号記録メカニズム、すなわち各信号の記録深さに着
目し、それぞれに最適な上、下磁性層の設計とすること
で性能向上を図ってきた。VHSのダブルコーティング
は上層と下層にそれぞれサイズや磁気特性の異なる強磁
性粉末を採用した2層構造で輝度、色、音の全ての帯域
における高出力、低ノイズが実現されてきた。
【0028】そしてHi8MPの重層テープでは上層磁
性層に高密度記録に対応する金属磁性体を用い、下層磁
性層には、中、低域特性に優れた酸化鉄磁性体を用い、
まったく種類の異なる磁性体を用いたいわゆるハイグリ
ッドダブルコーティングが開発され、鮮鋭度高い映像
と、鮮やかな色が再現するなど大巾な画質向上が図られ
た。
【0029】しかしながらHi8MPでの更なる超高密
度記録を追求し、高域特性を飛躍的に向上させるために
は従来の技術や考え方だけでは限界があった。そこで本
発明者らは磁気記録そのものの原理、メカニズムまで踏
み込んで解析、研究を行ない、蒸着テープ以上の高域特
性を実現するために鋭意検討を行なった。
【0030】
【発明が解決しようとする課題】本発明の第1の目的
は、塗布型でありながら蒸着テープに匹敵する高域の出
力を発揮すると同時に走行耐久性、保存性を有する高密
度磁気記録媒体を提供することである。本発明の第2の
目的は、歩留り良くかつ生産効率を確保して出力、C/
N比等の電磁変換特性の優れた薄層磁気記録媒体を提供
することであり、またヘッド当りが良好でかつ保存安定
性が良好な薄層磁気記録媒体を提供することである。
【0031】本発明の第3の目的は電磁変換特性が良好
で走行耐久性に優れる磁気記録媒体を提供することであ
る。とりわけ、短波長記録における出力が高く、また、
生産における歩留まりのよい磁気記録媒体を提供するこ
とである。本発明の第4の目的は、RF出力が高く、か
つ走行耐久性に優れドロップアウトが少なく、ブロック
エラーレート(BER)が低い磁気記録媒体を提供する
ことにある。
【0032】本発明の第5の目的は電磁変換特性が良好
でかつ走行性が良好なる磁気記録媒体を提供することで
あり、とりわけ同時重層塗布方式で表面粗さが良好で高
い電磁変換特性を有する磁気記録媒体を提供することで
ある。本発明の第6の目的は電磁変換特性が良好な磁気
記録媒体を提供することであり、かつ熱収縮率が小さ
く、長期保存性に優れる磁気記録媒体を提供することで
ある。本発明の第7の目的は電磁変換特性が良好な磁気
記録媒体を提供することであり、かつ繰り返し走行によ
るエッヂダメージの少ない走行耐久性に優れる磁気記録
媒体を提供することである。
【0033】
【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意検討し
た結果、従来同時重層塗布技術を部分的には、基本とし
ながらも、その枠を越え、短波長記録になるほど大き
くなる「信号損失」を徹底的に少なくすることとそのた
めの磁性層の薄層化、磁性層の磁気エネルギーを限り
なく高めるために新磁性体の開発と高密度充填化という
2点が重要点であることを見出した。先ず第1に信号損
失の徹底低減を行なった。磁気記録では、その記録再生
の過程でさまざまな「損失」が発生するが本発明者らは
今までMP(メタル)テープでは避け難いと考えていた
「自己減磁損失」を低減することによって高域特性を向
上させるという、従来にないまったく新しい考え方を見
出した。即ち、本発明は以下の構成からなり、これによ
り上記目的を達成することができる。 (1)支持体上に少なくとも非磁性粉末を結合剤に分散
した下層非磁性層を設け、その上に強磁性粉末を結合剤
に分散した上層磁性層を設けた二層以上の層を有する磁
気記録媒体において、前記上層磁性層の乾燥厚み平均値
(d)が1.0μm以下であり、上層磁性層と下層の乾
燥後の界面における厚み変動の平均値Δdが0.001
〜0.5μmであり、かつ前記上層磁性層に含まれる強
磁性粉末は表面に少なくともAl23およびSiO2
ら選択される1種以上を有するFeを主体とする強磁性
金属粉末であり、前記磁性層表面の23℃、70%RH
の鋼球磨耗が0.1×10-5〜5×10-5mm3であ
り、かつ前記下層非磁性層に含まれる非磁性粉末はモー
ス硬度3以上の非磁性無機質粉末であることを特徴とす
る磁気記録媒体。 (2)前記下層非磁性層は平均粒径5〜80nmのカー
ボンブラックを含むことを特徴とする前記(1)記載の
磁気記録媒体。 (3)前記磁気記録媒体をSEM(電子顕微鏡)で倍率
50000倍で5枚撮影した前記上層磁性層表面の研磨
剤の目視での数が0.1個/μm2以上であることを特
徴とする前記(1)または(2)記載の磁気記録媒体。
【0034】本発明は、上記磁性層の磁性層の乾燥厚み
平均値(d)を1.0μm以下、好ましくは、厚み変動
の平均値(Δd)を0.001〜0.5μmという従来
にない均一な薄層磁性層を実現し、短波長領域での自己
減磁損失を大幅に低減したものである。上記d及びΔd
とするには、上層磁性層(以下、「上層」ともいう)と
下層非磁性層(以下、「下層」ともいう)の各々の塗布
液のチキソトロピー性を同一もしくは近似したものにす
ることや上層磁性層の強磁性粉末のサイズ、形状と下層
非磁性層の非磁性粉末のサイズ、形状を調整することが
挙げられる。本発明は、このような手段により上層と下
層との界面の乱れを極めて低く押さえると共により均一
な変動の少ない界面が実現できたと共に超平滑な磁性層
表面を完成した。この平滑な磁性層表面が「スペース損
失」を徹底追放し、高域出力が向上した。
【0035】本発明は、上層磁性層にレマネンス抗磁力
(Hr)、抗磁力(Hc)共に高くした微粒子のFeを
主体とする強磁性金属粉末(以下、単に「強磁性金属粉
末」ともいう)を用いて、高磁気エネルギー化、高抗磁
力化を図り、ME(蒸着)テープと同等以上の高域出力
を発揮することができる。本発明の磁性層の強磁性金属
粉末は、高密度に充填される。従来の技術では磁性層を
単純に薄層化すると低域出力が低下し、カラー特性が悪
化するが、本発明では厚み方向の剛性が極めて高い微粒
子無機粉がカレンダー処理による充填効果を大巾に向上
させることができるため、高エネルギー強磁性金属粉末
が高密度で充填されることにより、優れた中、低域特性
も実現できる。
【0036】更に本発明はME(蒸着)テープでは達成
できない優れた耐久性を確保することができ、粘弾性、
密着強度、鋼球摩耗、残留溶剤、ゾル分率などに優れた
特性を示す。以上のように、本発明は、今までにない新
たな層構成で、超薄層、超平滑、超高充填とし、従来の
単層塗布技術では困難だった画期的な高域特性と、優れ
た中、低域特性が実現したものである。
【0037】
【発明の実施の形態】本発明は、自己減磁の原理から磁
性層の断面積が小さくなるほど損失は小さくなるので短
波長信号の出力アップのためには、磁性層の超薄層化が
不可欠であることを見出したものである。しかも1μm
以上の厚みでは効果が小さく、一般に記録波長の1/4
といわれている有効記録厚みに近づくほど、すなわち飽
和記録に近づくほど、その効果が大きくなるため、サブ
ミクロン単位の超薄層化が必要である。
【0038】従来の単層塗布技術では、サブミクロン領
域の薄層塗布自体が難しい上、薄層にすればするほど均
一な厚みの確保や超平滑化が難しく、また、安定して大
量に供給することが極めて困難であった。しかし従来の
ダブルコーティング技術を革新し、下層で微粒子無機粉
を含む非磁性層を好ましくはWet on Wetで設
け、dを1.0μm以下、好ましくは、磁性層の厚み変
動の平均値Δdを0.001〜0.5μmとすることに
より従来の一般的なHi8 MPテープの1/3〜1/
10以下という従来の技術では困難であった画期的な超
薄層磁性層が自己減磁損失を低減させ、輝度信号出力の
大巾な向上を実現したものである。
【0039】自己減磁の原理は以下のようである。磁化
された磁石の磁極は、磁石の外部だけでなく、内部にも
磁界を作る。磁石内部の磁界は、磁化の方向と逆向きで
あり、磁化を減少させる方向に働く。この内部磁界のこ
とを「反磁界」と言い、これによって生じる磁化の減少
が「自己減磁」である。
【0040】そして、その大きさは、磁石の形状に依存
する。つまり、断面積が小さいほど、また磁極間の距離
が大きいほど反磁界が小さくなり、自己減磁は起きにく
くなる。全く形状の異なる、縫い針とパチンコ玉を例に
とって説明すると、いずれも鉄製で、磁石にくっつく
が、縫い針は自己減磁が小さいのでそれ自信が磁石にな
り易く、一方、パチンコ玉は自己減磁が大きいので、自
分自身は磁石にはなりにくい性質を持っている。
【0041】これを磁気テープに置き換えた場合、長波
長(低域)記録では反磁界は小さいが、短波長(高域)
記録になるほど、磁化の磁極間距離が小さくなって反磁
界が増大し、自己減磁による損失が大きくなる。これ
が、テープの高域特性を劣化させる一つの大きな要因で
ある。この自己減磁損失を小さくするためには、自己減
磁の原理に従って、断面積を小さくすること、すなわち
磁性層の厚みを薄くすることが有効である。しかも、自
己減磁損失は飽和記録に近づくほど小さくなって出力が
向上するため、記録波長の1/4といわれる有効磁性層
厚みに近づける。サブミクロン領域の超薄層化が必要で
ある。
【0042】Hi8の最短記録波長は0.49μmと、
極めて短波長であり、これが磁性層厚み約0.2μmと
極めて薄いME(蒸着)テープと同様に優れた高域特性
をもつ理由のひとつである。一方、塗布型MPテープの
磁性層厚みは約3μmであり、これまでの塗布方式では
記録波長よりかなり厚くならざるをえず、自己減磁損失
による高域特性の劣化が、画質向上をはかる上で避けら
れない大きな壁であった。
【0043】しかし本発明により、このような壁を大き
く打ち破ったのである。またスペース損失も重要な要因
である。自己減磁と並び、高域特性劣化のもうひとつの
大きな原因となっているのがスペース損失である。短波
長ほどテープ表面に出る磁束が弱まるため、テープとビ
デオヘッドのごく僅かなスペーシングでも、大きな損失
となる。スペース損失には、磁性層表面の粗さに起因す
るミクロ的なものと、テープの剛性に起因するマクロ的
なものがある。前者は、いかに超平滑性を実現しながら
安定した走行性を確保するかが課題であり、特にHi8
のように、最短記録波長がVHSの約40%という高密
度記録では、その重要性がきわめて高くなる。後者はい
わゆる「ヘッド当り」と言われているもので、優れたテ
ープ強度としなやかさをいかに両立するかが課題であ
る。これは短波長記録に限らず画質への影響が非常に大
きくなるものである。本発明はこのスペース損失の問題
も一挙に解決したものである。
【0044】次に本発明における磁性層表面の超平滑化
について述べる。ダブルコーティング技術は、元来、優
れた平滑性を実現できる技術である。それは、ベースフ
ィルム表面の凹凸を下層磁性層が吸収し、上層へその凹
凸の影響を伝えにくくするからである。しかし、0.5
μm以下の、より短波長でのごく僅かなスペース損失を
も問題にし、さらなる平滑性を目指した時、従来技術だ
けでは限界があった。
【0045】記録メカニズム上、上層には高域特性に優
れた超微粒子磁性体を使用する必要があり、比較的大き
な下層非磁性粉末によって起こる粒子サイズ単位のごく
微小な上下層界面の乱れさえも、徹底的に追求する必要
があるからである。特に、上層を超薄層にするほど、界
面の平滑性が磁性層表面の平滑性に与える影響が大きく
なり、この課題の解決が一段と重要であった。
【0046】本発明では、上下層界面の超平滑化をはか
るため、下層非磁性粒子の超微粒子化と、その高密度充
填化を追求した。しかし一方では、きわめて微粒子のた
め、そのままでは均一に、かつ高密度に充填させること
が困難であり、そこで超微粒子のひとつひとつの表面に
特殊表面処理を施し、分散性を高めることで、高密度充
填を実現し、上下層界面の平滑さを飛躍的に高めること
ができる。
【0047】また、この非磁性層は高密度充填層である
ため、テープの面方向に対しては自由度が高く、優れた
しなやかさを持ちながら、厚み方向の力に対しては、き
わめて高い剛性を発揮し、カレンダー処理による平滑化
効果を、一段と高めたものである。その結果、Hi8
MP−DCに比べ、さらに20%もの平滑化を実現し、
磁性層の表面粗さ2.5nm以下を達成した。下層に非
磁性層を設けたからこそ実現できた超平滑性が、短波長
領域におけるスペース損失を大巾に低減し、高域特性を
向上させることができたものである。
【0048】次に本発明の磁性層の高出力・低ノイズ化
について述べる。磁性層の高出力・低ノイズ化は、磁気
テープの性能向上技術の基本である。短波長での特性向
上を徹底追求するためには、信号損失の極小化ととも
に、「磁性体の超微粒子化、高エネルギー化と、その高
密度充填化」による磁性層自体の高出力、低ノイズ化が
不可欠である。
【0049】すなわち本発明において、強磁性金属粉末
の高密度充填を可能にしたのが下層の非磁性層である。
平滑で、かつ厚み方向に対してきわめて剛性の高い非磁
性層が、スーパーHDP(High Density
Packing)カレンダーの強力な圧力をしっかりと
受け止め、従来にない画期的な高密度充填を実現した。
【0050】又磁性層の超薄層化によって高域特性を徹
底追求すると、従来の技術では中・低域特性が低下し、
優れたカラー特性が得られなくなる。しかし、本発明の
下層非磁性層がこれを解決した高エネルギー磁性体の画
期的な高充填化を可能にし、高域出力の大幅な向上と同
時に、高い中・低域特性を確保し優れたカラー出力を実
現できたものである。
【0051】すなわち本発明では従来塗布型の磁気記録
媒体では不可能と考えられていた蒸着テープに匹適する
ほどの高密度記録が達成できたものであり、これは好ま
しくは、前記下層非磁性層が湿潤状態のうちに前記上層
磁性層を設けるいわゆるWet on Wet法によっ
て、均一な上層磁性層を乾燥厚み1.0μm以下という
薄層で形成できたこと、及び、従来では達成されていな
かった上層磁性層の乾燥厚みの平均値dが1.0μm以
下であり、好ましくは、更に前記上層磁性層と下層非磁
性層の界面における厚み変動の平均値Δdを0.001
〜0.5μmの範囲にしたことによって初めて現実に実
用可能な、塗布型で蒸着テープに匹敵する高密度記録媒
体が得られたものである。従来乾燥厚さ1.0μm以下
の上層磁性層、下層非磁性層の磁気記録媒体は特許出願
として散見されるのみであり、今だかつて現実に市販さ
れるような製品は見出されていなかった。本発明はこの
ような従来の常識を初めて破る画期的な発明である。
【0052】ここで上記d及びΔdの定義、測定方法は
以下の通りである。すなわち磁気記録媒体を長手方向に
わたってダイアモンドカッターで約0.1μmの厚みに
切り出し、透過型電子顕微鏡で倍率10000〜100
000倍好ましくは20000〜50000倍で観察
し、その写真撮影を行った。写真のプリントサイズはA
4〜A5で行った。その後、上層磁性層、下層非磁性層
の磁性体や非磁性粉末の形状差に注目して界面を目視判
断して黒くふちどり、かつ磁性層表面も同様に黒くふち
どりをした。その後Zeiss社製画像処理装置IBA
S2にてふちどりした線の間隔の長さを測定した。これ
によりdを求めた。間隔の長さは長さ21cmの間隔を
100〜300にセグメント化してその長さを測定す
る。
【0053】上層磁性層と下層非磁性層との界面におけ
る厚み変動の平均値Δdは、長さ20μm(実長)中の
磁性層と下層非磁性層の前記ふちどりをした界面が形成
する山の頂きと谷の底部の厚さ方向の距離(Δdi )を
10〜20ヵ所(20μm中全て)求めその総和の平均
値とする。即ち、本発明においては、該界面を形成する
曲線は理想的にはdが一定な直線であることが最も好ま
しい態様であるが、現実的には従来に比べ振幅の小さな
かつ山と谷の間隔が長い滑らかなサイン曲線に類似した
曲線が形成されたものが好ましく、山及び谷の数は、2
0μm長に最大各10〜20個程に制限されることが好
ましい(図1参照)。
【0054】即ちΔdは下式より求まる。 Δd=(Δd1 +Δd2 +… +Δdm )/m (m=10〜20) 又、界面が形成する曲線の山−山間の距離(L)は、好
ましくは1μm以上、特に好ましくは2μm以上が好ま
しい。又、本発明においては、前記100〜300にセ
グメント化した各磁性層厚みの値を統計処理で用いるも
のと全く同じものを使用して標準偏差σを求めることが
できる。この標準偏差σは0.2μm以下であることが
好ましい。
【0055】上記規定を達成するための具体的手段とし
ては、第1に、磁性層の磁性塗料と下層非磁性層の各分
散液にチキソトロピー性を持たせること、好ましくは磁
性層の磁性塗料と下層非磁性層の各分散液のチキソトロ
ピー性を互いに近似あるいは同一にするように制御する
ことであり、第2に、下層非磁性層と磁性層に含まれる
粉体のサイズ、形状を規定して力学的に上層および下層
に混合領域が生じないように制御することである。
【0056】非磁性粉末または強磁性金属粉末を結合剤
中に分散してなる分散液にチキソトロピー性を持たせる
には、各々の分散液において剪断速度104 sec- 1
での剪断応力A104 と剪断速度10sec- 1 での剪
断応力 A10との比A10 4 /A10を100≧A1
4 /A10≧3になるように調整することが挙げられ
る。
【0057】該調整因子としては、例えば、分散される
無機粉末あるいは磁性粉末に関しては、(1)粒子サイ
ズ(比表面積、平均粒径等)、(2)構造(吸油量、粒
子形態等)、(3)粉体表面の性質(pH、加熱減量
等)、(4)粒子の吸引力(σ S 等) 等、結合剤に関し
ては、(1)分子量、(2)官能基の種類等、溶剤に関
しては(1)種類(極性等)、(2)結合剤溶解性、
(3)溶剤処方量等、含水率等が挙げられる。
【0058】Δdを0.001〜0.5μmとする具体
的な手段としては、例えば、次の(a)〜(e)の手段
を挙げることができる。 (a)下層非磁性層の乾燥厚みが前記上層磁性層のdの
1倍〜30倍であり、且つ前記下層非磁性層の粉体体積
比率と前記上層磁性層の粉体体積比率との差が−5%〜
+20%の範囲にあること。 (b)下層非磁性層に含まれる非磁性粉末が無機質粉末
を含み、該無機質粉末のモース硬度が6以上、平均粒径
が0.15μm以下の球状から立方体状までの多面体状
無機質粉末からなること。 (c)下層非磁性層に含まれる非磁性粉末がモース硬度
3以上の無機質粉末であって、その平均粒径が上層磁性
層に含まれる針状の強磁性金属粉末の結晶子サイズの1
/2〜4倍であること。 (d)下層非磁性層に含まれる非磁性粉末がモース硬度
3以上の無機質粉末であって、その平均粒径が上層磁性
層に含まれる針状の強磁性金属粉末の平均長軸長の1/
3以下であること。 (e)下層非磁性層用塗布液がチキソトロピー性を付与
する磁性粉末を含むこと。
【0059】以下、(c)について説明する。上層磁性
層を1μm以下の極薄層に塗布するためには湿潤重層塗
布が必要であるが、その際、下層非磁性層に含まれる無
機質粉末の粒子径と上層磁性層に含まれる強磁性金属粉
末の結晶子サイズとが関連して細かい表面粗さが決定さ
れる。結晶子サイズは針状の強磁性金属粉末の場合は、
概ね平均短軸長に対応する。下層非磁性層の無機質粉末
の平均粒径が針状の強磁性金属粉末の結晶子サイズの1
/2以下であると分散そのものが困難になり、平滑な下
層表面が得られないので、できあがった磁気記録媒体の
表面平滑性も不十分になる。逆に下層の無機質粉末の平
均粒径は強磁性金属粉末の結晶子サイズの4倍を越える
と下層粉体粒子間の粒子間距離が広がるために、上層強
磁性金属粉末が下層の表面性の影響を受けるので十分な
表面性を得ることができない。実施例に示すように十分
な表面性を得るためには上層針状強磁性金属粉末の結晶
子サイズの1/2〜4倍、更に好ましくは2/3〜2倍
の平均粒径を有する無機質粉末が好ましいのである。無
機質粉末の形状としては、球状、サイコロ状が好まし
い。また、モース硬度は3以上、好ましくは4以上、更
に好ましくは6以上である。
【0060】又、無機質粉末の下層における体積充填率
が20〜60%、更に好ましくは25〜55%の範囲で
あることが望ましい。上記のような下層非磁性粉末粒子
径と上層強磁性金属粉末の結晶子サイズとの関係で表面
粗さを小さくするためには下層粉体の体積充填率に好ま
しい範囲がある。体積充填率が20%以下であると下層
粉体粒子間の距離が大きくなり、上層磁性層表面が下層
粉体表面の粗さの影響を被るようになり、また、下層に
上層強磁性金属粉末が混入することにもなり、非常に激
しく表面が粗くなる。また、角形比が低下することにも
なる。また、体積充填率が60%以上であると分散液の
粘度が非常に高くなり、実質的に塗布することが不可能
になる。塗布されても走行耐久性の面で粉落ち等の問題
を生ずる また、無機質粉末は、非磁性粉末のうち重量比率で60
%以上含むことが好ましく、無機質粉末としては、金属
酸化物、アルカリ土類金属塩等であることが好ましい。
また、カーボンブラックを添加することにより公知の効
果(例えば、表面電気抵抗を低減する)を期待できるの
で、上記無機質粉末と組み合わせて使用することが好ま
しいが、カーボンブラックは分散性が非常に悪いので、
カーボンブラック単独では十分な電磁変換特性を確保す
ることができない。良好な分散性を得るためには重量比
率で60%以上を金属酸化物、金属、アルカリ土類金属
塩から選択する必要がある。無機質粉末が非磁性粉末の
重量比率で60%未満、カーボンブラックが非磁性粉末
の40%以上であると分散性が不十分となり所望の電磁
変換特性を得ることができなくなる。尚、本発明におい
て、無機質粉末はカーボンブラックを包含しないものと
する。
【0061】次に(d)について以下に説明する。湿潤
重層塗布で電磁変換特性を良好に保つためには角形比を
大きくする必要があるが、上層強磁性金属粉末に対して
下層非磁性層の無機質粉末の平均粒径が大きいと下層粒
子間の間隙が大きくなり、特に上層と下層との界面で強
磁性金属粉末の配向の乱れが生じ、(c)と同様に磁性
層表面性を悪化させる。配向の乱れを少なくするために
は強磁性金属粉末長軸方向に渡って細かい非磁性粉末を
並べるようにして、強磁性金属粉末の長手方向に渡って
配向が乱れないように支えてやる必要がある。そのため
の要件を実験的に確認したところ、角形比が単層磁性層
と同等になるのは針状強磁性金属粉末の場合、平均長軸
長の1/3以下、更に好ましくは1/3〜1/20の無
機質粉末を使用すると良好な表面性と角形比を得ること
ができる。
【0062】(d)では、(c)と同様な理由から、無
機質粉末の下層における体積充填率は20〜60%が好
ましい。
【0063】また、磁性層の厚味が平均長軸長の5倍以
下であるとカレンダーによる充填度向上がめざましく、
より電磁変換特性の優れた磁気記録媒体が得られる。無
機質粉末の好ましい種類、性質は、(c)と同様であ
る。
【0064】本発明により得られた磁気記録媒体は、上
述のように極めて平滑な磁性層が得られ、磁性層の乾燥
厚味平均値dが最短記録波長λに対してλ/4≦d≦3
λかつ前記磁性層の表面粗さRaがRa≦λ/50の関
係にあることが好ましい。このための好適な粉体構成
は、磁性層中の前記強磁性粉末は、平均長軸長が0.3
μm以下の針状強磁性金属粉末あるいは平均板径が0.
3μm以下の板状強磁性金属粉末であること、下層非磁
性層中の非磁性粉末が、平均粒径がλ/4以下の粒状粒
子、もしくは平均長軸長が0.05〜0.2μmで針状
比が5〜20の針状粒子、又は平均板径が0.01〜
0.1μmで、かつ板状比(板径/板厚)が5〜20の
板状粒子であることが好ましい。上記態様は、本発明の
磁気記録媒体の磁性層厚味d及び下層非磁性層と磁性層
界面における厚み変動(即ち、Δd)が達成された結
果、記録波長に応じた磁性層の最適な厚み範囲及びRa
が規定され得ることを示したものである。即ち、本発明
では、磁性層の厚みを薄くかつ均一、一様に形成される
ので記録波長が短くなっても再生出力変動、振幅変調ノ
イズを防止し、高再生出力、高C/Nを実現することが
できる。
【0065】言い換えれば、従来、磁性層が薄くなった
時、記録波長が短くなると磁性層全層が記録再生に寄与
するので、磁性層の厚さが変動すると再生出力変動、振
幅変調ノイズがみられたが、本発明はこの欠点を解決し
たものである。
【0066】本発明において、最短記録波長λは、磁気
記録媒体の種類により種々異なるが、例えば、8mmメ
タルビデオでは0.7μm、デジタルビデオでは、0.
5μm、デジタルオーディオでは0.67μmが挙げら
れる。
【0067】本発明のdの範囲は、好ましくは、λ/4
≦d≦3λ、更に好ましくは、λ/4≦d≦2λ(即
ち、0.25≦d/λ≦2)である。また、dは、通常
0.05μm≦d≦1.0μm、好ましくは、0.05
μm≦d≦0.8μmの範囲である。
【0068】該磁性層の乾燥厚み平均値dは、前記の通
り実測して求められるが、蛍光X線で磁性層中に特有に
含まれる元素について、既知厚みの磁性層サンプルを測
定し、検量線を作成し、次いで、未知資料のサンプルの
厚みを蛍光X線の強度から求めることもできる。本発明
は、dを1.0μm以下、好ましくは、Δdの範囲を
0.001〜0.5μmに制御するが、dが0.5μm
より小さい場合もΔd/dは0.50以下となることが
好ましい。また、これにより、磁性層厚みの一様性を確
保すると共に表面粗さRaを好ましくは、Ra≦λ/5
0、即ちλ/Raを50以上、更に好ましくは75以
上、特に好ましくは80以上に規制することができる。
また、本発明においてRaは、光干渉粗さ計を用いて測
定した中心線平均粗さを測定した値をさす。
【0069】本発明の磁気記録媒体を得るには、下層非
磁性層が湿潤状態の内に上層磁性層を塗布することが好
ましいが、この場合、同時重層塗布でも逐次でも下層非
磁性層が湿潤状態であればかまわないが、同時重層塗布
が好ましい。
【0070】即ち、このような方法により、1.0μm
以下の磁性層を下層非磁性層上に塗布することで、磁性
層を単独で薄くした場合あるいは、下層非磁性層が乾燥
状態の逐次で積層した場合問題となる塗布欠陥を防止で
きる。
【0071】本発明により得られた磁気記録媒体におい
て、磁性層の厚みに関しては、単に薄くすればよいとは
言えず、前述のように、最短記録波長λに対して最適な
範囲がある。すなわち、磁性層厚みがλ/4より薄くな
ると再生に寄与する磁束が減少し出力は低下する。ま
た、3λを越えると同時に記録する記録波長が長い成分
の深層記録磁界により短波長成分が減磁するので、出力
が低下する。従って、好ましくは、d≦3λ、更に好ま
しくは、d≦2λが良い。
【0072】また、磁気記録媒体の基本性能であるC/
Nをとらえた場合には、従来の厚膜磁性層で問題とされ
た磁性層表面の凹凸(いわゆる表面粗さ)に加えて、非
磁性層と磁性層界面での厚み変動が問題となり、これ
は、dがλ/4≦d≦3λの範囲になると、再生出力は
磁性層全体の磁束量の影響を受ける様になるためで、従
来の厚膜磁性層では問題ではなかったことである。本発
明は、この問題に対して、dが1.0μm以下、好まし
くは、下層非磁性層と磁性層界面の厚み変動の平均値Δ
dが0.001〜0.5μmであることが要求されるこ
とを見出したものである。また、磁性層表面の粗さに関
しては従来の厚膜磁性層と同様に平滑なことが要求さ
れ、表面粗さRaが、Ra≦λ/50の関係を満たすこ
とが好ましい。
【0073】この発明によって、真空中での処理が前提
であり、腐食に弱い金属薄膜媒体の生産性、信頼性の問
題がなく、電磁変換特性が金属薄膜に匹敵し、しかも生
産性に優れた高性能塗布型磁気記録媒体を得ることがで
きる。本発明の磁気記録媒体は、磁性層表面の走査型ト
ンネル顕微鏡(STM)法による2乗平均粗さRrms
前記磁性層の乾燥厚味平均値dとの間に30≦d/R
rms の関係があることが好ましい。
【0074】磁性層厚味が薄くなると、自己減磁損失が
低減して出力向上が図れるはずであるが、磁性層厚味低
減により押されしろが少なくなるためにカレンダー成形
性が悪くなり、表面粗さが大きくなる。自己減磁損失低
減による出力向上を図るためには上式の関係を満たすS
TMによる表面粗さが好ましい。AFMによるR
rms は、10nm以下が好ましい。3d−MIRAUで
測定した光干渉表面粗さRaは1〜4nm、P−V値
(Peak−Valley)値は、80nm以下である
ことが好ましい。
【0075】磁性層表面の光沢度は、カレンダー処理後
で250〜400%が好ましい。また本発明により得ら
れる磁気記録媒体の高エネルギー化を達成するために
は、前記上層磁性層に含まれる強磁性金属粉末が、平均
長軸長が0.3μm以下で、且つHcが1500Oe以
上の針状強磁性金属粉末あるいは平均板径0.3μm以
下で、且つ粉末であり、且つHcが1000Oe以上の
板状強磁性金属粉末であることが好ましい。
【0076】該強磁性金属粉末のHc、飽和磁化(
σS ) は適宜選択してよいが、特に最短記録波長が1μ
m以下の短波長記録には、Hcが1500(Oe)以上
が好ましい。
【0077】本発明により磁性層の高密度充填化された
磁気記録媒体を得るには、前記磁気記録媒体の塗布方向
ステイフネスSMDと塗布方向(長手方向)に対して幅方
向のステイフネスSTDとの比SMD/STDが1.0〜1.
9となるように各々の塗布液を調製することが好まし
い。ステイフネスを上記値とするためには前記下層非磁
性層に含まれる非磁性無機質粉末のモース硬度が6以
上、平均粒径が0.15μm以下の球状から立方体状ま
での多面体状非磁性無機質粉末を使用することが好まし
い。
【0078】スチフネスに関する作用機構は以下の通り
である。即ち、磁気記録媒体のSMD/STDを制御するこ
とにより、磁気記録媒体の力学的特性を制御して、磁気
記録媒体のヘッド当たりを改善すると共に特に短波長記
録における電磁変換特性を改善したものである。
【0079】塗布方向のスティフネスSMD及び幅方向の
スティフネスSTDは、共に市販のスティフネステスター
を使用して測定できる。例えば、東洋精機社製ループス
ティフネステスターを使用し、製造した磁気記録媒体を
幅8mm、長さ50mmの試料をSMDの測定用には試料
長さ方向が磁気記録媒体の塗布方向と同じになるよう
に、STDの測定用には試料長さ方向が磁気記録媒体の幅
方向と同じになるように切り出してこれを円環として、
内径方向に変位速度3.5mm/秒で変位5mmを与え
るに要する力をmgで表した値を各SMD、STDとするこ
とができる。
【0080】ここで、SMD/STDは、好ましくは、1.
0〜1.9、更に好ましくは1.1〜1.85に制御さ
れる。また、全厚み13.5±1μmの磁気記録媒体に
おいてはSMDは、好ましくは、50〜200mg、更に
好ましくは50〜150mg、STDは、好ましくは、4
0〜150mg、更に好ましくは50〜130mgであ
る。SMD/STDの値を制御する手段は特に制限はない
が、好ましくは下層に含有される非磁性無機質粉末の形
状及びモース硬度を選択することが望ましく、下層に含
まれる非磁性無機質粉末として、モース硬度が好ましく
は、6以上、更に好ましくは6.5以上、平均粒径が
0.15μm以下、好ましくは0.12μm以下の球状
から立方体状までの多面体状非磁性無機質粉末を選択す
ることが望ましい。
【0081】磁気記録媒体のヘッド当たりを良好にする
ためにはテープの各スティフネスをある程度高くするこ
とが必要であり、そのためには、配合する粉体の硬さは
硬い方が好ましい。モース硬度が6未満であると各ステ
ィフネスが低くなり、良好なヘッド当たりが確保できな
い。また、平均粒径が0,15μm以下と小さい方が、
ヘッド当たりが良好である。これは、結合剤との接触界
面が増加するために変形に強くなり、各スティフネスS
MD、STDが向上するためと考えられる。本発明において
は、このSMD/STDを上述の範囲に調整することが好ま
しい。
【0082】特に、電磁変換特性に効果が高いのは、S
TDがSMDに近いこと、即ち1に近いことである。下層に
含まれる非磁性無機質粉末を球状から立方体までの多面
体形状にすると塗膜の力学物性が等方的になるので、S
TDを向上させるのに都合がよい。ここで、多面体形状と
は、具体的には球状、一面が正方形、正5角形、正6角
形等の正n角形あるいは単なるn角形等から1種以上選
択される正多面体あるいは非正多面体等が例示できる
が、好ましくは任意に選択した2つの軸比が0.6〜
1.4、好ましくは0.7〜1.3の範囲にあるものが
望ましい。
【0083】本発明により磁性層の高密度化を達成する
ための他の態様としては、前記磁気記録媒体の70℃、
48時間後に於ける熱収縮率が0.4%以下となるよう
に各々の塗布液を調製することである。具体的には、下
層非磁性層の乾燥厚みが上層磁性層のdの1倍〜30倍
であり、且つ前記下層非磁性層の粉体体積比率と前記上
層磁性層の粉体体積比率との差が−5%〜+20%の範
囲にあるようにすることである。
【0084】このように熱収縮率を制御することによ
り、スキュー歪みを改善、低減し、しかも強磁性金属薄
膜に匹敵する電磁変換特性を有する磁気記録媒体を提供
することができる
【0085】ここで、該熱収縮率は、100×(加熱前
の室温における磁気記録媒体の長さ−70℃の環境下4
8時間磁気記録媒体をテンションを与えずに保持した後
の長さ)÷(加熱前の室温における磁気記録媒体の長
さ)で示される値である。
【0086】熱収縮率を制御する手段としては、上述に
制限されず、任意の方法が適用できる。尚、上述の制御
手段としては、具体的には下記に挙げる例が好ましい。
下層非磁性層の乾燥厚味を上層磁性層の乾燥厚味の通
常、1倍〜30倍、好ましくは2〜20倍に制御し、磁
気記録媒体の伸び縮みを下層及び上層の膜強度で制御す
ることが挙げられる。該厚味比が1倍以下であると磁性
層微粒子化による強度劣化による熱収縮率増大を防ぐこ
とができない。また、該厚味比が30倍以上では、塗布
厚味が厚くなるために、残留溶剤が増加し、膜が可塑化
する等の弊害がでる。
【0087】また、下層及び上層の膜強度を調整する手
段としては、下層非磁性層の粉体体積比率と前記上層磁
性層の粉体体積比率との差を好ましくは、−5%〜+2
0%、更に好ましくは0〜15%の範囲に制御すること
が挙げられる。ここで、−5%以下であると磁性層の熱
収縮率増大を抑止できず、また、20%以上増量すると
媒体自体が硬くなりすぎて、粉落ちが多くなり、好まし
くない。
【0088】また、本発明において、上層の粉体体積比
率は、好ましくは、10〜50%、更に好ましくは、2
0〜45%の範囲が例示され、下層の粉体体積比率は、
好ましくは、20〜60%、更に好ましくは、25〜5
0%の範囲が例示される。この各層の粉体体積比率は、
添加する粉体と結合剤の各量を変更すること、各層の粉
体の粒子サイズ、形状で制御できる。結合剤量を増量す
ると相対的に粉体体積比率が減少する。また、粉体の粒
子サイズは細かい程、熱収縮率低減に効果があるが、細
かすぎると分散が困難になる。
【0089】例えば、強磁性金属粉末の粒子サイズとし
ては、結晶子サイズが300Å以下、好ましくは100
〜250Å、平均長軸長が0.3μm以下の範囲が望ま
しく、平均長軸長/結晶子サイズは、3〜25、好まし
くは5〜20の範囲が挙げられる。強磁性粉末をBET
法による比表面積で表せば25〜80m2 /gであり、
好ましくは30〜70m2 /gである。25m2 /g以
下ではノイズが高くなり、80m2 /g以上では表面性
が得にくく好ましくない。
【0090】また、下層の非磁性無機質粉末の粒子サイ
ズ、形状としては、平均粒径が0.15μm以下、好ま
しくは0.005〜0.07μmである粒状物又は多面
体状物、平均長軸長/平均短軸長で表される針状比が5
〜20である針状物等が例示される。非磁性無機質粉末
としては、ルチル型酸化チタン、α酸化鉄、ゲータイト
が好ましい。
【0091】また、下層に使用される粉体としては、カ
ーボンブラックが挙げられる。このカーボンブラックと
しては、平均粒径が好ましくは5〜80nm、更に好ま
しくは30nm以下、特に好ましくは5〜28nmであ
り、且つDBP吸油量が通常、30〜300ml/10
0g、好ましくは50〜250ml/100gで、BE
T法による比表面積が通常、150〜400m2 /g、
好ましくは170〜300m2 /gであり、pHは2〜
10、含水率は0.1〜10重量%、タップ密度は0.
1〜1g/ccが好ましい。
【0092】このカーボンブラックは、前記非磁性無機
質粉末100重量部に対し、好ましくは、50重量部未
満、更に好ましくは13〜40重量部の割合で下層に添
加されることが好ましい。該カーボンブラックは、磁気
記録媒体の帯電防止、膜強度の強化等の機能の他、空隙
率を制御することにより下層の粉体体積比率を制御する
ためにも使用される。即ち、空隙率が高いと相対的に粉
体体積比率は低下するためである。このよな空隙率を制
御するためのカーボンブラックとしては、構造を持った
カーボンブラックや中空状カーボンブラックを使用する
と効果がある。
【0093】下層の空隙率は、上層の空隙率±10%の
範囲が好ましい。又、下層の空隙率は、10〜30%の
範囲にあることが好ましい。本発明により製造される磁
気記録媒体は下記に示す諸特性を示すことが好ましく、
本発明は走行耐久性に優れた磁気記録媒体を提供する。
磁気記録媒体を引張り試験試験機で測定したヤング率が
好ましくは、300〜2000Kg/mm2 、更に好ま
しくは、400〜1500Kg/mm2 であり、前記磁
性層のヤング率が好ましくは、400〜5000Kg/
mm2 、更に好ましくは500〜4000Kg/mm
2 、降伏応力は好ましくは、3〜20Kg/mm2 、更
に好ましくは4〜18Kg/mm2 、降伏伸びが好まし
くは、0.2〜8%、更に好ましくは0.5〜5%であ
ることが望ましい
【0094】これは、強磁性金属粉末、結合剤、カーボ
ンブラック、非磁性無機質粉末、支持体が係わってくる
ので、耐久性に影響する。又、磁気記録媒体の曲げ剛性
(円環式スティフネス)は全厚が11.5μmより厚い
場合は好ましくは40〜300mg全厚が10.5±1
μmでは好ましくは20〜90mg又全厚が9.5μm
より薄い場合は好ましくは10〜70mgである。
【0095】これは、主として支持体に関連するもので
耐久性を確保する上で重要である。また、磁気記録媒体
の23℃、70%RHで測定したクラック発生伸度が好
ましくは20%以下が望ましい。また、磁気記録媒体を
X線光電子分光装置を用いて測定した前記磁性層表面の
Cl/Feスペクトルαが好ましくは0.3〜0.6、
N/Feスペクトルβが好ましくは0.03〜0.12
である。
【0096】これは、強磁性金属粉末、非磁性無機質粉
末及び結合剤と関連し、耐久性を得る上で重要である。
また、磁気記録媒体を動的粘弾性測定装置を用いて測定
した前記磁性層のガラス転移温度Tg(110Hzで測
定した動的粘弾性測定の損失弾性率の極大点)が好まし
くは40〜120℃であり、貯蔵弾性率E′(50℃)
が好ましくは0.8×1011〜11×1011dyne/
cm2 であり、損失弾性率E′′(50℃)が好ましく
は0.5×1011〜8×1011dyne/cm2 である
ことが望ましい。また損失正接は、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出や
すい。これらは、バインダー、カーボンブラック、や溶
剤と関連し、耐久性に関連する重要な特性である。
【0097】また、前記支持体と前記磁性層との23
℃、70%RHでの8mm幅テープの180°密着強度
が好ましくは10g以上であることが望ましい。また、
上層磁性層表面の23℃、70%RHの鋼球磨耗が0.
1×10-5〜5×10-5mm3 である。これは、直接に
磁性層表面の磨耗を見るもので主に強磁性金属粉末に関
連する耐久性の尺度である。
【0098】又、本発明磁気記録媒体をSEM(電子顕
微鏡)で倍率50000倍で5枚撮影した前記磁性層表
面の研磨剤の目視での数が好ましくは0.1個/μm2
以上である。又、本発明により得られた磁気記録媒体の
上層磁性層端面に存在する研磨剤は5個/100μm2
以上が好ましい。これらは、磁性層の研磨剤と結合剤に
より影響を受け、耐久性に効果を発揮する尺度である。
【0099】また、本発明磁気記録媒体をガスクロマト
グラフィーを用いて測定した前記磁気記録媒体の残留溶
剤が好ましくは50mg/m2 以下であることが望まし
い。又、上層中に含まれる残留溶媒は好ましくは20m
g/m2 以下、さらに好ましくは10mg/m2 以下で
あり、上層に含まれる残留溶媒が下層に含まれる残留溶
媒より少ないほうが好ましい。
【0100】また、本発明磁気記録媒体よりTHFを用
いて抽出された可溶性固形分の磁性層重量に対する比率
であるゾル分率が15%以下であることが望ましい。こ
れは、強磁性金属粉末と結合剤により影響を受けるもの
で、耐久性の尺度となる。本発明により得られた磁気記
録媒体は、その上層磁性層に1MHzの短波長記録を
し、フェリコロイドを用いて磁気現像し、微分干渉顕微
鏡を用いて10倍で観察した5mm幅のサンプルの中に
連続した黒又は白い線が5本以内であることが好まし
い。
【0101】本発明により得られた磁気記録媒体の摩擦
係数(μ)は、磁性面で0.15〜0.4が好ましく、
特に好ましくは0.2〜0.35であり、又、バック層
面は0.15〜0.4が好ましく、特に好ましくは0.
2〜0.35である。又、本発明により得られた磁気記
録媒体の接触角は、水の場合、60〜130°であるこ
とが好ましく、特に80〜120°が好ましい。又、ヨ
ウ化メチレンの場合、好ましくは10〜90°であり、
特に好ましくは20〜70°である。
【0102】これら接触角は特に潤滑剤や分散剤によっ
て定まる値である。本発明により得られた磁気記録媒体
の磁性層及びバック層の表面自由エネルギーは、10〜
100dyne/cmが、特に好ましい。本発明により
得られた磁気記録媒体の表面電気抵抗は、磁性層表面及
びバック層表面共に1×109 Ω/sq以下が好まし
く、1×108 Ω/sq以下が特に好ましい。
【0103】以下、本発明が選択可能な一般的事項につ
いて述べる。本発明に使用できる非磁性無機質粉末は、
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、金属硫化物等の非磁性無機質
粉末が挙げられる。具体的にはTiO2 (ルチル、アナ
ターゼ)、TiOX 、酸化セリウム、酸化スズ、酸化タ
ングステン、ZnO、ZrO2 、SiO2 、Cr2
3 、α化率90%以上のαアルミナ、βアルミナ、γア
ルミナ、α酸化鉄、ゲータイト、コランダム、窒化珪
素、チタンカーバイト、酸化マグネシウム、窒化硼素、
2硫化モリブデン、酸化銅、MgCO3 、CaCO3
BaCO3 、SrCO3 、BaSO4 、炭化珪素、炭化
チタンなどが単独または組み合わせて使用される。これ
ら非磁性無機質粉末の形状、サイズ等は任意であり、こ
れらは必要に応じて異なる非磁性無機質粉末を組み合わ
せたり、単独の非磁性粉末でも粒径分布等を選択するこ
ともできる。
【0104】非磁性無機質粉末の粒子形状・粒子サイズ
は、前記本発明の具体的態様に応じて選定されることが
好ましい。
【0105】非磁性無機質粉末としては、次のものが好
ましい。タップ密度は0.05〜2g/cc、好ましく
は0.2〜1.5g/cc。含水率は0.1〜5重量
%、好ましくは0.2〜3重量%。pHは2〜11、特
に4〜10が好ましい。比表面積は、1〜100m2
g、好ましくは5〜70m2 /g、更に好ましくは7〜
50m2 /gである。結晶子サイズは0.01μm〜2
μmが好ましい。DBPを用いた吸油量は通常、5〜1
00ml/100g、好ましくは10〜80ml/10
0g、更に好ましくは20〜60ml/100gであ
る。SA(ステアリン酸)吸着量は1〜20μmol/
2 、更に好ましくは2〜15μmol/m 2 である。
粉体表面のラフネスファクターは0.8〜1.5が好ま
しく、更に好ましくは2〜15μmol/m2 である。
25℃での水への湿潤熱は200erg/cm2 〜60
0erg/cm2 が好ましい。また、この湿潤熱の範囲
にある溶媒を使用することができる。100〜400℃
での表面の水分子の量は1〜10個/100Åが適当で
ある。水中での等電点のpHは3〜9の間にあることが
好ましい。比重は通常、1〜12、好ましくは3〜6で
ある。
【0106】上記の非磁性無機質粉末は必ずしも100
%純粋である必要はなく、目的に応じて表面を他の化合
物、例えば、Al、Si、Ti、Zr、Sn、Sb、Z
n等の各化合物で処理し、それらの酸化物を表面に形成
することができる。その際、純度は70%以上であれば
効果を減ずることにはならない。強熱減量は20%以下
であることが好ましい。
【0107】本発明に用いられる非磁性無機質粉末の具
体的な例としては、昭和電工社製UA5600、UA5
605、住友化学社製AKP−20、AKP−30、A
KP−50、HIT−55、HIT−100、ZA−G
1、日本化学工業社製G5、G7、S−1、戸田工業社
製TF−100、TF−120、TF−140、R51
6、石原産業社製TTO−51B、TTO−55A、T
TO−55B、TTO−55C、TTO−55S、TT
O−55S、TTO−55D、FT−1000、FT−
2000、FTL−100、FTL−200、M−1、
S−1、SN−100、R−820、R−830、R−
930、R−550、CR−50、CR−80、R−6
80、TY−50、チタン工業社製ECT−52、ST
T−4D、STT−30D、STT−30、STT−6
5C、三菱マテリアル社製T−1、日本触媒社製NS−
O、NS−3Y、NS−8Y、テイカ社製MT−100
S、MT−100T、MT−150W、MT−500
B、MT−600B、MT−100E、堺化学社製FI
NEX−25、BF−1、BF−10、BF−20、B
F−1L、BF−10P、同和工業社製DEFIC−
Y、DEFIC−R、チタン工業社製Y−LOP及びそ
れを焼成した物である。
【0108】本発明に使用される非磁性無機質粉末とし
ては、特に酸化チタン(特に二酸化チタン)が好まし
い。以下、この酸化チタンの製法を詳しく記す。酸化チ
タンの製法は主に硫酸法と塩素法がある。硫酸法は、イ
ルミナイトの原鉱石を硫酸で蒸留し、Ti、Feなどを
硫酸塩として抽出する。硫酸鉄を晶析分離して除き、残
りの硫酸チタニル溶液を濾過精製後、熱加水分解を行っ
て、含水酸化チタンを沈殿させる。これを濾過洗浄後、
夾雑物質を洗浄除去し、粒径調節剤などを添加した後、
80〜1000℃で焼成すれば粗酸化チタンとなる。ル
チル型とアナターゼ型は加水分解の時に添加される核材
の種類によりわけられる。この粗酸化チタンを粉砕、整
粒、表面処理などを施して作成する。塩素法は原鉱石天
然ルチルや合成ルチルが用いられる。鉱石は高温還元状
態で塩素化され、TiはTiCl4にFeはFeCl2
となり、冷却により固体となった酸化鉄は液体のTiC
4と分離される。得られた粗TiCl4 は精留により
精製した後、核生成剤を添加し、1000℃以上の温度
で酸素と瞬間的に反応させ、粗酸化チタンを得る。この
酸化分解工程で生成した粗酸化チタンに顔料的性質を与
えるための仕上げ方法は硫酸法と同じである。
【0109】また、本発明は下層にカーボンブラックを
使用することができ、公知の効果であるRS (表面電気
抵抗)等を下げることもできる。このカーボンブラック
として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。
【0110】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、BLACKPEAR
LS 2000、1300、1000、900、80
0、880、700、VULCAN XC−72、三菱
化成工業社製#3050、#3150、#3250、#
3750、#3950、#2400B、#2300、#
1000、#970、#950、#900、#850、
#650、#40、MA40、MA−600、コロンビ
アンカーボン社製、CONDUCTEX SC、RAV
EN社製8800、8000、7000、5750、5
250、3500、2100、2000、1800、1
500、1255、1250、アクゾー社製ケッチェン
ブラックECなどが挙げられる。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
も構わない。また、カーボンブラックを非磁性塗料に添
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、または組み合わせて
使用することができる。
【0111】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。本発明に使用され
る非磁性有機質粉末は、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粉
末が使用される。その製法は、特開昭62−18564
号、同60−255827号の各公報に記載されている
ようなものが使用できる。
【0112】これらの非磁性粉末のカーボンブラック及
び有機質粉末は、通常、結合剤に対して、重量比率で2
0〜0.1%、体積比率で10〜0.1%の範囲で用い
られる。なお、一般の磁気記録媒体においては下塗層を
設けることが行われているが、これは支持体と磁性層等
の接着力を向上させるために設けられるものであって、
厚さも0.5μm以下で本発明の下層非磁性層とは異な
るものである。本発明においても下層と支持体との接着
性を向上させるために下塗層を設けることが好ましい。
【0113】本発明の磁性層に使用する強磁性金属粉末
は、好ましくは表面をAl又はSiの化合物で処理し、
Al2 3 及びSiO2 から選択される1種以上を有す
る層を表面に形成した強磁性金属粉末で、Feを主体
(75原子%以上)とするものである。強磁性金属粉末
は、更にAl、Si、S、Sc、Ti、V、Cr、C
u、Y、Mo、Rh、Pd、Ag、Sn、Sb、Te、
Ba、Ta、W、Re、Au、Hg、Pb、Bi、L
a、Ce、Pr、Nd、P、Co、Mn、Zn、Ni、
Sr、Bなどの原子を含んでもかまわない。この強磁性
金属粉末はあとで述べる分散剤、潤滑剤、界面活性剤、
帯電防止剤などで分散前にあらかじめ処理を行ってもか
まわない。具体的には、特公昭44−14090号、特
公昭45−18372号、特公昭47−22062号、
特公昭47−22513号、特公昭46−28466
号、特公昭46−38755号、特公昭47−4286
号、特公昭47−12422号、特公昭47−1728
4号、特公昭47−18509号、特公昭47−185
73号、特公昭39−10307号、特公昭48−39
639号、米国特許第3026215号、同30313
41号、同3100194号、同3242005号、同
3389014号などに記載されている。
【0114】上記強磁性金属粉末は少量の水酸化物、ま
たは酸化物を含んでもよい。強磁性金属粉末は、公知の
製造方法により得られたものを用いることができ、下記
の方法をあげることができる。複合有機酸塩(主として
シュウ酸塩)と水素などの還元性気体で還元する方法、
酸化鉄を水素などの還元性気体で還元してFeあるいは
Fe−Co粒子などを得る方法、金属カルボニル化合物
を熱分解する方法、強磁性金属の水溶液に水素化ホウ素
ナトリウム、次亜リン酸塩あるいはヒドラジンなどの還
元剤を添加して還元する方法、金属を低圧の不活性気体
中で蒸発させて微粉末を得る方法などである。このよう
にして得られた強磁性金属粉末は公知の徐酸化処理、す
なわち有機溶剤に浸漬したのち乾燥させる方法、有機溶
剤に浸漬したのち酸素含有ガスを送り込んで表面に酸化
膜を形成したのち乾燥させる方法、有機溶剤を用いず酸
素ガスと不活性ガスの分圧を調整して表面に酸化皮膜を
形成する方法のいずれを施したものでも用いることがで
きる。
【0115】上層磁性層の強磁性金属粉末をBET法に
よる比表面積で表せば通常、25〜80m2 /gであ
り、好ましくは30〜70m2 /gである。25m2
g未満ではノイズが高くなり、80m2 /gより大きい
と表面性が得にくく好ましくない。強磁性金属粉末の飽
和磁化(σS )は100emu/g以上が好ましく、更
に好ましくは110emu/g〜170emu/gであ
る。抗磁力は通常、1100Oe以上、2500Oe以
下が好ましく、更に好ましくは1500Oe以上200
0Oe以下である。強磁性金属粉末の針状比は18以下
が好ましく、更に好ましくは12以下である。
【0116】強磁性金属粉末のr1500は1.5以下
であることが好ましい。さらに好ましくはr1500は
1.0以下である。r1500とは磁気記録媒体を飽和
磁化したのち反対の向きに1500Oeの磁場をかけたと
き反転せずに残っている磁化量の%を示すものである。
強磁性金属粉末の含水率は0.01〜2重量%とするの
が好ましい。結合剤の種類によって強磁性金属粉末の含
水率は最適化するのが好ましい。強磁性金属粉末のタッ
プ密度は、0.2〜0.8g/ccが好ましく、0.8
g/ccより高いものを使用すると強磁性金属粉末の圧
密過程で酸化が進みやすく、充分なσSを得ることが困
難になる。0.2cc/g未満では分散が不十分になり
やすい。
【0117】強磁性金属粉末のpHは、用いる結合剤と
の組合せにより最適化することが好ましい。その範囲は
通常、4〜12であるが、好ましくは6〜10である。
強磁性金属粉末は必要に応じ、その表面を処理すること
によりAl、Si、Pまたはこれらの酸化物などを表面
に存在させることができる。その量は強磁性金属粉末に
対し0.1〜10重量%であり表面処理を施すと脂肪酸
などの潤滑剤の吸着が100mg/m2 以下になり好ま
しい。強磁性金属粉末には可溶性のNa、Ca、Fe、
Ni、Srなどの無機イオンを含む場合があるが、50
0ppm以下であれば特に特性に影響を与えない。
【0118】また、本発明に用いられる強磁性金属粉末
は空孔が少ないほうが好ましくその値は20容量%以
下、さらに好ましくは5容量%以下である。また形状に
ついては先に示した条件を満足するように針状、粒状、
米粒状、板状等から選択される。強磁性金属粉末のSF
D0.6以下を達成するためには、強磁性金属粉末のH
cの分布を小さくする必要がある。そのためには、ゲー
タイトの粒度分布をよくする、γ−ヘマタイトの焼結を
防止するなどの方法がある。
【0119】本発明の下層非磁性層、上層磁性層に使用
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
可塑性樹脂としては、ガラス転移温度が−100〜15
0℃、数平均分子量が1000〜200000、好まし
くは10000〜100000、重合度が約50〜10
00程度のものである。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
脂としてはフエノール樹脂、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。
【0120】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下層、または上層
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号に詳細に記載
されている。
【0121】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
酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル酢酸ビニルビニルアルコー
ル樹脂、塩化ビニル酢酸ビニル無水マレイン酸共重合体
の群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合せた
ものがあげられる。
【0122】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が使用で
きる。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、−COO
M、−SO3 M、−OSO3 M、−P=O(OM1
(OM2 )、−OP=O(OM1 )(OM2 )、−NR
4 X(ここで、M、M1 、M2 は、H、Li、Na、
K、−NR4 、−NHR3 を示し、Rはアルキル基もし
くはHを示し、Xはハロゲン原子を示す。)、OH、N
2 、N+ 3 、(Rは炭化水素基)、エポキシ基、S
H、CNなどから選ばれる少なくとも一つ以上の極性基
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。
【0123】塩化ビニル系共重合体としては、好ましく
は、エポキシ基含有塩化ビニル系共重合体が挙げられ、
塩化ビニル繰返し単位と、エポキシ基を有する繰返し単
位と、所望により−SO3 M、−OSO3 M、−COO
Mおよび−PO(OM)2 (以上につきMは水素原子、
またはアルカリ金属)等の極性基を有する繰返し単位と
を含む塩化ビニル系共重合体が挙げられる。エポキシ基
を有する繰返し単位との併用では、−SO3 Naを有す
る繰返し単位を含むエポキシ基含有塩化ビニル系共重合
体が好ましい。
【0124】極性基を有する繰返し単位の共重合体中に
おける含有率は、通常0.01〜5.0モル%(好まし
くは、0.5〜3.0モル%)の範囲内にある。エポキ
シ基を有する繰返し単位の共重合体中における含有率
は、通常1.0〜30モル%(好ましくは1〜20モル
%)の範囲内にある。そして、塩化ビニル系重合体は、
塩化ビニル繰返し単位1モルに対して通常0.01〜
0.5モル(好ましくは0.01〜0.3モル)のエポ
キシ基を有する繰返し単位を含有するものである。
【0125】エポキシ基を有する繰返し単位の含有率が
1モル%より低いか、あるいは塩化ビニル繰返し単位1
モルに対するエポキシ基を有する繰返し単位の量が0.
01モルより少ないと塩化ビニル系共重合体からの塩酸
ガスの放出を有効に防止することができないことがあ
り、一方、30モル%より高いか、あるいは塩化ビニル
繰返し単位1モルに対するエポキシ基を有する繰返し単
位の量が0.5モルより多いと塩化ビニル系共重合体の
硬度が低くなることがあり、これを用いた場合には磁性
層の走行耐久性が低下することがある。
【0126】また、特定の極性基を有する繰返し単位の
含有率が0.01モル%より少ないと強磁性金属粉末の
分散性が不充分となることがあり、5.0モル%より多
いと共重合体が吸湿性を有するようになり耐候性が低下
することがある。通常、このような塩化ビニル系共重合
体の数平均分子量は、1.5万〜6万の範囲内にある。
【0127】このようなエポキシ基と特定の極性基を有
する塩化ビニル系共重合体は、例えば、次のようにして
製造することができる。例えばエポキシ基と、極性基と
して−SO3 Naとが導入されている塩化ビニル系共重
合体を製造する場合には、反応性二重結合と、極性基と
して−SO3 Naとを有する2−(メタ)アクリルアミ
ド−2−メチルプロパンスルホン酸ナトリウム(反応性
二重結合と極性基とを有する単量体)およびジグリシジ
ルアクリレートを低温で混合し、これと塩化ビニルとを
加圧下に、100℃以下の温度で重合させることにより
製造することができる。
【0128】上記の方法による極性基の導入に使用され
る反応性二重結合と極性基とを有する単量体の例として
は、上記の2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプ
ロパンスルホン酸ナトリウムの外に2−(メタ)アクリ
ルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、ビニルスル
ホン酸およびそのナトリウムあるいはカリウム塩、(メ
タ)アクリル酸−2−スルホン酸エチルおよびナトリウ
ムあるいはカリウム塩、(無水)マレイン酸および(メ
タ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸−2−リン酸エス
テルを挙げることができる。
【0129】また、エポキシ基の導入には、反応性二重
結合とエポキシ基とを有する単量体として一般にグリシ
ジル(メタ)アクリレートを用いる。なお、上記の製造
法の外に、例えば、塩化ビニルとビニルアルコールなど
との重合反応により多官能−OHを有する塩化ビニル系
共重合体を製造し、この共重合体と、以下に記載する極
性基および塩素原子を含有する化合物とを反応(脱塩酸
反応)させて共重合体に極性基を導入する方法を利用す
ることができる。
【0130】ClCH2 CH2 SO3 M、ClCH2
2 OSO3 M、ClCH2 COOM、ClCH2 PO
(OM)2 また、この脱塩酸反応を利用するエポキシ基の導入には
通常はエピクロルヒドリンを用いる。
【0131】なお、該塩化ビニル系共重合体は、他の単
量体を含むものであってもよい。他の単量体の例として
は、ビニルエーテル(例、メチルビニルエーテル、イソ
ブチルビニルエーテル、ラウリルビニルエーテル)、α
−モノオレフィン(例、エチレン、プロピレン)、アク
リル酸エステル(例、(メタ)アクリル酸メチル、ヒド
ロキシエチル(メタ)アクリレート等の官能基を含有す
る(メタ)アクリル酸エステル)、不飽和ニトリル
(例、(メタ)アクリロニトリル)、芳香族ビニル
(例、スチレン、α−メチルスチレン)、ビニルエステ
ル(例、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等)が例示さ
れる。
【0132】本発明に用いられるこれらの結合剤の具体
的な例としてはユニオンカーバイト社製:VAGH、V
YHH、VMCH、VAGF、VAGD、VROH、V
YES、VYNC、VMCC、XYHL、XYSG、P
KHH、PKHJ、PKHC、PKFE、日信化学工業
社製:MPR−TA、MPR−TA5、MPR−TA
L、MPR−TSN、MPR−TMF、MPR−TS、
MPR−TM、MPR−TAO、電気化学社製:100
0W、DX80、DX81、DX82、DX83、10
0FD、日本ゼオン社製:MR105、MR110、M
R100、400X110A、日本ポリウレタン社製:
ニッポランN2301、N2302、N2304、大日
本インキ社製:パンデックスT−5105、T−R30
80、T−5201、バーノックD−400、D−21
0−80、クリスボン6109、7209、東洋紡社
製:バイロンUR8200、UR8300、UR860
0、UR5500、UR4300、RV530、RV2
80、大日精化社製:ダイフエラミン4020、502
0、5100、5300、9020、9022、702
0、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F310、F
210などがあげられる。
【0133】本発明の上層磁性層に用いられる結合剤は
強磁性金属粉末に対し、通常、5〜50重量%の範囲、
好ましくは10〜35重量%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重量%、ポリウ
レタン樹脂を用いる場合は2〜20重量%、ポリイソシ
アネートは2〜20重量%の範囲でこれらを組合せて用
いるのが好ましい。
【0134】本発明の下層非磁性層に用いられる結合剤
は、非磁性粉末に対し、合計で通常、5〜50重量%の
範囲、好ましくは10〜35重量%の範囲で用いられ
る。また、塩化ビニル系樹脂を用いる場合は、3〜30
重量%、ポリウレタン樹脂を用いる場合は3〜30重量
%、ポリイソシアネートは0〜20重量%の範囲でこれ
らを組合せて用いるのが好ましい。
【0135】また、本発明において分子量3万以上のエ
ポキシ基含有樹脂を非磁性粉末に対し3〜30重量%使
用する場合は、通常、エポキシ基含有樹脂以外の樹脂を
非磁性粉末に対し3〜30重量%使用でき、ポリウレタ
ン樹脂を用いる場合は、3〜30重量%、ポリイソシア
ネートは0〜20重量%使用できるが、エポキシ基は結
合剤(硬化剤を含む)全重量に対し、4×10-5〜16
×10-4eq/gの範囲で含まれることが好ましい。
【0136】本発明において、ポリウレタン樹脂を用い
る場合はガラス転移温度が−50〜100℃、破断伸び
が100〜2000%、破断応力は0.05〜10Kg
/cm2 、降伏点は0.05〜10Kg/cm2 が好ま
しい。本発明により得られた磁気記録媒体は少なくとも
二層からなる。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下層と上層磁性層とで変えるこ
とはもちろん可能である。
【0137】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′−ジフエニル
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−トルイジンイソシアネー
ト、イソホロンジイソシアネート、トリフエニルメタン
トリイソシアネート等のイソシアネート類、また、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、ま
た、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2030、コロネート2031、ミリオネートM
R、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−2
00、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
せで下層非磁性層、上層磁性層ともに用いることができ
る。
【0138】本発明の上層磁性層に使用されるカーボン
ブラックはゴム用フアーネス、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5〜500m2 /g、DBP吸油量は
10〜400ml/100g、平均粒径は5nm〜30
0nm、pHは2〜10、含水率は0.1〜10重量
%、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、1000、900、800、700、VUL
CAN XC−72、旭カーボン社製:♯80、♯6
0、♯55、♯50、♯35、三菱化成工業社製:♯2
400B、♯2300、♯900、♯1000、♯3
0、♯40、♯10B、コロンビアンカーボン社製:C
ONDUCTEX SC、RAVEN150、50,4
0,15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ア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強
磁性金属粉末に対する量の0.1〜30重量%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
クは下層、上層でその種類、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
る。本発明の上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。
【0139】本発明の上層磁性層や下層に用いられる研
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が好ましいが、必要
に応じて粒子サイズの異なる研磨剤を組合せたり、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
こともできる。タップ密度は0.3〜2g/cc、含水
率は0.1〜5重量%、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。
【0140】本発明に用いられる研磨剤の具体的な例と
しては、住友化学社製:AKP−20,AKP−30,
AKP−50,HIT−50、日本化学工業社製:G
5,G7,S−1、戸田工業社製:TF−100、TF
−140、100ED、140EDなどがあげられる。
本発明に用いられる研磨剤は下層、上層で種類、量およ
び組合せを変え、目的に応じて使い分けることはもちろ
ん可能である。これらの研磨剤はあらかじめ結合剤で分
散処理したのち磁性塗料中に添加してもかまわない。
【0141】本発明に使用される、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。二硫化モリブデン、二硫化タングス
テン、グラフアイト、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、ポリオレフイン、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、
ポリフエニルエーテル、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,N
a,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。これらの具体例としてはラウリン
酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘ
ン酸、ステアリン酸ブチル、オレイン酸、リノール酸、
リノレン酸、エライジン酸、ステアリン酸オクチル、ス
テアリン酸アミル、ステアリン酸イソオクチル、ミリス
チン酸オクチル、ステアリン酸ブトキシエチル、アンヒ
ドロソルビタンモノステアレート、アンヒドロソルビタ
ンジステアレート、アンヒドロソルビタントリステアレ
ート、オレイルアルコール、ラウリルアルコール、があ
げられる。
【0142】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、アルキルフエノールエチレンオ
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。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。
【0143】本発明で使用されるこれらの潤滑剤、界面
活性剤は下層非磁性層、上層磁性層でその種類、量を必
要に応じ使い分けることができる。例えば、下層非磁性
層、上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
量を下層非磁性層で多くして潤滑効果を向上させるなど
が考えられ、無論ここに示した例のみに限られるもので
はない。
【0144】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、磁性塗料、非磁性塗料の製造のどの工
程で添加してもかまわない、例えば、混練工程前に強磁
性金属粉末と混合する場合、強磁性金属粉末と結合剤と
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。本発明で使用されるこれら潤滑剤の商品
例としては、日本油脂社製:NAA−102,NAA−
415,NAA−312,NAA−160,NAA−1
80,NAA−174,NAA−175,NAA−22
2,NAA−34,NAA−35,NAA−171,N
AA−122,NAA−142,NAA−160,NA
A−173K,ヒマシ硬化脂肪酸,NAA−42,NA
A−44,カチオンSA,カチオンMA,カチオンA
B,カチオンBB,ナイミーンL−201,ナイミーン
L−202,ナイミーンS−202,ノニオンE−20
8,ノニオンP−208,ノニオンS−207,ノニオ
ンK−204,ノニオンNS−202,ノニオンNS−
210,ノニオンHS−206,ノニオンL−2,ノニ
オンS−2,ノニオンS−4,ノニオンO−2,ノニオ
ンLP−20R,ノニオンPP−40R,ノニオンSP
−60R,ノニオンOP−80R,ノニオンOP−85
R,ノニオンLT−221,ノニオンST−221,ノ
ニオンOT−221,モノグリMB,ノニオンDS−6
0,アノンBF,アノンLG,ブチルステアレート,ブ
チルラウレート,エルカ酸、関東化学社製:オレイン
酸、竹本油脂社製:FAL−205,FAL−123、
新日本理化社製:エヌジェルブLO,エヌジェルブIP
M,サンソサイザーE4030、信越化学社製:TA−
3,KF−96,KF−96L,KF−96H,KF4
10,KF420,KF965,KF54,KF50,
KF56,KF−907,KF−851,X−22−8
19,X−22−822,KF−905,KF−70
0,KF−393,KF−857,KF−860,KF
−865,X−22−980,KF−101,KF−1
02,KF−103,X−22−3710,X−22−
3715,KF−910,KF−3935、ライオンア
ーマー社製:アーマイドP,アーマイドC,アーモスリ
ップCP、ライオン油脂社製:デュオミンTDO、日清
製油社製:BA−41G、三洋化成社製:プロフアン2
012E,ニューポールPE61,イオネットMS−4
00,イオネットMO−200,イオネットDL−20
0,イオネットDS−300,イオネットDS−100
0,イオネットDO−200などがあげられる。
【0145】本発明で用いられる有機溶媒は任意の比率
でアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケ
トン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホ
ロン、テトラヒドロフラン、等のケトン類、メタノー
ル、エタノール、プロパノール、ブタノール、イソブチ
ルアルコール、イソプロピルアルコール、メチルシクロ
ヘキサノール、などのアルコール類、酢酸メチル、酢酸
ブチル、酢酸イソブチル、酢酸イソプロピル、乳酸エチ
ル、酢酸グリコール等のエステル類、グリコールジメチ
ルエーテル、グリコールモノエチルエーテル、ジオキサ
ン、などのグリコールエーテル系、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン、クレゾール、クロルベンゼン、などの芳
香族炭化水素類、メチレンクロライド、エチレンクロラ
イド、四塩化炭素、クロロホルム、エチレンクロルヒド
リン、ジクロルベンゼン、等の塩素化炭化水素類、N,
N−ジメチルホルムアミド、ヘキサン等のものが使用で
きる。これら有機溶媒は必ずしも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、水分等の不純分がふくまれてもかまわな
い。これらの不純分は30重量%以下が好ましく、さら
に好ましくは10重量%以下である。本発明で用いる有
機溶媒は必要ならば上層と下層でその種類は同じである
ことが好ましい。その添加量は変えてもかまわない。下
層に表面張力の高い溶媒(シクロヘキサノン、ジオキサ
ンなど)を用い塗布の安定性をあげる、具体的には上層
溶剤組成の表面張力の算術平均値が下層溶剤組成の
術平均値を下回らないことが肝要である。分散性を向上
させるためにはある程度極性が強い方が好ましく、下層
非磁性層と上層磁性層の塗布液に用いた溶剤がいずれも
溶解パラメーターが8〜11であり、20℃での誘電率
が15以上の溶剤が15%以上含まれることが好まし
い。
【0146】本発明により得られた磁気記録媒の厚み構
成は支持体が通常、1〜100μm、好ましくは4〜8
0μm、下層が0.5〜10μm、好ましくは1〜5μ
m、上層は1.0μm以下、好ましくは0.05μm以
上0.6μm以下、さらに好ましくは0.05μm以
上、0.3μm以下である。上層磁性層は、下層非磁性
層より薄いことが好ましい。上層と下層を合わせた厚み
は支持体の厚みの1/100〜2倍の範囲で用いられ
る。また、支持体と下層の間に密着性向上のための下塗
り層を設けてもかまわない。この厚みは通常、0.01
〜2μm、好ましくは0.05〜0.5μmである。ま
た、支持体の磁性層側と反対側にバック層を設けてもか
まわない。この厚みは通常、0.1〜2μm、好ましく
は0.3〜1.0μmである。これらの下塗り層、バッ
ク層は公知のものが使用できる。
【0147】本発明に用いられる支持体では可撓性支持
体が好ましく、例えば、ポリエチレンテレフタレート
(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等の
ポリエステル類、ポリオレフイン類、セルローストリア
セテート、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミ
ド、ポリアミドイミド、ポリスルフオン、アラミド、芳
香族ポリアミドなどの公知のフイルムが使用できる。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。本発明の目的を達成するには、支持体として
中心線平均表面粗さが通常、0.03μm以下、好まし
くは0.02μm以下、さらに好ましくは0.01μm
以下のものを使用することが好ましい。また、これらの
支持体は単に中心線平均表面粗さが小さいだけではな
く、1μm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
るフィラーの大きさと量により自由にコントロールされ
るものである。これらのフィラー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挙げられる。
【0148】また、支持体のテープ走行方向のF−5値
は、好ましくは5〜50Kg/mm 2 、テープ幅方向の
F−5値は、好ましくは3〜30Kg/mm2 であり、
テープ長手方向のF−5値がテープ幅方向のF−5値よ
り高いのが一般的であるが、特に幅方向の強度を高くす
る必要があるときはその限りではない。また、支持体の
テープ走行方向および幅方向の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
両方向とも5〜100Kg/mm2 、弾性率は100〜
2000Kg/mm2 が好ましい。
【0149】本発明において、上層磁性層用塗布液を製
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。本発明に使用する強磁性金属粉末、結合
剤、カーボンブラック、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。
【0150】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
ことはもちろんであるが、混練工程では連続ニーダや加
圧ニーダなど強い混練力をもつものを使用することによ
り本発明の磁気記録媒体の高い残留磁束密度(Br)を
得ることができる。連続ニーダまたは加圧ニーダを用い
る場合は強磁性金属粉末と結合剤のすべてまたはその一
部(ただし全結合剤の30重量%以上が好ましい)およ
び強磁性金属粉末100重量部に対し15〜500重量
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、特開昭64−79
274号に記載されている。また、下層非磁性層用塗布
液を調製する場合には上記上層磁性層用塗布液の調製法
が適用されるが、高比重の分散メディアを用いることが
望ましく、ジルコニアビーズ、金属ビーズが好適であ
る。本発明は、支持体上に前記下層非磁性層用塗布液を
塗布し、得られた下層非磁性層が湿潤状態のうちに、前
記下層非磁性層用塗布液の塗布と同時又は逐次に、上層
磁性層用塗布液を塗布する所謂ウェット・オン・ウェッ
ト塗布方式によって、支持体上に下層および上層を設け
ることにより、製造されることが好ましい。ウェット・
オン・ウェット塗布方式とは、初め一層を塗布した後に
湿潤状態で可及的速やかに次の層をその上に塗布する所
謂逐次塗布方法、及び多層同時にエクストルージョン塗
布方式で塗布する方法等をいう。ウェット・オン・ウェ
ット塗布方式としては、特開昭61−139929号公
報、特開昭62−212933号に示した磁気記録媒体
塗布方法が使用でき、より効率的に生産することができ
る。本発明に適用されるものとして、具体的には以下の
ような構成を提案できる。1.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、下層がウエット状態のうちに特公平1−461
86号や特開昭60−238179号、特開平2−26
5672号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。2.特開昭63
−88080号、特開平2−17921号、特開平2−
265672号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層及び下
層をほぼ同時に塗布する。3.特開平2−174965
号に開示されているバックアップロール付きエキストル
ージョン塗布装置により上層及び下層をほぼ同時に塗布
する。なお、強磁性金属粉末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号や特開平1−236968号に開示されて
いるような方法により塗布ヘッド内部の塗布液に剪断を
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、特願平1−312659号に開示されている数値
範囲を満足することが好ましい。
【0151】図2は、両層を設けるのに用いられる逐次
塗布方式の一例を示す説明図であって、連続的に走行す
るポリエチレンテレフタレート等の支持体1に塗布機
(A)3にて下層用塗布液(a)をプレコートし、その
直後にスムージングロール4にて該塗布面を平滑化し、
該塗布液2が湿潤状態にある状態で別の押し出し塗布機
(B)6により次なる上層用塗布液(b)を塗布する。
【0152】図3は、両層を設けるのに好ましく用いら
れるエクストルージョン型同時塗布方式の一例を示す説
明図であって、可撓性支持体1上に同時多層塗布器8を
用いた下層用塗布液(a)2と上層用塗布液(b)5と
を同時に塗布する状態を説明するものである。両層を塗
布した後に、磁場配向、乾燥、平滑化処理を施して磁気
記録媒体とする。
【0153】本発明の媒体を得るためには強力な配向を
行う必要がある。1000G(ガウス)以上のソレノイ
ドと2000G以上のコバルト磁石を併用することが好
ましく、さらには乾燥後の配向性が最も高くなるように
配向前に予め適度の乾燥工程を設けることが好ましい。
また、ディスク媒体として、本発明を適用する場合はむ
しろ配向をランダマイズするような配向法が必要であ
る。
【0154】さらに、カレンダ処理ロールとしてエポキ
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ールを使用する。また、金属
ロール同志で処理することもできる。処理温度は、好ま
しくは70℃以上、さらに好ましくは80℃以上であ
る。線圧力は好ましくは200Kg/cm、さらに好ま
しくは300Kg/cm以上、その速度は20m/分〜
700m/分の範囲である。本発明の効果は80℃以上
の温度で300Kg/cm以上の線圧でより一層効果を
上げることができる。
【0155】カレンダー処理後、磁性層、バック層、非
磁性層の硬化を促進するために、40℃〜80℃のサー
モ処理を施してもかまわない。本発明により得られた磁
気記録媒体の上層およびその反対面のSUS420Jに
対する摩擦係数は好ましくは0.5以下、さらに0.3
以下、磁性層表面固有抵抗は104 〜1011オーム/s
q、下層を単独で塗布した場合の表面固有抵抗は104
〜108 オーム/sq、バック層の表面電気抵抗は10
3 〜109 オーム/sqが好ましい。
【0156】上層、下層が有する空隙率は、ともに好ま
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ータ
記録用磁気記録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。これらの値を目的に応じた適当
な範囲に設定することは容易に実施できることである。
【0157】本発明により得られた磁気記録媒体の磁気
特性は磁場5KOeで測定した場合、テープ走行方向の
角形比は通常、0.70以上であり、好ましくは0.8
0以上さらに好ましくは0.90以上である。テープ走
行方向に直角な二つの方向の角形比は走行方向の角形比
の80%以下となることが好ましい。
【0158】本発明により得られた磁気記録媒体は、下
層と上層を有するが、目的に応じ下層と上層でこれらの
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。本発明により得られた磁気記録媒体は基本的
には上層磁性層と下層非磁性層の二層からなるが、三層
以上であってもよい。三層以上の構成としては、上層磁
性層を2層以上の複数の磁性層とすることである。この
場合、最上層の磁性層と下層磁性層との関係は通常の複
数の磁性層の考え方が適用できる。例えば、最上層の磁
性層の方が下層磁性層よりも、抗磁力が高く、平均長軸
長や結晶子サイズの小さい強磁性粉末を用いるなどの考
え方が適用できる。又、下層非磁性層を複数の非磁性層
で形成してもかまわない。しかし、大きく分類すれば、
上層磁性層、下層非磁性層という構成である。
【0159】
【実施例】次に実施例と比較例を示し、本発明を更に具
体的に説明する。各例において、「部」は特に指定しな
い限り、「重量部」を意味する。
【0160】以下の処方で上層磁性層用塗布液及び下層
非磁性層用塗布液を調製した。
【0161】実施例1 可撓性支持体としてポリエチレンテレフタレート(厚味
10μm、F5値:MD方向 20Kg/mm2 、TD
方向 14Kg/mm2 、ヤング率:MD方向750K
g/mm2 、TD方向 470Kg/mm2 )又はポリ
エチレンテレナフタレート(厚味 7μm、F5値:M
D方向 22Kg/mm2 、TD方向18Kg/mm
2 、ヤング率:MD方向 750Kg/mm2 、TD方
向 750Kg/mm2 )を用い、その上に以下の処方
でディスパ攪拌機で12時間攪拌して下塗液を調製し
た。
【0162】 ポリエステル樹脂(−SO3 Na基含有) 100部 Tg 65℃ Na含量 4600ppm シクロヘキサノン 9900部 得られた下塗液を用いてバーコートにより前記可撓性支
持体上に乾燥厚味 0.1μmで塗布した。
【0163】一方、以下の処方で上層磁性層用塗布液及
び下層非磁性層用塗布液を調製した。 上層磁性層用塗布液処方 強磁性粉末:Fe合金粉末(Fe−Co−Ni) 100部 組成;Fe:Co:Ni=92:6:2 焼結防止剤としてAl23 を使用 Hc 1600Oe、σS 119emu/g 平均長軸長 0.13μm,針状比 7 結晶子サイズ 172Å、含水率 0.6重量% 塩化ビニル共重合体 13部 −SO3 Na 8×10-5eq/g、−OH、エポキシ基含有 Tg 71℃、重合度 300、数平均分子量(Mn)12000 重量平均分子量(Mw)38000 ポリウレタン樹脂 5部 −SO3 Na 8×10-5eq/g含有 −OH 8×10-5eq/g含有 Tg 38℃、Mw 50000 αアルミナ(平均粒径0.15μm) 12部 SBET 8.7m2 /g、pH 8.2、含水率 0.06重量% シクロヘキサノン 150部 メチルエチルケトン 150部 上記組成物をサンドミル中で6時間混合分散したのち、
ポリイソシアネート(コロネートL)を5部及びオレイ
ン酸 1部、ステアリン酸1部、ステアリン酸ブチル
1.5部を加えて上層磁性層用塗布液を得た。
【0164】 下層非磁性層用塗布液処方 TiO2 85部 平均粒径 0.035μm 結晶系 ルチル TiO2 含有量 90%以上 表面処理層 Al23BET 35〜45m2 /g 真比重 4.1 pH 6.5〜8.0 カーボンブラック 5部 平均粒径 16mμ DBP吸油量 80ml/100g pH 8.0 SBET 250m2 /g 着色力 143% 塩化ビニル共重合体 13部 −SO3 Na 8×10-5eq/g、−OH、エポキシ基含有 Tg 71℃、重合度 300、数平均分子量(Mn)12000 重量平均分子量(Mw)38000 ポリウレタン樹脂 5部 −SO3 Na 8×10-5eq/g含有 −OH 8×10-5eq/g含有 Tg 38℃、Mw 50000 シクロヘキサン 100部 メチルエチルケトン 100部 上記組成物をサンドミル中で4時間混合分散したのち、
ポリイソシアネート(コロネートL)5部、オレイン酸
1部、ステアリン酸1部、ステアリン酸ブチル1.5部
を加えて下層非磁性層用塗布液を得た。
【0165】上記の塗布液をギャップの異なる2つのド
クターを用いて、湿潤状態で塗布したのち、永久磁石3
500ガウス、次いでソレノイド 1600ガウスにて
配向処理後、乾燥した。その後、金属ロールと金属ロー
ルによるスーパーカレンダー処理を温度80℃で行っ
た。塗布厚みは磁性層のd0.3μm、非磁性層3.0
μmであった。
【0166】次いで以下の処方により塗布液を調製し
た。 バック層処方 カーボンブラック 100部 SBET 220m2 /g 平均粒径 17mμ DBP吸油量 75ml/100g 揮発分 1.5% pH 8.0 嵩密度 15 lbs/ft3 ニトロセルロース RS1/2 100部 ポリエステルポリウレタン 30部 ニッポラン(日本ポリウレタン社製) 分散剤 オレイン酸銅 10部 銅フタロシアニン 10部 硫酸バリウム(沈降性) 5部 メチルエチルケトン 500部 トルエン 500部 上記組成を予備混練し、ロールミルで混練した。次に上
記分散物100重量部に対して、 カーボンブラック 100部 SBET 200m2 /g 平均粒径 200mμ DBP吸油量 36ml/100g pH 8.5 α−Al23 (平均粒径 0.2μm) 0.1部 を添加した組成にてサンドグラインダーで分散を行い、
濾過後、濾過後の分散物100重量部に対して以下の組
成を添加し、塗布液を調製した。
【0167】 メチルエチルケトン 120部 ポリイソシアネート 5部 得られた塗布液をバーコーターにより、前記磁性層を設
けた可撓性支持体の反対側に乾燥厚味0.5μmになる
よう塗布した。このようにして得られた原反を8mm幅
に裁断し試料1(PET支持体)及び試料2(PEN支
持体)の8mmビデオテープを作成した。
【0168】得られた8mmビデオテープについて以下
の測定を行い、その測定結果を得た。 (1)TEM(透過型電子顕微鏡) 磁性層の超薄切片を観察した。ダイヤモンドカッターで
媒体を約0.1μm厚味に切り出し、これを透過型電子
顕微鏡で観察し、写真撮影した。撮影した写真の上下層
の界面と磁性層表面を隈取りし、IBASII画像処理装
置で磁性層厚味を測定し、その平均値dと標準偏差σと
を求めた。
【0169】磁性層厚味の平均値dは0.3μmであっ
た。実用上は1.0μm以下、特に好ましくは0.6μ
m以下であることがわかった。磁性層厚味変動Δdは、
0.07μmで、Δd≦0.50dを満足し、磁性層厚
味の標準偏差σは、0.08μm以下であった。実用上
はσは0.2μm以下、特に好ましくは0.1μm以下
であることがわかった。
【0170】前記磁気テープを延伸して磁性層を支持体
から浮いた状態にし、カッター刃でしごいて磁性層を剥
離した。この剥離した磁性層500mgを1N−NaO
H/メタノール溶液100ml中で2時間環流し、結合
剤を加水分解した。強磁性粉末は比重が大きいために底
に沈むので上澄み液を除去した。次いでデカンテーショ
ンにより3回水洗、その後THFで3回洗浄した。得ら
れた強磁性粉末は50℃の真空乾燥機で乾燥した。次に
得られた強磁性粉末をコロジオン中に分散し、TEMを
用いて6万倍で観察した。その結果、強磁性粉末の平均
長軸長0.13μmであり、針状比は10であった。実
用上は平均長軸長は0.4μm以下が必要であり、好ま
しくは0.3μm以下であることがわかった。又実用
上、針状比は2〜20が必要であり、好ましくは2〜1
5であることがわかった。 (2)AFM(Atomic Force Micro
Scope) 表面粗さRrms を測定した。磁性層表面をDigita
l Instrument社のNanoscopeII
を用い、トンネル電流10nA、バイアス電圧400m
Vで6μm×6μmの範囲を走査した。表面粗さはこの
範囲のRrms を下式より求めた。
【0171】
【数1】
【0172】その結果、Rrms は6nmであった。実用
上は20nm以下が必要であり、好ましくは10nm以
下であることがわかった。 (3)表面粗さ計 3d−MIRAUを用いた表面粗さを測定した。WYK
O社製TOPO3Dを用いてMIRAU法で約250μ
m×250μmの面積のRa、Rrms 、Peak−Va
lley値を測定した。測定波長約650nmにて球面
補正、円筒補正を加えている。この方式は光干渉にて測
定する非接触表面粗さ計である。Raは、2.7nmで
あった。実用上、Raは1〜4nmが好ましく、更に好
ましくは2〜3.5nmであることがわかった。Rrms
は3.5nmであった。実用上は1.3〜6nmが好ま
しく、更に好ましくは1.5〜5nmであることがわか
った。P−V値は20〜30nmであった。実用上は8
0nm以下が好ましく、更に好ましくは10〜60nm
であることがわかった。 (4)VSM(振動試料型磁束計) VSMを用いて得られた磁気テープの磁性層の磁気特性
を測定した。東英工業社製の振動試料型磁束計を用いて
Hm 5kOeで測定した。
【0173】その結果、Hcは1620Oe、Hr(9
0°)は1800Oe、Br/Bmは0.82、SFD
は、0.583であった。実用上Hcは1500〜25
00Oeが必要で、好ましくは1600〜2000Oe
であることがわった。Hr(90°)は実用上、100
0〜2800Oeが必要で、好ましくは1200〜25
00Oeであることがわかった。Br/Bmは、実用上
0.75以上が必要で、好ましくは0.8以上であるこ
とがわかった。SFDは実用上0.7以下が必要で、好
ましくは0.6以下であることがわかった。 (5)X線回折 前述の(1)で磁性層より取り出した強磁性粉末を用い
て、X線回折をした。磁気テープを直接にX線回折装置
にかけ、(1,1,0)面と(2,2,0)面との回折
線の半値幅の広がりから求めた。その結果、結晶子サイ
ズは180Åであることがわかった。実用上好ましくは
400Å以下であり、特に好ましくは100〜300Å
であることがわかった。 (6)引っ張り試験 引っ張り試験機で得られた磁気テープのヤング率、降伏
応力、降伏伸びを測定した。引っ張り試験機(東洋ボー
ルドウィン社製万能引っ張り試験機STM−T−50B
P)を用いて雰囲気23℃、70%RHで引っ張り速度
10%/分で測定した。
【0174】その結果、磁気テープのヤング率は700
Kg/mm2 、降伏応力 6〜7Kg/mm2 、降伏伸
びが0.8%であった。実用上好ましくはヤング率は4
00〜2000Kg/mm2 、特に好ましくは500〜
1500Kg/mm2 であることがわかった。降伏応力
は、実用上好ましくは3〜20Kg/mm2 、特に好ま
しくは4〜15であることがわかった。降伏伸びは実用
上好ましくは0.2〜8%であり、特に好ましくは0.
4〜5%であることがわかった。 (7)曲げ剛性、円環式スティフネス ループスティフネステスタを用いて、幅8mm、長さ5
0mmの試料を円環とし、変位速度約3.5mm/秒で
変位5mmを与えるのに要する力をmgで表す。
【0175】その結果、8mmのp6−120のテープ
では厚さが10.5μmであり、スティフネスは40〜
60mmであった。実用上厚さが10.5±1μmでは
好ましくは、スティフネスは20〜90mgであり、特
に好ましくは30〜70mgであることがわかった。厚
さが11.5μmより大きい場合は実用上好ましくは4
0〜300mgであることがわかった。厚さが9.5μ
mより小さい場合は、実用上好ましくは10〜70mg
であることがわかった。 (8)延伸破壊 クラック発生伸度を23℃、70%RHで測定した。
【0176】テープ長さ10cmの試験片の両端を0.
1mm/秒の引っ張り速度で引っ張り、400倍で磁性
層表面を顕微鏡観察して、磁性層表面に5個以上の明ら
かな亀裂が発生した伸度を測定する。その結果、発生伸
度は4%であった。実用上好ましくは20%以下、特に
好ましくは10%以下であることがわかった。 (9)ESCA Cl/FeスペクトルαとN/Feスペクトルβを測定
した。
【0177】α及びβの測定には、X線光電子分光装置
(PERKIN−ELMER社製)を用いた。X線源は
Mgアノードを用い、300Wで測定した。まず、ビデ
オテープの潤滑剤をn−ヘキサンを用いて洗い流した
後、X線光電子分光装置にセットした。X線源と試料と
も距離は1cmとした。試料を真空に排気して5分後か
らCl−2Pスペクトル、N−1SスペクトルとFe−
2P(3/2)スペクトルを10分間積算し測定した。
なお、バスエネルギーは100eVで一定とした。測定
したCl−2PスペクトルとFe−2P(3/2)スぺ
クトルとの積分強度比を計算で求め、αとした。
【0178】又、N−1SスペクトルとFe−2P(3
/2)スぺクトルとの積分強度比を計算で求めβとし
た。その結果αは、0.45であり、βは0.07であ
った。実用上αは好ましくは0.3〜0.6であり、特
に好ましくは0.4〜0.5であることがわかった。実
用上βは好ましくは0.03〜0.12であり、特に好
ましくは0.04〜0.1であることがわかった。 (11)レオバイブロン 110Hzの動的粘弾性を測定した。
【0179】動的粘弾性測定装置(東洋ボールドウィン
社製レオバイブロン)を用い、周波数110Hzでテー
プの粘弾性を測定した。TgはE′′のピーク温度とし
た。この方法はテープの一端から振動を加え他端に伝播
する振動を測定する。その結果、Tgは73℃、E′
(50℃)は4×1010dyne/cm2 、E′′(5
0℃)は1×1011であった。実用上Tgは好ましくは
40〜120℃、特に好ましくは50〜110℃である
ことがわかった。実用上E′(50℃)は0.8×10
11〜11×1011dyne/cm2 であり、特に好まし
くは、1×1011〜9×1011dyne/cm2 である
ことがわかった。実用上E′′(50℃)は好ましくは
0.5×1011〜8×1011dyne/cm2 であり、
特に好ましくは0.7×1011〜5×1011dyne/
cm2 であることがわかった。 (12)密着強度 180°剥離法により支持体と磁性層との密着強度を測
定した。
【0180】8mm幅にスリットしたテープを3M製粘
着テープにはりつけ、23℃、70%RHで180°剥
離強度を測定した。得られた結果は50gであった。実
用上好ましくは密着強度は10g以上であり、特に好ま
しくは20g以上であることがわかった。 (13)磨耗 磁性層表面の23℃、70%RHの鋼球磨耗を測定し
た。
【0181】プレパラートガラス上に試料をその両端を
接着テープで張り付けて固定し、6.25mmφの鋼球
に荷重50gを加えて摺動させた。その際、20mmの
距離を速度20mm/secで1回走行させた後、新し
い磁性面に鋼球を移動させて同じ操作を20回繰り返し
た。その後、鋼球の摺動面を40倍の顕微鏡で観察し、
その面が円であると仮定して直径を求め、その直径から
磨耗量を計算した。
【0182】得られた結果は、0.7×10-5〜1.1
×10-5mm3 であった。実用上好ましくは0.1×1
-5〜5×10-5mm3 であり、特に好ましくは0.4
×10-5〜2×10-5mm3 であった。 (14)SEM(Scanning Electron
ic Microscope) SEMで磁性層表面状況を観察した。
【0183】日立製電子顕微鏡S−900にて倍率50
00倍で5枚撮影して表面の研磨剤を測定した。その結
果、研磨剤個数は0.2個/μm2 であった。実用上、
研磨剤個数は0.1個/μm2 以上であり、特に好まし
くは0.12個/μm2 〜0.5個/μm2 であること
がわかった。 (15)GC(ガスクロマトグラフィー) GCで磁気テープの残留溶剤を測定した。
【0184】島津製作所製ガスクロマトグラフィーGC
−14Aを用いて、20cm2 の試料を120℃まで加
熱して、媒体中の残留溶剤を測定した。その結果、残留
溶剤は8mg/m2 であった。実用上、好ましくは50
mg/m2 以下であり、特に好ましくは20mg/m2
以下であることがわかった。 (16)ゾル分率 磁気テープの磁性層よりTHFにて抽出された可溶固形
分の磁性層重量に対する比率を求めた。その結果ゾル分
率は7%であった。実用上、ゾル分率は好ましくは15
%以下であり、特に好ましくは10%以下であることが
わかった。 (17)磁気現像パターン 得られた8mm幅の磁気記録媒体をSONY社製VTR
EVO−9500を用い、1MHzの短波長記録を
し、記録された部分のみ5mm幅にスリットし、フェリ
コロイド(約100Åφ)(タイホウ工業社製)の液を
流して磁気現像し、リグロイン液中に24時間浸漬処理
したものを日本光学(株)製微分干渉顕微鏡を用い、干
渉色をブルーにして10倍で撮影した。写真を目視で観
察すると、磁性層の厚味の平均したサンプルは、黒又は
白の線は現れないが、磁性層の厚み変動が大きくなって
くると黒又は白の線が現れてくる。この線は厚みにむら
がある部分であり、このような黒又は白の線は5mm幅
の内に5本以内であることが好ましい。更にそれらの線
をミクロデンシトメーターで測定した黒と白の線の濃度
差が、好ましくは0.2以下、特に0.1以下が好まし
い。 (18)摩擦係数(μ) 8mm幅テープとsus420J、4mmφの棒とを2
0g(T1)の張力でラップ角約180°で接触させ
て、この条件下でテープを14mm/secの速度で走
行させるのに必要な張力(T2)を測定し、下式により
求めた。
【0185】μ=(1/π)・ln(T1/T2) その結果、磁性面のμは0.3であった。実用上、磁性
面のμは0.15〜0.4が好ましく、特に好ましくは
0.2〜0.35であることがわかった。又、バック層
面のμは0.2であった。実用上、バック層面のμは
0.15〜0.4が好ましく、特に好ましくは0.2〜
0.35であることがわかった。
【0186】この摩擦係数は、磁性体、研磨剤、カーボ
ンブラック、潤滑剤、分散剤等が関係して定まる。 (19)接触角 磁性層上に水、ヨウ化メチレンの液滴を落とし、顕微鏡
でその接触角を測定した。水の場合、90°であった。
実用上60〜130°であることが好ましく、特に80
〜120°が好ましいことがわかった。
【0187】又ヨウ化メチレンの場合、接触角は、20
°であった。実用上、好ましくは10〜90°であり、
特に好ましくは10〜70°であった。これら接触角は
特に潤滑剤や分散剤によって定まる値である。 (20)磁性層及びバック層の表面自由エネルギー 特開平3−119513号公報、D. K. 0wens, J. App
l. polymer Sci., 13(1969)とJ. Panzer J. Colloid &
Interfacial Sci., 44, No1に記載されている方法に基
づく。
【0188】この結果、磁性層及びバック層共に40d
yne/cmであった。実用上10〜100dyne/
cmが、特に好ましいことがわかった。この表面自由エ
ネルギーは特に潤滑剤や分散剤によって定まってくる値
である。 (21)表面電気抵抗 8mm幅の試料を半径10mmの四分円の断面を持ち8
mmの間隔で置かれた2個の電極に渡して、デジタル表
面電気抵抗計TR−8611A(タケダ理研製)で測定
した。
【0189】その結果、磁性層表面及びバック層表面共
に1×106 Ω/sqであった。実用上1×109 Ω/
sq以下が好ましく、1×108 Ω/sq以下が特に好
ましいことがわかった。この表面電気抵抗は強磁性粉
末、結合剤、カーボンブラック等によって定まってくる
値である。
【0190】上述の特性を有する8mmビデオテープ試
料1および2を現在市販されているテープと比較し、そ
の結果を表1に示した。
【0191】
【表1】
【0192】尚、評価方法は下記方法もしくは一般的方
法によった。 電磁変換特性 7MHz出力:ソニー製Hi8ビデオデッキEV−S9
00を用いて7MHz短周波信号をSPモードで記録
し、その再生信号をスペクトラムアナライザーでFFT
処理した。その7MHz信号出力を7MHz出力とし
た。 C/N:また、6MHzに現れた変調ノイズに対する7
MHz再生出力の比をC/Nとした。0dBは富士写真
フイルム製8mmテープP6−120(リファレンステ
ープ)を用いている。 ドロップアウト:同じくEV−S900に50%グレー
信号を記録し、その再生信号をシバソク製ドロップアウ
トカウンターで110μsec:−16dBのドロップ
アウトの数を測定した。 BER(ブロックエラーレート):10000トラック
中のエラーフラッグの数を言い、次の式で表される。
【0193】 BER=エラーフラッグ/10000×128ブロック また、判定基準は以下の通りである。 ジッター:○ 0.2μsec未満 × 0.2μsec以上 保存安定性:○ 60℃、90%RHに10日間保存後の錆の発生が皆無 × 60℃、90%RHに10日間保存後の錆の発生がある 走行耐久性:8mmビデオデッキで50パス走行させた時 ○ 30秒以上続く目詰まりがない。
【0194】× 30秒以上続く目詰まりがある。スリ
キズ:スチルモードで10分間走行させた。○ 目視で
傷が認められない。× 目視で傷が認められる。上記表
から、この発明によって、金属薄膜磁気記録媒体に匹敵
する電磁変換特性が得られると同時に金属薄膜磁気記録
媒体が有する生産性、保存安定性、走行耐久性等の問題
を解決した塗布型磁気記録媒体の製造方法を供給するこ
とができることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明により得られた磁気記録媒のΔdを測定
する方法を説明するための図である。
【図2】下層及び上層をウェット・オン・ウェット塗布
方式で設けるのに用いる逐次塗布方式の一例を示す説明
図である。
【図3】同じく同時重層塗布方式の一例を示す説明図で
ある。
【符合の説明】
1 可撓性支持体 2 塗布液(a) 3 塗布機(A) 4 スムージングロール 5 塗布液(b) 6 塗布機(B) 7 バックアップロール 8 同時多層塗布器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 早川 悟 神奈川県小田原市扇町2丁目12番1号 富士写真フイルム株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−187418(JP,A) 特開 昭58−56232(JP,A) 特開 昭59−103310(JP,A) 特開 平1−294810(JP,A) 電子通信学会論文誌 ’84/2 Vo l.J67−C No.2,pp.227− 234 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 5/70 G11B 5/712 G11B 5/738 G11B 5/842

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 支持体上に少なくとも非磁性粉末を結合
    剤に分散した下層非磁性層を設け、その上に強磁性粉末
    を結合剤に分散した上層磁性層を設けた二層以上の層を
    有する磁気記録媒体において、前記上層磁性層の乾燥厚
    み平均値(d)が1.0μm以下であり、上層磁性層と
    下層の乾燥後の界面における厚み変動の平均値Δdが
    0.001〜0.5μmであり、かつ前記上層磁性層に
    含まれる強磁性粉末は表面に少なくともAl23および
    SiO2から選択される1種以上を有するFeを主体と
    する強磁性金属粉末であり、前記磁性層表面の23℃、
    70%RHの鋼球磨耗が0.1×10-5〜5×10-5
    3であり、かつ前記下層非磁性層に含まれる非磁性粉
    末はモース硬度3以上の非磁性無機質粉末であることを
    特徴とする磁気記録媒体。
  2. 【請求項2】 前記下層非磁性層は平均粒径5〜80n
    mのカーボンブラックを含むことを特徴とする請求項1
    記載の磁気記録媒体。
  3. 【請求項3】 前記磁気記録媒体をSEM(電子顕微
    鏡)で倍率50000倍で5枚撮影した前記上層磁性層
    表面の研磨剤の目視での数が0.1個/μm2以上であ
    ることを特徴とする請求項1または2記載の磁気記録媒
    体。
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