JP3250631B2 - 磁気記録媒体 - Google Patents
磁気記録媒体Info
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Description
に詳しくは微細磁性粉の分散性、充填性に優れかつ磁性
層の耐久性に優れた磁気テープ、磁気ディスクなどの磁
気記録媒体に関するものである。
フロッピイディスクは長軸1μm以下の針状磁性粒子を
分散剤、潤滑剤、帯電防止剤などの添加剤とともに結合
剤溶液に分散させて磁気塗料をつくり、これをポリエチ
レンテレフタレートフィルムに塗布してつくられてい
る。
は、磁性粒子の分散性、充填性、配向性、磁性層の耐久
性、耐摩耗性、耐熱性、非磁性支持体との接着性等が挙
げられ、結合剤は非常に重要な役割を果たしている。
塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル・酢酸ビ
ニル・ビニルアルコール共重合体、塩化ビニル・塩化ビ
ニリデン共重合体、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹
脂、アクリロニトリル・ブタジエン共重合体、ニトロセ
ルロース、セルロースアセテート・ブチレート、エポキ
シ樹脂あるいはアクリル樹脂等が使用されている。
レタン結合による分子間水素結合により他の樹脂と比べ
て強靭性、耐摩耗性の特性が優れているが、しかし従来
のポリウレタン樹脂は磁性粉末の分散性能が低く、これ
を改良するために種々の研究がなされている。例えば、
2,2−ジアルキル−1,3−プロパンジオールを含有
するポリエステルポリオールから誘導されるウレタン樹
脂を用いたもの(特開平2ー240177号)、分岐鎖
を有する多価アルコールを用いたポリウレタン樹脂(特
開平2−177020号)がある。
向上のために、またオーディオテープでは音質向上の為
に用いられる磁性粒子は微細化する傾向があり、更に記
録密度向上のために抗磁力の高い磁性粒子が用いられて
いる。磁性粒子が微細化すればするほど、また抗磁力が
高くなるほど従来の結合剤では分散が困難になり、結合
剤に対してますます磁性粒子の分散性能が高いことが求
められている。特開平2−240177号、特開平2−
177020号での結合剤の分散性は改良が認められる
が必ずしも満足できるものではない。
ル/ノイズ比)の向上、高記録密度化のためにより微細
化した磁性粒子を磁性層中に高充填し高配向させるこ
と、磁性層の表面を平滑にすることがなされている。磁
性層の表面が平滑になればなるほど磁気テープの走行
性、走行耐久性は悪くなり、耐久性、耐摩耗性、耐熱
性、非磁性支持体との接着性の良好な結合剤が求められ
ている。磁性層の従来の結合剤ではこれらの要求に対し
て不充分である。そこで本発明は、微細化した磁性粒子
の分散性、充填性の向上を図り、かつ耐久性に優れた磁
気記録媒体を提供することを目的とする。
くポリウレタン樹脂を鋭意検討した結果、ポリエステル
ジオールを原料の一成分とするポリウレタン樹脂におい
て特定のグリコールと二塩基酸を組み合わせることによ
り、磁性粒子の分散性能や磁性層の充填性が向上し磁性
層中の空隙率が低下することを見いだし本発明に到達し
た。
に分散させた磁性材料を非磁性支持体上に塗布した磁気
記録媒体において、磁性層の結合剤成分として分子量5
00以上の高分子ポリオール(A)、有機ジイソシアネ
ート(B)、及び必要により分子量500以下のポリオ
ール化合物(C)よりなるポリウレタン樹脂を含み、前
記高分子ポリオール(A)の少なくとも50重量%がポ
リエステルジオール(A1 )であり、該ポリエステルジ
オール(A1 )の全グリコール成分の60モル%以上が
分岐状グリコールと脂環族グリコールであり、分岐状グ
リコールと脂環族グリコールの比率が20:80〜8
0:20(モル比)であり、該ポリエステルジオール
(A1 )の全酸成分のうち80モル%以上が芳香族二塩
基酸と脂環族二塩基酸であり、芳香族二塩基酸と脂環族
二塩基酸の比率が0:100〜90:10(モル比)で
あることを特徴とする磁気記録媒体である。
子ポリオール(A)としては、ポリエステル・ポリオー
ル、ポリエーテル・ポリオール、ポリカーボネート・ポ
リオール等が挙げられる。
の高分子ポリオール(A)の少なくとも50重量%は特
定の原料からなるポリエステルジオール(A1 )であ
り、ポリエステルジオールのグリコール成分は分岐鎖を
一つ以上もつ分岐状グリコールと脂環族グリコールを必
須成分として含み、具体的には、分岐状グリコールで
は、1,2ープロピレングリコール、1,3-プロピレングリコ
ール、1,3-ブチレングリコール、2,3-ブチレングリコー
ル、2,2-ジメチル-1,3- プロパンジオール、3-メチル-
1,5- ペンタンジオール、2,2,4-トリメチル-1,3- ペン
タンジオール、2ーエチル-1,3- ヘキサンジオール、2,2-
ジメチル-3- ヒドロキシプロピル-2',2'- ジメチル-3-
ヒドロキシプロパネート、2-ノルマルブチル-2- エチル
-1,3- プロパンジオール、3-エチル-1,5- ペンタンジオ
ール、3-プロピル-1,5- ペンタンジオール、2,2-ジエチ
ル-1,3- プロパンジオール、3-オクチル-1,5- ペンタン
ジオール、3-ミリスチル-1,5- ペンタンジオール、3-ス
テアリル-1,5- ペンタンジオール、3-フェニル-1,5- ペ
ンタンジオール、3-(4- ノニルフェニル)-1,5-ペンタン
ジオール、3,3-ビス(4- ノニルフェニル)-1,5-ペンタン
ジオール、2,5-ジメチル-3- ナトリウムスルホ-2,5- ヘ
キサンジオール等が挙げられ、これらの中で2,2-ジメチ
ル-1,3- プロパンジオール、2,2-ジメチル-3- ヒドロキ
シプロピル-2',2'-ジメチル-3- ヒドロキシプロパネー
ト、2-ノルマルブチル-2- エチル-1,3- プロパンジオー
ル、2,2-ジエチル-1,3- プロパンジオールが特に好まし
い。
(ヒドロキシメチル) シクロプロパン、1,3-ビス(ヒド
ロキシエチル) シクロブタン、1,3-ビス(ヒドロキシメ
チル)シクロペンタン、1,3-ビス(ヒドロキシメチル)
シクロヘキサン、1,4-ビス(ヒドロキシメチル) シクロ
ヘキサン、1,4-ビス(ヒドロキシエチル) シクロヘキサ
ン、1,4-ビス(ヒドロキシプロピル) シクロヘキサン、
1,4-ビス( ヒドロキシエチル) シクロヘプタン、1,4-ビ
ス(ヒドロキシメトキシ) シクロヘキサン、1,4-ビス
(ヒドロキシエトキシ) シクロヘキサン、2,2-ビス(4ー
ヒドロキシメトキシシクロヘキシル) プロパン、2,2-ビ
ス(4ー ヒドロキシエトキシシクロヘキシル)プロパン、
ビス(4- ヒドロキシシシクロヘキシル) メタン、2,2-ビ
ス(4ー ヒドロキシシクロヘキシル) プロパン、3(4),8
(9)-トリシクロ[5.2.1.02,6]デカンジメタノール等が
挙げられる。これらの中では特に、1,4-ビス( ヒドロキ
シメチル) シクロヘキサン、1,4-ビス(ヒドロキシエト
キシ) シクロヘキサン、ビス(4-ヒドロキシシシクロヘ
キシル) メタンが好ましい。
分は、芳香族二塩基酸と脂環族二塩基酸を必須成分とし
て含み、具体的には芳香族二塩基酸では例えばテレフタ
ル酸、イソフタル酸、オルソフタル酸、2,6-ナフタレン
ジカルボン酸、1,5-ナフタレンジカルボン酸、4,4'- ビ
フェニルジカルボン酸、3,4-ビフェニルジカルボン酸、
4,4'- ジフェニルメタンジカルボン酸、4,4'- ジフェニ
ルエーテルジカルボン酸、4,4'- スチルベンジカルボン
酸等の芳香族ジカルボン酸、5-ナトリウムスルホイソフ
タル酸、5-カリウムスルホイソフタル酸、ナトリウムス
ルホテレフタル酸等のスルホン酸金属塩含有ジカルボン
酸を挙げることができる。これらの中では特に、テレフ
タル酸、イソフタル酸、オルソフタル酸、5-ナトリウム
スルホイソフタル酸が好ましい。
サンジカルボン酸、1,3-シクロヘキサンジカルボン酸、
1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、4-メチル-1,2- シク
ロヘキサンジカルボン酸、1,2-ビス(4- カルボキシシク
ロヘキシル) メタン、2,2-ビス(4- カルボキシシクロヘ
キシル) プロパン等が挙げられ、特に1,2-シクロヘキサ
ンジカルボン酸、4-メチル-1,2- シクロヘキサンジカル
ボン酸が好ましい。
としてはエチレングリコール、プロピレングリコール、
1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペン
タンジオール、1,6-ヘキサンジオール等の脂肪族グリコ
ールや2-ナトリウムスルホ-1,4- ブタンジオール等のス
ルホン酸金属塩を含有するものや、コハク酸、アジピン
酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸
等の脂肪族ジカルボン酸が挙げられ、グリコール成分で
はエチレングリコールが好ましい。
の一部には無水トリメリット酸、グリセリン、トリメチ
ロールプロパン、ペンタエリスリトール等の三官能以上
の化合物をポリウレタン樹脂の有機溶剤溶解性、塗布作
業性等の特性を損なわない範囲で使用してもよい。
量ポリオール成分(A)の分子量は500以上が好まし
いが、より好ましくは500〜5,000である。分子
量が500未満ではウレタン基濃度が高くなりすぎ磁性
粉の分散性、低温特性が悪化し、分子量が5,000を
超えるとポリウレタン樹脂に特有な強靭性、耐摩耗性等
の特性が悪くなる。
分子ポリオール(A)のポリエステルジオール(A1 )
成分として全グリコール成分の60モル%以上が分岐状
グリコールと脂環族グリコールであり、分岐状グリコー
ルと脂環族グリコールの比率が20:80〜80:20
(モル比)、望ましくは30:70〜70:30(モル
比)の範囲で使用する。分岐状グリコール成分が20モ
ル%未満では溶剤溶解性が悪くなり、分岐状グリコール
成分が80モル%を超えるとポリウレタン樹脂の機械的
物性が低下し、強靭性、耐摩耗性等の特性が悪化する。
該、分岐状グリコールと脂環族グリコールが全グリコー
ル成分の60モル%未満だと磁性粉の分散性、充填性が
悪くなり本発明の効果を得ることができなくなる。
分のうち80モル%以上が芳香族二塩基酸と脂環族二塩
基酸であり、芳香族二塩基酸と脂環族二塩基酸の比率が
0:100〜90:10(モル比)、好ましくは30:
70〜80:20(モル比)の範囲で使用する。芳香族
二塩基酸と脂環族二塩基酸が全酸成分のうち80モル%
未満だと、ポリウレタン樹脂の強靭性、耐摩耗性、耐加
水分解性等が悪くなる。また、芳香族二塩基酸成分が9
0モル%を超えると本発明の効果がみられない。ポリウ
レタン樹脂骨格に、分岐状グリコール、脂環族グリコー
ル、脂環族二塩基酸を本請求範囲に示した割合で共重合
させることにより、樹脂のガラス転移温度を大きく低下
させる事なくポリマー分子の凝集エネルギー密度を下げ
ることが可能となる。それによって磁性塗料中での磁性
粉表面に対するバインダーポリマー分子のぬれ性が改良
され、分散能力が向上する。結果として電磁変換特性、
及び耐久性共に優れた磁性層が得られる。
おいて使用されるジイソシアネート化合物(B)として
は、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイ
ソシアネート、p-フェニレンジイソシアネート、ジフェ
ニルメタンジイソシアネート、m-フェニレンジイソシア
ネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、テトラメチ
レンジイソシアネート、3,3'- ジメトキシ-4,4'-ビフェ
ニレンジイソシアネート、2,6-ナフタレンジイソシアネ
ート、3,3'- ジメチル-4,4'-ビフェニレンジイソシアネ
ート、4,4'- ジフェニレンジイソシアネート、4,4'- ジ
イソシアネートジフェニルエーテル、1,5-ナフタレンジ
イソシアネート、m-キシレンジイソシアネート、1,3-ジ
イソシアネートメチルシクロヘキサン、1,4-ジイソシア
ネートメチルシクロヘキサン、4,4'- ジイソシアネート
シクロヘキサン、4,4'- ジイソシアネートシクロヘキシ
ルメタン、イソホロンジソシアネート等が挙げられる。
に必要により使用する分子量500未満のイソシアネー
ト(C)と反応する官能基を1分子中2個以上有する低
分子量化合物は、ポリウレタン中のウレタン基濃度など
の調節に利用できる。また、イソシアネートと反応する
官能基を1分子中3個以上有する低分子量化合物は汎用
硬化剤との反応性の向上に有効である。
ール、1,3-プロピレングリコール、1,6-ヘキサンジオー
ル、シクロヘキサンジメタノール、キシリレングリコー
ル、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、
ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物などの直
鎖グリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグ
リコール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、
2,2,4-トリメチル-1,3- ペンタンジオール、ビスフェノ
ールAのプロピレンオキサイド付加物などの分岐グリコ
ール、N- メチルエタノールアミン、モノエタノールア
ミン、ジエタノールアミン等のアミノアルコール、トリ
メチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトー
ル、ジペンタエリスルトール等のポリオールあるいはこ
れらポリオールのうち一種へのε- カプロラクトン付加
物等が挙げられる。
液中で溶解して行う方法のどちらで行っても構わない。
本発明で用いるポリウレタン樹脂の分子量は数平均分子
量で5,000〜80,000の範囲が好ましい。分子
量5,000未満ではポリウレタン樹脂の機械的強度が
低下し、また80,000を超えると溶液粘度が高くな
りすぎ取扱上困難になることがある。
ル錫ジラウリレート、トリエチルアミン等を用いてもよ
い。また紫外線吸収剤、加水分解防止剤、酸化防止剤な
どをポリウレタン樹脂の製造前、製造中あるいは製造後
に添加してもよい。
レタン樹脂以外に、可撓性の調節、耐寒性、耐久性向上
などの目的のために、他の樹脂を添加するか、及び/ま
たはポリウレタン樹脂と反応して架橋する化合物を混合
することが望ましい。他の樹脂としては塩化ビニル系樹
脂、ポリエステル系樹脂、セルロース系樹脂、エポキシ
樹脂、フェノキシ樹脂、ポリビニルブチラール、アクリ
ロニトリル・ブタジエン共重合体等が挙げられる。
としては、ポリイソシアネート化合物、エポキシ樹脂、
メラミン樹脂、尿素樹脂等があり、特にこれらの中でポ
リイソシアネート化合物が好ましい。本発明の磁気記録
媒体の磁性層に使用される磁性粒子としては、γ- Fe
2 O 3 、γ- Fe2 O3 とFe3 O4 の結晶、Cr
O2 、コバルトを被着したγ- Fe2 O3 またはFe3
O4 、バリウムフェライト及びFe−Co、Fe−Co
−Ni等の強磁性合金粉末、純鉄等を挙げることができ
る。
粒子化した磁性粉、合金粉末、あるいはバリウムフェラ
イト等の分散が困難な磁性粉で、本発明のポリウレタン
樹脂は特に有効である。
ブチルフタレート、トリフェニルホスフェートの様な可
塑剤、ジオクチルスルホナトリウムサクシネート、t-
ブチルフェノール・ポリエチレンエーテル、エチルナフ
タレン・スルホン酸ソーダ、ジラウリルサクシネート、
ステアリン酸亜鉛、大豆油レシチン、シリコーンオイル
のような潤滑剤や種々の帯電防止剤を添加することもで
きる。
ポリオール成分(A)として、少なくとも50重量%が
ポリエステルジオール(A1 )であり、該ポリエステル
ジオールの全グリコール成分の60モル%以上が分岐状
グリコールと脂環族グリコールであり、分岐状グリコー
ルと脂環族グリコールの比率が20:80〜80:20
(モル比)であり、該ポリエステルジオールの全酸成分
のうち80モル%以上が芳香族二塩基酸と脂環族二塩基
酸であり、芳香族二塩基酸と脂環族二塩基酸の比率が
0:100〜90:10(モル比)であることを特徴と
するものである。
ル、脂環族グリコール、脂環族二塩基酸を本請求範囲に
示した割合で共重合させることにより、樹脂のガラス転
移温度を比較的高いレベルに保持したままポリマー分子
の凝集エネルギー密度を下げることが可能となる。それ
により、ポリマー分子はこの分野で一般に使用されるト
ルエン、メイルエチルケトン、シクロヘキサノン等の混
合溶媒に対して良溶解性を示し、溶液中での分子サイズ
が広がる。このような状態においては、溶液中における
磁性粉表面に対するポリマー分子のぬれ性が向上し、バ
インダーポリマー分子の磁性粉分散能力が最大限に発揮
される。結果として電磁変換特性に優れ、かつ耐久性に
優れた磁性層を得ることができる。
る。実施例中単に部とあるのは重量部を示す。なお、以
下のポリウレタン樹脂の合成例、比較合成例に使用した
ポリエステルジオール(A1 )の組成、分子量、及びT
gを表1、表2に示す。表中の略号は以下の通りであ
る。 OPA:オルソフタル酸 IPA:イソフタル酸
TPA:テレフタル酸 HOPA:1,2-シクロヘキサンジカルボン酸 HTPA:1,4-シクロヘキサンジカルボン酸 4 M- HOPA:4-メチル-1,2- シクロヘキサンジカル
ボン酸 SA:セバシン酸 AA:アジピン酸 NPG:2,2-ジメチル-1,3- プロパンジオール DMH:2-ブチル-2- エチル-1,3- プロパンジオール HPN:2,2-ジメチル-3- ヒドロキシプロピル-2',2'-
ジメチル-3- ヒドロキシプロパネート CHDM:1,4-ビス(ヒドロキシメチル) シクロヘキサ
ン HBF:ビス-(4-ヒドロキシシクロヘキシル) メタン EG:エチレングリコール MDI:4,4'- ジフェニルメタンジイソシアネート 塩化ビニル系共重合体:日本ゼオン社製MR−110を
固形分濃度30%となるようにMEK/トルエン=1/
1の混合溶媒に溶解し用いた。
ラヒドロフランを溶剤としてゲル浸透クロマトグラフィ
ーにより、標準ポリスチレン換算の値を測定した。磁気
テープの磁性層の光沢は60度光沢を測定した。磁性層
角形比は振動試量型磁力計を使用し、垂直方向の角形比
を測定した。磁性層密度は、磁性層の重量と体積を測定
することにより求めた。磁性層耐摩耗性は、市販のS−
VHSビデオデッキにかけ、走行時の温度10℃で10
0回走行後の磁性層傷付きを観察し、その程度を以下の
6段階で評価した。 6:傷つきほとんどなし 5:傷つきわずかにあり 4:傷つきやや目だつ 3:傷つき顕著に目だつ、PETフィルムまで達してい
ない 2:傷つき顕著に目だつ、PETフィルム面がわずかに
見える 1:傷つき顕著に目だつ、PETフィルム面が多く見え
る
14部をトルエン40部、MEK:40部に溶解し、M
DI:29.5部を加え、80℃で10時間反応させ、
トルエン:128部、MEK:128部で希釈しポリウ
レタン樹脂(イ)を得た。ポリウレタン樹脂(イ)の特
性を表3に示す。
ウレタン樹脂(ロ)〜(ヘ)を得た。各ポリウレタン樹
脂の特性を表3に示す。
96部に溶解し、MDI:29.5部、ポリエステル
I:40部、HPN:14部を加え80℃で10時間反
応させトルエン:72部、MEK:168部で希釈しポ
リウレタン樹脂(ト)を得た。ポリウレタン樹脂(ト)
の特性を表3に示す。
ウレタン樹脂(チ)を得た。ポリウレタン樹脂(チ)の
特性を表3に示す。
ルgを使用し合成例1の製造方法同様にポリウレタン樹
脂(リ)を得た。ポリウレタン樹脂(リ)の特性を表4
に示す。この例では、分岐状グリコールと脂環族グリコ
ールの比率が特許請求の範囲外となる。
ウレタン樹脂(ヌ)〜(ワ)を得た。各ポリウレタン樹
脂の特性を表4に示す。比較合成例2では、分岐状グリ
コールと脂環族グリコールの比率が特許請求の範囲外と
なり、比較合成例3では、分岐状グリコールと脂環族グ
リコールの含有量が特許請求の範囲外となる。比較合成
例4では、芳香族二塩基酸と脂環族二塩基酸の比率が特
許請求の範囲外となり、比較合成例5では、芳香族二塩
基酸と脂環族二塩基酸の含有量が特許請求の範囲外とな
る。
ウレタン樹脂(カ)を得た。ポリウレタン樹脂(カ)の
特性を表4に示す。比較合成例6では、ポリエステルジ
オール(a)の高分子量ポリオール(A)に対する含有
量が特許請求の範囲外となる。
配合割合の組成物をボールミルにいれて24時間分散し
てから、滑剤としてステアリン酸:1部、ステアリン酸
ブチル:1部、イソシアネート化合物のコロネートL
(日本ポリウレタン工業社製):6部を硬化剤として加
え、更に1時間分散を続けて磁性塗料を得た。これを厚
み12μのポリエチレンテレフタレートフィルム上に、
乾燥後の厚みが4μになるように2,000ガウスの磁
場を印可しつつ塗布した。50℃、48時間エージング
後1/2インチ幅にスリットし、磁気テープを得た。得
られた磁気テープの特性を表5に示す。 ポリウレタン樹脂(イ)の30%溶液 100部 強磁性酸化鉄粉末(Co−γ−Fe2 O3 系BET45m2 /g) 120部 酸化アルミナ粉末(平均粒径0.2μm) 5部 シクロヘキサノン 100部 MEK 50部 トルエン 50部
テープを得た。各々の磁気テープの特性を表5に示す。
テープを得た。各々の磁気テープの特性を表6に示す。
た磁気記録媒体は磁性層の分散性、充填性が優れたもの
となり、結果として磁性層の平滑性、耐久性、磁気特性
が優れ、且つ耐摩耗性の優れた磁気記録媒体を供給する
ことができる。
Claims (1)
- 【請求項1】 強磁性粉末を結合剤中に分散させた磁性
材料を非磁性支持体上に塗布した磁気記録媒体におい
て、磁性層の結合剤成分として分子量500以上の高分
子ポリオール(A)、有機ジイソシアネート(B)、及
び必要により分子量500以下のポリオール化合物
(C)よりなるポリウレタン樹脂を含み、前記高分子ポ
リオール(A)の少なくとも50重量%がポリエステル
ジオール(A 1 )であり、該ポリエステルジオール(A
1 )の全グリコール成分の60モル%以上が分岐状グリ
コールと脂環族グリコールであり、分岐状グリコールと
脂環族グリコールの比率が20:80〜80:20(モ
ル比)であり、該ポリエステルジオール(A1 )の全酸
成分のうち80モル%以上が芳香族二塩基酸と脂環族二
塩基酸であり、芳香族二塩基酸と脂環族二塩基酸の比率
が0:100〜90:10(モル比)であることを特徴
とする磁気記録媒体。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP04674193A JP3250631B2 (ja) | 1993-03-08 | 1993-03-08 | 磁気記録媒体 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04674193A JP3250631B2 (ja) | 1993-03-08 | 1993-03-08 | 磁気記録媒体 |
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JPH06259746A JPH06259746A (ja) | 1994-09-16 |
JP3250631B2 true JP3250631B2 (ja) | 2002-01-28 |
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JP04674193A Expired - Lifetime JP3250631B2 (ja) | 1993-03-08 | 1993-03-08 | 磁気記録媒体 |
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-
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- 1993-03-08 JP JP04674193A patent/JP3250631B2/ja not_active Expired - Lifetime
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