JP3252226B2 - 磁気記録媒体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気ディスク、磁気テー
プ、磁気シート等の磁気記録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来技術】近年、磁気記録媒体は益々高性能なものが
指向され、高密度記録が可能な高電磁変換特性を具備し
た磁気ディスク、磁気テープ等の出現が望まれている。

【０００３】磁気記録媒体の電磁変換特性を向上するた
めに、従来より、飽和磁化量の大きい磁性粉の使用、磁
性粉の分散性向上、磁性層に関しては、重層化或いは角
形比、抗磁力、飽和磁束密度等の向上、更には表面平滑
度の調整等多種の試みがなされて来た。

【０００４】しかし、例えば磁性層の抗磁力及び飽和磁
束密度については、短波長領域の特性を改善するために
抗磁力の高い磁気テープを作成した場合、この領域での
出力は改善されるが、長波長領域での出力は却って大き
く低下するという問題があった。この場合、長波長領域
の出力を向上するには飽和磁束密度を上げることが必要
であるが、こうすることによって、今度は短波長領域の
出力が低下するという矛盾があった。

【０００５】また、磁性層表面の平滑性については、例
えば、特開昭61−168124号公報に、磁気記録媒体の磁性
層の表面状態を、中心線平均粗さＲ_a 〔ＪＩＳＢ0601
（1976）に定義〕と表面の凹凸の最大高さＲ_max とから
規定し、そうすることによって電磁変換特性を走行性と
ともに向上させる技術が開示されているが、この公報に
記載の技術では、走行性はある程度改善されるものの、
ＲＦ出力などの電磁変換特性を顕著に向上させることは
できなかった。

【０００６】

【発明の目的】本発明の目的は、磁性層のテープ走行方
向の抗磁力、飽和磁束密度、表面粗さを規定することに
より、長波長域、短波長域のいずれにおいても高出力を
発揮することが可能な磁気記録媒体を提供することにあ
る。

【０００７】

【発明の構成及びその作用効果】本発明は、支持体上に
磁性粉を含有する磁性層を設けてなる磁気記録媒体にお
いて、前記磁性粉が、Ｘ線による粒径測定値２００Å以
下（但し、０を除く正の値）で、かつ、平均長軸長０．
２５μｍ以下（但し、０を除く正の値）の強磁性金属粉
末であり、前記磁性層の抗磁力が１７００Ｏｅ以上、２
２００Ｏｅ以下であり、かつ、飽和磁束密度が３０００
ガウス以上、４５００ガウス以下であることを特徴とす
る磁気記録媒体に関するものである。

【０００８】

【０００９】更に、本発明は、支持体上に磁性粉を含有
する磁性層を設けてなる磁気記録媒体において、前記磁
性粉が、Ｘ線による粒径測定値２００Å以下（但し、０
を除く正の値）で、かつ、平均長軸長０．２５μｍ以下
（但し、０を除く正の値）の強磁性金属粉末であり、前
記磁性層の抗磁力が１７００Ｏｅ以上、２２００Ｏｅ以
下であり、かつ、飽和磁束密度が３０００ガウス以上、
４５００ガウス以下であり、更に、表面粗さＲ_10z が５
ｎｍ以上、２０ｎｍ以下であることを特徴とする磁気記
録媒体を提供するものである。

【００１０】本発明の磁気記録媒体は、磁性粉として強
磁性金属粉末を用い、磁性層の抗磁力及び飽和磁束密
度、更には磁性粉の粒径若しくは平均長軸長、又は表面
粗さを調整することにより、長波長域及び短波長域のい
ずれにおいても高い電磁変換特性を示すものである。

【００１１】本発明に用いることのできる強磁性金属粉
末は、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ等の単体及びこれらを主成分と
するＦｅ−Ａｌ系、Ｆｅ−Ｎｉ系、Ｆｅ−Ａｌ−Ｎｉ系
等の金属粉末であり、中でもＦｅ系のものが好ましい。
これら強磁性金属については特願平２−４１０４５８号
（特開平４−２１４２１５号公報）の段落番号００１５
に開示されている。

【００１２】前記強磁性金属の中でも、Ｘ線による粒径
測定値（Ｆｅの（110 ）回折線の積分幅を用い、Ｓｉ粉
末を基準としたシェラー法にて結晶子サイズ＝粒径を求
める。）が200 Å以下、更には100 〜180Å、かつ、平
均長軸長が0.25μｍ以下、更には0.20μｍ以下のもの
が、磁性層の表面粗さを調整する上で好ましい。

【００１３】さらに、好ましい強磁性金属粉末の構造と
しては、該強磁性金属粉末に含有されているＦｅ原子と
Ａｌ原子との含有量比が原子数比でＦｅ：Ａｌ＝100 ：
１〜100 ：20であり、かつ該強磁性金属粉末のＥＳＣＡ
による分析深度で100 Å以下の表面域に存在するＦｅ原
子とＡｌ原子との含有量比が原子数比でＦｅ：Ａｌ＝3
0：70〜70：30である構造を有するものである。或は、
Ｆｅ原子とＮｉ原子とＡｌ原子とＳｉ原子とが強磁性金
属粉末に含有され、更にＺｎ原子とＭｎ原子との少なく
とも一方が該強磁性金属粉末に含有され、Ｆｅ原子の含
有量が90原子％以上、Ｎｉ原子の含有量が１原子％以
上、10原子％未満、Ａｌ原子の含有量が0.1原子％以
上、５原子％未満、Ｓｉ原子の含有量が0.1 原子％以
上、５原子％未満、Ｚｎ原子の含有量及び／又はＭｎ原
子の含有量（但し、Ｚｎ原子とＭｎ原子との両方を含有
する場合はこの合計量）が0.1 原子％以上、５原子％未
満であり、上記強磁性金属粉末のＥＳＣＡによる分析深
度で100 Å以下の表面域に存在するＦｅ原子とＮｉ原子
Ａｌ原子とＳｉ原子とＺｎ原子及び／又はＭｎ原子の含
有量比が原子数比でＦｅ：Ｎｉ：Ａｌ：Ｓｉ（Ｚｎ及び
又はＭｎ）＝100 ：（４以下）：（10〜60）：（10〜7
0）：（20〜80）である構造を有する強磁性金属粉末等
が挙げられる。

【００１４】本発明においては、記録の高密度化に応じ
て、ＢＥＴ法による比表面積で45m²/g以上の強磁性金属
粉末が好ましく使用される。

【００１５】なお、本発明における強磁性金属粉末の比
表面積はＢＥＴ法と称されている比表面積の測定方法に
よって測定されたものを、単位グラム当たりの表面積を
平方メートルで表したものである。この比表面積ならび
にその測定方法については「粉体の測定」（J.M.Dallav
alle,ClydeorrJr 共著、弁田その他訳；産業図書社
刊）に詳しく述べられており、また「化学便覧」応用
編、P1170 〜1171（日本化学会編；丸善（株））昭和41
年４月30日発行）にも記載されている。比表面積の測定
は、例えば粉末を105 ℃前後で13分間加熱処理しながら
脱気して、上記粉末に吸着させているものを除去し、そ
の後測定装置に導入して、窒素の初期圧力を0.5kg/m²に
設定し、窒素により液体窒素温度（−105 ℃）で10分間
で吸着測定を行う。測定装置はカウンターソープ（湯浅
アイオニクス（株）製）を使用した。

【００１６】本発明に用いることのできる磁性層用の結
合剤としては、例えば特開平２−154320号公報の第３ペ
ージ右上欄２行〜第４ページ右下欄16行目に示されるも
のが挙げられる。

【００１７】その他磁性層には必要に応じて、分散剤、
潤滑剤、研磨剤、帯電防止剤及びフィラー等の添加剤等
を含有させてもよい。

【００１８】分散剤としては、例えば特開平２−249129
号公報の第４ページ左上欄３行〜11行目、或は、同２−
192017号公報の第４ページ右下欄10行〜第５ページ左上
欄20行目に示されるものが挙げられる。

【００１９】潤滑剤としては、例えば特開平２−199616
号公報の第８ページ左下欄１行〜第９ページ左下欄８行
目、或は同２−192017号公報の第５ページ右上欄２行〜
右下欄15行目に示されるものが挙げられる。

【００２０】研磨剤としては、例えば特開平１−277322
号公報の第７ページ左上欄15行〜右上欄２行目、或は同
２−192017号公報の第６ページ右上欄２行〜左下欄２行
目に示されるものが挙げられる。

【００２１】帯電防止剤としては、例えば特開平２−28
5519号公報の第３ページ右下欄16行〜第４ページ左上欄
９行目、或は同２−192017号公報の第５ページ右下欄19
行〜第６ページ右上欄２行目に示されるものが挙げられ
る。

【００２２】上記磁性層を形成するための磁性塗料に配
合される溶剤としては、例えば特開平１−159828号公報
の第８ページ右上欄１行〜16行目、或は同２−192017号
公報第６ページ左下欄13行〜右上欄２行目に示されるも
のが挙げられる。

【００２３】本発明において使用される磁性塗料は、強
磁性粉末、結合剤、分散剤、潤滑剤、研磨剤、帯電防止
剤等を溶媒中で混練及び分散して製造される。磁性塗料
の混練及び分散に使用される混練分散機の例としては、
二本ロールミル、三本ロールミル、ボールミル、トロン
ミル、ペブルミル、コンボルミル、サンドミル、サンド
グラインダー、Szegveri アトライター、高インペラー
分散機、高速度衝撃ミル、高速ストーンミル、ディスパ
ー、高速ミキサー、ホモジナイザー、超音波分散機、オ
ープンニーダー、連続ニーダー、加圧ニーダー、プラネ
タリーニーダー等が挙げられる。

【００２４】上記磁気記録媒体の支持体としては、例え
ば特開平２−260112号公報の第２ページ右下欄６行〜第
３ページ左上欄11行目、或は同２−192017号公報の第７
ページ左上欄17行〜右上欄５行目に示されるものが挙げ
られる。

【００２５】本発明の磁気記録媒体は、図１に示すよう
に、ポリエチレンテレフタレート等の非磁性支持体１上
に磁性層２を有し、必要あればこの磁性層とは反対側の
面にバックコート層（ＢＣ層）３が設けられている構成
のものである。また、磁性層２上にオーバーコート層
（ＯＣ層）を設けてもよい。また、磁性層と支持体との
間に下引き層（ＵＣ層）を設けたものであってもよい。
また非磁性支持体１にコロナ放電処理を施してもよい。

【００２６】非磁性支持体上に上記磁性層を形成するた
めの塗布方式の例としては、エアードクターコート、エ
アーナイフコート、ブレードコート、スクイズコート、
含浸コート、トランスファコート、リバースロールコー
ト、キスコート、グラビアコート、キャストコート、ス
プレイコート等が挙げられる。

【００２７】非磁性支持体上に塗布された磁性層は、磁
場配向処理しながら乾燥される。次に、カレンダリング
により表面平滑化処理が行われる。その後、必要に応じ
てバーニッシュ処理或いはブレード処理を行ってスリッ
ティングされる。

【００２８】上記の方法によって作成される磁気記録媒
体の磁性層は、抗磁力が1700〜2200Ｏｅ、飽和磁束密度
が3000〜4500ガウスのものであるが、好ましい抗磁力は
1700〜2000Ｏｅ、飽和磁束密度は3100〜4000ガウスであ
り、更に好ましい抗磁力は1700〜1900Ｏｅ、飽和磁束密
度は3300〜3900ガウスである。

【００２９】抗磁力が1700Ｏｅ未満では、減磁し易いた
め、短波長域でのＲＦ出力が得られなくなり、2200Ｏｅ
を超えると、ヘッドの媒体に対する書き込み能力が不足
するため、短波長域、長波長域のＲＦ出力が得られなく
なる。また、飽和磁束密度が3000ガウス未満では、磁性
粉の充填率が低下するため、全帯域におけるＲＦ出力が
全く得られなくなり、4500ガウスを超えると、媒体作製
中に磁性粉間の相互引力が大きくなり、結果的に凝集状
態となるため、全帯域で大きなＲＦ出力は得られなくな
る。即ち、抗磁力、飽和磁束密度共に上記範囲を外れた
場合には本発明の効果は発揮されない。

【００３０】磁性層の抗磁力を本発明の範囲に調整する
には、磁性塗料の分散性、磁場配向の条件、カレンダー
処理条件、磁性粉の形状等をコントロールする方法があ
る。

【００３１】また、磁性層の飽和磁束密度を本発明の範
囲に調整する方法としては、磁性塗料の分散性、磁場配
向の条件、カレンダー条件等のコントロールが挙げられ
る。

【００３２】本発明においては、磁性層の表面粗さＲ
_10Z を10〜18nmとするのが好ましく、12〜15nmとするの
が一層好ましい。

【００３３】本発明に係る表面粗さＲ_10Z とは、図２に
示すように磁気記録媒体を幅方向の中点Ｐから±２mm
（図ではＲで示す）の範囲で長手方向に基準長だけ垂直
に切断したとき、その切断面における外表面輪郭曲線を
切る水平線に平行な直線のうち、高い方から10番目に低
い山頂を通るものと深い方から10番目に浅い谷底を通る
ものを選び、この２本の直線（ｌ₁ 及びｌ₂ ）間の距離
ｄを表面輪郭曲線の縦倍率の方向に測定した値を指すも
のである。

【００３４】上記のＲ_10Z を測定するには、タリステッ
プ粗さ計（ランク・テイラ・ホブソン社製）を用い、測
定条件としては、スタイラスを2.5 ×0.1 μｍ、針圧を
２mg、カット・オフ・フィルターを0.33Hz、測定スピー
ドを2.5 μｍ／sec 、基準長を0.5mm とした。なお、粗
さ曲線においては0.002 μｍ以上の凹凸はカットしてい
る。

【００３５】上記のＲ_10Z を20nm以下にコントロールす
るには、例えば前記の製造工程においてカレンダー条件
を設定し、磁性層の表面平滑状態をコントロールすれば
よい。即ち、この表面平滑化処理においては、カレンダ
ー条件として制御する因数は温度、線圧力、Ｃ／Ｓ（コ
ーティングスピード）等を挙げることができる。また、
その他の因数としては、磁性層中への添加粒子のサイズ
や量等がある。

【００３６】本発明の目的達成のためには、通常、上記
温度を50〜140 ℃、上記線圧力を50〜400kg/cm、上記Ｃ
／Ｓを20〜600m/minに保持することが好ましい。これら
の数値の範囲を外れると、磁性層の表面粗さを前記の如
く特定することが困難になるか、あるいはそれが不可能
となることがある。

【００３７】

【実施例】以下、本発明を具体的な実施例につき説明す
る。以下に示す成分、割合、操作順序等は、本発明の精
神から逸脱しない範囲において種々変更しうる。

【００３８】実施例１〜10、比較例１〜５ 強磁性金属粉末 100重量部 スルホン酸ナトリウム基含有ポリウレタン 10重量部 （東洋紡社製 ＵＲ−8300） スルホン酸カリウム基含有塩化ビニル系樹脂 10重量部 （日本ゼオン社製のＭＲ−110 ） α−アルミナ 8重量部 ステアリン酸 1重量部 ブチルステアレート 1重量部 シクロヘキサノン 100重量部 メチルエチルケトン 100重量部 トルエン 100重量部

【００３９】上記組成物をボールミルにて50時間分散
し、0.5 μｍフィルターで濾過し、ポリイソシアネート
化合物（日本ポリウレタン社製のコロネートＬ）５重量
部を添加し、磁性塗料を得た。この塗料を非磁性支持体
上に塗布し、その後、配向（4000ガウス）乾燥し、80℃
でカレンダー処理を行い、2.5 μｍ厚の磁性層を形成し
た。この後下記組成のバックコート用塗料をボールミル
に入れ、70時間混練分散した後１μｍフィルタで濾過
し、ポリイソシアネート化合物（日本ポリウレタン社製
のコロネートＬ）20重量部を添加して調製し、これを磁
性層の反対側の面に0.5 μｍに塗布し、更に８mm幅にス
リットして８mmビデオテープを作成した。

【００４０】バックコート層用塗布液組成： カーボンブラック（Ａ）（平均粒子径 30nm） 70重量部 カーボンブラック（Ｂ）（平均粒子径 60nm） 30重量部 ニトロセルロース 30重量部 ポリウレタン系樹脂 30重量部 シクロヘキサノン 200重量部 メチルエチルケトン 200重量部 トルエン 200重量部

【００４１】上記各例の内容の詳細及び評価の結果を表
１に示す。なお、性能評価の方法は以下の通りである。

【００４２】〈ＲＦ−出力、Ｙ−ＣＮ評価法〉 （１）８m/m ビデオデッキを用いて測定する。 （２）ジェネレーターにて７ＭHzの信号を録画する。 （３）このテープを再生し、スペクトラム・アナライザ
ーを用いて再生信号を分析する。 （４）このときの７ＭHz及び２ＭHzにおける出力値（ｄ
Ｂ）をＲＦ出力とする。 （５）このときの６ＭHzと７ＭHz及び１ＭHzと２ＭHzと
の出力差（ｄＢ）をＹ−ＣＮとする。

【００４３】 表−１Ａ 実施例 １ ２ ３ ４ ５ ──────────────────────────── 強磁性金属粉末 種類 (1) (1) (1) (1) (1) 抗磁力（Ｏｅ） 1750 1700 2150 1800 1730 長軸長（μｍ） 0.16 0.18 0.15 0.15 0.25 粒径（Å） 165 175 150 200 210 磁性層 抗磁力（Ｏｅ） 1770 1700 2180 1830 1750 飽和磁束密度(Gauss) 3200 3010 3700 3900 4300 表面粗さ（nm） 17 20 13 10 23 ７ＭHzのＲＦ出力(dB) 2.5 2.0 3.5 4.0 1.5 Ｙ−ＣＮ（dB） 2.5 2.0 3.0 3.5 1.5 ２ＭHzのＲＦ出力(dB) 1.5 2.0 3.0 3.0 3.5 Ｙ−ＣＮ(dB) 1.5 1.5 2.5 3.0 2.5但し、上記５は比較例である。

【００４４】＊磁性粉種類 （１）Ｆｅ−Ａｌ系 Ｆｅ：Ａｌ＝100 ：５（原
子数比）−全体 Ｆｅ：Ａｌ＝ 50 ：50（原子数比）−表層 ＢＥＴ値 57m²/g （２）Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系 Ｆｅ：Ｎｉ：Ｃｏ＝100 ：
５：５−全体 ＢＥＴ値 54m²/g （３）Ｆｅ−Ａｌ−Ｎｉ系 Ｆｅ：Ａｌ：Ｎｉ＝100 ：
４：５−全体 ＢＥＴ値 58m²/g

【００４５】

【００４６】

【００４７】以上の結果から明白なように、本発明の構
成を有する磁気記録媒体は、高波長域及び低波長域のい
ずれにおいても高い電磁変換特性を有する優れたもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】磁気記録媒体の断面図の例である。

【図２】磁性層の表面粗さＲ_10Z を測定するときの状況
を説明する図である。

【符号の説明】

１ 支持体 ２ 磁性層 ３ バックコート層 ４ 中間層

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−71822（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−239424（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−19524（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−168124（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持体上に磁性粉を含有する磁性層を設
   けてなる磁気記録媒体において、 前記磁性粉が、Ｘ線による粒径測定値２００Å以下（但
   し、０を除く正の値）で、かつ、平均長軸長０．２５μ
   ｍ以下（但し、０を除く正の値）の強磁性金属粉末であ
   り、 前記磁性層の抗磁力が１７００Ｏｅ以上、２２００Ｏｅ
   以下であり、かつ、飽和磁束密度が３０００ガウス以
   上、４５００ガウス以下であることを特徴とする磁気記
   録媒体。
2. 【請求項２】 支持体上に磁性粉を含有する磁性層を設
   けてなる磁気記録媒体において、 前記磁性粉が、Ｘ線による粒径測定値２００Å以下（但
   し、０を除く正の値）で、かつ、平均長軸長０．２５μ
   ｍ以下（但し、０を除く正の値）の強磁性金属粉末であ
   り、 前記磁性層の抗磁力が１７００Ｏｅ以上、２２００Ｏｅ
   以下であり、かつ、飽和磁束密度が３０００ガウス以
   上、４５００ガウス以下であり、 更に、表面粗さＲ_10z が５ｎｍ以上、２０ｎｍ以下であ
   ることを特徴とする磁気記録媒体。（但し、Ｒ_10z と
   は、磁気記録媒体を幅方向の中点から±２ｍｍの範囲で
   長手方向に基準長だけ垂直に切断したとき、その切断面
   における外表面輪郭曲線を切る水平線に平行な直線のう
   ち、高い方から１０番目に低い山頂を通るものと、深い
   方から１０番目に浅い谷底を通るものを選び、この２本
   の直線間の距離を表面輪郭曲線の縦倍率の方向に測定し
   た値をいう。）