JP3277289B2 - 磁気記録媒体 - Google Patents
磁気記録媒体Info
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- JP3277289B2 JP3277289B2 JP07761392A JP7761392A JP3277289B2 JP 3277289 B2 JP3277289 B2 JP 3277289B2 JP 07761392 A JP07761392 A JP 07761392A JP 7761392 A JP7761392 A JP 7761392A JP 3277289 B2 JP3277289 B2 JP 3277289B2
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Description
さらに詳しくは、C/N比特性、オーバーライト特性、
ヘッドクロッグ特性および走行耐久性に優れる磁気録媒
体に関する。
気記録媒体は、強磁性粉を含む磁性層を、非磁性支持体
上に形成しているが、磁性粉末を含有する層を上層に、
非磁性粉末を含有する層を下層に設けてなる重層構造の
磁気記録媒体(たとえば、特開昭63−187418
号、特開昭63−191315号公報)が提案されてい
る。
においては、単に、下層に非磁性粉末を含有する非磁性
層を設け、あるいは、研磨剤を使用したにすぎないの
で、磁性層における表面の粗さを好ましい範囲にコント
ロールすることができず、また、エッジからの粒おちを
防ぐことができず、しかも、上層の膜厚がいずれも0.
5μm以上であるので、デジタル記録媒体として必要な
高C/N比特性、オーバーライト特性、ヘッドクロッグ
特性および走行耐久性を十分に満足するのは困難であ
る。
決し、C/N比特性、オーバーライト特性、ヘッドクロ
ッグ特性および走行耐久性に優れる磁気録媒体を提供す
ることにある。
ためにこの発明者らが研究したところ、磁気記録媒体に
おける磁性層からなる最上層が、所定の新モース硬度お
よび平均粒径を有する研磨剤を所定の割合で含有すると
共に、下層が、非磁性粉末を含有する非磁性層を有する
ことにより、磁性層の表面粗さを一定の範囲にコントロ
ールすることができ、その結果として、優れた高C/N
比特性、オーバーライト特性、ヘッドクロッグ特性およ
び走行耐久性を有する磁気記録媒体を得られることを見
いだし、この発明に到達した。
項1に記載の発明は、非磁性支持体上に、非磁性粉末を
含有する非磁性層を有する下層と、磁性粉末および研磨
剤を含有する磁性層からなる最上層とを、この順に積層
してなり、前記磁性層からなる最上層が、新モース硬度
が6以上15以下であると共に平均粒径が0.05μm
以上0.5μm以下である研磨剤を、前記磁性粉末10
0重量部に対して7〜20重量部の割合で含有し、か
つ、その層の厚さが0.1μm以上0.5μm未満であ
り、前記非磁性層が、新モース硬度が6以上15以下で
あると共に平均粒径が0.05μm以上0.6μm以下
である研磨剤を含有し、かつ前記磁性層からなる最上層
の表面粗さR10Z が5〜20nmであり、前記下層が湿
潤状態にあるときに最上層が設けられてなることを特徴
とする磁気記録媒体であり、請求項2に記載の発明は、
前記磁性層からなる最上層が、新モース硬度が6以上1
5以下であると共に平均粒径が0.05〜0.3μmで
ある研磨剤を含有する前記請求項1に記載の磁気記録媒
体であり、請求項3に記載の発明は、前記下層が、平均
粒径が1〜300nmであると共に球状であるところの
非磁性粉末を含有する層である前記請求項1又は2のい
ずれか1項に記載の磁気記録媒体であり、請求項4に記
載の発明は、前記磁性層からなる最上層が、平均粒径が
10〜300nmである導電性微粉末を含有する前記請
求項1〜3のいずれか1項に記載の磁気記録媒体であ
る。
述する。−磁気記録媒体の構成−この発明の磁気記録媒
体は、非磁性支持体上(A)に、非磁性粉末を含有する
非磁性層を有する下層(B)と、磁性粉末および研磨剤
を含有する磁性層からなる最上層(C)とを、この順に
積層してなる。
ラスチックを挙げることができる。このプラスチックと
しては、たとえばポリエステル類、たとえばポリエチレ
ンテレフタレート、およびポリエチレン−2,6−ナフ
タレート、ポリオレフィン類、たとえばポリプロピレ
ン、セルロース誘導体、たとえばセルローストリアセテ
ート、およびセルロースダイアセテート、ポリアミド、
並びにポリカーボネートを挙げることができる。前記非
磁性支持体の形態は特に制限はなく、たとえば、主にテ
ープ状、フィルム状、シート状、カード状、ディスク
状、ドラム状がある。
が、たとえばフィルム状やシート状の場合は通常3〜1
00μm、好ましくは5〜50μmであり、ディスクや
カード状の場合は30μm〜10mm程度、ドラム状の
場合はレコーダーに応じて適宜に選択される。なお、こ
の非磁性支持体は単層構造のものであっても多層構造の
ものであってもよい。また、この非磁性支持体は、たと
えばコロナ放電処理の表面処理を施されたものであって
もよい。また、非磁性支持体上の上記磁性層が設けられ
ていない面(裏面)には、たとえば、磁気記録媒体の走
行性の向上、帯電防止および転写防止を目的として、バ
ックコート層を設けるのが好ましく、また磁性層と非磁
性支持体との間には、下引き層を設けることもできる。
に制限はなく、種々の方法を用いて形成することができ
る。下層は、非磁性支持体上に単層あるいは複数層をも
って形成される。
剤、導電性微粉末、バインダーおよびその他の成分を含
有してもよい。
選択して使用することができる。使用することのできる
非磁性粉末としては、例えば、カーボンブラック、グラ
ファイト、酸化チタン、硫酸バリウム、ZnS、MgC
O3 、CaCO3 、ZnO、CaO、二硫化タングステ
ン、二硫化モリブデン、窒化ホウ素、MgO、SnO
2 、SiO2 、Cr2 O3 、α−Al2 O3 、SiC、
酸化セリウム、コランダム、人造ダイヤモンド、α−酸
化鉄、ザクロ石、ガーネット、ケイ石、窒化ケイ素、窒
化ホウ素、炭化ケイ素、炭化モリブデン、炭化ホウ素、
炭化タングステン、チタンカーバイド、トリボリ、ケイ
ソウ土、およびドロマイトを挙げることができる。これ
らの中でも好ましいのは、カーボンブラック、CaCO
3 、酸化チタン、硫酸バリウム、α−Al2 O3 、およ
びα−酸化鉄である。
磁性粉末を用いるのが好ましい。前記非磁性粉末の平均
粒子径としては、通常1〜300nmであり、好ましく
は、1〜100nmであり、特に好ましくは、1〜50
nmである。球状の、しかも前記範囲の平均粒径を有す
る非磁性粉末を使用すると、非磁性層中の非磁性粉末に
よる磁性層の表面粗さに悪影響が生じない点で好まし
い。
量としては、非磁性層を構成する全成分の合計に対して
50〜99重量%、好ましくは、60〜95重量%、特
に好ましくは、75〜95重量%である。非磁性粉末の
含有量が前記範囲内にあると、良好な最上層の磁性層の
表面粗さR10Z にすることができる。
ナ、溶融アルミナ、酸化クロム、酸化チタン、α−酸化
鉄、酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化タングステン、炭化
モリブデン、炭化ホウ素、コランダム、酸化亜鉛、酸化
セリウム、酸化マグネシウム、および窒化ホウ素を挙げ
ることができる。これらの中でも、α−アルミナが好ま
しい。
5〜0.6μmであり、好ましくは0.05〜0.5μ
mであり、特に好ましくは、0.05〜0.3μmであ
る。前記研磨剤は、新モース硬度が6以上であるのが好
ましい。なお、ここで新モース硬度とは、基準となる1
5種の鉱物と比較することにより検体の硬度を決定する
ところの、経験的な硬度の尺度であり、最も軟質なもの
を1とし、最も硬質なものを15とする。
と、滑石1、石膏2、方解石3、蛍石4、燐灰石5、正
長石6、石英7、水晶8、黄玉9、ざくろ石10、ジル
コン11、アルミナ12、炭化珪素13、炭化硼素1
4、ダイヤモンド15である。これら基準鉱物と検体と
を互いにこすりあわせることにより、硬さを比較して1
〜15の段階で硬度を決定する。
は、3〜20重量部であり、好ましくは、5〜15重量
部であり、特に好ましくは、5〜10重量部である。こ
の発明においては、研磨剤が上述した所定の平均粒子
径、新モース硬度および配合量の条件を満たすと、エッ
ジからの粒おちを防ぎ、良好なC/N比特性および走行
耐久性を得ることができる。
ボンブラック、グラファイト、金属粒子、および金属酸
化物の顔料を導電性物質でコーティング処理したものを
挙げることができる。この金属粒子としては、たとえば
酸化錫、銀粉、酸化銀、硝酸銀、銀の有機化合物、銅粉
を挙げることができる。上記金属酸化物としては、酸化
亜鉛、硫酸バリウム、酸化チタンを挙げることができ
る。上記導電性物質としては、酸化錫被膜またはアンチ
モン固溶酸化錫被膜を挙げることができる。下層に用い
られる前記導電性微粉末の平均粒子径としては、5〜5
0nmであり、より好ましくは、5〜30nmである。
前記導電性微粉末の含有量としては、非磁性粉末、高透
磁率材料またはこれらの組合せ100重量部に対して、
導電性微粉末の含有量は1〜20重量部であり、より好
ましくは、5〜15重量部である。
磁性層が含有すると、より好ましいヘッドクロッグ特性
および走行耐久性を得ることができる。
ン、ポリエステル、塩化ビニル系樹脂が代表的なもので
あり、この塩化ビニル系樹脂としては、たとえば塩化ビ
ニル系共重合体が挙げられる。これらの樹脂は−SO3
M、−OSO3M、−COOMおよび−PO(OM1 )2
から選ばれた少なくとも一種の極性基を有する繰り返
し単位を含むことが好ましい。ただし、上記極性基にお
いて、MおよびM 1 は水素原子あるいはアルカリ金属、
たとえば、Na、K、Liを表わす。
る作用があり、各樹脂中の含有率は0.1〜8.0モル
%、好ましくは0.5〜6.0モル%である。この含有
率が0.1モル%未満であると、磁性粉末の分散性が低
下し、また含有率が8.0モル%を超えると、磁性塗料
がゲル化し易くなる。なお、前記各樹脂の重量平均分子
量は、15,000〜50,000の範囲が好ましい。
含有する層のバインダーの含有量は、磁性粉末100重
量部に対して通常、10〜40重量部、好ましくは15
〜30重量部である。バインダーは一種単独に限らず、
二種以上を組み合わせて用いることができるが、この場
合、ポリウレタンおよび/またはポリエステルと塩化ビ
ニル系樹脂との比は、重量比で通常、90:10〜1
0:90であり、好ましくは70:30〜30:70の
範囲である。
性基含有塩化ビニル系共重合体は、たとえば水酸基を有
する共重合体と下記の極性基および塩素原子を有する化
合物との付加反応により合成することができる。水酸基
を有する共重合体としては、たとえば塩化ビニル−ビニ
ルアルコール共重合体が挙げられる。 ClCH2CH2SO3M、 Cl−CH2CH2OSO3M、 Cl−CH2COOM 、 Cl-CH2-P(=O)(OM1)2 ただし、上記極性基において、MおよびM 1 は水素原子
あるいはアルカリ金属、たとえば、Na、K、Liを表
わす。 これらの化合物から Cl-CH2CH2SO3Na を例にと
り、上記反応を説明すると、次のようになる。 −CH2C(OH)H −+ ClCH2CH2SO3Na→ −CH2C(OCH2CH2SO3Na)H−
は、極性基を含む繰り返し単位が導入される不飽和結合
を有する反応性モノマーの所定量を反応容器の一つであ
るオートクレーブに仕込み、一般的な重合開始剤である
たとえばラジカル重合開始剤、 レドックス重合開始剤、
又はカチオン重合開始剤を用いて重合反応を行なうこと
により、得ることができる。上記ラジカル重合開始剤と
しては、たとえば、BPO(ベンゾイルパーオキシ
ド)、およびAIBN(アゾビスイソブチロニトリル)
を挙げることができる。
応性モノマーの具体例としては、たとえば、不飽和炭化
水素スルホン酸およびこれらの塩を挙げることができ、
この不飽和炭化水素スルホン酸としては、ビニルスルホ
ン酸、アリルスルホン酸、メタクリルスルホン酸、およ
びp−スチレンスルホン酸を挙げることができる。カル
ボン酸もしくはその塩を導入するときは、例えば(メ
タ)アクリル酸やマレイン酸を用い、リン酸もしくはそ
の塩を導入するときは、例えば(メタ)アクリル酸−2
−リン酸エステルを用いればよい。
入されていることが好ましい。このようにすると、重合
体の熱安定性が向上するからである。エポキシ基を導入
する場合、エポキシ基を有する繰り返し単位の共重合体
中における含有率は、1〜30モル%が好ましく、1〜
20モル%がより好ましい。エポキシ基を導入するため
のモノマーとしては、たとえばグリシジルアクリレート
が好ましい。
導入技術に関しては、たとえば特開昭57−44227
号、同58−108052号、同59−8127号、同
60−101161号、同60−235814号、同6
0−238306号、同60−238371号、同62
−121923号、同62−146432号、同62−
146433号の公報に記載があり、この発明において
もこれらを利用することができる。
リウレタンの合成について述べる。一般に、ポリエステ
ルはポリオールと多塩基酸との反応により得られる。こ
の公知の方法を用いて、ポリオールと一部に極性基を有
する多塩基酸から、極性基を有するポリエステル(ポリ
オール)を合成することができる。
−スルホイソフタル酸、2−スルホイソフタル酸、4−
スルホイソフタル酸、3−スルホフタル酸、およびこれ
らのナトリウム塩、カリウム塩を挙げることができる。
メチロ−ルプロパン、ヘキサントリオ−ル、グリセリ
ン、トリメチロ−ルエタン、ネオペンチルグリコ−ル、
ペンタエリスリト−ル、エチレングリコ−ル、プロピレ
ングリコ−ル、1,3−ブタンジオ−ル、1,4−ブタ
ンジオ−ル、1,6−ヘキサンジオ−ル、ジエチレング
リコ−ル、およびシクロヘキサンジメタノ−ルを挙げる
ことができる。なお、他の極性基を導入したポリエステ
ルも公知の方法で合成することができる。
は、ポリオールとポリイソシアネートとの反応から得ら
れる。ポリオールとしては、一般にポリオールと多塩基
酸との反応によって得られるポリエステルポリオールが
使用されている。したがって、極性基を有するポリエス
テルポリオールを原料として用いれば、極性基を有する
ポリウレタンを合成することができる。
ば、ジフェニルメタン−4−4′−ジイソシアネート
(MDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HMD
I)、トリレンジイソシアネート(TDI)、1,5−
ナフタレンジイソシアネート(NDI)、トリジンジイ
ソシアネート(TODI)、およびリジンイソシアネー
トメチルエステル(LDI)が挙げられる。
合成方法として、水酸基を有するポリウレタンと極性基
および塩素原子を有する下記の化合物との付加反応も有
効である。 Cl−CH2CH2SO3M、 Cl−CH2CH2OSO2M、 Cl −CH2COOM、 Cl-CH2-P(=O)(OM1)2 ただし、上記極性基において、MおよびM 1 は水素原子
あるいはアルカリ金属、たとえば、Na、K、Liを表
わす。 なお、ポリウレタンへの極性基導入に関する技術
としては、たとえば、特公昭58−41565号、特開
昭57−92422号、同57−92423号、同59
−8127号、同59−5423号、同59−5424
号、および同62−121923号の公報に記載があ
り、この発明においてもこれらを利用することができ
る。
記の樹脂を全バインダーの20重量%以下の使用量で併
用することができる。その樹脂としては、たとえば、重
量平均分子量が10,000〜200,000である、
塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−塩化ビ
ニリデン共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル共重
合体、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、ポリア
ミド樹脂、ポリビニルブチラール、セルロース誘導体
(例えば、ニトロセルロース)、スチレン−ブタジエン
共重合体、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、
メラミン樹脂、フェノキシ樹脂、シリコーン樹脂、アク
リル系樹脂、尿素ホルムアミド樹脂、および各種の合成
ゴム系樹脂が挙げられる。
加剤をその他の成分として含有させることができ、添加
剤としては、たとえば、潤滑剤、耐久性向上剤、分散
剤、帶電防止剤および充填剤を挙げることができる。潤
滑剤としては、脂肪酸および/または脂肪酸エステルを
使用することができる。この場合、脂肪酸の添加量は、
非磁性粉末または高透磁率材料に対して0.2〜10重
量%が好ましく、0.5〜5重量%がより好ましい。添
加量が0.2重量%未満であると、走行性が低下し易
く、また10重量%を超えると、脂肪酸が磁性層の表面
にしみ出したり、出力低下が生じ易くなる。
粉末または高透磁率材料に対して0.2〜10重量%が
好ましく、0.5〜5重量%がより好ましい。その添加
量が0.2重量%未満であると、スチル耐久性が劣化し
易く、また10重量%を超えると、脂肪酸エステルが磁
性層からなる最上層、下層の表面にしみ出したり、出力
低下が生じ易くなる。
効果をより高めたい場合には、脂肪酸と脂肪酸エステル
は重量比で10:90〜90:10が好ましい。脂肪酸
としては一塩基酸であっても二塩基酸であってもよく、
炭素数は6〜30が好ましく、12〜22の範囲がより
好ましい。
ロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリス
チン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、イソステアリン
酸、リノレン酸、オレイン酸、エライジン酸、ベヘン
酸、マロン酸、コハク酸、マレイン酸、グルタル酸、ア
ジピン酸、ピメリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、
1,12−ドデカンジカルボン酸、およびオクタンジカ
ルボン酸が挙げられる。
ば、オレイルオレート、イソセチルステアレート、ジオ
レイルマレート、ブチルステアレート、ブチルパルミテ
ート、ブチルミリステート、オクチルミリステート、オ
クチルパルミテート、ペンチルステアレート、ペンチル
パルミテート、イソブチルオレエート、ステアリルステ
アレート、ラウリルオレエート、オクチルオレエート、
イソブチルオレエート、エチルオレエート、イソトリデ
シルオレエート、2−エチルヘキシルステアレート、2
−エチルヘキシルパルミテート、イソプロピルパルミテ
ート、イソプロピルミリステート、ブチルラウレート、
セチル−2−エチルヘキサレート、ジオレイルアジペー
ト、ジエチルアジペート、ジイソブチルアジペート、ジ
イソデシルアジペート、オレイルステアレート、2−エ
チルヘキシルミリステート、イソペンチルパルミテー
ト、イソペンチルステアレート、ジエチレングリコール
−モノ−ブチルエーテルパルミテート、およびジエチレ
ングリコール−モノ−ブチルエーテルパルミテートが挙
げられる。
潤滑剤として、例えばシリコーンオイル、グラファイ
ト、フッ化カーボン、二硫化モリブデン、二硫化タング
ステン、脂肪酸アミド、およびα−オレフィンオキサイ
ドも使用することができる。
トを挙げることができ、ポリイソシアネートとしては、
芳香族ポリイソシアネートおよび脂肪族ポリイソシアネ
ートが挙げられる。芳香族ポリイソシアネートとして
は、たとえばトリレンジイソシアネート(TDI)と活
性水素化合物との付加体を挙げることができ、脂肪族ポ
リイソシアネートとしては、たとえばヘキサメチレンジ
イソシアネート(HMDI)と活性水素化合物との付加
体を挙げることができる。なお、前記ポリイソシアネー
トの重量平均分子量は、100〜3,000の範囲にあ
ることが望ましい。
酸;これらのアルカリ金属の塩またはアルカリ土類金属
の塩あるいはこれらのアミド;ポリアルキレンオキサイ
ドアルキルリン酸エステル;レシチン;トリアルキルポ
リオレフィンオキシ第四アンモニウム塩;並びにカルボ
キシル基およびスルホン酸基を有するアゾ系化合物を挙
げることができる。上記炭素数12〜18の脂肪酸とし
ては、たとえば、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン
酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、およ
びオレイン酸を挙げることができる。これらの分散剤
は、通常、非磁性粉に対して0.5〜5重量%の範囲で
用いられる。
界面活性剤、たとえば、第四級アミン;酸基を含むアニ
オン界面活性剤、たとえば、スルホン酸、硫酸、リン
酸、リン酸エステル、又はカルボン酸基を含むアニオン
界面活性剤;両性界面活性剤、たとえば、アミノスルホ
ン酸;天然界面活性剤、たとえば、サポニンを挙げるこ
とができる。上述した帯電防止剤は、通常、バインダー
に対して0.01〜40重量%の範囲で添加される。
することの外は特に制限はなく、種々の方法を用いて形
成することができる。
であり、好ましくは、0.1〜0.4μmである。磁性
層の厚さが前記範囲内にあると、前述した下層が非磁性
粉末または高透磁率材料を含有することと相俟ってデジ
タル記録媒体としての必要な各種の特性が改善される。
逆に、この層の厚さが0.5μmを越えると、良好なC
/N比特性を得ることができない。
50nm以下であり、好ましくは30nm以下であり、
特に好ましくは、5〜20nmである。この表面粗さR
10Z が、5〜20nmの範囲であると、良好なC/N比
特性を得ることができてより好ましい。前記表面粗さ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2においては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とを選び、この2
本の直線(L1 および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。
ステップ粗さ計(ランク・テイラ・ホブソン社製)を用
い、測定に際しては、スタイラスを2.5×0.1μ
m、針圧を2mg、カット・オフ・フィルターを0.3
3Hz、測定スピードを2.5μm/sec、基準長を
0.5mmとする測定条件を採用することができる。な
お、粗さ曲線においては0.002μm以下の凹凸はカ
ットしている。
は、例えば、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。
すなわち、カレンダー条件としての、たとえば、温度、
線圧力、C/S(コーティングスピード)の因子を制御
すればよい。また、必要に応じてその他の因子である磁
性層中への添加粒子のたとえば、サイズや量を制御すれ
ばよい。
記温度を50〜140℃、前記線圧力を50〜400K
g/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R10Z を前記のように特定することが
困難になる、あるいは、不可能になることがある。
する。さらに、磁性層からなる最上層は導電性微粉末、
バインダーおよびその他の成分を含有してもよい。
磁性酸化鉄粉末、強磁性金属粉末、および六方晶板状粉
末を挙げることができる。これらの中でも、後述する強
磁性金属粉末や六方晶板状粉末を好適に用いることがで
きる。前記強磁性酸化鉄粉末としては、たとえば、γ−
Fe2 O3 、Fe3 O4 、または、これらの中間酸化鉄
でFeOx (1.33<x<1.5)で表わされるもの
や、Coが付加されたもので(コバルト変性)Co−F
eOx (1.33<x<1.5)で表わされるものを挙
げることができる。
をはじめ、Fe−Al系、Fe−Al−Ni系、Fe−
Al−Zn系、Fe−Al−Co系、Fe−Al−Ca
系、Fe−Ni系、Fe−Ni−Al系、Fe−Ni−
Co系、Fe−Ni−Si−Al−Mn系、Fe−Ni
−Si−Al−Zn系、Fe−Al−Si系、Fe−N
i−Zn系、Fe−Ni−Mn系、Fe−Ni−Si
系、Fe−Mn−Zn系、Fe−Co−Ni−P系、N
i−Co系の金属粉末及びたとえば、Fe、Ni、Co
を主成分とするメタル磁性粉末が挙げられる。中でも、
Fe系金属粉末が電気的特性に優れる。
と、たとえば、Fe−Al系、Fe−Al−Ca系、F
e−Al−Ni系、Fe−Al−Zn系、Fe−Al−
Co系、Fe−Ni−Si−Al−Zn系、およびFe
−Ni−Si−Al−Mn系のFe−Al系強磁性金属
粉末が好ましい。
属粉末は、鉄を主成分とする金属磁性粉末であり、A
l、または、AlおよびCaを、Alについては重量比
でFe:Al=100:0.5〜100:20、Caに
ついては重量比でFe:Ca=100:0.1〜10
0:10の範囲で含有するのが望ましい。
ことで耐蝕性が著しく改良され、またFe:Caの比率
をこのような範囲にすることで電磁変換特性を向上さ
せ、ドロップアウトを減少させることができる。電磁変
換特性の向上やドロップアウトの減少がもたらされる理
由は明らかでないが、分散性が向上することによる保磁
力のアップや凝集物の減少が理由として考えられる。
型電子顕微鏡により観測されるその平均長軸長が0.2
5μm未満、好ましくは0.10〜0.22μm、更に
好ましくは0.10〜0.17μmで、かつ、X線回折
法による結晶子サイズが200Å未満、特に100〜1
80Åであることが好ましい。強磁性粉末の平均長軸長
および結晶子サイズが前記範囲内にあると、さらに電磁
変換特性の向上を図ることができる。
は、その保磁力(Hc)が通常600〜5,000 O
eの範囲にあることが好ましい。この保磁力が600
Oe未満であると、電磁変換特性が劣化することがあ
り、また保磁力が5,000 Oeを超えると、通常の
ヘッドでは記録不能になることがあるので好ましくな
い。
飽和磁化量(σs )が通常、70emu/g以上である
ことが好ましい。この飽和磁化量が70emu/g未満
であると、電磁変換特性が劣化することがある。さらに
この発明においては、記録の高密度化に応じて、BET
法による比表面積で30m2 /g以上、特に、45m2
/g以上の強磁性金属粉末が好ましく用いられる。
ては、「粉体の測定」(J.M.Dallavelle,Clyeorr Jr.共
著、牟田その他訳;産業図書社刊)に詳述されており、
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。
℃前後で13分間加熱処理しながら脱気して粉末に吸着
されているもの除去し、その後、この粉末を測定装置に
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分間測定
を行なう。測定装置はたとえばカウンターソープ(湯浅
アイオニクス( 株)製)を使用する。
は、該強磁性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= 100:1〜1
00:20であり、かつ該強磁性粉末のESCAによる
分析深度で100Å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= 30
0:70〜70:30である構造を有するものである。
あるいは、Fe原子とNi原子とAl原子とSi原子と
が強磁性粉末に含有され、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原子の含有量および/また
はMn原子の含有量(ただし、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、前記強磁性粉末のESCAに
よる分析深度で100Å以下の表面域に存在するFe原
子とNi原子とAl原子とSi原子とZn原子および/
またはMn原子の含有量比が原子数比でFe:Ni:A
l:Si(Znおよび/またはMn)=100:(4以
下):(10〜60):(10〜70):(20〜8
0)である構造を有する強磁性粉末が挙げられる。
方晶系フェライトを挙げることができる。このような六
方晶系フェライトは、たとえばバリウムフェライトや、
ストロンチウムフェライトからなり、鉄元素の一部が他
の元素(例えば、Ti、Co、Zn、In、Mn、G
e、Hb)で置換されてもよい。このフェライト磁性体
については、IEEE trans on MAG−1
8 16(1982)に詳しく述べられている。
ウムフェライトを好ましく用いることができる。この発
明において好ましく用いられる前記バリウムフェライト
(以下、Ba−フェライトと記す)磁性粉の例として
は、Feの一部が少なくともCoおよびZnで置換され
た平均粒径(六方晶系フェライトの板面の対角線の高
さ)が400〜900Åであり、板状比(六方晶系フェ
ライトの板面の対角線の長さを板厚で除した値)が2.
0〜10.0であり、好ましくは2.0〜6.0であ
り、保磁力(Hc)が450〜1500であるBa−フ
ェライトを挙げることができる。
置換することにより、保磁力が適正な値に制御されてお
り、さらにZnで一部置換することにより、Co置換の
みでは得られない高い飽和磁化を実現し、高い再生出力
を有する電磁変換特性に優れた磁気記録媒体を得ること
ができる。また、さらにFeの一部をNbで置換するこ
とにより、より高い再生出力を有する電磁変換特性に優
れた磁気記録媒体を得ることができる。また、本発明に
用いられるBa−フェライトは、さらにFeの一部が遷
移金属、たとえば、Ti、In、 Mn、Cu、Ge、S
nで置換されていても差支えない。
トは次の一般式で表わされる。 BaO・n((Fe1-m Mm )2 O3 ) {ただし、1>m>0.36(但し、Co+Zn=0.
08〜0.3、Co/Zn=0.5〜10) であり、n
は5.4〜11.0であり、好ましくは5.4〜6.0
であり、Mは置換金属を表わし、平均個数が3となる2
種以上の元素の組合せになる磁性粒子が好ましい。} 磁気記録媒体としたときの再生出力を十分とするには、
前記Ba−フェライトの平均粒径が300Å以上である
のが好ましく、表面平滑性を向上させ、ノイズレベルを
低くするには900Å以下であるのが好ましい。また、
板状比を2.0以上とすることで、磁気記録媒体とした
ときに高密度記録に適した垂直配向率が得られ、表面平
滑性を向上させ、ノイズレベルを低くするには板状比が
10.0以下であるのが好ましい。さらに記録信号保持
のためには保磁力が450 Oe以上であることが好ま
しく、ヘッドが飽和してしまうのを防ぐには1500
Oe以下が好ましい。
磁性粉は、磁気特性である飽和磁化量(σS )が通常、
50emu/g以上であることが望ましい。この飽和磁
化量が50emu/g未満であると、電磁変換特性が劣
化することがあるからである。さらにこの発明において
は、記録の高密度化に応じて、BET法による比表面積
が30m2 /g以上のBa−フェライト磁性粉を用いる
ことが望ましい。
製造する方法としては、たとえば目的とするBa−フェ
ライトを形成するのに必要な各原素の酸化物、炭酸化物
を、たとえばホウ酸のようなガラス形成物質とともに溶
融し、得られた融液を急冷してガラスを形成し、ついで
このガラスを所定温度で熱処理して目的とするBa−フ
ェライトの結晶粉を析出させ、最後にガラス成分を熱処
理によって除去するという方法のガラス結晶化法の他、
たとえば、共沈−焼成法、水熱合成法、フラックス法、
アルコキシド法、およびプラズマジェット法が適用可能
である。
含有量としては、50〜99重量%であり、好ましくは
60〜99重量%であり、特に好ましくは、75〜90
重量%である。
磨剤のとしては、前述の(B−2−3)の中で例示した
ものを挙げることができる。それらの中でも、α−アル
ミナが好ましい。
0.5μm以下であり、好ましくは0.05〜0.5μ
mであり、特に好ましくは、0.05〜0.3μmであ
る。前記研磨剤は、新モース硬度が6以上である。
有量としては、前記磁性粉末100重量部に対し、7〜
20重量部であり、好ましくは、7〜15重量部であ
り、特に好ましくは、7〜12重量部である。この発明
においては、研磨剤が上述した所定の平均粒子径、新モ
ース硬度および配合量の条件を満足することにより、良
好なC/N比特性、走行耐久性を得ることができる。
述の(B−2−4)の中で例示した化合物を挙げること
ができる。
電性微粉末の平均粒子径としては、10〜300nmで
あり、好ましくは、30〜300nmであり、特に好ま
しくは、40〜300nmである。 前記導電性微粉末
の含有量としては、磁性粉末100重量部に対して、導
電性微粉末の含有量は2重量部以下であり、好ましく
は、1重量部以下である。 前記導電性微粉末を上記の
条件で最上層の磁性層が含有すると、より好ましいヘッ
ドクロッグ特性および走行耐久性を得ることができる。
2−5)の中で前述した通りである。磁性層からなる最
上層におけるバインダーの含有量としては、前記磁性粉
末100重量部に対して、通常10〜40重量部、好ま
しくは15〜30重量部である。
−2−6)の中で前述した通りである。潤滑剤の含有量
としては、前記磁性粉末に対して、0.2〜10重量%
が好ましく、0.5〜5重量%がより好ましい。分散剤
の含有量としては、前記磁性粉末に対して、0.5〜5
重量%である。
潤状態にあるときにする所謂ウエット−オン−ウエット
方式で塗設するのが好ましい。このウエット−オン−ウ
エット方式は、公知の重層構造型の磁気記録媒体の製造
に使用される方法を適宜に採用することができる。たと
えば、一般的には磁性粉末、バインダー、分散剤、潤滑
剤、研磨剤、帯電防止剤と溶媒とを混練して高濃度磁性
塗料を調製し、次いでこの高濃度磁性塗料を希釈して磁
性塗料を調製した後、この磁性塗料を非磁性支持体の表
面に塗布する。
とえば、アセトン、メチルエチルケトン(MEK)、およ
びメチルイソブチルケトン(MIBK)、シクロヘキサ
ノン;アルコール類、たとえば、メタノール、エタノー
ル、およびプロパノール;エステル類、たとえば、酢酸
メチル、酢酸エチル、および酢酸ブチル;環状エーテル
類、たとえば、テトラヒドロフラン;並びにハロゲン化
炭化水素、たとえば、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、およびジクロル
ベンゼンを用いることができる。
各種の混練分散機を使用することができる。この混練分
散機としては、たとえば二本ロールミル、三本ロールミ
ル、ボールミル、ペブルミル、コボルミル、トロンミ
ル、サンドミル、サンドグラインダー、Sqegvariアトラ
イター、高速インペラー分散機、高速ストーンミル、高
速度衝撃ミル、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、および加圧ニーダーが挙げられる。上記混練分散機
のうち、0.05〜0.5KW(磁性粉1Kg当たり)
の消費電力負荷を提供することのできる混練分散機は、
加圧ニーダー、オープンニーダー、連続ニーダー、二本
ロールミル、および三本ロールミルである。
部層とを塗布するには、具体的には、図2に示すよう
に、まず供給ロール32から繰出した非磁性支持体1
に、エクストルージョン方式の押し出しコーター10、
11により、最上層用塗料と下層用塗料とをウェット−
オン−ウェット方式で重層塗布した後、配向用磁石また
は垂直配向用磁石33を通過し、乾燥器34に導入し、
ここで上下に配したノズルから熱風を吹き付けて乾燥す
る。次に、乾燥した各塗布層付きの非磁性支持体1をカ
レンダーロール38の組合せからなるスーパーカレンダ
ー装置37に導き、ここでカレンダー処理した後に、巻
き取りロール39に巻き取る。このようにして得られた
磁性フィルムを所望幅のテープ状に裁断して例えば8m
mビデオカメラ用磁気記録テープを製造することができ
る。
いインラインミキサーを通して押し出しコーター10、
11へと供給してもよい。なお、図中、矢印は非磁性支
持体の搬送方向を示す。押し出しコーター10、11に
はそれぞれ、液溜まり部13、14が設けられ、各コー
ターからの塗料をウェット−オン−ウェット方式で重ね
る。即ち、下部層用塗料の塗布直後(未乾燥状態のと
き)に最上層の磁性層用塗料を重層塗布する。前記押し
出しコーターとしては、図3に示す2基の押し出しコー
ター5a、5bのほか、図4および図5のような型式の
押し出しコーター5c、5dを使用することもできる。
これらの中で、図5に示した押し出しコーター5dが本
発明においては好ましい。押し出しコーター5dによ
り、下層用途料2と最上層用塗料4とを共押し出しして
重層塗布する。
料の塗布時の希釈溶媒としては、たとえば、ケトン類、
たとえばアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブ
チルケトン、およびシクロヘキサノン;アルコール類、
例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、およ
びブタノール;エステル類、たとえば、酢酸メチル、酢
酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、およびエチレング
リコールセノアセテート;エーテル類、たとえば、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、およびテトラヒドロフラン;芳香族炭
化水素、たとえば、ベンゼン、トルエン、およびキシレ
ン;並びにハロゲン化炭化水素、たとえば、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、およびジクロルベンゼンが使用できる。これらの
各種の溶媒は単独で使用することもできるし、またそれ
らの二種以上を併用することもできる。前記配向磁石あ
るいは垂直配向用磁石における磁場は、20〜5,00
0ガウス程度であり、乾燥器による乾燥温度は約30〜
120℃であり、乾燥時間は約0.1〜10分間程度で
ある。
は、リバースロールと押し出しコーターとの組み合わ
せ、グラビアロールと押し出しコーターとの組み合わせ
も使用することができる。さらにはたとえば、エアドク
ターコーター、ブレードコーター、エアナイフコータ
ー、スクィズコーター、含浸コーター、トランスファロ
ールコーター、キスコーター、キャストコーター、およ
びスプレイコーターを組み合わせることもできる。+
重層塗布においては、最上層の下側に位置する層が湿潤
状態になったままで上層の磁性層を塗布するので、下層
の表面(即ち、最上層との境界面)が滑らかになるとと
もに最上層の表面性が良好になり、かつ、上下層間の接
着性も向上する。この結果、特に高密度記録のために高
出力、低ノイズの要求されるたとえば磁気テープとして
の要求性能を満たしたものとなりかつ、高耐久性の性能
が要求されることに対しても膜剥離をなくし、膜強度が
向上し、耐久性が十分となる。また、ウェット−オン−
ウェット重層塗布方式により、ドロップアウトも低減す
ることができ、信頼性も向上する。
滑化処理を行うのも良い。その後は、必要に応じてバー
ニッシュ処理またはブレード処理を行なってスリッティ
ングされる。表面平滑化処理においては、カレンダー条
件としてたとえば温度、線圧力、およびC/s(コーテ
ィングスピード)を挙げることができる。この発明にお
いては、通常、上記温度を50〜120℃、上記線圧力
を50〜400kg/cm、上記C/sを20〜600
m/分に保持することが好ましい。これらの数値を満足
しないと、磁性層の表面粗さR10Z を特定の範囲に保つ
ことが困難になる、あるいは、不可能になることがあ
る。
厚さは、0.5μm以下、好ましくは、0.1〜0.4
μmにする。前記層の厚さが0.5μmを越えると、高
域特性やオーバーライト特性が劣化し、単層構成の磁気
記録媒体と変わりのないものとなってこの発明の目的を
達成することができない。
示す成分、割合、操作順序はこの発明の範囲から逸脱し
ない範囲において種々変更しうる。なお、下記の実施例
において「部」はすべて重量部である。
ミルを用いて混練分散して最上層用磁性層塗料および下
層用塗料を調製した。
代えて、SnO2 (平均粒子径40nm)を使用した外
は前記最上層用磁性塗料Aの調製と同様にして調製し
た。
Cr2 O3 (平均粒子径0.2μm、新モース硬度:1
1)を8部用いた外は前記最上層用磁性塗料Aの調製と
同様にして調製した。
金属粉末に代えて、Co置換バリウムフェライト(H
c:1,100 Oe、BET45m2 /g、σs :6
4emu/g、板状比4)を用いた外は前記最上層用磁
性塗料Aの調製と同様にして調製した。
て、SnO2 (平均粒子径40nm)を使用した外は前
記下層用塗料Eの調製と同様にして調製した。
O3 (球状、平均粒子径30nm)を使用した外は前記
下層用塗料Eの調製と同様にして調製した。
ボンブラック(球状、平均粒子径27nm)100部を
使用した外は前記下層用塗料Eの調製と同様にして調製
した。
Si−Alセンダスト合金粉末(保磁力Hc=40A/
m、Mi=200H/m、球状、平均粒子径50nm)
を使用した外は前記下層用塗料Eの調製と同様にして調
製した。
ZnO(平均粒子径0.2μm、新モース硬度:5)を
用いた外は前記最上層用磁性塗料Aの調製と同様にして
調製した。
のそれぞれに、ポリイソシアネート化合物(コロネート
L、日本ポリウレタン工業(株)製)5部を添加した。
−ウエット方式で厚さ10μmのポリエチレンテレフタ
レートフィルム上に塗布した後、塗膜が未乾燥であるう
ちに磁場配向処理を行ない、続いて乾燥を施してから、
カレンダーで表面平滑化処理を行ない、厚さ2.0μm
の下層と、表1に記載された厚さの磁性層を形成した。
エチレンテレフタレートフィルムの面(裏面)に下記の
組成を有する塗料を塗布し、この塗膜を乾燥し、上述し
たカレンダー条件にしたがってカレンダー加工をするこ
とによって、厚さ0.8μmのバックコート層を形成
し、広幅の原反磁気テープを得た。
幅のビデオ用磁気記録媒体を作成した。この磁気記録媒
体につき、以下の評価試験を行った。その結果を表1に
示す。
力レベルを基準サンプルとの比較で表した。
zの信号を(上書き)記録した際の2MHzの信号の残
留出力レベルを測定した。残留出力レベルの低い程オー
バーライト特性は良好であるとする。
(株)製)を用いて、テープ先頭5分間の再生を200
パス以上繰返し、エッジダメージの有無を観察した。
(株)製)を用いてテープを全長走行させ、RF出力の
低下が2dB以上、1秒以上継続して起こった場合をヘ
ッド目づまりとし、回数を数えた。
オーバライト特性、ヘッドクロッグ特性および走行耐久
性を有する磁気記録媒体を提供することができる。
きの状況を説明する図である。
よる磁性層の重層塗布を説明するための図である。
ーターの一例を示す図である。
ーターの一例を示す図である。
ーターの一例を示す図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 非磁性支持体上に、非磁性粉末を含有す
る非磁性層を有する下層と、磁性粉末および研磨剤を含
有する磁性層からなる最上層とを、この順に積層してな
り、前記磁性層からなる最上層が、新モース硬度が6以
上15以下であると共に平均粒径が0.05μm以上
0.5μm以下である研磨剤を、前記磁性粉末100重
量部に対して7〜20重量部の割合で含有し、かつ、そ
の層の厚さが0.1μm以上0.5μm未満であり、前
記非磁性層が、新モース硬度が6以上15以下であると
共に平均粒径が0.05μm以上0.6μm以下である
研磨剤を含有し、かつ前記磁性層からなる最上層の表面
粗さR10Z が5〜20nmであり、前記下層が湿潤状態
にあるときに最上層が設けられてなることを特徴とする
磁気記録媒体。 - 【請求項2】 前記磁性層からなる最上層が、新モース
硬度が6以上15以下であると共に平均粒径が0.05
〜0.3μmである研磨剤を含有する前記請求項1に記
載の磁気記録媒体。 - 【請求項3】 前記下層が、平均粒径が1〜300n
mであると共に球状であるところの非磁性粉末を含有す
る層である前記請求項1又は2のいずれか1項に記載の
磁気記録媒体。 - 【請求項4】 前記磁性層からなる最上層が、平均粒径
が10〜300nmである導電性微粉末を含有する前記
請求項1〜3のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。
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