JP3564734B2 - 磁気記録媒体 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、磁気テープ等の磁気記録媒体に関し、特に強磁性粉末や結合剤を主体とする磁性塗料を非磁性支持体上に塗布することで磁性層が形成されている、いわゆる塗布型の磁気記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビデオテープレコーダー等に使用される磁気記録媒体としては、ポリエステルフィルム等の非磁性支持体上に磁性粉末や樹脂結合剤、有機溶剤、各種添加剤等を混合分散して作製される磁性塗料を塗布することで磁性層が形成される、いわゆる塗布型の磁気記録媒体や、非磁性支持体上に強磁性粉末を真空薄膜形成技術によって直接被着成膜することで磁性層が形成される、いわゆる金属薄膜型の磁気記録媒体が提案されているが、生産性、汎用性に優れることから前者の塗布型の磁気記録媒体が主流を占めている。
【０００３】
このような塗布型の磁気記録媒体においては、高密度記録特性を良好なものとし、高画質化等を達成するために、磁性粉末の高保磁力化、微細化、分散性の向上及び磁性層を含む塗膜層の表面の鏡面化が必要とされている。そして、このうち鏡面化は、従来、主にカレンダー処理における処理条件を厳しく（高温、高圧、低速化）することによりなされている。なお、上記のような磁気記録媒体においては、処理効率を上げるため、非磁性支持体上の磁性層を含む塗膜層の厚さは２μｍ以上とされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、塗布型の磁気記録媒体においては、高密度記録特性への要求が高まっており、それに伴い塗膜層の表面のさらなる鏡面化が求められている。そして、上述のカレンダー処理の条件の変更による塗膜層の単純な鏡面化により対応しようとすると、塗膜層の表面の微細な形状を制御することができず、摩擦係数の増加を招き、走行性の不良といった事態を引き起こしてしまう。
【０００５】
そこで本発明は従来の実情に鑑みて提案されたものであり、塗膜層の微細な形状が制御された状態で表面のさらなる鏡面化が達成され、安定した走行性を有し、電磁変換特性，高密度記録特性に優れた磁気記録媒体を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために本発明者等が鋭意検討した結果、表面性の制御された非磁性支持体上に、磁性塗膜を含んだ塗膜をその厚さを規定して形成し、さらに磁性塗膜のガラス転移温度を規制すれば、塗膜層の表面のさらなる鏡面化が達成され、走行性に優れ、電磁変換特性，高密度記録特性に優れた磁気記録媒体を得ることができることを見い出した。
【０００７】
すなわち、本発明は、非磁性支持体上に強磁性粉末と結合剤を主体とする磁性塗膜を含む塗膜層が形成されてなる磁気記録媒体において、非磁性支持体の中心線平均粗さＳＲ_aが５ｎｍ以上、２１ｎｍ以下であり、かつ最大突起高さＳＲ_pが１５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、非磁性支持体上に塗布される磁性塗膜を含む塗膜層の厚さが１．５μｍ以下であり、磁性塗膜のガラス転移温度が５０℃以上であり、塗膜層の表面が非磁性支持体の表面と同様の形状を有することを特徴とするものである。
【０００９】
本発明は、非磁性支持体上に磁性粉末と結合剤を主体とする磁性塗膜が形成されてなる、いわゆる塗布型の磁気記録媒体に適用されるものである。
【００１０】
すなわち、本発明の磁気記録媒体の非磁性支持体及び磁性塗膜を構成する強磁性粉末、結合剤としては、通常この種の磁気記録媒体において使用されるものがいずれも使用可能である。
【００１１】
例示するならば、非磁性支持体としては、ポリエチレン類，ポリエステル類，ポリオレフィン類，セルロース類，ビニル樹脂類，ポリイミド類，ポリカーボネート類に代表されるような高分子材料によって構成される高分子基板やアルミニウム合金，チタン合金からなる金属基板、アルミガラス等からなるセラミックス基板、ガラス基板等が挙げられる。
【００１２】
また、強磁性粉末としては、酸化鉄系強磁性粉末、酸化クロム系強磁性粉末、金属系強磁性粉末、六方晶系フェライト粉末等が例示される。
【００１３】
さらに結合剤としては、塩化ビニル，酢酸ビニル，ビニルアルコール，塩化ビニリデン，アクリル酸エステル，メタクリル酸エステル，スチレン，ブタジエン，アクリロニトリル等の重合体、或いはこれらを二種類以上組み合わせた共重合体、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等が例示される。
【００１４】
なお、上記強磁性粉末と結合剤を主体とする磁性塗膜は、強磁性粉末と結合剤を有機溶剤に混合分散して調整される磁性塗料を上記非磁性支持体上に塗布することにより形成される。
【００１５】
この強磁性粉末と結合剤を混合分散させる有機溶剤としても、通常この種の磁気記録媒体に使用されているものが使用でき、例えば、アセトン，メチルエチルケトン，メチルイソブチルケトン，シクロヘキサノン等のケトン系、酢酸メチル，酢酸エチル，酢酸ブチル，乳酸エチル，酢酸グリコールモノエチルエーテル等のエステル系、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，ジオキサン等のグリコールエーテル系、ベンゼン，トルエン，キシレン等の芳香族炭化水素、ヘキサン，ヘプタン等の脂肪族炭化水素、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等が挙げられる。
【００１６】
そして、本発明では、以上のような構成の磁気記録媒体において、安定した走行性を有し、高密度記録特性，電磁変換特性に優れた磁気記録媒体を実現するために、非磁性支持体の表面性、磁性塗膜を含む塗膜層の厚さ、磁性塗膜のガラス転移温度を規定するものである。
【００１７】
本発明の磁気記録媒体に用いられる非磁性支持体の表面性は、中心線平均粗さＳＲ_ａ が２１ｎｍ以下であり、かつ最大突起高さＳＲ_ｐ が１５０ｎｍ以上であり、好ましくは中心線平均粗さＳＲ_ａ が５ｎｍ以上，２１ｎｍ以下、最大突起高さＳＲ_ｐ が１５０ｎｍ以上，５００ｎｍ以下である。上記非磁性支持体の中心線平均粗さＳＲ_ａ が５ｎｍ未満であると、粘着特性が劣化し、２１ｎｍよりも大であると、この上に形成される磁性塗膜の表面性が悪化し、良好な電磁変換特性が得られない。また、上記非磁性支持体の最大突起高さＳＲ_ｐ が１５０ｎｍ未満であると、摩擦係数が高くなり、良好な走行特性が得られず、５００ｎｍより大であると、電磁変換特性が劣化する。
【００１８】
なお、ここで言う最大突起高さＳＲ_ｐ とは、測定面積内における平均中心面と最大の山の距離を示す。上記中心線平均粗さＳＲ_ａ 及び最大突起高さＳＲ_ｐ は以下のようにして測定される。すなわち、小坂研究所製 ３次元粗度計ＥＴ−３０ＨＫ（機種名）を使用し、非接触（ＨＩＰＯＳＳ）で表面形状を測定する。このとき、２５μｍ（カットオフ値）以上の波長成分は、うねりとして考えて排除し、これらを排除したときの中心線平均粗さＳＲ_ａ 及び最大突起高さＳＲ_ｐ を測定している。
【００１９】
また、上で述べている粘着特性とは、製造された磁気記録媒体を所定の条件下で放置した後の磁気記録媒体間の粘着性を示すものである。
【００２０】
そして、非磁性支持体上に形成される磁性塗膜を含む塗膜層の厚さは１．５μｍ以下であることが望ましい。塗膜層の厚さが１．５μｍよりも厚いと、非磁性支持体の表面性を塗膜層の表面に反映させることが難しい。
【００２１】
さらに、非磁性支持体上に形成される磁性塗膜のガラス転移温度は５０℃以上とすることが望ましい。磁性塗膜のガラス転移温度が５０℃未満であると、磁性塗膜を含む塗膜層の厚さが１．５μｍ以下であっても、非磁性支持体の表面性を塗膜層の表面に反映させることが難しくなる。
【００２２】
なお、本発明の磁気記録媒体においては、通常の塗布型の磁気記録媒体と同様に、磁性塗膜中に結合剤、強磁性粉末の他に、添加剤として分散剤、潤滑剤、研磨剤、帯電防止剤、防錆剤等が加えられていても良い。
【００２３】
また、上記磁気記録媒体には、必要に応じて、バックコート層やトップコート層等が形成されても良い。この場合、バックコート層、トップコート層の成膜条件は、通常のこの種の磁気記録媒体の製造方法に適用されている方法であれば良く、特に限定されるものではない。
【００２４】
【作用】
塗布型の磁気記録媒体において、非磁性支持体上に磁性塗膜を含む塗膜層を形成し、いわゆるカレンダー処理を行うと、塗膜層が圧縮されて空隙が減少し、磁性塗膜の非磁性支持体への密着性が高まる。このとき、塗膜層の厚さが厚すぎると、塗膜層の表面は非磁性支持体の表面の影響を受けず、塗膜層の表面の微細な形状を制御することができない。一方、塗膜層の厚さを薄くすれば、非磁性支持体の影響を受け、塗膜層の表面は非磁性支持体の表面と同様の形状となり、塗膜層の表面の微細な形状が制御される。
【００２５】
従って、本発明の磁気記録媒体のように、非磁性支持体の中心線平均粗さＳＲ_ａ を２１ｎｍ以下、最大突起高さＳＲ_ｐ を１５０ｎｍ以上とし、好ましくは非磁性支持体の中心線平均粗さＳＲ_ａ を５ｎｍ以上，２１ｎｍ以下、最大突起高さＳＲ_ｐ を１５０ｎｍ以上，５００ｎｍ以下とし、該非磁性支持体上に塗布される磁性塗膜を含む塗膜層の厚さを１．５μｍ以下とすると、カレンダー処理により塗膜層が圧縮されたときに、塗膜層の表面が非磁性支持体の表面と同様の形状となり、適度な起伏を有した平滑な面となる。ただし、本発明のように、磁性塗膜のガラス転移温度を５０℃以上としないと、塗膜層の厚さが規制されていても、塗膜のつぶれが大きいため、非磁性支持体の表面の影響を受けにくくなり、塗膜層の表面を適度な起伏を有した平滑な面とすることができなくなる。
【００２６】
【実施例】
以下、本発明の好適な実施例について実験結果に基づいて説明する。
先ず、表１に本実験例で用いた非磁性支持体Ａ〜Ｖの表面性、すなわち中心線平均粗さＳＲ_ａ 、最大突起高さＳＲ_ｐ の値について示す。
【００２７】
【表１】

【００２８】
次に本実験例において使用した磁性塗料の組成を以下に示す。

そして、上記磁性塗料は、上記組成の各磁性塗料組成物を混合し、サンドミルにて分散させて製造した。
【００２９】
次に、表２に示すような条件で、以下のようにして実施例１〜１２及び比較例１〜２０の磁気テープを製造した。
【００３０】
【表２】

【００３１】
実施例１
本実施例の磁気テープを製造するに際しては、磁性塗料を磁性塗膜の厚さが１．５μｍとなるように非磁性支持体Ａ上に塗布して乾燥させた後、カレンダー処理、硬化処理を施して磁性層を形成した。そして、非磁性支持体の磁性塗膜が形成されていない側にバックコート層を形成し、８ｍｍ幅に裁断して磁気テープとした。
【００３２】
実施例２〜７，１２
使用する非磁性支持体を表２中に示すように非磁性支持体Ｂ〜Ｇ，Ｓに変更した以外は実施例１と同様にして製造を行い、磁気テープとした。
【００３３】
実施例８，９
磁性塗膜の厚さを表２中に示すように変更した以外は実施例１と同様にして製造を行い、磁気テープとした。
【００３４】
実施例１０，１１
上述の磁性塗料のポリエステルポリウレタンの種類を変更して磁性塗料のガラス転移温度を表２中に示すように変更した以外は実施例１と同様にして製造を行い、磁気テープとした。
【００３５】
比較例１〜１１，１８〜２０
使用する非磁性支持体を表２中に示すように非磁性支持体Ｈ〜Ｒ，Ｔ〜Ｖに変更した以外は実施例１と同様にして製造を行い、磁気テープとした。
【００３６】
比較例１２〜１５
磁性塗膜の厚さを表２中に示すように変更した以外は実施例１と同様にして製造を行い、磁気テープとした。
【００３７】
比較例１６，１７
上述の磁性塗料のポリエステルポリウレタンの種類を変更して磁性塗料のガラス転移温度を表２中に示すように変更した以外は実施例１と同様にして製造を行い、磁気テープとした。
【００３８】
そして、上記の各磁気テープをカセットに組み込んだ後、磁性塗膜の表面性、摩擦係数、電磁変換特性を測定，評価した。なお、実施例１２，比較例１８〜２０においては粘着特性も評価した。
【００３９】
なお、上記磁性塗膜の表面性は前述のように非接触式３次元粗度計を用い、カットオフ値２５μｍで、中心線平均粗さＳＲ_ａ 、最大突起高さＳＲ_ｐ の値を測定して評価した。
【００４０】
また、上記摩擦係数は、常温常湿の環境下にてＳＵＳ３０４よりなるガイドピンに対する摩擦係数を求めた。
【００４１】
さらに、上記電磁変換特性は、磁気テープに７ＭＨｚの単一周波数信号を記録・再生してＲＦ出力を測定し、実施例１の磁気テープの再生出力を０ｄＢとした場合の相対値を求めることにより評価した。
【００４２】
さらにまた、粘着特性は、各磁気テープを８ｍｍカセットに組み込み、そのリール部分を９０℃の水に２時間浸漬させ、２時間真空乾燥し、常温下で１２時間放置した後に磁気テープを引き出した場合に無負荷の状態で引き出せるものを○、負荷のかかるものを×として評価した。
【００４３】
実施例１〜１２及び比較例１〜２０の磁気テープの表面性、摩擦係数、電磁変換特性を表３に示す。なお、実施例１２及び比較例１８〜２０については粘着特性も併せて示す。
【００４４】
【表３】

【００４５】
表２，３から、中心線平均粗さＳＲ_ａ が５ｎｍ以上，２１ｎｍ以下であり、最大突起高さＳＲ_ｐ が１５０ｎｍ以上，５００ｎｍ以下の非磁性支持体Ａ〜Ｇ，Ｓを用いた実施例１〜７，１２等においては、いずれも最大突起高さＳＲ_ｐ が１５０ｎｍ未満の非磁性支持体Ｈ〜Ｊを用いた比較例１〜３等に比べ摩擦係数の値が小さいことがわかる。また、上記実施例１〜７，１２等は、最大突起高さＳＲ_ｐ が５００ｎｍよりも大である非磁性支持体Ｔ，Ｕを用いた比較例１８，１９に比べ電磁変換特性が良好であることもわかる。
【００４６】
一方、最大突起高さＳＲ_ｐ が１５０ｎｍ以上，５００ｎｍ以下であっても、中心線平均粗さＳＲ_ａ が２１ｎｍよりも大きい非磁性支持体Ｌ〜Ｎを用いた比較例５〜７等においては、電磁変換特性が劣化している。また、中心線平均粗さＳＲ_ａ が５ｎｍ未満である非磁性支持体Ｖを用いた比較例２０においては、粘着特性が良好ではなく、非磁性支持体Ｕを用いた比較例１９においても同様である。
【００４７】
すなわち、非磁性支持体として、中心線平均粗さＳＲ_ａ が５ｎｍ以上，２１ｎｍ以下、最大突起高さＳＲ_ｐ が１５０ｎｍ以上，５００ｎｍ以下であるものを使用することにより、安定した走行性及び良好な電磁変換特性，高密度記録特性を有する磁気記録媒体を得ることが可能である。
【００４８】
また、表２，３から、磁性塗膜の厚さが１．５μｍ以下とされている実施例１，８，９等においては、用いた非磁性支持体の表面性がよく反映されており、磁性塗膜の最大突起高さＳＲ_ｐ が非磁性支持体のそれと大変近い値となっていることがわかる。ところが、磁性塗膜の厚さが１．５μｍよりも厚い比較例１２〜１５においては、用いた非磁性支持体の表面性があまり反映されておらず、磁性塗膜の最大突起高さＳＲ_ｐ が非磁性支持体と近い値とならないことがわかる。
【００４９】
従って、表面性を制御した非磁性支持体上に厚さ１．５μｍ以下の磁性塗膜を形成すれば、非磁性支持体の表面性を磁性塗膜の表面性に反映させて該表面性を制御することができ、磁性塗膜の最大突起高さＳＲ_ｐ を１５０ｎｍ以上，５００ｎｍ以下として、安定した走行性を得ることが可能である。
【００５０】
さらに、表２，３から磁性塗膜のガラス転移温度が５０℃以上とされている実施例１，１０，１１等においては、用いた非磁性支持体の表面性がよく反映されており、磁性塗膜の最大突起高さＳＲ_ｐ が非磁性支持体のそれと大変近い値となっていることがわかる。ところが、磁性塗膜のガラス転移温度が５０℃未満とされている比較例１６，１７においては、用いた非磁性支持体の表面性があまり反映されておらず、磁性塗膜の最大突起高さＳＲ_ｐ が非磁性支持体と近い値とならないことがわかる。
【００５１】
これは、磁気記録媒体をカレンダー処理する場合に、磁性塗膜のガラス転移温度が５０℃未満であると、該磁性塗膜はガラス転移温度以上の温度に加熱されることとなり、塑性変形を起こして、非磁性支持体の表面性を反映して形成されていた突起間の隙間を埋めてしまうためと思われる。
【００５２】
従って、表面性を制御した非磁性支持体上にガラス転移温度が５０℃以上の磁性塗膜を形成すれば、非磁性支持体の表面性を磁性塗膜の表面性に反映させて該表面性を制御することができ、磁性塗膜の最大突起高さＳＲ_ｐ を１５０ｎｍ以上，５００ｎｍ以下として、安定した走行性を得ることが可能である。
【００５３】
本発明のように、非磁性支持体上に強磁性粉末と結合剤を主体とする磁性塗膜を含む塗膜層が形成されてなる磁気記録媒体において、非磁性支持体の中心線平均粗さＳＲ_ａ を２１ｎｍ以下、かつ最大突起高さＳＲ_ｐ を１５０ｎｍ以上とし、好ましくは中心線平均粗さＳＲ_ａ を５ｎｍ以上，２１ｎｍ以下、最大突起高さＳＲ_ｐ を１５０ｎｍ以上，５００ｎｍ以下とし、非磁性支持体上に塗布される磁性塗膜を含む塗膜層の厚さを１．５μｍ以下とし、磁性塗膜のガラス転移温度を５０℃以上とすれば、塗膜層の表面は適度な起伏を有した平滑な面となり、塗膜層の表面のさらなる鏡面化が達成され、電磁変換特性，高密度記録特性に優れた磁気記録媒体を得ることができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明は、非磁性支持体上に強磁性粉末と結合剤を主体とする磁性塗膜を含む塗膜層が形成されてなる磁気記録媒体において、非磁性支持体の中心線平均粗さＳＲ_aを５ｎｍ以上、２１ｎｍ以下とし、かつ最大突起高さＳＲ_pを１５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下とし、非磁性支持体上に塗布される磁性塗膜を含む塗膜層の厚さを１．５μｍ以下とし、磁性塗膜のガラス転移温度を５０℃以上とし、塗膜層の表面が非磁性支持体の表面と同様の形状を有するようにしているため、塗膜層の表面は適度な起伏を有した平滑な面となり、塗膜層の表面のさらなる鏡面化が達成され、電磁変換特性，高密度記録特性が良好なものとなる。

Claims (1)

1. 非磁性支持体上に強磁性粉末と結合剤を主体とする磁性塗膜を含む塗膜層が形成されてなる磁気記録媒体において、
   前記非磁性支持体の中心線平均粗さＳＲ_aが５ｎｍ以上、２１ｎｍ以下であり、
   かつ最大突起高さＳＲ_pが１５０ｎｍ以上、５００ｎｍ以下であり、
   前記非磁性支持体上に塗布される前記磁性塗膜を含む前記塗膜層の厚さが１．５μｍ以下であり、
   前記磁性塗膜のガラス転移温度が５０℃以上であり、
   前記塗膜層の表面が前記非磁性支持体の表面と同様の形状を有することを特徴とする磁気記録媒体。