JPH02134720A

JPH02134720A - 非磁性粉を含有するバックコート層を設けた磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH02134720A
Application number: JP63288365A
Authority: JP
Inventors: Takafumi Yanata; 貴文柳多; Tsutomu Kenpou; 見寳　勉
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1988-11-14
Filing date: 1988-11-14
Publication date: 1990-05-23
Also published as: US5134027A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、磁気記録媒体に係り、特にバックコートｍの
表面物性の改善に関する。

〔従来技術〕

磁気テープ、磁気シート、磁気ディスクのような磁気記
録媒体は、オーディオ分野、ビディオ分野、コンピュー
タ分野で広く使われている。これらの内、例えばビディ
オ分野の磁気テープについていえば、例えばカセットに
収納された磁気テープは画像の記録やその再生を行うと
きにはこのカセットがビディオデッキに装着され、その
テープがガイドボールやガイドローラに案内されて走行
されながら磁気ヘッドに摺擦走査される。この際画像の
記録や再生のためにはテープは正常に走行され、その巻
状態も一様で繰返しの再使用が同じようにできるもので
ある必要があるが、テープは高速に走行され、しかも電
気抵抗が高い材料で作られるのが通常であるので、ガイ
ドポール等に接触するテープの表面性状はその走行に適
切なものであるとともに静電防止効果を備えたものが要
求される。

そして感度、特に高周波領域での出力を改善するために
磁気ヘッドに対する磁気テープの摺擦状態が変動しない
ように磁性層の表面は平滑に仕上げられている。しかし
このように磁性層表面が極めて平滑になると、動摩擦抵
抗が大きくその走行性に問題を起し易い。

更に磁気テープをビデオテープで走行させるときは磁気
テープの表面のみならず、その裏面も上記ガイドボール
、ガイドロールに摺擦されるので磁気テープの裏側の走
行性、耐久性が良くないときは、走行する磁気テープに
不規則に急激なテンシヨンがかかり、これにより磁性層
が磁気ヘッドに対して過度に擦すられる状態になるので
、磁性層の損傷、磁性層の磁性粉の剥落等が起こるのみ
ならず、磁気テープの巻取られるテンシヨンが強弱変動
して巻圧、巻姿の乱れによってテープのエツジが不揃い
になり、再使用のときテープの走行にムラができる。こ
れらのことが起ると、スキュジッター、Ｓ／Ｎ等の画像
あるいは電磁気特性が悪くなる。

これらの改善のために、磁気テープの裏面にバックコー
ト層を設けることが提案されている。

例えば無機質粉末を樹脂層に含有させたものがある。こ
れはバックコート層の表面を粗面にしてガイドポール等
との接触面積を少なくしその摩擦係数を少なくするよう
にしたものである。例えば特開昭５７−１３０２３４号
、特開昭５８−１６１１３５号、特開昭５７−５３８２
５号、特開昭５８−２４１５９にはいずれも無機質粉末
を用いた例が示され、さらにこれらの多くにはその粒径
を限定したものが示されている。

上記のような無機質粉末の代りにカーボンブラックを使
用したものも提案され、例えば特公昭５２−１７４０１
号に記載されている。これはカーボンブラックの導電性
に基づく帯電防止と遮光効果及びその粒子による粗面化
効果を狙いとしたものであるが、使用されるカーボンブ
ラックの平均粒子径は　ｌＯ〜２０ｍμであるためその
塗料中における分散性が極めて悪く、この分散液を用い
て形成したバックコート層は凝集粒子が表面に粗い凹凸
を与え、またこの凝集粒子はバインダとの結合力も大き
くないので剥落し易いのみならず、テープが巻回されて
相互に接触したときこの凝集粒子の形状の大きなものが
磁性層に凹凸を生ずる。

このように粒径の小さいカーボンブラックはその分散性
不良のため上記のような磁性層に凹凸を生じさせないよ
うな平均粗さにすることは難しく、その表面が過度に粗
になり易い。

更にバックコート層の摩擦抵抗をへらす手立として比較
的小さい１０〜６０μｍの平均−次粒径のカーボンブラ
ックと１００μｍ以上の平均−次粒径のカーボンブラッ
クを併用する試みがなされている（特開昭６０−４５９
３８号、同６０−４５９３９号、同６０−２５０２３号
、同６０−３８７２５号、同６０−１０７７２９号、同
５９−１８５０２７号、同５９−２２−３９３７号、同
５７−１１１８２８号、同５０−１４７３０８号等）。

しかし単にカーボンブラックの粒径の大小に着目した併
用では走行性、耐久性の向上は充分ではない。

又無機粉末とカーボンブラックを併用して（特開昭５９
−２１０５３４号、同６０−２５０２２号、同６０−２
５０２３号）、その相乗効果を狙ったものがあるが更に
検討の余地を残している。

更に亦バックコート層に用いるバインダは磁性層のそれ
と同様甚だ重要な要素であって、その強度、フィラー類
に対する保着性、分散力、表面物性及び生産技術上の塗
布適性等検討すべき問題を数多く抱えているが、単に磁
性層に用いるバインダを安易に流用するに止まり充分な
検討が行われていず、折角磁気記録媒体の特性改良のた
め設けたバックコート層が媒体支障を増すだけに終る惧
れがある。例えばニトロセルロースをバインダに用いた
場合その分子量が大きいとフィラーの分散性が悪く凝集
が生じ、又分子量が小さいと分散性はよいが耐用性が悪
くフィラーの粉落ちを起す。

〔発明の目的〕

前記状況に照し本発明の目的は、ｌ）動摩擦係数が小さく、テープのデツキテンションが
低く、繰返し走行後のテープ損傷の発生しないバックコ
ート層を有し、２）均一分散性に優れ、バックコート表面の粗さを細か
くすることが可能で、磁性層へのバックコート層の粗さ
の転写がなく、クロマＳ／Ｎ特性等の良好なビデオテープを得ることに
ある。

〔発明の構成及び作用効果〕

前記本発明の目的は、支持体の一方の面に磁性層を有し
、この支持体の他方の面に、バインダと非磁性粉末を含
むバックコート層を有する磁気記録媒体において、該非
磁性粉末として平均−粒径が夫々２０〜４０ｍμ、５０
〜１００ｍμのカーボンブラックと平均粒径０．５〜１
．０μｍの酸化亜鉛を含み、かつ前記バインダが粘度；
ｌ／８〜ｌ／３秒であるニトロセルロースを含有するこ
とを特徴とする磁気記録媒体によって達成される。

次に本発明の詳細な説明する。

前記平均粒径２０〜４０ｍ１カーボンブラツクの具体例
としては：コロンビア・カーボン社製ニラーベン５２５０，１２５５．＋２５０．１２００゜１
１７０．１０４０，１０３５．１０３０゜１０２０、８
９０．８５０．８２５キャボット社製；ブラック・パールズし。

リーガル４００，６００．５０ＯＲ，５００゜３３０．
９９パルカンＸＣ−７２，Ｐ三菱化成社製；ＣＦ９＃　５０，５２．４５，４４，４０，３２，３０，４０
００ＭＡ−１００，７，８，ｌｌが挙げられる。

また前記５０〜ｌｏｏｍμの平均−次粒径の粗粒子カー
ボンブラックの具体例としては；コロンビア・カーボン社製　；ラーペン１４，４１０，４２０，４３０，４５０が挙げ
られる。

尚、前記微粒子と粗粒子カーボンブラックの混合重量比
率は、５０／ｌ−１／３、さらに好ましくは、２０／１
−１／２である。

又本発明に係る酸化亜鉛は、乾式法、湿式法のいづれの
製法によるものでもよいが、好しくはフランス法で製造
された非単一形の酸化亜鉛が好しい。

本発明に係る酸化亜鉛の粒子径は、次に述べる空気透過
法によって求められた値で表示する。

空気透過法は、球形均一粒子から成る粉体に対して、粉
体充填層を透過する流体（空気）の透過性と粉体の比表
面積との関係として、一般に下記コーゼニイ・カーマン
（Ｋｏｚｅｎｙ−Ｃａｒｍａｎ）の式（１）をを用いて
平均粒子径を求める方法である。

値を下記関係式（２）に入れて平均粒子径ｄｍが算出こ
こに於いて・Ｓｗ；粉体の比表面積（０ｍ２７ｇ）Ｃ；粉体充填層の空隙率Ｐ；粉体密度（ｇ／ｃｍ’）ｌ；空気の粘性係数Ｃｇ／ｃｒｎ−ｓｅｅ）Ｌ；粉体充
填層の厚さ（ｃｍ）Ｑ；粉体充填透過空気量（ｃ、ｃ） ΔＰ；充填層両面間圧力差（ｇ／ｃｍ”）Ａ；充填層の
断面８２（ｃｍ”）ｔ；Ｑｃ、ｃ、の空気の充填層透過時間（ｓｅｃ）Ｗ；
粉体ｍ　’；ｆｋ　（Ｊ）前記式（１）に於て、ρ、η、Ｌ、Ａ、及びεは独立に
測定可能であるので、Ｑと［を与えこれに対するΔＰを
測定すればＳＷが求められる。該Ｓｖの測定装置として
はｓｓ−１００（島津製作所）等がある。

本発明に係るバックコート塗料処方に於て、前記カーボ
ンブラックに対する前記酸化亜鉛の比率ハ２．０−０．
０１、より好ましくは１．０−０．０５テある。

又、前記カーボンブラックと前記酸化亜鉛を含めた全７
４９重量は、バインダ１００重量部に対して、５０〜５
００重量部、好しくは６ｏ〜４００ｆｆｉ量部である。

前記カーボンブラック及び酸化亜鉛に併用される有機質
フィラーとしてはアクリルスチレン系樹脂、ベンゾグア
ナミン系樹脂粉末、メラミン系樹脂粉末、フタロシアニ
ン系顔料が好しいが、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７ノ化エチレン樹脂粉末等が挙げら
れる。

特にベンゾグアナミン系及び／またはメラミン系樹脂粉
末はカーボンブラックとの併用対象としては好しい。

又、無機質粉末としては酸化珪素、酸化チタン、酸化ア
ルミニウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、硫酸バリ
ウム、硫酸カルシウム、硫酸亜鉛、酸化錫、酸化クロム
、炭化珪素、炭化カルシウム、α−Ｆｅ、０３、タルク
、カオリン、窒化硼素、弗化亜鉛、二酸化モリブデンが
挙げられる。

本発明においては、バックコート層のバインダにニトロ
セルロースを用いるが、その分子量の最適範囲を粘度に
よって規定し、落球式粘度においてｌ／８〜ｌ／３秒に
特定する。更に好ましくはｌ／４〜１／３秒である。

前記落球式粘度測定方法は、下記の組成のニトロセルロ
ース溶媒溶液を、垂直に立てた内径１インチ、長さ１４
インチの管に充満し、２５°Ｃにおいて５／１６インチ
の鋼球を落下させ管の中央部１０インチの距離を落下す
るに要する時間を以て粘度を表示するものである。該測
定器としてｌ１ｅｒｃｕ　ｌｅｓ　Ｐｏｗｄｅｒ社の粘
度測定器を用いた。

ニトロセルロース溶媒溶液ニトロセルロース　　　　　１２．２　ｖｔ％９５％エ
タノール　　　　　　２２．０　１１９９％酢酸エチル
　　　　　　１７．５　　／／ベンゼン　　　　　　　
　　４８．３　　／／前記バックコート層に使用するニ
トロセルロースにはポリウレタン樹脂を併用してもよい
。本発明に係るポリウレタン樹脂は、ポリオールを選定
することによって、ポリウレタン主鎖にエーテル結合、
隣接する原子が炭素である一般的エステル結合、炭酸エ
ステル結合或いはそれらを２つ以上組合わせてウレタン
結合に併せ含んでいてもよい。

更に主鎖、側鎖に潤滑性或いは分散性等を向上するため
に例えば弗素、珪素或いはスルホン基等を導入してもよ
い。

尚その平均分子量は５００〜２０万が好ましい。

前記ポリウレタン樹脂と繊維素系樹脂の混合重量比は０
．０５〜１０．０であり、好ましくは０．１〜５．０で
ある。

前記のように分子量を特定したニトロセルロースを用い
ることによって、分散性、耐熱性、靭姓、耐ブロック性
を上げることができ、また摩擦係数が小で層間粘着防止
には卓然たる効果を有し、特に高温高湿に於る走行安定
性を向上させることができる。

又生産性の上ではニトロセルロースを含む塗料に於いて
は塩化ビニル系に比べてフィシの分散が速かで塗料自体
も安定であり且つフィシの再凝集が起り難い。

本発明に於ては、前記バインダに対し硬化剤としてポリ
イソシアネートが含有させられる。

使用できる芳香族ポリイソシアネートは、例えばトリレ
ンジイソシアネート（ＴＤＩ）等及びこれらポリイソシ
アネートと活性水素化合物との付加体などがあり、平均
分子量として１００〜３．０００の範囲のものが好適で
ある。

又脂肪族ポリイソシアネートとしては、ヘキサメチレン
ジイソシアネート（ＨＭＤＩ）等及びこれらインシアネ
ートと活性水素化合物の付加体等が挙げられる。これら
の脂肪族ポリイソシアネート及びこれらポリイソシアネ
ートと活性水素化合物の付加体などの中でも、好しいの
は分子量が１００〜３．０００の範囲のものである。脂
肪族ポリイソシアネートのなかでも非脂環式のポリイソ
シアネート及びこれら化合物と活性水素化合物の付加体
が好ましい。

前記ポリイソシアネートの添加量は、前記バインダ重量
に対して１／２０〜７／　１０、より好ましくは１／　
１０〜１／２である。

又、本発明に係るバックコート層の表面粗度は走行性、
電磁変換特性の面でｃｕｔ　ｏ［０，０８ｍｍの中心線
平均粗さ（Ｒａ）にて、０．０５μｍ以下であることが
好しい。

本発明に係るバックコート層に使用される分散剤として
は、レシチン、燐酸エステル、アミン化合物、アルキル
サルフェート、脂肪酸アミド、高級アルコール、ポリエ
チレンオキサイド、スルホ琥珀酸、スルホ琥珀酸エステ
ル、公知の界面活性剤等及びこれらの塩があり、また、
陰性有機基（例えば−ＣＯＯＨ，−ＰＯｓＨ）を有する
重合体分散剤の塩を使用することもできる。これら分散
剤は１種類のみで用いても、あるいは２種類以上を併用
してもよい。これらの分散剤はバインダ１００ｆｆｉ　
ｆｆｉ部に対し１〜２０ｍ　Ｑ部の範囲で添加される。

使用してもよい帯電防止剤としては、前記カボンブラソ
クをはじめ、グラフアイ！・、酸化錫−酸化アンチモン
系化合物、酸化チタン−酸化錫−酸化アンチモン系化合
物などの導′ｒｒｆ、性粉末　；サポニンなどの天然界
面活性剤；アルキレンオキサイド系、グリセリン系、グ
リシドール系などのノニオン界面粘性剤；高級アルキル
アミン類、ｖｇ４級アンモニウム塩類、ピリジン、その
他の複素環類、ホスホニウムまたはスルホニウム類など
のカチオン界面活性剤：カルボン酸、スルホン酸、燐酸
、硫酸エステル基、燐酸エステル基等の酸性基を含むア
ニオン界面活性剤ニアミノ酸類、アミノスルホン酸類、
アミノアルコールのＶｉＬ酸または燐酸エステル類等の
両性活性剤などが挙げられる。

尚本発明の特異性として、一般に用いられる潤滑剤を用
いない。従来知られている潤滑剤を用いることによって
摩擦係数が高くなり、トルク上昇によって走行に異常を
生じ、走行耐久性が低下する。

以上のように構成されたバックコート塗料は乾燥厚み０
８ｌ−２，０μｍ、好しくは０，２−１５μ＋ｎとなる
ように塗設される。

本発明に係る磁性層としては、磁性粉、バインダ及び分
散剤、潤滑剤等を使用した塗布型磁性層であっても良い
し、蒸着法、スパッタ法、ベーパデポジンコン法等によ
って形成された薄膜型磁性層であっても良い。

磁性材料としては、例えばγ−Ｆｃ、Ｏ，，Ｃｏ含有γ
ＦｃｚＯ，、Ｃｏ被看γ−Ｆｅ２０．、　　Ｆｅ５０．
、　Ｃｏ含有Ｆｃ、Ｏ，。

Ｃｏ被着Ｆｅ５０．、　ＣｒＯ□等の酸化物磁性体、例
えばＦｅＮｉ、　Ｃｏ、　Ｆｅ−Ｎｉ合金、　Ｆｅ−Ｃ
ｏ合金、　Ｆｅ−Ａ１合金、　Ｆ−＾ｆ２−Ｎｉ合金、
　Ｆｅ−Ｎ１−Ｐ合金、　Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、　Ｆ
　ｃ　−Ｍ　ｎＺｎ合金、　Ｆｅ−Ｎｉ−Ｚｎ合金、　
Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ合金、　Ｆｅ−Ｃ。

Ｎ１−Ｐ合金、　Ｃｏ−Ｎｉ合金、　Ｃｏ−Ｐ合金、　
Ｃｏ−Ｃｒ合金等Ｆｅ、　Ｎｉ、　Ｃｏ、ＡＱを主体と
するメタル１ａｔｔｉ粉等各種の強磁性体が挙げられる
。これらの金属磁性体に対する添加物とてはＳｉ、Ｃｕ
、　Ｚｎ、Ａ（！、　Ｐ、　ｌＪｎ、　Ｃｒ等の元素又
はこれらの化合物が含まれていても良い。

又バリウドフェライト等の六方晶系フェライト、窒化鉄
も使用される。

又磁性層に用いられるバインダ、硬化剤、分散剤、）；
Ｆ電防止剤、潤滑剤、研磨剤及びフィラーについては従
来公知の素材が流用できる。

上記バソクコ−１・及び磁性塗料に配合される溶媒或は
この塗料の塗布時の希釈溶媒としては、アセ１−ン、メ
チルエチルケトン、メチルイソブチルケ］・ン、シクロ
ヘキサノン等のケトン類；メタノール、エタノール、グ
ロバノール、ブタノール等のアルコール類；酢酸メチル
、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、エチレングリ
コールモノアセテ＝１・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、テトラヒドロフラン等のエーテル類　；ベンゼ
ン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素；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、ジクロルベンゼン等のハロゲン化炭化水素等の
ものが使用できる。

又、支持体としては、ポリエチレンテレフタレート、ポ
リエチレン−２，６−ナフタレ−１・専のポリエステル
類、ポリプロピレン等のポリオレフィン類、セルロース
トリアセテート、セルロースダイアセテート等のセルロ
ース誘導体、ポリアミド、ポリカーボネートなどのプラ
スチックが挙げられるが、Ｃｕ、　ＡＱ、　Ｚｎ等の金
属、ガラス、窒化硼素、Ｓ１カーバイド、セラミックな
ども使用できる。

これらの支持体の厚みはフィルム、ンート状の場合は約
３〜１００μｍ程度、好しくは５〜５Ｑｐｍであり、デ
ィスク、カード状の場合は３０μＩＩＩ〜ｌ　Ｏｔｎ　
ｍ　程度であり、ドラム状の場合は円筒状で用いられ、
使用するレコーダに応じてその型は決められる。

上記支持体とバラフコ−Ｉｌ＋或は磁性層の中間には接
若性を向上させる中間層を設けても良い。

支持体上に上記層を形成するだめの塗布方法としては、
エアナイフコート、ブレードコート、エアナイフコート
、スクイズコート、含ｔフコ−ｊ・、リバースロールコ
ート、トランス７７０−ルコート、グラビアコート、キ
スコート、キＡ・ストコートらない。

〔実施例〕

本発明を実施例を用いて具体的に説明する。

実施例１〜３及び比較例（１）、（２）下記処方ｌの磁
性塗料をボールミルで十分に混合分散し、硬化剤として
多官能インシアネート６部を添加し、ｌ、ｕ＋ｎのフィ
ルタで濾過し、厚さ１３μｍのポリエチレンテレフタレ
ートベースに乾燥膜厚４．５μｍとなるようにリバース
ロールコータでａ布し、試料用フィルムをえた。該フィ
ルムにスーパカレンダ処理を施した。

次いで表−１に示す試料毎に異なる処方■　（バラフコ
−１・塗料）の組成物をボールミルで２４時間分散し各
試料のバックコート塗料とした。該塗料を前記試料）Ｉ
Ｉフィルムの裏面にリバースロールコータで乾燥膜厚１
．０μｍになるよう塗布、乾燥し、バックコート居を夫
々に形成し、ｌ／２インチ幅にスリットシて実施例試料
テープ１〜３及び比較例試料テープ（１）、（２）をえ
た。

処方Ｉ　（磁性塗料）　　　　　　　　（重量部）表−
１処方■（バックコート塗料）以上のように得られた試料について、その特性を測定し
表−２に結果を示した。

Ｇｏ含含有−Ｆｅ２Ｊポリウレタン塩ビー酢ビ共重合体ステアリン酸ブチルミリスチン酸ステアリン酸アルミナカーボンブラックレシチンシクロヘキサノンメチルエチルケトン０．８０．５０．５０．５本発明に係るカーボンブラック及び酸化亜鉛を含有して
いる実施例１〜３は、バージンテープ及び２００パス後
の摩擦係数が小さく、バラフコ＝１・層の削れ、テープ
損傷もきわめて少ない。さらに、走行も安定である。ま
た、均一分散性に優れているため、表面粗度も極めて細
かくすることが可能で、クロマＳ／Ｎの劣化もなく、繰
返し走行に於ける耐久性も十分である。

一方、本発明に係るカーボンブラック及び酸化亜鉛の組
合せを含有しない比較例（１）、（２）は、１ソ擦係数
が高く、安定走行性（こ欠ける。さらにクロマＳ／Ｎ及
びバックコート層削れの点でも劣っている。

実施例及び比較例サンプルの測定方法ｎａｐ商−］（ａ）　　テープをＶ１１３カセットに詰め、２０°Ｃ
１６０％Ｒ１１中で、ＮＶ−６２００（松下電器製）デ
ツキを使用し、２００パスくり返し走行させた。その後
、ＲＦ出力変動を測定した。

（ｂ）　　テープ損傷及びバックコート層削れは２００
バス走行後のテープを目視で評価した。

（ｃ）　　動摩擦係数・・・２３°Ｃ１６０％Ｉ？Ｈ中
で、横浜ンステム社製走行性試験機（ＴＢＴ−３００−
Ｄ）を使用し、大口テンション２０ｇに設定し、直径３
．８ｍｍのステンレスビンに試料テープを１８０°巻き
つけ、３．３ｃｍ／　ｓｅａで走行させ、−分後の出口
テンションを測定し、次式より求めた。

（ｄ）　　層間摩擦係数−２３°Ｃ１６０％ＲＨ中で、
（ｃ）と同様の装置を使用し、入口テンション２０ｇに
設定し、直径６２ｍｍのステンレスドラムに磁性層を上
側にして巻きつけ、その上に試料テープを１８０°巻き
つけ、ＢＣ面を０．２ｃｍ／　ｓｅｃで走行させ一分後
の出口テンションを測定し、（１）式より求めた。

（ｅ）　　クロマＳ／Ｎの測定−ＨＲ−７１００（日本
ビクター（株）製）を用いて最大記録電流で４．５ＭＩ
Ｉｚを記録し、再生時のノイズ電圧を測定して求めた。

Claims

【特許請求の範囲】

支持体の一方の面に磁性層を有し、この支持体の他方の
面に、バインダと非磁性粉末を含むバックコート層を有
する磁気記録媒体において、該非磁性粉末として平均一
次粒径が夫々２０〜４０ｍμ、５０〜１００ｍμのカー
ボンブラックと平均粒径０．５〜１．０μｍの酸化亜鉛
を含み、かつ前記バインダが粘度；１／８〜１／３秒で
あるニトロセルロースを含有することを特徴とする磁気
記録媒体。