JPH02254623A - 磁気記録媒体 - Google Patents

磁気記録媒体

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JPH02254623A
JPH02254623A JP7575189A JP7575189A JPH02254623A JP H02254623 A JPH02254623 A JP H02254623A JP 7575189 A JP7575189 A JP 7575189A JP 7575189 A JP7575189 A JP 7575189A JP H02254623 A JPH02254623 A JP H02254623A
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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・再生に用いられる磁気テープ、磁気
ディスク、磁気フロッピィディスク等の磁気記録媒体に
関する。
〔従来技術〕
情報処理機器に於る磁気記録媒体は、記録・再生素子と
して甚だ有用でありその需要は大きし1が、同時に記録
媒体として、電磁変換特性が高度、精密であること、記
録容量が豊かで高密度であること、走行性、耐久性、耐
用性を保証する好適な組成物性であること、廉価である
こと更に生産面からは生産技術上にトラブルがないこと
等が要求され、その要求に沿って様々の技術的努力が佛
われて来た。
しかしその技術努力の目標は究極的には高性能の磁性体
即ち電磁変換特性のよい微細で且つ粉末粒子が個々に独
立に隔離される分散性と分散安定性のよい磁性体と、製
品トラブルのない且つ耐用性のよい層構成条件に帰着す
る。
具体的には、抗磁力(Hc)及び残留磁束密度(Br)
が高く高密度記録に適した磁性体が探索され、従来の磁
性体から鉄、ニッケル及びコバルト等を主成分とする強
磁性体が開発されt;。
これら磁性体粒子には夫々の透磁率(μ)があり、かつ
その保磁力(Hc)は磁性体粒子の大きさによって異り
小さい方が好ましいが、あまりに小さいといわゆる超常
磁性領域に入って強磁性を失う。
更に磁性体の粒子として高密度記録、高S/Nを満足さ
せる要件をみると、分散性がよいこと、磁場配向が容易
である、充填度が高い、高粒子数密度であること等が要
求され、これら要求に応する粒子形状としては、(1)
双晶或は枝分れ等のない整った形状、(2)平均粒径が
小さく且つ粒子分布の狭い単分散性、(3)磁性粒子内
に空隙などの欠陥がないこと、更に(4)磁性体粒子相
互に融着による二次粒子がない等が挙げられる。
また高、低周波内域に亘るカラー画像、音声の二つなが
らを忠実(HiFi)に収録する必要から磁気記録媒体
は複数の磁性層を重層した積層磁性層構成が一般化され
て来ている。
従来積層磁性層磁気記録媒体においては、表面から深さ
0.3μ層付近の上層にルミ出力のよい高Hcのa性体
粒子lこよる高周波収録、深さ2.0〜2.5μ謬付近
の下層にクロマ出力のよい低Haの磁性体粒子による低
周波収録を割当ることが行われて来ているが、深さ1.
0μm程度に収録される旧Fi音声低周波に対する配慮
が欠けている。
更に磁性層内でのへラドギャップからの洩れ磁束密度(
B)は、ヘッドからの深さによって異ってくるものであ
り、磁性層内各点での磁場強さ(H)の生成は、B−μ
Hの関係から透磁率の如何による。
しかもバインダ中に磁性体粒子を分散保持する磁性層と
しての透磁率−二は、磁性体の組成のみならず磁性体粒
子中の欠陥、充填率、粒子数密度等が関与して来て、更
に磁性層の磁気的均質性は粒子の相互融着による二次粒
子の有無、分散性の良否と深く係っている。
しかしながらこれら諸因子を理論的に或は統計的に取捌
き、積層磁性層に適切な磁気的構成を与え、或は磁性体
粒子を選定する有用な手段がなく、徒らに試行錯誤、し
かも単層磁性層的試行錯誤が繰返されている。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、前記した状況に照し、(1)積層磁性
層からなる磁気記録媒体(以後磁気テープと称する)の
各磁性層に適切な磁気的条件を設定する手段を提供する
ことにある。
更に前記手段によって選定された、 (2)積層磁性層の上層に特に良好なルミS/Nと走行
耐用性を有し、下層に特に高い旧Fi音声特性とクロマ
出力を有11、総合的にtm変換特性がよく、走行耐用
性の高い磁気テープの提供にある。
〔発明の構成〕
前おした本発明の目的は、非磁性支持体に複数の磁性層
を重層した磁気記録媒体において、前記積層磁性層中の
最上層磁性層のSFDが0.4〜0.7、かつ前記最上
層以外の磁性層のSFDが0.2〜0.4であることを
特徴とする磁気記録媒体によって達成される。
尚本発明の磁気テープの態様においては、最上層磁性層
のHcは、それ以外の磁性層のHcより小さいことが好
ましい。
〔発明の作用効果〕
本発明においては、積層磁性層の磁気的条件は、5FD
Cスイツチング・フィールド・ディストリビューション
; Switching Field Distrib
ution)を基準にして与えられる。
次にSFDを図を用いて説明する。
第1図(a)に1alt性体の磁化曲線、ヒステリシス
曲線を示した。磁束密度(B)と磁場(H)との関係は
、 B −μdμoH で示される。μ0は真空中での透磁率、μHは媒体中で
の比透磁率である。
磁束密度の磁場に係る微分係数は、上式からとなり、こ
のときμHは微分透磁率と呼ばれる。
一方ヒステリシス曲線に沿った微分曲線は同図(b)に
示される極値をもったループをなす。
この極値に関る半値幅をΔIIとすれば、SFDは、5
FD−ΔH/Hc    ”(2) で定義される。
前記の式(1)及び(2)は微分曲線及びその極値にお
ける半値幅によって、透磁率とSFD更に磁場とを関係
づけており、実測容易なHc及びΔH即ちSFDから透
磁率が把握され、該透磁率の媒体どして磁性体粒子をと
れば磁性体の組成、磁性体中の空隙等の結晶欠陥による
)lc変動に、磁性層に着目すれば更に層中の磁性体粒
子の充填率、粒子数密度、分散度等の磁気条件を統括し
f;Hc変動に結びつけられ、SFDはHaの変動を示
すパラメータと1做される。
SFDの定義式より明かなようにSFDとHcは互に相
反的であるが、ΔHの挙動如何によっては該相反性は必
ずしも保証されないが、実験的に或は従来知られている
ヒステリシス曲線からは相反性に背馳する知見はなく、
HCが小さければSFDは大きくなる。
また実験的知見によればBET値の大きな磁性体粒子は
大きなSFDを与える。
更にSFDが大きい時には磁気記録におけるノイズ成分
が減少し、小さければ粒子の充填率が上げられる。
また旧Fi音声はHcの大きいSFDの小さい層に収録
することが好結果を与える。
以上の知見に基き、本発明における積層磁性層構成にお
いては、最上層のSFDをそれよ吹下の下層のSFDよ
り大きく0.4〜0.7にとって、ノイズの少い高ルミ
S/N層とし、下層のSFDを0.2〜0.4として充
填率をあげクロマ出力を上げ、かつ旧Fi音声の収録層
成に振当てる積層構成が選ばれる。また下層は一層に限
られるものではない。
尚上記の夫々のSFD範囲を外れる場合には、各層の割
振分担に組部を生じ、良好な総合特性をうろことができ
ない。
また前記最上層及びそれ以外の下層にSFDを設定する
場合のHaは、下層より上層のI(cを小さくした磁性
層磁気条件が好ましい。
また本発明の構成においては、最上層のSFDが大きく
微粒子かつ高分散性で粒子凝集による表面荒れがなく膜
物性も良好であるので走行耐用性も良好である。
本発明の磁気テープの磁性層は、磁性粉等を結合剤に分
散、懸濁させ、更に分散、潤滑剤等を使用した分散型磁
性層である。
磁性材料としては、例えばγ−Fe2O3、Co含有γ
−FelOs、Co被被着−Fe、0.、Fe、OイC
o含有Fe、O,。
等の酸化物磁性体、例えばFe、 Ni、 Co、 F
e−Ni合金、Fe−Co合金、Fe−N1−P合金、
Fe−Ni−Co合金、Fe−Mn−Zn合金、Fe−
Ni−Zn合金、Fe−Co−N 1−Cr合金、Fe
−Co−N i−P合金、Co−Ni合金、Co−P合
金、Go−Or合金等Fe5Ni、 Coを生成物とす
るメタル磁性粉等各種の強磁性体が挙げられる。これら
の金属磁性体ニ対する添加物トシテはSi、 Cu、 
Zn、 A12% P% Mn5Cr等の元素又はこれ
らの化合物が含まれていても良い。
又バリウム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。
前記のうち、Co含有FeOx磁性粉が好ましく用いら
れる。
次に、「コバルト含有酸化鉄磁性粉」について述べる。
強磁性酸化鉄粒子としては、一般にFe0cで表した場
合、Xの値が1.33≦X≦i、soの範囲にあるもの
、即ちマグネタイト(γ−Fe、0.;x= 1.50
)、マグネタイト(FesOaHx−1−33)、及び
これらの固溶体(FeOx; 1.33< x< 1.
50)である。
γ−Fe、0.やEe30.は通常以下の製法によって
得られる。
第1鉄塩溶液にアルカリを添加して水M化第1鉄を生成
し、所定の温度、pIで空気を吹き込み酸化して、針状
含水酸化鉄を得、これを空気中250〜400℃で加熱
・脱水し、次いで還元性雰囲気中300〜450℃で加
熱還元して針状マグネタイト粒子とする。更に必要によ
り、該マグネタイトを200〜350℃で再酸化して針
状マグネタイト(γ−FellOs)とする。
これら強磁酸化鉄のうちコバルト含有酸化鉄磁性粉には
大別してドープ型ど被着型の2種類がある。
Coドープ塁酸酸化鉄粒子製法としては、(1)水酸化
コバルトを含んだ水酸化第2鉄をアルカリ雰囲気中で水
熱処理を行い、生成した粉を還元・酸化する方法、 (2)ゲータイトを合成する際、予めコバルト塩の溶液
を添加して置き、pI(を調整しながらコバルトを含ん
だゲータイトを合成し、これを還元・酸化する方法、 (3)Coを含まないゲータイトを核とし、この核の上
に(2)の反応と同様な反応を行い、Coを含有したゲ
ータイトを成長させた後還元・酸化する方法、 (4)針状ゲータイト又はマグネタイトの表面に、Co
塩を含んだアルカリ水溶液中で処理してCo化合物を吸
着させ、次いで還元・酸化あるいは比較的高い温度で熱
処理する方法 がある。
又Co被清を酸化鉄磁性粒子はアルカリ水溶液中で針状
磁性酸化鉄とコバルト塩を混合し加熱して、その酸化鉄
粒子に水酸化コバルト等のコバルト化合物を吸着させ、
これを水洗・乾燥して収出し、次いで空気中、N、ガス
中等の非還元性雰囲気中で熱処理する事により得られる
Co被着型粒子はCOドープ盤粒子と比べ、媒体磁性層
の加熱及び/又は加圧減磁に於て優れており、特殊分野
を除きしO被着型粒子を用いることが好ましい。
コバルトの含有量は磁性粉全体の1.0〜5.0wt%
とすることが好ましい。磁性粉の抗磁力(l(c)は6
00〜11000sとすることが好ましい。磁性粉の比
表面積はBET値で10〜70va”/gの範囲内とす
ることが好ましく、35m″/g以上、更には45++
+j/g以上とすると一層好ましい。平均粒子径は、長
軸で0.8〜0.2μ■、短軸で0.2〜0.01pm
とすることが好ましい。
上記のBET値で表される比表面積は、単位重量あたり
の表面積をいい、平均粒子径とは全く異なった物理量で
あり、例えば平均粒子径は同一であっても、比表面積が
大きなものと、比表面積が小さいものが存在する。比表
面積の測定は一般にB、E、T法と称されている測定方
法による(詳しくは11人ff1e。
Chem、Soc、60309(193g)を参照)。
本発明に用いられるバインダには従来常用されるバイン
ダを流用することができるが、磁性体粒子その他フィラ
ー類の分散の点から官能基或は分子内塩を形成する官能
基を導入して変性しt;樹脂、特に変性塩化ビニル系樹
脂、変性ポリウレタン系樹脂或は変性ポリエステル樹脂
が好ましい。
前記樹脂類における官能基としては、たとえば、−50
3M、−0502M、−〇〇〇M、およびOM” −p−。
0M” (ただし、式中、Mは水素原子、リチウムおよびナトリ
ウムのいずれかであり、MIおよびM寓は、それぞれ水
素原子、リチウム、カリウム、ナトリウムおよびアルキ
ル基のいずれかである。またMlとM2どは、互いに異
なっていても夷いし、同じであっても良い。) などが挙げられる。
これらの官能基は、塩化ビニル系樹脂、ポリエステル樹
脂、ポリウレタン樹脂などの樹脂と、たとえば CD−CLCLSOsM−CQ−CH*CH*OSOx
M。
CQ−C)11COOM、        OM’Cl
2−CH2−P禦O 0M” (ただし、M、M’およびM3はそれぞれ前記と同じ意
味である。) などのように分子中に陰性官能基および塩素を含有する
化合物とを脱塩酸反応により縮合させて得ることができ
る。
このようにして得られる前記樹脂の中でも、好ましいの
は塩化ビニル系樹脂、ポリウレタン系樹脂に陰性官能基
を導入してなる樹脂である。
更に塩化ビニル系樹脂としては、たとえば塩化ビニル−
酢酸ビニル−ビニルアルコール共m合体、塩化ビニル−
プロピオン酸ビニル−ビニルアルコール共重合体、塩化
ビニル−酢酸ビニル−マレイン酸ビニル−ビニルアルコ
ール共重合体、塩化ヒニルーブロピオン酸ビニルーマレ
イン酸ビニル−ビニルアルコール共重合体などが挙げら
れる。
本発明においては前記バインダの他、必要に応じ従来用
いられている非変性の塩化ビニル系樹脂、ポリウレタン
樹脂或はポリエステル樹脂を混用することもできるし、
更に繊維素系樹脂、フェノキシ樹脂或は特定の使用方式
を有する熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、反応釜樹脂、電
子線照射硬化型樹脂等を併用してもよい。
前記した樹脂は長短相補って、本発明の構成層例えば磁
性層、バックコート層、保護層或は接着層の構成バイン
ダとして種類、量の最適点を選んで使用することができ
る。
本発明の磁気テープの磁性層の耐久性を向上させるため
に磁性塗料に各種硬化剤を含有させることができる、例
えばイソシアナートを含有させることができる。
芳香族インシアナートとしては、例えばトリレンジイソ
シアナート(TDI)等及びこれらのインシアナート活
性水素化合物との付加体などがあり、平均分子量として
は100〜3.000の範囲のものが好適である。
また脂肪族インシアナートとしては、ヘキサメチ1/ン
ジイソシアナート(HMDI)等及びこれらインシアナ
ートと活性水素化合物の付加体等が上げられる。これら
の脂肪族インシアナート及びこれらインシアナートと活
性水素化合物の付加体などの中でも、好ましいのは分子
量が100〜3.000の範囲のものである。脂肪族イ
ソシアナ−1・のなかでも非脂環式のインシアナート及
びこれら化合物と活性水素化合物の付加体が好ましい。
上記磁性層を形成するのに使用される磁性塗料には必要
に応じ分散剤、潤滑剤、研磨剤、マット剤、帯電防止剤
等の添加剤を含有させてもよい。
本発明に使用される分散剤としては、1メジチン、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、又、陰性有機基(例えば−
COOH,−PO3H)を有する重合体分散剤の塩を使
用することも出来る。
これら分散剤は1種類のみで用いても、或いは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100
重量部(vtと標記)に対し1〜20w(の範囲で添加
される。
又、潤滑剤としては、シリコーンオイル、グラファイト
、カーボンブラツクグラフトボリマ−二硫化モリブテン
、二硫化タングステン、ラリウル酸、ミリスチン酸、−
塩基性脂肪酸と一価のアルコールから成る脂肪酸エステ
ル等も使用できる。
この中で磁気ディスク態様に於ては脂肪酸エステルが好
ましい。これらの潤滑剤はバインダ100wtに対して
0.2〜20vtの範囲で添加される。
研磨剤としては、一般に使用される材料で熔融アルミナ
、炭化珪素、酸化クロム、コランダム、人造ダイヤモン
ド、ざくろ石、エメリー(主成分:コランダムと磁鉄鉱
)等が使用される。これらの研磨剤は平均粒子径0.0
5〜5μ−の大きさのものが使用され、特に好ましくは
0.1〜2μmである。
これらの研磨剤は強磁性体100wtに対して1〜20
wtの範囲で添加される。マット剤としては、有機質粉
末或いは無機質粉末を夫々に或いは混合して用いられる
本発明に用いられる有機質粉末としては、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ましいが、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、ポリ弗化エチ
レン樹脂粉末等も使用でき、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、
硫酸バリウム、酸化亜鉛、酸化錫、酸化アルミニウム、
酸化クロム、炭化珪素、炭化カルシウム、a−FexO
s、タルク、カオリン、硫酸カルシウム、窒化硼素、弗
化亜鉛、二酸化モリブデンが挙げられる。
又帯電防止剤としては、カーボンブラックの外には、グ
ラファイト、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電性粉
末;サポニンなどの天然界面活性剤;アルキ1メンオキ
サイド系、グリセリン系、グリシドール系などのノニオ
ン界面活性剤;高級アルキルアミン類、第4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
又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;アミノ酸類
、アミノスルホン酸類、アミノアルフールの硫酸又は燐
酸エステル類等の両性活性剤などが挙げられる。
上記塗料に配合される溶媒或いはこの塗料の塗布時の希
釈溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチ
ルイソブチルケトン サノン等のケトン類;メタノール、エタノール、プロパ
ツール、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
ルモノアセテート等のエステル類;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−ナフタレート等のポリエステル類
、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、Cus AOSZn等の金属、
ガラス、BNs Sh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、シート状の場合は約
3〜100μa程度、好ましくは5〜50μmであり、
ディスク、カード状の場合は30μl〜10μm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。
上記支持体とバックコート層或いは磁性層の中間には接
着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、
逐次もしくは同時ウェット・オン・ウェット重層法また
は逐次ウェット・オン・ドライ重層法のいづれによって
もよく、塗布方式としてはエクストルーダコート、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、含浸コート、リバースロールコート、ト
ランスファロールコート、クラビアコート、キスコート
、キャストコート、スプレィコート等が利用できるがこ
れらに限らない。
〔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1〜6及び比較例(1)〜(4)磁性塗料処方A
            (wt)磁性粉      
        100スルホ変性塩化ビニル/酢酸ビ
ニル/ ビニルアルコール共重合体  16 ポリウレタン樹脂          5σ−AI2f
fios              6カーボンブラ
ツク          12ミリスチン酸     
        lステアリン酸          
   1シクロヘキサノン          100
メチルエチルケトン        120トルエン 
             120上記磁性塗料処方A
の磁性粉を種々取換えHc及び磁性層のSFDが表1に
記載した値になるように調整した。
表1に示す処方組成物をサンドミルに仕込み分散させた
後、この磁性塗料を1μmフィルタで濾過、多官能イソ
シアネート5sを添加し、厚み15μ層のポリエチレン
テレフタレート支持体上に乾燥厚み下層2μ層、上層1
μmこ塗布し、塗膜が未乾燥の内に3000ガウスの磁
石で磁場配向処理を行い乾燥した。その後スーパカレン
ダを施した。
得られたバルクロールフィルムを熱処理し磁性層を充分
硬化させた後、このフィルムを1/2インチ幅に断裁し
、表1に示す各ビデオテープとし、特性を測定し、表1
に併記した。
尚電磁変換特性は実施例Iを基準にして表示した。
:特性測定及び表示法: Lust−S/N :カラービデオノイズメータrsh
ibasoku 925 D/1」により測定したく単
位: dB)。
クロマ出カニクロマ出力測定用VTRデツキを用いて4
 MHzでのクロマ出力を測定 した(単位: dB)。
HiFi音声出カニクロマ出力と同様にして1.7MH
zでのクロマ出力を測定した (単位: dB)。
走行テスト:5段階法、3−・−実用性下限l−−−−
実用不可、 〔発明の効果〕 SFDを磁気テープ設計の有用な手段として導入でき、
且つ該手法に則って良好な特性の磁気テープかえられた
【図面の簡単な説明】
第1図はSFDの定義を説明するための磁化曲線、ヒス
テリシス曲線及び微分曲線を示す拳固である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)非磁性支持体に複数の磁性層を重層した磁気記録
    媒体において、前記積層磁性層中の最上層磁性層のSF
    Dが0.4〜0.7、かつ前記最上層以外の磁性層のS
    FDが0.2〜0.4であることを特徴とする磁気記録
    媒体。
  2. (2)前記最上層の磁性層のHcが最上層以外の磁性層
    のHcよりも小さいことを特徴とする請求項1に記載の
    磁気記録媒体。
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