JPH02276020A - 磁気記録媒体 - Google Patents

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関し、特に積層磁性層を有する
該媒体の構成に関する。

〔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いが、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撓わ
れて来た。

一般に良好な電磁変換特性をうるためには磁性層中の磁
性粉を高密度に充填させ、また薄層であることが好まし
く、バインダなしの気相堆積した磁性層が賞月される由
縁であるが、コスト高でありまた生産量の確保に難があ
る。

また良好な電磁変換特性とするには磁性層側の構成層表
面を平滑に加工する必要があり、磁性粉及びフィラー類
の粒度の選定及びカレンダ処理が施される。

しかしながら表面が平滑すぎることによる摩擦係数の増
大、走行性不良をもたらし、一方粗面すざるとスペーシ
ングロス、粉落ち、ヘッド摩耗が酷くなる。

従って磁性層表面の平滑性もしくは粗さは充分に検討す
べき問題であるが、従来磁気記録媒体（以後磁気テープ
の呼称で総括する）に用いられる非磁性支持体の面は、
一般に磁気テープ表面に電磁特性上問題になる程度の凹
凸を派生する表面粗さを有しており、実用に供されて来
た磁気テープの多くが単層磁性層で構成されていること
と相俟って、多少の下引層を設けたとしても該表面粗さ
を吸収しうるまでには到らず、ドロップアウト等の頻度
の高い原因となっている。

この支障は磁性層を厚くして救済にあたって来たが、厚
膜故の電磁変換特性の低水準は免れえない。

一方微小突起を有する面の接触挙動及び摩擦面の損傷に
ついてはトライポロシイ（摩擦学）の面からかなりの解
析が可能になっているが、微小突起の受ける変形はその
形状により弾性変形と塑性変形の２つが考えられ、その
いづれがを受けるかの指標として、下記定義の塑性指数
（ｐｌａｓｔｉｃｉｔｙｉｎｄｅｘ）ψが与えられる。

ψ　＝　（Ｅ　’／　ＨＸａ　ａ／γＩｎ）ｌ／２１／
Ｅ’＝（１−ν＋”）／Ｅ□＋（１−ν２”）／　Ｅ　
２ここにＥｌ及びＥ２は接触面材料の縦弾性係数、Ｈは
硬さ、ν１、ν２はポアッソン比、ｄａは突起頂点高さ
の標準偏差、γｍは突起先端の平均半径である。

前記Ｂ’／Ｈは表面材料の物性に依存する項であり、４
３７１ｍは突起形状に由来する項である。

前記式において、φ〈０゜６の時は弾性変形をうけ、ψ
〉３の時には塑性変形をうける。

Ｅ’／Ｈは使用する素材によってほぼ一定であり、一方
当技術分野ではｄａ〉γｍが一般的であって４３７１ｍ
が相当に数値として揺れるとすると、φの値如何によっ
て面間の接触挙動、面損傷状態が異なって来る。

突起形状（表面粗さ）は、磁気テープの走行性、表面摩
擦、スペーシングロスに直接影響を与え忽せにできない
問題であり、単に中心線平均粗さＲａのみではこれ以上
の技術的伸展は望みえない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、非磁性支持体表面粗さに基因する性能
劣化がなく良好な電磁変換特性を有し、更に高、低周波
画成の記録再現性の良好な磁気テープの提供にある。

〔発明の構成〕

前記した本発明の目的は、非磁性支持体上に厚さｄｌの
第一磁性層を設け、更に厚さｄ２の第二磁性層を重ねた
積層磁性層を有する磁気記録媒体において、前記第一磁
性層の厚みｄｌを、前記非磁性支持体の磁性層側表面の
中心線平均粗さＲａと最大粗さＲｍａｘに対し、 ４　Ｘ　１０−３≦（Ｒａ／　ａ　ｒ　）≦１．８Ｘ　
１０−”４　Ｘ　１０−”≦（Ｒｍａｘ／　ｄ　ｒ　）
≦４．５Ｘ　１０−’ならしめ、かつ第二磁性層の厚み
ｄ２をｄ２≦１．０μｍ ならしめたことを特徴とする磁気記録媒体によって達成
される。

尚本発明の態様において、Ｒａ及びＲｍａｘの好ましい
範囲としては、 ４．５Ｘ　１０−３≦　（Ｒａ／ｄ１）　　≦１．ＯＸ
　１０−”７．０Ｘ　１０−２≦　（Ｒｍａｘ／ｄ＋　
　）　　≦３．０Ｘ　１０−’また第二磁性層の厚みｄ
２の範囲としては、０．１≦ｄ２≦１．０　　（μｍ） である。更に第一磁性層の厚みｄｌの範囲としては、１
．０≦ｄ８≦３．０　　（μｎｎ） が好ましい。

〔作用効果〕

本発明の構成要件を与えることによって、仕上がり磁性
層の面粗さＲａ　：　０．００１〜０．０１８μｍ　。

Ｒｍａｘ　；　０．０３０〜０．１５０／ｌ　ｍとする
ことができ、磁性層総厚みを４．０μｍ以下、更に３．
０μｍ以下に抑えて高電磁変換特性をあたえることがで
き、更に第−及び第二磁性層の保磁力を整えて高、低周
波域記録に最適に接当て画周波帯域の記録再生に適した
磁気テープを提供することができる。

本発明に於ては従来磁気テープ製造に用いられる装置及
び素材技術が流用される。

本発明に用いられる磁性材料としては、例えばγ−Ｆｅ
ｚｅｓ、Ｃｏ含有γ−Ｆｅ、Ｏｓ、Ｃｏ被被着−Ｆｅ２
０３　、Ｆｅ３０４　＋Ｃｏ含有Ｆｅ、０４．Ｃｏ被着
Ｆｅ、Ｏ，、ＣｒＯ２等の酸化物磁性体、例えばＦｅ、
Ｎｉ　、Ｆｅ−Ｎｉ合金、　Ｆｅ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｎ
１−Ｐ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｍｎ−Ｚｎ
合金、Ｆａ−Ｎｉ−Ｚｎ合金、Ｆｅ−Ｃ。

Ｎ　１−Ｃｒ合金、　Ｆｅ−Ｇｏ−Ｎ　ｉ−Ｐ合金、Ｃ
ｏ−Ｐ合金、　Ｃｏ−Ｃｒ合金等Ｆｅ、Ｎｉ、Ｇｏを主
成分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に対する添加物としてはＳｉ、Ｃ
ｕ、Ｚｎ、Ａ（２，Ｐ、Ｍｎ、Ｃｒ等の元素又はこれら
の化合物が含まれていても良い。またバリウムフェライ
ト等の六方晶系フェライト、窒化鉄等も使用される。

本発明に用いられるバインダとしては、耐摩耗性のある
ポリウレタンが挙げられる。これは、他の物質に対する
接着力が強く、反復して加る応力または屈曲に耐えて機
械的に強靭であり、且つ耐摩耗性、耐候性が良好である
。

またポリウレタンの他に、繊維素系樹脂及び塩化ビニル
系共重合体を併用すれば、磁性層中の磁性粉の分散性が
向上してその機械的強度が増大する。ただし繊維素系樹
脂及び塩化ビニル系共重合体のみでは層が硬くなりすぎ
るが、これは上述のポリウレタンの存在によって防止で
きる。

使用可能な繊維素系樹脂には、セルロースエーテル、セ
ルロース無機酸エステル、セルロース有機酸エステル等
が使用できる。上記の塩化ビニル系共重合体は、部分的
に加水分解されていてもよい。塩化ビニル系共重合体と
して、好ましくは、塩化ビニル−酢酸ビニルを含んだ共
重合体が挙げられる。

またフェノキシ樹脂も使用することができる。

フェノキシ樹脂は機械的強度が大きく、寸度安定性にす
ぐれ、耐熱、耐水、耐薬品性がよく、接着性がよい等の
長所を有する。

これらの長所は前記したポリウレタンと長短相補ってテ
ープ物性の経時安定性を著しく高めることができる。

更に前記したバインダの他、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹
脂、反応型樹脂、電子線照射硬化型樹脂との混合物が使
用されてもよい。

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、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（ＴＤ１）等及びこれら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。

また脂肪族イソシアナートとしては、ヘキサメチレンジ
イソシアナート（ＨＭＤＩ）等及びこれらイソシアナー
トと活性水素化合物の付加体等が挙げられる。これらの
脂肪族イソシアナート及びこれらイソシアナートと活性
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
シアナートのなかでも非脂環式のイソシアナート及びこ
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分散
剤が使用され、また必要に応じ潤滑剤、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じては、本発明に係る燐酸エステ
ルの外に、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
−〇〇〇Ｈ）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、或は
２種類以上を併用してもよい。また、潤滑剤としては、
シリコーンオイル、グラファイト、カーボンブラックグ
ラフトポリマー、二硫化モリブテン、二硫化タングステ
ン、ラウリル酸、ミリスチン酸、炭素原子数１２〜１６
の一塩基性脂肪酸と該脂肪酸の炭素原子数と合計して炭
素原子数が２１〜２３個の一価のアルコールから成る脂
肪酸エステル（いわゆる蝋）等も使用できる。これらの
潤滑剤はバインダ１００重量部に対して０．２〜２０重
量部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、人造フランダム
、人造ダイヤモンド、ざくろ石、エメリ（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０．０５〜５μｍ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
はバインダ１００重量部に対して１〜２０重量部の範囲
で添加される。

マット剤としては、有機質粉末或は無機質粉末を夫々に
或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、α−Ｆ　ｅ　
ｘ　Ｏｓ　、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。

帯電防止剤としては、カーボンブラックをはじめ、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、ホスホニウムまた
はスルホニウム類などのカチオン界面活性剤：カルポン
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、
アミノスルポン酸類、アミノアルコールの硫酸または燐
酸エステル類等の両性活性剤などがあげられる。

上記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ｉ１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セノアセテート等の
エステル類ニゲ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。

また、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−す７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、Ｃｕ　、　Ａｏ、、　Ｚｎ等
の金属、ガラス、窒化硼素ＢＮ、Ｓｉカーバイド等のセ
ラミックなども使用できる。

これらの支持体の厚みはフ、イルム、シート状の場合は
約３〜ｌＯｏμｍ程度、好ましくは５〜５０μｍであり
、ディスク、カード状の場合は３０μｍ−１０ｍｍ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をは決められる。

上記支持体と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。

支持体上に上記積層磁性層を形成するための塗布方法と
しては、Ｗｅｔ　ｏｎ　Ｎｅｔの場合はエクストルージ
ョン同時塗布及び逐次塗布、あるいはリバースクロール
士エクストルージョン、グラビアロール＋エクストルー
ジョンなどが考えられる。

さらにはエアーナイフコート、ブレードコート、エアー
ナイフコート、スクイズコート含浸コート、トランスフ
ァロールコート、キスコート、キャストコート、スプレ
ィコートのうちの何れかを組合せる事も考えられる。

又、Ｗｅｔ　ｏｎ　ｄｒｙの場合は上記塗布方式をどの
ように組合せても構わない。

次に、上記した磁気テープの製造装置の一例を第２図に
示す。

この製造装置においては、第１図の磁気テープを製造す
るに当たり、まず供給ロール３２がら繰出されたフィル
ム状支持体１は、押し出しコータ１０１１１により上記
した磁性層２．４用の各塗料を塗布した後、例えば２０
００Ｇａｕｓｓの前段配向磁石３３により配向され、更
に、例えば２０００Ｇａｕｓｓの後段配向磁石３５を配
した乾燥器３４に導入され、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、乾燥された各塗布層付きの支持体ｌはカレンダロ
ール３８の組合せからなるスーパーカレンダ装置３７に
導かれ、ここでカレンダ処理された後に、巻取りロール
３９に巻き取られる。各塗料は、図示しないインライン
ミキサを通して押し出しコータ１０．１１へと供給して
もよい。なお、図中、矢印りは非磁性ベースフィルムの
搬送方向を示す。押し出しコータ１０１１１には夫々、
液溜まり部１３．１４が設けられ、各コータからの塗料
をｗｅｔ　ｏｎ　ｗｅｔ方式第３図には、押出しコータ
の例を示した。同図（Ａ）は第２図に示したものと同様
のもの（２へ・ンドで逐次ｗｅｔ　ｏｎ　ｗｅｔ重層塗
布用）、同図（Ｂ）はｌヘッドのもの（逐次ｗｅｔ　ｏ
ｎ　ｊｅｔ重層塗布用）、同図（Ｃ）はｌヘッドで両磁
性塗料２′　４′をへ・ンド内部で交差方向に重ねて吐
出するもの（同時ｖａｔｏｎ　ｗｅｔ重層塗布用）であ
る。

上記の方法は、ｗｅｔ　ｏｎ　ｗｅｔの塗布方法である
から、下層上に最上層を塗布し易くなり、特に膜厚の薄
い最上層を均一に塗布でき、複数層を再現性良く重層塗
布できる。

なお、上記の重層塗布に用いる装置は必ずしも押し出し
コータでなくてもよく、他の公知の塗布装置を使用でき
る。

〔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１〜４及び比較例（１）〜（５）下記の磁性塗料
処方Ａ及びＢ１並びに下引塗料処方Ｃに従って磁気テー
プ試料を作成し特性測定を行った。

実施例中の「部」は全て重量部を示す。

磁性塗料処方Ａ Ｃｏ−γ−Ｆ　ｅ　ｘ　Ｏｓ　　　　　　　　　　　　
　　１００部塩化ビニル／酢酸ビニル／ ビニルアルコール共重合体　　　　　１５部ポリウレタ
ン樹脂 α−Ａ　４２０３ カーボンブラック ミリスチン酸 ステアリン酸 シクロヘキサノン メチルエチルケトン トルエン 磁性塗料処方Ｂ Ｃｏ−１−Ｆｅ、Ｏ。

塩化ビニル／酢酸ビニル／ ビニルアルコール共重合体 ポリウレタン樹脂 α−Ａ　ｆｆ２０３ カーボンブラック ミリスチン酸 ステアリン酸 ブチルステアレート シクロヘキサノン メチルエチルケトン ５部 ３部 １０部 ２部 ２部 １００部 １００部 １６０部 １００部 １３部 ４部 ２部 １３部 １部 １部 ２部 ２００部 ２００部 トルエン １６０部 下引処方Ｃ 塩化ビニリデン／アクリロニトリル共重合体ＩＯ部 シクロへキサノン　　　　　　　　　　９０部上記処方
の塗料を１４．５μｍのポリエチレンテレフタレート支
持体上に、表１のごとく塗布し、実施例及び比較例とし
た。

得られた試料について性能評価を行い９表２に表　　２ 表２に明らかなように実施例のビデオテープは電磁変換
特性に優れ、ドロップアウトも少ないテープを提供する
。

又、ＲＦエンベロープは、ビデオテープのデツキのヘッ
ドへのあたりの良さを表しており、一般に、テープの摩
擦係数や５ｔｉｆｆｎｅｓｓに関係が深い事が知られて
いる。しかし我々は、このＲＦエンベロープが磁性層の
乾燥膜厚によっても大きく変化する事を実験的に知った
。従って表面の粗さを平滑にする為に磁性層厚を厚くし
すぎても良くなく、適当な膜厚が必要であるという事で
ある。実施例の１〜４は、膜厚が適当でありＲＦエンベ
ロープも良いのに対し、比較例−２では膜厚が厚すぎて
、ＲＦエンベロープ不良を起こしている。比較例−１で
は、下層の膜厚に対し非磁性支持体の粗さが大きすぎ、
Ｄｌｏの増大、電磁特性の低下（特に、低周波数特性で
あるクロマの出力が悪い）を招いている。

同様に上層及び下層単層である比較例−３，４もＤｌｏ
、電磁特性が極めて劣っており、下引き層を用いた比較
例−５においてもこれを向上させる手段にはなり得ない
事がわかる。

特性測定法 （３）Ｄｌｏ　（ドロップアウト） 日本ビクター社製ドロップアウトカウンターＶ５Ｍを使
用し、１５μｓｅｃ以上長く、かつＲＦエンベロープの
出力２０ｄＢ以上低下した出力をドロップアウト１個と
して、全長測定し、１分間あたりの平均値を求めた。

（４）ルミＳ／Ｎ カラービデオノイズメーター５ｈｉｂａｓｏｋｕ　９２
５Ｄ／ｌにより測定した。

（５）Ｃ−Ｃｕｔ エヌエフ回路設計ブロック製、交流電圧計Ｍ１７０によ
り測定した。　　　　（単位：　ｄＢ）（６）ＲＦエン
ベロープ 各ビデオテープをＶＨＤデツキ（ＪＶＣ製Ｓ　−７００
０）で走行させ、オシロスコープ（ＨＴＴＡＣ旧製）に
ＲＦエンベロープを映し出す。そのオシロスコープ画面
を写真に撮りエンベロープの最大値と最小値を読み、そ
の比率を調べた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る磁気テープの断面図である。第２
図は磁気テープの製造装置の一例の概要図、第３図は押
出しコータのヘッドの形状を示す図である。 ■・・・支持体、 ３・・・バックコート層、 ＩＯ及び１１・・・コードヘッド、 ２１及び４′・・・磁性塗料 ２・・・第一磁性層、 ４・・・第二磁性層、 ３７・・・カレンダ、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 非磁性支持体上に厚さｄ＿１の第一磁性層を設け、更に
   厚さｄ＿２の第二磁性層を重ねた積層磁性層を有する磁
   気記録媒体において、前記第一磁性層の厚みｄ＿１を、
   前記非磁性支持体の磁性層側表面の中心線平均粗さＲａ
   と最大粗さＲｍａｘに対し、４×１０＾−＾３≦（Ｒａ
   ／ｄ＿１）≦１．８×１０＾−＾２４×１０＾−＾２≦
   （Ｒｍａｘ／ｄ＿１）≦４．５×１０＾−＾１ならしめ
   、かつ第二磁性層の厚みｄ＿２を、ｄ＿２≦１．０μｍ ならしめたことを特徴とする磁気記録媒体。