JPH03141021A - 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 - 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、磁気記録媒体に係り、特にバックコート層の
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４才分舒、ビデイオ分野、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
テープがガイドポ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
ドボ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ィオデッキで走行させると磁気テ
ープの表面のみならず、その裏面も上記ガイドポール、
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、或はシンチングを起し、再使用のときテープの走
行にむらができる。これらのことが起ると、スキュー　
ジッター　ドロップアウト、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
、同５８−１６１１３５号、同５７−５３８２５号、同
５８−２４１５号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５２−１７４ｏ１
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１０〜６０−μの平均−次粒径のカーボンブラ
ックと１００諷μ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５９−２２３９３７号、同５
７−１１１８２８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ｔ；ものがあるが更
に検討の余地を残しており、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
終る慣れがある。

例えばフィラーはその硬度によって功罪相半ばし、その
選択は重要であり、また層の仕上り置物性、贋物性等仕
上り物性についての考慮が必要である。

また中心線平均粗さＲａに関しても、その内実に対する
考慮が必要である。即ちＲａが仮令同じ数値であっても
、（Ａ）表面凹凸の高低振幅の揃った鋸歯型の場合、（
１）振幅の大きな絞量型、（２）殆ど平滑に近い振幅の
小さい平滑型、（３）その中間の適当な振幅の漣型、及
び（Ｂ）これらが混交し所々ｌこ大きな突起を有する犬
歯型等と形態的に区別して名付けるとすれば、磁気テー
プ特性に対しては（Ａ）−（３）の漣型が最も好ましい
。しかし磁性層とバックコート層間の眉間摩擦の低減に
は〔Ａ〕−（２）の平滑型を除き、（Ａ）−（１）、（
３）及びＣＢ）が有用であり、Ｒａの値と層間摩擦との
間に相関を見出し難い。

更にバックコート層に漣型粗面を与えたとしても、磁性
層の平滑度によって眉間摩擦、走行性及びシンチングに
差を生ずる。磁性層に適当なうねりがあることが好まし
く、あまりに平滑であると、眉間摩擦の低減がままなら
ず、またシンチングに問題を生ずる。

従って中心線平均粗さＲａについては、その数値だけで
はなくその形態内実に対する考慮が必要であり、カーボ
ンブラック等の分散性等を加味した試行を必要とするの
が現状である。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、前記見解から、含有するカーボンブラ
ックの分散性がよく、かつ膜強度が大きくて耐用性の長
いバックコート層を有し、シンチング、ドロップアウト
を起すことのない磁気記録媒体（以後磁気テープで総称
する）を提供することにある。

〔発明の構成〕

本発明の目的は、平均粒径が夫々、２０〜１００−μ及
び５０〜１００−μの範囲にある少なくとも２種のカー
ボンブラック粉末と、モース硬度３〜６である無機質粉
末を含有し、かつカットオフ０．０８１の中心線平均粗
さＲａがｏ、ｏｔｏ〜０．０３０μｍであるバックコー
ト層を設けた磁気記録媒体によって達成される。

〔発明の作用効果〕

本発明においては、カーボンブラックの平均粒径を選定
し、又モース硬度３〜６の無機質粉末粒子の粒状性、膜
補強効果を活し、バックコート層（以後ＢＣ層）の強度
をまして耐用性を上げ、分散フィラー　バインダ等を総
括的に制御して中心線平均粗さ０．０１０〜０．０３０
μｍとし、面粘着性（摩擦係数）、接触面積を整えて、
磁気テープのシンチング、ドロップアウト（Ｄｌｏと標
記）を排除することができる。

更に磁性層から遮光用のカーボンブラックを８０層に移
し、磁気テープの遮光性を落すことなく、磁気テープの
電磁特性を高めることができる。

本発明構成の個々について述べると、まづカーボンブラ
ックの平均粒径が１００■μを超えると表面粗さが大と
なり、磁性層に粗さを転写して磁性層の電磁特性を損い
、２０■μ未満では分散性悪く、凝集塊の粉落ち、それ
に伴うＤｌｏの発生がある。

本発明においては、カーボンブラックの粒径が５０〜１
００ｓμの間に１峰の粒径分布のピークを有するものだ
けでは表面が粗れ、磁性層に粗さを転写する。

又、無機質粉末粒子のモース硬度が６を超えると、８０
層からの磁性層への粗さ転写が甚だしくなり、又塗料製
造に用いられるボールミル等を摩滅し、該摩滅粉は不純
物としてＤｌｏ等の原因となり、更に工程部材の損傷が
劇しくなる。

一方、モース硬度が３以下であると膜強度向上の棟芯作
用を失い、反って膜強度を下げる。

次に本発明の詳細な説明する。

前記平均粒径２０〜４０ｇ＋μ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； ラーベン５２５０．１２５５．１２５０．１２００．１
１７Ｇ、１０４０゜１０３５．１０３０．１０２０．８
９０．８５０．８２５キャポット社製；ブラック・パー
ルズＬ。

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
００　；Ｍ　Ａ　−１００，７，８，１１ が挙げられ、これらの平均粒径は２０〜４０■μにある
。

また５０〜１００−μの平均−次位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； ラーベン１４，４１０，４２０，４３０，４５０が挙げ
られる。

本発明に係るモース硬度３〜６の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、酸化亜鉛、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、ａ−ＦｅｚＯ３、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無機質粉末の豐ｔ／冒ｔは２．
０〜０．０１．より好ましくは１．０〜０．０５である
。又、前記カーボンブラックと前記無機質粉末台めた全
フィラー重量は、バインダ１００重量部（曹ｔ）に対し
て、５０〜５０Ｇ（Ｉｔ）、好しくは６０〜４００Ｗｔ
である。本発明においては、カーボンブラック及び無機
質粉末に有機質フィラーを併用してもよく、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。

前記バックコート層に使用するバインダとしては、ニト
ロセルロースが好ましく、更に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、靭性、耐ブロック性
を上げることができ、また摩擦係数が小で眉間粘着防止
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ＷＩ料は塩化
ビニル系塗料に比べてフィラーの分散が速かで塗料自体
も安定であり且つフィラー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）（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ｌ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ｌ　／　２０〜７　／　１０ｗｔ／　ｗｔ、よ
り好ましくはｌ／１０〜１　／　２　ｗｔ／　ｗｔであ
る。

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−〇〇〇〇、　−ＰＯ，Ｈ）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１００ｗｔに
対し１〜２０ｗ【の範囲で添加される。

また、帯電防止剤としては、前記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、アミノスルホン酸類、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挙げられ
る。

尚本発明においては、一般に用いられる潤滑剤は用いな
い方が好ましい。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ことがある。

以上のように構成されたバックコート塗料は乾燥厚みＯ
０１〜２．０μ肩、好しくは０．２〜１．５μ軍となる
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を磁性層であっても良い
し、蒸着法、スパッタ法、ベーパデポジション法等によ
って形成された薄膜を磁性層であっても良い。

磁性材料としては、例えばγ−Ｆｅ、Ｏ，，Ｃｏ含含有
−Ｆｅ！０１．　Ｃｏ被被着−ＦｅｚＯｓ＋　Ｆｅ３Ｏ
４，Ｃｏ含有Ｆｅ、Ｏ，。

Ｃｏ被着Ｆｅ３Ｏ４，Ｃｒｙ、等の酸化物磁性体、例え
ばＦｅ。

Ｎｉ、　Ｃｏ、　Ｆｅ−Ｎｉ合金、　Ｆｅ−Ｃｏ合金＋
　Ｆｅ−Ａ（１合金、　Ｆ−ＡＱ−Ｎｉ合金、　Ｆｅ−
Ｎ１−Ｐ合金、　Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、　Ｆｅ−Ｍｎ
−Ｚｎ合金、　Ｆｅ−Ｎｉ−Ｚｎ合金、　Ｆｅ−Ｃｏ−
Ｎｉ−Ｃｒ合金、　Ｆｅ−Ｃ。

−Ｎｉ−Ｐ合金、　Ｃｏ−Ｎｉ合金、　Ｃｏ−Ｐ合金＋
　Ｃｏ−Ｃｒ合金等Ｆｅ、　Ｎｉ、　Ｃｏ、　Ａ１２を
主体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てはＳｉ、Ｃｕ
、　Ｚｎ、ＩＨＩ、　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。

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。

又磁性層に用いられるバインダ、硬化剤、分散剤、帯電
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。

上記バックコート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、グロパノ
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、Ｃｕ、　ＡＱ、　Ｚｎ等の金属
、ガラス、窒化硼素、炭化珪素、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
３〜１００μ票程度、好しくは５〜５０μ謹であり、デ
ィスク、カード状の場合は３０μ箇〜ｌＯ■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。

上記支持体とバックコート層或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た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、グラビアコート、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１〜３並びに比較例（１）〜（４）下記処方Ｉ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曹ｔを添加し、１μ嘗のフィ
ルタで濾過し、厚さ１３μ票のポリエチレンテレフタレ
ートベースに乾燥膜厚４．５μ重となるようにリバース
ロールコータで塗布し、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■　（バックコ
ート塗料）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。該塗料を前記試料用フィ
ルムの裏面にリバースロールコータで乾燥膜厚１．０μ
諺になるよう塗布、乾燥し、バックコート層を夫々に形
成し、ｌ／２インチ幅にスリットして実施例試料テープ
ｌ〜３並びに比較例試料テープ（１）〜（４）をえた。

処方■　（磁性塗料＞　　　　　　　　　　　（Ｗｔ）
Ｃｏ含含有−Ｆｅ２０３　　　　　　　　１００ポリウ
レタン　　　　　　　　　８ 塩ビ一酢ビ共重合体　　　　　　１２ 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 ０．８ ０．５ ０．５ ０．５ ０ ０ 表１　処方ＩＩ　（ＢＣ層塗料） （１５ａμ）等　・・・（平均粒径） （４〜５）等・・・（モース硬度） セルツバＢＴＨＩ／２；旭化成 Ｎ−２３０４；日本ポリウレタン コロネールＬ；日本ポリウレタン 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。

表２ （註）Ａ；なし、Ｂ；極少、Ｃ；有り、Ｄ；や工多い、
Ｅ；多い本発明に係るカーボンブラック及び無機質粉末
を含有している実施例１．２及び３は、バージンテープ
及び２００パス後の動摩擦係数が小さく、バックコート
層の削れ、磁性層転写もきわめて少ない。

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、表面粗度も適当であり、Ｄｌｏの劣化もなく
、繰返し走行に於ける耐用性も十分である。

一方、本発明に係るカーボンブラック及び無機質粉末の
組合せを含有せず表面粗さＲａが本発明の範囲を逸脱し
ている比較例（１）〜（４）は、安定走行性に欠ける。

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 （ａ　）　　Ｄ　１０−輻５μｓｅｃ、深さ一１６ｄＢ
、及び輻１５ｐｓｅｃ、深さ一１６ｄＢのＤｌｏの１分
当りの発生個数 （ｂ）　　バックコート層削れ・・・２００パス走行後
のテープを目視で評価し た。

（ｃ）　　表面粗度・・・カットオフ０−０８ｍ−の中
心線平均粗さ （ｄ）　　動摩擦係数・・・２３℃、６０％ＲＨ中で、
横浜システム（株）製　走行性試験機、ＴＢＴ−３００
Ｄを使用し、入口テンション２０ｇに設定し、直径６２
冒−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、−分径の出口テンション
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４．５ＭＨ
ｚを記録し、再生時のノイズ電圧を測定して求めた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 平均粒径が夫々、２０〜４０ｍμ及び５０〜１００ｍμ
   の範囲にある少なくとも２種のカーボンブラック粉末と
   、モース硬度３〜６である無機質粉末を含有し、かつカ
   ットオフ０．０８ｍｍの中心線平均粗さＲａが０．０１
   ０〜０．０３０μｍであるバックコート層を設けた磁気
   記録媒体。