JPH03205613A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は磁気記録媒体に係り、特に耐久性および信頼性
に優れた磁気記録媒体に関する。

（従来の技術） 近年、オーディオテープ、ビデオテーブ等の磁気テープ
あるいはフロッピディスクに代表される磁気ディスク等
の磁気記録媒体には、優れた電磁変換特性はもとより、
高速データアクセスあるいは高記録密度の要求が高まっ
ている。

磁気記録媒体の記録密度を高める方法としては種々のも
のがあるが、例えば磁性層中への磁性粉の充填密度を高
め、サーボ技術を駆使することにより、トラック幅方向
あるいはトラック長さ方向に記録密度を高めることが試
みられている。

また、磁気ヘッドと磁気記録媒体との相対速度を高める
ことにより、高速データアクセスを達成する試みが成さ
れている。

しかし、このようにして結合剤樹脂の割合いを減らし、
磁気ヘッドと磁気記録媒体との相対速度を高めると、磁
気ヘッドと磁性層との摺動により短時間で支持体から磁
性層が剥離するといったことが起る。そして、磁性層の
剥離に伴うごみ等の異物は磁性層表面に付着し、ドロッ
プアウト等のエラーを引起こす原因となり、磁気記録媒
体の信頼性を大幅に低下させてしまう。

このため、高速データアクセスあるいは高密度記録の達
成には磁気記録媒体の耐久性，信頼性の向上が必要不可
欠となってきた。

（発明が解決しようとする課ｌ！） このような課題を解決するものとして、例えば特開昭６
０−１６３２３４号公報に記載の磁気記録媒体の製造方
法には、表面の平均粗さ（Ｒａ）が０．０１ミクロン以
上の非磁性支持体上に中間層を設置し、この中間層上に
磁性層を設置することにより、磁性層と非磁性支持体と
の密着性を改善することが開示されている。これは、非
磁性支持体の表面粗さ（Ｒａ）を大きくすることにより
、中間層と非磁性支持体との接触面積を大きくし接着強
度を高めるものである。

このような見地に立つと、非磁性支持体の表面粗さ（Ｒ
ａ）を大きくすることにより、非磁性支持体と磁性層と
の密着性をより向上させることが可能であるが、次のよ
うな課題も残る。

即ち、非磁性支持体の表面粗さ（Ｒａ）を大きくすれば
するほど、非磁性支持体からの影響により磁性層の表面
性は低下し、磁気へ・ソドと良好なヘッドタッチが得ら
れなくなってしまう。

このように、非磁性支持体の表面粗さ（Ｒａ）と磁性層
の表面粗さ（Ｒａ）とは密接に関係するため、単に非磁
性支持体と磁性層との接着性のみを考慮して磁気記録媒
体を設計することは困難であった。

本発明は上記した課題に鑑みなされたもので、磁性層の
良好む表面性を確保しつつ磁性層と支持体との接着強度
を高めることにより、耐久性および信頼性に優れた磁気
記録媒体を提供することを目的としたものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の磁気記録媒体は、結合剤樹脂中に磁性粉を含有
する磁性層が支持体上に設置された磁気記録媒体であっ
て、支持体表面の任意のｌＯミクロン×１０ミクロン領
域内の任意の１０領域の小さな表面粗さ（Ｒａ）’の平
均値がＯ．Ｏａミクロン以上であり、磁性層の膜厚の２
０％以下であることを特徴としたものである。

（作　　用） 従来の磁気記録媒体では、磁性層と支持体との密着性を
向上させるために支持体表面のいわゆる大きな表面粗さ
（Ｒａ）についてのみ着目し、触針式の表面粗さ測定装
置等を用いて測定し、研究を行なっていた。

これに対して、本発明者等は支持体表面の大きな表面粗
さ（Ｒａ）に対して、いわゆる小さな表面粗さ（Ｒａ）
本に着目して種々の実験を行うことにより、特に上記し
た構成とすることにより磁性層と支持体との高い付着強
度および良好な磁性層の表面性が確保可能であることを
見い出した。

この小さな表面粗さ（Ｒａ）”とは、従来の表面粗さ（
Ｒａ）とは全く異なり、本明細書中では任意の１ミクロ
ン×ｌミクロンの微細領域についてトンネル電流を利用
した三次元粗さ計（走査型トンネル顕微鏡）を用いて測
定したものと定義する。

ここで、走査型トンネル顕微鏡の原理について簡単に説
明する。

導電性物質から成る試料と金属性深針との間に電圧を印
加しておくと、両者の間隔が１ｎＩｍ程度の間隔で両者
間にトンネル電流が流れる。このトンネル電流の大小は
両者の間隔によって決定されるもので、０．１ｎｍの間
隔が変化するだけでトンネル電流は１桁程度変化する。

このような原理を用い、試料に対して金属性深針を水平
方向に移動させながらトンネル電流を一定に保つように
試料に対して垂直方向に金属性深針を上下させる。この
金属性深針の上下動を取出し、画像化することにより試
料の小さな表面粗さ（Ｒａ）’を測定することができる
。

尚、本明細書中での小さな表面粗さ（Ｒａ）本の測定は
、表面に２２ｒｏ＋＋の金が均一に蒸着された試料を用
い、被測定表面と金属性深針との間に印加する電圧は０
．５　Ｖ　，設定したトンネル電流は０．５ｎＡとして
、大気中において１ミクロン×１ミクロンの範囲で測定
したものである。

そして、得られたデータから小さな表面粗さ（Ｒａ）本
は以下の式を用いて求めた。

Ｒ　ａ　−　−　Ｊ’　．１’ ｆ （ｘ， ｙ） ｄｘｄｙ Ｓ １ Ｎ ΣΣ 』　ｉ ｆ （ｘｉ， ｙｊ） ｆ　（ｘ，ｙ）；　　（ｘ．ｙ）における高さＳ；測定
領域の面積 Ｎ；全測定点数 そして、本発明者等は種々の実験から、特に支持体表面
の任意の１０ミクロン×１０ミクロン領域内の１０領域
の小さな表面粗さ（Ｒａ）零の平均値を０，０３ミクロ
ン以上である支持体を用いることにより、従来のように
大きく表面を粗らすことなく支持体と磁性層との間で良
好な密着性が得られ、磁気記録媒体として高い耐久性が
確保できることを見出だした。

更に、支持体表面の任意の１０ミクロン×１０ミクロン
領域内の１０領域の小さな表面粗さ（Ｒａ）”の平均値
を０，０７ミクロン以上とすることにより、より良好な
密着性を安定して確保することができる。

また、特に支持体表面の小さな表面粗さ（Ｒａ）”を磁
性層の膜厚に対して２０％以下とすることにより、支持
体と磁性層との間に支持体表面の凹凸を緩和させる緩衝
層等を設けることなく良好な磁性層の表面性を得ること
ができる。

更に、本発明者等は種々の実験から、支持体表面をステ
ップ状の凹凸とすることにより、より一層良好な結果が
得られることを見出だした。これは、磁性層と磁気ヘッ
ドの摺動による剪断応力に対して、支持体表面にステッ
プ状に形成されたエッジ部分が磁性層と一層強固に接着
しているためと考察される。

このような表面形状を有する支持体を得る方法としては
、グロー放電処理、コロナ放電処理、火炎処理、プラズ
マ処理等の非接触表面処理方法、あるいは研磨処理等の
接触表面処理方法、また薬品処理等の種々の方法が適用
可能である。

第１図は上記した種々の方法のうち、所望の条件により
コロナ放電処理を施したポリエチレンテレフタレートフ
ィルムを走査型トンネル顕微鏡にて画像化した斜視図を
示すもので、例えば本発明の支持体は第１図に示すよう
な形状のものである。

これに対して、第２図は表面未処理のポリエチレンテレ
フタレートフィルムを走査型トンネル顕微鏡にて画像化
した斜視図を示したものであり、第１図に比べて表面形
状が大きく異なることが理解できる。そして、第１図に
示すポリエチレンテレフタレートフィルム表面の任意の
１０ミクロン×１０ミクロン領域の任意の１０領域の小
さな表面粗さ（Ｒａ）’の平均値を測定したところ０．
２２ミクロンであったのに対して、第２図のポリエチレ
ンテレフタレートの小さな表面粗さ（Ｒａ）’の平均値
は０．００５　ミクロンであった。

本発明に使用される非磁性支持体としては、ポリエチレ
ンテレフタレート等のポリエステル類、ポリエチレン等
のポリオレフィン類、ビニル系樹脂等種々のものがある
。

また、本発明に使用される磁性粉としては種々のものが
あり、例えばγ一Ｆｅ２０３，コバルトをドーブしたγ
一Ｆｅ２０３，Ｆｅ２０４等の針状磁性粉、バリウムフ
ェライト等の板面に垂直な方向に磁化容易軸を有する板
状磁性粉、Ｆｅ−Ｃｏ，Ｃｏ−Ｎｉ，Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ
等のメタル粉等を適宜使用することができる。そして、
この中でも板状磁性粉は容易に小さな粒径に制御が可能
であるため、非磁性支持体表面に形或された小さな表面
粗さ（Ｒａ）’の凹部中にも十分に充填されることから
、出力特性、耐久性の点で特に好ましい。

磁性層に使用し得る樹脂結合剤としては、塩化ビニルー
酢酸ビニル共重合体．塩化ビニルー酢酸ビニルアルコー
ル共重合体，塩化ビニルー塩化ビニリデン共重合体，塩
化ビニルーアクリロニトリル共重合体．アクリル酸エス
テルーアクリロニトリル共重合体，熱可塑性ポリウレタ
ン樹脂．熱硬化性ポリウレタン樹脂，ポリエステル樹脂
，セルロース誘導体等種々のものが挙げられる。潤滑剤
としては、オレイン酸，ステアリン酸，ミリスチン酸等
の高級脂肪酸、脂肪酸エステルあるいは固体潤滑剤等が
適用可能である。

補強剤としては酸化アルミニウム，酸化クロム等、帯電
防止剤としてはカーボンブラック等の従来公知のものが
種々適用可能である。

また、磁性塗料の調合に当たっては有機溶剤として、ア
セトン．メチルエチルヶトン，シクロヘキサノン等のケ
トン類、エタノール，ブタノール等のアルコール類、酢
酸メチル，酢酸エチル等のエステル類、ベンゼン，トル
エン，キシレン等の芳香族炭化水素等が適用される。

（実　施　例） 次に本発明を実施例とともに詳細に説明する。

Ｃｏ−Ｔ　ｉ置換Ｂａ−フエライト粉末　１００重量部
（平均粒径０．０８ミクｏ　ン，　Ｈｃ７００　０ｅ）
塩酢ビ共重合体　　　　　　　　１０重量部ポリウレタ
ン樹脂　　　　　　　１０重量部アルミナ粉末　　　　
　　　　　　４重量部（平均粒径０．４ミクロン） カーボン粉末　　　　　　　　　　３重量部（平均粒径
０．０５ミクロン） レシチン　　　　　　　　　　　　３重量部ステアリン
酸　　　　　　　　　ｏ．ｉ重量部ステアリン酸ｎ−ブ
チル　　　　０．１重量部メチルエチルケトン　　　　
　　８０重量部シクロヘキサノン　　　　　　　８０重
量部トルエン　　　　　　　　　　　　８０重量部上記
組成物のうち、アルミナ粉末およびカーボン粉末とを除
いてサンドグラインダにて十分に混練し、これにアルミ
ナ粉末およびカーボン粉末とを加え、均一に分散させて
ろ過した後に、硬化剤としてイソシアネート化合物を３
重量部添加して混練し、磁性塗料を作成した。

この磁性塗料を、低温プラズマ処理により微細に表面が
粗された７５ミクロン厚のポリエチレンテレフタレート
フィルム上にリバースコータにて乾燥後の膜厚が３ミク
ロンとなるように塗布し、乾燥、硬化した後にカレンダ
処理を行って磁気記録媒体を作製した。

上述したポリエチレンテレフタレートフィルムは、真空
度Ｉ　Ｔｏｒｒの空気雰囲気中で４００　Ｗ．１３．５
８ＭＨｚで発生されるプラズマにより１４分間のプラズ
マ処理を施したものを用いた。そして、ポリエチレンテ
レフタレートフィルム表面上の任意の１０ミクロン×ｌ
Ｏミクロン領域内の任意の１０領域の小さな表面粗さ（
Ｒａ）零の平均値を測定したところ、０．１２ミクロン
であった。

このようにして作製した磁気記録媒体を、直径９０＋＋
＋ｅの円盤状に打抜き、表面研磨を行った後に、中心部
に金属性のハブを設置し、内面にリフタ及び不織布を備
えたＡＢＳ樹脂性のジャケットに回転自在に収納し磁気
ディスクカートリッジを作製し、次のようにしてエラー
試験および付着強度試験を行った。

エラー試験は試験用ダスト２種（ＪＩＳ　　Ｚ８９０１
）を用い、通常の室内環境のｌＯ万倍のダスト濃度環境
中で記録／再生を繰返し、６０ａ＋ｉｎ以内にハードエ
ラーが発生する確率を求めることにより評価した。

付着強度試験は、エボキシ系接着剤により試験用治具と
磁性層とを接看し、磁性層に対して垂直方向に引張り荷
重を加え、磁性層と非磁性支持体とが界面で剥離した時
の最大荷重を求めることにより評価した。

すると、上述した磁気ディスクカートリッジにおいては
、磁性層とポリエチレンテレフタレートフィルムとの付
着強度は９３ｋｇ／ｃｊ，エラー発生率は１．１％とい
った非常に良好な結果が得られた。

これに対して、表面処理が施されていない小さな表面粗
さ（Ｒａ）’の平均値が０．０１ミクロンのポリエチレ
ンテレフタレートフィルムを用いた磁気ディスクカート
リッジでは、第３図に示すように付着強度は２３ｋｇ／
ｃｊ、エラー発生率は９．１％といった結果が得られた
。

第３図は、横軸に非磁性支持体の任意のＩＯ領域の小さ
な表面粗さ（Ｒａ）＊の平均値を、縦軸に付着強度およ
びエラー発生率をとり種々の実験の結果をまとめたもの
であり、図中（ａ）は小さな表面粗さ（Ｒａ）”の平均
値とエラー発生率との関係を示し、図中（ｂ）は小さな
表面粗さ（Ｒａ）”の平均値と付着強度との関係を示す
ものである。

この図から明らかなように小さな表面粗さ（Ｒａ）”の
平均値を０，０３ミクロン以上とすることにより、高い
付着強度の確保が可能であるにもかかわらず、エラー発
生率を低く抑えることが可能であることが解る。

このように本実施例の磁気ディスクカートリッジによれ
ば、特にポリエチレンテレフタレートフィルムの小さな
表面粗さ（Ｒａ）’の平均値を０．［１３　ミクロン以
上、磁性層の膜厚の２０％以下とすることにより、薄膜
であっても良好な表面性を有すると共に、磁性層と非磁
性支持体との間で高い密着強度が得れる磁気ディスクカ
ートリッジとすることができた。

また、本実施例の磁気ディスクキカートリッジにおいて
は、磁性層と非磁性支持体との間に中間層を設置してい
ないため、製造が容易であり、またコスト低減にもつな
がる。

しかし、この他にも所定の表面形状を有する支持体上に
導電層あるいは接着層等の中間層を介して磁性層を設け
たものであっても良く、特性上は一層良好な磁気ディス
クカートリッジとすることができる。

上述した実施例では、低温プラズマ処理により所定の表
面形状を有する支持体を用いて磁気ディスクカートリッ
ジとしたが、この他にも所望の条件を選定することによ
り種々の処理方法により処理された支持体が利用可能で
ある。

また、ここでは磁気ディスクカートリッジを例にとり説
明したが、本発明は特に磁気ディスクカートリッジに限
定されるものではなく、ビデオテープ、オーディオテー
プ、データテープ等の種々の種々の磁気記録媒体に適用
可能である。

［発明の効果コ 以上詳述したように、本発明の磁気記録媒体によれば、
従来のように磁性層と支持体との間で非常に高い付着強
度が得られる。このため、磁性層が支持体から剥離し、
磁性層表面に付着することによりドロップアウト等のエ
ラーを引起こすことがない。従って、本発明によれば、
高い耐久性および高い信頼性を容易に確保すことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるポリエチレンテレフ
タレートフィルムを走査型トンネル顕微鏡を用いて画像
化した表面斜視図、第２図は従来のポリエチレンテレフ
タレートフイルムを走査型トンネル顕微鏡を用いて画像
化した表面斜視図、第３図は非磁性支持体の小さな表面
粗さ（Ｒａ）”の平均値に対する磁性層の付着強度およ
びエラー発生率を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 結合剤樹脂中に磁性粉を含有する磁性層が支持体上に設
   置された磁気記録媒体において、前記支持体表面の任意
   の１０ミクロン×１０ミクロン領域内の任意の１０領域
   の小さな表面粗さ（Ｒａ）＾＊の平均値が０．０３ミク
   ロン以上であり、前記磁性層の膜厚の２０％以下である
   ことを特徴とした磁気記録媒体。