JPH03252917A - 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〕 この発明は非磁性支持体上に磁性粉末およびバインダを
含む磁性層が設けられた磁気テープなどの磁気記録媒体
に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の磁気記録媒体における磁性層のバインダ
としては、塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体、繊維素
系樹脂、ポリウレタン系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、
ビニルブチラール系樹脂、ポリエステル系樹脂などの種
々のものが知られており、これらは２種以上併用される
ことも多く、またポリイソシアネート化合物などの架橋
剤と併用して磁性層の強度の向上を図ることも一般的で
ある。

また、近年においては、磁気記録媒体の電磁変換特性を
向上させる目的で、上記バインダとして各種の極性基を
有するものを使用することにより、磁性層形成用の磁性
塗料中における磁性粉末とバインダとの相互作用を強化
して高分散化を図る手法が採られている。とりわけ、水
酸基やカルボキシル基を有する塩化ビニル−酢酸ビニル
系共重合体は、上記目的に対し好結果が期待できるもの
として汎用されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、実際には、上述のような極性基を有する
バインダを使用した場合、磁性層の表面平滑性や走行耐
久性は向上するものの、角形比の如き磁気特性はさほど
改善されず、このためにたとえばビデオテープにおける
ＲＦ出力やカラーＳ／Ｎ比などの電磁変換特性は期待す
るほど向上しないことが判明しており、この点で改良の
余地を多分に残している。

上記の原因は、この発明者らの検討によれば、バインダ
が極性基の存在によって磁性粉末に対する強い吸着性を
示すため、磁性塗料中でバインダと磁性粉末とが効率よ
く結び付くものの、上記吸着性が強すぎることから、磁
性粉末の粒子が相互に重なり合うような状態でバインダ
のポリマー分子に強固にからめとられて一種の凝集塗料
のように挙動し、磁性層形歳時の磁性粉末の配向性が悪
くなって磁気特性の向上を妨げることによるものと推測
される。

この発明は、上述の事情に鑑み、極性基を有するバイン
ダと磁性粉末との相互作用を適正化することによって角
形比などの磁気特性を改善し、もって出力やＳ／Ｎ比な
どの電磁変換特性に極めてすぐれ、また走行耐久性も良
好である高性能な磁気記録媒体を提供することを目的と
している。

〔課題を解決するための手段〕

この発明者らは、上記の目的を遠戚するために、まずバ
インダと磁性粉末との相互作用の調整手段について検討
したところ、極性基による磁性粉末に対する吸着作用が
非常に強いことから、バインダの極性基含有量を多少変
えても効果は少なく、むしろ外的に上記吸着作用を妨害
あるいは拡散する方が有効であるという知見を得た。

そこで、この発明者らは、上記の知見に基づいてさらに
綿密な研究を重ねたところ、バインダとして特定の極性
基を有する塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体を使用す
る場合に、磁性層中に特定粒度のカーボンブラックを磁
性粉末に対して特定量配合することにより、バインダの
極性基による磁性粉末に対する吸着作用が適度に緩和さ
れ、これによって磁性塗料中における磁性粉末の実質的
な高分散化が達成され、高い配向性に基づき角形比など
の磁気特性が改善される結果、卓越した高度な電磁変換
特性が得られることを見い出し、この発明をなすに至っ
た。

すなわち、この発明は、非磁性支持体上に磁性粉末およ
びバインダを含む磁性層が設けられてなる磁気記録媒体
において、上記バインダの少なくとも一成分が水酸基と
酸基とを有する塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体から
なり、かつ磁性層中に平均粒子径１１〜７５ミリμｍの
カーボンブラックが磁性粉末１００重量部に対して９〜
２０重量部含有されていることを特徴とする磁気記録媒
体に係るものである。

また、この発明では、上記の磁気記録媒体において、塩
化ビニル−酢酸ビニル系共重合体の酸基がカルボキシル
基、リン酸基、スルホン基より選ばれる少なくとも一種
である構成、ならびに磁性粉末がＣｏ含含有−Ｆｅ２０
．粉末である構成、をそれぞれ好適な態様としている。

〔発明の構成・作用〕

周知のように、磁性層中に配合されるカーボンブラック
は、−ｇに電気抵抗の低下、耐久性の向上、光透過率の
減少などを目的として使用されており、技術的常識から
すれば本来は塗料の分散性を悪化させる成分として知ら
れている。

しかるに、この発明におけるカーボンブラックは、磁性
塗料中でバインダのポリマー分子間や磁性粉末の粒子間
、さらには上記ポリマーと粒子との間などに介在するこ
とにより、バインダの極性基による強い吸着作用を拡散
させ、磁性粉末とバインダとの結び付きを適度に緩和さ
せる機能を果たす。したがって、従来のようにバインダ
のポリマー分子にて磁性粉末が粒子相互に重なり合うよ
うな形で強固にからめとられることはなく、磁性塗料中
で磁性粉末の高度の分散状態が達成されることになり、
言わばカーボンブラックは上記の技術的常識とは全く反
対に分散助剤として作用している。

この発明の磁気記録媒体は、上記した高度の分散状態に
基づき磁性粉末の配向性が良好となり、これに伴って角
形比などの磁気特性が著しく改善されることから、出力
、Ｓ／Ｎ比などの電磁変換特性において卓越した高性能
を示し、また走行耐久性にもすぐれたものとなる。

この発明で使用するカーボンブラックは、前記の作用を
充分に発揮させるうえで、その平均粒子径が１１〜７５
ミリμｍの範囲にあって、かつ磁性層中の配合量が磁性
粉末１００重量部に対して９〜２０重量部であることを
特徴とする特に好ましい平均粒子径は２０〜５０ミリμ
ｍの範囲、同様に特に好ましい上記配合量は１０〜１５
重量部である。

カーボンブラックの平均粒子径がｌｌごりμｍより小さ
い場合は磁性塗料中でカーボンブラック自体の分散不良
をきたして角形比や出力の低下などを招き、逆に平均粒
子径が７５くりμｍを超える場合は粗大粒子であること
に起因して、磁性層の表面平滑性が不充分となってＳ／
Ｎ比の低下を招く。また、配合量が上記の９〜２０重量
部の範囲より少なすぎても、逆に多すぎても、バインダ
と磁性粉末との相互作用の適正化を図り得なくなる。

なお、言うまでもなく、カーボンブラック本来の電気抵
抗の低下、耐久性の向上、光透過率の減少などの作用は
、この発明の磁気記録媒体においても同様に奏されるこ
とになる。

この発明で用いるカーボンブラックの好適な市販品とし
ては、たとえば、キャボット社製の商品名ＢＬＡＣＫ　
　ＰＥＡＲＬＳ−Ｌ、同ＢＬＡＣＫＰＥＡＲＬＳ７００
、同ＢＬＡＣＫ　　ＰＥＡＲＬＳ８００、同ＶＵＬＣＡ
Ｎ−ＸＣ７２、同ＶＵＬＣＡＮ−Ｐ、同ＲＥＧＡＬ９９
Ｒ１同５ＴＥＲＬ、ＩＮＧ−Ｒ，同５ＴＥＲＬ　ＩＮＧ
−ＮＳ、コロンビア・カーボン社製の商品名ＲＡＶＥＮ
５０００、同ＲＡＶＥＮ３５００、同ＲＡＶＥＮ２００
０、同ＲＡＶＥＮ１２５５、同ＲＡＶＥＮ５００、同Ｃ
０ＮＤＵＣＴＥＸ４０−２２０、同Ｃ０ＮＤＵＣＴＥＸ
９００ＢＥＡＤＳなどが挙げられ、これらは２種以上を
併用してもよい。

一方、この発明で磁性層のバインダとして使用する塩化
ビニル−酢酸ビニル系共重合体は、前記の如く極性基と
して水酸基と酸基とを含むものであり、特に酸基がカル
ボキシル基、リン酸基、スルホン基より選ばれる少な（
とも一種であるものが好適である。

すなわち、酸基を有さす水酸基のみを有する塩化ビニル
−酢酸ビニル系共重合体では、磁性粉末との相互作用が
不足することから、磁性粉末の高分散を達成できず、磁
気記録媒体の電磁変換特性および走行耐久性が共に不充
分となる。また水酸基を有さす酸基のみを有する同様共
重合体では、架橋剤のイソシアネート基との架橋反応が
起こりにくく良好な塗膜特性が得られず、またバインダ
と磁性粉末との相互作用の適性化も図れないという問題
がある。

ここで、上記の共重合体中に酸基を導入するには、共重
合体を台底する際の単量体原料として酸基を有するビニ
ル単量体を塩化ビニルや酢酸ビニルなどと共に使用すれ
ばよい。たとえば、カルボキシル基含有ビニル単量体と
しては、アクリル酸、メタクリル酸、コハク酸モノアク
リロイルオキシエチルエステル、フタル酸モノアクリロ
イルオキシエチルエステルなどの分子中に１個のカルボ
キシル基を有するものや、マレイン酸、フマール酸など
の分子中に複数個のカルボキシル基を有するものが挙げ
られる。また、リン酸基含有ビニル単量体としては、ア
シッドホスホキシエチルアクリレート、アシッドホスホ
キシプロピルアクリレトなどが挙げられる。さらに、ス
ルホン基含有ビニル単量体としては、アクリルスルホン
酸、メタクリルスルホン酸、ビニルスルホン酸、２−ア
クリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸などが挙
げられる。

また、上記の共重合体中に水酸基を導入するには、水酸
基を含有する重合性単量体、たとえばビニルアルコール
、２−ヒドロキシェチルアクリレトなどを合成原料とし
て使用するか、あるいは塩化ビニルと酢酸ビニルと上記
の酸基含有ビニル単量体とを原料として共重合体を合成
したのち、酢酸ビニル単位部分の一部を加水分解してビ
ニルアルコール単位部分に転化する方法を採用してもよ
い。

この塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体の組成としては
、塩化ビニル単位が６０〜９０重量％、酢酸ビニル単位
が２〜２０重量％、水酸基含有ビニル単位が１０〜２０
重量％、酸基含有ビニル単位が０．１〜３．０重量％で
あるのが好ましい。また、このような共重合体の平均重
合度は、３００〜５５０の範囲にあるのがよく、この重
合度が低すぎては磁性層の耐久性が劣化するという問題
があり、逆に高すぎては塗料粘度が高くなりすぎて分散
性が低下し、これに伴い電磁変換特性が低下するという
問題がある。

この発明においては、磁性層のバインダとして、上記の
水酸基および酸基を有する塩化ビニル−酢酸ビニル系共
重合体と共に他のバインダ成分を併用することも可能で
ある。ただし、この併用系においては、上記の塩化ビニ
ル−酢酸ビニル系共重合体をバインダ全量中の３０重量
％以上とすることが望ましい。

上記の他のバインダ成分としては、ポリウレタン系樹脂
、繊維素系樹脂、水酸基と酸基の一方または両方を含ま
ない塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体、塩化ビニリデ
ン系樹脂、ビニルブチラル系樹脂、ポリエステル系樹脂
など、従来より磁気記録媒体の磁性層用として知られる
ものをいずれも使用できる。また、これらバインダ成分
にポリイソシアネート化合物などの架橋剤を含めてもよ
い。

この発明の磁気記録媒体を製造するには、常法に準しれ
ばよく、たとえば前記のカーボンブラックおよびバイン
ダと磁性粉末と必要に応して配合される各種添加剤を含
む磁性塗料を調製し、この塗料をポリエステルフィルム
などの非磁性支持体上に塗布し、磁場配向および乾燥を
行って所定厚さの磁性層を形成したのち、カレンダー加
工などの所要の表面処理を施したうえで所定の形状、大
きさに裁断すればよい。また、上記の非磁性支持体の磁
性層とは反対側の背面に、必要に応してバックコート層
を設けるようにしてもよい。

上記の磁性粉末としては、γ−Ｆｅｚ　０３　、Ｆｅ３
Ｏ４、これらの中間的酸化物、ＣＯ含有ＴＦｅ、０３、
Ｃｏ含有Ｆｅ３０４、Ｂａ、Ｃａ。

Ｓｒ、Ｐｂなどのフェライト、ＣｒＯ２の如き酸化物系
磁性粉末のほか、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、これらの合金、こ
れらと他の金属を含む合金の如き金属磁性粉末など従来
公知のものをいずれも使用できる。これらの中でも、特
に前記した水酸基および酸基を含む塩化ビニル−酢酸ビ
ニル系共重合体との相互作用ならびにカーボンブラック
による上記相互作用の調整効果を充分に発揮させるうえ
で、Ｃｏ含有ＴＦｅＺＯ３粉末を使用するのが最適であ
る。

磁性塗料に配合する上記の添加剤としては、研磨剤、分
散剤、潤滑剤、充填剤などがあり、これらは必要に応し
て適量使用すればよい。

一方、バックコート層は、たとえばカーボンブラックの
如き帯電防止剤と非磁性無機化合物粉末とバインダとを
含む塗料を調製し、この塗料を磁性層形成後もしくは形
成前の非磁性支持体の背面に塗布、乾燥することによっ
て形成できる。この場合の帯電防止剤であるカーボンブ
ラックとしては特に制限はなく、またバインダとしては
前記磁性層用のバインダ成分として例示した種々のもの
を同様に使用できる。さらに非磁性無機化合物粉末とし
ては、Ｃａ　ＣＯ３、Ｂ　ａ　Ｃｏ３、α−Ｆｅｚ　Ｏ
ｗｌ、５ｉＯｚ、ＢａＳ○ａ　、Ａ　Ｅｚ　０３などの
粉末が使用される。

〔発明の効果〕

この発明によれば、磁性層のバインダとして水酸基およ
び酸基を有する塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体を使
用すると共に、磁性層中に特定粒度のカーボンブラック
を磁性粉末に対して特定量配合することにより、上記共
重合体と磁性粉末との相互作用が適度に緩和調整され、
磁性粉末の高分散が遠戚され、この高分散による配向性
の向上によって角形比などの磁気特性が大きく改善され
、これに基づいて出力やＳ／Ｎ比などの電磁変換特性に
著しくすくれ、かつ走行耐久性も良好な高性能な磁気記
録媒体を提供することができる。

また、この発明において、上記共重合体の酸基がカルボ
キシル基、リン酸基、スルホン基より選ばれる少なくと
も一種である構成、ならびに磁性粉末としてＣｏ含含有
−Ｆｅ２０．粉末を用いる構成によれば、上記のバイン
ダと磁性粉末との相互作用ならびにカーボンブラックに
よる緩和調整作用が最も効果的に発揮され、特に高性能
な磁気記録媒体を提供できるという利点がある。

〔実施例〕

つぎに、この発明の実施例を比較例と対比して具体的に
説明する。なお、以下において部とあるのは重量部を意
味する。

実施例１〜７ 第１表に記載の塩化ビニル−５０部 酢酸ビニル系共重合体 ステアリン酸亜鉛　　　　　　　　　０．５部シクロへ
キサノン　　　　　　　　　　９０部トルエン　　　　
　　　　　　　　　９０部上記の＆１１戒物を高速撹拌
機によって６時間混合したのち、サンドグラインダーに
て充分に分散させ、得られた塗料に下記の各成分； ミリスチン酸　　　　　　　　　　０．１５部シクロヘ
キサノン　　　　　　　　　　３５部トルエン　　　　
　　　　　　　　　３５部を適宜の順序で添加し、高速
撹拌機で充分に混合したのち、公称１μｍのフィルタに
通し、その通過骨からなる磁性塗料を得た。

つぎに、この磁性塗料を厚さが１４μｍのポリエステル
フィルムの片面上に乾燥後の厚さが約４゜５μｍとなる
ように塗布し、磁場配向および乾燥して磁性層を形威し
、カレンダ加工を施した。しかるのち、このフィルムの
磁性層を形威しない反対側の面に、研磨剤、帯電防止剤
などの粒状成分とバインダとが有機溶剤に分散溶解され
てなるバックコート用塗料を乾燥後の厚さが約０．８μ
ｍとなるように塗布、乾燥してバックコート層を形威し
、１／２インチ幅に裁断してビデオテープを作製した。

比較例１〜６ 磁性塗料に配合する塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体
として第１表に記載のものを使用すると共に、カーボン
ブラックとして第１表に記載のものを同表記載の部数で
使用した以外は、実施例１〜７と同様にしてビデオテー
プを作製した。

なお、下記の第１表中、酸基含有ビニル単量体の欄にお
けるｒＡＪはマレイン酸、ｒＢＪはアシッドホスホキシ
エチルメタクリレート、「Ｃ」は２−アクリルアミド−
２−メチルプロパンスルホン酸ナトリウムである。また
、カーボンブラックの種類の欄における「Ｒ１」はＲＡ
ＶＥＮ５０００（前出）、「Ｒ２」はＲＡＶＥＮ５００
　（前出）、ｒＲ３ＪはＲＯＹＡＬ　　５ＰＥＣＴＲＡ
　　（：］ロンビア・カーボン社製の商品名）、「Ｖ」
ハＶＵＬＣＡＮ−ＸＣ７２（前出）、「Ｓ」は５ＴＥＲ
ＩＮＧ−ＮＳ　（前出）、「＃」は＃４０１０ＢＳ（三
菱化成社製の商品名）である。

上記の実施例および比較例の各ビデオテープについて、
磁気特性として角型比、電磁変換特性としてＲＦ出力お
よびカラーＳ／Ｎ比、高温、高湿。

低温の各環境下における走行耐久性、をそれぞれ測定し
たところ、第２表で示す結果が得られた。

なお、各項目の測定手段はつぎのとおりである。

く角形比〉 振動試料型磁力計により測定した。

＜ＲＦ出力〉 録画アンプに４ＭＨｚのの無変調信号を加え、記録電流
を変えて記録再生し、最大再生出力を標準テープ（ＪＶ
Ｃ標準テープＶＲＴ−２）の値を基準（ＯｄＢ）とした
相対値にて示した。

〈カラーＳ／Ｎ比〉 カラーノイズメータを用い、−色クロマ信号を記録再生
し、ＡＭノイズ戒分を測定し、これを標準テープ（前出
）の値を基準とした相対値にて示した。

〈走行耐久性〉 高温（６０℃、約１０％ＲＨ）、高温（４０℃。

８０％ＲＨ）、低温（５°Ｃ１５０％ＲＨ）の各環境下
において、ＶＨ３方式のＶＴＲを用いて走行速度２ｍ／
分にて１００回繰り返し走行させたのち、磁性層の傷と
シリンダー〔磁気ヘッドが付いている上シリンダ−（回
転する方）を指す〕の汚れを観察し、つぎの５段階で評
価した。

Ｓ磁性層の傷 ■・・・まったく傷なし ■・・・ごくわずかに傷あり ■・・・わずかに傷あり ■・・・やや傷が多い ■・・・著しく傷が多い ５シリンダーの汚れ ■・・・まったく汚れなし ■・・・ごくわずかに汚れあり ■・・・わずかに汚れあり ■・・・やや汚れが多い ■・・・著しく汚れが多い 上記第２表の結果から、この発明のビデオテプ（実施例
１〜７）は、いずれも角形比が高く、ＲＦ副出力カラー
Ｓ／Ｎ比などの電磁変換特性に著しくすくれ、かつ走行
耐久性も良好であることが明らかである。

これに対し、塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体として
水酸基および酸基のいずれか一方を含まないものを用い
た磁気テープ（比較例１，２）では、角形比が低く、電
磁変換特性に劣ると共に、走行耐久性も悪い。また、カ
ーボンブラックの配合量が規定範囲より多少でも外れた
ビデオテープ（比較例３．４）では、走行耐久性は良い
が、やはり角形比が低く電磁変換特性に劣っている。さ
らに、カーボンブラックの粒度が過小であるビデオテー
プ（比較例５）では角形比、ＲＦ副出力よび走行耐久性
に劣り、また同粒度が過大であるビデオテープ（比較例
６）では特にカラーＳ／Ｎ比に劣っていることがわかる
。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）非磁性支持体上に磁性粉末およびバインダを含む
   磁性層が設けられてなる磁気記録媒体において、上記バ
   インダの少なくとも一成分が水酸基と酸基とを有する塩
   化ビニル−酢酸ビニル系共重合体からなり、かつ磁性層
   中に平均粒子径１１〜７５ミリμｍのカーボンブラック
   が磁性粉末１００重量部に対して９〜２０重量部含有さ
   れていることを特徴とする磁気記録媒体。
2. （２）塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体の酸基がカル
   ボキシル基、リン酸基、スルホン基より選ばれる少なく
   とも一種である請求項（１）に記載の磁気記録媒体。
3. （３）磁性粉末がＣｏ含有γ−Ｆｅ＿２Ｏ＿３粉末であ
   る請求項（１）または（２）に記載の磁気記録媒体。