JPH0357537B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば磁気テープ等の磁気記録媒体
（以下、磁気テープという。）に関し、特に帯電防
止効果を有しつつ、乱巻きや柔巻き及び層間粘着
や押し傷等の発生を未然に防止し得る磁気テープ
を提供することを目的とするものである。 〔従来の技術〕 一般に磁気テープの性能は、非磁性支持体の面
に塗布された磁性層の磁気特性や物理特性により
決定されることが多いが、上記磁性層が設けられ
ている非磁性支持体との反対面、すなわちいわゆ
るバツクコート面の性能も、磁気テープの性能を
高める上で重要な要素となる。特にビデオテープ
レコーダに使用されるビデオテープや高級オーデ
イオテープにおいては、上記バツクコート面上
に、ホコリや磁性層を形成する磁性粉の脱落粉、
或いは磁性層の粉状物等が静電的に付着すると、
それが磁気テープの巻戻しなどの際に磁性層上に
移行して付着し、このため出力低下の原因ともな
るものである。 そこで、従来、磁気テープのバツクコート面上
にカーボン・ブラツクを所定の結合剤と共に塗布
することにより、いわゆる帯電防止層を形成し、
これによつてバツクコート面に付着したホコリ等
が磁性層に移行して付着しないようにしている。 〔発明が解決しようとする課題〕 ところで、従来、バツクコート面に塗布されて
バツクコート層（以下、単にバツク層という。）
を形成するカーボン・ブラツクとしては、比較的
に小さい粒子径のカーボン・ブラツクを使用して
いる。このようなバツク層を有する磁気テープに
よると、単に磁性層のみを有する磁気テープと比
較して、優れた帯電防止効果を発揮する反面、こ
のテープを早送りや巻き戻しなどの高速操作時に
使用した場合には、比較的小さい粒子径のカーボ
ン・ブラツクを塗布したものであるから、磁気テ
ープを多数回に亘つて巻回した後のテープ巻回体
の両側端面が面一にそろわず、いわゆるテープの
巻乱れを発生し易い。そのため、磁気テープのエ
ツジ部分の変形、折曲などを招き、出力変動や、
ビデオ系ではいわゆるスキユーの発生原因をなつ
たりすることがある。 また上述のように粒子系の小さいカーボン・ブ
ラツクを結合剤と共にバツクコート面に塗布して
いるので、結合剤に対する混合比率を低くしない
と、テープ走行中にテープガイドなどとの接触に
より、バツクコート面からのカーボン・ブラツク
の脱落が起き、従つていわゆるドロツプアウトや
ヘツドクロツグ等の原因ともなる。この原因を除
去するためには、カーボン・ブラツクに対する結
合剤の量を増して、バツク層自体の耐久性を向上
させる方法も考えられるが、このような方法によ
ると、結合剤の混合比率が高いので、磁気テープ
と長期間に亘つて保存した場合には、磁性層とバ
ツク層とが互いに張り付き、このためその磁気テ
ープをテープ走行させると、磁性層の剥離やバツ
ク層の剥離現象等を招くことがある。 従来、このような問題を回避するために、バツ
ク層の内部に種々の非磁性顔料を一種以上混入す
ることによりバツク層の表面を適度に凹凸状態に
荒らし、これにより安定したテープの巻き特性や
耐摩耗性の改善を図つている。しかし、この種の
方法によると、バツク層表面に形成されている多
数の突起でテープ巻装後に磁性層表面に対して押
し傷を与え、これにより電磁変換特性に悪影響を
及ぼす問題があつた。 本発明は、このような従来の課題を除去し得る
新規な磁気記録媒体（磁気テープなど）を提供し
ようとするものである。 〔課題を解決するための手段〕 本発明は、上述の目的を達成するために、非磁
性支持体の一面に磁性層を形成して成る磁気記録
媒体において、上記支持体の他面に、平均単一粒
子径が200mμ〜1μで、かつその比表面積が１m²／
ｇ〜17m²／ｇのカーボン・ブラツクを結合剤と共
に、その結合剤100重量部に対して上記カーボ
ン・ブラツクを200〜400重量部の割合で配合して
塗布形成したことを特徴とするものである。 第１図は本発明を磁気テープに適用した場合の
構成例を示す断面図である。 この第１図において、磁気記録媒体の一種であ
る磁気テープ１のベースを形成する非磁性支持体
２の一面２ａには、磁性粉（例えばガンマ・ヘマ
タイト、マグネタイト）、結合剤（例えば塩化ビ
ニル・酢酸ビニル共重合体やポリウレタン樹脂）
及び添加剤（例えば滑剤、帯電防止剤、補強剤な
ど）等を配合して成る磁性層３が形成されてい
る。 一方、上記支持体２の他面２ｂには、平均単一
粒子が200mμ〜1μで、かつその比表面積が１m²／
ｇ〜17m²／ｇのカーボン・ブラツクを結合剤と共
に、この結合剤100重量部に対して上記カーボ
ン・ブラツクを200〜400重量部配合して成るバツ
クコート用塗料が塗布されており、このバツクコ
ート用塗料によりバツクコート層（以下、単にバ
ツク層という。）４が上記他面２ｂ上に形成され
ている。 上記バツク層４を形成するバツクコート用塗料
中の結合剤としては、例えば熱可塑性等のポリウ
レタン樹脂、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体、
フエノキシ樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹
脂、ニトロセルロース等の繊維素系樹脂、塩化ビ
ニル・塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニル・ア
クリロニトリル共重合体、アクリル酸エステル・
アクリロニトリル共重合体、アクリル酸エステ
ル・ビニリデン共重合体、メタクリル酸エステ
ル・アクリロニトリル共重合体、メタクリル酸エ
ステル・スチレン共重合体、ポリフツ化ビニル樹
脂、塩化ビニリデン・アクリロニトリル共重合
体、ポリアミド樹脂、ポリビニルプラチラール、
スチレンブタジエン共重合体、ブタジエン・アク
リロニトリル共重合体、アミノ樹脂等の各種の合
成ゴム系熱可塑性樹脂（ポリブタジエン、ポリク
ロロプレン、ポリイソプレンなど）等の一種また
は二種以上を組み合わせて用いられている。 これら各種の結合剤は所定の溶剤と共に、必要
ならばレシチン等の分散剤、所定量の非磁性顔料
や脂肪酸エステル、シリコン系潤滑剤等の滑剤を
同時に、或いは個々の混合機内に投入されて、こ
の混合機でこれらを所定時間混合することによ
り、上記バツクコート用塗料が形成される。な
お、上記混合機としては、例えばロール・ミル、
ボール・ミル、サンド・ミル、アトライター、ニ
ユーダー、ホモジナイザー、超音波分散機等を用
いる。 このようにして形成されたバツクコート用塗料
は、予め磁性層を有する上記非磁性支持体２上又
は磁性層を有しない非磁性支持体２上に、周知の
塗布方法により塗布される。この場合、上記バツ
クコート用塗料中に、耐摩耗性の向上を図るた
め、イソシアネート化合物を上記結合剤100重量
部に対して５〜30重量部の割合で投入することも
可能である。 ここで、カーボン・ブラツクの平均単一性粒子
径200mμ〜1μの如く限定したのは、その粒子径を
200mμ未満とすると、後に詳述するように磁気テ
ープの巻乱れや柔巻き防止の効果が期待できなく
なるからであり、また1μを超えると、擬集塊が
大きくなり、そのため塗料、製造上所定性能のコ
ントロールが難しくなり、実質的に使用が困難と
なるからである。 また、カーボン・ブラツクの比表面積を１m²／
ｇ〜17m²／ｇの範囲に限つたのは、余り比表面積
が小さいと非磁性支持体２の他面２ｂへのバツク
層４の所望の厚みの塗布が困難となるからであ
り、また余りにも大きすぎると、後述するように
結合剤に対するカーボン・ブラツクの重量比を低
く抑える必要上、層間粘着を起こし易くなること
となり、好ましくないからである。 また、従来のようにバツクコート用塗料として
カーボン・ブラツク以外の非磁性顔料を添加しな
い場合でも、磁気テープの乱巻きや柔巻きが改善
されるのは、次の理由に基づく。 すなわち、従来のバツク層では、磁気テープの
巻取り時に空気はその層間からうまく抜けるもの
の磁性層とバツク層との間の層間摩擦が高いた
め、磁気テープが未だ新しい間は巻きが硬く、柔
巻きが生じないが、多数回に亘つてテープを使用
した後はその使用によりバツク層表面の突起がけ
ずれ、巻き取り時に柔巻きが発生する。これに対
し、本発明では、上述したバツクコート用塗料を
用いているので層間摩擦が低いこと、及びバツク
層とテープガイドとの摩擦も低く抑えることがで
きることから、テープ走行が安定し、磁気テープ
を整然と硬く巻き付けることができるからであ
る。 さらに結合剤に対するカーボン・ブラツクの重
量比（Ｐ／Ｂ比）を２〜４、すなわち結合剤100
重量部に対してカーボン・ブラツクを200〜400重
量部の範囲内に限定したのは、２以下ではテープ
の乱巻きや柔巻きの各防止の効果を充分に果たせ
なくなるからであり、また４以上では結合剤の不
足による粉落ちが増えることとなるからである。 なお、本発明で使用されるバツクコート用塗料
中に、耐摩耗性や巻き特性のさらにより一層の改
善を図るため、必要に応じて非磁性顔料、例えば
SiO₂，ZnO，α−Fe₂O₃，CaSiO₃，Al₂（SiO₃）₂，
カオリン，MgCO₂，CaCO₃，BaCO₃，ケイ藻
土，タルク，Cr₂O₃，TiO₂，SiC，窒化ケイ素、
ケイ酸ジルコニウム等の非磁性顔料のうち、少な
くとも一種類を添加してもよいが、前述した如
く、これらの非磁性顔料を多く添加すると、対向
する磁性層表面に押し傷を発生させることがあ
る。従つてそれらの添加量は、カーボン・ブラツ
クに対し５重量％以下に設定することが必要であ
る。 〔作用〕 バツクコート層中に分散されるカーボン・ブラ
ツクの粒径、比表面積、結合剤との重量比を規定
することで、当該バツクコート層の物理的性質が
大幅に改善される。 先ず、カーボン・ブラツクの粒径を200mμ〜1μ
とすることで、バツクコート層の表面が適度に荒
らされ、良好な走行状態を発揮し巻き付け状態も
良好なものとなるとともに、バツクコート層自体
の粘着が抑えられる。また、特に粒径の上限を
1μとしたことで、巻回時に磁性層に対して押し
傷を付けることがなくなり、カーボン・ブラツク
の粉落ちも抑制される。 さらに、上記カーボン・ブラツクの粒径の規定
は、バツクコート用塗料中のカーボン・ブラツク
の充填度からも有効で、かかる粒径に規定するこ
とにより従来に比べて高い比率でカーボン・ブラ
ツクをバツクコート塗料中に混合することができ
るようになる。 比表面積は粒径と相関関係にあり、したがつて
カーボン・ブラツクの比表面積を１m²／ｇ〜17
m²／ｇとすることで、粒径を規定したのと同様の
作用が発現される。 一方、Ｐ／Ｂ比に関して言えば、これを２〜４
とすることでバツクコート層の電気抵抗、粘着性
等が改善され、塗膜の接着強度も確保される。 従来の磁気記録媒体で使用されていた粒径の小
さなカーボン・ブラツクを使用した場合には、か
かるＰ／Ｂ比でのカーボン・ブラツクの混合は粉
落ちを招来するが、粒径を前記範囲内に選定する
ことで粉落ちを必配することなく所定のＰ／Ｂ比
に設定可能とされる。 〔実施例〕 次に、本発明について具体的な実験結果に基づ
いて説明する。 実験１ 先ず、使用するカーボン・ブラツクの粒径及び
比表面積について検討を加えた。 本実験では、第１表に粒径及び比表面積を示
すカーボン・ブラツクを64重量部、熱可塑性ポ
リウレタン樹脂（エスタン5702、B.F.グツドリツ
チ社製）を22重量部、フエノキシ樹脂
（PKHH，ユニオンカーバイド社製）を10重量
部、デスモジユールＬ（硬化剤）（イソシアネー
ト化合物、バイエル社製）を４重量部の割合で混
合し、バツクコート用塗料を調製した。 すなわち、まずボール・ミル中に、３mmφのス
チール・ボールと共に、硬化剤以外の組成材料を
前記割合で入れた。 なお、カーボン・ブラツクと結合剤（熱可塑性
ポリウレタン樹脂、フエノキシ樹脂）の重量比
（Ｐ／Ｂ比）は、本例では2.0である。ただし、粒
径17mμのカーボン・ブラツクを使用した場合に
は、Ｐ／Ｂ比を2.0とすると均一な分散が難しく
塗膜の形成が難しかつたので、Ｐ／Ｂ比＝1.0（し
たがつて組成材料中のカーボン・ブラツクの量は
32重量部）とした。 次に、これらを48時間混合した後、ポアサイズ
2μ程度のフイルターを通してそれを取り出し、
硬化剤をこれに加え、30分間攪拌することにより
バツクコート用塗料を得た。 次に、上記バツクコート用塗料を12μ厚の磁性
層を有する非磁性支持体２のバツク面２ｂ上に
2μの厚さで塗布し乾燥した後、所定の幅（ここ
では1/4インチ幅）に裁断することにより所要の
磁気テープ１〜磁気テープ９を得た。 各磁気テープで使用したカーボン・ブラツクの
粒径及び比表面積を第１表に示す。

【表】 得られた各磁気テープについて、層間粘着力及
び剥離度を調べた。結果を第２図に示す。 層間粘着力は、各磁気テープを一定のトルクで
多数回に亘つて巻き、これを高温多湿の環境下
（温度40℃、相対湿度80％）で１ケ月間保存し、
ストレンゲージを用いてその層間の粘着力を測定
したものである。剥離度は、非磁性支持体に対す
るバツクコート層の接着力を示したもので、バツ
クコート層に所定の粘着テープを一定の圧力で粘
着させ、この粘着テープを引き剥がしたときの剥
離の状態を目視により測定したものである。図
中、剥離度５はまつたく剥離しない状態、剥離度
４はほとんど剥離しない状態、剥離度３は一部分
が剥離する状態、剥離度２は一部分を残してほと
んどが剥離する状態、剥離度１は全部が剥離する
状態をそれぞれ示す。 この第２図より、カーボン・ブラツクの粒径が
層間粘着に及ぼす影響は大きく、特に粒径200mμ
未満（磁気テープ１及び磁気テープ２）では層間
粘着力、剥離度共に著しく劣化し、長期保存が難
しいことがわかる。これに対して、カーボン・ブ
ラツクの粒径が200mμ以上であると、層間粘着力
が小さく、剥離もほとんど認められなかつた。 次に、各磁気テープの巻き付け状態及び巻き付
けによる押し傷の影響の指標となるSN比を調べ
た。 巻き付け状態は、巻き取りリールに各磁気テー
プを多数回い亘つて所定のトルクで巻回したとき
の巻き端面からのエツジ部分のズレ（巻き端面粗
さ）を乱巻きとし、固定したテープリールに
550mの長さの磁気テープを巻回しその巻き端部
を１Kgの荷重で引つ張つたときのテープの引き出
し長さを柔巻きとしてそれぞれ測定した。SN比
は、各磁気テープを一定のトルクで巻き付け、高
温多湿の環境下（温度４℃、相対湿度80％）で１
週間に亘つて保存した後、それらのSN比の変化
を測定したものである。これらの測定結果を第２
表に示す。

【表】 先ず、巻き付け状態に関して言えば、カーボ
ン・ブラツクの粒径が小さいと著しく劣化するこ
とが確認された。一方、SN比に関しては、カー
ボン・ブラツクの粒径が小さすぎても大きすぎて
も良くないことがわかる。これは、カーボン・ブ
ラツクの粉落ちによる影響と考えられ、特に粒径
が1μを越えると粉落ちに加えて磁性層の押し傷
によるSNの劣化が著しいものと推定される。 カーボン・ブラツクの粒径が200mμ〜1μの範囲
では、巻き付け状態、SN比のいずれも良好な結
果を示し、その効果が大であることが裏付けられ
た。 以上、カーボン・ブラツクの粒径を中心に論じ
たが、比表面積についても同様のことが言える。
一般に、カーボン・ブラツクの比表面積と粒径と
は相関関係があり、粒径が小さいほど比表面積は
大となる。逆に粒径が大きいほど比表面積は小で
ある。かかる観点から各データを整理し直すと、
比表面積が１m²／ｇ〜17m²／ｇのときに層間粘着
力、剥離度、巻き付け状態、SN比は良好な値を
示す。 実験２ 次に、カーボン・ブラツクの粒径を固定し、
Ｐ／Ｂ比を変えて磁気テープＡ〜磁気テープＥを
作製した。なお、使用したカーボン・ブラツクの
粒径は300mμである。 第３表に各磁気テープのバツクコート用塗料の
組成を示す。なお、表中の数値はいずれも重量部
である。

【表】 得られた各磁気テープについて、表面電気抵
抗、層間粘着力及び剥離度を測定した。 第３図は、各磁気テープの表面電気抵抗値をプ
ロツトし、Ｐ／Ｂ比との関係を示したものであ
る。図中、縦軸は各磁気テープの表面電気抵抗値
を、横軸はＰ／Ｂ比（カーボン・ブラツクと結合
剤の重量比）を表す。 この第３図から明らかなように、結合剤に対す
るカーボン・ブラツクの重量比が高いほどその表
面電気抵抗値は低い値を示す。 第４図は層間粘着力とＰ／Ｂ比との関係を、第
５図は剥離度とＰ／Ｂ比との関係をそれぞれ示す
ものである。なお、これらの層間粘着力や剥離度
の測定方法は先の実験１と同様である。 これら第４図、第５図より、Ｐ／Ｂ比を適切に
設定する必要があることがわかる。 すなわち、第４図から明らかなように、Ｐ／Ｂ
比が高くなるのに伴つて、粘着力が急激に減少し
ており、特にＰ／Ｂ比２以上のテープでは、層間
の粘着力が低く、巻回保存時の層間粘着を未然に
防止し得る非常に良い結果を示している。 また、剥離度に関しても、第５図から明らかな
ように、Ｐ／Ｂ比２以上で良好な結果となつてい
る。ここで、Ｐ／Ｂ比が小さくなればなるほど剥
離度に関しては良好な結果が得られるものと予想
されるが、本発明者等の実験によれば、Ｐ／Ｂ比
があまり小さくなると逆に剥離度が悪くなるとい
う現象が観測された。これは、Ｐ／Ｂ比があまり
小さいと、顔料であるカーボン・ブラツクの分散
不良が起こり、凝集等による塗布ムラが生ずるこ
とによるもので、塗膜の不均一さが剥離度の低下
をもたらしたものと考えられる。 一方、Ｐ／Ｂ比をあまり高くすると、剥離度が
低下する。すなわち、第５図からも明らかなよう
に、Ｐ／Ｂ比が４を越えカーボン・ブラツクの割
合が多くなりすぎると、剥離度が低下する傾向に
あることが確認された。これは、バツクコート用
塗料組成物中に占める結合剤成分の比率が低くな
りすぎて、塗料自体の接着力が著しく低下したた
めと考えられる。 さらに、先の実験１の各磁気テープと同様、前
記各磁気テープについても巻き付け状態及び巻き
付けによる押し傷の影響の指標となるSN比を調
べた。結果を第４表に示す。なお、表中参考例と
して記載される磁気テープは、試料Ａと同様の組
成（ただし、カーボン・ブラツクの粒径は17mμ
である。）を有するもので、カーボン・ブラツク
８重量部をSiO₂粒子（平均粒径400mμ）８重量
部で置き換えたものである。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明は非磁
性支持体の一面に磁性層を形成して成る磁気記録
媒体において、上記支持体の他面に、平均単一粒
子径が200mμ〜1μで、かつその比表面積が１m²／
ｇ〜17m²／ｇのカーボン・ブラツクを結合剤と共
に、その結合剤に対して上記カーボン・ブラツク
の重量比が２〜４の割合で配合して塗布形成した
ものであるから、帯電防止効果を発揮しつつ、磁
気テープの乱巻きや柔巻きの各防止を図り、かつ
層間粘着や磁性層への押し傷の発生を未然に防止
することができる。すなわち、本発明は使用する
カーボン・ブラツクの粒径、比表面積、Ｐ／Ｂ比
を選択することで、従来問題となつていた走行
性、巻き付け状態、層間粘着等の実用特性を一挙
に解消すると同時に、SN比等のテープ性能をも
改善するものである。 したがつて、長期保存性に優れ、高いSN比を
有する磁気記録媒体を他の添加物等を加えること
なく実現することができ、各種オーデイオテープ
やビデオテープに応用した場合にその実用的価値
は極めて大きいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される磁気記録媒体の一
構成例を示す要部断面図、第２図は層間粘着力及
び剥離度のカーボン・ブラツクの粒径依存性を示
す特性図、第３図はバツクコート層の表面電気抵
抗のＰ／Ｂ比依存性を示す特性図、第４図は層間
粘着力のＰ／Ｂ比依存性を示す特性図、第５図は
剥離度のＰ／Ｂ比依存性を示す特性図である。 １……磁気記録媒体（磁気テープ）、２……非
磁性支持体、２ｂ……バツクコート面、３……磁
性層、４……バツクコート層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 非磁性支持体の一面に磁性層を形成して成る
   磁気記録媒体において、上記支持体の他面に、平
   均単一粒子径が200mμ〜1μで、かつその比表面積
   が１m²／ｇ〜17m²／ｇのカーボン・ブラツクを結
   合剤と共に、その結合剤100重量部に対して上記
   カーボン・ブラツクを200〜400重量部の割合で配
   合して塗布形成したことを特徴とする磁気記録媒
   体。