JPH04184708A - 磁気記録媒体とその製造法 - 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と結合剤とを含む
塗膜型の磁性層が形成されてなる磁気テープや磁気ディ
スクなどの磁気記録媒体とその製造法に関する。

〔従来の技術〕

この種の磁気記録媒体は、記録再生時に磁性層が記録再
生機器の磁気ヘッドやガイド部材と大きな相対速度で摺
接することから、耐久性、耐摩耗性、走行安定性などの
機械的特性の向上を目的として、従来より磁性層中に各
種の非磁性固形粉末を多量に配合する手段が採用されて
いる。

このような非磁性固形粉末としては、たとえば、ＡＩ！
ｚ　　Ｏｓ　　ｓ　　Ｃｒ２Ｏ３ｓ　　（Ｘ　　　Ｆｅ
ｚ　　ｏ３　　、　　ＴｉＯ２，５ｉＯｔの如き酸化物
、５ｉＣＸＴｉＣ。

ＷＣの如き炭化物、ＴｉＮ５Ｓｉ３Ｎ４の如き窒化物、
Ｔ　ｉ　Ｂ！　、Ｚ　ｒ　Ｂｚの如きホウ素化物のほか
、グラファイトなどの粉末が汎用されている。

一方、磁気記録媒体の記録密度を高めるためには、−船
釣に、磁性粉末を微粒子化すると共に、磁性層表面を平
滑化して記録再往における磁気ヘッドとの間のスペーシ
ングロスを少なくすることが肝要とされている。このよ
うな観点からは、非磁性固形粉末の磁性層中への配合量
、ならびに磁性層の表面における単位面積当たりの存在
量を制限することも提案されているく特開昭６４−８８
９１７号公報）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の技術的常識の上では、前記の耐久
性などの機械的特性を改善することと、高密度記録化の
ために磁性層の表面を平滑化することとは、非磁性固形
粉末の作用からは相反するものであり、両立し得ない。

すなわち、上記機械的特性を高めるために通常のように
非磁性固形粉末の配合量を多くすると、必然的に磁性層
中の非磁性成分の割合が高くなり、それだけ磁気特性が
低下してこれに基づく電磁変換特性の悪化を招き、また
磁性層の表面平滑性が低下し、磁気ヘッドとのスペーシ
ングの増大による出力低下や磁気ヘッドの過度な摩耗を
生じ易くなる。

逆に、前記提案手段のように非磁性固形粉末の配合量お
よび磁性層の表面での存在量を制限した場合は、磁性層
の表面平滑性は向上するが、磁性層の強度が不充分にな
って耐久性の低下を招くと共に、磁気ヘッドとの摺接抵
抗の増大により走行安定性が悪くなるという問題を生じ
る。

この発明は、上述の事情に鑑み、機械的特性と電磁変換
特性とに共にすぐれ、高密度記録用として高い適性を備
えた磁気記録媒体とその製造法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、上記の目的を達成するために鋭意検討
を行う過程で、記録再生時ムこ磁気ヘッドと高速で摺接
させるビデオテープやフロッピーディスクなどでは磁性
層の内部よりも専ら磁性層の表面近傍に存在する非磁性
固形粉末の挙動が磁気記録媒体の機械的特性と電気的特
性を大きく支配していることを知った。

そこで、この知見に基づいてさらに検討を重ねた結果、
磁性層の表面が非磁性固形粉末によって形成される特定
の大きさと特定の分布状態の突起を有する表面状態であ
る場合に、磁性層全体の非磁性固形粉末の配合量が少な
くても充分な機械的特性が得られ、その結果磁性層中の
非磁性成分の割合を小さくして磁気特性を向上させるこ
とが可能となり、機械的特性と電磁変換特性とに共にす
ぐれた磁気記録媒体を実現できること、また上記表面状
態の磁性層を形成するには、従来のように非磁性固形粉
末を磁性層中に均一に分散させるのではなく、磁性層の
表面近傍に上記固形粉末を偏在させるようにすることが
好適であることを見い出し、この発明をなすに至った。

すなわち、この発明に係る磁気記録媒体は、上記の目的
を達成するために、非磁性支持体上に磁性粉末および非
磁性固形粉末と結合剤とを含む磁性層が形成されてなる
磁気記録媒体において、磁性層の表面に非磁性固形粉末
により形成される突起の平均高さが１〜１０ｎｍの範囲
にあり、かつ高さ３０ｎｍ以下の突起数が単位面積当た
りの平均個数で０．５〜２．０個／μｍ２の範囲にある
ことを特徴とするものである。

また、この発明に係る磁気記録媒体の製造法は、−前記
の目的において、非磁性固形粉末を疎水化処理し、この
処理を経た非磁性固形粉末を磁性粉末および結合剤と共
に有機溶剤と混合して磁性塗料を調製し、この磁性塗料
を非磁性支持体上に塗布。

乾燥して磁性層を形成することにより、上記磁性層の表
面に特定の突起を有する磁気記録媒体を得ることを特徴
とするものである。

〔発明の構成・作用〕

この発明の磁気記録媒体は、前記のように磁性層の表面
に非磁性固形粉末により形成される特定の大きさおよび
特定の分布範囲の微小な突起を有することから、記録再
生時の磁気ヘッドと磁性層の表面との間の摺接抵抗が小
さい上、磁性層の表面部の強度が大きく、もってすぐれ
た耐摩耗性を発揮し、しかも磁気ヘッドと磁性層の表面
とのスペーシングが小さく、かつ磁気ヘッドの過度な摩
耗を生じにくく、また磁性層全体の非磁性固形粉末の配
合量を少な（できることから、低ノイズで高い出力が得
られ、高密度記録に適したすぐれた電磁変換特性を示す
。

上記の突起は、前記のように平均高さが１〜ＩＱｎｍ、
特に１〜５ｎｍであることが必要であり、この平均高さ
がｌｎｍ未満では耐久性および走行安定性が悪化し、逆
に１０ｎｍを超えるとヘッド摩耗量の過多によるヘッド
の目詰まりおよびノイズの増大をきたすと共にスペーシ
ングの増加による出力の低下を招くことになる。また、
磁性層の表面には、前記のように３０ｎｍ以下の突起数
、特に好ましくは５〜３Ｑｎｍの突起数が単位面積当た
りの平均個数で０．５〜２．０個／μｍ２、好ましくは
０．８〜１．５個／μｍ２存在することが必要である。

すなわち、この平均個数が０．５個／μｍ２未満では充
分な耐久性および走行安定性が得られず、逆に２．０個
／μｍ２を超えると磁気ヘッドの目詰まり、ノイズの増
大および出力の低下を招くことになる。

非磁性固形粉末としては、従来よりこの種の磁気記録媒
体の磁性層に用いられている種々のものをいずれも使用
可能であるが、特にモース硬度８以上の無機質粒子から
なる粉末が好適である。すなわち・上記モース硬度が低
すぎると、磁気ヘッドに対する研摩能力が不足すると共
に磁性層の強度も不充分となり、記録再生時の磁気ヘッ
ドとの摺接によって磁性層が摩耗しやすく、この摩耗粉
によって磁気ヘッドの目詰まりが多発し、磁気記録媒体
の耐久性および電磁変換特性が共に低下することになる
。

このようなモース硬度８以上の非磁性固形粉末の好適な
具体例としては、Ａｌ２ｚ　０３　、Ｃｒ２Ｏ３，３Ａ
１２０３　　・２　Ｓ　１０ｚ　、Ａ　１２０３　　・
ＴｉＯ□の如き酸化物、ＴｉＣ，ＳｉＣ，ＷＣの如き炭
化物、５ｉ３Ｎ−１ＴｉＮの如き窒化物、ＴｉＢ２、Ｚ
ｒＢ２の如きホウ素化物などの無機化合物の粉末が挙げ
られる。

また、磁性層中に含有させる磁性粉末としては、特に針
状粒子からなるものが好ましく、たとえばγ−Ｆｅ２Ｏ
３、Ｆｅ３Ｏ４、ＣＯ含有ｒ−Ｆｅｇｏｓ、Ｃｏ含有ｒ
　　Ｆ　ｅｓ　０４　、Ｃｒ　ＯＨなどの酸化物系針状
磁性粉末のほか、Ｆ　ｅ　％　ＣＯ％　Ｆｅ−Ｎｉなど
の金属系針状磁性粉末などいずれも使用可能である。こ
のような針状の磁性粉末を使用する場合において、前記
の非磁性固形粉末は、平均粒子径が上記磁性粉末の平均
長軸径以下であることが望ましい。すなわち、この平均
粒子径が大きすき゛ては磁気ヘッドの摩耗量が過多にな
るとともに磁気ヘッドの傷つきも顕著となる。

また、非磁性固形粉末の使用量は、磁性粉末１００重量
部に対して２〜１５重量部程度であるが、磁性層が前記
の表面状態であることにより、従来の一般的な磁気記録
媒体に比較して１／２以下の使用量で同等以上の機械的
特性を付与できる。

磁性層の結合剤としては、塩化ビニル−酢酸ビニル系共
重合体、ポリビニルブラチール系樹脂、繊維素系樹脂、
ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、架橋剤とし
てのポリイソシアネート化合物、放射線硬化型樹脂など
、従来より磁気記録媒体の磁性層用の結合剤として知ら
れるものをいずれも単独でまたは二種以上を混合して使
用することができる。

この発明の磁気記録媒体は、既述のように、表面に非磁
性固形粉末からなる特定の突起を有する特殊な磁性層を
備えるものであるが、このような磁気記録媒体は上記の
非磁性固形粉末として疎水化処理したものを用いること
により常法に準じて容易に製造できる。

すなわち、この発明の方法では、疎水化処理した非磁性
固形粉末と磁性粉末および結合剤と必要に応じて配合さ
れる各種の添加剤とを有機溶剤中に添加混合して磁性塗
料を調製し、この塗料を非磁性支持体上に塗布、乾燥し
て所要厚さの磁性層を形成したのち、カレンダー加工な
どの適当な後処理を施し、所要の磁気記録媒体の形状と
すればよい。

ここで、非磁性固形粉末を疎水化処理すると、その表面
エネルギーが低下するため、磁性塗料中において上記固
形粉末と結合剤溶液との界面エネルギーに大きな差を生
じ、この界面エネルギーの差によって上記固形粉末に対
し塗料中でこれを浮上させようとするカが作用すること
がら、この磁性塗料を非磁性支持体上に塗布した際に形
成される磁性塗膜中で上記固形粉末が塗膜表面倒う移動
し、乾燥後の磁性層は上層側、特に表面近傍に上記固形
粉末が偏在したものとなる。その結果、磁性層表面に前
記の大きさおよび分布状態の突起が形成されやすくなる
。突起の平均高さと単位面積当たりの存在量は、非磁性
固形粉末の粒度と使用量などから経験的に容易に所望の
値に設定することができる。

上記の疎水化処理は疎水化処理剤を有機溶剤に溶解した
溶液中に非磁性固形粉末を分散させるだけでよく、これ
によって上記固形粉末の表面に疎水化処理剤が化学的に
吸着し、ろ過、乾燥を経て表面エネルギーの低い非磁性
固形粉末が得られる。

なお、疎水化処理剤としては、炭化水素系やフッ素系な
どの既存の種々のものを使用できるが、上記固形粉末の
表面への化学的吸着性にすくれたシラン系、チタネート
系、アルミニウム系などのカップリング剤、ならびにオ
ルガノシラザンが好適である。また、このような疎水化
処理剤を熔解させる溶剤としては、つぎの磁性塗料に用
いられるものと同様のものを使用できる。

磁性塗料の調製に用いる有機溶剤としては、シクロヘキ
サノン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン
などのケトン系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエ
ステル系溶剤、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳
香族炭化水素系溶剤、イソプロピルアルコールなどのア
ルコール系Ｒ剤、ジメチルホルムアミドなどの酸アミド
系溶剤、ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド系を
蓄剤、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル
系溶剤など、使用する結合剤を溶解するのに適した溶剤
が特に制限されることなく、単独でまたは二種以上を混
合して使用できる。

また、必要に応じて配合される各種の添加剤としては、
たとえば分散剤、潤滑剤、帯電防止剤などが挙げられる
。

なお、この発明の方法によれば、非磁性固形粉末が磁性
層の表面近傍に偏在することから、機械的特性および電
気変換特性を共に高度に満足する磁気記録媒体が得られ
るが、場合によって疎水化処理された上記固形粉末と磁
性層の結合剤との間の相互作用が乏しいために磁性層表
面に露出する上記固形粉末の脱落を生じやすくなること
も考えられる。

この場合には、磁性層の結合剤として分子中にＣ＝Ｃ結
合やＣ−Ｃ１結合などの電子線架橋可能な結合を有する
ものを用いる一方、非磁性固形粉末の粒子表面に上記結
合に対して電子線によって架橋しうるＣ＝Ｃ結合を予め
化学的に固定しておけば、磁性層の塗布形成後の電子線
照射によって磁性層表面に露出する上記固形粉末を磁性
層に強固に保持させることができる。

このような固形粉末の粒子表面に対するＣ＝Ｃ結合の固
定は、疎水化処理時にＣ＝Ｃ結合を含む疎水化処理剤を
用いるか、または疎水化処理剤とＣ＝Ｃ結合を含む表面
処理剤を併用することによって容易に行える。

〔発明の効果〕

この発明の磁気記録媒体は、磁性層の表面に非磁性固形
粉末にて形成される特定の大きさおよび特定の分布状態
の突起を有することから、耐久性、耐摩耗性、走行安定
性などの機械的特性にすぐれると共に、低ノイズで高い
出力を発揮し、高密度記録用として適した良好な電磁変
換特性を示す。

また、この発明に係る磁気記録媒体の製造法によれば、
上記特定の表面状態にある磁気記録媒体を、常法に準じ
て容易に製造することが可能である。

〔実施例〕

つぎに、この発明の実施例を記載してより具体的に説明
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 疎水化処理剤　　　　　　　　　　　２部ＣＣｌ５Ｈｓ
ｑＳ　ｉ　（ＮＨ）＋７ｇ）メチルイソブチルケトン　
　　　　６０部トルエン　　　　　　　　　　　　６０
部上記の組成物をペブルミル中で約１００時間部合分散
したのち、ろ過、乾燥して疎水化処理したα−ＡＩ、Ｏ
８粉末を得た。ついで、この疎水化処理したα−ＡＩ！
２０．粉末を用いた下記の組成物をボールミル中で約１
００時間部合分散して磁性塗料を調製した。

疎水化処理したα−Ａ１．０２粉末　８部ミリスチン酸
　　　　　　　　　　　３部シクロヘキサノン　　　　
　　　１００部トルエン　　　　　　　　　　　ｉｏｏ
部つぎに、この磁性塗料を厚さが１３μｍのポリエステ
ルフィルム上に乾燥後の塗膜厚が約４μｍとなるように
塗布、乾燥して磁性層を形成し、カレンダー加工による
鏡面処理を施したのち、所定の幅に裁断して磁気テープ
を作製した。

実施例２〜５．比較例１〜４ 非磁性固形粉末として、実施例１のα−Ａ／２０３粉末
に代えて、下記の第１表に示す平均粒子径およびモース
硬度を有するものを用い、実施例１と同様の疎水化処理
を施し、これを表記部数で使用した以外は、実施例１と
同様にしで、磁気テープを作製した。

第　　　　１　　　　表 比較例５ 実施例１におけるα−ＡＮｚＯｉ粉末を疎水化処理せず
に１０部使用した以外は、実施例１と同様にして、磁気
テープを作製した。

以上の実施例および比較例の各磁気テープについて、磁
性層の表面に非磁性磁性粉末にて形成された突起の平均
高さ、高さが３０ｎｍ以下の突起の平均個数、磁気ヘッ
ドの摩耗量、キャリア出力（Ｃ）、キャリア出力（Ｃ）
とノイズレベル（Ｎ）との比であるＣ／Ｎ比、耐久性を
調べた。その結果を、下記第２表に示す。なお、各項目
の測定方法は、つぎのとおりである。

〈突起の平均高さと平均個数〉 エリオニクス社製の電子線三次元粗さ測定機（ＥＲＡ−
３０００）を用いて磁性層の表面を観察し、同一画面に
ついて凹凸プロファイル測定を行い、各テープにつき５
視野の測定によって突起の平均高さと単位面積当たりの
平均個数を求めた。

〈キャリア出力とＣ／Ｎ比〉 ビクター社製の業務用ＶＨ３方式のビデオテープレコー
ダ（商品名ＢＲ−５７１１）を用い、７ＭＨｚにおける
キャリア出力（Ｃ）を測定し、また同時に６ＭＨｚにお
けるノイズレベル（Ｎ）を測定してＣ／Ｎ比を求め、比
較例１の磁気テープの値を基準（ＯｄＢ）とする相対値
によって評価した。

〈耐久性〉 松下電器産業社製のＶＨ３方式ビデオテープレコーダ（
商品名ＮＶ−３７０）を用い、室温下、１２０分テープ
として２時間モードの条件で走行させ、磁性層表面に目
視による傷が認められるまでの走行回数を測定した。

上記第２表の結果から、この発明の磁気テープ（実施例
１〜５）は、磁気ヘッドの過度な摩耗を生じず、低ノイ
ズで高い出力が得られ、かつ耐久性にすぐれることが明
らかである。

これに対し、磁性層の表面の突起が大きすぎたり（比較
例１）、上記突起の密度が高すぎる（比較例３）もので
は、磁気ヘッドの摩耗が著しく、ノイズが高く出力も劣
ることが判る。また逆に、磁性層の表面の突起が小さす
ぎたり（比較例４）、上記突起の密度が低すぎる（比較
例２）ものでは、耐久性が不充分であることが判る。

なお、非磁性磁性粉末を多量に使用して磁性層中に均一
に配合した従来の一般的構成の磁気テープ（比較例５）
では、磁性層の表面における突起の高さと密度が共に過
度となり、耐久性はよいが、磁気ヘッドの摩耗が極めて
多く、電磁変換特性に大きく劣ることが判る。

特許出願人　　日立マクセル株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）非磁性支持体上に磁性粉末および非磁性固形粉末
   と結合剤とを含む磁性層が形成されてなる磁気記録媒体
   において、磁性層の表面に非磁性固形粉末により形成さ
   れる突起の平均高さが１〜１０ｎｍの範囲にあり、かつ
   高さ３０ｎｍ以下の突起数が単位面積当たりの平均個数
   で０．５〜２．０個／μｍ＾２の範囲にあることを特徴
   とする磁気記録媒体。（２）非磁性固形粉末を疎水化処
   理し、この処理を経た非磁性固形粉末を磁性粉末および
   結合剤と共に有機溶剤と混合して磁性塗料を調製し、こ
   の磁性塗料を非磁性支持体上に塗布、乾燥して磁性層を
   形成することにより、請求項（１）に記載の磁気記録媒
   体を得ることを特徴とする磁気記録媒体の製造法。