JPH04221423A - 磁気記録媒体およびその製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁性粉として強磁性金
属粉末（以下、単に磁性粉という）を用いた塗布型の磁
気テープ、磁気ディスク等の磁気記録媒体およびその製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に磁気記録媒体は、磁性粉およびバ
インダ樹脂等を主成分とする磁性塗料をポリエチレンテ
レフタレート（ＲＥＴ）等よりなる非磁性支持体上に塗
布、乾燥することによって製造される。

【０００３】近年、特に高密度記録への要求が高まり、
ビデオ機器，オーディオ機器，コンピュータ等に用いら
れる磁気テープ，磁気ディスク等の磁気記録媒体では、
記録波長とトラック幅の微小化、磁性層ならびに支持体
の薄膜化を実現することが不可欠となってきている。

【０００４】このため従来の酸化物系磁性粉末に比べて
、保磁力（Ｈｃ）および飽和磁化（σｓ）が大きく、し
かも微粒子化している磁性粉が採用されるようになって
きた。

【０００５】さらに磁気記録再生装置のポータブル化、
カメラ一体型ＶＴＲ等の普及により、磁気記録媒体の使
用環境はいままで以上に幅広く、過酷なものになること
が予想されるため、磁性層の耐久性をより向上させるこ
とが極めて重要となる。

【０００６】これらの対策として高周波領域の出力やＣ
／Ｎ比等の電磁変換特性を改善するために、微粒化磁性
粉の高充てん、高配向と表面性向上という点からの検討
が行なわれている。また耐久性を改善するためには、塗
膜の機械的強度、耐熱性、耐ヘッド摩耗性、ベースフィ
ルムへの密着性等を考慮して、バインダ樹脂の検討が行
なわれている。バインダ樹脂としては、一般的に熱可塑
性、熱硬化樹脂が多用され分子量数万の塩化ビニル，酢
酸ビニルアルコール共重合体や、ポリウレタン樹脂が用
いられ、実際の塗料化に際しては、これらの複数種類の
樹脂を混合して用いられている。

【０００７】しかし、高密度記録化に向けて磁性粉の粒
子サイズが小さいものが使用されるようになるにつれて
、十分な磁性粉の分散を促進するための磁性粉表面によ
く吸着する極性基を、分子鎖中に適当量配位させている
樹脂が用いられるようになってきた（特開平２−３５６
２１号公報参照）。

【０００８】また、高密度記録すなわち記録波長が短く
なると、記録された媒体上の微小磁石からの漏れ磁束は
、媒体から遠くに届かなくなるため、媒体と磁気ヘッド
間の間隔（以下、スペースと呼ぶ）が再生出力電圧の低
下となって現われる。このため、ＤＡＴや８ｍｍＶＴＲ
およびハイバンド８ｍｍＶＴＲ用のテープの表面は、超
平滑に仕上げられている。このような超平滑面では、機
器の起動時や停止時には必然的に表面凹凸によって決ま
る数ｎｍスペースしか保てないわけであるから、磁気ヘ
ッドと媒体間の分子間力の到達距離から考えて、その際
には見かけの接触面の全体に分子間力が直接に作用する
結果となる。この作用が荷重を増加させるように働くか
ら、時として予想外に大きな静止摩擦抵抗を生じたりし
て、媒体や機器側に大きなダメージを与えることになる
。超平滑面を保ち、媒体の摩擦抵抗を下げるため従来は
、高級脂肪酸や脂肪酸エステルの種類や量を制御して塗
膜表面エネルギーを低下させる方法（特開昭６１−１４
４７２６号公報参照）や、磁性層上に表面潤滑オーバー
コート層を形成する方法（特開昭６０−２３４２２７号
公報参照）等により対処していた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、その効果に限度があり、今後さらに高密
度化にむけての表面性向上を達成し、かつ摩擦抵抗を下
げ、電磁変換特性と走行耐久性を両立することが困難で
あるという課題が生じてきた。

【００１０】高周波領域での再生出力とＣ／Ｎ比向上の
ために、磁性粉の微細化とその高分散塗料化およびバイ
ンダシステムの選択の仕方等により、表面性向上を達成
するのはそう困難なことではないが、この表面状態を維
持したまま摩擦係数をいかに低下させられるかによって
ＶＴＲ等の機器での走行耐久性が決定されるといっても
過言ではない。磁気テープ等の磁気媒体の摩擦係数が高
いと、ＶＴＲ等の機器での走行中において磁性層と磁気
ヘッドや走行ポスト等の装置系との接触により、短期間
の使用で磁気テープ磁性層が損傷を受け、あるいは磁性
層の剥離、テープの切断といったことが発生する。また
、摩擦係数の増大は、特にスチールモードにおける磁性
層の寿命（スチルライフ）を短くする原因となる。そし
て、これらは高温高湿あるいは低温下での使用条件にお
いて著しく加速されることから表面平滑磁性層の摩擦係
数の低下を実現することが走行耐久性を確保する上で不
可欠の課題である。

【００１１】本発明は上記従来の課題を解決するもので
あり、高密度記録，高耐久性に適した優れた磁気記録媒
体とその製造方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、磁性層の表面粗さ（Ｒｒｍｓ）が８〜１５
ｎｍであり、かつ平均粒径が２０〜１００ｍμのグラフ
ァイト化カーボンブラック粒子（以下、単にＧ−Ｃとい
う）が強磁性金属粉末の０．５〜２．５ｗｔ％含有され
たものであり、そして上記Ｇ−Ｃが極性基を含まないバ
インダ樹脂で塗料化したものを、金属粉末とバインダ樹
脂，研摩剤を含んでいる磁性塗料中に混合分散し、非磁
性支持体上に塗布するものである。

【００１３】

【作用】したがって本発明によれば、磁気テープ等の電
磁変換特性，耐久性に大きく影響する磁性塗膜表面状態
をＧ−Ｃの粒径と添加量およびその添加方法を規定して
いるため、磁性塗膜表面へのＧ−Ｃの偏析量を制御する
ことにより、特に高周波領域の高出力と高Ｃ／Ｎ比を維
持した状態で高耐久性を実現するものであり、以下にそ
の具体的作用について説明する。

【００１４】磁性層表面の潤滑効果を促進させる方法と
しては、イ）低表面エネルギー層の形成、ロ）接触面積
の低減、ハ）個体潤滑層の形成、ニ）機械的強度の大き
い表面層の形成等が考えられるが、ここでは、Ｇ−Ｃ壁
開面の滑り性を利用した、個体潤滑効果を取り入れたも
のである。

【００１５】通常の磁性塗料作製方法においてカーボン
ブラック等は粉体の状態で工程の最初あるいは途中から
添加されて用いられていたが、個体潤滑効果を発揮させ
るためにはできるだけ塗膜表面層へ偏析させるような設
計にしなければならない。これを実現させるためには、
添加したＧ−Ｃに、塗料中に含まれる数種のバインダ樹
脂のどれを選択的に吸着させるかを検討しなければなら
ない。最近は、微粒子磁性粉を高分散するために磁性粉
にバインダ樹脂がたくさん吸着するように、極性基（た
とえば−ＣＯＯＨや−ＳＯ３Ｍ等、ここではＭ：Ｈ，Ｋ
，Ｎａ等）を有するバインダ樹脂を多用している。

【００１６】塗料中においてバインダ樹脂は、磁性粉や
研摩剤等に吸着しているものと、溶剤中に存在する非吸
着バインダとに２分されており、これを塗工機で塗布し
た場合の塗膜構造は、吸着バインダで被覆された磁性粒
子の研摩剤粒子を非吸着バインダ樹脂が結合させている
と考えられる。

【００１７】また、塗布行程のなかの乾燥行程（塗膜表
面に熱風をあて、溶剤を飛散させる工程）において、バ
インダ移動の現象が起こり、非吸着バインダ樹脂の塗膜
表層への移動も考えられる。以上のことから、Ｇ−Ｃが
塗膜表面層に偏析するのは、磁性粉に吸着しにくい、す
なわち極性基を持たないバインダ樹脂でＧ−Ｃを塗料化
して用いることによるものであると考えられる。

【００１８】塗膜表面層へのＧ−Ｃの偏析により、摩擦
係数を大きく低下させることができる。しかし、少なか
らず表面粗度に影響を及ぼすが、摩擦係数と表面粗度を
両立させることはＧ−Ｃの粒径と添加量の選択により実
用的な範囲において問題ではない

【００１９】

【実施例】以下本発明の一実施例の磁気記録媒体および
その製造方法について、図面を参照しながら説明する。 なお、実施例に示している成分比の部数は全て重量部を
示している。

【００２０】（実施例１）磁性粉として強磁性金属粉末
（平均粒子サイズ：長軸＝０．２０μｍ、針状比＝１０
、坑磁力＝１５５０　　Ｏｅ、比表面積＝５０ｍ２／ｇ
）を用い、（表１）に示した配合比で図１に示した行程
により８ｍｍビデオテープを作製した。

【００２１】

【表１】

【００２２】まず、磁性粉と混合溶剤（メチルエチルケ
トン、トルエン、シクロヘキサノン）を用いてプラネタ
リーミキサー（ＰＬＭ）で撹拌後、（表２）に示したバ
インダ樹脂１，２，３を添加し、湿潤，混練を行なう。

【００２３】

【表２】

【００２４】次に混合溶剤の残量を加えて固形分濃度を
落し、サンドミル（ＳＭ）による一次分散を行なう。こ
れに酸化アルミニウムと中心粒径１００ｍμのＧ−Ｃと
（表２）に示した極性基を含まないバインダ樹脂４によ
って作製したペーストを加え、さらにサンドミル（ＳＭ
）による二次分散を行なう。次に潤滑剤、硬化剤を加え
、０．４μｍのフィルター（日本濾器製ＨＴ−４０）を
通したものを１０μｍ厚のポリエステルフィルム（ＰＥ
Ｔ）上に塗布，磁場配向，乾燥後，スーパーカレンダー
（表面処理機）により磁性層の表面処理加工後、熱硬化
処理を行なう。さらに、磁性層と反対側のＰＥＴ上にカ
ーボンブラックを主成分とするバックコート層を塗布後
、８ｍｍ幅に裁断して磁気テープを得た。

【００２５】（比較例１）実施例１と同様の製造工程に
より、グラファイト化する前のカーボンペーストを用い
て８ｍｍビテオテープを作製した。

【００２６】（比較例２）実施例１と同様の製造工程に
より、Ｇ−Ｃを粉末のまま添加して８ｍｍビデオテープ
を作製した。

【００２７】（実施例２，３、比較例３）実施例１と同
様の製造工程により、Ｇ−Ｃ（ペースト）の添加量を１
．５部（実施例２）と２．５部（実施例３）および３．
５部（比較例３）添加して８ｍｍビデオテープを作製し
た。

【００２８】（実施例４〜６、比較例４，５）実施例１
と同様の製造工程により、中心粒径２０ｍμのＧ−Ｃペ
ーストを用い、その添加量を０．５〜２．５部（実施例
４〜６）および０部（比較例４）と３．５部（比較例５
）添加して８ｍｍビデオテープを作製した。　　　　　
　　　　　　　　　　　以上の各サンプルのカーボンの
種類，粒径，添加方法および添加量をまとめて（表３）
に示した。また、各サンプルの諸特性も（表４）および
図２にまとめて示した。そして、その評価方法も以下に
示した。

【００２９】

【表３】

【００３０】

【表４】

【００３１】（１）磁性層表面粗度 触針式表面粗度計を用いて各８ｍｍ用ビデオテープの磁
性層表面の二乗平均平方根粗さ（Ｒｒｓｍ）を測定した
。 （２）動摩擦係数 ドローイング式により、２３℃−６０％ＲＨ雰囲気で、
ＳＵＳ３０３テストピースを用い、２０パス目の値（μ
ｋ２０）を求めた。 （３）Ｃ／Ｎ（５．０ＭＨｚ／４．５ＭＨｚ）５．０Ｍ
Ｈｚにおける信号と４．５ＭＨｚにおけるノイズの比を
測定した。Ｃ／Ｎ測定用８ｍｍＶＴＲとしてＭＶＳ−５
０００（ＫＯＤＡ社製）を用いた。また記録再生増幅器
ヘッドはアモルファス合金を使用し、市販の８ｍｍＶＴ
Ｒ用メタルテープのＣ／Ｎを基準（０ｄＢ）として相対
値に示した。 （４）スチルライフ スチル測定用に改造した８ｍｍＶＴＲを用い、−１０℃
、３０ｇ荷重の条件で、あらかじめ録画しておいた静止
画を再生し、その画像信号が６ｄＢ落ち込むまでの時間
を示した。（表１）に結果を示す。 （５）ドロップアウト Ｃ／Ｎ測定用と同様の８ｍｍＶＴＲを用い、各ビデオテ
ープ試料を４０℃−８０％ＲＨの環境下で２００パス走
行させる（耐久試験）。耐久試験前後の各々ビデオテー
プ試料について、１５μｓにわたって１６ｄＢ以上の出
力低下が発生する１分間あたりの個数を測定した。 （６）ヘッド粉付着 上記（２）による耐久試験後の磁気ヘッド，シリンダー
部の粉付着量を顕微鏡で観察し、粉付着の程度について
５段階評価を行った。評価として粉付着が見られず、実
用上全く問題のないものを５とし、粉付着量が多く、実
用上問題のあるものを１とした。

【００３２】（表４）から、磁性粉への吸着量の少ない
、すなわち極製基を持たないバインダ樹脂と共にペース
ト化したＧ−Ｃを用いたものについては、高いＣ／Ｎ比
（１ｄＢ以上）を保った状態で良好な走行耐久性を得た
。しかし、その添加量が０．５〜２．５より外れるもの
については、摩擦や表面粗さの増大により、Ｃ／Ｎ比や
耐久性に不都合を生じる結果となった。

【００３３】このように上記実施例によれば、高いＣ／
Ｎ比を有し、かつ走行耐久性に優れた磁気記録媒体を得
ることができる。

【００３４】以上、８ｍｍビデオテープの例を述べたが
、本発明は、高密度記録，高耐久性に適したものであり
、業務用，民生用のビデオテープ，デイジタルオーディ
オテープ等でも同様な効果が得られる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、磁性層の
表面粗さ（Ｒｒｍｓ）が８〜１５ｎｍであり、かつ磁性
層中に平均粒径が２０〜１００ｍμのグラファイト化カ
ーボンブラック粒子が強磁性金属粉末の０．５〜２．５
ｗｔ％含有され、そしてそのグラファイト化カーボンブ
ラックが極性基を含まないバインダ樹脂で塗料化したも
のを、金属粉末とバインダ樹脂，研摩剤を含んでなる磁
性塗料中に混合分散し、非磁性支持体上に塗布して製造
することにより、高い電磁変換特性を維持した状態で良
好な走行耐久性を確保できるという効果を有するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における磁気記録媒体の製造
方法を示す工程図

【図２】実施例におけるグラファイト化カーボンブラッ
ク粒子の添加量と８ｍｍテープ磁性層の動摩擦係数の関
係を表した特性図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非磁性支持体上に強磁性金属粉末を含有す
   る磁性層が形成された磁気記録媒体であって、前記磁性
   層の表面粗さ（Ｒｒｍｓ）が８〜１５ｎｍであり、かつ
   前記磁性層中に平均粒径が２０〜１００ｍμのグラファ
   イト化カーボンブラック粒子が前記強磁性金属粉末の０
   ．５〜２．５ｗｔ％含有されていることを特徴とする磁
   気記録媒体。
2. 【請求項２】グラファイト化カーボンブラックを極性基
   を含まないバインダ樹脂で塗料化したものを強磁性金属
   粉末とバインダ樹脂および研摩剤を含んでいる磁性塗料
   中に混合分散し、非磁性支持体上に塗布することを特徴
   とする磁気記録媒体の製造方法。