JPH0464919A - 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） この発明は、オーディオ分野、ビデオ分野コンピュータ
分野などて使用される磁気テープ・フロッピーディスク
などの高記録密度磁気記録媒。

体に関する。

（従来の技術） 従来より、磁気記録媒体は、オーディオ・ビデオ・コン
ピュータなどの広い分野で多くの情報を記録する記録媒
体として使用されている。そのような記録媒体の一つに
塗布型の磁気記録媒体として、たとえばポリエステルフ
ィルムなとの非磁性支持体上に、　　７−Ｐｃ２０３、
ＣｒＯ２、ｃｏ−γＦｅ２Ｏ３あるいは鉄粉などの磁性
粉を、樹脂バインダとともに塗布して成るものかあり、
現在広く使用されている。

近年、記録すべき情報量か指数関数的に増加しており、
これに伴って磁気記録媒体の一層の高記録密度化と信頼
性の向上か求められるようになってぎている。

磁気記録媒体を高密度化するにあたっては、磁気ヘッド
と磁気記録媒体のスペーシングを極力小さくすることか
重要である。そのため、記録密度の高い磁気記録媒体は
ど、媒体表面の平滑性の向上か望まれている。

しかしその半面、磁気記録媒体表面の平滑性が向上する
ほど、磁気ヘッドと磁気記録媒体間の摩擦係数は大きく
なり、走行性や耐久性が損われる傾向にある。こうした
問題点を解決するため、磁性粉に添加する各種の樹脂の
開発、各種の潤滑剤・研磨剤・塗膜補強材の開発、ある
いはこれらの添加方法などが検討されてきた。

ところが、ＤＡＴ・高画質ＶＴＲ用テープ・データスト
レイシ用テープ・大容量ＦＤなとの高密度磁気記録媒体
では、従来のものよりさらなる高密度記録が必要とされ
てきており、媒体表面の平滑性の向上に加えて、超微粒
子磁性体を高分散し、かつ磁性粉充填率を非常に高める
ことが必要となってきている。

このように磁性層中への高分散および高充填が可能であ
って高密度記録化の要請に応えつる磁性超微粒子の一つ
として、比表面積２０〜１００ｒＩｆ／ｇ１平均粒子長
３０〜８［）　ｎｍの範囲内であるよう≧ な超微粒子磁性体、たとえばＢａ−フェライト磁性体の
ような超微粒子が知られている。

（発明が解決しようとする課題） しかしなからこのような超微粒子磁性体を使用した磁気
記録媒体では、従来同様の結合剤を主体とする有機構成
物と研磨剤を主体とする無機構成物とを添加すると、媒
体強度の劣化がおこり、さらに研磨性・潤滑性が著しく
不足するという問題があった。さらには、長時間使用時
にヘッドダメジか生じるため、磁気記録システム内部で
の良好な耐久性・走行性・記録再生特性が得られないと
いう問題も生じていた。

本発明はこのような問題に対処するためになされたもの
であり、高密度記録を可能にした磁気記録媒体において
、表面の平滑性を向上させることに加えて、耐久性・走
行性・信頼性を向上させることをその目的とする。

［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、非磁性支持体上に磁性微粒子
と結合剤とを主体とした磁性層を設けてなる磁気記録媒
体において 前記磁性層は表面粗さＲａが０．００３〜０．０２μｍ
であるとともに、磁性微粒子１００　　重量部あたり、
結合剤を主体とする有機構成物４〜１５重量部、および
平均粒子長が磁性層の表面粗さＲａの１０倍以上かつ磁
性微粒子平均粒子長の１０倍以下である研磨材を主体と
する無機・構成物０，１〜１重量部で構成されているこ
とを特徴としている。

本発明の磁気記録媒体は、ポリエステルフィルムのよう
な可撓性を有する非磁性基体上に、磁性層を設けて構成
したものであり、具体的に形態としては、磁気テープ、
フロッピーディスクなどが例示される。

上記磁性層は、強磁性微粒子と、結合剤樹脂を主体とす
る有機構成物と、研磨材を主体とする無機構成物とから
成立っている。

本発明に使用される有機構成物としては、通常の磁気記
録媒体において使用されるものであれば、特に種類を限
定するものではないが、例として、結合剤・潤滑剤・分
散剤・硬化剤などをあげることかできる。

結合剤としては、磁性粉末を分散・保持し、がつ、非磁
性支持体上に結合するために必要な成分てあって、磁性
粉末・非磁性支持体と親和性を有する結着性材料であれ
ば、使用が可能である。

なお、塗膜を硬化させるために、結合剤とともに、多価
イソシアネートのような硬化剤を併用することが望まし
い。あるいは、結合剤として光硬化型樹脂・放射線硬化
型樹脂などを使用することにより、塗膜を硬化させても
よい。また、１種類の結合剤を単独で使用してもよいし
２種類以上の結合剤を混合して使用することもできる。

また、この結合剤としては、たとえばリン酸基、スルホ
ン基、アンモニウム基などの極性基を分子中に含有する
分子ｍ　１．０００〜２０．０００程度の重合体を用い
てもよい。

潤滑剤は、媒体が走行時にシリンダ、テープガイド、ヘ
ッドなどと接触する際の、媒体表面の摩擦抵抗を小さく
する目的で利用される。媒体表面の摩擦抵抗が大きい場
合には、記録・再生出力に乱れが生ずるなどの不都合が
おこる。

潤滑剤としては、たとえば脂肪酸、脂肪酸エステル、脂
肪酸アミド、ンリコンオイルなど、通常磁気記録媒体に
おいて使用されるものであれば、特に限定されるないが
、特に脂肪酸／脂肪酸エステルの組合せは本発明に好適
である。

分散剤としては、高級アルコール、リン酸エステルなと
、通常用いられているものであればどのようなものでも
よく、特に限定されるものではない。　結合剤・潤滑剤
・分散剤・硬化剤を主体とする有機構成物としては、そ
れぞれの構成比率に関しては特に限定するものではない
か、強磁性微粒子１００重量部に対し、 ４≦ａ≦１５ ０≦ｂ≦　５ ４≦（ａ＋ｂ）≦１５ であることか必要である。ここてａは（結合剤十硬化剤
）の合計量（重量部）、ｂは（他の有機物添加剤）の量
（重量部）をあられす。

使用される結合剤と硬化剤の合計量ａが１２重量部以下
の場合に、本発明の効果か顕著にあられれる。使用され
る結合剤と硬化剤の合計量ａか１５重量部を越える場合
、磁性層中の非磁性構成物の割合が増加するため、記録
密度が低下して高密度記録媒体に適さなくなる。一方、
ａか４型皿部より少ない場合には、磁性層を構成する結
合剤量が最低必要量を下回ってしまうため、充分な耐久
性・塗膜強度を有した媒体を形成することができない。

必要に応じて、潤滑剤・分散剤に代表される他の有機物
添加剤を添加することができる。しかし、そのｆａ　ｂ
か５重量部を越えた場合には、表面層への添加剤の湧出
か顕著となるたけてなく、磁性層強度が著しく減少する
ため、良好な走行性・耐久性が得られない。また、磁性
層中の磁性粉充填率も低下するため、高密度記録か達成
できない。

本発明の磁気記録媒体に使用される無機構成物としては
、通常磁気記録媒体において使用されるものであれば特
に種類を限定しないか、例として、研磨材・塗膜補強材
・固体潤滑剤等を挙げることかできる。

研磨材は、ヘットか媒体上を高速で摺接するときの耐久
性を向上させるために添加されるものであり、たとえば
酸化クロム、アルミナ、α酸化鉄、炭化ケイ素、酸化チ
タン、酸化セリウム、コランダム、人造ダイヤモンドな
ど、一般に使用されている旧モース硬度６以上の微粉体
をあげることかできる。なかでも酸化クロム、アルミナ
は本発明に好適である。

使用する研磨材の平均粒子長は、磁性層の表面粗さＲａ
の１０倍以上かつ磁性微粒子の平均粒子長の１０倍以下
であることか好ましい。磁性層の表面粗さＲａの１０倍
を下回る場合には、表面平滑化処理後の磁性層表面への
研磨材粒子の突出量か充分でないため研磨効果か著しく
劣り、良好なヘッド研磨性か得られない。磁性微粒子の
平均粒子長の１０倍を越える場合には、高密度磁気記録
の際のノイズの増加やヘッドクラッシュなとをひきおこ
し、媒体表面）■さの増加につながる。

研磨材・塗膜補強材・固体潤滑剤を主体とする無機構成
物としては、それぞれの構成比率に関しでは特に限定す
るものではないか、その添加量としては、強磁性微粒子
１００重量部に対し、０．１≦　Ｃ≦　　１．０ ０≦ｄ≦　０．５重量部、 ０１≦（ｃ＋ｄ）≦１，０ であることが必要である。

ここでＣは研磨材の量（重量部）、ｄは他の無機物添加
剤の合計量（重量部）をあられす。

使用される研磨材のｆａｃが０，２〜０．５重量部の場
合に、本発明の効果は顕著である。使用される無機構成
物のｆｆ１（ｃ＋ｄ）が１．０重量部を越える場合、磁
性層中の（結合剤＋硬化剤）量ａに対する、強磁性微粒
子を含む無機構成物量の比率が相対的に増加し、塗膜強
度が著しく減少してしまう。

また、無機構成物の量が０，１重量部より少ない場合に
は充分な耐久性・塗膜強度を有した媒体を形成すること
かできない。

本発明の磁気記録媒体は、上記組成物を有機溶剤中に分
散して得られる磁性塗料を非磁性支持体上に塗布し、表
面下情化処理後、所定幅に裁断、または、打ち抜きを行
い、磁気記録媒体を形成す］Ｏ る。このとき、平滑化処理後の磁性層表面粗さＲａは、
高密度記録性と媒体耐久性とを両立させうる範囲として
、ｏ、ｏｏｓμｍ〜０，０２μｍ１さらに好ましくはｏ
、ｏｏａ〜Ｑ、００８　　μｍである。０．０２μｍを
越える場合には、耐久性・走行性面での特性は向上する
傾向にあるが、記録密度の低下を招き、高密度磁気記録
媒体として充分な特性が得られない。表面粗さＲａが０
００３μｍより小さい場合には、記録再生特性面での向
上は著しいか、媒体の走行性・耐久性が急激に劣化する
傾向を示す。

（作用） 本発明の磁気記録媒体では、強磁性粉に対し結合剤を主
体とする有機構成物と研磨材を主体とする無機構成物を
所定量配合するとともに、研磨材の粒子長と磁性層の表
面粗さとを適切に選定することにより、高密度記録に適
する超微粒子状強磁性粉末の高分散・高充填が可能とな
るとともに、磁性層中の磁性構成物の割合を低下させる
ことなく、磁気記録媒体としてのすぐれた走行耐久性や
塗膜強度などが確保される。

（実施例） 以下本発明の実施例について説明する。

具体例の説明に先立ち、本発明に関わる磁気記録媒体の
構成について一般的な説明をする。

本発明に用いられる強磁性微粒子磁性粉としては、マグ
ネタイト、γ−フェライト、ｃｏ−変成γ−フェライト
、Ｃｏ−被着γ−フェライト、窒化鉄、炭化鉄、Ｆｅを
主体とする金属磁性粉末、Ｂａフェライトに代表される
六方晶系磁性粉末、および、これらを主体とする混合物
などであるが、高密度磁気記録に適した磁性粉微粒子で
あれば、これらに限定されるものではない。

これらの磁性粉末のうちで特に好ましいのは、Ｐｅを主
体とする針状、粒状、または、板状の金属磁性粉末、お
よび、 一般式：ＡＯ（Ｐｅ２０３） （式中、ＡはＢａ１Ｓｒ、　Ｃａｓ　Ｐｂ群から選ばれ
るいずれか１種の元素を表わし、ｎは５〜６の数を表わ
し、かつ、Ｐｅの一部はＴｉ５ＣＯ％　Ｚｎｑ　ＩｎＳ
Ｍｎ、　Ｃｕ。

Ｇｅ、　Ｎｂｓ　Ｓｎ等の遷移金属で置換されていても
よい）で示される六方晶系フェライトは好適であり、そ
の中でも、とくにＢａ−フェライトが好ましい。

このような六方晶系フェライトの微粉末は、六角板状の
単結晶であり、その磁化容易軸は板面と垂直な方向にあ
り、たとえばガラス結晶化法（時開昭和５［ｉ−［１７
９０４号公報、特開昭５６−１５５０２２号公報）によ
り製造することか可能である。

磁性粉の形状などは、高密度磁気記録に適した磁性粉微
粒子であれば特に限定されるものではないが、特に、比
表面積２０〜１００ｒｒｉ’／　ｇ　、中心粒子長３０
〜８０ｎｍの範囲に含まれる六方晶系磁性粉末または金
属磁性粉末を磁性粉として使用する場合に、磁性粉の高
分散・高密度充填が達成されるだけでなく、磁性粉の小
粒径化により結合剤との相互作用が強まり、橋掛は構造
が構成され高耐久性が達成されるため、本発明の効果は
大である。その中でも、当該範囲のＢａ−フェライトは
特に好ましい。

本発明には、結合剤としての目的に適うものであればと
のような結合剤であっても使用可能であるが、たとえば
、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸
ビニル−ビニルアルコール共重合体、塩化ビニル−酢酸
ビニル−無水マレイン酸共重合体、塩化ビニル−アクリ
ル酸エステル共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル
共重合体、塩化ビニリデン重合体およびその共重合体、
ポリエステル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポ
リビニルホルマール系樹脂、ポリビニルブチラール系樹
脂、セルロース誘導体系樹脂、ブタジェン共重合体、ポ
リエーテル系樹脂、′ポリカポネート樹脂、フェノキシ
樹脂、ケトン樹脂、フラン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ
ウレタン樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、シリコーン系
樹脂、アクリル系樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂
などの高分子材料をあげることができる。

さきに述べたように、たとえばリン酸基、スルホン基、
アンモニウム基などの極性基を分子中に含有する分子ｆ
ｉｋ　１，０００〜２０，０００程度の重合体からなる
結合剤も、本発明に使用可能である。そしてこのような
結合剤としては、たとえば上記の極性基を含むビニルモ
ノマーと通常ビニル七ツマ−とを共重合することにより
得られるビニル樹脂、あるいは上記の極性基か導入され
た多価塩基酸・多価アルコールと通常の多価塩基酸・多
価アルコルとを混合し２縮合反応させて得られるポリエ
ステル樹脂あるいはポリウレタン樹脂などカーあげられ
る。結合剤としてこのような重合体からなる樹脂を用い
る場合には、有機構成物の量をさら（こ低減することか
できる。

実施例１ 針状金属磁性粉　　　　　　　　　１００重量部（平均
長軸１２０ｎｍ　、比表面積６０イ／ｇ）塩化ビニル−
酢酸ビニル共重合体樹脂 ／ポリウレタン樹脂−８／２（重量比）１．１”オレイ
ン酸／ステアリン酸ブチル リハ（重量比）Ｉｌ〆 レシチン　　　　　　　　　　　　　ｌ　　／／粒状Ａ
Ｉ２　０３　　（平均粒子長０．２μｍ）　０．５／メ
カ−ボンブラック　　　　　　　　　０．５″（平均粒
子長２０ｎｍ） トルエン　　　　　　　　　　　　１３５　　／／］５ メチルエチルケトン　　　　　　　１３５１１シクロへ
キサノン　　　　　　　　３０〃からなる混合物をザン
ドミルにより分散した後、ポリイソンアネートを２重量
部加えてさらに混合し、磁性塗料を調製した。

この場合、磁性粉１００重量部に対する有機構成物量は
、結合剤・潤滑剤・硬化剤の合計で１５重量部となる。

無機構成物量は、研磨材・固体潤滑剤であり、　１．０
重量部となる。

しかる後、　９．５μｍ厚のポリエステルフィルム上に
ディファレンシャルグラビアコータにて塗膜を作製し、
常法にしたがって平滑化および配向後、乾燥・カレンダ
加工を行うことにより膜厚２μｍ１磁性層表面粗さＲａ
＝　０．００６μｍの磁性層を設け、引続き、帯電防止
用の膜厚０５μｍのカーホン層を裏面に設けた。」１記
の手順を経た磁性層・カホン層付きフィルムを８ｍｍ幅
にスリットシ、カセットに巻込むことにより旧−ｇＶＴ
Ｒ（ハイバンド８　ｍｍテープレコーダ）用磁気テープ
を得た。

そして、高密度磁気記録システムと［７てヘリ力スギャ
ン方式によるアナログ記録を採用している５ＯＮＹ社製
１１ｉ−８ＶＴＲデツキＥＶ−８９００（ＮＴＳＣ）を
用いて、得られたテープの入出力特性、テープのシステ
ム走行性・耐久性を評価した。この磁気記録媒体の構成
、組成を第１表に、そしてその評価結果を第２表に、そ
れぞれ示した。

実施例２〜１２ 他の実施例として、上記実施例］の場合において磁性粉
・結合剤量・研磨材の種類と量・潤滑剤量を変化させた
他は同一条件で構成した磁気記録媒体例を実施例２〜６
として、また磁性粉として、比表面積４５ｒｒ？／ｇ、
中心粒径７０ｎｍのＣｏ−Ｔｉ置換Ｂａフェライトを用
い、結合剤としてスルホン基含有ポリウレタン／塩化ビ
ニル−酢酸ビニル共重合体樹脂−８／２（重量比）を用
いた他は同一条件で構成した磁気記録媒体例を実施例７
〜１２としてそれぞれ得、実施例１の場合と同様に評価
した。それら各種磁気記録媒体の構成・組成を第１表に
、そしてその評価結果を第２表に、それぞれ示した。

比較例１〜５ 第１表に示すように、結合剤量・研磨材量・潤滑剤量・
塗膜補強料量を本発明に係わる場合の範囲外に選んだ他
は、実施例１の場合と同様な方法により作成した磁気テ
ープについて、その各種特性を評価した。この結果を第
２表に示した。

（以下余白） ］　８ 第１表 第２表 ＊１・　ＳＳ＾＝比表面積、ＢＥＴ法により測定。

＊２：粒子長−平均粒子長（針状粉の場合は長軸の平均
軸長を、板状粉の場合は板面の平均直径を、粒状粉の場
合は平均直径をそれぞれ表わす）。

＊３：ｐｈＩＩｌ−磁性層に含有される磁性体を１００
重量部とした場合の当該Ｘ■成物の相対重量値。

＊４：添加剤＝分散剤、硬化剤については、全て実施例
１と同量添加。

＊　５　：　　Ｓ／Ｎ＝ＳＯＮＹ社製　Ｈｉ−８ＶＴＲ
デツキ　ＥＶ−３９００を用いて、７ＭＨｚ単一波単音
波形させた場合のシグナル／ノイズ比、相対値。

＊６・走行特性−実機搭載時の磁気テープ走行性。

◎−良好、Ｏ−ジッタ少、△＝ニスティックスリップ×
＝走行不能。

＊７：ヘツド表面状態＝試験テープ１００時間繰返し走
行後におけるヘッド表面状態。

◎＝清浄、Ｏ＝焼付き少、△＝焼付き多、Ｘ−キズ有、
××−クラッシュ。

＊８：磁性層摩耗状態−試験チー１１００時間走行後の
磁性層表面状態。

◎＝良好、○−キズ少、△＝キズ大、Ｘ−エツジ剥離、
ｘｘ＝磁性層剥離。

＊９：磁性層表面粗さＲａ＝接触式３次元表面粗さ計に
より測定。単位μｍ０ ［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、高密度記録に適す
る超微粒子状強磁性粉末の高分散・高充填が可能となる
とともに、塗膜強度・磁性層耐摩耗性・ヘッド研磨性・
潤滑性を大幅に改善することができる。その結果、良好
な記録再生特性・媒体走行性が得られ、耐久性劣化・走
行不良等によるトラブルを防止できる。よって、高画質
ＶＴＲ。

ＤＡＴ　、大容量フロッピーディスクなどの磁性層の表
面性を著しく改善した高密度磁気記録媒体において従来
よく見られた、磁性層強度の劣化、吸着・張付けによる
走行不良や、長時間使用時ヘッドダメージ等の現象を解
消することができ、耐久性・走行性・信頼性の向上させ
た高密度磁気記録媒体を提供することが可能となる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 非磁性支持体上に磁性微粒子と結合剤とを主体とした磁
   性層を設けてなる磁気記録媒体において、 前記磁性層は表面粗さＲａが０．００３〜０．０２μｍ
   であるとともに、磁性微粒子１００重量部あたり、結合
   剤を主体とする有機構成物４〜１５重量部、および平均
   粒子長が磁性層の表面粗さＲａの１０倍以上かつ磁性微
   粒子平均粒子長の１０倍以下である研磨材を主体とする
   無機構成物０．１〜１重量部で構成されていることを特
   徴とする磁気記録媒体。