JPH0481248B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、磁気記録媒体に関し、特に高記録密
度用として有用な強磁性金属粉末を用いた磁気記
録媒体に関する。 強磁性体粉末としては、従来より用いられてい
る酸化鉄系微粉末、また近年その飽和磁化及び抗
磁力が高いゆえ磁気記録密度の向上、再生出力の
向上を目的に用いられている強磁性金属粉末など
がある。 強磁性金属粉末を用いた磁気記録テープ（いわ
ゆるメタルテープ）は、従来の酸化鉄系テープに
比し記録密度が高くできることから、特にビデオ
用途で近年実用化が本格的に検討されている。メ
タルテープを使用してVTRを超小型化してカメ
ラと一体化した試作機が提案されている。かかる
システムでは、記録密度は、現行のVTR方式、
β方式の２倍以上を前提としており、ヘツドシリ
ンダーの径を現行の約1/2とし、ヘツド／テープ
相対速度も約1/2となつている。それに伴い記録
波長も半分になり、1μ以下、約0.6μと推定され
る。 そのような条件で録画再生しても画室が現行
VTR／βシステムに劣らないことが要求される。
したがつて同一条件で評価した場合、CN比
（FM搬送波を記録した場合の再生信号出力と変
調ノイズの比）で、対VTR／β用テープ＋6dB
以上が必要とされる。 この要求を満たすために媒体に種々条件が必要
となり、それに伴う問題が生ずる。 すなわち記録波長の短波長化に伴い、テープの
抗磁力（Hc）をある程度高めておく必要がある。
また、ヘツド／磁性層間の間隙ロスも最小限に抑
えるために磁性層の表面はできるだけ平滑な方が
よい。 磁性層の表面を平滑にするために磁性体粒子の
分散度を高めたり、また表面成形を充分に行なう
必要がある。このことはノイズの低減化にも有効
である。さらに磁性体粒子の粒子サイズを小さく
することはより一層効果的であり重要である。 粒子サイズを小さくすると次の欠点が生ずる。
即ち、走行性が低下して、ステイツク・スリツプ
を起すこと、磁性層の耐久性が低下するため、
VTRのスチルモードでヘツド目づまりを起し、
短時間で出力が低下すること、磁性層表面がヘツ
ドで削られること等である。 本発明の目的は、第１に、ビデオ特性の優れた
磁気記録媒体を提供するにあり、第２に、耐久性
の良好な磁気記録媒体を提供するにあり、第３に
走行性が良好な磁気記録媒体を提供するにある。 本発明者達は、BET方式でN₂ガス吸着法で測
定した強磁性金属粉末の比表面積が、本発明の目
的とする特性の改良に重要な指標になることを見
出した。そして、本発明の目的を達成するには35
m²／gr以上、望ましくは40m²／gr以上であること
が必要となる。すなわち比表面積が大きく、粒子
サイズが小さい磁性体粉末を使用することで、磁
性層の表面を平滑にしノイズを低下させCN比を
高めることができる。 また、ヘツドとの間隙を小さくしスペーシング
ロスを最小限にするためにも、又ノイズを低下さ
せCN比を大きくするためにも磁性層の表面粗さ
（Ra）は0.04μ以下、望ましくは0.03μ以下である
ことが必要である。なお表面粗さ（Ra）はJIS−
B0601の５項で定義されるカツトオフ値0.25mmの
中心線平均粗さで測定したときの表面粗さであ
る。 上記のように粒子サイズを小さくし、かつ磁性
層の表面が平滑になると耐久性が低下し、ヘツド
表面への付着物が多くなり、ヘツド目詰りを起し
易くなる。本発明者達は詳細な検討の結果、粒子
サイズが小さくなり、磁性層が平滑になつたとき
の耐久性は、媒体の摩擦係数と相関があること、
具体的には、磁性層の表面の摩擦係数は0.25以
下、バツク層の表面の摩擦係数は0.20以下であれ
ばよいことが分つた。 第１図に示した装置により、上記の摩擦係数を
測定した。図中、１はモーターに連結したステン
レス鋼SUS−27製ロール（直径25mm）、２は測定
される試料と同一の磁性層が表面になるようにロ
ール１に巻きつけて固着した磁気記録テープ片、
３はテープ片２の磁性層面とバツク面が接するよ
うにロール１に懸架した試料（磁気記録テープ）、
４は試料の一端にとりつけられた荷重50gr、５は
その基台が固定されたＵゲージ、６はＵゲージに
よる測定値の自動記録器である。このような配置
の下で、ロール１を矢印で示した方向に回転さ
せ、ロール１と荷重との間の張力T₁とロール１
とＵゲージ５との間の張力T₂とを測定すること
によりバツク層面の摩擦係数μを求めた。 μ＝１／πlogT₂／T₁ 本発明に使用される強磁性金属粉末の製造法は
特に限定されないが、たとえば次の法で製造する
ことができる。 (1) 強磁性金属の有機酸塩を加熱分解し、還元性
気体で還元する方法。 (2) 針状オキシ水酸化物あるいは、これらに他金
属を含有せしめたものあるいは、これらのオキ
シ水酸化物から得た針状酸化鉄を還元する方法
（酸化鉄還元法）。 (3) 強磁性金属を低圧の不活性ガス中で蒸発させ
る方法（低真空蒸発法）。 (4) 金属カルボニル化合物を熱分解する方法。 (5) 水銀陰極を用い強磁性金属粉末を電析させた
のち水銀と分離する方法。 (6) 強磁性体をつくり得る金属の塩の水溶液中で
還元性物質（水素化ホウ素化合物、次亜リン酸
塩あるいはヒドラジン等）を用いて還元し強磁
性粉末を得る方法。 本発明においては、上記方法(2)、(3)、(6)によつ
て製造される強磁性金属粉末が使い易く、なかで
も方法(2)によつて得られる粉末はコストと品質と
いう点で最も望ましい。また、本発明の強磁性金
属粉末を製造する際に、金属微粉末としての科学
的安定性を改良するために粒子表面に酸化皮膜を
設けることが望ましい。 強磁性金属粉末の組成は、Fe、Fe−Ni、Fe−
Ni−Coの如き純鉄、合金であり、さらに特性改
良のためにＢ、Ｃ、Ｎ、Al、Si、Ｐ、Ｓ、Ti、
Cr、Mn、Cu、Znなどの非磁性もしくは非金属
の元素を少量含有させておくこともできる。粒子
形状は、数100オングストロームの球状粒子がネ
ツクレス状に連なつた形状であつたり、針状粒子
の形骸であつたりするため、一概に決めにくい。
そのため粒子サイズも一概に規定できない。 また磁性体の飽和磁化は120emu／gr以上、望
ましくは125emu／gr以上必要である。飽和磁化
の高い磁性体を使用することで磁性層の残留磁化
（Br）を高めビデオ感度の高い磁気記録媒体を得
ることができる。 また、磁気記録媒体の抗磁力（Hc）は1000Oe
以上、望ましくは1100Oe以上、特に望ましくは
1200Oe以上必要である。抗磁力もある程度以上
高めることで、記録波長の短波長化に伴う各種損
失（自己減磁、記録減磁）を軽減でき高出力の記
録媒体とすることができる。 磁性層の表面を平滑にして表面粗さ（Ra）を
小さくするためには、強磁性金属粉末の粒子サイ
ズを小さくしたり、強磁性金属粉末とバインダー
との混練分散処理を充分に行なつたり、或いは磁
性層形成後のスーパーカレンダーなどによる成形
処理が効果的である。 塗布の際に使用する有機溶媒としては、アセト
ン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケト
ン、シクロヘキサノン等のケトン系；メタノー
ル、エタノール、プロパノール、ブタノール等の
アルコール系；酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブ
チル、乳酸エチル、酢酸グリコール、モノエチル
エーテル等のエステル系；エーテル、グリコール
ジメチルエーテル、グリコールモノエチルエーテ
ル、ジオキサン等のグリコールエーテル系；ベン
ゼン、トルエン、キシレン等のタール系（芳香族
炭化水素）；メチレンクロライド、エチレンクロ
ライド、四塩化炭素、クロロホルム、エチレンク
ロルヒドリン、ジクロルベンゼン等の塩素化炭化
水素等を各々単独もしくは混合して使用できる。
なかでもメチルエチルケトン、メチルイソブチル
ケトン、シクロヘキサノン、酢酸ブチル、トルエ
ン、キシレンなどは使い易く好ましい。 強磁性金属粉末の粒子サイズを小さくしたり、
磁性層の表面を平滑するに従つて磁性層の耐久性
は低下し、VTR内での記録再生時に出力が低下
したり、ヘツド目づまりにより出力が出なくなつ
たりする。また、ヘツドシリンダー、ガイドポー
ル、カセツト内の部品を汚したりする。強磁性金
属粉末を使用したメタルテープの特性を充分なも
のにするためには、この問題は不可避である。そ
れを解決するひとつの有効な方法がテープの摩擦
係数の低下であり、詳細な検討の結果、磁性層表
面の摩擦係数が0.25以下、バツク層表面の摩擦係
数が0.20以下であることが分つた。 摩擦係数を低下する方法には、磁性層側に対し
ては、各種潤滑剤の種類、量の撰択、オーバーコ
ート、バツク面に対しては、ベース面の表面粗さ
の調節バツク層の塗布等が有効である。 上記強磁性粉末を、バインダーと混練して磁性
塗布液とする。本発明に使用されるバインダーは
特に制限はなく従来から使用されている熱硬化
性、熱可塑性樹脂、反応型樹脂あるいはこれらの
混合物が使用できる。例えば塩ビ−酢ビ共重合
体、各種セルロース系樹脂、アクリル系樹脂、ポ
リアミド樹脂、ブタジエン系樹脂、ウレタンエラ
ストマー、イソシアネート硬化型樹脂などがあ
る。 強磁性金属粉末とバインダーとの混合割合は、
重量比で粉末100に対し、バインダー８〜25であ
る。 磁性層とVTRガイド部品、ヘツドシリンダー、
カセツト機構部品との摩擦係数を低下し、走行性
を保証するために各種の脂肪酸、脂肪酸エステル
が添加される。必要によりシリコンオイル（たと
えば、ポリシロキサン）、グラフアイト、二硫化
モリブデン、二硫化モリブデンなどの無機粉末、
ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン等の
プラスチツク微粉末、フルオロカーボン類の如き
潤滑剤、溶融アルミナ、炭化ケイ素、酸化クロム
（Cr₂O₃）、コランダム、ダイヤモンドの如き研磨
剤およびこれらの混合物その他必要に応じて、各
種界面活性剤、可塑剤、防錆剤およびこれらの混
合物等を含むことができる。 非磁性支持体としては、合成樹脂（たとえば、
ポリエステル、ビニル系ポリマー、セルロース系
誘導体）、非磁性の金属、紙などが使用でき、そ
の形態はフイルム、テープ、シート等で使用され
る。 支持体上に塗布された磁性層には、Ｓ／Ｎ等の
磁気特性を高めるために平滑化処理（たとえば乾
燥前のスムーズニング処理又は乾燥後のカレンダ
リング処理）施される。 上に例示した添加剤、支持体或いは製造方法に
ついては特公昭56−26890号公報に記載されてい
る。 磁性層の厚さは記録波長が1μ以下の高記録密
度の場合、4μ以下、望ましくは3μ以下がよい。 以下、本発明を実施例によつて具体的に説明す
る。なお「部」は「重量部」を、「％」は「重量
％」を示す。 実施例及び比較例 ５％のコバルトを含有する針状α−FeOOHを
加熱分解して得たα−Fe₂O₃を水素還元して黒色
の強磁性金属粉末を得た。この粉末を炉から出す
前に炉内の酸素分圧を徐々にあげて徐酸化処理を
施した。以上のようにして得られた粉末の磁気特
性及び非表面積を第１表に示す。

【表】 上記の強磁性金属粉末300部と下記の組成物を
ボールミルで混練分散した。混練分散の処理時間
は第２表に示す。 ポリエステルポリウレタン（エチレンアジベート
と２，４−トリレンジイソシアネートとの反応
物、スチレン相当平均分子量約13万） 35部 塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合
体（マレイン酸含有量3.0％、重合度約400）30部 α−アルミナ 15部 カーボンブラツク ３部 酢酸ブチル 300部 メチルイソブチルケトン 300部 次に、オレイン酸３部、パルミチン酸３部及び
アミルステアレート４部（サンプル１〜11）、オ
レイン酸1.5部、パルミチン酸1.5部及びアミルス
テアレート３部（サンプル12）を加えてなお15〜
30分混練した。 更に、22部のトリイソシアネート化合物〔３モ
ルのトリレンジイソシアネートと１モルのトリメ
チロールプロパンの付加体（分子量約760、NCO
含有量13.3％、商品名：バイエルA.G.社製「デス
モジユールＬ−75」）の75％酢酸エチル溶液を加
え１時間高速剪断分散して磁性塗布液を調製し
た。得られた塗布液を厚さ14.5μのポリエチレン
テレフタレートフイルム上に乾燥膜厚が3.0μとな
るように塗布した。 次いで、直流磁場中で配向処理後乾燥処理し
た。乾燥後、カレンダリング処理を施して、1/2
インチ巾にスリツトしてビデオ用の磁気テープを
得た。最終的な塗布層は3.4μであつた。 なお、サンプル13は潤滑剤を加える代りに磁気
テープを得た後、磁性層表面にパルミチン酸５
mg／m²をオーバーコートしたものである。 磁気特性は、振動試料型磁束計（東英工業製造
商品名「VSM−型」）による測定値である。 ビデオ特性は、記録再生ヘツドをセンダスト合
金に改造したVHS方式VTR（松下電器製造、商
品名「NV−8800」）を用いて4MHzの再生出力を
測定した値である。標準テープはVHS用テープ
T120E（富士写真フイルム(株)製造）である。 CN比は4MHzのキヤリヤー信号を記録し、再
生された振巾変調信号の3.0MHzのところのレベ
ルをノイズレベルとしたときのCN比である。 表面粗さ：JIS−B0601の５項で定義されるカツ
トオフ値0.25mmの中心線粗さでの測定値であ
る。 また、磁性層の耐久性を評価するために上記の
VTRを30℃−80RH％の高湿度下におきテープ
を走行させ、その出力が1dB低下する時間を測定
した（60分を限度とした）。

【表】 【図面の簡単な説明】

第１図は摩擦係数の測定装置を示す。図におい
て、１はステンレス棒、２は磁性層表面、３は測
定サンプルのバツク層、４は荷重を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 非磁性支持体の一方の表面に強磁性金属粉末
   とバインダーを含む磁性層を、他面にバツク層を
   有する磁気記録媒体において、該強磁性金属粉末
   の比表面積が35m²／gr以上であり、磁性層の表面
   粗さが、0.04μｍ以下であり、かつ磁性層表面の
   摩擦係数が0.25以下、バツク層表面の摩擦係数が
   0.20以下であることを特徴とする磁気記録媒体。