JPH05325170A - 磁気記録媒体およびその製造方法 - Google Patents

磁気記録媒体およびその製造方法

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JPH05325170A
JPH05325170A JP4150164A JP15016492A JPH05325170A JP H05325170 A JPH05325170 A JP H05325170A JP 4150164 A JP4150164 A JP 4150164A JP 15016492 A JP15016492 A JP 15016492A JP H05325170 A JPH05325170 A JP H05325170A
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magnetic
magnetic layer
binder
recording medium
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Kazuko Hanai
和子 花井
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Fuji Photo Film Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ヘッド目詰まり、ガイドポール汚れ等の防止
した走行耐久性に優れ、かつ磁性層の表面性に優れ、再
生出力の高い電磁変換特性の優れた磁気記録媒体を提供
すること。 【構成】 非磁性支持体上に少なくとも非磁性粉末と結
合剤を含む下層非磁性層とその上に少なくとも強磁性粉
末と結合剤を含む上層磁性層を設けた少なくとも二層以
上の複数の層を有する磁気記録媒体において、前記上層
磁性層の表面側から0.1μm以内の層のテトラヒドロ
フランによる結合剤抽出分の重量平均分子量が20,0
00以上であり、かつ前記上層磁性層の表面側から0.
1μm以内の層の結合剤と反応した硬化剤成分の比率
は、前記上層磁性層及び前記下層非磁性層を含む全塗布
層の極性基を含むポリウレタンを含有する結合剤と反応
した硬化剤成分の比率の1.3倍以上であることを特徴
とする磁気記録媒体である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は磁気記録媒体に関し、更
に詳しくは走行性耐久性に優れた磁気記録媒体に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、強磁性粉末、結合剤、硬化剤そ
の他必要な成分を有機溶剤を用いて分散し、非磁性支持
体上に塗布、乾燥して得られる磁気記録媒体は、記録再
生時に磁性層が磁気ヘッド等により激しく摺動するた
め、磁性層の磨耗が少なくて耐久性に優れていることが
要求される。このため従来から耐磨耗性、強靱性に優れ
たポリウレタンを結合剤として使用したり、結合剤に硬
化剤を加えて架橋反応をおこない膜強度を上げたり、結
合剤にスルフォン酸基、リン酸基、カルボキシル基等あ
るいはそれらの誘導体である吸着極性基を導入して、強
磁性粉末と結合剤との結合を強固にすることが行われて
いる。
【0003】磁気記録媒体の磁気ヘッドへの摺動は磁性
層表面近傍の結合剤の影響が大きく、強磁性粉末の吸着
処理あるいは結合剤の架橋反応等を行ってもなおマイグ
レーションにより未架橋あるいは未吸着の結合剤低分子
成分が磁性層表面付近に浮上し、ヘッド目詰まり、ガイ
ドポール汚れ等の障害を生じやすいという問題がある。
【0004】本出願人はこのような問題に対処するた
め、例えば、非磁性支持体上に下層磁性層、その上に上
層磁性層を設けた重層構成の磁気記録媒体において上層
磁性層の結合剤の分子量を下層磁性層の結合剤の分子量
よりも大きなものを使用することにより膜強度を高めも
って走行耐久性を改善できることを提案した(特開平1
−263925号公報)。また、同構成の磁気記録媒体
においてポリイソシアネートの含有量を上層磁性層に下
層磁性層に比べより多く含ませることにより、走行耐久
性が改善されることを開示した(特開平1−20572
3号)。
【0005】しかし、前者の方法は、分子量の大きな結
合剤を使用するため磁性層が硬くなりすぎ、良好なカレ
ンダー処理を受けることが困難であり、かつもともとの
分子量が大きいために強磁性粉末の分散性が劣るために
良好な表面性が得られず、高いRF出力が得られ難いと
いう問題が生じた。また、後者の方法では、ポリイソシ
アネートの配合量、これと反応する結合剤の分子量等を
適宜設定する必要があるために最適な硬度を有する上層
磁性層を製造することが困難であるという問題がある。
【0006】特に、最近の磁気記録媒体の高記録密度
化、高性能化がすすむにつれて上記走行耐久性の問題は
著しく大きな問題となってきている。従って、このよう
な磁気記録媒体において安定して良好な走行耐久性を得
るための有効な具体的手段が望まれている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、ヘッド目詰ま
り、ガイドポール汚れ等を防止した走行耐久性に優れ、
かつ磁性層の表面性に優れ、再生出力の高い電磁変換特
性の優れた磁気記録媒体を提供することにある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる現状に
鑑み、ヘッド目詰まり物、磁性層等をESCA、FT−
IR、EPMA、GPC等の手段によって結合剤の樹脂
成分と硬化剤成分との反応系全般を定量的に解析し、種
々検討した結果上記課題を解決できる有効な手段を見出
したものである。
【0009】即ち、本発明は、非磁性支持体上に少なく
とも非磁性粉末と結合剤を含む下層非磁性層とその上に
少なくとも強磁性粉末と結合剤を含む上層磁性層を設け
た少なくとも二層以上の複数の層を有する磁気記録媒体
において、前記上層磁性層の表面側から0.1μm以内
の層のテトラヒドロフランによる結合剤抽出分の重量平
均分子量が15,000以上であり、かつ前記上層磁性
層の表面側から0.1μm以内の層の結合剤と反応した
硬化剤成分の比率は、前記上層磁性層及び前記下層非磁
性層を含む全塗布層の極性基を含むポリウレタンを含有
する結合剤と反応した硬化剤成分の比率の1.3倍以上
であることを特徴とする磁気記録媒体である。
【0010】また、本発明は、非磁性支持体上に少なく
とも非磁性粉末と結合剤とポリイソシアネートを含む非
磁性塗料を塗布して下層非磁性層を設け、該下層非磁性
層(以下、単に下層又は非磁性層ともいう)が湿潤状態
の間に同時又は逐次で強磁性粉末と重量平均分子量が
5,000〜50,000の極性基を含むポリウレタン
とポリイソシアネートを含む磁性塗料を塗布し、乾燥し
た後の得られた上層磁性層(以下、単に上層又は磁性層
ともいう)の表面側から0.1μm以内の層の結合剤と
反応したポリイソシアネート成分の比率は、全塗布層の
結合剤と反応したポリイソシアネート成分の比率の1.
3倍以上であるようにしたことを特徴とする磁気記録媒
体の製造方法である。
【0011】本発明は、走行耐久性において直接的に影
響を受ける磁性層表面近傍、即ち表面から0.1μmの
深さまでの上層磁性層内に存在する結合剤の構造形態、
特に硬化剤成分と樹脂成分の反応生成形態を間接的かつ
定量的に特定したものである。尚、本発明において、結
合剤とは、特に断らない限り、一般的な高分子量の樹脂
(樹脂成分ともいう)を意味するものであり、これと架
橋反応する低分子量の硬化剤(硬化剤成分ともいう)は
除外するものとする。
【0012】即ち、本発明は、結合剤の樹脂成分と硬化
剤成分との反応により生成される結合剤を磁性層表面近
傍と磁性層全体において各々規定したものであり、定性
的表現で言えば、磁性層近傍における硬化剤成分の樹脂
成分との反応頻度は塗布層全体ひいては磁性層全体の平
均に比較し、1.3倍の確率で多いことを意味する。言
い換えれば、磁性層表面から0.1μmまでの磁性層近
傍の硬化剤成分との反応生成結合剤の平均分子量は、磁
性層全体の該生成結合剤の平均分子量より高いことを意
味する。そして、本発明では、上記条件と該磁性層近傍
の膜をテトラヒドロフラン(THF)で抽出した時の結
合剤抽出分の重量平均分子量が20,000以上である
条件を満足すれば、上記課題を解決し、走行耐久性の優
れた、かつ表面性の良好な磁気記録媒体が得られること
を見出したものである。
【0013】本発明は、従来、ヘッド汚れ、ガイドポー
ルの汚れ等の原因となった磁性層の表面近傍の未反応あ
るいは未吸着の結合剤を硬化剤により最適に反応させて
分子量を上げ、走行耐久性を向上するものである。そし
て樹脂と硬化剤成分との反応により結合剤の分子量を大
きくすることが可能であるから、比較的低い分子量の樹
脂成分を使用することができ、磁性塗布液の強磁性粉末
の分散性が向上しまたカレンダー処理による成形性が良
化し、その結果、表面の平滑性が改善するため充分な電
磁変換特性が得られる。
【0014】また、本発明は、上記硬化剤成分の反応比
率を確保することにより磁性層全体及び塗布層全体のし
なやかさを保持し、ヘッド当たり等を改善する効果も有
する。本発明の磁気記録媒体において、上記硬化剤成分
の反応比率、あるいは樹脂成分との反応硬化剤成分の塗
布層全体ひいては磁性層における存在比率は、種々の分
析手段により求めることができる。例えば、ESCA、
FT−IR、EPMA、GPC等の手段を単独もしくは
組み合わせて求めることができる。硬化剤成分としてポ
リイソシアネートを使用した場合の測定例を以下述べる
が、他の硬化剤成分の場合にも同様の原理を使用しえる
ことは明らかである。即ち、硬化剤成分はポリイソシア
ネートである場合は、イソシアネート基(−NCO)と
樹脂成分との官能基との反応であるから、N原子を指標
に該比率を測定することができる。
【0015】以下、その測定法を説明する。磁気記録媒
体をn−ヘキサンを用いて室温で30分間抽出し、ES
CAにより磁気記録媒体磁性層表面のN/Feを求め
る。CSCAでは検出深さが非常に浅い(100Å以
下)ため表面の潤滑剤層を除去する必要があり、n−ヘ
キサンによる抽出処理により塗布層の特に表面に存在す
る高級脂肪酸やそのエステルを除いて強磁性粉末や結合
剤を見やすくする。なお、未硬化の硬化剤はヘキサンに
は溶解しない。
【0016】また、該n−ヘキサンによる抽出に用いた
磁気記録媒体を延伸して塗布層全体を剥離し、めのう乳
鉢を用いて良く粉砕し、10mmφのペレットとしてE
SCAによりN/Feを求め、前者を後者で除すことに
より上記比率を得ることができる。このESCAとは、
Electron Spectroscopy for Chemical Analysis の略
で、XPS、X線光電子分光法と同義である。測定条件
は、以下の通りである。
【0017】 ESCAによる装置:PHI−5400MC(φ社製) 条件;400W(15kV) Mg アノード 測定時間 10分 N/Fe;Feの2P3/2のピークに対するNの1S
のピークの強度比 この該比率が1.3未満であると本発明の目的を達成す
るには少なすぎ走行耐久性を改善できない。また、2.
2より大きいと表面が硬く脆くなり、ヘッドタッチが悪
くなり好ましくない。
【0018】上記磁性層表面近傍のN/Fe比の測定範
囲は、X線照射を受ける磁性層表面から通常最大100
Åであるから、ESCAによる測定は、磁性層表面近傍
のNとFeの存在分布を示すことになる。また、次いで
磁気記録媒体の表面方向にウルトラミクロトームにより
ガラフナイフを使用し、層状切削を行い、上層磁性層表
面から0.1μm近傍で切削してESCA測定を行うこ
とにより表面近傍の該存在比率を確認することができ
る。
【0019】また、本発明において、磁性層の表面側か
ら0.1μm以内の層のテトラヒドロフランによる結合
剤抽出分の重量平均分子量は、以下のようにして測定で
きる。磁性層表面から約0.1μm層を研磨テープ(#
700)を用いて削り取り、この磁性層粉末をテトラヒ
ドロフランを用いて抽出する。GPCを用いて可溶分の
重量平均分子量をUV検出器等の分光光度法により、分
子量既知のポリスチレンを用いて作成した検量線から求
めることができる。測定装置としては、東ソー社製HL
C−8020等が挙げられる。
【0020】本発明においては、上記測定により得られ
る抽出樹脂の重量平均分子量は、好ましくは、15,0
00〜60,000、更に好ましくは、20,000〜
40,000の範囲である。ここで、抽出されてくる結
合剤は、硬化剤と反応し、かつまだ溶解性を有する結合
剤のオリゴマー、未反応の結合剤および微量の未反応の
硬化剤である。
【0021】従って、本発明では、上記硬化剤成分と樹
脂成分との反応比率及び上記抽出条件を満足するなら
ば、磁性層近傍に存在する結合剤の低分子量成分は極力
排除され、かつ分子量の高い結合剤が生成されているた
め膜強度を強化し、かつ強磁性粉末の分散性を改善して
表面性を中心線平均粗さが好ましくは5.0nm以下、
更に好ましくは2〜4nmに確保することができる。
【0022】本発明において、上記硬化剤成分の反応比
率及びTHF抽出物の規定(以下、本発明の規定と言
う。)は、磁性塗料、非磁性塗料の結合剤における樹脂
成分と硬化剤成分との配合割合あるいは樹脂成分の分子
量等を選択するための具体的な有力な指標となる。本発
明における樹脂成分の非磁性塗料における重量平均分子
量は、5,000〜50,000、好ましくは10,0
00〜30,000である。また、非磁性塗料の硬化剤
成分の配合割合は、樹脂成分100重量部に対し、10
重量部以上、望ましくは20〜70重量部、更に好まし
くは30〜50重量部の範囲である。
【0023】本発明における樹脂成分の磁性塗料におけ
る重量平均分子量は、5000〜50,000、好まし
くは10,000〜30,000である。また、上層磁
性層の硬化剤成分の配合割合は、樹脂成分100重量部
に対し、10重量部以上、望ましくは20〜70重量
部、更に好ましくは30〜50重量部の範囲である。こ
こで、下層非磁性層、上層磁性層の各塗布液における結
合剤組成としては、好ましくは、樹脂成分としてはポリ
ウレタン系樹脂(即ち、ポリウレタンと同義)と塩化ビ
ニル系樹脂との併用および硬化剤成分のポリイソシアネ
ートとの組み合わせ等が挙げられる。
【0024】本発明において、上記本発明の規定を満足
するための効果的な手段としては、以下が例示される
が、これに限定されるものではない。 (1)塗布方法として、ウエット・オン・ウエット塗布
方式を採用すること。即ち、下層非磁性層が湿潤状態の
間も上層磁性層を同時もしくは逐次にその上に塗布する
ことにより、下層非磁性層の硬化剤成分が上層磁性層表
面近傍に移動(マイグレーション)し易くなるために上
層磁性層塗布液の樹脂成分の分子量を低減でき、もって
強磁性粉末の分散性を改善することができる。
【0025】また、ウエット・オン・ウエット塗布方式
により、磁性層の厚味をより薄く塗布することができる
という効果もある。 (2)乾燥条件を選択すること。 例えば、乾燥時、急激な温度勾配を印加することにより
硬化剤成分の下層から上層への移動を促進することがで
きるので、上記と同様の効果を得ることができる。 (3)硬化剤成分の下層非磁性層と上層磁性層の各塗布
液における配合割合を選択すること。
【0026】上記(1)と(2)により、下層非磁性層
へ多量の硬化剤成分を含ませることができる(その割合
については前述参照)。 (4)樹脂成分と硬化剤成分との相溶性が良好な各樹脂
成分及び硬化剤成分を選択すること。 これにより上記(1)〜(3)がより効果的になる。
【0027】本発明に使用される結合剤は、樹脂成分と
して少なくとも極性基含有ポリウレタンを含むが、硬化
剤成分と反応性の樹脂成分は、硬化剤成分の官能基と共
有結合が可能な官能基を有するものであれば任意であ
る。硬化剤成分として、イソシアネート基(−NCO
基)を有する場合は、樹脂成分の官能基としては、例え
ば、−OH基、−COOH基、−NH2 基、−NH−
基、−NRH基(Rは、アルキル基)等が例示される。
【0028】特に、好ましい硬化剤成分と反応性の樹脂
成分としては、ポリウレタンが挙げられる。該ポリウレ
タンの構造は、従来公知のあらゆるものが使用可能であ
るが、例示すれば、ポリエステルポリウレタン、ポリエ
ーテルポリウレタン、ポリエーテルポリエステルポリウ
レタン、ポリカーボネートポリウレタン、ポリエステル
ポリカーボネートポリウレタン、ポリカプロラクトンポ
リウレタンなどが使用できる。
【0029】又、ポリイソシアネートとしては、3官能
性のものが特に好ましい。本発明において、ポリウレタ
ンを反応性樹脂としてポリイソシアネートと組み合わせ
て使用する場合、該ポリウレタンの官能基の1分子当た
りの個数は、上記条件より適宜選択すればよい。本発明
において、ポリウレタンを用いる場合はガラス転移温度
が−50〜100℃、破断伸びが100〜2000%、
破断応力は0.05〜10Kg/cm2、降伏点は0.
05〜10Kg/cm2 が好ましい。
【0030】又、本発明において、該ポリウレタンと併
用されると好ましい塩化ビニル系樹脂としては、硬化剤
成分と反応性を有していてもよく、従来公知の樹脂が使
用できる。塩化ビニル系樹脂としては、ポリ塩化ビニ
ル、塩化ビニルと他の任意の共重合性モノマーとの共重
合体、例えば、酢酸ビニル、ビニルアルコール、マレイ
ン酸、アクリル酸等との1種以上との組み合わせの共重
合体等が挙げられる。
【0031】本発明において、塩化ビニル系樹脂を反応
性樹脂としてポリイソシアネートと組み合わせて使用す
る場合、該官能基の1分子当たりの個数等は、本発明の
条件から適宜選定すればよい。ここで、ポリウレタンの
全結合剤に対する割合は、10重量%〜80重量%、好
ましくは20〜60重量%である。10重量%以下であ
ると十分な耐久性を与えることができなくなる。
【0032】本発明の下層非磁性層、上層磁性層に用い
られる結合剤は非磁性粉末または強磁性粉末に対し、1
0〜40重量%の範囲が好ましい。その他、本発明に使
用される樹脂成分としては従来公知の熱可塑性樹脂、熱
硬化性樹脂、反応型樹脂やこれらの混合物が使用され
る。熱可塑性樹脂としては、ガラス転移温度が−100
〜150℃、数平均分子量が1000〜200000、
好ましくは10000〜100000、重合度が約50
〜1000程度のものである。このような例としては、
塩化ビニル、酢酸ビニル、ビニルアルコール、マレイン
酸、アクリル酸、アクリル酸エステル、塩化ビニリデ
ン、アクリロニトリル、メタクリル酸、メタクリル酸エ
ステル、スチレン、ブタジエン、エチレン、ビニルブチ
ラール、ビニルアセタール、ビニルエーテル、等を構成
単位として含む重合体または共重合体、ポリウレタン樹
脂、各種ゴム系樹脂がある。また、熱硬化性樹脂または
反応型樹脂としてはフエノール樹脂、エポキシ樹脂、ポ
リウレタン硬化型樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アル
キド樹脂、アクリル系反応樹脂、ホルムアルデヒド樹
脂、シリコーン樹脂、エポキシ−ポリアミド樹脂、ポリ
エステル樹脂とイソシアネートプレポリマーの混合物、
ポリエステルポリオールとポリイソシアネートの混合
物、ポリウレタンとポリイソシアネートの混合物等があ
げられる。
【0033】これらの樹脂については朝倉書店発行の
「プラスチックハンドブック」に詳細に記載されてい
る。また、公知の電子線硬化型樹脂を下層、または上層
に使用することも可能である。これらの例とその製造方
法については特開昭62−256219号に詳細に記載
されている。本発明においては、少なくとも樹脂成分と
して極性基を含むポリウレタンを使用する。そして、極
性基としては、下記が例示されるが、ここに示した他の
すべての樹脂成分(硬化剤成分と反応または非反応のも
の)も優れた分散性と耐久性を得るために、下記の極性
基を有することができる。例えば、−COOM、−SO
3 M、−OSO3 M、−P=O(OM′)2 、−O−P
=O(OM′)2、(以上につきMは水素原子、アルカ
リ金属、またはアンモニウム、M′は水素原子、アルカ
リ金属、アンモニウムまたはアルキル基)、−OH、−
NR2 、−N+ 3 (Rは炭化水素基)、エポキシ基、
−SH、−CN、などから選ばれる少なくとも一つ以上
の極性基を共重合または付加反応で導入したものを用い
ることが好ましい。このような極性基の量は10-1〜1
-8eq/gであり、好ましくは10-2〜10-6eq/
gである。
【0034】本発明に用いられるこれらの結合剤の具体
的な例としてはユニオンカーバイト社製:VAGH、V
YHH、VMCH、VAGF、VAGD、VROH、V
YES、VYNC、VMCC、XYHL、XYSG、P
KHH、PKHJ、PKHC、PKFE、日信化学工業
社製:MPR−TA、MPR−TA5、MPR−TA
L、MPR−TSN、MPR−TMF、MPR−TS、
MPR−TM、MPR−TAO、電気化学社製:100
0W、DX80、DX81、DX82、DX83、10
0FD、日本ゼオン社製:MR105、MR110、M
R100、400X110A、日本ポリウレタン社製:
ニッポランN2301、N2302、N2304、大日
本インキ社製:パンデックスT−5105、T−R30
80、T−5201、バーノックD−400、D−21
0−80、クリスボン6109、7209、東洋紡社
製:バイロンUR8200、UR8300、UR860
0、UR5500、UR4300、RV530、RV2
80、大日精化社製:ダイフエラミン4020、502
0、5100、5300、9020、9022、702
0、三菱化成社製:MX5004、三洋化成社製:サン
プレンSP−150、旭化成社製:サランF310、F
210などがあげられる。
【0035】本発明の磁気記録媒体は基本的には下層非
磁性層と上層磁性層の二層からなる。しかし、所望によ
り該非磁性層および/または磁性層は、前記条件を満足
するならば各々複層構造を有していてもよく、各層の組
成を所望に選択できる。従って、強磁性粉末、非磁性粉
末、結合剤量、結合剤中に占める塩化ビニル系樹脂、ポ
リウレタン樹脂、ポリイソシアネート、あるいはそれ以
外の樹脂の量、磁性層を形成する各樹脂の分子量、極性
基量、あるいは先に述べた樹脂の特性などを必要に応じ
各層とで変えることはもちろん可能である。
【0036】本発明に用いるポリイソシアネートとして
は、トリレンジイソシアネート、4−4′−ジフエニル
メタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネ
ート、キシリレンジイソシアネート、ナフチレン−1,
5−ジイソシアネート、o−トルイジンイソシアネー
ト、イソホロンジイソシアネート、トリフエニルメタン
トリイソシアネート等のイソシアネート類、また、これ
らのイソシアネート類とポリアルコールとの生成物、ま
た、イソシアネート類の縮合によって生成したポリイソ
シアネート等を使用することができる。特に、3官能性
ポリイソシアネートが好ましい。
【0037】これらのイソシアネート類の市販されてい
る商品名としては、日本ポリウレタン社製:コロネート
L(3官能性)、コロネートHL、コロネート203
0、コロネート2031、ミリオネートMR、ミリオネ
ートMTL、武田薬品社製:タケネートD−102(3
官能性)、タケネートD−110N、タケネートD−2
00、タケネートD−202、住友バイエル社製:デス
モジュールL(3官能性)、デスモジュールIL、デス
モジュールN、デスモジュールHL等があり、これらを
単独または硬化反応性の差を利用して二つもしくはそれ
以上の組合せで下層非磁性層、上層磁性層ともに用いる
ことができる。
【0038】本発明の非磁性層に使用できる非磁性粉末
は、無機質物質でも有機物質でもよい。また、カーボン
ブラック等も使用される。非磁性無機質粉末は、例え
ば、金属、金属酸化物、金属炭酸塩、金属硫酸塩、金属
窒化物、金属炭化物、金属硫化物等が挙げられる。具体
的にはTiO2 (ルチル、アナターゼ)、TiOX 、酸
化セリウム、酸化スズ、酸化タングステン、ZnO、Z
rO2 、SiO2 、Cr2 3 、α化率90%以上のα
アルミナ、βアルミナ、γアルミナ、α酸化鉄、ゲータ
イト、コランダム、窒化珪素、チタンカーバイト、酸化
マグネシウム、窒化硼素、2硫化モリブデン、酸化銅、
MgCO3 、CaCO3 、BaCO3 、SrCO3 、B
aSO4 、炭化珪素、炭化チタンなどが単独または組み
合わせて使用される。
【0039】これら無機質粉末の粒子サイズとしては、
0.01〜2μmが好ましいが、形状等は任意であり、
これらは必要に応じて粒子サイズの異なる複数種の無機
質粉末を組み合わせたり、単独の非磁性粉末でも粒径分
布等を選択することもできる。タップ密度は0.05〜
2g/cc、好ましくは0.2〜1.5g/cc。含水
率は0.1〜5%、好ましくは0.2〜3%。pHは2
〜11。比表面積は、1〜100m2 /g、好ましくは
5〜50m2 /g更に好ましくは7〜40m2/gであ
る。結晶子サイズは、0.01〜2μmが好ましい。D
BPを用いた吸油量は5〜100ml/100g、好ま
しくは10〜80ml/100g、更に好ましくは20
〜60ml/100gである。比重は、1〜12、好ま
しくは2〜8である。形状は、針状、球状、サイコロ
状、板状のいずれでもよい。上記の非磁性粉末は必ずし
も100%純粋である必要はなく、目的に応じて表面を
他の化合物、例えば、Al、Si、Ti、Zr、Sn、
Sb、Zn等の各化合物で処理し、それらの酸化物を表
面に形成してもよい。その際、純度は70%以上であれ
ば効果を減ずることにはならない。例えば、酸化チタン
を用いる場合、表面をアルミナで処理することが一般的
に用いられている。強熱減量は20%以下であることが
好ましい。本発明に用いられる上記無機質粉末のモース
硬度は4以上のものが好ましい。
【0040】本発明に用いられる非磁性粉末の具体的な
例としては、昭和電工社製UA5600、UA560
5、住友化学社製AKP−20、AKP−30、AKP
−50、HIT−55、HIT−100、ZA−G1、
日本化学工業社製G5、G7、S−1、戸田工業社製T
F−100、TF−120、TF−140、R516、
石原産業社製TTO−51B、TTO−55A、TTO
−55B、TTO−55C、TTO−55S、TTO−
55S、TTO−55D、FT−1000、FT−20
00、FTL−100、FTL−200、M−1、S−
1、SN−100、チタン工業社製ECT−52、ST
T−4D、STT−30D、STT−30、STT−6
5C、三菱マテリアル社製T−1、日本触媒社製NS−
O、NS−3Y、NS−8Y、テイカ社製MT−100
S、MT−100T、MT−150W、MT−500
B、MT−600B、MT−100F、堺化学社製FI
NEX−25、BF−1、BF−10、BF−20、B
F−1L、BF−10P、同和工業社製DEFIC−
Y、DEFIC−R、チタン工業社製Y−LOP等が挙
げられる。
【0041】カーボンブラックとしてはゴム用ファーネ
ス、ゴム用サーマル、カラー用ブラック、アセチレンブ
ラック、等を用いることができる。比表面積は100〜
500m2 /g、好ましくは150〜400m2 /g、
DBP吸油量は20〜400ml/100g、好ましく
は30〜200ml/100gである。平均粒径は5m
μ〜80mμ、好ましくは10〜50mμ、更に好まし
くは10〜40mμである。pHは2〜10、含水率は
0.1〜10%、タップ密度は0.1〜1g/ccが好
ましい。
【0042】本発明に用いられるカーボンブラックの具
体的な例としてはキャボット社製、BLACKPEAR
LS 2000、1300、1000、900、80
0、、880、700、VULCAN XC−72、三
菱化成工業社製#3050B、#3150B、#325
0B、#3750B、#3950B、#950、#65
0B、#970B、#850B、MA−600、コロン
ビアカーボン社製、CONDUCTEX SC、RAV
EN社製8800、8000、7000、5750、5
250、3500、2100、2000、1800、1
500、1255、1250、アクゾー社製ケッチェン
ブラックECなどが挙げられる。カーボンブラックを分
散剤などで表面処理したり、樹脂でグラフト化して使用
しても表面の一部をグラファイト化したものを使用して
も構わない。また、カーボンブラックを非磁性塗料に添
加する前にあらかじめ結合剤で分散してもかまわない。
【0043】これらのカーボンブラックは上記無機質粉
末に対し50%を超えない範囲、非磁性層総重量の40
%を超えない範囲で使用できる。これらのカーボンブラ
ックは、単独、または組み合わせて使用することができ
る。本発明で使用できるカーボンブラックは例えば
(「カーボンブラック便覧」、カーボンブラック協会
編)を参考にすることができる。
【0044】本発明に使用される非磁性有機質粉末は、
アクリルスチレン系樹脂粉末、ベンゾグアナミン樹脂粉
末、メラミン系樹脂粉末、フタロシアニン系顔料が挙げ
られるが、ポリオレフィン系樹脂粉末、ポリエステル系
樹脂粉末、ポリアミド系樹脂粉末、ポリイミド系樹脂粉
末、ポリフッ化エチレン樹脂粉末が使用される。その製
法は、特開昭62−18564号、同60−25582
7号の各公報に記載されているようなものが使用でき
る。
【0045】これらの非磁性粉末は、通常、結合剤に対
して、重量比率で20〜0.1、体積比率で10〜0.
1の範囲で用いられる。なお、一般の磁気記録媒体にお
いては下塗層を設けることが行われているが、これは支
持体と磁性層等の接着力を向上させるために設けられる
ものであって、厚さも0.5μm以下で本発明の下層非
磁性層とは異なるものである。本発明においても下層と
支持体との接着性を向上させるために下塗層を設けるこ
とが好ましい。
【0046】本発明の磁性層に使用する強磁性粉末とし
てはγ−FeOx(x=1.33〜1.5)、Co変性
γ−FeOx(x=1.33〜1.5)、CrO2 、F
eまたはNiまたはCoを主成分(75%以上)とする
強磁性合金粉末、例えば、Co−Ni−P合金、Co−
Ni−Fe−B合金、Fe−Ni−Zn合金、Ni−C
o合金、Co−Ni−Fe合金等、バリウムフエライ
ト、ストロンチウムフエライトなど公知の強磁性粉末が
使用できる。これらの強磁性粉末には所定の原子以外に
Al、Si、S、Sc、Ti、V、Cr、Cu、Y、M
o、Rh、Pd、Ag、Sn、Sb、Te、Ba、T
a、W、Re、Au、Hg、Pb、Bi、La、Ce、
Pr、Nd、P、Co、Mn、Zn、Ni、Sr、Bな
どの原子を含んでもかまわない。これらの強磁性粉末に
はあとで述べる分散剤、潤滑剤、界面活性剤、帯電防止
剤などで分散前にあらかじめ処理を行ってもかまわな
い。具体的には、特公昭44−14090号などに記載
されている。
【0047】上記強磁性粉末の中で強磁性合金粉末につ
いては少量の水酸化物、または酸化物を含んでもよい。
強磁性合金粉末の公知の製造方法により得られたものを
用いることができ、下記の方法等をあげることができ
る。 1.複合有機酸塩(主としてシュウ酸塩)と水素などの
還元性気体で還元する方法。 2.酸化鉄を水素などの還元性気体で還元してFeある
いはFe−Co粒子などを得る方法。 3.金属カルボニル化合物を熱分解する方法、強磁性金
属の水溶液に水素化ホウ素ナトリウム、次亜リン酸塩あ
るいはヒドラジンなどの還元剤を添加して還元する方
法。 4.金属を低圧の不活性気体中で蒸発させて微粉末を得
る方法。
【0048】このようにして得られた強磁性合金粉末は
公知の下記等の徐酸化処理のいずれを施したものでも用
いることができる。 5.有機溶剤に浸漬したのち乾燥させる方法。 6.有機溶剤に浸漬したのち酸素含有ガスを送り込んで
表面に酸化膜を形成したのち乾燥させる方法。 7.有機溶剤を用いず酸素ガスと不活性ガスの分圧を調
整して表面に酸化皮膜を形成する方法。
【0049】本発明の上層磁性層の強磁性粉末をBET
法による比表面積で表せば25〜80m2 /gであり、
好ましくは35〜70m2 /gである。25m2 /g以
下ではノイズが高くなり、80m2 /g以上では表面性
が得にくく好ましくない。本発明の上層磁性層の強磁性
粉末の結晶子サイズ(X線回折による半値幅のひろがり
から求める。)は100〜450オングストロームであ
り、好ましくは100〜350オングストロームであ
る。
【0050】酸化鉄磁性粉末のσS は50emu/g以
上、好ましくは70emu/g以上であり、強磁性金属
粉末の場合は100emu/g以上が好ましく、更に好
ましくは110emu/g〜170emu/gである。
抗磁力は1100Oe以上、2500Oe以下が好まし
く、更に好ましくは1400Oe以上2000Oe以下
である。強磁性粉末の針状比は18以下が好ましく、更
に好ましくは12以下である。
【0051】強磁性粉末のr1500は1.5以下であ
ることが好ましい。さらに好ましくはr1500は1.
0以下である。r1500とは磁気記録媒体を飽和磁化
したのち反対の向きに1500Oeの磁場をかけたとき
反転せずに残っている磁化量の%を示すものである。強
磁性粉末の含水率は0.01〜2%とするのが好まし
い。結合剤の種類によって強磁性粉末の含水率は最適化
するのが好ましい。γ酸化鉄のタップ密度は0.5g/
cc以上が好ましく、0.8g/cc以上がさらに好ま
しい。合金粉末の場合は、0.2〜0.8g/ccが好
ましく、0.8g/cc以上に使用すると強磁性粉末の
圧密過程で酸化が進みやすく、充分な飽和磁化( σS )
を得ることが困難になる。0.2cc/g以下では分散
が不十分になりやすい。
【0052】γ酸化鉄を用いる場合、2価の鉄の3価の
鉄に対する比は好ましくは0〜20%であり、さらに好
ましくは5〜10%である。また鉄原子に対するコバル
ト原子の量は0〜15%、好ましくは2〜8%である。
強磁性粉末のpHは用いる結合剤との組合せにより最適
化することが好ましい。その範囲は4〜12であるが、
好ましくは6〜10である。強磁性粉末は必要に応じ、
Al、Si、Pまたはこれらの酸化物などで表面処理を
施してもかまわない。その量は強磁性粉末に対し0.1
〜10%であり表面処理を施すと脂肪酸などの潤滑剤の
吸着が100mg/m2 以下になり好ましい。強磁性粉
末には可溶性のNa、Ca、Fe、Ni、Srなどの無
機イオンを含む場合があるが、500ppm以下であれ
ば特に特性に影響を与えない。
【0053】また、本発明に用いられる強磁性粉末は空
孔が少ないほうが好ましくその値は20容量%以下、さ
らに好ましくは5容量%以下である。また形状について
は先に示した粒子サイズについての特性を満足すれば針
状、粒状、米粒状、板状いずれでもかまわない。針状強
磁性粉末の場合、針状比は12以下が好ましい。この強
磁性粉末のSFD(スウィッチング・フィールド・ディ
ストリビューション)0.6以下を達成するためには、
強磁性粉末のHcの分布を小さくする必要がある。その
ためには、ゲータイトの粒度分布をよくする、γ−ヘマ
タイトの焼結を防止する、コバルト変性の酸化鉄につい
てはコバルトの被着速度を従来より遅くするなどの方法
がある。
【0054】本発明にはまた、板状六方晶フエライトと
してバリウムフエライト、ストロンチウムフエライト、
鉛フェライト、カルシウムフェライトの各置換体、Co
置換体等、六方晶Co粉末が使用できる。具体的にはマ
グネトプランバイト型のバリウムフェライト及びストロ
ンチウムフェライト、更に一部スピネル相を含有したマ
グネトプランバイト型のバリウムフェライト及びストロ
ンチウムフェライト等が挙げられ、特に好ましいものと
してはバリウムフェライト、ストロンチウムフェライト
の各置換体である。
【0055】また、抗磁力を制御するために上記六方晶
フェライトにCo−Ti、Co−Ti−Zr、Co−T
i−Zn、Ni−Ti−Zn、Ir−Zn等の元素を添
加した物を使用することができる。六方晶フェライト
は、通常、六角板状の粒子であり、その粒子径は六角板
状の粒子の板の幅を意味し、電子顕微鏡を使用して測定
する。本発明ではこの粒子径を0.01〜0.2、特に
好ましくは0.03〜0.1μmの範囲に規定するとよ
い。また、該微粒子の平均厚さ(板厚)は、0.001
〜0.2μm程度であるが、特に0.003〜0.05
μmが好ましい。更に板状比(粒子径/板厚)は1〜1
0であり、好ましくは3〜7である。また、これら六方
晶フェライト微粉末の比表面積(SBET )は25〜70
2 /gが好ましい。本明細書において、比表面積は、
カンターソープ(USカンタークロム社製)を用いて、
250℃、30分間窒素雰囲気で脱水後BET一転法
(分圧0.30)で測定した値である。
【0056】本発明の上層磁性層に使用されるカーボン
ブラックはゴム用フアーネス、ゴム用サーマル、カラー
用ブラック、アセチレンブラック、等を用いることがで
きる。比表面積は5〜500m2 /g、DBP吸油量は
10〜400ml/100g、平均粒径は5mμ〜30
0mμ、pHは2〜10、含水率は0.1〜10%、タ
ップ密度は0.1〜1g/ccが好ましい。本発明に用
いられるカーボンブラックの具体的な例としてはキャボ
ット社製:BLACKPEARLS 2000、130
0、1000、900、800、700、VULCAN
XC−72、旭カーボン社製:♯80、♯60、♯5
5、♯50、♯35、三菱化成工業社製:♯2400
B、♯2300、♯900、♯1000、♯30、♯4
0、♯10B、コロンビアカーボン社製:CONDUC
TEX SC、RAVEN 150、50,40,15
などがあげられる。カーボンブラックを分散剤などで表
面処理したり、樹脂でグラフト化して使用しても、表面
の一部をグラフアイト化したものを使用してもかまわな
い。また、カーボンブラックを磁性塗料に添加する前に
あらかじめ結合剤で分散してもかまわない。これらのカ
ーボンブラックは単独、または組合せで使用することが
できる。カーボンブラックを使用する場合は強磁性粉末
に対する量の0.1〜30%で用いることが好ましい。
カーボンブラックは磁性層の帯電防止、摩擦係数低減、
遮光性付与、膜強度向上などの働きがあり、これらは用
いるカーボンブラックにより異なる。従って本発明に使
用されるこれらのカーボンブラックは下層、上層でその
種類、量、組合せを変え、粒子サイズ、吸油量、電導
度、pHなどの先に示した諸特性をもとに目的に応じて
使い分けることはもちろん可能である。本発明の上層で
使用できるカーボンブラックは例えば「カーボンブラッ
ク便覧」(カーボンブラック協会編)を参考にすること
ができる。
【0057】また、本発明の磁性層には、所望により前
記非磁性層に添加できる非磁性有機質粉末を使用するこ
ともできる。本発明の上層磁性層に用いられる研磨剤と
してはα化率90%以上のα−アルミナ、β−アルミ
ナ、炭化ケイ素、酸化クロム、酸化セリウム、α−酸化
鉄、コランダム、人造ダイアモンド、窒化珪素、炭化珪
素、チタンカーバイト、酸化チタン、二酸化珪素、窒化
ホウ素、など主としてモース硬度6以上の公知の材料が
単独または組合せで使用される。また、これらの研磨剤
どうしの複合体(研磨剤を他の研磨剤で表面処理したも
の)を使用してもよい。これらの研磨剤には主成分以外
の化合物または元素が含まれる場合もあるが主成分が9
0%以上であれば効果にかわりはない。これら研磨剤の
粒子サイズは0.01〜2μmが好ましいが、必要に応
じて粒子サイズの異なる研磨剤を組合せたり、単独の研
磨剤でも粒径分布を広くして同様の効果をもたせること
もできる。タップ密度は0.3〜2g/cc、含水率は
0.1〜5%、pHは2〜11、比表面積は1〜30m
2 /g、が好ましい。本発明に用いられる研磨剤の形状
は針状、球状、サイコロ状、のいずれでも良いが、形状
の一部に角を有するものが研磨性が高く好ましい。
【0058】本発明に用いられる研磨剤の具体的な例と
しては、住友化学社製:AKP−20A,AKP−3
0,AKP−50,HIT−50,HIT−100、日
本化学工業社製:G5,G7,S−1、戸田工業社製:
TF−100、TF−140などがあげられる。本発明
に用いられる研磨剤は下層、上層で種類、量および組合
せを変え、目的に応じて使い分けることはもちろん可能
である。これらの研磨剤はあらかじめ結合剤で分散処理
したのち磁性塗料中に添加してもかまわない。本発明の
磁気記録媒体の上層磁性層表面および上層磁性層端面に
存在する研磨剤は5個/100μm2 以上が好ましい。
【0059】本発明に使用される、添加剤としては潤滑
効果、帯電防止効果、分散効果、可塑効果、などをもつ
ものが使用される。二硫化モリブデン、二硫化タングス
テン、グラフアイト、窒化ホウ素、フッ化黒鉛、シリコ
ーンオイル、極性基をもつシリコーン、脂肪酸変性シリ
コーン、フッ素含有シリコーン、フッ素含有アルコー
ル、フッ素含有エステル、ポリオレフイン、ポリグリコ
ール、アルキル燐酸エステルおよびそのアルカリ金属
塩、アルキル硫酸エステルおよびそのアルカリ金属塩、
ポリフエニルエーテル、フッ素含有アルキル硫酸エステ
ルおよびそのアルカリ金属塩、炭素数10〜24の一塩
基性脂肪酸(不飽和結合を含んでも、また分岐していて
もかまわない)、および、これらの金属塩(Li,N
a,K,Cuなど)または、炭素数12〜22の一価、
二価、三価、四価、五価、六価アルコール(不飽和結合
を含んでも、また分岐していてもかまわない)、炭素数
12〜22のアルコキシアルコール、炭素数10〜24
の一塩基性脂肪酸(不飽和結合を含んでも、また分岐し
ていてもかまわない)と炭素数2〜12の一価、二価、
三価、四価、五価、六価アルコールのいずれか一つ(不
飽和結合を含んでも、また分岐していてもかまわない)
とからなるモノ脂肪酸エステルまたはジ脂肪酸エステル
またはトリ脂肪酸エステル、アルキレンオキシド重合物
のモノアルキルエーテルの脂肪酸エステル、炭素数8〜
22の脂肪酸アミド、炭素数8〜22の脂肪族アミン、
などが使用できる。
【0060】これらの具体例としてはラウリン酸、ミリ
スチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、ス
テアリン酸ブチル、オレイン酸、リノール酸、リノレン
酸、エライジン酸、ステアリン酸オクチル、ステアリン
酸アミル、ステアリン酸イソオクチル、ミリスチン酸オ
クチル、ステアリン酸ブトキシエチル、アンヒドロソル
ビタンモノステアレート、アンヒドロソルビタンジステ
アレート、アンヒドロソルビタントリステアレート、オ
レイルアルコール、ラウリルアルコール、があげられ
る。
【0061】また、アルキレンオキサイド系、グリセリ
ン系、グリシドール系、アルキルフエノールエチレンオ
キサイド付加体、等のノニオン界面活性剤、環状アミ
ン、エステルアミド、第四級アンモニウム塩類、ヒダン
トイン誘導体、複素環類、ホスホニウムまたはスルホニ
ウム類、等のカチオン系界面活性剤、カルボン酸、スル
フォン酸、燐酸、硫酸エステル基、燐酸エステル基、な
どの酸性基を含むアニオン界面活性剤、アミノ酸類、ア
ミノスルホン酸類、アミノアルコールの硫酸または燐酸
エステル類、アルキルベダイン型、等の両性界面活性剤
等も使用できる。これらの界面活性剤については、「界
面活性剤便覧」(産業図書株式会社発行)に詳細に記載
されている。これらの潤滑剤、帯電防止剤等は必ずしも
100%純粋ではなく、主成分以外に異性体、未反応
物、副反応物、分解物、酸化物、等の不純分が含まれて
もかまわない。これらの不純分は30%以下が好まし
く、さらに好ましくは10%以下である。
【0062】本発明で使用されるこれらの潤滑剤、界面
活性剤は下層非磁性層、上層磁性層でその種類、量を必
要に応じ使い分けることができる。例えば、下層非磁性
層、上層磁性層で融点の異なる脂肪酸を用い表面へのに
じみ出しを制御する、沸点や極性の異なるエステル類を
用い表面へのにじみ出しを制御する、界面活性剤量を調
節することで塗布の安定性を向上させる、潤滑剤の添加
量を下層非磁性層で多くして潤滑効果を向上させるなど
が考えられ、無論ここに示した例のみに限られるもので
はない。
【0063】また本発明で用いられる添加剤のすべてま
たはその一部は、磁性塗料、非磁性塗料の製造のどの工
程で添加してもかまわない、例えば、混練工程前に強磁
性粉末と混合する場合、強磁性粉末と結合剤と溶剤によ
る混練工程で添加する場合、分散工程で添加する場合、
分散後に添加する場合、塗布直前に添加する場合などが
ある。
【0064】本発明で使用されるこれら潤滑剤の商品例
としては、日本油脂社製:NAA−102,NAA−4
15,NAA−312,NAA−160,NAA−18
0,NAA−174,NAA−175,NAA−22
2,NAA−34,NAA−35,NAA−171,N
AA−122,NAA−142,NAA−160,NA
A−173K,ヒマシ油硬化脂肪酸,NAA−42,N
AA−44,カチオンSA,カチオンMA,カチオンA
B,カチオンBB,ナイミーンL−201,ナイミーン
L−202,ナイミーンS−202,ノニオンE−20
8,ノニオンP−208,ノニオンS−207,ノニオ
ンK−204,ノニオンNS−202,ノニオンNS−
210,ノニオンHS−206,ノニオンL−2,ノニ
オンS−2,ノニオンS−4,ノニオンO−2,ノニオ
ンLP−20R,ノニオンPP−40R,ノニオンSP
−60R,ノニオンOP−80R,ノニオンOP−85
R,ノニオンLT−221,ノニオンST−221,ノ
ニオンOT−221,モノグリMB,ノニオンDS−6
0,アノンBF,アノンLG,ブチルステアレート,ブ
チルラウレート,エルカ酸、関東化学社製:オレイン
酸、竹本油脂社製:FAL−205,FAL−123、
新日本理化社製:エヌジエルブLO,エヌジェルブIP
M,サンソサイザーE4030、信越化学社製:TA−
3,KF−96,KF−96L,KF−96H,KF4
10,KF420,KF965,KF54,KF50,
KF56,KF−907,KF−851,X−22−8
19,X−22−822,KF−905,KF−70
0,KF−393,KF−857,KF−860,KF
−865,X−22−980,KF−101,KF−1
02,KF−103,X−22−3710,X−22−
3715,KF−910,KF−3935、ライオンア
ーマー社製:アーマイドP,アーマイドC,アーモスリ
ップCP、ライオン油脂社製:デュオミンTDO、日清
製油社製:BA−41G、三洋化成社製:プロフアン2
012E,ニューポールPE61,イオネットMS−4
00,イオネットMO−200,イオネットDL−20
0,イオネットDS−300,イオネットDS−100
0,イオネットDO−200などがあげられる。
【0065】本発明で用いられる有機溶媒は任意の比率
でアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケ
トン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホ
ロン、テトラヒドロフラン、等のケトン類、メタノー
ル、エタノール、プロパノール、ブタノール、イソブチ
ルアルコール、イソプロピルアルコール、メチルシクロ
ヘキサノール、などのアルコール類、酢酸メチル、酢酸
ブチル、酢酸イソブチル、酢酸イソプロピル、乳酸エチ
ル、酢酸グリコール等のエステル類、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、などのグリコールエーテル系、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン、クレゾール、クロルベンゼン、などの芳
香族炭化水素類、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類、N,
N−ジメチルホルムアミド、ヘキサン等のものが使用で
きる。これら有機溶媒は必ずしも100%純粋ではな
く、主成分以外に異性体、未反応物、副反応物、分解
物、酸化物、水分等の不純分がふくまれてもかまわな
い。これらの不純分は30重量%以下が好ましく、さら
に好ましくは10重量%以下である。本発明で用いる有
機溶媒は必要ならば上層と下層でその種類、量を変えて
もかまわない。上層に揮発性の高い溶媒を用い表面性を
向上させる、下層に表面張力の高い溶媒(シクロヘキサ
ノン、ジオキサンなど)を用い塗布の安定性をあげる、
磁性層に溶解パラメーターの高い溶媒を用い充填度を上
げる等がその例として挙げられるがこれらの例に限られ
たものではないことは無論である。
【0066】本発明の磁気記録媒体の厚み構成は非磁性
支持体が1〜100μm、好ましくは6〜20μm、下
層が0.5〜10μm、好ましくは1〜5μm、上層は
1.5μm以下、更に好ましくは1.0μm以下、最も
好ましくは0.5μm以下である。上層と下層を合わせ
た厚みは非磁性支持体の厚みの1/100〜2倍の範囲
で用いられる。また、非磁性支持体と下層の間に密着性
向上のための下塗り層を設けてもかまわない。これらの
厚みは0.01〜2μm、好ましくは0.05〜0.5
μmである。また、非磁性支持体の磁性層側と反対側に
バックコート層を設けてもかまわない。この厚みは0.
1〜2μm、好ましくは0.3〜1.0μmである。こ
れらの下塗り層、バックコート層は公知のものが使用で
きる。
【0067】本発明に用いられる非磁性支持体はポリエ
チレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、等
のポリエステル類、ポリオレフイン類、セルローストリ
アセテート、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミ
ド、ポリアミドイミド、ポリスルフオン、アラミド、芳
香族ポリアミドなどの公知のフイルムが使用できる。こ
れらの支持体にはあらかじめコロナ放電処理、プラズマ
処理、易接着処理、熱処理、除塵処理、などをおこなっ
ても良い。本発明の目的を達成するには、非磁性支持体
として中心線平均表面粗さが0.03μm以下、好まし
くは0.02μm以下、さらに好ましくは0.01μm
以下のものを使用する必要がある。また、これらの非磁
性支持体は単に中心線平均表面粗さが小さいだけではな
く、1μm以上の粗大突起がないことが好ましい。ま
た、表面の粗さ形状は、必要に応じて支持体に添加され
るフィラーの大きさと量により自由にコントロールされ
るものである。これらのフィラーとしては一例としては
Ca、Si、Tiなどの酸化物や炭酸塩の他、アクリル
系などの有機微粉末が挙げられる。
【0068】本発明に用いられる非磁性支持体のテープ
走行方向のF−5値は好ましくは5〜50Kg/m
2 、テープ幅方向のF−5値は好ましくは3〜30K
g/mm2 であり、テープ長手方向のF−5値がテープ
幅方向のF−5値より高いのが一般的であるが、特に幅
方向の強度を高くする必要がある時はその限りでない。
【0069】また、非磁性支持体のテープ走行方向およ
び幅方向の100℃30分での熱収縮率は好ましくは3
%以下、さらに好ましくは1.5%以下、80℃30分
での熱収縮率は好ましくは1%以下、さらに好ましくは
0.5%以下である。破断強度は両方向とも5〜100
Kg/mm2 、弾性率は100〜2000Kg/mm2
が好ましい。
【0070】本発明の磁気記録媒体の磁性塗料、非磁性
塗料を製造する工程は、少なくとも混練工程、分散工
程、およびこれらの工程の前後に必要に応じて設けた混
合工程からなる。個々の工程はそれぞれ2段階以上にわ
かれていてもかまわない。本発明に使用する強磁性粉
末、非磁性粉末、結合剤、カーボンブラック、研磨剤、
帯電防止剤、潤滑剤、溶剤などすべての原料はどの工程
の最初または途中で添加してもかまわない。また、個々
の原料を2つ以上の工程で分割して添加してもかまわな
い。例えば、ポリウレタンを混練工程、分散工程、分散
後の粘度調整のための混合工程で分割して投入してもよ
い。
【0071】本発明の目的を達成するためには、従来の
公知の製造技術を一部の工程として用いることができる
ことはもちろんであるが、混練工程では連続ニーダや加
圧ニーダなど強い混練力をもつものを使用することによ
り本発明の磁気記録媒体の高いBrを得ることができ
る。連続ニーダまたは加圧ニーダを用いる場合は強磁性
粉末と結合剤のすべてまたはその一部(ただし全結合剤
の30重量%以上が好ましい)および強磁性粉末100
重量部に対し15〜500重量部の範囲で混練処理され
る。これらの混練処理の詳細については特開平1−10
6338号、特開平1−79274号に記載されてい
る。
【0072】本発明のような重層構成の磁気記録媒体を
ウエット・オン・ウエット塗布方式で塗布する装置、方
法の例として以下のような構成を提案できる。 1.磁性塗料の塗布で一般的に用いられるグラビア塗
布、ロール塗布、ブレード塗布、エクストルージョン塗
布装置等により、まず下層を塗布し、下層がウエット状
態のうちに特公平1−46186号や特開昭60−23
8179号、特開平2−265672号に開示されてい
る支持体加圧型エクストルージョン塗布装置により上層
を塗布する。 2.特開昭63−88080号、特開平2−17971
号、特開平2−265672号に開示されているような
塗布液通液スリットを二つ内蔵する一つの塗布ヘッドに
より上層及び下層をほぼ同時に塗布する。 3.特開平2−174965号に開示されているバック
アップロール付きエキストルージョン塗布装置により上
層及び下層をほぼ同時に塗布する。
【0073】なお、強磁性粉末の凝集による磁気記録媒
体の電磁変換特性等の低下を防止するため、特開昭62
−95174号や特開平1−236968号に開示され
ているような方法により塗布ヘッド内部の塗布液に剪断
を付与することが望ましい。さらに、塗布液の粘度につ
いては、特願平1−312659号に開示されている数
値範囲を満足する必要がある。
【0074】本発明の媒体を得るためには強力な配向を
行う必要がある。1000G(ガウス)以上のソレノイ
ドと2000G以上のコバルト磁石を併用することが好
ましく、さらには乾燥後の配向性が最も高くなるように
配向前に予め適度の乾燥工程を設けることが好ましい。
また、ディスク媒体として、本発明を適用する場合はむ
しろ配向をランダマイズするような配向法が必要であ
る。
【0075】さらに、カレンダ処理ロールとしてエポキ
シ、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド等の耐
熱性のあるプラスチックロールを使用する。また、金属
ロール同志で処理することもできる。処理温度は、好ま
しくは70℃以上、さらに好ましくは80℃以上であ
る。線圧力は好ましくは200kg/cm以上、さらに
好ましくは300kg/cm以上である。
【0076】本発明の磁気記録媒体の上層およびその反
対面のSUS420Jに対する摩擦係数は好ましくは
0.5以下、さらに0.3以下、磁性層表面固有抵抗1
4 〜1011オーム/sq、下層を単独で塗布した場合
の表面固有抵抗は104 〜108 オーム/sq、バック
層の表面電気抵抗は103 〜109 オーム/sqが好ま
しい。
【0077】上層の0.5%伸びでの弾性率は走行方
向、幅方向とも好ましくは100〜2000Kg/mm
2 、破断強度は好ましくは1〜30Kg/cm2 、磁気
記録媒体の弾性率は走行方向、幅方向とも好ましくは1
00〜1500Kg/mm2 、残留のびは好ましくは
0.5%以下、100℃以下のあらゆる温度での熱収縮
率は好ましくは1%以下、さらに好ましくは0.5%以
下、もっとも好ましくは0.1%以下である。
【0078】上層中に含まれる残留溶媒は好ましくは1
00mg/m2 以下、さらに好ましくは10mg/m2
以下であり、上層に含まれる残留溶媒が下層に含まれる
残留溶媒より少ないほうが好ましい。上層、下層が有す
る空隙率は、ともに好ましくは30容量%以下、さらに
好ましくは20容量%以下である。空隙率は高出力を果
たすためには小さい方が好ましいが、目的によっては非
磁性層の空隙率を高くする方が好ましいこともある。例
えば、繰り返し用途が重視されるデータ記録用磁気記録
媒体では空隙率が大きい方が走行耐久性は好ましいこと
が多い。
【0079】本発明の磁気記録媒体の磁気特性は磁場5
KOeで測定した場合、テープ走行方向の角形比は0.
70以上であり、好ましくは0.80以上さらに好まし
くは0.90以上である。テープ走行方向に直角な二つ
の方向の角型比は走行方向の角型比の80%以下となる
ことが好ましい。磁性層のSFDは0.6以下であるこ
とが好ましい。
【0080】磁性層の中心線表面粗さRaは、2nm〜
20nm、好ましくは5.0nm以下であるが、その値
は目的により、適宜設定されるべきである。電磁変換特
性を良好にする為にはRaは小さいほど好ましいが、走
行耐久性を良好にするためには逆に大きいほど好まし
い。STMによる評価で求めたRMS表面粗さRRMS
3nm〜16nmの範囲にあることが好ましい。
【0081】本発明の磁気記録媒体は、下層と上層を有
するが、目的に応じ下層と上層でこれらの物理特性を変
えることができるのは前述した通りであり、例えば、磁
性層の弾性率を高くし走行耐久性を向上させると同時に
非磁性層の弾性率を磁性層より低くして磁気記録媒体の
ヘッドへの当たりを良くする等である。
【0082】
【実施例】以下に本発明を実施例および比較例により更
に具体的に説明する。以下の実施例、比較例において
「部」は、すべて「重量部」を示す。 実施例1 非磁性液 非磁性無機質粉末 TiO2 80部 結晶系 ルチル型 平均一次粒子径 0.035μm TiO2 含有量 90%以上 比表面積 40m2 /g DBP吸油量 27〜38g/100g pH 7 カーボンブラック 20部 平均一次粒子径 16mμ BET法による比表面積 250m2 /g DBP吸油量 80ml/100g pH 8.0 揮発分 1.5% 塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコール共重合体 8部 組成比(モル比) 86:13:1 重合度 400 −N(CH3 2 + Cl- 基 5×10-4eq/g含有 ポリウレタン 6部 ネオペンチルグリコール/カプロラクトン系ポリオール/MDI =0.9/2.6/1 −SO3 Na基 1×10-4eq/g含有 重量平均分子量 15,000 ブチルステアレート 1部 ミリスチン酸 1部 メチルエチルケトン 100部 シクロヘキサノン 50部 トルエン 50部 磁性液 強磁性金属微粉末 組成 Fe/Zn/Ni=92/6/2 100部 Hc 1600Oe BET法による比表面積 60m2 /g 結晶子サイズ 195Å 粒子サイズ(長軸径) 0.20μm、針状比 10 飽和磁化( σS ) :130emu/g 塩化ビニル系共重合体 8部 −SO3 Na基 1×10-4eq/g含有、重合度300 ポリウレタン 6部 ネオペンチルグリコール/カプロラクトンポリオール/フタル酸/MDI系 極性基 SO3 Na、重量平均分子量 26,000 α−アルミナ(平均粒径:0.3μm) 2部 カーボンブラック(平均粒径 0.10μm) 0.5部 ブチルステアレート 1部 ミリスチン酸 1部 ステアリン酸 1部 メチルエチルケトン 90部 シクロヘキサノン 50部 トルエン 60部 上記2つの塗料のそれぞれについて、各成分を連続ニー
ダーで混練した後、サンドミルを用いて分散させた。得
られた分散液に非磁性液では3官能性低分子量ポリイソ
シアネート化合物を6部、磁性液には6部を加え、非磁
性塗料及び磁性塗料をそれぞれ調製した。
【0083】厚さ10μmのポリエチレンテレフタレー
ト支持体上に得られた非磁性塗料を乾燥後の厚さが2.
5μmになるように塗布し、更にその直後にその上に磁
性塗料を上層磁性層の乾燥後の厚さが0.5μmの厚味
になるように同時重層塗布し、両層がまだ湿潤状態にあ
るうちに磁場中を通し配向させ、乾燥後、金属ロールの
みから構成される7段のカレンダーで温度90℃にて表
面平滑処理を行い、1/2吋幅にスリットし磁気テープ
を作製した。
【0084】また、同様に表1に記載の因子を変更して
同表記載の試料を作成した。尚、表中、P/H比率の、
Pはポリウレタン比率であり〔100×ポリウレタン部
数/(ポリウレタン部数+塩化ビニル系樹脂部数+ポリ
イソシアネート部数〕をHはポリイソシアネート比率で
あり、〔100×ポリイソシアネート部数/(ポリウレ
タン部数+塩化ビニル系樹脂部数+ポリイソシアネート
部数〕を意味する。
【0085】
【表1】
【0086】実施例2 磁性塗料と非磁性塗料の組成を変更した。 比較例1 磁性塗料と非磁性塗料の組成を変更した。 比較例2 磁性塗料と非磁性塗料の組成を変更すると共に塗布方法
を非磁性塗料が乾燥した後に磁性層を設ける逐次重層と
した。 比較例3、4 磁性塗料と非磁性塗料の組成を変更した。ポリウレタン
の極性基を除いた。 比較例5 非磁性層を設けず、磁性層のみの単層とした。樹脂成分
の極性基を除いた。 比較例6 非磁性層を設けず、磁性層のみ単層とした。 比較例7 磁性塗料の組成を変更した。ポリウレタンの重量平均分
子量を変更した。 比較例8 磁性塗料と非磁性塗料の硬化剤成分を除く組成変更を行
った。
【0087】各実施例及び比較例で得られた磁気テープ
について、表面粗さRa、再生RF出力およびガイドポ
ール汚れを比較した。また磁性層表面から約0.1μm
層の硬化剤成分の全磁性層に対する存在比率(表1中に
硬化剤成分比率と記載)及び樹脂成分のTHF抽出にお
けるポリウレタンの重量平均分子量(表1中にTHF抽
出Mwと略記)を求めた。その他の評価方法を以下に示
す。 1.表面粗さRa 接触式表面粗さ計(東京精密社製サーフコム800A
型)により測定した。この時のカットオフ値は0.08
mmであった。 2.再生RF出力 画像信号50IRE〔The institute o
f Radio Engineers(無線技術者協
会)〕の映像信号を基準録画電流で記録した。この再生
RF出力のエンベロープの平均値をオシロスコープで測
定し、次式により算出した。
【0088】 再生RF出力(dB)=20log10V/V0 V:平均値、V0 :基準値 3.ガイドポール汚れ 得られたテープを50回走行し、実走行済みインカセッ
トからガイドポールを取り出し、実体顕微鏡を用いて観
察し、汚れのレベルを判定した。 4.硬化剤成分比率 磁気記録媒体をn−ヘキサンを用いて室温で30分間抽
出し、ESCAにより磁気記録媒体磁性層表面のN/F
eを求め、また、該n−ヘキサンによる抽出に用いた磁
気記録媒体を延伸して塗布層全体を剥離し、めのう乳鉢
を用いて良く粉砕し、10mmφのペレットとしてES
CAによりN/Feを求め、前者を後者で除して求め
た。 5.THF抽出Mw 磁性層表面から約0.1μm層を研磨テープ(#70
0)を用いて削り取り、この磁性層粉末をテトラヒドロ
フランを用いて抽出した。GPCを用いて可溶分の重量
平均分子量を求めた。ポリウレタンについての分子量を
求めるため、ポリウレタンがMDIを含むために紫外部
に吸収を持ち、塩化ビニル系樹脂は紫外部に吸収を持た
ないことを利用して、UV検出器による測定を行った。
測定装置は、東ソー社製HLC−8020を用いた。検
量線はポリスチレンを用いて作成した。
【0089】上記結果を表2に示す。
【0090】
【表2】
【0091】表1、2から明らかなように、本発明のサ
ンプルは、表面粗さも良好で、RF出力も改良されてい
る。また、ガイドポール汚れもなく走行耐久性の改善が
見られる。これは磁性層表面の硬化剤成分反応量を上昇
させた結果、ポリウレタンの反応率が上がり、表面の強
度が上がったためであることは明らかである。
【0092】
【発明の効果】本発明は、非磁性支持体上に少なくとも
非磁性粉末と結合剤を含む下層非磁性層とその上に少な
くとも強磁性粉末と結合剤を含む上層磁性層を設けた少
なくとも二層以上の複数の層を有する磁気記録媒体にお
いて、前記上層磁性層の表面側から0.1μm以内の層
のテトラヒドロフランによる結合剤抽出分の重量平均分
子量が15,000以上であり、かつ前記上層磁性層の
表面側から0.1μm以内の層の結合剤と反応した硬化
剤成分の比率は、前記上層磁性層及び前記下層非磁性層
を含む全塗布層の極性基を含むポリウレタンを含有する
結合剤と反応した硬化剤成分の比率の1.3倍以上であ
ることを特徴とする磁気記録媒体であり、好ましくは、
非磁性支持体上に少なくとも非磁性粉末とポリイソシア
ネートを含む結合剤を含有する非磁性塗料を塗布して下
層非磁性層を設け、該下層非磁性層が湿潤状態の間に同
時又は逐次で強磁性粉末と重量平均分子量が5,000
〜50,000の極性基を含むポリウレタンとポリイソ
シアネートを含む磁性塗料を塗布し、乾燥することによ
り製造される。
【0093】本発明は、磁性層表面近傍、即ち表面から
0.1μmの深さまでの上層磁性層内に存在する結合剤
の硬化剤成分との反応生成結合剤の平均分子量を磁性層
全体の該生成結合剤の平均分子量より高くなるように制
御することにより、ヘッド汚れ、ガイドポールの汚れ等
の原因となった未反応あるいは未吸着の結合剤量を低減
させ、走行耐久性を向上させるものであり、硬化剤成分
の反応比率を上記所定範囲に確保することにより磁性層
全体及び塗布層全体のしなやかさを保持し、ヘッド当た
り等を改善する。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非磁性支持体上に少なくとも非磁性粉末
    と結合剤を含む下層非磁性層とその上に少なくとも強磁
    性粉末と結合剤を含む上層磁性層を設けた少なくとも二
    層以上の複数の層を有する磁気記録媒体において、前記
    上層磁性層の表面側から0.1μm以内の層のテトラヒ
    ドロフランによる結合剤抽出分の重量平均分子量が1
    5,000以上であり、かつ前記上層磁性層の表面側か
    ら0.1μm以内の層の結合剤と反応した硬化剤成分の
    比率は、前記上層磁性層及び前記下層非磁性層を含む全
    塗布層の極性基を含むポリウレタンを含有する結合剤と
    反応した硬化剤成分の比率の1.3倍以上であることを
    特徴とする磁気記録媒体。
  2. 【請求項2】 前記結合剤が極性基を含むポリウレタン
    と極性基を含む塩化ビニル系共重合体からなり、前記硬
    化剤がポリイソシアネートからなり、前記上層磁性層表
    面の中心線表面粗さが5.0nm以下であることを特徴
    とする請求項1記載の磁気記録媒体。
  3. 【請求項3】 非磁性支持体上に少なくとも非磁性粉末
    と結合剤とポリイソシアネートを含む非磁性塗料を塗布
    して下層非磁性層を設け、該下層非磁性層が湿潤状態の
    間に同時又は逐次で強磁性粉末と重量平均分子量が5,
    000〜50,000の極性基を含むポリウレタンとポ
    リイソシアネートを含む磁性塗料を塗布し、乾燥した後
    の得られた上層磁性層の表面側から0.1μm以内の層
    の結合剤と反応したポリイソシアネート成分の比率は、
    全塗布層の結合剤と反応したポリイソシアネート成分の
    比率の1.3倍以上であるようにしたことを特徴とする
    磁気記録媒体の製造方法。
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