JPH06325351A

JPH06325351A - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH06325351A
Application number: JP13678293A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Konno; 昭彦今野
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1993-05-14
Filing date: 1993-05-14
Publication date: 1994-11-25

Abstract

(57)【要約】【構成】非磁性支持体１の一方の面上に金属磁性薄膜
２が、他の面上にはpHが6.0以上、ＤＢＰ吸油量80cc／1
00g以下のカーボンブラックを含有したバックコート層
３が形成された磁気記録媒体。【効果】高温高湿の条件下でのエージング後も、強磁
性金属薄膜の酸化（錆の発生）が防止され、電磁変換特
性を良好とし、ドロップアウトを大幅に減少させること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非磁性支持体の一方の
面上に金属磁性薄膜が、他方の面上にバックコート層が
形成されている磁気記録媒体に関し、例えば真空蒸着や
スパッタリング等の真空薄膜形成技術等の手法により非
磁性支持体上に金属磁性薄膜（強磁性金属薄膜）を磁性
層として形成した、いわゆる強磁性金属薄膜型の磁気記
録媒体（例えば磁気テープ、磁気ディスク）に関するも
のである。

【０００２】

【従来技術】従来より磁気記録媒体としては、非磁性支
持体上にγ−Fe₂O₃、Coを含有するγ−Fe₂O₃、Fe
₃O₄、Coを含有するFe₃O₄、γ−Fe₂O₃とFe₃O₄とのベ
ルトライド化合物、Coを含有するベルトライド化合物、
CrO₂等の酸化物強磁性粉末、あるいはFe、Co、Ni等を主
成分とする合金磁性粉末等の粉末磁性材料を塩化ビニル
−酢酸ビニル系共重合体、ポリエステル樹脂、ポリウレ
タン樹脂等の有機バインダー中に分散せしめた磁性塗料
を塗布、乾燥することにより作製される塗布型の磁気記
録媒体が広く使用されている。

【０００３】これに対して、高密度磁気記録化、小型化
への要求の高まりとともに、媒体の平滑性及び薄型化が
一層要求されてきている。そして、Fe系やCo−Ni合金等
の強磁性金属材料を、メッキや真空薄膜形成技術（真空
蒸着法やスパッタリング法、イオンプレーティング法
等）によってポリエステルフィルムやポリイミドフィル
ム等の非磁性支持体上に直接被着した、いわゆる強磁性
金属薄膜型の磁気記録媒体が提案され、注目を集めてい
る。

【０００４】この強磁性金属薄膜型の磁気記録媒体は、
抗磁力や角形比等に優れ、短波長での電磁変換特性に優
れるばかりでなく、磁性層の厚みを極めて薄くすること
が可能であるため、記録減磁や再生時の厚み損失が著し
く小さいこと、磁性層中に非磁性材である有機バインダ
ーを混入する必要がないため、磁性材料の充填密度を高
めることができること等、数々の利点を有している。

【０００５】こうした強磁性金属薄膜型の磁気記録媒体
では、バックコート層を形成することにより、その性能
を十二分に発揮し、かつ、耐久性や走行性を改善せんと
する試みが行われている。

【０００６】このようなバックコート層には、主成分と
なる例えばカーボンブラックを結合剤中に分散させ、そ
の他各種添加剤や顔料等が配合される場合が多い。

【０００７】バックコート層にカーボンブラックを使用
するのは、特に、バックコート層の電気抵抗を下げ、多
数回走行後、磁気記録媒体の静電気によるゴミの付着を
防止したり、走行耐久性を向上させるためである。

【０００８】従来、塗布型の磁気記録媒体においてバッ
クコート層に用いられるカーボンブラックとしては、結
合剤との親和性の面から酸性のカーボンブラック、例え
ばチャンネルブラック（例えばpH５）が用いられてい
る。カーボンブラックのpHは、主として表面の酸素含有
基が多いほど小さくなる傾向がある。

【０００９】インキや塗料用としてカーボンブラックを
使用するときは、樹脂との親和性を高めるために、ファ
ーネスブラックを酸化処理してpHを下げ、揮発分を上げ
ているタイプが多かった。この理由により、上記した塗
布型の磁気記録媒体におけるバックコート層も例外では
なく、酸性のカーボンブラックを使用していた。

【００１０】ところが、このようなバックコート層をそ
のまま、例えば真空蒸着法等による強磁性金属薄膜型の
磁気記録媒体に使用すると、高温高湿下での保存後にド
ロップアウトが増加するという問題点を有していること
が判明した。

【００１１】即ち、このような金属薄膜型の磁気記録媒
体において、従来から用いられているような低pHのカー
ボンブラックをそのままバックコート層の主成分として
使用した場合、そのようなカーボンブラックが表面に有
している官能基（例えばフェノール性水酸基等）によ
り、バックコート層に巻回時に接触する強磁性金属薄膜
の表面が酸化され（即ち、錆に弱く）、錆により磁気特
性、電磁変換特性の低下や、ドロップアウトの悪化が発
生し易いという問題がある。

【００１２】こうした錆の発生原因は、上記以外にも、
バックコート層中のカーボンブラックの凝集によって生
じるバックコート層表面の突起が巻回時に磁性薄膜と点
接触的に接触し、他の箇所との間に電位分布を生ぜしめ
ることが考えられる。即ち、そのような点接触部分から
錆が生じ易いものと思われる。

【００１３】上記したように、金属磁性薄膜（強磁性金
属薄膜）には、バックコート層の低pHのカーボンブラッ
クや平滑性の不十分さにより錆が発生し易いため、金属
磁性薄膜の錆対策として、金属磁性薄膜とバックコート
層が直接接触しないよう潤滑剤を塗布し、あるいは、金
属磁性薄膜面上に緻密な酸化膜を形成する等の手段が講
じられてきた。

【００１４】しかしながら、現実には、錆対策が十分に
得られておらず、磁気特性、電磁変換特性の低下やドロ
ップアウトの悪化が発生する場合がある。

【００１５】このように、従来の金属磁性薄膜では、錆
による諸特性の劣化の問題を常に抱えており、これらの
問題を解決することが非常に困難になっている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、金属
磁性薄膜の錆の発生を効果的に防止し、電磁変換特性及
びドロップアウトの劣化をなくすことのできる磁気記録
媒体を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、非磁性
支持体の一方の面上に金属磁性薄膜が、他の面上にバッ
クコート層が形成されている磁気記録媒体において、前
記バックコート層に、pHが 6.0以上でありかつＤＢＰ吸
油量が80cc／100g以下であるカーボンブラックが含有さ
れている磁気記録媒体に係るものである。

【００１８】本発明者は、上述した如き従来技術の問題
について種々検討を加えた結果、バックコート層に用い
るカーボンブラックの特性を工夫することにより、上述
した問題を解消できることをつきとめたものである。

【００１９】金属磁性薄膜の裏面に用いられるバックコ
ート層に要求される特性は、平滑性、対錆特性の両立で
ある。これらの特性を満たす目的で、各種カーボンブラ
ックを用いるが、本発明では、特にpHが 6.0以上であり
かつＤＢＰ吸油量が80cc／100g以下であるカーボンブラ
ックを用いることを特徴とするものである。

【００２０】こうした条件を満たすバックコート層を形
成することにより、以下の（１）〜（４）に示すような
顕著な作用効果が得られたものである。

【００２１】（１）pHが 6.0以上のカーボンブラックを
用いているために、酸性のカーボンブラックを用いた場
合より、金属磁性薄膜の錆が少なくなる。

【００２２】（２）ＤＢＰ吸油量が80cc／100g以下のカ
ーボンブラックを用いているために、カーボンブラック
の吸油量が少なくなり、粒子同士が凝集してストラクチ
ャ構造を作り難くなる。この結果、カーボンブラック粒
子が分散し易くなり、ストラクチャ構造に帰因するバッ
クコート層表面の突起が大幅に減少するため、上述した
電位分布による磁性薄膜の錆の発生が減少する。しか
も、バックコート層が十分平滑な表面性を呈するので、
金属磁性薄膜に対する面転写が最小限に抑えられ、電磁
変換特性の劣化が少なくなる。

【００２３】（３）ＤＢＰ吸油量が80cc／100g以下のカ
ーボンブラックを用いているために、ストラクチャ構造
を少なくし、その破壊に要する剪断操作若しくは分散時
間の短縮が図られ、コストダウンが期待できる。

【００２４】（４）上記のことから、金属磁性薄膜の表
面に潤滑剤を塗布したり酸化膜を形成しなくても、その
酸化（錆の発生）を効果的に防止できるから、金属磁性
薄膜の磁気特性の保持やスペーシングロスの減少の点か
らも有利である。

【００２５】本発明のバックコート層に用いられるカー
ボンブラックは、pHが 6.0以上であることが必須不可欠
である。即ち、pHが 6.0未満である場合、特に高温高湿
下での保存後、金属磁性薄膜の表層が上記した理由から
酸化されて錆を発生し、この錆部分における信号の欠落
により、ドロップアウトが増加する。カーボンブラック
のpHについてはその上限を特に規定しないくてよいが、
pHが10.0を超えると錆の発生が増加することがあるの
で、pHの上限は10.0とするのが好ましい。

【００２６】また、ＤＢＰ吸油量が80cc／100gを超える
と、カーボンブラックの分散が困難になり、金属磁性薄
膜の錆が増大するから、ＤＢＰ吸油量は80cc／100g以下
とすべきである。その値は小さい程、分散性がよいが、
常時入手性から40cc／100g以上とするのが実用的であ
る。

【００２７】本発明のバックコート層に用いられるカー
ボンブラックのpHを本発明の範囲に制御するには、カー
ボンブラックをアルカリ（NaOH、KOH 等）により処理す
ればよい。

【００２８】本発明のバックコート層に用いることので
きるpH 6.0以上、ＤＢＰ吸油量80cc／100g以下のカーボ
ンブラックには、次に示す公知のものを使用することが
できる。例えば、三菱化成社製の＃９８０Ｂ、＃８５０
Ｂ、ＭＣＦ８８Ｂ、＃４４Ｂ；キャボット社製のブラッ
クパールズ−８００、ＲＥＧＡＬ−６６０、ＲＥＧＡＬ
−３３０；コロンビヤン・カーボン社製のラーベン−１
２５０、ラーベン−１０２０、ラーベン−７８０、ラー
ベン−７６０；デグサ社製のＰＲＩＮＴＥＸ−５５、Ｐ
ＲＩＮＴＥＸ−７５、ＰＲＩＮＴＥＸ−４５等が挙げら
れる。

【００２９】これらのカーボンブラックの平均粒子径は
10nm〜50nmであるのがよく、更に好ましくは15nm〜30nm
である。カーボンブラックの粒子径が50nmを超えて大き
くなりすぎると、バックコート層の平滑性を悪化させる
傾向がある。

【００３０】カーボンブラックの添加量は結合剤 100重
量部に対して通常、10重量部〜400重量部が好ましい
が、 100重量部〜300 重量部とすることが更に好まし
い。

【００３１】バックコート層には、上記カーボンブラッ
クの他、顔料として例えば、ＴｉＯ₂、α−Ｆｅ
₂Ｏ₃、ＣａＣＯ₃、Ｎａ₂ＳＯ₄、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｓｉ
Ｏ₂等が少量添加されてもよい。

【００３２】本発明のバックコート層の厚みは通常、
0.4〜1.2 μｍである。

【００３３】本発明のバックコート層は、具体的には、
上記カーボンブラックを結合剤中に配合して分散したも
のであるが、使用可能な結合剤としては、変性又は非変
性の塩化ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂或いはポリエ
ステル樹脂を使用することができるし、さらに繊維素系
樹脂、フェノキシ系樹脂或いは特定の使用方式を有する
熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、反応型樹脂、電子線照射
硬化型樹脂等を併用してもよい。

【００３４】上記変性のために導入される基としては、
カーボンブラックの分散性向上を図れる−ＳＯ₃Ｍ、−
ＯＳＯ₃Ｍ、−ＣＯＯＭ、−ＰＯ（ＯＭ’)₂等であって
よい（ＭはＮａ等のアルカリ金属原子、Ｍ’は同アルカ
リ金属原子またはアルキル基）。

【００３５】使用可能な繊維素系樹脂には、セルロース
エーテル、セルロース無機酸エステル、セルロース有機
酸エステル等が使用できる。フェノキシ樹脂は機械的強
度が大きく、寸法安定性に優れ、耐熱、耐水、耐薬品性
がよく、接着性が良い等の長所を有する。

【００３６】また、結合剤に対しては、一層耐久性の向
上を図るために、硬化剤を添加することが好ましい。こ
の硬化剤としては、多官能性イソシアネートが使用可能
であり、特にトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）系が
好適である。硬化剤の添加量は、全結合剤量に対して５
〜30重量％が好ましい。

【００３７】上記バックコート層を形成するには、例え
ばバックコート層の構成成分を結合剤中に分散し、結合
剤の種類等によってエーテル類、エステル類、ケトン
類、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、塩素化炭化水素
等から選ばれる有機溶剤とともに混練してバックコート
層用塗料を調製し、この塗料を非磁性支持体の裏面に塗
布し、乾燥、カレンダー処理する。

【００３８】本発明が適用される磁気記録媒体は、非磁
性支持体の一方の面上に磁性層として金属磁性薄膜が、
他の面上に上記バックコート層が形成されたものである
が、ここで非磁性支持体の素材としては、例えば、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフ
タレート等のポリエステル類をはじめ、ポリアミド、ポ
リイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート等のプ
ラスチックや、ポリベンゾオキサゾール等を好ましく用
いることが出来る。

【００３９】また、上記磁性層である金属磁性薄膜は、
真空蒸着法やスパッタリング等により連続膜として形成
可能である。

【００４０】上記真空蒸着法は、10^-4〜10^-1Torrの真空
下で強磁性金属材料を抵抗加熱、高周波加熱、電子ビー
ム加熱等により蒸発させ、非磁性支持体上に蒸発金属
（強磁性金属材料）を被着するというものであり、一般
に、高い抗磁力を得るため、基板に対して上記強磁性金
属材料を斜めに蒸着する斜方蒸着法が採用される。ある
いは、より高い抗磁力を得るために、酸素雰囲気中で上
記蒸着を行うものも含まれる。

【００４１】このような真空薄膜形成技術により金属磁
性薄膜を形成する際に、使用される強磁性金属材料とし
ては、Fe、Co、Ni、Cr等の金属の他に、Co−Ni合金、Co
−Pt合金、Co−Ni−Pt合金、Fe−Co合金、Fe−Ni合金、
Fe−Co−Ni合金、Fe−Co−Ｂ合金、Co−Ni−Fe−Ｂ合
金、Co−Cr合金あるいはこれらにCr、Al等の金属が含有
されたもの等が挙げられる。特に、Co−Cr合金を使用し
た場合には、垂直磁化膜が形成される。

【００４２】こうした金属磁性薄膜の膜厚は、通常、0.
02〜１μｍである。

【００４３】図１は、本発明の磁気記録媒体の一例（Ｖ
ＴＲ用の磁気テープ）を示すものである。即ち、非磁性
支持体１上に、必要とあれば下地層を介して上述した金
属磁性薄膜２を形成し、また、他方の面に上述したバッ
クコート層３を有している。

【００４４】

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではな
い。

【００４５】厚さ７μｍの二軸延伸ポリエチレンテレフ
タレートからなるベースフィルムの片面に、Fe系強磁性
金属を真空斜め蒸着して金属磁性薄膜を厚さ 0.2〜0.3
μｍに形成した。

【００４６】次に、下記組成の原材料をボールミルにて
48時間混合後、フィルターを通したのち、コロネートＬ
（日本ポリウレタン工業社製）を20重量部添加して、バ
ックコート層用塗料を調製した、これをベースフィルム
の裏面に厚さ 0.6μｍで塗布した。

【００４７】カーボンブラック 100重量部結合剤（バインダ）（極性基ＳＯ₃Ｎａ含有ポリエステルポリウレタン：東洋紡績社製のＵＲ−８３００） 70重量部メチルエチルケトン 220重量部メチルイソブチルケトン 220重量部トルエン 220重量部

【００４８】しかる後、乾燥し、８mm幅に裁断して、対
応する以下の各例の磁気テープを作製した。

【００４９】実施例１上述したバックコート層用塗料組成において、ＤＢＰ吸
油量が48cc／100g、pHが10.0のカーボンブラック（デグ
サ社製のＰＲＩＮＴＥＸ−５５）を用いた。

【００５０】実施例２上述したバックコート層用塗料組成において、ＤＢＰ吸
油量が55cc／100g、pHが 6.0のカーボンブラック（コロ
ンビヤン・カーボン社製のＲＡＶＥＮ−１２５０）を用
いた。

【００５１】実施例３上述したバックコート層用塗料組成において、ＤＢＰ吸
油量が64cc／100g、pHが 8.5のカーボンブラック（キャ
ボット社製のＲＥＧＡＬ−３３０）を用いた。

【００５２】実施例４上述したバックコート層用塗料組成において、ＤＢＰ吸
油量が67cc／100g、pHが 7.8のカーボンブラック（コロ
ンビヤン・カーボン社製のＲＡＶＥＮ−７８０）を用い
た。

【００５３】実施例５上述したバックコート層用塗料組成において、ＤＢＰ吸
油量が80cc／100g、pHが 8.0のカーボンブラック（三菱
化成社製の＃８５０Ｂ）を用いた。

【００５４】比較例１上述したバックコート層用塗料組成において、ＤＢＰ吸
油量が49cc／100g、pHが 3.5のカーボンブラック（デグ
サ社製の SPECIAL BLACK−５５０）を用いた。

【００５５】比較例２上述したバックコート層用塗料組成において、ＤＢＰ吸
油量が58cc／100g、pHが 2.5のカーボンブラック（コロ
ンビヤン・カーボン社製のＲＡＶＥＮ−１２５５）を用
いた。

【００５６】比較例３上述したバックコート層用塗料組成において、ＤＢＰ吸
油量が 115cc／100g、pHが 5.0のカーボンブラック（デ
グサ社製のＰＲＩＮＴＥＸ−１５０Ｔ）を用いた。

【００５７】比較例４上述したバックコート層用塗料組成において、ＤＢＰ吸
油量が 110cc／100g、pHが 7.0のカーボンブラック（旭
カーボン社製の＃８０）を用いた。

【００５８】比較例５上述したバックコート層用塗料組成において、ＤＢＰ吸
油量が 100cc／100g、pHが 3.5のカーボンブラック（三
菱化成社製のＭＡ−１００Ｂ）を用いた。

【００５９】上記の各例で得られた８mmビデオテープに
ついて、次に述べる性能をそれぞれ測定し、結果を後記
の表−１（実施例）、表−２（比較例）に示した。

【００６０】ＤＢＰ吸油量：ＡＳＴＭ規格によるＤ２４
１４−７９に規定される測定方法による。

【００６１】pH：ＡＳＴＭ規格によるＤ１５１２−７５
に規定される測定方法による。

【００６２】表面粗度（Ra）：小坂研究所（株）の表面
粗度計〔ＳＥ−３０Ｈ〕にてバックコート層のRaを測定
した。測定条件は、倍率50,000倍、測定長２mm、カット
オフ値0.08mmで行った。数値は小さい方がよく、15nm以
下が好ましい。

【００６３】錆レベル：80℃／40％湿度下で１週間保存
（エージング）し、金属磁性薄膜の錆の程度をＡ、Ｂ、
及びＣにランク付けしたもの。Ａ：錆が発生しない良好な状態。Ｂ：若干の錆が発生している。使えるレベルではない。Ｃ：強く錆が発生している。全く使えない。

【００６４】ＲＦ出力：ソニー社製のＥＶＳ−９００デ
ッキを用い、６MHz でのＲＦ出力を測定した。実施例１
を０dBとし、相対値で示した。数値が大きい方が良い。
−0.5dB 以上であれば問題ない。

【００６５】ドロップアウト：80℃／40％湿度下で１週
間保存（エージング）し、その前後のドロップアウトの
個数を示す。−16dB／10μsec 条件下の測定で 100個以
下であれば問題ない。

【００６６】

【００６７】

【００６８】上記の結果から、バックコート層を形成す
るカーボンブラックとして、ＤＢＰ吸油量が80cc／100g
以下、pHが 6.0以上のものを用いることにより、金属磁
性薄膜の電磁変換特性やドロップアウトの劣化を最小限
に抑え、良好な特性を維持することが可能となった。

【００６９】

【発明の作用効果】本発明の磁気記録媒体は、非磁性支
持体の表裏にそれぞれ金属磁性薄膜とバックコート層を
設ける磁気記録媒体において、バックコート層に少なく
とも、pH 6.0以上、ＤＢＰ吸油量80cc／100g以下のカー
ボンブラックを含有させることにより、高温高湿の条件
下でのエ−ジング後も、強磁性金属薄膜の酸化（錆の発
生）が防止され、電磁変換特性を良好とし、ドロップア
ウトを大幅に減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した磁気記録媒体の一構成例を示
す概略断面図である。

【符号の説明】

１・・・非磁性支持体２・・・金属磁性薄膜３・・・バックコート層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性支持体の一方の面上に金属磁性薄
膜が、他の面上にバックコート層が形成されている磁気
記録媒体において、前記バックコート層に、pHが 6.0以
上でありかつＤＢＰ吸油量が80cc／100g以下であるカー
ボンブラックが含有されている磁気記録媒体。
【請求項２】カーボンブラックのpHが10.0以下であ
る、請求項１に記載した磁気記録媒体。