JPH0729151A - 磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 平均長軸長が 0.2μm 以下で保磁力が1500 O
e 以上の針状の強磁性金属粉末(A) と、平均粒子径が
0.3μm 以下で保磁力が150 Oe以下のマグネタイト粉末
(B) を特定重量比で含む磁性層を有する磁気記録媒体。 【効果】 磁性層中に磁性粉末が均一に分散し、磁性層
の表面平滑性が向上するため、優れたS/N を示す。

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
に詳しくは磁性粉末が磁性層中に均一に分散し、優れた
S/N を示す磁気記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】塗布型の磁気記録媒体は、磁性粉末を結
合剤と有機溶剤に分散してなる磁性塗料をポリエステル
等の基材上に塗布、乾燥して得られるものであるが、今
日、高画質ビデオテープ、大容量フロッピーディスク等
の更なる高密度記録に対する要求が高まっている。

【０００３】この目的を達成する磁性粉末としては、保
磁力、飽和磁化の高いものが好ましく、強磁性金属粉末
が有利である。その中でも、最も多く用いられるのは鉄
を主体とする強磁性金属粉末（以下、メタル粉末とい
う）である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、メタル粉末
は、化学的に不安定で錆びやすい（酸化しやすい）た
め、経時的な酸化により飽和磁化が低下し、また、ノイ
ズ特性も必ずしも充分でなく、一般に酸化物系磁性粉末
と比べノイズレベルが高い。更にメタル粉末は、コスト
が高いという欠点がある。

【０００５】また、高密度記録を行なうためには、磁性
粉末の粒子径を小さくする必要がある。なぜなら、S/N
は S/N∝ (１／Vp)^1/2〔ここでVpは粒子の体積〕であ
り、高S/N を得るためには粒径を小さくする必要がある
からである。しかしながら、粒子が小さくなると、表面
積が増加するため、耐食性が悪くなる。これを補うには
メタル粉末の表面を充分に酸化させる必要があるが、そ
の結果としてσs が低下する傾向を示す。

【０００６】更に、メタル粉末の粒子径を小さくする
と、分散性が悪くなり、磁性層を形成する結合剤中での
均一な分散がしにくくなる。その結果、良好な表面平滑
性を有する磁性層を得ることが困難となり、更にS/N の
良好な磁気記録媒体を得ることができなくなる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決すべく鋭意研究した結果、高保磁力且つ微小な針状
の強磁性粉末と、低保磁力且つ微小なマグネタイト粉末
を特定の重量比で用いることにより、磁性粉末の分散性
が良好となり、高S/N の磁気記録媒体を得ることができ
ることを見出し、本発明を完成するに至った。

【０００８】すなわち本発明は、基材と、該基材上に形
成され、平均長軸長が0.2 μm 以下で保磁力が1500 Oe
以上の針状の強磁性粉末(A) と、平均粒子径が0.3 μm
以下で保磁力が150 Oe以下のマグネタイト粉末(B) と結
合剤とからなる磁性層を有し、且つ前記強磁性粉末(A)
と前記マグネタイト粉末(B) の重量比が (B)／(A) ＝0.
03〜0.3 である磁気記録媒体を提供するものである。

【０００９】前述したように、高密度記録を達成するた
めには、用いる磁性粉末ができるだけ微小で且つ高い保
磁力を有することが望まれる。このため、本発明の磁気
記録媒体では、磁気記録材料の主体として平均長軸長が
0.2μm 以下で保磁力が1500Oe 以上、好ましくは1500
〜2000 Oe の強磁性粉末(A) が使用される。強磁性粉末
としては、具体的には、メタル粉末、コバルト被着酸化
鉄等が挙げられ、本発明の効果を損なわないものであれ
ば何れを用いることもできる。

【００１０】メタル粉末としては、従来公知の鉄を主体
とするものが使用でき、鉄粉末、或いは鉄とコバルト、
ニッケル等の合金粉末、更にこれらにアルミニウム、ク
ロム、マンガン、珪素、亜鉛、遷移金属元素、希土類金
属元素等を含む合金粉末が挙げられる。また、メタル粉
末の平均長軸長及び保磁力以外の磁気特性、形状は特に
限定されない。

【００１１】また、コバルト被着酸化鉄としては、Co被
着Fe₃O₄、Co被着Fe₂O₃、Co被着FeO_x（1.34≦ｘ＜1.50）
が使用され、特にCo被着FeO_xが挙げられる。また、本発
明に用いられるコバルト被着酸化鉄は、針状の酸化鉄を
核として、通常のコバルト被着の方法で製造される。磁
気特性はコバルトの添加量、Fe²⁺量を製造条件等で操作
することにより所定のものに調節できる。コバルトの添
加量は通常１〜20重量％（原料の酸化鉄に対して）、好
ましくは２〜15重量％であり、Fe²⁺の量は通常0.5 〜30
重量％（コバルト被着酸化鉄全体における割合）、好ま
しくは１〜25重量％である。また、本発明に使用される
コバルト被着酸化鉄の平均長軸長及び保磁力以外の磁気
特性、形状は特に限定されないが、軸比は３〜10が好ま
しい。

【００１２】本発明においては、強磁性粉末(A) として
は、平均長軸長が0.2 μm 以下で針状のものが使用され
るが、針状比は３以上が好ましい。針状比が３未満では
磁場配向が低下する傾向を示す。

【００１３】また、本発明においては、上記強磁性粉末
(A) と共に、平均粒子径が0.3 μm以下で保磁力が150 O
e以下のマグネタイト粉末(B) が併用される。マグネタ
イト粉末の保磁力が150 Oeを超えると磁気特性が低下す
る。また、マグネタイト粉末の平均粒子径が0.3 μm を
超えると表面性が悪くなる。このようなマグネタイト粉
末としては、球状、六面体、八面体等の形状のもの或い
は不定形のものが市販されており、いずれを使用するこ
ともでき、数種類を併用することもできる。

【００１４】また、本発明においては、磁性層中の前記
強磁性粉末(A) と前記マグネタイト粉末(B) の重量比は
(B)／(A) ＝0.03〜0.3 である必要がある。かかる重量
比が0.03未満であるとマグネタイト粉末(B) の添加によ
る分散性向上効果が少なくなる。また、かかる重量比が
0.3を超えると磁気特性が低下する。

【００１５】なお、前記強磁性粉末(A) 及び前記マグネ
タイト粉末(B) は、更に分散性を向上させるために、表
面処理を施してもよい。かかる磁性粉末 (A)、(B) の表
面処理は、「Characterization of Powder Surfaces
」; Academic Pressを参考にすることができ、例えば
磁性粉末表面を無機質酸化物で被覆する方法が挙げられ
る。ここで用いられる無機質酸化物としては、Al₂O₃ 、
SiO₂、TiO₂、ZrO₂、SnO₂、Sb₂O₃ 、ZnO 等が挙げられ
る。これらは、組み合わせて使用してもよいし、単独で
用いることもできる。

【００１６】本発明によれば、本来、分散性の悪い磁性
粉末であった強磁性粉末(A) に、マグネタイト粉末(B)
を併用することにより、磁性層中で両磁性粉末が均一に
分散し、高S/N の磁気記録媒体が得られる。この理由
は、必ずしも明らかではないが、マグネタイト粉末(B)
は、強磁性粉末(A) 粒子の間に入り、均一に分散した状
態を安定に保つ効果を有しており、その結果磁性層の表
面平滑性が向上し、S/Nも向上するものと推定される。

【００１７】本発明の磁気記録媒体は、上記磁性粉末
(A)、(B) を含む磁性層以外に、その他の磁性層、非磁
性層を設けて、多層構造の磁気記録媒体とすることがで
きるが、この場合、上記磁性粉末 (A)、(B) を含む磁性
層を最上層（該磁性層が形成される基材の面において、
基材から最も遠い層）とすることが望ましい。非磁性層
は、適当な非磁性粒子からなる中間層などである。上記
磁性粉末(A)、(B)を含む磁性層の厚さは、0.05〜９μm
、好ましくは0.1〜５μm である。その他の磁性層及び
非磁性層の厚さは、0.1 〜５μm 、好ましくは 0.5〜４
μm である。

【００１８】本発明において、磁性層の形成（塗布）方
法は、前記磁性粉末 (A)、(B) を含む磁性層と、その他
の磁性層又は非磁性層を同時に形成する方法（多層同時
形成方法）又は１層ずつ順次形成する方法（逐次形成方
法）のいずれでもよく、１層ずつ形成する場合は１層ご
とにカレンダー処理してもよい。

【００１９】本発明の磁気記録媒体の磁性層を形成する
磁性塗料は、上記の如き磁性粉末(A) 、(B) と、結合
剤、有機溶媒等とからなる。

【００２０】本発明に使用される結合剤としては、ウレ
タン樹脂、特にスルホン酸基、スルホン酸金属塩基、ス
ルホベタイン基、カルボベタイン基、アミノ基、水酸
基、エポキシ基等の極性基を含有するポリウレタン樹
脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−塩
化ビニリデン共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル
共重合体等の塩化ビニル系共重合体であって、特にスル
ホン酸基、スルホン酸金属塩基、アミノ基等の極性基を
含有する塩化ビニル共重合体、ブタジエン−アクリロニ
トリル共重合体、ポリアミド樹脂、ポリビニルブチラー
ル、セルロース誘導体（セルロースアセテートブチレー
ト、セルロースプロピオネート、ニトロセルロース
等）、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリエステル樹
脂、各種の合成ゴム系、フェノール樹脂、エポキシ樹
脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノキシ樹脂、シリコ
ン樹脂、アクリル系反応樹脂、高分子量ポリエステル樹
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、尿素ホル
ムアルデヒド樹脂、低分子量グリコール／高分子量ジオ
ール／イソシアネートの混合物、及びこれらの混合物等
が例示される。通常、結合剤は磁性塗料中に3.0 〜10.0
重量％程度配合される。

【００２１】有機溶媒としては、シクロヘキサノン、メ
チルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチ
ル、酢酸ブチル、ベンゼン、トルエン、キシレン、ジメ
チルスルホキシド、テトラヒドロフラン、ジオキサン
等、使用する結合剤樹脂を溶解するのに適した溶剤が特
に制限されることなく単独又は二種以上混合して使用さ
れる。通常、有機溶媒は磁性塗料中に20〜80重量％程度
配合される。

【００２２】なお、磁性塗料中には、通常使用されてい
る各種添加剤、例えば分散剤、研磨剤、潤滑剤などを適
宜に添加使用してもよい。分散剤としては、レシチン、
ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオ
ン系界面活性剤等が使用できる。研磨剤としては、α−
アルミナ、溶融アルミナ、酸化クロム(Cr₂O₃) 、酸化
鉄、炭化ケイ素、コランダム、ダイヤモンド等の平均粒
子径0.05〜１μm の微粉末が使用でき、通常前記したよ
うな結合剤100 重量部に対し0.5 〜100 重量部加えられ
る。また、潤滑剤としては、各種のポリシロキサン等の
シリコーンオイル、グラファイト、二硫化モリブデン等
の無機粉末、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレ
ン等のプラスチック微粉末、高級脂肪酸、高級アルコー
ル、高級脂肪酸エステル、フルオロカーボン類などが前
述した結合剤 100重量部に対して0.1 〜50重量部の割合
で添加される。

【００２３】本発明の磁気記録媒体に用いられる基材と
しては、合成樹脂（例えば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、ポリ
アミド、ポリオレフィン、セルロース系誘導体）、非磁
性の金属、ガラス、セラミック、紙等が挙げられ、その
形態は、フィルム、テープ、シート、カード、ディスク
等で使用される。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、磁性粉末の分散性が向
上し、表面性が向上するため、高S/Nの磁気記録媒体が
得られる。

【００２５】

【実施例】以下実施例にて本発明を更に説明するが、本
発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

【００２６】実施例１ 下記の成分をサンドミルにて分散し、磁性塗料を調製し
た。 ＜磁性塗料配合＞ ・針状強磁性粉末 100 重量部 〔Fe：Ni：Al＝92：５：３（重量比）からなる合金粉末、 平均長軸長0.15μm、保磁力1600 Oe、飽和磁化125emu／ｇ〕 ・マグネタイト粉末 10 重量部 〔平均粒子径0.1 μm 、球状、保磁力65 Oe 、 飽和磁化84 emu／ｇ、残留磁化５ emu／ｇ〕 ・アルミナ（平均粒子径0.3 μm ） 6 重量部 ・カーボンブラック（平均粒子径40〜50nm） 1 重量部 ・スルホン酸基含有塩化ビニル−アクリル酸共重合体樹脂 10 重量部 ・スルホン酸基含有ポリウレタン樹脂 4 重量部 ・ステアリン酸 1 重量部 ・２−エチルヘキシルステアレート 2 重量部 ・ポリイソシアネート 4 重量部 〔コロネートHX、日本ポリウレタン工業 (株) 製の硬化剤〕 ・溶剤 230 重量部 グラビアロールにて乾燥後の厚さが2.5 μm になるよう
に厚さ７μm のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）
フィルム上に上記磁性塗料を塗布し、5000 Gの磁場強度
で長手配向した後、乾燥して磁性層を形成し、更にカレ
ンダー処理（80℃）後、50℃で24時間エージングした。

【００２７】続いて、下記成分をサンドミルにて混合し
て調製したバックコート層用塗料を、フィルムの磁性層
を設けた面の反対の面に、乾燥厚み 0.5μm となるよう
に塗布し、その後、50℃で24時間エージングした。 ＜バックコート層層用塗料成分＞ ・カーボンブラック（平均粒子径0.02μm ） 32 重量部 ・カーボンブラック（平均粒子径0.06μm ） 8 重量部 ・ポリウレタン樹脂 20 重量部 （日本ポリウレタン (株) 製、ニッポラン２３０１） ・ニトロセルロース 20 重量部 （Hercules Powder CO. による粘度表示が１／２秒のもの） ・ポリイソシアネート 4 重量部 〔コロネートHX、日本ポリウレタン工業 (株) 製の硬化剤〕 ・ステアリン酸 1 重量部 ・溶剤 320 重量部。

【００２８】以上のようにして、磁性層及びバックコー
ト層が形成されたフィルムを８mm幅のテープ状に裁断
し、８mmカセットケースに装填して録画時間 120分の８
mmビデオカセットを作製した。

【００２９】実施例２ 実施例１の磁性塗料配合において、針状強磁性粉末とし
て、Fe：Ni：Al：Y ：Co＝90：１：２：２：５（重量
比）からなる合金粉末〔平均長軸長0.12μm 、保磁力17
50 Oe 、飽和磁化128emu／ｇ〕を100 重量部を用い、ま
た、マグネタイト粉末として、平均粒子径0.13μm 、球
状、保磁力92 Oe 、飽和磁化83 emu／ｇ、残留磁化５ e
mu／ｇのマグネタイト粉末を12重量部用いた以外は、実
施例１と同様にして８mmビデオカセットを作製した。

【００３０】実施例３ 実施例１の磁性塗料配合において、針状強磁性粉末とし
て、平均長軸長 0.13μm 、保磁力1630 Oe 、飽和磁化
78emu／ｇのCo−γ−FeO_x（1.34≦ｘ＜1.50）を100 重
量部を用い、また、マグネタイト粉末として、平均粒子
径0.15μm 、八面体、保磁力145 Oe、飽和磁化82 emu／
ｇ、残留磁化８ emu／ｇのマグネタイト粉末を８重量部
用いた以外は、実施例１と同様にして８mmビデオカセッ
トを作製した。

【００３１】実施例４ 実施例２の磁性塗料配合を上層用の磁性塗料とし、下記
に示す塗料配合を下層用の磁性塗料として、二層の磁性
層を有する８mmビデオカセットを作製した。

【００３２】 ＜下層用磁性塗料配合＞ ・針状コバルト被着酸化鉄 100 重量部 〔平均長軸長0.13μm 、保磁力 850 Oe 、飽和磁化84 emu／ｇ〕 ・カーボンブラック（平均粒子径40〜50nm） 10 重量部 ・アミノ基含有塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂 6 重量部 ・アミノ基含有ポリウレタン樹脂 6 重量部 ・２−エチルヘキシルステアレート 4 重量部 ・ポリイソシアネート 2 重量部 〔コロネートHX、日本ポリウレタン工業 (株) 製の硬化剤〕 ・溶剤 120 重量部 グラビアロールにて乾燥後の厚さが 2.5μm になるよう
に厚さ７μm のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）
フィルム上に上記下層用の磁性塗料を塗布し、5000 Gの
磁場強度で長手配向した後、乾燥して下層磁性層を形成
した。次いで、当該下層磁性層の上に、実施例２の磁性
塗料を、乾燥後の厚さが 0.2μm になるように塗布し、
5000 Gの磁場強度で長手配向した後、乾燥して上層磁性
層を形成し、更にカレンダー処理（80℃）後、50℃で24
時間エージングした。その後、実施例１と同様に厚さ
0.5μm のバックコート層を形成し、以下、実施例１と
同様に８mmビデオカセットを作製した。

【００３３】実施例５ 実施例３の磁性塗料配合を上層用の磁性塗料とし、下記
に示す塗料配合を非磁性層（中間層）用の磁性塗料とし
て、多層構造の８mmビデオカセットを作製した。

【００３４】 ＜中間層用塗料配合＞ ・TiO₂（平均粒子径30nm） 90 重量部 ・カーボンブラック（平均粒子径20nm） 10 重量部 ・アミノ基含有塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂 15 重量部 ・水酸基含有ポリウレタン樹脂 15 重量部 ・ポリイソシアネート 2 重量部 〔コロネートHX、日本ポリウレタン工業 (株) 製の硬化剤〕 ・２−エチルヘキシルステアレート 1 重量部 ・溶剤 200 重量部 グラビアロールにて乾燥後の厚さが 2.5μm になるよう
に厚さ７μm のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）
フィルム上に上記中間層用の磁性塗料を塗布しした後、
乾燥して中間層を形成した。次いで、当該中間層の上
に、実施例３の磁性塗料を、乾燥後の厚さが 0.2μmに
なるように塗布し、5000 Gの磁場強度で長手配向した
後、乾燥して磁性層を形成し、更にカレンダー処理（80
℃）後、50℃で24時間エージングした。その後、実施例
１と同様に厚さ 0.5μm のバックコート層を形成し、以
下、実施例１と同様に８mmビデオカセットを作製した。

【００３５】比較例１ 実施例１の磁性塗料配合において、マグネタイト粉末を
配合せずに実施例１と同様にして８mmビデオカセットを
作製した。

【００３６】比較例２ 実施例２の磁性塗料配合において、マグネタイト粉末を
配合せずに実施例１と同様にして８mmビデオカセットを
作製した。

【００３７】比較例３ 実施例３の磁性塗料配合において、マグネタイト粉末を
配合せずに実施例１と同様にして８mmビデオカセットを
作製した。

【００３８】比較例４ 実施例３の磁性塗料配合において、Co−γ−FeO_xの配合
量を70重量部とし、マグネタイト粉末の配合量を40重量
部として、その他の配合及び製造法は実施例３と同様に
して８mmビデオカセットを作製した。

【００３９】上記実施例１〜５及び比較例１〜４によっ
て得られた８mmビデオカセットについて、以下の方法で
S/N を評価した。その結果を表１に示す。 ＜S/N の評価方法＞８mmビデオカセットを、ノイズメー
ターを接続した市販の８mmＶＴＲ装置にセットし、輝度
S/N を、50％ホワイト信号を記録、再生してノイズメー
ターで測定した。また、カラーS/N (AM,PM) もこれに準
じて測定した。

【００４０】

【表１】

【００４１】なお、表１中、各S/N は、比較例３の値を
基準（０dB）とする相対値で示してある。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基材と、該基材上に形成され、平均長軸
   長が0.2 μm 以下で保磁力が1500 Oe 以上の針状の強磁
   性粉末(A) と、平均粒子径が0.3 μm 以下で保磁力が15
   0 Oe以下のマグネタイト粉末(B) と結合剤とからなる磁
   性層を有し、且つ前記磁性層中の前記強磁性粉末(A)と
   前記マグネタイト粉末(B)の重量比が (B)／(A) ＝0.03
   〜0.3 である磁気記録媒体。
2. 【請求項２】 前記磁性層を最上層とする多層構造を有
   する請求項１記載の磁気記録媒体。
3. 【請求項３】 前記強磁性粉末(A) がコバルト被着酸化
   鉄粉末である請求項１又は２記載の磁気記録媒体。