JPH0757241A

JPH0757241A - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH0757241A
Application number: JP19846493A
Authority: JP
Inventors: Hikoyoshi Momoi; 彦佳桃井; Hitoshi Watanabe; 仁渡辺
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1993-08-10
Filing date: 1993-08-10
Publication date: 1995-03-03

Abstract

(57)【要約】【構成】非磁性支持体上に磁性粉末と結合剤とを主体
とする磁性層が形成されてなる磁気記録媒体において、
上記磁性層中に平均粒径が０．３〜０．５μｍのＡｌ₂
Ｏ₃と平均粒径が１．１〜１．４μｍのＡｌ₂Ｏ₃を含
有させる。【効果】薄膜タイプの磁性層にも適度な研磨力を付与
できるようになり、大記録容量であるとともに、記録再
生に際する磁気ヘッドの酸化変色が防止でき、良好な記
録再生特性を発揮する磁気記録媒体を得ることが可能と
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁性粉末と結合剤を主
体とする磁性塗膜を磁性層とする，いわゆる塗布型の磁
気記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば磁気テープやフロッピーディスク
等の磁気記録媒体としては、非磁性支持体上に磁性粉末
や樹脂結合剤，有機溶剤，各種添加剤等を分散して調製
される磁性塗料を塗布することで磁性層が形成された，
いわゆる塗布型の磁気記録媒体が、生産性，汎用性に優
れることから主流を占めているのが現状である。

【０００３】このような塗布型の磁気記録媒体を用いる
磁気記録装置においては、近年益々記録の高密度化が進
行しており、それに対応して磁気記録媒体としてもその
ような高密度記録に対応可能であることが要求されるよ
うになっている。このため、上記塗布型の磁気記録媒体
においては、酸化物磁性粉末に代わって金属磁性粉末，
合金磁性粉末を用いることにより保磁力，残留磁束密度
の向上を図ったり、磁性粉末の粒子サイズの微小化，磁
性層表面の平滑化がなされるようになっている。

【０００４】ここで、以上のように高密度記録特性の向
上が図られた塗布型の磁気記録媒体を用いる場合には、
磁気ヘッドとしては飽和磁束密度の大きいセンダストや
アモルファスといった金属，合金をコア材料とする磁気
ヘッドを組み合わせて用いることが望ましい。しかし、
このような磁気記録媒体と金属，合金をコア材料とする
磁気ヘッドの組み合わせで記録再生を行った場合、以下
のような不都合も生じる。

【０００５】すなわち、磁気記録媒体及び磁気ヘッドが
共に金属材料で構成されていると、酸化現象を引き起こ
し易いこと，また磁性層の表面が平滑であると、磁気ヘ
ッドに与える摩耗効果が減少すること等により、磁気ヘ
ッドと磁性層表面の高速接触における発熱が助長され、
磁性層中に含まれるバインダ及びその他の添加物の分解
等が発生して磁気ヘッドの表面が酸化変色し、ヘッドの
面粗れを引き起こし、記録再生特性の劣化を引き起こす
といった不都合が発生する。

【０００６】このような不都合を改善する手段として
は、磁性層に平均粒径１．０μｍ以下のＡｌ₂Ｏ₃粉末
（例えば粒径０，３μｍ程度のＡｌ₂Ｏ₃粉末）を１重
量部〜２０重量部添加することが提案されている。これ
はＡｌ₂Ｏ₃粉末を添加することで磁性層に研磨力を付
与し、これにより磁気ヘッドと磁性層表面との高速接触
による発熱を抑え、磁気ヘッド表面の酸化変色を抑えよ
うとするものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、磁性層
に平均粒径１．０μｍ以下のＡｌ₂Ｏ₃粉末を１重量部
〜２０重量部添加するのでは、占有体積当たりの記録量
の増大を図るべく磁気記録媒体を薄膜化した場合に対応
できない。すなわち、薄膜タイプの磁気記録媒体では、
コシが弱いため、磁気ヘッドドラムの周りでのエアフィ
ルムの出来方が比較的厚さの厚い磁気記録媒体とは異な
っており、磁気ヘッドに対する接触状態がよりきつい状
況になっている。このため、このような薄膜タイプの磁
気記録媒体の磁性層に平均粒径１．０μｍ以下のＡｌ₂
Ｏ₃粉末を添加しても厚膜タイプの磁気記録媒体に添加
する場合のような効果は得られず、やはりヘッドの酸化
変色が引き起こされ、エラーレートの増加が確認され
る。

【０００８】そこで、本発明はこのような従来の実情に
鑑みて提案されたものであり、薄膜タイプとした場合で
も磁性層に適度な研磨力を持たせることができ、大記録
容量であるとともに、記録再生に際する磁気ヘッドの酸
化変色が防止でき、良好な記録再生特性を発揮する磁気
記録媒体を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明者等が鋭意検討を重ねた結果、通常用いら
れている平均粒径が０．３μｍ程度のＡｌ₂Ｏ₃粉末に
加えて、平均粒径が１．１〜１．４μｍ程度の比較的大
粒径のＡｌ₂Ｏ₃粉末を用いれば、薄膜タイプの磁性層
にも適度な研磨力を付与することができ、記録再生に際
する磁気ヘッドの酸化変色が防止できるとの知見を得る
に至った。

【００１０】本発明の磁気記録媒体はこのような知見に
基づいて完成されたものであって、非磁性支持体上に磁
性粉末と結合剤とを主体とする磁性層が形成されてなる
磁気記録媒体において、上記磁性層中に平均粒径が０．
３〜０．５μｍのＡｌ₂Ｏ₃と平均粒径が１．１〜１．
４μｍのＡｌ₂Ｏ₃が含有されていることを特徴とする
ものである。

【００１１】また、上記平均粒径が１．１〜１．４μｍ
のＡｌ₂Ｏ₃は上記磁性粉末１００重量部に対して０．
５〜１．５重量部なる割合で磁性層中に含有されている
ことを特徴とするものである。さらに、上記磁性層の厚
さは１．５〜２．０μｍであることを特徴とするもので
ある。

【００１２】本発明が適用される磁気記録媒体は、非磁
性支持体上に、磁性粉末と樹脂結合剤とを主体とする磁
性層が形成されてなる，いわゆる塗布型の磁気記録媒体
である。

【００１３】本発明では、このような塗布型の磁気記録
媒体において磁性層中に平均粒径が０．３〜０．５μｍ
のＡｌ₂Ｏ₃粉末と平均粒径が１．１〜１．４μｍのＡ
ｌ₂Ｏ₃粉末を含有させることとする。このように平均
粒径が０．３〜０．５μｍの小粒径Ａｌ₂Ｏ₃粉末に加
えて平均粒径が１．１〜１．４μｍの大粒径Ａｌ₂Ｏ ₃
粉末を用いると、例え媒体が薄膜タイプであっても、磁
性層に適度な研磨力を付与することができる。したがっ
て、大記録容量であるとともに記録再生に際する磁気ヘ
ッドの酸化変色が防止でき、良好な記録再生特性を発揮
する磁気記録媒体が得られることになる。

【００１４】上記大粒径Ａｌ₂Ｏ₃粉末は、磁性粉末１
００重量部に対して０．５〜１．５重量部なる割合で磁
性層中に含有させることが好ましい。大粒径Ａｌ₂Ｏ₃
粉末の含有量が上記範囲を下回る場合には、大粒径Ａｌ
₂Ｏ₃粉末を添加する効果が十分に得られず、媒体が薄
膜タイプである場合に磁気ヘッドの酸化変色を完全に抑
えられない可能性が高い。また、大粒径Ａｌ₂Ｏ₃粉末
の含有量が上記範囲を上回る場合には、磁性層表面が粗
過ぎてしまい、スペーシングロスによる電磁変換特性の
劣化，磁気ヘッドの摩耗を誘発する虞れがある。

【００１５】なお、小粒径Ａｌ₂Ｏ₃粉末，大粒径Ａｌ
₂Ｏ₃粉末を添加する効果は、磁性層の膜厚を１．５〜
２．０μｍ程度としたときに良く発揮される。磁性層の
膜厚が１．５μｍ未満である場合には、磁性層の膜厚が
大粒径Ａｌ₂Ｏ₃粉末の粒径と略同じか、それよりも薄
くなり、磁性層表面が粗くなってしまう。これにより、
電磁変換特性の劣化，磁気ヘッドの摩耗が誘発される虞
れがある。逆に磁性層の膜厚が２．０μｍを越える場合
には、磁性層の研磨力が不足するようになり、磁気ヘッ
ドの酸化変色，再生出力の低下が引き起こされる虞れが
ある。

【００１６】なお、以上のような磁性層を構成する磁性
粉末，結合剤としては従来よりこの種の磁気記録媒体に
おいて用いられているものがいずれも使用可能である。

【００１７】例えば、磁性粉末としては、γ−Ｆｅ₂Ｏ
₃、コバルト被着γ−Ｆｅ₂Ｏ₃等の強磁性酸化鉄系粒
子、強磁性二酸化クロム系粒子、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等の
金属やこれらを含んだ合金からなる強磁性金属系粒子、
六角板状の六方晶フェライト微粒子等が例示される。

【００１８】結合剤としては、塩化ビニル，酢酸ビニ
ル，ビニルアルコール，塩化ビニリデン，アクリル酸エ
ステル，メタクリル酸エステル，スチレン，ブタジエ
ン，アクリロニトリル等の重合体、あるいはこれらの二
種以上を組み合わせた共重合体の他、ポリエステル樹
脂，エポキシ樹脂等が例示される。また、特に上記針状
磁性粉末をより良好に分散させる観点からスルホン酸金
属塩を含んだ樹脂あるいはスルホン酸金属塩を含んだ樹
脂と他の樹脂の複合樹脂等を用いることが望ましい。

【００１９】なお、磁性層には、前記磁性粉末、結合
剤、Ａｌ₂Ｏ₃粉末の他、添加剤として分散剤、帯電防
止剤、防錆剤等を添加するようにしても良い。これら添
加剤としては通常用いられているものがいずれも使用可
能である。

【００２０】また、磁性層を形成する非磁性支持体とし
ては、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、ポリプロピ
レン等のポリオレフィン類、セルローストリアセテー
ト、セルロースダイアセテート等のセルロース誘導体、
ポリアミド、ポリカーボネート等のプラスチックが挙げ
られる。また、Ｃｕ、Ａｌ、Ｚｎ等の金属、ガラス、窒
化硼素、Ｓｉカーバイド等のセラミック等も使用でき
る。これら非磁性支持体の表面には、磁性層の接着性を
向上させるために、中間層あるいは下塗層を設けても良
い。

【００２１】さらに非磁性支持体の磁性層を形成した側
とは反対側の面に、媒体の走行性向上のためにバックコ
ート層を形成したり、磁性層上にさらに潤滑剤，防錆剤
等よりなるトップコート層を形成するようにしても良
い。バックコート層に使用する非磁性粉末、結合剤、ト
ップコート層に使用する潤滑剤，防錆剤には従来公知の
材料を使用することができる。

【００２２】

【作用】非磁性支持体上に磁性粉末と結合剤とを主体と
する磁性層が形成されてなる磁気記録媒体において、上
記磁性層中に平均粒径が０．３〜０．５μｍのＡｌ₂Ｏ
₃粉末と平均粒径が１．１〜１．４μｍのＡｌ₂Ｏ₃粉
末を含有させると、例え媒体が薄膜タイプであっても、
磁性層には適度な研磨力が付与され、記録再生に際する
磁気ヘッドの酸化変色が抑えられ、良好な記録再生特性
を発揮するものとなる。

【００２３】なお、上記平均粒径が１．１〜１．４μｍ
のＡｌ₂Ｏ₃粉末の磁性層中の含有量及び磁性層の膜厚
を規制すると、Ａｌ₂Ｏ₃粉末を含有させることによっ
て副次的に発生してしまう電磁変換特性の劣化，磁気ヘ
ッドの摩耗が抑えられる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について実験結
果に基づいて説明する。

【００２５】実験例１磁性塗料の組成強磁性金属粒子（比表面積５０ｍ²／ｇ）１００重量部平均粒径０．３μｍのＡｌ₂Ｏ₃粉末８重量部平均粒径１．２μｍのＡｌ₂Ｏ₃粉末１重量部結合剤：ポリウレタン樹脂８重量部ＶＡＧＨ８重量部カーボンブラック４重量部ブチルステアレート２重量部ミリスチン酸１重量部メチルエチルケトン１５０重量部トルエン９０重量部

【００２６】以上の組成に準じて各種塗料成分を塗料分
散機中に投入して十分に混合分散させた。その後、これ
に架橋剤としてポリイソシアネートを樹脂成分に対して
１０重量％なる割合で添加し、均一分散状態となるよう
にさらに十分に混合攪拌して磁性塗料を調製した。この
磁性塗料を厚さ７μｍのポリエステルフィルム上に塗布
厚２μｍ（乾燥後）となるように塗布した後、カレンダ
で表面の鏡面化処理を行った。次いで、これを温度６０
℃下、１５時間硬化させた後、８ｍｍ幅にスリット加工
して磁気テープとした。これをサンプルテープ１とす
る。

【００２７】実験例２〜実験例１４平均粒径０．３μｍのＡｌ₂Ｏ₃粉末，平均粒径１．２
μｍのＡｌ₂Ｏ₃粉末をそれぞれ表１に示す量で磁性塗
料中に含有させたことを除いて実施例１と同様にして磁
気テープ（サンプルテープ２〜サンプルテープ１４）を
作製した。実験例１５磁性塗料中にＡｌ₂Ｏ₃粉末として平均粒径０．３μｍ
のものを８重量部，平均粒径０．５μｍのものを１重量
部添加したことを除いて、実施例１と同様にして磁気テ
ープを作製した。これをサンプルテープ１５とする。

【００２８】実験例１６磁性塗料中にＡｌ₂Ｏ₃粉末として平均粒径０．３μｍ
のものを８重量部，平均粒径０．９μｍのものを１重量
部添加したことを除いて、実施例１と同様にして磁気テ
ープを作製した。これをサンプルテープ１６とする。

【００２９】実験例１７磁性塗料中にＡｌ₂Ｏ₃粉末として平均粒径０．３μｍ
のものを８重量部，平均粒径１．５μｍのものを１重量
部添加したことを除いて、実施例１と同様にして磁気テ
ープを作製した。これをサンプルテープ１７とする。

【００３０】実験例１８磁性塗料中にＡｌ₂Ｏ₃粉末として平均粒径０．３μｍ
のものを８重量部，平均粒径１．８μｍのものを１重量
部添加したことを除いて、実施例１と同様にして磁気テ
ープを作製した。これをサンプルテープ１８とする。

【００３１】以上のようにして作製されたサンプルテー
プ１〜サンプルテープ１８をデータ８ミリ用ドライブ
（エクサバイト社製，商品名ＥＸＢ−８５００）で２０
０時間記録再生させた後、該ドライブに搭載されている
磁気ヘッドの表面変色，再生出力の劣化及び磁気ヘッド
摩耗量を評価した。その結果を表１，表２に示す。

【００３２】なお、ヘッドの表面変色の有無は目視で観
測することによって評価した。表中、○はヘッドの表面
に変色が起きていない場合，△はヘッドの表面に変色が
起きているが、問題ないレベルである場合，□はヘッド
の表面に変色が起きている場合，×はヘッドの表面が著
しく変色している場合をそれぞれ示すものである。

【００３３】電磁変換特性は、出力のエンベロープを測
定し、それを再生出力とすることによって評価した。再
生出力の劣化は、２００時間走行後の再生出力を、初期
の再生出力を１００％として相対値換算することで評価
した。表中、○は２００時間走行後の再生出力が初期の
再生出力の８０％以上である場合，△は２００時間走行
後の再生出力が初期の再生出力の７０％以上である場
合，□は２００時間走行後の再生出力が初期の再生出力
の６０％以上である場合，×は２００時間走行後の再生
出力が初期の再生出力の６０％未満である場合をそれぞ
れ示すものである。

【００３４】また、ヘッド摩耗量において、○はヘッド
の摩耗量が２μｍ以内である場合，△はヘッドの摩耗量
が４μｍ以内である場合，□はヘッドの摩耗量が６μｍ
未満である場合，×はヘッドの摩耗量が６μｍ以上であ
る場合をそれぞれ示すものである。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【表２】

【００３７】まず、磁性層に平均粒径０．３μｍのＡｌ
₂Ｏ₃粉末を８重量部，平均粒径１．２μｍのＡｌ₂Ｏ
₃粉末を２重量部含有させたサンプルテープ１と、サン
プルテープ１とはＡｌ₂Ｏ₃粉末の添加量が異なるサン
プルテープ２〜サンプルテープ１４の場合を比較する。

【００３８】サンプルテープ１の場合では、磁気ヘッド
表面に変色が生じず、磁気ヘッド表面の変色からくる再
生出力の劣化は見られない。これは磁性層中に平均粒径
１．２μｍのＡｌ₂Ｏ₃粉末を含有させたことにより、
磁性層の研磨力が向上したことによるものと考えられ
る。なお、この研磨力の向上は、磁気ヘッドを摩耗変化
させる程の実使用に対して問題となるようなものではな
い。

【００３９】また、サンプルテープ２〜サンプルテープ
５の場合も、サンプルテープ１と同様に磁気ヘッド表面
に変色が生じず、磁気ヘッド表面の変色からくる再生出
力の劣化は見られない。

【００４０】これに対して、磁性層中に平均粒径１．２
μｍのＡｌ₂Ｏ₃粉末を２重量部含有させたサンプルテ
ープ７，サンプルテープ８の場合では、磁気ヘッド表面
の変色，再生出力の劣化等については問題ないが、記録
再生初期に電磁変換特性が低く、またヘッドの摩耗量が
大きいといった問題がある。これは、磁性層表面の表面
粗度が高いことに起因しているものと思われる。

【００４１】また、磁性層中に平均粒径０．３μｍのＡ
ｌ₂Ｏ₃粉末を含有させていないサンプルテープ１０〜
サンプルテープ１２の場合では、電磁変換特性の測定等
は可能であったが、全体における研磨剤の含有量が少な
いことから研磨力が不足しており、ヘッド表面の変色等
を測定するのに設定した時間を走行させることができな
い。

【００４２】さらに、磁性層中に平均粒径１．２μｍの
Ａｌ₂Ｏ₃粉末を６重量部含有させたサンプルテープ１
３の場合では、磁気ヘッド表面の変色，再生出力の劣化
はなかったが、電磁変換特性が低く、ヘッドの摩耗量が
大きい。

【００４３】磁性層中にＡｌ₂Ｏ₃粉末を全く含まない
サンプルテープ１４の場合では、走行させると極短時間
で磁性層が破壊し、いずれの特性も評価することができ
ない。

【００４４】次に、サンプルテープ１と、サンプルテー
プ１とは用いるＡｌ₂Ｏ₃粉末の粒径が異なるサンプル
テープ１５〜サンプルテープ１８の場合を比較すると、
平均粒径１．２μｍのＡｌ₂Ｏ₃粉末の代わりに平均粒
径１．０μｍ未満のＡｌ₂Ｏ ₃粉末を使用したサンプル
テープ１５，サンプルテープ１６の場合では、磁気ヘッ
ドの表面変色の度合いは軽くなるが変色を完全に抑えき
ることはできない。逆に、平均粒径１．５μｍ以上のＡ
ｌ₂Ｏ₃粉末を使用したサンプルテープ１７，サンプル
テープ１８の場合では、磁気ヘッドの表面変色は抑えら
れるが、再生出力が大きく劣化し、満足する結果を得る
ことができない。これは、媒体の表面性の劣化，単位体
積あたりの磁性粉量が減少したことによるものと考えら
れる。

【００４５】以上のことから、電磁変換特性の劣化，磁
気ヘッド摩耗量の増大を抑えて、磁性層に研磨力を付与
し磁気ヘッドの表面変色を防止するためには、通常用い
られている平均粒径０．３μｍ程度の小粒径Ａｌ₂Ｏ₃
粉末に加えて、平均粒径１．１〜１．４μｍの大粒径Ａ
ｌ₂Ｏ₃粉末を０．５〜１．５重量部磁性層中に含有さ
せることが必要であることがわかる。

【００４６】実験例１９〜実験例２１乾燥後の磁性層が表３に示す膜厚となるように磁性塗料
を塗布したことを除いて実施例１と同様にして磁気テー
プを作製した（サンプルテープ１９〜サンプルテープ２
１）。

【００４７】作製されたサンプルテープ１９〜サンプル
テープ２１について上記データ８ミリ用ドライブ（エク
サバイト社製，商品名ＥＸＢ−８５００）で２００時間
記録再生させた後、該ドライブに搭載されている磁気ヘ
ッドの表面変色，再生出力劣化及びヘッド摩耗量を評価
した。その結果を表３に示す。なお、表３には先のサン
プルテープ１の評価結果も併せて示す。

【００４８】

【表３】

【００４９】磁性層の膜厚が２μｍであるサンプルテー
プ１に比べ、磁性層の膜厚を１μｍとしたサンプルテー
プ１９の場合では、磁性層の厚さがＡｌ₂Ｏ₃粉末の粒
径（１．２μｍ）よりも小さいために、磁性層表面が粗
れた状態となっており、電磁変換特性の値が安定しな
い。したがって、磁気ヘッドの表面の変色のないことだ
けは確認できたが、再生出力の劣化については評価でき
なかった。

【００５０】磁性層の膜厚を３μｍとしたサンプルテー
プ２０の場合では、サンプルテープ１に比べて磁性層が
少し厚くなっていることにより、磁性層を形成するに際
して、磁性層がカレンダー処理によって鏡面化しやす
い。このため磁気ヘッドに対する研磨力が不足し、磁気
ヘッドの表面の変色が起きやすくなったと思われる。

【００５１】磁性層の膜厚を４μｍ程度としたサンプル
テープ２１の場合では、サンプルテープ２０以上に磁性
層の膜厚が厚いことからさらに磁性層表面が鏡面化さ
れ、磁気ヘッドの表面を激しく変色させたものと考えら
れる。

【００５２】このことから、Ａｌ₂Ｏ₃粉末を含有させ
ることによって磁性層に適度な研磨力を付与するには磁
性層の厚さも重要であり、磁性層の厚さは１．５〜２．
０μｍの範囲とするのが適当であることがわかる。

【００５３】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明では、非磁性支持体上に磁性粉末と結合剤とを主体と
する磁性層が形成されてなる磁気記録媒体において、上
記磁性層中に平均粒径が０．３〜０．５μｍのＡｌ₂Ｏ
₃と平均粒径が１．１〜１．４μｍのＡｌ₂Ｏ₃を含有
させるので、薄膜タイプの磁性層にも適度な研磨力を付
与でき、大記録容量であるとともに、記録再生に際する
磁気ヘッドの酸化変色が防止でき、良好な記録再生特性
を発揮する磁気記録媒体を得ることが可能である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性支持体上に磁性粉末と結合剤とを
主体とする磁性層が形成されてなる磁気記録媒体におい
て、上記磁性層中に平均粒径が０．３〜０．５μｍのＡｌ₂
Ｏ₃と平均粒径が１．１〜１．４μｍのＡｌ₂Ｏ₃が含
有されていることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】上記平均粒径が１．１〜１．４μｍのＡ
ｌ₂Ｏ₃は上記磁性粉末１００重量部に対して０．５〜
１．５重量部なる割合で磁性層中に含有されていること
を特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。
【請求項３】上記磁性層の厚さは１．５〜２．０μｍ
であることを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。