JPH0997414A - 磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＡＭ性変調ノイズに直接影響を与える要因を
正確に評価する方法を得て、ＡＭ性変調ノイズの良好な
磁気記録媒体を提供する。 【解決手段】 非磁性支持体上に強磁性粉末を結合剤中
に分散して得られる磁性塗料を塗布した磁性層を有する
磁気記録媒体において、磁性層の表面粗さ曲線における
２０μｍ以上８０μｍ以下の波長成分の強度平均をＰ、
最大値をＰｍとした時に、Ｐ×Ｐｍ≦０．５である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非磁性支持体上に
磁性粉末と樹脂結合剤を主体とする磁性塗料が塗布され
て磁性層が形成される、いわゆる塗布型の磁気記録媒体
に関し、更に詳しくは、ＡＭ性変調ノイズの低減が図ら
れる磁気記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、データ信号や映像信号等の情報信
号を記録する磁気テープとして、ポリエステルやポリエ
チレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる非磁性支持体
上に酸化物磁性粉末や合金粉末等の粉末磁性材料を有機
高分子材料からなる結合剤中に分散せしめた磁性塗料を
塗布、乾燥することにより磁性層を形成した、いわゆる
塗布型の磁気テープが広く使用されている。

【０００３】この塗布型磁気記録媒体において、ＡＭ性
変調ノイズは、一般に用いられるアナログＶＴＲの場
合、低域変換されたクロマ信号のＡＭノイズとなり、デ
ィジタルＶＴＲの場合、エラーの原因となるため、少な
いことが望まれる。ここで、ＡＭ性変調ノイズは、磁気
記録システムの相対速度をｖ、最短記録波長となる信号
の周波数をｆｃ、記録波長λｎ＝１０μｍ以上となる信
号周波数ｆｎ（ただし、ｆｎ＝ｖ／λｎ）としたとき、
ｆｃ±ｆｎの範囲内ノイズである。

【０００４】キャリア信号近傍のＡＭ性変調ノイズは、
磁性層の表面性に影響されることは知られており、磁性
層表面の平滑化でＡＭ性変調ノイズの低減がなされると
考えられている。これは、磁気記録媒体の磁性粒子の形
状・寸法の不均一、塗布むら、磁性層表面の凹凸などに
より再生信号振幅が揺らぐためで、この揺らぎにより変
調をかけたことになると考えられるからである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のいわ
ゆる塗布型の磁気記録媒体において、磁気記録媒体の磁
性層の表面性は、磁気記録媒体の磁性層の表面性が中心
線平均粗さ（Ｒａ）や十点平均粗さ（Ｒｚ）で表現する
のが一般的である。

【０００６】しかしながら、本発明者等の研究の結果で
は、これらの中心線平均粗さ（Ｒａ）や十点平均粗さ
（Ｒｚ）の数値は、表面全体を平均化したり、ある特定
の部分に注目したものであるが、一般に用いられる中心
線平均粗さ（Ｒａ）を基準に磁性層表面を平滑化しても
必ずしもＡＭ性変調ノイズが低減されるわけではないこ
とがわかってきた。

【０００７】このように、従来では、ＡＭ性変調ノイズ
に直接影響を与える要因を適切な数値等で表現すること
は出来なかった。したがって、ＡＭ性変調ノイズの低減
が有効に図られる磁気記録媒体が製造されているといい
得るものではなかった。そこで、本発明は、ＡＭ性変調
ノイズに直接影響を与える要因を正確に評価する方法を
得て、ＡＭ性変調ノイズの良好な磁気記録媒体を提供す
ることを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述の目
的を達成するために鋭意研究の結果、ＡＭ性変調ノイズ
の発生源が磁性層表面の、うねり成分には至らない表面
粗さの２０〜８０μｍの長波長成分であることを見つけ
出した。

【０００９】すなわち、ＡＭ性変調ノイズの発生メカニ
ズムを図１に示す。表面性の異なる３種類の磁気テープ
（ａ），（ｂ），（ｃ）に、単一周波数信号を記録した
時の図１の左側が磁気テープの表面形状、右側が再生波
形を示している。表面１に凹凸のある磁気テープ（ａ）
や磁気テープ（ｂ）の場合、凹部分では、記録再生時に
ヘッドとの間にスペーシングを生じ出力が小さくなるの
で、再生波形が、磁気テープ表面１のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、
Ｅ、Ｆの凹凸に対応して、大きくなったり小さくなった
りする。更に再生波形の大小の操返しの振幅（大きさ）
は、磁気テープ表面１の凹凸の大小に比例するから、磁
気テープ（ａ）と磁気テープ（ｂ）の再生波形には図１
中右側に示すような違いが生じる。凹凸のない場合は、
再生波形も平坦になる。

【００１０】磁気テープ（ａ）、（ｂ）の再生波形は、
電気的にＡＭ変調された信号と同様の波形で、今仮に凹
凸の波長を２０μｍ、相対速度を１０ｍ／ｓとすると、
再生波形大小の繰返し周波数は、ｆｎ＝ｖ／λｎの関係
式から、５００ｋＨｚと算出され、スペクトルとして図
２中左側のように現れる。

【００１１】ここで、記録したのは、単一周波数信号
（キャリア信号）だけなので、キャリア信号±５００ｋ
Ｈｚに存在する成分は、ノイズと表現される。つまり、
表面の凹凸が再生波形をＡＭ変調し、ノイズを発生させ
る。このノイズ成分の大きさは、再生波形の凹凸の量、
大きさに比例するから、磁気テープ（ｃ）＝（０）、磁
気テープ（ｂ）＝（太線）、磁気テープ（ａ）の順に大
きくなる。以上が磁性層表面粗度とＡＭ性ノイズの関係
である。

【００１２】しかし、実際の磁気テープの表面は、複雑
な凹凸パターンの組み合せで構成されていることから、
種々の周波数のノイズが発生し、下図右側の様な変調ノ
イズがスペクトラムとして現れるものと考えられる。磁
気テープの表面凹凸の波長成分とノイズの周波数成分の
大小が１：１に対応するとは言えないが、一般の磁気記
録システムで、スペクトラム上のノイズの盛り上りの範
囲を周波数から波長に計算し直すと、およそ１０μｍ以
上の長い波長であることがわかる。

【００１３】本発明者等の実験の結果では、ノイズ盛り
上り（ＡＭ性変調ノイズ）と、２０μｍ〜８０μｍの波
長成分との関わりが深いことから、この２０μｍ〜８０
μｍの範囲の波長成分を減らすことにより、全体的な盛
り上り（ＡＭ変調性ノイズ）を減らすことが可能である
ことを見い出した。

【００１４】各波長成分は、表面粗さ曲線をフーリエ解
析し、そのパワースペクトルから求めることができる。
本発明においては、長波長成分として２０μｍ以上、８
０μｍ以下の範囲について強度（パワー）の平均値を
Ｐ、強度（パワー）の最大値をＰｍとした。

【００１５】本発明は、磁気記録媒体の磁性層表面の２
０μｍ以上、８０μｍ以下の長波長成分強度平均をＰ、
最大値をＰｍとしたとき、Ｐ×Ｐｍ≦０．５とすること
で、ＡＭ性変調ノイズの低減が図られる磁気記録媒体が
得られることを明確にした。ここで、上記磁性塗料は、
保磁力（Ｈｃ）が１４０〜１９０ｋＡ／ｍであり、長軸
長が０．０６〜０．１８μｍである磁性粉末を結合剤中
に分散して得られるものとすることが好ましい。

【００１６】さらに好ましくは、上記磁性塗料を用い、
磁性層の厚さを３μｍ以下とする。強磁性粉末として
は、例えばＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｆｅ−Ｃｏ，Ｆｅ−Ｎ
ｉ，Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ，Ｃｏ−Ｎｉ，Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ，
Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ−Ｂ，Ｍｎ−Ｂｉ，Ｍｎ−Ａｌ−Ｆｅ
−Ｃｏ−Ｖ等が挙げられ、さらにこれらの種々の特性を
改善する目的で、Ａｌ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｃ
ｕ，Ｚｎ等の金属成分が添加されたものであってもよ
い。なお、以上の金属磁性粉に限らず酸化物系の磁性分
にも適用することができる。

【００１７】磁性層は、上記磁性粉末を結合剤中に分散
させたものであるが、通常この種の結合剤としては、通
常の塗布型磁気記録媒体に使用されるものとして公知の
ものであれば特に限定されない。例として、ポリエステ
ルやポリカーボネートまたはポリエーテル系のポリウレ
タン樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル系共重合体、
セルロース誘導体、フェノキシ樹脂、アクリル酸エステ
ル系共重合体、塩化ビニリデン系共重合体、スチレン・
ブタジエン系共重合体などが挙げられる。

【００１８】ここで、良好な分散性を得るために、用い
る結合剤の一部または全部に、 −ＳＯ₃Ｍ，−Ｏ‐ＳＯ₃Ｍ，−ＮＲ₄Ｘ，−ＮＲ₂ （ここで、ＭはＨ，Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，ＮＲ₄，Ｒはアル
キル基またはＨ，Ｘはハロゲン原子を示す。）等の極性
基を有することが好ましい。これらの量は結合剤ｌｇ当
たり０．０３〜０．３ｍｍｏｌが好ましい。

【００１９】また、結合剤１ｇ当たり０．０３ｍｍｏｌ
より少ないと効果が小さく、結合剤ｌｇ当たり０．３ｍ
ｍｏｌより多い場合には吸湿性が高くなり耐候性が悪く
なるばかりでなく、かえって分散性が悪化してしまう場
合がある。またこれらはｌ種類でも２種類以上含まれて
も良い。結合剤に架橋構造を形成するために、硬化剤と
して、ポリイソシアネートを添加してもよい。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
−ジフェ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、キシレンジイソシアネート、イソホ
ロンジイソシアネートなどのイソシアネート類及びこれ
らのイソシアネート類とトリメチロールプロパンなどの
多価アルコールとの付加体またはイソシアネート類の縮
合生成物などを使用することができる。

【００２０】本発明に用いられる潤滑剤としては、ミリ
スチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸な
どの高級脂肪酸類及びそれらの金属やアミンとの塩類、
脂肪酸とｌ価アルコール類とのエステル化合物が代表と
して挙げられる。脂肪酸のエステル化合物としては、炭
素数ｌ０〜２４の一塩基性脂肪酸（分岐していても、不
飽和結合を含んでも良い）と炭素数ｌ〜ｌ８の一価のア
ルコール（分岐していても、不飽和結合を含んでも良
い）やアルキレンオキサイドのモノアルキルエーテルと
からなるエステル化合物が用いられる。これらの例とし
て、ステアリン酸メチル、ステアリン酸エチル、ステア
リン酸プロピル、ステアリン酸ブチル、ステアリン酸ｓ
ｅｃ‐ブチル、ステアリン酸ｔｅｒｔ-ブチル、ステア
リン酸イソブチル、ステアリン酸ペンチル、ステアリン
酸ヘプチル、ステアリン酸オクチル、ステアリン酸ブト
キシエチル、パルミチン酸ブチル、パルミチン酸ペンチ
ル、パルミチン酸ヘプチル、パルミチン酸オクチル、パ
ルミチン酸イソオクチル、ミリスチン酸オクチル、ミリ
スチン酸オクチル、オレイン酸オレイルなどが挙げられ
る。

【００２１】さらに、脂肪酸と二から六価のアルコール
類とのエステル化合物、脂肪酸などで変性したものを含
むシリコンオイル、アルキル燐酸エステルが挙げられ
る。これらにはエチレンオキサイドなどの付加によりエ
一テル結合など他の置換基が含まれても良いし一部フッ
素が含まれてもよい。

【００２２】さらに、パフロロポリエーテル及びその変
性物、２硫化モリブデンやグラファイトなどの固体潤滑
剤などを用いることもできる。これらは磁性塗料の混合
・分散の初期、途中、終了時いずれに添加してもよく、
さらに、磁性層が形成された後にトップコートしても良
い。

【００２３】研磨剤としては、アルミナ、酸化クロム、
酸化チタン、α‐酸化鉄、炭化ケイ素、コランダム、
（人造）ダイヤモンドなどが挙げられる。これらは、粉
体状態で磁性塗料に添加しても良いし、強磁性粉末とは
別に分散したスラリー状態で磁性塗料の混合・分散の初
期、途中、終了時いずれに添加しても良い。その他添加
剤として、カーボンブラックなど帯電防止効果や遮光効
果さらに摩擦低減効果などのあるものや、分散効果、架
橋の促進効果、可塑効果などを目的として公知の各種原
材料を用いることもできる。

【００２４】塗料化に用いる溶剤は、メチルエチルケト
ンやシクロヘキサノンなどのケトン類、メタノールやイ
ソプロピルアルコールなどのアルコール類、酢酸エチル
や酢酸ブチルなどのエステル類、トルエンやベンゼンな
どの芳香族炭化水素類、四塩化炭素やクロロホルムなど
の塩素化炭化水素類、ジオキサンやジエチレングリコー
ルモノエチルエーテルなどの工一テル類などが挙げられ
る。

【００２５】これらからなる磁性塗料を塗布する非磁性
支持体としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエ
チレンナフタレートなどのポリエステル類、アラミドな
どのポリアミドまたはイミド類，ポリプロピレンなどの
ポリオレフィン類、セルローストリアセテートなどのセ
ルロース類やポリカーボネートなどその他のプラスティ
ックやアルミニウムなどの金属さらにガラスやその他セ
ラミックスなどが挙げられる。

【００２６】また、磁性層は単層であっても良いし、２
層以上の多層であっても良い。さらに、非磁性支持体上
の磁性層と同じ側にα・酸化鉄、カーボンブラック、酸
化チタン、炭酸カルシウム、アルミナなどの非磁性また
は磁性の非常に小さい粉末と結合剤とを主体とする下塗
層を設けても良い。

【００２７】以上が本発明の基本的な構成であるが、磁
気記録媒体の構成はこれに限られず、例えば、非磁性支
持体の磁性層が形成される側とは反対側に非磁性または
磁性粉末と結合剤を主体としたバックコート層を形成し
ても良い。バックコート層に用いる非磁性粉末として
は、カーボンブラックを主体とするものが一般である
が、炭酸カルシウム、アルミナ、酸化チタン、α‐酸化
鉄などが挙げられる。

【００２８】また、磁性粉末としては、磁性層に用いる
ものとして先に例示したものいずれも使用可能である。
それらを単独または組み合わせて用いても良い。結合剤
及びその他の添加剤としては、磁性層に用いるものとし
て先に例示したものいずれも使用可能である。それらを
単独または組み合わせて用いても良い。

【００２９】

【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、本発明はこの実施例に限定されるものではな
い。実施例１として、表１の組成からなる磁性塗料を調
整した。

【００３０】

【表１】

【００３１】表１の材料をサンドミル分散した後、硬化
剤（コロネートＬ）２０重量部添加し、攪拌後これを厚
さ１０．５μｍで内添フィラーの粒径、量、種類を変え
て表面性を調整した２種類（Ａ、Ｂ）のポリエチレンテ
レフタレートのベースフィルム上に塗布した。その後、
磁場配向処理を行い、適度に乾燥させて巻取りした。

【００３２】さらに温度、圧力、処理スピードの調整
（カレンダー処理）により、磁性表面の長波長成分を増
減させる硬化処理を行った。このときの磁性層厚みが、
２．５μｍになるように塗布時の磁性層厚みは調整す
る。その後、表２組成のバックコート層用塗料を磁性層
とは反対側のフィルム面に塗布し、０．５μｍ厚となる
ようにバックコート層を形成した。

【００３３】

【表２】

【００３４】ベースＡ：Ｒａ＝２．２（ｎｍ）、ベース
Ｂ：Ｒａ：６．８（ｎｍ） このようにして得られた磁気記録用磁気テープが表３の
試作テープ（基準テープを含むＮｏ１〜Ｎｏ１０）であ
る。 実験 以下に本発明における各種測定の方法について述べる。

【００３５】表面粗度Ｒａ及び波長成分強度は、小坂研
究所製の表面形状測定器一式（ＥＴＢ−３０ＨＫ，ＥＴ
−３０ＨＫ，ＳＰＡ−１１）、ＰＯＷＥＲ ＦＥＴプロ
グラム（パワースペクトルを求めるプロブラム）及びＰ
ＡＮＡＦＡＣＯＭ製Ｃ２８０ＥＸ（データ解析用コンピ
ューター）を使用し、磁性層表面は非接触、ベースフィ
ルムの表面は触針により測定をした。

【００３６】このときカットオフは０．０８ｍｍ、資料
測定長は２５０μｍ、測定ピッチは０．５μｍ、粗さ曲
線の測定本数は５０本とした。本発明においては、表面
粗さ曲線をフーリエ解析し、パワースペクトルを求める
方法として、小坂研究所製ＰＯＷＥＲ ＦＥＴプログラ
ムを使用し、長波長成分として２０μｍ以上、８０μｍ
以下の範囲について強度（パワー）の平均値をＰ（プロ
グラム中ではＡＰで表される）、強度（パワー）の最大
値をＰｍと表した。

【００３７】ＡＭ性変調ノイズの測定は、ソニー社製
（商品名；ディジタルβ−ｃａｍ ＤＶＷ−５０ＯＰ）
を用いて、３２ＭＨｚのキャリア信号を磁気テープ上に
記録再生し、スペクトラムアナライザーにて３１ＭＨｚ
の出力を読み取る方法を用いた。

【００３８】このようにして得られた結果を表３に示
す。

【００３９】

【表３】

【００４０】ここで、本発明にかかる測定の正確性を見
るために磁性層表面の中心線平均粗さ（Ｒａ）について
も用意して比較した。この表３の結果から明かなよう
に、ベースフィルムの磁性層表面の中心線平均粗さ（Ｒ
ａ）に関わらず、本発明のＰ×Ｐｍが≦０．５とする磁
気記録媒体は、基準試作テープ（筆頭に掲載）よりもＡ
Ｍ性変調ノイズが少なくなっていることがわかる。

【００４１】このように、ＡＭ性変調ノイズに影響を与
える磁性層の表面性は、一般に用いられる中心線平均粗
さ（Ｒａ）のようなもので表される数値ではなく、磁性
層表面の比較的長波長の波長成分強度の大小の方が大き
な影響を与えていることがわかった。

【００４２】

【発明の効果】本発明にかかる磁気記録媒体は、磁性層
の２０μｍ以上８０μｍ以下の表面の長波長成分強度平
均をＰ、２０μｍ以上８０μｍ以下の表面の長波長成分
強度の最大値をＰｍとした時に、Ｐ×Ｐｍ≦０．５とす
ることこにより、ＡＭ性変調ノイズの低減が図られる磁
気記録媒体を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＡＭ性変調ノイズの発生メカニズムを示す図で
ある。

【図２】ＡＭ変調ノイズの周波数スペクトルを示す図で
ある。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非磁性支持体上に強磁性粉末を結合剤中
   に分散して得られる磁性塗料を塗布した磁性層を有する
   磁気記録媒体において、 磁性層の表面粗さ曲線における２０μｍ以上８０μｍ以
   下の波長成分の強度平均をＰ、最大値をＰｍとした時
   に、 Ｐ×Ｐｍ≦０．５ であることを特徴とする磁気記録媒体。
2. 【請求項２】 強磁性粉末の保磁力（Ｈｃ）が１４０〜
   １９０ｋＡ／ｍであり、長軸長が０．０６〜０．１８μ
   ｍ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】 磁性層の厚さが３μｍ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。