JPS6069818A - 磁気記録媒体 - Google Patents

磁気記録媒体

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JPS6069818A
JPS6069818A JP17665683A JP17665683A JPS6069818A JP S6069818 A JPS6069818 A JP S6069818A JP 17665683 A JP17665683 A JP 17665683A JP 17665683 A JP17665683 A JP 17665683A JP S6069818 A JPS6069818 A JP S6069818A
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JP
Japan
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magnetic
polyurethane
magnetic powder
metal
layer
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JP17665683A
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English (en)
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Masanari Asano
真生 浅野
Kazumasa Matsumoto
和正 松本
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Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 1、産業上の利用分野 本発明は磁気テープ、磁気シート、磁気ディスク等の磁
気記録媒体に関するものである。
2、従来技術 一般に磁気記録媒体は、ポリエチレンテレフタレート等
をテープ状若しくはシート状等に成形した支持体と、こ
の支持体上に磁性粉及びバインダーを主成分とする磁性
塗料を塗布してなる磁性層とによって形成される。
磁性層に含有する磁性粉は、角型比、飽和磁化、抗磁力
などの点で、メタル磁性粉の方が酸化鉄磁性粉より優れ
ている。ところが、メタル磁性粉は、1μm以下の粒径
になると、分散性が悪くなるばかりでなく、酸化されて
錆びやすくなり、これによって飽和磁化が経時的に劣化
し、保存安定性及びスチル耐久性が低下する。また、メ
タル磁性粉は、ある条件下では室温程度の温度でも大気
中で発火する傾向がある。このように、メタル磁性粉が
酸化に対し不安定になる原因は、メタル磁性粉自体の性
質に原因があることに加えて、メタル磁性粉の表面に存
在するピンホールがその要因であると考えられる。
一方、近時の磁気記録材料の発展に伴ない、ビデオ用、
電算機用、オーディオ用等の磁気テープにおいては、高
度なテープ性能が要求されるようになっている。テープ
の相対速度の大きいビデオ用磁気テープ等では、磁性粉
を結合して磁性層を形成するだめのバインダーは、特に
耐摩耗性のあるものが使用されている。例えばポリウレ
タンは、他の物質に対する接着力が強く、反復して加わ
る応力又は屈曲に耐えて機械的に強靭であり、かつ耐摩
耗性、耐候性が良好であるとされている。従って、ポリ
ウレタンを磁性層のバインダーとして用いることが考え
られるが、本発明者が検討を加えた結果、上記した如き
メタル磁性粉のバインダーとして公知のポリウレタンを
用いただけでは次の如き致命的な欠陥があることを見出
した。
即ち、ポリウレタンは摩擦係数が高く、表面の滑性が悪
いことからテープ走行中に摩擦力が増大し、走行不良が
生じてしまう。これを防止するために、ポリウレタンに
他の樹脂を配合したり、低分子の滑性付与剤を配合する
試みがなされる。しかし、ポリウレタンと他の樹脂との
相溶性はそれ程良くなく、また低分子化合物の配合する
場合は「ブルーミング」(浸み出し)が生じ易くなり、
磁気ヘッドの汚れや目詰りが生じて電磁変換特性が不良
となる。また、ポリウレタンをバインダーとする磁性層
の膜強度も不足しているので、磁性層からの粉落ちが増
え、ドロップアウトが増加する原因となる。しかも、公
知のポリウレタンの場合、耐熱性が不充分であるという
欠点もある。
更にまた、公知のポリウレタンを上記したメタル磁性粉
のバインダーとして使用する場合、上記したようにメタ
ル磁性粉自体が元来活性なものであってバインダーに対
し一種の触媒作用をなし、これによってバインダーが経
時変化を生じ易くなり、そのバインダー特性を良好に維
持できないという問題点がある。
3、発明の目的 本発明の目的は、メタル系磁性体の耐熱、耐湿性を向上
させ、かつメチル耐久性、分散性、走行性等の緒特性も
向上させた磁気記録媒体に係るものである。
4、発明の構成及びその作用効果 即ち、本発明は、示差熱分析曲線が少なくとも80℃ま
では実質的に変化しないメタル系磁性体と、引張強度が
200 b /=未満でありかつ破断伸びが900係以
上である軟質ポリウレタンと、引張強度が200 Kp
 /cti1以上でありかつ破断伸びが900 %未満
である硬質ポリウレタンとを含有した磁性層を有するこ
とを特徴とする磁気記録媒体に係るものである。
ここで、上記の「示差熱分析曲線」とは、基準物質と試
料(メタル系磁性体)とを同時に一定の速度で加熱しな
がら両者間に生じる温度差を測定し、横軸に温度(又は
時間)を、縦軸に温度差または熱量差をとり、この温度
差または熱量差の変化を示した曲線のことである。この
示差熱分析曲線は一般にD T A (Di f fe
rent ial Thermal An−alysi
s ) 曲線又はサーモグラムと称されるものであって
よいが、これはD S C(Defferential
Scanri’ing Ca1or、imeter )
で測定した曲線、に対応するものである。
本発明によれば、メタル系磁性体として、上記示差熱分
析曲線が少なくともgo ’c tで(即ち、80℃以
下、或いは80’Cより高温の温度まで)は実質的に変
化しないものを使用しているので、磁気記録媒体を繰返
し使用しても磁性体は酸化され難く、電磁変換特性も低
下し難くなることに加えて、磁気記録媒体の記録又は再
生時に、磁気ヘッドと磁気記録媒体との間の摩擦によっ
て生ずる発熱程度(平衡温度ω℃〜75℃)では、磁性
体は変化せず、メチル耐久性に優れたものとなる。この
ように磁性体が熱的に安定であることから、既述した如
きバインダーに対する触媒作用が抑制され、本発明で使
用するバインダー(軟質又は硬質ポリウレタン)の後述
する特長が経時的に変化せず、充二分に維持、発揮され
ることになる。上記した顕著な作用効果を得る上で、メ
タル系磁性粉の示差熱分析曲線が少なくとも80℃まで
変化しないことが必須不可欠である。また、少なくとも
80°Ctでは示差熱分析曲線が実質的に変化しない磁
性粉は、分散性に優れているから、得られる磁気記録媒
体は耐久性の優れたものが得られる。
また、本発明によれば、磁性層中に上記のメタル系磁性
体のバインダー成分として上記軟質ポリウレタンが存在
することによってカレンダー処理を行ない易くかつ層の
接着性を良くできると共に、上記の硬質ポリウレタンの
存在によって軟質ポリウレタン単独使用の場合の欠点、
即ちべと付きや剛性(5tiffness )の低下を
防止して粘着性を抑えかつ媒体の腰を強くすることがで
きる。本発明は、これらの軟質及び硬質ポリウレタンの
各特長を効果的に発揮させるために、各ポリウレタンの
機械的物性を上記の範囲に特定したことに極めて重要な
意義を有するものである。換言すれば、軟質ポリウレタ
ンの上記した作用を充二分に生せしめるには、その引張
強度及び破断伸びを夫々2001&/i未満、900チ
以上とし、かつこれと同時に硬質ポリウレタンの引張強
度及び破断伸びを夫々200Ky/Crl以し、900
チ未満とし、これらの機械的物性値の差を両ポリウレタ
ン間で充分にとれるようにすれば、磁気記録媒体の磁性
層の性質を広範に調節可能となる。この結果、粘着性を
抑えながら媒体の耐摩耗性、耐久性、ひいてはバインダ
ー成分の分散性向上による良好な表面性等を得ることが
できる。
本発明で使用する上記両ポリウレタンの物性値の好まし
い範囲は、軟質ポリウレタンでは引張強度10〜100
 %−lcr&、破断伸び100〜12oo%であり、
硬質ポリウレタンでは引張強度300〜600t/d、
破断伸び400〜750%である。
なお、本発明による上記ポリウレタンの機械的物性値(
引張強度、破断伸び)は日本]二業規格(J I S 
) K 6301−1975で規定されるものであり、
そのうち破断伸びは同規格中の「切断時の伸び」に相当
している。
5、実施例 以下、本発明を実施例について詳細に説明する。
まず、本発明で使用する上記のメタル系磁性体の熱的特
性について説明する。
本発明者は、メタル系磁性粉の酸化安定性を究明する手
段として、メタル系磁性粉の表面状態の電子顕微鏡観測
と、示差熱分析曲線の安定性とについて調査した結果、
これらの間には次の如く極めて密接な関係があることを
見出した。
従来公知のメタル磁性粉(第1図に示す如く、示差熱分
析曲線が20℃〜70℃で変化するメタル磁性粉)の表
面状態(電子顕微鏡により3万倍に拡大)は、第2図に
示すように針状の粉末粒子が重なり合ったものであるこ
とが確認され、単位の針状粒子は比較的滑らかな表面を
もっている。これに対し、示差熱分析曲線が第1図に示
す如く少くとも80℃までは変化しない本発明における
メタル磁性粉の場合は、第3図(電子顕微鏡写真)に示
す如く、単位の針状粒子の表面状態はかなり荒れており
、メタル磁性粉の酸化安定性と密接な関係にあるとされ
るピンホールが少なくなっていると考えられる。そして
、このようにピンポールが少なくなっていることが、メ
タル磁性粉の示差熱分析曲線の熱安定性(ひいては酸化
安定性)を向」二せしめると考えられる。
本発明の磁気記録媒体の磁性層に使用できる磁性粉とし
て、Fe−Ni−Co合金、li”e −Mn −Zn
 合金、J’e−Co−Ni−P合金、Fe−Ni−Z
n合金、Fe−N1−Cr−P合金、Fe−Co−Ni
−Cr合金、Fe−Co−P合金、Fe−Ni合金、F
e−Ni −Mn合金、Co−Ni合金、Co−N1−
P合金、Fe−A7合金、Fe −N(n −Zn合金
、Fe−1\、A−P合金等の如く、Fe 、Ni 、
 Coを主成分とするメタル系磁性粉等が誉げられる。
示差熱分析曲線が少/よくとも80℃址では変化しない
安定なメタル系磁性粉を得る方法として、下記の(1)
〜(3)の方法がある。
(1)、第4図に示す如く、メタル系磁性粉1の外表面
を熱的に安定な高分子化合物(例えばポリアミド樹脂)
2で被覆する方法。。
(2)、第5図に示す如く、メタル系磁性粉1の外表面
を除酸化して、点々で示す安定な酸化層3(磁性粉の表
面側にいく程酸化度犬:連続的に酸化度増大)を形成す
る方法。
(3)、メタル系磁性粉の合金成分に、各種添加物、例
えばニッケル、アルミニウム、けい素、マグネシウム、
銅、りん等の各種元素及び/又はこれらの化合物を含有
若しくは被7.゛1等の方法で添加する方法。
本発明の磁気記録媒体の磁性層に含有するメタル系磁性
粉は上記いずれの方法によってもよいが、主として(3
)の方法により得られた磁性粉が基本となることが好ま
しく、必要に応じて、(1)及び(2)のいずれか一方
又は両方の方法を補助的に採用することが好ましい。す
なわち、(1)の方法で得られる磁性粉末にあっては、
磁性粉末の単位体積当りのメタル系磁性粉(磁性体)の
割合が比較的小さくなり、磁性層の準位体積当りの磁化
量は、被覆していないメタル系磁性粉を用いた場合にく
らべて小さくなる。例えば、磁性層が主として磁性粉と
バインダーで形成されている塗布型磁気記録媒体におい
て、磁性層に含有すべきメタル系磁性粉が、熱的安定性
(又は酸化安定性)を、前記(1)の方法で実現したも
のであるときは、磁性層における磁性体の実質的な充填
率は低くなり易い。また、(1)の方法で得られた磁性
粉は、バインダー系に特別な工夫(特殊な分散剤の使用
等)を必要とし、製造上複雑になることがある。前記(
2)の方法で得られるメタル系磁性粉においても、(1
)の方法によって得られた磁性粉と同様に、徐酸化され
ていない部分(換言すれば磁化に寄与する非酸化部分)
の体積は、磁性粉の体積よりも小さいから、磁性層内で
の磁性体の充填率は低下し易い。
(7たがって、本発明の磁気記録媒体の磁性層に使用す
る磁性体は単に被覆、除酸化膜を形成したもの以外の磁
性体であって、メタル系磁性体それ自体が熱的安定(又
は酸化安定)を有するものであることが好ましく、必要
に応じて(1)もしくは(2)、又はこれらの方法を組
み合せたものであることが好ましい。
また、前記(1)や(2)の方法や、他の方法、例えば
磁性体を、その磁性体のピンホールを埋めるような性質
を持つ物質(低分子化合物であっても高分子化合物であ
ってもよい。)の溶液に浸漬することや、浸漬又は前記
(1)の方法で磁性体表面に薄膜を形成しく熱安定性は
十分でなくともよい。)、これを化学的、又は物理的に
反応させて、熱的又は酸化的に安定な磁性体とすること
もできる。ネた、シリコンオイル等による防錆処理を組
み合すこともできる。要するに、メタル系磁性粉が磁気
特性を大巾に損わない程度に、少なくとも80℃捷で熱
的又は醸化に対し安定となるように改質された磁性体が
、少なくとも帥℃まで示差熱分析曲線に変化がない本発
明のメタル系磁性体である。
前記の(1)〜(3)又はその他の方法の中で、主とし
て用いられる(3)の方法につbて、詳述する。
メタル系磁性体の金属成分(ここで、金属成分とは、主
としてX線マイクロアナライザーで検出されない炭素、
水素、酸素等以外の成分を意味するものとする。)に各
種元素、及び/又は化合物を添加する(3)の方法にお
いて、好ましい添加物として、アルミニウム、シリコン
、ニッケル及ヒコれらの化合物が例示できる。
示差熱分析曲線は、熱的に安定なアルミナ、石英などの
基準物質と共に、メタル系磁性体を一定温度差とか、熱
量変化を測定し、両者のエネルギ等にも詳しく述べられ
ている。
原子(例えば、添加物がM2O3であれば、−’V2)
の占める割合が、全金属成分の原子重量に対し、0.5
〜20原子重量係の範囲であり、特に好捷しいのは、1
〜20原子重量%の範囲である。M原子が0.5原子重
量%より少なくなると、得られるメタル系磁性粉の上述
した如き熱的又は酸化安定性が十分でなく、この磁性粉
を用いて作製された磁気記録媒体の特性、例えば保存安
定性、再生出力、メチル耐久性が不十分となり易い。
また、添加物として、Si元素及び/又はその化合物を
使用した場合は、上記のM元素及び/又はその化合物を
添加物として用いた場合と同じ様に、メタル磁性粉の金
属成分部分(Nl、Si、S、 Fe、 Ni、 Co
、 I(a、Hf 、 Cu 1P 、 Zn 1Mn
、 Cr、 Bi 、 Mg等の原子の占める部分)に
対し、Si原子の占める原子重量%は、■原子重量係以
下、好ましくは0.5原子重量%以下であり、場合によ
っては0.1 %以下であってもよい。S+ がこの範
囲を外れると、磁性粉の改質は困難になることがある。
さらに、添加物としてNi元素及1又はその化合物を含
有する場合は、磁気特性の点から上限が加原子重量%以
下、好ましくは加原子重量%以下であることが望ましい
第6図は、本発明の磁気記録媒体(磁気テープ)のスチ
ル耐久性(分)とテープに使用したメタル系磁性粉の示
差熱分析曲線の安定温度との関係を示す特性曲線aであ
る。この図から、示差熱分析曲線に変化が現われる最低
温度が(資)℃以上であると、テープのスチル耐久性が
飛躍的に増大することが確認できる。
一方、特公昭53−1641号公報明細書によれば、軟
かいポリウレタンが硬いポリウレタン及び繊維素樹脂と
良好に相溶し、後者の両硬質樹脂に対して可塑剤的な役
割を果し、これによって三者の相互作用に基いて強靭な
塗膜を形成できるとの認識から、100チモジーラスで
30〜+00Tt、、/、iの硬い熱可塑性ポリウレタ
ンと、繊維素樹脂と、100 %モジーラスで20 K
r /cat以下の軟かい熱可塑性ポリウレタン樹脂と
からなるバインダーにより磁性粉を結合せしめてなる磁
性塗膜を用いることが提案されている。
この公知のバインダー組成における上記各ポリウレタン
については、荷重(KIP/cry )と伸び率(チ)
との関係から第7図に示すように、b1線 (が属し、
また、荷重0の線とb3線(荷重20し/dの線)とで
囲まれた領域A1に軟かい熱可塑性ポリウレタンが属し
ている。しかし、このような領域B1及びA1に属する
性質を有する各ポリウレタンの硬さ、軟かさの差は、そ
れ程大きくないため、両者の混合比を変えても磁性塗膜
の性質を調節できる範囲に限界があり、しかも硬化力が
十分でない。従って磁性塗膜の粘着性が大きく、また樹
脂同士の分散性が十分でないので得られる磁気記録媒体
の耐磨耗性、耐久力、表面性が十分でなく、粉落ち、ド
ロップアウト、ビデオS/N比、クロマS/N比の点で
十分なものが得られなかった。
これに対し、本発明による磁気記録媒体においては、バ
インダーとして上述した軟質ポリウレタン及び硬質ポリ
ウレタンを含有せしめている。これら両ポリウレタンの
物性値を図示すれば、第7図において、b4線(荷重2
00 Ky /aAの線)とal線(伸び率900 %
 )とで囲まれた一方の領域B2に硬質ポリウレタンが
属し、他方の領域A2に軟質ポリウレタンが属すること
になる。
第8図は、引張強度200 b /ca未満の軟質ポリ
ウレタンの伸び率(破断伸び)と磁性層の耐摩耗性(傷
つき易さ、耐粉落ち性)との関係を示すが、伸び率を9
00%以上にすると特性が著しく向上することが分る。
また、第9図は、引張強g 200 g。
72以上の硬質ポリウレタンの伸び率と媒体のカレンダ
ーの力窃・す易さとの関係を示すが、900チ未溝の伸
び率にすると特性が大幅に向上する。
使用可能な軟質ポリウレタン及び硬質ポリウレタンは、
ポリオールとポリイソシアネートとの反応によって合成
できる。使用可能なポリオールとしては、フタル酸、ア
ジピン酸、三量化リルイン酸、マレイン酸などの有機二
塩基酸と、エチレンクリコール、プロピレングリコール
、フチレンゲリコール、ジエチレングリコールなどのグ
リコール類若しくはトリメチロールプロパン、ヘキサン
トリオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘ
キサントリオール、トリメチロールエタン、ペンタエリ
スリトールなどの多価アルコール類若しくはこれらのグ
リコール類及び多価アルコール類の中から選ばれた任意
の2種以上のポリオールとの反応によって合成されたポ
リエステルポリオールやホスゲン、ジエチルカーボネー
ト、ジフェニルカーボネート等から由来するカーボネー
ト成分を有したボリカーボネートポリエステルボリオー
ル:または、S−カプロラクタム、α−メチル=1−カ
グロラクタム、S−メチル−5−カプロラクタム、r−
ブチロラクタム等のラクタム類から合成されるラクトン
系ポリエステル ポリオール;捷たはエチレンオキザイ
ド、ブチレンオキサイド、ブチレンオキサイドなどから
合成されるポリエーテルポリオール等が挙げられる。
これらのポリオールは、トリレンジイソシアネ−ト、ヘ
キサメチレンジイソシアネート、メチレンジイソシアネ
ート、メタキシリレンイソシアネート等のイソシアネー
ト化合物と反応せしめ、これによってウレタン化したポ
リエステルポリウレタン、ポリエーテルポリウレタンが
合成される。
これらの本発明に係るポリウレタンは通常は主として、
ポリイソシアネートとポリオールとの反応で製造され、
そして遊離イソシアネート基及び/又はヒドロキシル基
を含有するウレタン樹脂又はウレタンプレポリマーの形
でも、あるいはこれらの反応性末端基を含有しないもの
(例えばウレタンニジストマー〇形)であってもよい。
ポリウレタン、ウレタンプレポリマー、ウレタンニジス
トマーΩ製造方法、硬化架橋方法等については公知であ
るので、その詳細な説明は省略する。
上記したポリウレタンはその成分によって軟質のもの、
硬質のものを夫々得ることができる。例えば、軟質ポリ
ウレタンは、複数種のポリエステルポリオール成分を分
子中にランダムに存在せししめたり、或いはインシアネ
ートとしてイソシアネート基間の分子鎖が鎖状の脂肪族
炭化水素基からなるものを使用することによって得るこ
とができる。硬質ポリウレタンは、同一種のポリオール
を使用するとか、或いはインシアネートの添加量を増や
したり、結晶化し易いイソシアネートの使用や、分子中
にベンゼンit有するインシアネートの使用等によって
合成することができる。
両ポリウレタンは任意の割合で併用してよいが、それら
の各含有量には一定の好ましい範囲のあることが確認さ
れている。第10図に示すように、重量比にして軟質ポ
リウレタン:@!質ポリウレタンは80:20〜20:
80がスチル耐久性の点でよく、70:30〜30ニア
0が更によい。
なお、本発明では、バインダーとして上記の軟質ポリウ
レタン及び硬質ポリウレタンの他に、繊維素系樹脂及び
塩化ビニル系共重合体も含有せしめれば、磁性層に適用
する場合に磁性粉の分散性が向上してその機械的強歴が
増大する。但、繊維素系樹脂及び塩化ビニル系共重合体
のみでは層が硬くなりすぎるが、これは上述のポリウレ
タンの含有によって防止できる。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。セルロ
ースエーテルとしては、メチルセルロース、エチルセル
ロース、プロピルセルロース、イングロビルセルロース
、ブチルセルロース、メチルエチルセルロース、メチル
ヒドロキシエチルセルロース、エチルヒドロキシエチル
セルロース、カルボキシメチルセルロース、カルボキシ
メチルセルロース・ナトリウム塩、ヒドロキシエチルセ
ルロース、ベンジルセルロース、シアンエチルセルロー
ス、ビニルセルロース、ニトロカルボキシメチルセルロ
ース、ジエチルアミノエチルセルロース、アミノエチル
セルロース等が使用できる。
セルロース無機酸エステルトシてハ、ニトロセルロース
、硫酸セルロース、燐酸セルロース等が使用できる。1
だ、セルロース有機酸エステルとしてハ、アセチルセル
ロース、グロビオニルセルロース、ブチリルセルロース
、メタクリロイルセルロース、ベンゾイルセルロース、
クロルアセチルセルロース、β−オキシプロピオニルセ
ルロース、p−トルエンスルホン酸セルロース、アセチ
ルプロピオニルセルロース、アセチルブチリルセルロー
ス等が使用できる。これら繊維素系樹脂の中でニトロセ
ルロースが好壕シい。ニトロセルロースの具体例として
は、旭化成qO製のセルツバB ’I’ H1/2、ニ
トロセルロース5L−1、ダイセルqD製のニトロセル
ロースJ、LS1/2が挙げられる。
: l−0セ、lIzロー4.(7)粘度(J I S
、 K−6703(1975)に規定されているもの)
は2〜1/64秒であるのが好ましく、特に1〜1/4
秒が優れている。
この範囲外のものは、磁性層の膜付き及び膜強度が不足
する。また、使用可能な上記の塩化ビニル系共重合体と
しては、 一般式: で表わされるものがある。この場合、 トにおけるl及びmから導き出されるモル比は、前者の
ユニットについては95〜50モルチであり、後者ツユ
ニットについては5〜50モルチでアル。
また、Xは塩化ビニルと共重合し得る単量体残基を表わ
し、酢酸ビニル、ビニルアルコール、無水マレインL 
無水マレイン酸エステル、マレイン酸、マレイン酸エス
テル、塩化ビニリデン、アクリロニトリル、アクリル酸
、アクリル酸エステル、メタクリル酸、メタクリル酸エ
ステル、プロピオン酸ビニル、グリシジルメタクリレー
ト、グリシジルアクリレートか゛らなる群より選ばれた
少くとも1種を表わす。(、A十m)として表わされる
重合度は好ましくは100〜600であり、重合度が1
00未満になると磁性層等が粘着性を帯び易く、600
を越えると分散性が悪くなる。上記の塩化ビニル系共重
合体は、部分的に加水分解されていでもよい。塩化ビニ
ル系共重合体として、好ましくは、塩化ビニル−酢酸ビ
ニ#を含んだ共重合体(以下、[塩化ビニル−酢酸ビニ
ル系共重合体」という。)が挙げられる。塩化ビニル−
酢酸ビニル系共爪合体の例としては、塩化ビニル−酢酸
ビニル−ビニルアルコール、塩化ビニル−酢酸ビニル−
無水マルコールー無水マレイン酸−マレイン酸のG 共
Mc会合体が挙げられ、塩化ビニル−酢酸ビニル系共重
合体の中でも、部分加水分解された共重合体が好ましい
。上記の塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体の具体例と
しては、ユニオンカーバイト社製のJ V A Cr 
I−I J、[V Y HI−I J、「V M CH
J、漬水化学■製)「エスレックAJ、l−エスレソク
A −’5 j 、 l−エスレックC」、「エスレノ
クM J 、’I14;気化学工業■製の[デンカビニ
ル1000 GJ 、j−デンカビニル1000Wj等
が使用できる。
上記の塩化ビニル系共重合体と繊維素系樹脂は任意の配
合比で使用されてよいが、第11図に示す如く、重量比
にして塩化ビニル系樹脂:繊維素系樹脂を90/10〜
5/95とするのが望ましく、80/20〜10/90
が更に望ましいことが確認されている。
この範囲を外れて、繊維素系樹脂が多くなると(上記重
量比が5/95未満)、べた付きが発生し易くなって表
面性が悪くなり、ドロップアウトを起し易くなる。!!
た、塩化ビニル系共重合体が多くなると(上記N量比が
90/10を越えると)、分散不良を生じ易く、例えば
角型比が悪くなり易い。
但、第11図では、Cはべた付き(粘着性)の傾向を示
し、縦軸の上にゆく程べた付きが少なくなって良好な塗
膜となる。dは角型比の変化を示している。
もちろん、前記ポリウレタンと繊維素系樹脂との組合せ
、或いは前記ポリウレタンと塩化ビニル系樹脂との組合
せを使用することも好ましい。この場合、ポリカーボネ
ート系ポリウレタンの配合量を適切に調整する必要があ
る。
また、バインダー組成全体については、上述のポリウレ
タン(硬質と軟質の両ポリウレタンの合計量)と、その
他の樹脂(繊維素系樹脂と塩化ビニル系共重合体との合
計量)との割合は、第12図に示す如く重量比で90/
10〜30/70であるのが望ましく、85/15〜4
0/60が更に望ましいことが確認されている。この範
囲を外れて、ポリウレタンが多いと分散不良が生じ易く
なってヌチル特性が悪くなり易く、またその他の樹脂が
多くなると表面性不良となり易く、メチル特性も悪くな
り、特に25重量%を越えると塗膜物性が総合的にみて
あまり好捷しくなくなる。
本発明による磁抵記録媒体の磁性層中には更に、比表面
積(B E i’値)B1が40 rrl / gr−
(B l< 2007i / gr−でを)るカーボン
ブラック(以下、CB1 と称することがある。)と、
比表面th (B ET値)B 2 カ200 m2/
 gr≦B 2 (500m” / g’であるカーボ
ンブラック(以下、CB2と称することがある。)とを
含有せしめるのがよい。
即ち、カーボンブラックCBsは主として遮光のために
添加されるが、第13図に示すように、そノ比表面積B
 t f 40 m / F < B 1< 200 
m” / g’の範囲に特定すれば、この範囲の比表面
積によって、層の遮光性を充分にできると同時に層中へ
のC13sの分散性を向上させることができる。この範
囲を外れて、CB1の比表面積が407F+!/ FV
以下であると粒径が太きすぎて遮光性が悪くなり易く、
その添加量を必要以上に増大させる必要があり、また2
00m”/g′!−以上であると粒径が小さすぎて層中
への分散性が悪くなり易い。一方、このCBI 共に、
導電性を充分に出すためにCB2が添加されるが、その
比表面積金200m/肛≦B 2< 500 ml /
 g”に特定していることも重要である。即ち、CBz
 O比表面積B2が20077L″/訃未満であると第
13図に示すように、粒径が太きすぎてカーボンブラッ
ク添加によっても導電性が不充分となり、捷た5007
7L2/ gr、以上であると粒径が小さすぎて却って
CB2の分散性が劣化し易くなる。
従って、遮光用のCBI及び導電性CB2の各比表面積
を夫々上記の特定範囲に限定することによって、磁性層
等の表面電気抵抗及び光透過率を夫々10Ω・a以下、
0.05%以下と充分に低下させ、かつ層の表面平滑性
(即ちカーボンブラックの分散性)を向上させ、カーボ
ンブラックの添加tl+: r。
抑えて層の耐久性を向上させることができるのである。
但、本発明の磁気記録媒体においては、磁性層の遮光性
はメタル系磁性粉を高密度に含有せしめれば充分に得ら
れるから、この場合には上記CBIの添加は不要である
上記に説明したメタル系磁性体とポリウレタンを含む層
は、例えば第16図に示すように、支持体11上の磁性
層12として構成される。テープ巻回時の巻き姿及び走
行安定性のために、支持体11の裏面にバックコート層
(BC層)13が設けられる。
上記の磁性層12のバインダーとして、前記した本発明
にかかるバインダーの他、このバインダーと熱可塑性樹
脂、熱硬化性樹脂、反応型樹脂、電子線照射硬化型樹脂
との混合物が使用されてもよい。熱可塑性樹脂としては
、軟化温度が150’C;以下、平均分子量が10,0
00〜200,000 、重合度が約200〜2,00
0程度のもので、例えばアクリル酸エステル−アクリロ
ニトリル共重合体、アクリル酸エステル−塩化ビニリデ
ン共重合体、アクリル酸エステル−スチレン共重合体、
メタクリル酸エステル−アクリロニトリル共重合体、メ
タクリル酸エステル−塩化ビニリデン共重合体、メタク
リル酸エステル−スチレン共重合体、ポリ弗化ビニル、
塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、アクリロ
ニトリル−ブタジェン共重合体、ポリアミド樹脂、ポリ
ビニルブチラール、スチレン−ブタジェン共重合体、ポ
リエステル樹脂、クロロビニルエーテル−アクリル酸エ
ステル共重合体、アミン樹脂、各種の合成ゴム系の熱可
塑性樹脂及びこれらの混合物等が使用される。
熱硬化性樹脂又は反応型樹脂としては、塗布液燥後には
縮合、付加等の反応により分子量は無限大のものとなる
。また、これらの樹脂のなかで樹脂が熱分解する壕での
間に軟化又は溶融しないものが好捷しい。具体的には、
例えばフェノール樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メラ
ミン樹脂、アルキッド樹脂、シリコン樹脂、アクリル系
反応樹脂、メタクリル酸塩共重合体とジイソシアネート
プレポリマーの混合物、尿素ホルムアルデヒド樹脂、ポ
リアミン樹脂及びこれらの混合物等である。
電子線照射硬化型樹脂としては、不飽和プレポリマー、
例えば無水マレイン酸タイプ、ウレタンアクリルタイプ
、ポリエステルアクリルタイプ、ポリエーテルアクリル
タイプ、ポリウレタンアクリルタイプ、ポリアミドアク
リルタイプ等また多官能モノマーとして、エーテルアク
リルタイプ、リン酸エステルアクリルタイプ、アリール
タイプ、ハイドロカーボンタイプ等が挙げられる。
本発明にかかるメタル系磁性粉とバインダーとの混合割
合は、該磁性粉100重量部に対してバインダー5〜4
00重量部、好ましくは10〜200屯量部の範囲で使
用される。バインダーが多すぎると磁気記録媒体とした
ときの記録密邸が低下し、少なすきると磁性層の強度が
劣り、耐久性の減少、粉落ち等の好ましくない事態が生
じる。
さらに本発明にかかる磁気記録媒体の耐久性を向上させ
るために、磁性層に上述したイソシアネ−トの他、架橋
剤としてトリフェニルメタントリ・イソシアネート、ト
リス−(p−イソシアネートフェニル)チオホスファイ
ト、ポリメチレンポリフェニルイソシアネートを含有応
せてよい。
上記磁性層塗料を形成するのに使用される塗料には必要
に応じて分散剤、潤滑剤、研磨剤、帯電防止剤等の添加
剤を含有させてもよい。
使用される分散剤としては、レシチン、リン酸エステル
、アミン化合物、アルキルサルフェート、脂肪酸アミド
、高級アルコール、ポリエチレンオキサイド、スルホコ
ハク酸、スルホコハク酸エステル、公知の界面活性剤等
及びこれらの塩があり、又、陰性有機基(例えば−〇〇
0H1−PO3H)を有する重合体分散剤の塩を使用す
ることもできる。
これら分散剤は1種類のみで用いても、あるいは2種類
以上を併用してもよい。これらの分散剤は磁性粉100
重量部に対し1〜20重量部の範囲で添加される。これ
らの分散剤は、あらかじめ磁性粉を前処理するために用
いてもよい。また、潤滑剤としては、シリコーンオイル
、グラファイト、カーボンブラックグラフトポリマー、
二慌化モリブデン、二硫化タングステン、ラウリル酸、
ミリスチン酸、炭素原子数12〜16の一塩基性脂肪酸
と該脂肪酸の炭素原子数と合計して炭素原子数が21〜
る個の一価のアルコールからなる脂肪酸エステル等も使
用できる。これらの潤滑剤は磁性粉100重量部に対し
て0.2〜20重量部の範囲で添加される。
使用してもよい研磨材としては、一般に使用される材料
で溶融アルミナ、炭化ケイ素、酸化クロム、コランダム
、人造コランダム、タイヤモンド、人造ダイヤモンド、
ザクロ石、エメリー、(主成分:コランダムと磁鉄鉱)
静か使用される。これらのイσ[磨材は平均粒子径0.
05〜5μの大きさのものが使用され、特に好ましくは
、0.1−2μである。これらの研磨材は磁性粉100
重量部に対して1〜20重量部の範囲で添加される。使
用してもよい帯電防止剤としては、上述したカーボンブ
ランクをはじめ、グラファイト、酸化スズ−酸化アンチ
モン系化合物、酸化チタン−酸化スズ−酸化アンチモン
系化合物などの導電性粉末;サポニンなどの天然界面活
性剤;アルキレンオキサイド系、グリセリン系、グリシ
ドール系などのノニオン界面活性剤;高級アルキルアミ
ン類、第4級アンモニウム塩類、ピリジン、その他の複
素環類、ホスホニウムまたはスルホニウム類などのカチ
オン界面活性剤;カルボン酸、スルホン酸、燐酸、硫酸
エステル基、燐酸エステル基等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等の両性活性剤
などがあげられる。
磁性塗料の溶媒または磁性塗料塗布の際に使用する溶媒
としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソ
ブチルケトン、シクロヘキザノン等のケトン類;メタノ
ール、エタノール、プロパツール、ブタノール等のアル
コール類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸
エチル、エチレングリコールモノアセテート等のエステ
ル類;エチレンクリコールジメチルエーテル、ジエチレ
ングリコールモノエチルエーテル、ジオキサン、テトラ
ヒドロフラン等のエーテル類:ベンゼン、トルエン、キ
シレン等の芳香族炭化水素;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、ジクロル
ベンゼン等のハロゲン化炭化水素等のものが使用できる
また、上述した支持体11の素材としては、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、ボリグロビ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、ポリカーボネートなど
のプラスチック、A2、Znなどの金属、ガラス、窒化
珪素、炭化珪素、磁器、陶器等のセラミックなどが使用
される。
これら支持体の厚みはフィルム、シート状)場合は約3
〜100μm程度、好ましくは5〜50μmであり、デ
ィスク、カード状の場合は、■μm〜10關程度であり
、ドラム状の場合は円筒状とし、使用するレコーダーに
応じてその型は決められる。
支持体上へ前記磁性塗料を塗布し磁性層を形成するため
の塗布方法としては、エアーナイフコート、ブレードコ
ート、エアーナイフコート、スクイスコート、含浸コー
ト、リバースロールコート、トランスファーロールコー
ト、グラビアコート、キスコート、キャストコート、ス
プレィコート等が利用でき、その他の方法も可能である
。このような方法により支持体上に塗布された磁性層は
必要により層中のメタル系磁性粉末を配向させる処理を
施したのち、形成した磁性層を乾燥する。また必要によ
り表面平滑化加工を施したり所望の形状に裁断したりし
て、本発明の磁気記録媒体を製造する。
また、第14図の磁気記録媒体は、磁性層12と支持体
11との間に下引き層(図示せず)を設けたものであっ
てよく、或いは下引き層を設けなくてもよい。(以下同
様)。
第14図のBCCl2O含有せしめられる非磁性粉とし
ては、カーボンブラック、酸化珪素、酸化チタン、酸化
アルミニウム、酸化クロム、炭化珪素、炭化カルシウム
、酸化亜鉛、α−Fe203、タルク、カオリン、硫酸
カルシウム、窒化ホウ素、フッ化亜鉛、二酸化モリブデ
ン、炭酸カルシウム等からなるもの、好ましくはカーボ
ンブラック又は酸化チタンからなるものが挙げられる。
これらの非磁性粉をBC層に含有せしめれば、BC層の
表面を適度に荒らして(マット化して)表面性を改良で
き、またカーボンブラックの場合にはBC層に導電性を
付与して帯電防止効果が得られる。カーボンブラックと
他の非磁性粉とを併用すると表面性改良(走行性の安定
化)と導電性向上の双方の効果が得られ、有利である。
但、BC層の表面粗さは、表面凹凸の中心線の平均粗さ
又は高さく Ra )を0.01〜0.1 pm、望址
しくは0.025 μrn以下とし、また最大粗さくR
max)を0.20〜0.80 ttmとするのがよい
。Raについては、クロマS/N を良好にする上でR
a≦0.025μとするのが望ましい。
Ra又はRmaxの値が小さすぎると走行安定性、テー
プ巻回時の巻き姿が不充分となり、また太きすぎるとB
C層から磁性層へ転写(テープ巻同時)が生じて表面が
更に荒れてしまう。
燻 なお、80層13中の充顯剤(非磁性粉を含む)の粒径
は、上記表面粗さを得るために0.5μm以下、好まし
くは0.2μm以下とするとよい。また、BCCl2O
上記したと同様の方法で塗布形成可能であるが、その塗
布・乾燥後の膜厚は0.1〜3.0μm、好ましくは1
μm以下、更には0.6μm以下がよい。非磁性粉のB
C層中への添加量は一般に100〜400 m? / 
rtt、好ましくは200〜3001n9 / mとす
る。
丑だ、BCCl2Oバインダーとして、磁性層12と同
様のポリウレタン(更には上述した他の樹脂を併用して
)を用いれば、BC層にも同じポリウレタン特有の上述
した顕著な特性を具備せしめることができ、ジッターの
減少の面で有利である。
なお、BCCl2O高品質のテープとしては必要である
が、必ずしも設けなくてもよい。
第15図は、他の磁気記録媒体を示すものであるが、第
14図の媒体の磁性層12上にオーバーコート層(00
層)14が設けられている。
この00層14は、磁性層12を損傷等から保護するた
めに設けられるが、そのためには滑性が充分である必要
がある。そこで、00層14のバインダーとして、上述
の磁性層12に使用したポリウレタンを(望ましくは繊
維素系樹脂及び/又(d塩化ビニル系共重合体を併用し
て)使用するのがよい。
第16図は、磁気ディスクとして構成された磁気記録媒
体を示し、支持体J1の両面に上述と同様の磁性層12
が夫々設けられている。これらの磁性層上には第16図
に示したと同様の00層が夫々設けられてよいが、これ
ら00層には上述のポリウレタンを主成分とするバイン
ダーが含有せしめられているのがよい。
以下、本発明を具体的な実施例につき説明する。
以下に示す成分、割合、操作順序等は、本発明の鞘神か
ら逸脱しない範囲において種々変更し得る。
なお、下記の実施例において「部」はすべて「重量部」
を表わす。
比較例1 下記組成物からなる磁性塗料を調製した。
Fl e磁性粉(25℃まで示差熱分析曲線が 100
部安定な従来の磁性粉) 軟質ポリウレタン(犬日本インキ化学工 5部業社製パ
ンデックスT−5610: 引張強lX120 KJ=
 /crj、破断伸び1050チ)硬質ポリウレタン(
日本ポリウレタン 5部社製ニッポランN−2304:
引張強度40011;P /cIl、破断伸び700 
%)ニトロセルロース(旭化成社Hセルノ 1.5部バ
BTHI/2) 塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体(ユ 1.5部ニオン
カーバイド社製VAGI() レシチン 5部 ミリスチン酸 2部 パルミチン酸ブチル 1部 アルミナ 4部 トルエン 100部 この組成物をボールミルで各々充分に攪拌混合し、更に
多官能インシアネート(日本ポリウレタン社製コロネー
トL)を5部添加した後、平均粒径1μmのフィルター
で濾過した。得られた磁性塗料を厚さ14μmのポリエ
チレンテレフタレートのベースの表面に乾燥厚さ4μm
となるように塗布した。しかる後、スーパーカレンダー
ロールで2インチ幅に切断し、ビデオ用の磁気テープ1
を得た。
実施例1 比較例1の磁性粉のかわりにM含有量が2.0原子重量
係で示差熱分析曲線が85℃徒で変化しないメタル磁性
粉を用いて、比較例1と同様にして磁気テープ2を得た
実施例2 比較例1の磁性粉のかわりに、M含有量が3.5原子重
量%の磁性粒子の表面にシリコンオイルで防錆処理を施
して、100’C4で示差熱分析曲線に変化を示さない
磁性粉を作り、これを用いて比較例1と同様にして磁気
テープ3を得た。
比較例2 下記組成物からなる磁性塗料を調製した。 ゛Fe磁性
粉(25℃まで示差熱分析曲線 100部が安定な従来
の磁性粉) 硬質ポリウレタン (日本ポリウレタ 5部ン社製ニソ
ポランN−2304: 引張強度400 KJ−/cr
i、破断伸び700チ)ポリウレタン(ガイセル化学工
業製グ 5部うクセルEA−233:引張強度182 
Kl。
/d、破断伸び539チ) ニトロセルロース(旭化成社製セルノ 1,5部バBT
HI/2) 塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体(ユ 1.5部ニオン
カーバイド社製VAGH) レシチン 5部 ミリスチン酸 2部 バルミチン酸ブチル 1部 アルミナ 4部 メチルエチルケトン 200部 シクロヘキサノン 100部 トルエン 100部 上記組成物を比較例1と同様にして分散塗布し、1/2
幅のビデオ用磁気テープ4を得た。
以上の各磁気テープについて、角型比、光沢、ビデオ特
性、メチル耐久性を夫々測定し、結果を下記表に示した
。これらの測定方法は次の通りであった。
光沢:変角光度計にて60°の角度で611j定し、比
較例1の値を100%として表示(値が大きい程表面平
滑性良好)。
ビデオ特性: 5 Mllzの再生出力を14. li
”出力として測定し、比較例1の測定値を100として
、相対値で表示(ビデオS/N、カラーS/Nは比較例
1の値を0とした相対値で示した)。
経時安定性:テープを60%RH180℃に1週間保存
し、保存しないものとの角型比の比f %で表示したも
の。
メチル耐久性:静止画像が2dB低下する壕での時間を
、分単位で示す。値が大きい程磁気記録媒体の耐久性、
耐摩耗性が高い。
(以下余白、次頁に続く) この結果から明らかなように、本発明に基くテープは、
角型比が高く、光沢に優れるとともに、スチル耐久性、
ビデオS /N、カラーS /N、経時安定性にも優れ
ている。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明、を説明するためのものであって、第1図
はメタル系磁性粉の示差熱分析曲線を示すグラフ、 第2図は従来のメタル磁性粉の表面状態を示す拡大写真
(電子顕微鏡写真)図、 第3図は本発明の磁気記録媒体の磁性層に含有される、
少なくとも(資)℃まで示差熱分析曲線に変化のないメ
タル系磁性粉の表面状態の拡大写真(電子顕微鏡写真)
図、 第4図は外表面を高分子化合物で被覆したメタル系磁性
粉の構造を示す模形図、 第5図は外表面を徐酸化したメタル系磁性粉の構造を示
す模型図、 第6図は磁気記録媒体の磁性層に含有したメタル系磁性
粉の示差熱分析曲線に変化が観測できる温度と磁気記録
媒体のメチル耐久性との関係を示す特性曲線図、 第7図はポリウレタンの荷重(引張強度)と伸び率(破
断伸び)との関係を示すグラフ、第8図は軟質ポリウレ
タンの伸び率による特性変化図、 第9図は硬質ポリウレタンの伸び率による特性変化図、 第10図は軟質及び硬質ポリウレタンの配合比によるメ
チル耐久性の変化を示すグラフ、第11図は他の樹脂の
配合比によるべた付き易さ及び角型比の変化を夫々示す
グラフ、 第12図はポリウレタンと他の樹脂との配合比fヨルス
チル耐久性の変化を示すグラフ、第13図はカーボンブ
ラックの比表面積によるテープ特性変化を示すグラフ、 第14図、第15図、第16図は各側による磁気記録媒
体の一部分の各拡大断面図 である。 なお、図面に用いられている符号において、1・・・メ
タル系磁性粉 2・・・高分子化合物層 3・・・酸化層 11・・・支持体 12・・・磁性層 域 である。 代理人 弁理士逢 坂 宏 (他1名)第l口 第5田 第2図 第5日 第6図 示差炉4午曲丞翳し:唆゛屈p・Iめられa現λ虜(°
C〕第70 2030 10θ 2θ0 駒重(k5/cπす 第80 第90 りθθ A申び (%) 第10口 第11日 yI化C′ニル系兵I2合杯/−韓素系顔丁刀πCBz
 CBt 比表mn(rrf/g)第14F 第15図 第160

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、示差熱分析曲線が少なくとも80℃までは実質的に
    変化しないメタル系磁性体と、引張強度が200KP/
    cII1未満でありかつ破断伸びが900%以上である
    軟質ポリウレタンと、引張強度が′200Kp/ct1
    以上でありかつ破断伸びが900チ未満である硬質ポリ
    ウレタンとを含有した磁性層を有することを特徴とする
    磁気記録媒体。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS62154229A (ja) * 1985-12-26 1987-07-09 Hitachi Maxell Ltd 磁気記録媒体
JPS63259871A (ja) * 1987-04-17 1988-10-26 Fuji Photo Film Co Ltd 磁気記録方式
JPH03150721A (ja) * 1990-09-21 1991-06-27 Konica Corp 磁気記録媒体

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