JPS61172215A - 磁気記録媒体 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明はバックコート層を備えるとともに磁気記録素
子として金属磁性粉が用いられた磁気テープその他の磁
気記録媒体に関する。

〔従来の技術］ ビデオテープやオーディオテープなどに供される磁気記
録媒体にあっては、出力やＳＮ比などの電磁変換特性を
改善するために平滑な非磁性支持体を用いてかつその主
面に形成する磁性層をさらに平滑仕上げすることが行わ
れており、近年ではとくに高密度記録が要望される用途
には磁性層の−平均表面粗度Ｒａが０．００２〜０．０
　］、　Ｏｐｓ程度（最大表面粗度ＲｍａＸでは０．０
１５〜０．０９ｐ程度）という磁性層表面の非常に優れ
た平滑性が達成されている。

しかるに、上述のように表面が平滑になるほど対接物と
の接触面積が増大して摩擦係数が太き（なるため、上記
支持体背面と記録再生機器のガイド部との間あるいは巻
回状態における支持体背面と磁性層表面との間で接触抵
抗が大きくなり、走行性が悪化して正常な記録再生が行
われなくなるという難点を生じる。そこで、従来より平
滑な非磁性支持体の背面に非磁性粉を含むバツクコート
層を設けて粗面化することにより、走行性を向」ニさせ
る手段が採られている。

ところが、このようなバンクコート層による粗面化を図
った場合、磁気記録媒体を巻回し走行させている状態下
ではバンクコート層の粗い表面が磁性層の表面と摺動す
ることによって磁性層表面を傷付け、また巻回し静止さ
せている状態下ではバンクコート層の粗い表面が磁性層
表面に垂直に押し付けられることによって磁性層表面に
カタがつき、いずれの状態下においても磁性層の本来の
表面平滑性が損なわれてしまい、電磁変換特性の低下を
招来するという問題があった。

このため、従来より、たとえばバラフコ−１一層中に含
ませる非磁性粉をモース硬度が３以上の板状粒子からな
るものとしたり（特開昭５９−９２４３６号公報）、バ
ックコート層の結合剤にポリイソシアネート化合物を使
用しかつ該層の空隙率を１２，５％以下とする（特開昭
５９−１１６９３０号公報）など、バンクコート層自体
をその表面状態が磁性層表面に転移しにくい組成とする
ことが提案されている。

［発明が解決しようとする問題点１ しかしながら、磁性層中に含有させる磁性粉として金属
磁性粉、とくに近年における高密度記録化の要望に対処
し得る粒子径が０．３ｐｎ未満の比表面積の大きい微粒
子状の金属磁性粉を使用した場合、Ｔ−Ｆｅ２０３など
の酸化物磁性粉を用いたものに比較して磁性層が非常に
柔らか（傷付き易くなるため、前述の如く磁性層の平均
表面粗度Ｒａが０００２〜０．０１．ＯＰ程度の高い表
面平滑性を付与すると、前記提案法のようなバックコー
ト層の組成のみではその表面状態が磁性層表面に転移す
るのを一律に防止することは困帷である。一方、バック
コート層の平滑性を高めれば上記転移の問題は解消され
るが、バンクコート層本来の粗面化による走行性改善機
能が失われてしまう。

従ってこの発明は、非常に微粒子状とされる金属磁性粉
を含みかつ高い表面平滑性を備えた磁性層を有するもの
において、上記転移を最小限に抑制し、しかもバックコ
ート層本来の機能を発揮させることにより、電磁変換特
性および走行性に優れた磁気記録媒体を提供することを
目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明者らは、上記目的において鋭意横側を重ねた結
果、バックコート層の表面状態が磁性層表面へ転移する
現象の起こり易さは、前記金属磁性粉を用いた場合では
磁性層の表面平滑性の程度に大きく依存し、バックコー
ト層の表面粗度が磁性層の表面粗度に対して特定比重恩
」二になると」１記転移現象が顕著となり、またバック
コート層の表面粗度が特定値以下になると走行性改善効
果が損なわれることを見い出し、この発明をなすに至っ
た。

すなわちこの発明は、非磁性支持体の主面に金属磁性粉
を含む磁性層が形成され、背面にバックコート層が形成
され、上記磁性層の平均表面粗度をＲａＭ、上記バック
コート層の平均表面粗度をＲａＢとした場合の両層の表
面粗度が、００１０メＯη≦ＲａＢ〈７×ＲａＭ≦　０
０７０ノｎηの範囲にあることを特徴とする磁気記録媒
体に係る。

〔発明の構成・作用〕

この発明の磁気記録媒体は、前記の如く非磁性　　　　
　゛支持体の主面上に金属磁性粉を含む磁性層を有する
とともに、上記支持体の背面に走行性を改善するための
バックコート層を備えており、かつこのバンクコート層
の平均表面粗度ＲａＢを磁性層の平均表面粗度ＲａＭの
７倍未満としたものである。すなわち、上記金属磁性粉
を含む磁性層の場合、バックコート層の表面状態が磁性
層表面に転移する現象は磁性層の表面平滑性が高くなる
ほど生じ易く、この磁性層の表面平滑性を高（するには
バックコート層の平滑性も高める必要があり、同表面平
滑性を比較的低く設定するときはバンクコート層の平滑
性も比較的に低くてよいが、前記磁性層の平均表面粗度
ＲａＭに対するバックコート層の平均表面粗度ＲａＢの
倍率が７倍より大きくなると転移現象が極めて顕著にな
るので好ましくない。

またこの発明では、磁性層の平均表面粗度ＲａＭを００
１０μ以下とし、かつバックコート層の平均表面粗度Ｒ
ａＢを０．０１０Ｐ以上とすることが肝要である。すな
わち、既述の如く近年の高記録密度化の要望に対処する
には磁性層の表面平滑性を高出力および高ＳＮ比を実現
し得る高い領域に設定する必要があり、上記ＲａＭが０
．０１０ｐｎより大きくなると上記電磁変換特性が不充
分となる。そしてこのように磁性層の表面平滑性が高い
領域において前記転移現象がとくに大きな問題となる。

一方、バックコート層は、表面が平滑すきると摩擦係数
が高くなって本来の走行性改善効果が損なわれるため、
上記ＲａＢを０．０１０ｐ以上にすることが必要である
。そしてこのようなＲａＢ値に設定することにより、磁
気記録媒体の種類によっては若干の変動はあるが、後記
実施例に記述される方法にて測定される摩擦係数を通常
０３以下に抑制することが可能となる。

上述した磁性層およびバックコート層の平均表面粗度Ｒ
ａ’　、　ＲａＢの関係を整理すれば、下記のようにな
る。

０．０１０　メ０η≦ＲａＢ〈　７×ＲａＭ≦０．０７
０／＝”すなわち、この発明は磁性層とバックコート層
の表面粗度が上記式を満たすものであればよい。なお、
ここでいう平均表面粗度とは、触針式粗度計を使用して
測定される中心線平均粗さＲａ（Ｐ）を意味する。

この発明においては磁性層中に含ませる磁性粉として、
高記録密度を達成するために、平均粒子径（平均長軸径
）が０３μ未満で、窒素吸着原以下、ＢＥＴ法という）
による比表面積が４０ｒｒｆ／！以上の微粒子状の金属
磁性粉を使用するのが望ましい。すなわち、上記より粒
子径の大きな金属磁性粉を用いた場合、Ｔ　−Ｆ　ｅ、
、　ｏ３などの酸化物系磁性粉を用いたときと同様に、
記録密度をある程度以上に高めることが難しくなるため
、望ましくない。

しかし、このことは上記より大きな粒子径を有する金属
磁性粉の使用を完全に排除する意味ではない。場合によ
りこのような金属磁性粉の使用も可能である。

上記金属磁性粉としては、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、これら金
属の合金、およびこれら金属と他の金属もしくは少量の
非金属元素を含む合金など、従来より磁気記録素子とし
て知られる種々の金属磁性粉をいずれも使用可能である
。これら金属磁性粉の特に好ましき粒子径は、平均長軸
径が０．１〜０．３ｐ程度で、平均軸比（長軸径／短軸
径）が５〜１０程度のものが好適であり、ＢＥＴ法比表
面積としては前記のとおり４０ｄ／ｙ以上である。

このような磁性層を形成するには、従来と同様にして行
えばよく、上記磁性粉とバインダと必要に応じて配合す
る各種添加剤とを含む磁性塗料を調製し、この磁性塗料
をポリエステルベースフィルムなどの非磁性支持体上に
塗布、乾燥したのち、カレンダー加工などの所要の表面
加工処理を施せばよい。なお、かくして形成される磁性
層の厚さは０．５〜２．０Ｐ程度とするのがよい。そし
てこの磁性層の表面平滑性は、金属磁性粉の粒度および
配合量、バインダ成分の種類および架橋度合、他の固形
添加剤の粒度および配合量、磁性塗料中における金属磁
性粉および他の固形添加剤の分散状態、カレンダー加工
に用いるロールの表面粗度および印加圧力、非磁性支持
体の表面粗度などで定まるが、これら要素を適宜変化さ
せることにより当業者が容易に既述範囲に設定すること
が可能である。

なお、上記磁性塗料に配合するバインダとしては、塩化
ビニル−酢酸ビニル系共重合体、繊維素系樹脂、ポリビ
ニルブチラール樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタ
ン、ポリイソシアネート化合物など、従来公知のものを
いずれも使用できる。

また必要に応じて磁性塗料中に配合される添加剤として
は、潤滑剤、研磨剤、帯電防止剤、分散剤、充填剤、着
色剤など、この種磁気記録媒体用として知られる種々の
ものを使用できる。

この発明におけるバックコート層は、従来と同様にして
形成でき、通常、非磁性粉およびこれを結着するバイン
ダを含む塗料を調製し、この塗料を非磁性支持体の前記
磁性層とは反対側の背面に塗布、乾燥し、必要に応じて
カレンダー加工などの表面加工処理を施して形成できる
。なお、このバックコート層の形成は磁性層形成の前後
いずれであってもよい。またバンクコート層の厚みは０
５〜２．０　Ｐ程度とするのがよい。そして、このよう
なバックコート層の表面平滑性は、磁性層の場合とほぼ
同様に非磁性粉の粒度および配合量と分散状態、バイン
ダの種類や架橋度合、カレンダー加工に使用するロール
の表面粗度、非磁性支持体の表面粗度などで定まり、こ
れら要素を適宜変化させることにより当業者が経験的に
容易に設定することが可能である。

バックコート層に含有させる前記非磁性粉としては、モ
ース硬度が５以上の硬質無機顔料ならびにモース硬度５
未満の軟質無機顔料の一方もしくは両方を使用でき、と
くに両方の併用が好適である。すなわち、上記硬質無機
顔料と軟質無機顔料とを併用することにより、バックコ
ート層が適度な柔軟性と硬さを有するものとなり、それ
自体の耐摩耗性と記録再生機器のガイド部などの対接物
に対する非摩耗性がともに良好となる。

上記硬質無機顔料としては、たとえば酸化アルミニウム
（ＡＩ！ｚ０３）、α−Ｆｅ２０３、酸化チタン（Ｔｉ
Ｏ□）、酸化クロム（Ｃｒ２０３）、炭化チタン（Ｔｉ
Ｃ）、酸化ケイ素（Ｓｉ０２）などの粉末が挙げられ、
とくに平均粒子径が０．８ｐ以下のものが好適である。

また上記軟質無機顔料としては、たとえば硫酸バリウム
（ＢａＳＯ４）、ケイ酸カルシウム（Ｃａ２　Ｓ　ｉ０
４　）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、硫酸カルシウ
ム（Ｃａ　５０４）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯａ）
、炭酸亜鉛（Ｚ　ｎｃＯ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）など
が挙げられ、と（に平均粒子径が０２μ以下のものが好
適である。なお、硬質無機顔料と軟質無機顔料とを併用
する場合は、両者の合計量中で硬質無機顔料が１〜５０
重量％、とくに好適には５〜３０重量％を占める範囲と
するのがよい。

またバックコート層に使用するバインダは、とくに限定
されず、ポリウレタン樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル系
共重合体、ポリビニルブチラール樹脂、繊維素系樹脂、
ポリビニルアセクール樹脂、ポリエステル樹脂などの従
来公知のものをいずれも使用可能である。

さらにバックコート層形成用の塗料中には、必要に応じ
てカーボンブラックやグラファイトの如き帯電防止剤、
潤滑剤、分散剤などの添加剤を適宜配合しても差し支え
ない。とくにカーボンブラックは、帯電防止効果ととも
に機械的強度の向上やビデオテープ用としての光じゃへ
い性を与える効果があり、前記無機顔料との合計量中で
好適には３〜９５重量％を占める割合で使用可能である
。

〔発明の効果］ この発明に係る磁気記録媒体は、金属磁性粉を含む磁性
層の表面粗度を特定値以下とするとともに、バックコー
ト層の表面粗度を上記磁性層の表面粗度に対して一定比
率以下でかつ特定値以上としたものであるため、磁性層
が柔らかで傷付き易い上に高い表面平滑性を有している
にもかかわらず、磁気記録媒体を巻回し長時間の走行な
いし静止状態としてもバックコート層の表面状態が磁性
層に転移する現象はほとんど発生せず、電磁変換特性の
低下が防止され、しかもバックコート層にて良好な走行
性が発揮される。

［実施　例］ 以下に、この発明の実施例を比較例に対比して説明する
。なお、以下において部とあるのは重量部を意味する。

実施例 α−Ｆｅ２０３粉（平均粒子径０．５　／ａ　）　　　
　　６部上記組成物をボールミル中で９６時間混合分散
したのち、硬化剤としてポリイソシアネート化合物（住
友バイエル社製商品名デスモジュールし）３部を加えて
均一に混合して磁性塗料を調製した。

この磁性塗料を厚さ１５／’Ｉのポリエステルベースフ
ィルムの主面に乾燥後の厚さが１．０ｐとなるように塗
布し、配向ののち乾燥して磁性層を形成し、カレンダー
加工によって表面処理した。この表面処理の際、表面平
滑性が種々異なるカレンダーロールを用いて表面粗度Ｒ
ａ’が後記表で示すように０．０１０μｍ以下で種々異
なる多数の試料を作製した。

次に、上述の如くして得られた各試料についてそのポリ
エステルベースフィルムの背面に下記要領でバックコー
ト層を形成した。

硫酸バリウム粉（平均粒子径０．０８ｐｎ）　　　　５
０部α−Ｆｅ２０３粉（平均粒子径０．５　／’Ｉ　）
　　　　　　５部ニトロセルロース　　　　　　　　　
　４０部ポリウレタン　　　　　　　２９部 （大日本インキ社製商品名ＨＩ−２０００）ステアリン
酸　　　　　　　３部 トルエン−シクロへキサノン−メチルエチル　　６２（
１ケトン混合溶媒（重量比１：１：１） 上記組成物をボールミルにて１２〜７２時間の範囲で分
散時間を変えて分散状態が種々異なる複数の混合物を得
て、それぞれに硬化剤としてポリイソシアネート化合物
（前出）１２部を加えて複数の塗料を調製した。これら
塗料を前記の表面粗度ＲａＭが種々異なる試料の背面に
乾燥後の厚さが１．０ｌｌｙｎとなるように塗布、乾燥
してバックコート層を形成したのち、％インチ幅に裁断
することにより、バンクコート層の表面粗度ＲａＢがｏ
、ｏｉ。

μ以上でかつ７ＸＲａＭより小さい範囲で後記表の如く
種々異なる複数の磁気テープを作製した。

比較例 バンクコート用塗料調製時の分散時間を変えることによ
ってバックコート層の表面粗度ＲａＢを後記表の如（０
，０１０／ｌＩｎ≦ＲａＢ（７ＸＲａＭの範囲外となる
ようにした以外は、実施例と同様にして複数の磁気テー
プを作製した。

以上の実施例および比較例にて得られた磁気テープにつ
いて、ビデオＳＮ比を測定し、次いでバックコート層の
表面状態が磁性層表面に移行する現象を調べるために促
進保存試験を行い、そののちのビデオＳＮ比を測定した
。この促進保存試験前後のビデオＳＮ比の差（ｄＢ）を
下表に示す。なお、表中において一点鎖線にて囲まれた
範囲は実施例の磁気テープであり、その他は比較例の磁
気テープである。一方、これら磁気テープについてバッ
クコート層の表面粗度Ｒａ　と摩擦係数との関係を調べ
、その結果を図面にて示した。ただし上記促進保存試験
、表面粗度の測定、バックコート層の摩擦係数の測定は
次のようにして行った。

〈促進保存試験〉 磁気テープを１２０分再生長さとしてビデオカセットに
組み込み、巻き取りテンション約１００２にて再生状態
で巻き取り、これを６０℃、８０％ＲＨの条件下で１２
０時間保存した。

〈表面粗度の測定〉 既述の如（触針式粗さ計によって中心線平均粗さＲａ（
μ）を測定した。なお、表記値は、触針速度０．０３ｔ
ｒｔｍ／秒、カットオフ０．０８ｍｍの条件で０．２５
ｍｍ走行させて上記Ｒａを求める操作を１０回繰り返し
、得られたＲａの平均値で示した。

〈バックコート層の摩擦係数〉 直径４間の５ＵＳ３０４製円筒（表面粗度０，２Ｓ）を
水平に支持し、これに磁気テープをバンクコート層が円
筒表面に接する状態で角度９ぽに掛け、その一端に３０
ｙの荷重を加えなから他端を水平に１．４ｃ＋ｎ／秒の
速さで引張ったときの応力σ）ｙを求め、この応力（Ｔ
）ｙを下記の式にあてはめて摩擦係数μを算出した。

上表から明らかなように、バックコート層の表面粗度Ｒ
ａＢが磁性層の表面粗度ＲａＭの７倍を越えると、磁気
テープを巻回状態で保存したのちのビデオＳＮ比の劣化
が顕著になる。これは上記保存中にバンクコート層の表
面状態が磁性層表面に移行して磁性層の表面平滑性が損
なわれることに起因する。一方、図面から明らかなよう
に、バックコート層の表面粗度Ｒａ　が０．０１０／ｉ
ｎより小さくなると摩擦係数が急激に上昇し、走行性に
問題を生じることが判る。

なお、上述した実施例および比較例では、磁性層の表面
粗度ＲａＭをカレンダー加工におけるカレンダーロール
の表面平滑性にて設定し、またバックコート層の表面粗
度ＲａＢをバックコート用塗料の分散状態にて設定して
いるが、これらは既述の如く表面粗度を左右する他の要
素の変化にて設定しても差し支えない。たとえば、磁性
層では磁性粉および他の固形添加剤の粒度、配合量、分
散状態およびこれらの組み合わせの変化などによる設定
手段、バックコート層では非磁性粉の粒度を変化させた
り、表面平滑性の異なるロールによるカレンダー加工を
施すなどの設定手段を採用できる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例および比較例にて得られた磁気
テープのバックコート層の表面粗度ＲａＢと摩擦係数と
の関係を示す特性図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）非磁性支持体の主面に金属磁性粉を含む磁性層が
   形成され、背面にバックコート層が形成され、上記磁性
   層の平均表面粗度をＲａ＾Ｍ、上記バックコート層の平
   均表面粗度をＲａ＾Ｂとした場合の両層の表面粗度が、 ０．０１０μｍ≦Ｒａ＾Ｂ＜７×Ｒａ＾Ｍ≦０．０７０
   μｍの範囲にあることを特徴とする磁気記録媒体。
2. （２）金属磁性粉の平均粒子径が０．３μｍ未満である
   特許請求の範囲第（１）項記載の磁気記録媒体。
3. （３）金属磁性粉の窒素吸着法による比表面積が４０ｍ
   ＾２／ｇ以上である特許請求の範囲第（１）項記載の磁
   気記録媒体。