JPS6122424A - 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】 ［技術分野］ この発明はベースの表面に磁性層が設けられかつこのベ
ースの裏面にバックコート層が設けられてなる磁気テー
プなどの磁気記録媒体に関する。

〔背景技術〕

一般に磁気テープはポリエステルフィルムなどからなる
ベースの表面に磁性層を設けた構成からなるが、このベ
ースの裏面側の帯電性などにより走行特性や塵埃の付着
などの点で問題が生ずる場合があり、このような場合に
は上記ベースの裏面に帯電性の低いバックコート層を設
けて上記問題の解決をはかつていた。

しかしながら、上記バックコート層によって帯電性は低
下するものの、このバックコート層の摩擦係数が上記ベ
ースよりも高くなるために走行特性の改善効果が低いと
いう問題があった。そこで上記バックコート層に潤滑剤
を含ませて摩擦係数を低下させることが一般に行われて
いた。

この潤滑剤としては、従来、ステアリン酸、ミリスチン
酸などの脂肪酸あるいはこれら脂肪酸のエステル類が液
状ないしは半固形状の潤滑剤として用いられ、またグラ
ファイト粉末、二硫化モリブデン粉末などが固形−滑剤
として用いられていた。

しかしながら、上記液状ないしは半固形状の潤滑剤は、
この潤滑剤によってバックコート層表面に粘着性を生じ
させたりガイドピン汚れを生じさせたりすることのない
範囲で使用することが必要であるため配合量に限界があ
って、この潤滑剤によってはバックコート層の摩擦係数
を好適な範囲にまで低下させることができなかった。

一方、上記の固形潤滑剤によるとバックコート層の摩擦
係数を低下させるためには比較的多量に添加する必要が
あり、この場合表面平滑性が著しく損なわれて適度な表
面平滑性を維持することができずこれがテープ巻回時に
磁性層表面の平滑性を損ない電磁変換特性の低下をきた
すという欠点があった。これは、上記固形潤滑剤がその
製造上比較的粒子径の大きいものとなネためである。す
なわち、グラファイト粉末や二硫化モリブデン粉末は塊
状物を粉砕して得られるため微粒子状のものを得ること
ができなかった。

ところで、この発明者らは、特開昭５２−８８３０７号
公報に、Ｎ２吸養法による一比表面積７・０Ｏｒｒｒ’
／ｙ以上、ジブチルフタレート吸油量３００ｍ１’／１
００Ｐ以上のカーボンブラックとしてこれに一部グラフ
ァイト結晶らしいものが認められるとの記載があり、こ
のように微粒子状のカーボンブラックが仮にグラファイ
ト粉末と同様の油滑効果を示すとすればバックコート層
の表面平滑性を損なうことのない潤滑剤として有効では
ないかと考え、検討してみたが、このカーボンブラック
では期待する潤滑効果を得ることはできなかった。

〔発明の目的〕

この発明は、低い摩擦係数と適度な表面平滑性を有する
バックコート層を設けた走行特性の良好な磁気記録媒体
を提供することを目的としている。

〔発明の概要〕

この発明者らは上記目的を達成するために鋭意検討した
結果、磁性層にカーボンブラックを高温で熱処理するこ
とにより得たグラファイト化カーボンブラックを含ませ
ると、このグラファイト化カーボンブラックが良好な潤
滑効果を示してバックコート層の摩擦係数を好適範囲に
まで下げることができ、しかもこのグラファイト化カー
ボンブラックは微粒子状であるためバックコート層の表
面平滑性を大きく損うことなく適度な表面平滑性を付与
することができることを見い出し、この発明をなすに至
った。

すなわち、この発明は、ベースの表面に磁性層が設けら
れかつこのベースの裏面にバックコート層が設けられた
構成からなる磁気記録媒体において、上記バックコート
層に微粒子状のカーボンブラックを高温で熱処理して得
たグラファイト化カーボンブラックを含ませたことを特
徴とする磁気記録媒体に係るものである。

この発明の方法において用いるグラファイト化カーボン
ブラックとはカーボンブラックを通常２．７００〜３，
０００°Ｃで熱処理することにより得られるもので、原
料となるカーボンブラックは天然ガス、石油などの不完
全燃焼または熱分解によって得られる微粒子炭素である
。このカーボンブラック粒子は、通常、約９０個程度の
炭素原子が六角網状に配列してなる炭素層平面が数層相
互に約３，５λの間隙を保ってほぼ平行に積み重なって
できた結晶子の集合体である。このカーボンブラック粒
子の微細構造としては、粒子の表面付近では結晶子が表
面に平行にあるいはほぼ平行に配列しており、粒子の内
部では結晶子の方向が不規則となっていると考えられて
いる。結晶子内の各炭素層平面の間の炭素原子の配列は
規則的でなくいわゆる乱層構造をとっている。

このカーボンブラックを上記温度で熱処理すると各炭素
層平面間の距離が減少するとともに結晶子が成長してカ
ーボンブラックの粒子表面は炭素層平面が平行にならん
だ殻のようなグラファイト層構造に変化する。

このようにグラファイト化カーボンブラックは粒子表面
がグラファイトの結晶構造に類似したグラファイト層構
造となっており、さらに通常のグラファイトはすべり効
果を有する結晶層が一方向しかないのに対し、この発明
のグラファイト化カーボンブラックは全方向にすべり面
を有するために通常のグラファイトよりすぐれた潤滑作
用を有し摩擦係数の大きな低減効果を有する。

ところで、前述のように特開昭５２−８８３０７号公報
には、特定のカーボンブラックに一部グラファイト結晶
らしいものが認められるとの記載があったが、このカー
ボンブラックによると期待する潤滑効果が得られなかっ
た。この理由としては次のように考えられる。すなわち
、上記のグラファイト結晶らしいものとは単にカーボン
ブラック粒子表面付近で結晶子が配向性よく粒子表面に
平行（こ配列しているものであって結晶子の大きさは通
常のカーボンブラックにおける結晶子と同等のものであ
ると考えられ、この発明において用いるグラファイト化
カーボンブラック、すなわちカーボンブラックを高温で
熱処理して結晶子における各炭素層平面間距離を減少さ
せるとともに結晶子を成長させて得られるものとは全（
異なるといえる。

この発明において用いるグラファイト化カーボンブラッ
クの平均粒子径は通常２０〜２００ｍμ程度がよく、こ
の平均粒子径が小さすぎると摩擦係数の低減効果が小さ
いため好ましくなく、また大きすぎるとバックコート層
表面を荒らし平滑性を低下させるため好ましくない。ま
た、このグラファイト化カーボンブラックとしては、粒
子表面に粒子径の通常５〜５０％程度の厚みのグラファ
イト層構造を有するものが好ましい。

このようなグラファイト化カーボンブラックを得るには
、原料となるカーボンブラックとして平均粒子径が通常
２５〜２２０ｍμ程度で比較的ロースドラクチャ−でか
つ比表面積とジブチルフタレート吸油量（ＤＢＰ吸油量
）が適当な範囲、例えば平均粒子径が２０ｍｆｉ程度で
は通常Ｎ２吸着法による比表面積が１５０ｍ”／７以下
でＤＢＰ吸油量が１３０＋ｎｆ’／１００Ｐ以下、平均
粒子径が５０ｍｐ程度では通常Ｎ２吸着法による比表面
積が７０ｒｒｆ７ｆ；１以下でＤＢＰ吸油量が１００ｍ
ｌ／　１００’ｆ以下、平均粒子径が１００　ｍ）を以
上では通常Ｎ２吸着法による比表面積が３０ｍ”／Ｐ以
下でＤＢＰ吸油量が７０ｍ１’／１００ｙ以下であるも
のを使用するとよい。

このようなグラファイト化カーボンブラックの具体例と
しては、三菱化成社製商品名＃４０１０、同社製商品名
＠４０４０、ＣＡＢＯＴ社製商品名５ｐｈｅｒｏｎ　６
、同社製商品名ＳｔｅｒｉｎｇＲ，同社製商品名Ｓｔｅ
ｒｉｎｇ　ＦＴなどがあげられる。

バックコート層の形成は、適当な結合剤樹脂、バックコ
ート層を補強する作用を有する従来公知の各種補強゛用
無機粉末および上記グラファイト化カー′ボンブラック
を含むバックコート塗料を調製し、これをポリエステル
フィルムなどからなるベースの裏面に塗布乾燥すること
によって行う。

上記結合剤樹脂としては従来より磁気記録媒体のバック
コート用として知られている種々のものが使用でき、た
とえば塩化ビニル樹脂、繊維素系樹脂、ポリウレタン系
樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、合成ゴム
系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体、エポキシ
樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂、ポリオール類、イ
ンシアネート化合物などの１種または２種以上の混合物
があげられる。

上記の補強用無機粉末としてはたとえば硫酸バリウム粉
末、ベンガラ粉末、炭酸カルシウム粉末、カーボンブラ
ック、アルミナ粉末、酸化クロム粉末、酸化チタン粉末
などがあげられる。

バックコート塗料における上記グラファイト化カーボン
ブラックの配合量としては、通常上記“の補強用無機粉
末との合計量中１〜５０重量％、好ましくは５〜３０重
量％程度となるようにするのがよい。このグラファイト
化カーボンブラックの配合量が少なすぎるとバックコー
ト層の摩擦係数が好適範囲まで低下しないので好ましく
なく、一方多すぎるとバックコート塗料中での分散性が
悪くなりバックコート層の表面平滑性が悪くなるため好
ましくない。

なお、上記バックコート塗料にはこの発明の効果を失わ
ない範囲内で必要に応じてステアリン酸、ミリスチン酸
などの脂肪酸あるいはこれら脂肪酸のエステル類を配合
してもよい。この配合量としては、バックコート層に粘
着性を生じさせたりヘッドピン汚れを生じさせたりする
ことのない範囲とするのがよく、通常は上記補強用無機
粉末と上記グラファイト化カーボンブラックとの合計量
１００重量部に対して１〜１０重量部程度とするのがよ
い。

また、上記バックコート塗料には従来公知の帯電防止剤
を配合してバックコート層の帯電性をさらに低下させる
ようにしてもよい。すなわち、前記カーボンブラックは
既述のように表面平滑性や潤滑性に非常に好結果を与え
るが、帯電防止効果の面でやや劣る傾向がみられる。し
たがって、他の帯電防止剤を併用して帯電性の一層の低
下を図るのが望ましい。このような帯電防止剤としては
、従来公知のものがいずれも使用可能であるが、中でも
帯電防止効果にすぐれてかつバックコート層の表面平滑
性を大きく損うことなく適度に維持しえしかもグラファ
イト化カーボンブラックの潤滑性に悪影響を与えないも
のを選択使用することが好ましく、またバックコート層
の耐久性などを損なうおそれがないものを選択使用する
ことが好ましい。

この観点からとくに好適な帯電防止剤としては、たとえ
ばＮ２吸１着法による比表面積が５００　ｍ！ｌ　ｙＪ
ａ下、ＤＢＰ吸油量が１００〜２００−／１ｏｏｙでか
つ揮発成分含有量が３重量％以下の導電性カーボンブラ
ックがあげられる。このカーボンブラックは前記要求特
性をいずれも満足するものであるが、特に上記特性値を
有することにより、帯電防止効果と表面平滑性の適度な
維持に良好な結果を与えるものである。

すなわち、使用する導電性カーボンブラックの比表面積
が大きすぎるといわゆるストラフチャ配列構造をとりや
すくなってバックコート層の帯電性は小さくなるが、反
面バックコート塗料中での分散性が悪くなりバックコー
ト層の表面平滑性が悪くなるため好ましくない。したが
って、Ｎ２吸着法による比表面積は５００ｒｒｆ／ｆ／
以下とされる。

また、ＤＢＰ吸油量が小さすぎると分散は容易になるが
ストラフチャ配列構造をとりにくくなるためバックコー
ト層の帯電性の低減効果は小さく、一方大きすぎるとス
トラフチャ配列構造をとりやすくなる反面分散性が悪く
なりバックコート層の表面平滑性が悪くなるため好まし
くない。したがって、ＤＢＰ吸油量は１００〜２００ｎ
ｔｅ／　１００　／；’とされる。

また、揮発成分は導電性カーボンブラック表面のカルボ
キシル基、キノン基、フェノール基、ラクトン基などの
含酸素基に起因するもので多いほど結合剤樹脂との相互
作用が強くなって結合剤樹脂によくなじみ分散性もよく
なるが、バックコート層の帯電性を下げるにはこのよう
な表面に付着した含酸素基が少ない方がよい。したがっ
て、揮発成分の含有量は３重量％以下とされる。

このような導電性カーボンブラックの具体例としては三
菱化成社製商品名＃３３００Ｂ、　Ｃｏ　Ｉｕｍｂｉ　
ａｎＣａｒｂｏｒ１社製商品名Ｃ０ＮＤＵＣＴＥＸ　９
５０ＢＥＡＤ１ＣＡＢＯＴ社製商品名ＶＵＬＣＡＮ　Ｘ
Ｃ−７２などがある。

上記導電性カーボンブラックの配合量としては、通常、
上記の補強用無機粉末、グラファイト化カニボンブラッ
クおよびこの導電性カーボンブラックの合計量中この導
電性カーボンブラックが９〜５０重量−％、好ましくは
１５〜３０重量％程度でかつ上記合計量中この導電性カ
ーボンブラックと上記グラファイト化カーボンブラック
との合計量が１０〜９０重量％、好ましくは２０〜６０
重量％となるようにするのがよい。この導電性カーボン
ブラックの配合量が多すぎると相対的にグラファイト化
カーボンブラックの配合量が低下してバックコート層の
摩擦係数を好適範囲まで低下させることができないため
好ましくな（、一方少なすぎるとバックコート層の帯電
性を低減させる効果が小さくなるため好ましくない。

このようにして形成されるバックコート層の厚みとして
は通常０３〜２μ程度とするのがよい。

この発明の磁気記録媒体を製造するには常法に準じて行
えばよく、たとえば結合剤樹脂および磁性粉を含む磁性
塗料をポリエステルフィルムなどのベースの表面に塗布
乾燥して磁性層を形成し、このベースの裏面に上記のバ
ックコート層を形成すればよい。

上記の磁性塗料における結合剤樹脂としては、従来より
磁気記録媒体用として用いられている種々のものが使用
でき、具体例としては前述のバックコート塗料における
結合剤樹脂と同様のものがあげられる。

上記磁性粉としてはＴ−Ｆｅ２０３、Ｆｅ３Ｏ４あるい
はこれらにＧｏなどの金属を含有させたもの、ＣｒＯ２
あるいはこれにｓｂなどの金属を含有させたものなどの
酸化物系磁性粉、Ｆ　ｅ　１Ｃｏ、Ｎ　ｉあるいはこれ
らの合金などの金属磁性粉があげられる。これら磁性粉
の平均粒子径（長径）としては通常００５〜１ｐｎ程度
がよい。

また、上記磁性塗料には従来より磁性塗料用として用い
られている各種添加剤、たとえば研摩剤、帯電防止剤、
粘度調整剤などを必要に応じて配合してもよい。この磁
性塗料を用いて形成される磁性層の厚みは通常１．５〜
１０μ程度とされる。

［発明の効果］ この発明の磁気記録媒体におけるバックコート層は、従
来の固形潤滑剤として用いられていたグラファイト粉末
以上に良好な潤滑効果を示すグラファイト化カーボンブ
ラックを含むため低い摩擦係数を有している。しかも、
このグラファイト化カーボンブラックは微粒子状である
ためバックコート層の表面平滑性は適度に維持されてい
る。このため、この発明の磁気記録媒体は走行特性の良
好なものとなっている。

また上記グラファイト化カーボンブラックとともに前記
特定の導電性カーボンブラックを併用したときには、上
記低摩擦係数および良好な表面平滑性とともに、バック
コート層の帯電防止に一層良好な結果が得られ、またこ
の場合にバックコート層の耐久性などを損なわないとい
う利点も得られる。

［実施例］ 以下にこの発明の実施例を記載する。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１ 硫酸バリウム　　　　　６０部 ベンガラ粉末　　　　　１０部 グラファイト化カーボンブラック 平均粒子径８０　ｍｐ　） シクロへキサノン　　　　　　６３部 メチルイソブチルケトン　　　　　６３部ト　　　ル　
　　エ　　　ン　　　　　　　　　　　　　　　　６３
部上記組成物をボールミルに入れて５０時間混練し均一
に分散させた。次いでこれにインシアネート化合物（バ
イエル社製商品名デスモジュールし）９部を配合し１時
間分散後取り出しバックコート塗料とした。

一方、下記の組成物をボールミルに入れて５０時間混練
し均一に分散させたのちインシアネート化合物（上記の
デスモジュールＬ）５部を配合し１時間分散後取り出し
磁性塗料を得た。

Ｃｏ含有ｒ−Ｆｅ２０３粉　　　　　１００部α−Ｆｅ
２０３粉　　　　　　　　　　４部カ゛−ボンブラック
　　　　　　　２部シクロへキサノン　　　　　　７０
部 メチルイソブチルケトン　　　　　７０部ト　　　ル　
　エ　　　ン　　　　　　　　　　　　　　　７０部上
記の磁性塗料を厚さ１５μのポリエチレンテレフタレー
トフィルムからなるベースの表面に乾燥厚みが５牌とな
るように塗布し乾燥したのち、このベースの裏面に上記
のバックコート塗料を乾燥厚みが１μとなるように塗布
し乾燥し、次いでこれを％インチ幅にスリットして磁気
テープを作製した。

実施例２ 実施例１のバックコート塗料におけるグラファイト化カ
ーボンブラックの配合量を１部部とするとともに導電性
カーボンブラック（三菱化成社製商品名＃３３００ＢＳ
、Ｎ２吸着法による比表面積１１０ｒｒｆ／？、ＤＢＰ
吸油量１２６ｍｌ／ｌ　００　ｙ。

揮発成分含有量１．７重量％）２０部を配合した以外は
実施例１と同様にして磁気テープを作製した。

比較例１ 実施例１のバックコート塗料におけるグラファイト化カ
ーボンブラックを除き、かわりにカーボンブラック（Ｃ
ａｂｏｔ社製商品名カーボンブラックＭＯＧＵＬ　　Ｌ
１平均粒子径２４／”）３０部を配合した以外は実施例
１と同様にして磁気テープを作製した。

比較例２ 実施例１のバックコート塗料におけるグラファイト化カ
ーボンブラックを除き、かわりにグラファイト粒子（日
本黒鉛社製商品名Ｃ５５Ｐ１平均粒子径１，０００ｙ＋
ｖＬ）３０部を配合した以外は実施例１と同様にして磁
気テープを作製した。

上記の実施例１，２および比較例１，２′で得られた磁
気テープにおけるバックコート層の表面平滑性、摩擦係
数および表面電気抵抗を下記の方法で調べて評価し、そ
の結果を下記の表に示した。

〈表面平滑性〉 触針式粗さ計を使用し、触針速度０．０６　ａｍ汚、カ
ットオフ０．０８ｍ＋＋＋の条件で磁性層の表面平均粗
さく　Ｃ，Ｌ、Ａ値）を測定し、実施例１の磁気テープ
を基準として下記の式にしたがって算出される相対値で
表面平滑性の良否を判断した。

〈摩擦係数〉 表面粗度が０．２８に仕上げられた直径４ｍｍのＳＵＳ
　　３０４円筒を水平に支持し、これに磁気テープをバ
ックコート層側を接触面として９０になるようにかけ、
一端に３０ｙの荷重を加えなから他端を水平に１４砿／
秒の速さで引張った時の応力（支））を求め、この応力
（℃を下記の式にあてはめて摩擦係数（ｆｉ）を求めた
。

〈表面電気抵抗〉 １．２５ｃ＋ｎ間隔の電極板に５００Ｖの直流電圧を印
加し、この電極板上にノくツクコート層が電極をこ直接
接触するように磁気テープをかけ、この磁気テープに２
０ｙの張力を加えたときの電流値（Ｉ）を測定し次式に
した力やて表面電気抵抗（Ｒ）を求めた。

また、上記の実施例１，２で得られた磁気テープにおけ
るバックコート層の耐久性を次のようにして調べた。す
なわち、表面粗度が０．５５に仕上げられた直径１０闘
のＳＵＳ　　３０４の円筒を１．２０Ｏｒ、ｐ、ｍで回
転させ、この円筒にバックコート層が接触するように磁
気テープをかけて５〜２０ｙの荷重のもとて５分間バッ
クコート層を摺動させ、このときバックコート層に傷が
誌められたり円筒に汚れが認められたときの荷重の大き
さを調べ、この荷重が大きいほど耐久性が良好であると
評価した。この結果、実施例１．２共にバックコート層
の耐久性にすぐれていた。

以上の結果から明らかなように、この発明の磁気テープ
（実施例１，２）におけるバックコート層は、微粒子状
のカーボンブラックを高温で熱処理して得たグラファイ
ト化カーボンブラックを含むため、バックコート層に従
来の固形潤滑剤であるグラファイト粒子を含む磁気テー
プ（比較例２）におけるバックコート層と同様に低い摩
擦係数を有し、しかも上記グラファイト化カーボンブラ
ックが微粒子状であるため上記比較例２におけるバック
コート層と異なり表面平滑性は適度に維持されている。

このため、この発明の磁気テープは良好な走行特性を示
すことができる。一方、バックコート層に通常のカーボ
ンブラックが含まれる磁気テープ（比較例１）において
はバックコート層の表面平滑性は適度に維持されるが摩
擦係数の低減効果が得られていない。また、バックコー
ト層に帯電防止剤として特定の導電性カーボンブラック
を含ませたもの（実施例２）は上記低摩擦係数および良
好な表面平滑性とともにバックコート層の表面電気抵抗
を一段と低くすることができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ベースの表面に磁性層が設けられかつこのベース
   の裏面にバックコート層が設けられた構成からなる磁気
   記録媒体において、上記バックコート層に微粒子状のカ
   ーボンブラックを高温で熱処理して得たグラファイト化
   カーボンブラックを含ませたことを特徴とする磁気記録
   媒体。
2. （２）バックコート層にグラファイト化カーボンブラッ
   クとともに窒素吸着法による比表面積が５００ｍ＾２／
   ｇ以下、ジブチルフタレートの吸油量が１００〜２００
   ｍｌ／１００ｇ、揮発成分含有量が３重量％以下の導電
   性カーボンブラックを含ませた特許請求の範囲第（１）
   項記載の磁気記録媒体。