JPS62219321A - 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〕 この発明は磁気記録媒体に関し、さらに詳しくは電磁変
換特性が良好で、高密度記録に適した磁気記録媒体に関
する。

〔従来の技術〕

一般に、磁気記録媒体は、磁性層中の針状方向に磁気異
方性を有する針軟磁性粉末を磁性層の長手方向に配向さ
せ、長手方向の磁化成分を利用するなどして磁気特性を
向上させることが行われているが、このような磁性層の
長手方向の磁化成分を利用したものでは、磁気記録密度
が高くなるはど磁気記録媒体内の反磁界が増加して残留
磁化の減衰と回転を生じ、記録信号の検出が困難となる
ため、記録密度の向上に限界がある。

このため、近年、記録密度が高くなるほど反磁界の影響
が小さくなる垂直磁気記録方式が、高密度記録に適する
ものとして注目され、たとえば、Ｃｏ−Ｃｒ合金からな
る垂直磁気記録用強磁性金属薄膜層を形成・してその垂
直方向の磁化成分を利用したり、あるいは六方晶フェラ
イト粉末、γ−Ｆｅ２０３粉末、ＣｒＯ２粉末、Ｃｏエ
ピタキシャルγ−Ｆｅ２０３粉末、金属粉末などの磁性
粉末を使用し、磁化容易軸を磁性層面に対し垂直方向に
配向してその垂直方向の磁化成分を利用することが試み
られている。この中、六方晶フェライト粉末などの磁性
粉末を用いて調製した磁性塗料を基体上に塗布、乾燥し
て形成される塗布型磁気記録媒体は耐久性に優れている
ため、実用性が高く、一般に採用されているが、垂直磁
気記録用強磁性金属薄膜層を形成した金属薄膜層型磁気
記録媒体に比べて飽和磁束密度が低く、再生出力が低い
という問題がある。

そこで、このような問題を解決し、六方晶フェライト粉
末などの磁性粉末を使用した塗布型磁気記録媒体の再生
出力を高くするため、基板と磁性層との間に低保磁力の
下層の磁性層を形成することが提案されている。（特開
昭５６−９８７１８号） 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところが、六方晶フェライト粉末などの磁性粉末を使用
した塗布型磁気記録媒体において、基板と磁性層との間
に低保磁力の下層の磁性層を形成したものでは、重ね書
き特性であるオーバーライド特性が悪いという難点があ
り、この発明者らは、かかるオーバーライド特性につい
て検討した結果、垂直磁気記録用の上層の磁性層の層厚
を０．７μｍ以下にすると、オーバーライド特性が５ｄ
Ｂ以上向上することを見いだしたが、同時にこの上層の
磁性層の層厚を０．７μｍ以下にすると、磁性層の表面
粗さが悪（なり、記録密度特性が低くなることが明らか
になった。

〔問題を解決するための手段〕

この発明は、かかる現状に鑑み種々検討を行った結果な
されたもので、垂直磁気記録用の層厚が０．７μｍ以下
の上層の磁性層と基体との間に、飽和磁束密度が２００
〜１５００ガウスの下層の磁性層を形成することによっ
て、この下層の磁性層中の磁性粉末と垂直磁気記録用の
上層の磁性層中の磁性粉末との上層の磁性層形成時の磁
気的相互作用を良好に抑制し、もって垂直磁気記録用の
上層の磁性層の面荒れを効果的に防止して、層厚が０．
７μｍ以下の上層の磁性層の表面粗さを中心線平均粗度
で０．０１μｍ以下とし、電磁変換特性を充分に向上さ
せて、高密度記録が良好に行えるようにしたものである
。

この発明において、下層の磁性層は、飽和磁束密度を２
００〜１５００ガウスの範囲内にするのが好ましく、下
層の磁性層の飽和磁束密度が２００ガウスより小さくて
は充分な出力が得られず、１５００ガウスより大きくす
ると、この下層の磁性層中の磁性粉末と、その上の垂直
磁気記録用の磁性層中の磁性粉末との上層の磁性層形成
時の磁気的相互作用が強すぎて、垂直磁気記録用の層厚
が０．７μｍ以下の上層の磁性層が面荒れを起こし、表
面平滑性が劣化する。このように、下層の磁性層の飽和
磁束密度は２００〜１５００ガウスの範囲内にするのが
好ましく、この範囲内であれば、垂直磁気記録用の上層
の磁性層の層厚を０．７μｍ以下としても上層の磁性層
の表面平滑性が劣化せず、中心線平均粗度で０．０１μ
ｍ以下の磁性層が形成される。この下層の磁性層の飽和
磁束密度はさらに３００〜１１００ガウスの範囲内とす
るのがより好ましく、５００〜１０００ガウスの範囲内
にするのがさらに好ましい。

また、下層の磁性層の層厚は、０．５μｍより薄くする
と良好な耐久性が得られず、１０μｍより厚くするとコ
ストが高くなるため、０．５〜１０μｍの範囲内にする
のが好ましく、０．５〜５μｍの範囲内とし、さらに０
．５〜２μｍの範囲内にするのがより好ましい。

このような下層の磁性層に使用される磁性粉末としては
、保磁力が２００エルステツドより大きいものを使用す
ると、再生出力の向上効果が小さくなるため、保磁力が
２００エルステツド以下のものが好ましく使用され、保
磁力が２００エルステツド以下のｒ−Ｆｅ２０３　、Ｆ
ｅ３０４粉末、ＣＯ含有ｒ−Ｆｅ２０３粉末、Ｃｏ含有
Ｆｅ３Ｏ４粉末、Ｃｒ　０２粉末、Ｆｅ粉末、Ｃｏ粉末
、Ｆｅ−Ｎｉ合金粉末など、従来一般に使用される磁性
粉末がいずれも好適に使用される。これらの磁性粉末の
下層の磁性層における体積充填率は、２容量％より少な
いと下層の磁性層の飽和磁束密度が小さくなるため再生
出力の向上効果が小さくなり、２０容量％より多くする
と下層の磁性層の飽和磁束密度が過大になり上層の磁性
層の表面粗度が大きくなるため、２〜２０容量％の範囲
内にすることが好ましく、３〜１５容量％の範囲内とし
、さらに５〜１３容量％の範囲内にするのがより好まし
い。

また、この下層の磁性層は、磁性層中の空孔（潤滑剤の
入り得る体積）が体積占有率で６容量％より少ないと圧
力吸収効果が小さくなって耐久性が劣化し、１２容量％
より多いと潤滑剤が下層の磁性層に吸収され、上層の磁
性層表面に存在する潤滑剤が過少になって耐久性が劣化
するため、６〜１２容量％の範囲内の空孔を有するもの
であることが好ましい。さらに、このような空孔を有す
る磁性層中に磁性粉末とともに、磁気記録媒体の耐久性
をより向上させるため、非磁性粉末や潤滑剤などを併用
してもよく、非磁性粉末としては、カーボンブランク、
金属粉末、全尿酸化物粉末、合成樹脂粉末などが使用さ
れ得る。このような非磁性粉末の磁性層中における体積
充填率は、１３容量％より少ないと耐久性が劣化し、３
０容量％より多くすると上層の磁性層の表面粗さが大き
くなるため、１３〜３０容量％の範囲内にすることが好
ましい。また潤滑剤としては、オレイルオレート、ミリ
スチン酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アミド、ス
テアリルアルコールなどの脂肪族潤滑剤、パーフルオロ
アルキルポリエーテルなどのフッ素系潤滑剤、シリコー
ンオイルなどのシリコーン系潤滑剤、流動パラフィン、
スクアランなどの炭化水素系潤滑剤などの磁気記録媒体
に一般に使用される潤滑剤がいずれも好適なものとして
使用され、磁性層中における体積充填率は、４〜７容量
％の範囲内にすることが好ましい。

このような下層の磁性層上に重層して形成される上層の
磁性層は、層厚が０．７μｍより厚くては重ね書き特性
であるオーバーライド特性が悪くなり、また磁性塗料の
塗布によって０．１μｍより薄くするのは困難なため、
０．１〜０．７μｍの範囲内にするのが好ましく、０．
７μｍ以下であれば充分に良好なオーバーライド特性が
得られる。しかしオーバーライド特性をより良好にする
ため、０．１〜０．７　μｍの範囲内とし、さらに０．
２〜０．６μｍの範囲内とするのが好ましく、０．３〜
０．５μｍの範囲内とするのがより好ましい。

また、この上層の磁性層の表面粗さは、高密度記録が良
好に行えるようにするため、中心線平均粗度で０．０１
μｍ以下にすることが好ましく、このような磁性層の表
面粗さは、前記したように下層の磁性層の飽和磁束密度
を２００〜１５００ガウスの範囲内にすることによって
達成される。このように磁性層の表面粗さは中心線平均
粗度で０．０１μｍ以下にすれば、高密度記録が良好に
行えるが、高密度記録をさらに良好に行うためには、磁
性層の表面粗さを中心線平均粗度でさらに小さくし、０
．００８　μｍ以下、さらには０．００５　ｐ　ｍ以下
とするのがより好ましい。

このような上層の磁性層に使用する磁性粉末としては、
ｒ−Ｆｅ２ｏ３　、Ｆｅ３０４粉末、Ｃ。

含有ｒ−Ｆｅ２０３粉末、Ｃｏ含有Ｆｅ３Ｏ４粉末、Ｃ
ｒＯ２粉末、Ｆｅ粉末、Ｃｏ粉末、Ｆｅ−Ｎｉ合金粉末
、六方晶系フェライト粉末など、従来一般に使用される
磁性粉末がいずれも好適に使用されるが、上層の磁性層
の表面粗度を最も平滑にできる六万品系フェライト粉末
が特に好ましく使用される。このような六方晶系フェラ
イト粉末としては、バリウムフェライト粉末、ストロン
チウムフェライト粉末、鉛フェライト粉末、カルシウム
フェライト粉末、およびこれらフェライト粉末のＦｅ元
素の一部を他の金属元素で置換したものなどが好適なも
のとして使用される。これらの上層の磁性層に使用され
る磁性粉末の保磁力は、２００工ルステツド未満では記
録密度特性が悪くなり、１５００エルステツドより高く
なると磁気ヘッドによる記録が困難になるため２００〜
１５００エルステツドの範囲内のものが好ましく使用さ
れる。また飽和磁化量は４５ｅｍｕ／ｇ未満では再生出
力が小さくなり、１４０ｅｍｕ／ｇより大きくなると磁
性層の表面粗度を０．１μｍ以下にすることが困難にな
るため４５〜１４０ｅｍｕ／ｇの範囲内のものが好まし
く使用される。また、これらの磁性粉末の上層の磁性層
における体積充填率は、２０容量％より少ないと再生出
力が小さくなり、４０容量％より多くすると耐久性が小
さくなるため、２０〜４０容量％の範囲内にすることが
好ましく、２３〜３５容量％の範囲内とし、さらに２５
〜３３容量％の範囲内にするのがより好ましい。

また、この上層の磁性層は２０〜３５容量％の範囲内の
空孔を有するものであることが好ましい。さらに、この
ような空孔を有する磁性層中に磁性粉末とともに、磁気
記録媒体の耐久性をより向上させるため、非磁性粉末や
潤滑剤などを併用してもよく、非磁性粉末としては、こ
れらの磁性粉末より硬いＡｌ２Ｏ３粉末、Ｃｒ２Ｏ３粉
末、α−Ｆｅ２０３粉末などが使用される。このような
非磁性粉末の磁性層中における体積充填率は、２容量％
より少ないと耐久性が小さくなり、２０容量％より多く
すると磁気ヘッドの摩耗が大きくなるため、２〜２０容
量％の範囲内にすることが好ましい。また潤滑剤として
は、下層の磁性層で使用したのと同じ脂肪族潤滑剤、フ
ッ素系潤滑剤、シリコーン系潤滑剤、炭化水素系潤滑剤
などの磁気記録媒体に一般に使用される潤滑剤がいずれ
も好適なものとして使用され、磁性層中における体積充
填率は６〜２０容量％の範囲内にすることが好ましい。

さらに、静電気雑音を充分に小さくするため、この上層
の磁性層は表面の電気抵抗を１×１０１０Ω／１ｎｃｈ
２以下にするのが好ましく、Ｉ　Ｘ　１０９Ω／１ｎｃ
ｈ２以下にするのがより好ましい。

上下両磁性層の形成は、常法に準じて行えばよく、たと
えば、まずポリエステルフィルムなどの基体上に、保磁
力が２００エルステツド以下の磁性粉末、結合剤樹脂、
有機溶剤およびその他の添加剤を含む磁性塗料を通常の
手段により塗布、乾燥して飽和磁束密度が２００〜１５
００ガウスの下層の磁性層を形成し、次いでこの下層の
磁性層上に、六方晶系フェライト粉末などの垂直磁気記
録に適した磁性粉末、結合剤樹脂、有機溶剤およびその
他の添加剤を含む磁性塗料を通常の手段により塗布、乾
燥して、層厚が０．７μｍ以下で、表面粗さが中心線表
面粗度で０．０１μｍ以下の上層の磁性層を重層形成す
ればよい。

なお、上層の磁性層を形成する場合、六方晶系フェライ
ト粉末を使用すると、この種の磁性粉末の形状が板状で
、砒化容易方向が板面に対して垂直方向にあるため、塗
布時に機械的剪断力を作用させるだけで、充分に磁性粉
末をその板面が磁性層面と平行となるように配向させる
ことができ、磁化容易方向を磁性層に対して垂直方向に
配向することができるため、磁場の印加による磁場配向
は必ずしも必要ではないが、磁性層面に対して垂直方向
に磁場を印加して磁場配向を行うと、上層の磁性層に使
用した磁性粉末の磁化容易方向がより良好に垂直方向に
配向され、磁性層の表面平滑性も良好となるため、この
ような磁場配向を行うのが好ましい。

上下両磁性層で用いる結合剤樹脂としては、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、ポリウレタン系樹脂、イソシアネート化
合物、放射線硬化型樹脂など従来汎用されている結合剤
樹脂が広く用いられる。

また、有機溶剤としてはトルエン、メチルエチルケトン
、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、テトラ
ヒドロフラン、酢酸エチルなど従来から汎用されている
有機溶剤が単独または二種以上混合して使用される。

〔実施例〕

次に、この発明の実施例について説明する。

実施例１ 〈下層用磁性塗料の調製〉 粒状ｒＦｅ２Ｏ３磁性粉末　　　１００重量部（平均粒
子径０．１５μｍ、保磁力 ２０エルステツド、比重約５） エスレソクＡ（積木化学工業社製２４〃塩化ビニル−酢
酸ビニル−ビニ ルアルコール共重合体、比重約 パンデックスＴ５２５０　（大日本　　２４〃インキ化
学工業社製、ポリウレ タンエラストマー、比重約１．２） コロネートしく日本ポリウレタン　　１２〃工業社製、
三官能性低分子量イ ソシアネート化合物、比重約１．２） スターリングＮＳ（キャボ・ノド社　　４３〃盟、カー
ボンブラック、比重約 １．８　） オレイルオレート（比重約０．８＞１８〃シクロへキサ
ノン　　　　　　　　　１００／／トルエン　　　　　
　　　　　　　１００１１の組成からなる組成物をボー
ルミル中で１５０５０時間混Ｈ，ｊ、　Ｌ、て磁性塗料
を調製した。

〈上層用磁性塗料の調製〉 六角板状のＣｏ、Ｔｉ変成バリウ　１００重量部ムフェ
ライト磁性粉末（平均粒 子径０．０７μｍ、保磁力４２０エ ルステツド、飽和磁化量５５ ｅｍｕ／ｇ） エスレックＡ（積木化学工業社製　　８　・・塩化ビニ
ル−酢酸ビニル−ビニ ルアルコール共重合体、比重約 １．２） タケラックＥ−５５１（成田薬品　　８　〃工業社製、
ポリウレタン、比重 約１．２） コロネートＬ（日本ポリウレタン　　４　〃工業社製、
三官能性低分子量イ ソシアネート化合物、比重約１．２） ＡＯ３−２８（住人化学社製、　　　　５　〃Ａｌ２Ｏ
３、平均粒径０．４μｍ） オレイルオレート（比重約０．８）　　　１０〃シクロ
ヘキサノン　　　　　　　　　１００〃トルエン　　　
　　　　　　　　　１００〃の組成からなる組成物をボ
ールミル中で７２時間混合分散して磁性塗料を調製した
。

〈磁気テープの製造〉 厚さ約１２μｍのポリエステルベースフィルム上に前記
の下層用磁性塗料を塗布、乾燥し、５０°Ｃでカレンダ
処理した後、さらに６０°Ｃで１６時間キユアリングを
行い、２．０μｍ厚で飽和磁束密度が１１００ガウスの
下層の磁性層を形成した。

次いでこの磁性層上にさらに前記の上層用磁性塗料を塗
布、乾燥し、乾燥時には３０００エルステツドの磁場を
ポリエステルベースフィルムの垂直方向に印加した。次
いで、５０℃でカレンダ処理を行って厚さ０．６μｍの
上層の磁性層を形成した後、所定の巾に裁断して上下２
層の磁性層を重層した磁気テープをつくった。この磁気
テープの表面電気抵抗は２Ｘ１０７Ω／１ｎｃｈ２であ
った。

実施例２ 実施例１の下層の磁性層の磁性塗料組成において、粒伏
γ−Ｆｅ２０３粉末の使用量を１００重量部から１８市
量部に、エスレノクＡの使用量を２４重量部から３０重
量部に、バンデソクスＴ５２５０の使用量を２４重量部
から１８重量部に、スターリングＮＳの使用量を４３重
量部から７２重量部にそれぞれ変更した以外は、実施例
１と同様にして、厚さが２．５μｍで飽和磁束密度が２
００ガウスの下層の磁性層を形成し、さらにこの上に実
施例１と同様にして、厚さが０．５μｍの上層の磁性層
を形成し、磁気テープをつくった。

実施例３ 実施例１の下層の磁性層の磁性塗料組成において、粒状
γ−Ｆｅ２０３粉末の使用量を１００重量部から１３６
重量部に、エスレソクＡの使用量を２４重量部から２７
重量部に、バンデソクスＴ５２５０の使用量を２４重量
部から２１重量部に、スターリングＮＳの使用量を４３
重量部から３０重量部にそれぞれ変更した以外は、実施
例１と同様にして、厚さが３．０μｍで飽和磁束密度が
１５００ガウスの下層の磁性層を形成し、さらにこの上
に実施例１と同様にして、厚さが０．７μｍの上層の磁
性層を形成し、磁気テープをつくった。

実施例４ 実施例１の下層の磁性層の磁性塗料組成において、粒伏
γ−Ｆｅ２０３粉末の使用量を１００重量部から２７重
量部に、エスレソクＡの使用量を２４重量部から３０重
量部に、バンデックスＴ５２５０の使用量を２４重量部
から１８重量部に、スターリングＮＳの使用量を４３重
量部から６９重量部にそれぞれ変更した以外は、実施例
１と同様にして、厚さが１．５μｍで飽和磁束密度が３
００ガウスの下層の磁性層を形成し、さらにこの上に実
施例１と同様にして、厚さが０．５μｍの上層の磁性層
を形成し、磁気テープをつくった。

実施例５ 実施例１の下層の磁性層の磁性塗料組成において、粒状
γ−Ｆｅ２０３粉末の使用量を１００重量部から４５重
量部に、スターリングＮＳの使用量を４３重量部から６
２重量部にそれぞれ変更した以外は、実施例１と同様に
して、厚さが１μｍで、飽和磁束密度が５００ガウスの
下層の磁性層を形成し、さらにこの上に実施例１と同様
にして、厚さが０．６μｍの上層の磁性層を形成し、磁
気テープをつくった。

実施例６ 実施例１の下層の磁性層の磁性塗料組成において、粒状
γ−Ｆｅ２０３粉末の使用量を１００重量部から６３ｉ
１ｉｆｉ部に、エスレックＡの使用量を２４ｆｆｉ量部
から３０重量部に、バンデックスＴ５２５０の使用量を
２４重量部から１８重量部に、コロネートＬの使用量を
１２重量部から１４重量部に、スターリングＮＳの使用
量を４３重量部から５６重量部にそれぞれ変更した以外
は、実施例１と同様にして厚さが２．０μｍで飽和磁束
密度が７００ガウスの下層の磁性層を形成し、さらにこ
の上に実施例１と同様にして、厚さが０．４μｍの上層
の磁性層を形成し、磁気テープをつくった。

実施例７ 実施例１において、上層の磁性層の乾燥時に配向磁場を
印加しなかった以外は、実施例１と同様にして磁気テー
プをつ（った。

比較例１ 実施例１の下層の磁性層の磁性塗料組成において、粒状
γ−Ｆｅ２０３粉末の使用量を１００重量部から２５０
重量部に、エスレックＡの使用量を２４重量部から２０
ｉｉＫｆ部に、パンデックスＴ５２５０の使用量を２４
重量部から２０重量部に、コロネートＬの使用量を１２
重量部から１０重量部に、スターリングＮＳの使用量を
４３重量部から４重量部にそれぞれ変更した以外は、実
施例１と同様にして、厚さが２μｍで、飽和磁束密度が
１８００ガウスの下層の磁性層を形成し、さらにこの上
に実施例１と同様にして、層厚が０．６μｍの上層の磁
性層を形成し、磁気テープをつくった。

比較例２ 実施例１の下層の磁性層の磁性塗料組成において、粒状
γ−Ｆｅ２０３粉末を省いた以外は実施例１と同様にし
て、厚さが２μｍで飽和磁束密度がＯガウスの下塗り層
を形成し、さらにこの上に実施例１と同様にして層厚が
０．６μｍの上層の磁性層を形成し、磁気テープをつく
った。

比較例３ 実施例１において下層の磁性層を省き、代わりに厚さが
０．５μｍで飽和磁束密度が６０００ガウスのパーマロ
イ蒸着層を形成した以外は、実施例１と同様にして磁気
テープをつくった。

各実施例および比較例で得られた磁気テープについて、
磁性層の表面粗さをタリサーフで測定して、中心線平均
粗度で表した。また、記録波長λが２．０μｍおよび０
．５μｍにおける出力を測定した。

下記第１表はその結果である。

〔発明の効果〕

上記第１表から明らかなように、この発明で得られた磁
気テープ（実施例１〜７）は、いずれも従来の磁気テー
プ（比較例１〜３）に比し、記録波長λが０．５μｍの
出力が特に良好で、このことから下層の磁性層の飽和磁
束密度を２００〜１５００ガウスの範囲内にして得られ
るこの発明の磁気記録媒体は、記録密度を高くした場合
（記録波長λが０．５μｍ）の出力が飛躍的に向上し、
高密度記録に適していることがわかる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基体上に、飽和磁束密度が２００〜１５００ガウス
   の下層の磁性層を形成し、さらにその上に磁気異方性の
   方向が磁性層面に対して垂直方向にある層厚が０．７μ
   ｍ以下で、表面粗さが中心線平均粗度で０．０１μｍ以
   下の上層の磁性層を重層形成したことを特徴とする磁気
   記録媒体 ２、下層の磁性層の層厚が０．５〜１０μｍの範囲内で
   ある特許請求の範囲第１項記載の磁気記録媒体 ３、下層の磁性層中に含まれる磁性粉末の体積充填率が
   ２〜２０容量％である特許請求の範囲第１項および第２
   項記載の磁気記録媒体 ４、下層の磁性層中に含まれる非磁性粉末の体積充填率
   が１３〜３０容量％である特許請求の範囲第１項ないし
   第３項記載の磁気記録媒体 ５、上層の磁性層に用いる磁性粉末が六方晶フェライト
   粉末である特許請求の範囲第１項ないし第４項記載の磁
   気記録媒体 ６、上層の磁性層中に含まれる磁性粉末の体積充填率が
   ２０〜４０容量％である特許請求の範囲第１項ないし第
   ５項記載の磁気記録媒体 ７、上層の磁性層中に含まれる非磁性粉末の体積充填率
   が２〜２０容量％である特許請求の範囲第１項ないし第
   ６項記載の磁気記録媒体