JPS63200318A

JPS63200318A - 磁気記録素子

Info

Publication number: JPS63200318A
Application number: JP62296257A
Authority: JP
Inventors: ヘンドリックス・フレデリックス・フイスマン; ルドルフ・クリスチャン・フェルディナンド・シャーケ
Original assignee: P D MAGUNETEIKUSU BV
Current assignee: P D MAGUNETEIKUSU BV
Priority date: 1986-11-27
Filing date: 1987-11-26
Publication date: 1988-08-18
Also published as: EP0270171A3; NL8603011A; EP0270171A2

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】本発明は担体、およびＣｒｙ、粒子の磁性顔料、非磁性
顔料、結合剤および補助物質を含有する磁性被膜からな
る磁気記録素子に関する。

磁気記録素子はオーディオ情報、ビデオ情報またはデー
タの記録のために用いられている。素子はシート、ディ
スクまたはテープの形態で形成されている。特に、オー
ディオおよびビデオ　テープがしばしば用いられている
。記録および録音再生装置（レコーダー）の作動中、テ
ープはビデオヘッドの如き記録および録音再生ヘットを
、例えば３〜７ｍ／ｓの速度で通過移動させる。

磁性被膜中の磁性顔料含有量、いわゆる、顔料添加量は
高く、一般に少なくとも７０重景％、すなわち、約５０
容量％またはそれ以上の量である。磁性特性は別として
、顔料粒子は、例えば磁性被膜の摩擦係数の如き機械特
性を大きくする。

磁気テープが記録および録音再生ヘッドを通過移動する
場合に、ヘッドは作動時間１００時間当り１〜４μｍ、
望ましくは１〜２μ鴎程度の極めて僅か程度の摩耗を受
ける。ヘッドが摩耗されない場合には、ダストがヘッド
上に堆積する。この事はビデオまたはオーディオ信号の
如き記録信号を劣化する。ヘッドが、例えば１００時間
当り１０ｕｌＩＩの摩耗度に高まる場合には、記録録音
再生ヘッドは経済的に合わなくなる。

γ−Ｆ　ｅ　、’０　、粒子または金属粉末からの磁性
顔料は比較的に軟質である。これらの磁性顔料粒子を含
有する磁気テープの耐摩耗性を高めるために、および磁
気ヘッドにおけるダストの堆積を避けるために、Ａ１□
０．およびＣｒｔ０３粒子のような硬質抗摩耗粒子の非
磁性顔料を磁性被膜に含ませることが提案されている（
欧州特許出願第０．１３８．０３６号明細書およびドイ
ツ公開特許第３３２５９７２号明細書）。

Ｃｒｏｚ粒子の磁性顔料を用いる場合には、状況が全く
異なる。ＣｒＯ□粒子は硬質粒子であり、これらはγ−
Ｆｅ、０．粒子、またはＦｅ粉末のような金属粉末より
硬い。録音再生ヘッドの摩耗を制限するために、ＣｒＯ
□テープの組成物をＣｒｏｗの硬度に適合させる必要が
ある。実際上、この事は、軟質テープのポリエステルウ
レタン結合剤のような比較的に軟質の結合剤を比較的に
多量の潤滑剤と組合わせることを意味する。軟質結合剤
のために、やや突起型のＣｒＯ□粒子を磁性被膜の表面
層に押圧し、磁性被膜が滑めらかな表面を有するように
する。この事は、停止後、テープが所望速度を僅かに回
復するか、または回復しない問題が起る。この問題は、
例えば米国特許第４．５２５，４２４号明細書の第３欄
第３０〜３９行目に記載されている。

米国特許第４，２８４．７５Ｑ号および第４．５２５，
４２４号明細書に記載されている硬質ポリエステルウレ
タンのような硬質結合剤の使用では録音再生時間１００
時間当り１０μｍまたはこれ以上の過度のヘッド摩耗が
生じている。

欧州特許明細書第０．１３２，００４号明細書には磁気
記録素子が記載されており、そのＣｒ０ｇ磁性顔料の大
部分、すなわち、２５〜５０容量％を非磁性粒子で置換
させている。非磁性粒子は１〜３のモール硬度を有する
合成樹脂粒子、４〜５のモール硬度を有するα−Ｆｅ、
Ｏ，またはＺｎＯ粒子、または６〜７のモール硬度を有
するＳｉｎ、およびＣｒｚ０３粒子のような１〜７のモ
ール硬度を有している。このために、ヘッド摩耗を低下
させ、信号劣化を比較的に小さく維持されている。

本発明の目的は改良された特性を有する磁気記録素子を
提供することである。

本発明の他の目的は低い摩擦係数および低いヘッド摩耗
度のような改良機械特性および大きい信号強さおよび高
いＢｒ／Ｂｓ比のような改良磁気特性を併有する磁気記
録素子を提供することである。

後者のファクターは残留状態および飽和状態における磁
気モーメントの商である。また、磁性媒質のスクエアネ
ス（ｓｑｕａｒｅｎｅｓｓ）として知られている。

また、本発明の目的は製造が技術的に有利な磁気記録素
子を提供することにある。特に、磁性ラッカーの濾過挙
動（ｆｉｌｔｒｅｔｉｏｎ　ｂｅｈａｖｉｏｕｒ）が改
善されている。磁性ラッカーは、磁性顔料を結合剤の溶
液に分散する分散物である。ラッカーを濾過し、担体に
薄い層に被着する。乾燥後、プロセスにおいて溶剤を除
去し、およびカレンダー後、磁性被膜が形成する。濾過
プロセスは臨界的なプロセス段階である。濾過挙動の改
良は、魅力あるプロセスを達成すできるばかりか、高い
および一層均質な品位の記録素子を達成できることであ
る。

本発明は、上述するタイプの記録素子により上述する目
的を達成するために、非磁性顔料を顔料の全量に対して
２〜１５重量％の割合の鉛またはマグネシウム化合物を
含有する粒子の反応性顔料とし、この粒子が０．５〜２
．０　ミクロンの粒径および最大で５のモール硬度を有
することを特徴とする。

本発明の磁気記録素子は、記録および録音再生ヘッドを
通過移動した場合に、作動の１００時間当り０６５〜１
．５　ミクロンの理想的なヘッド摩耗度を達成すること
ができる。

活性顔料として知られている反応性顔料は結合剤材料と
強力な相互作用を示す。この顔料を結合剤−マトリック
ス内にしっかりと維持し、このために顔料の粒子を移動
しないようにし、また特にヘッド圧（ｈｅａｄ　ｐｒｅ
ｓｓｕｒｅ）の影響下で内方に移動しないようにする。

これとは別に、記録および録音再生ヘッドは記録素子の
作動において、硬質ＣｒＯ２粒子上に移動して許容でき
ない高いヘッド摩耗を生ずる。

非磁性顔料の平均粒度は０．５〜２．０　ミクロンにす
る必要がある。平均粒度が０．５ミクロン以下である場
合には、磁性被膜の粗さは硬質Ｃｒｕｘ粒子によって定
め、この場合かかる表面上に大きい間隔で小さい非磁性
粒子を突出させるようにする。平均粒度が２．０ミクロ
ン以上の場合には、ＳＮ比が磁性被膜の表面の大きい粗
さのため信号減少および大きくなる雑音指数の結果とし
てかなり低下する。

上述するように、結合剤材料との強力な相互作用による
顔料は活性または反応性顔料の一般名で知られている（
ＩＩ、Ｗ、　Ｔａｌｅｎ氏ｒｏｉｌ　ａｎｄ　Ｃｏｌｏ
ｕｒＣｈｅｍ、　Ａｓｓ、Ｊ　Ｎα３７６、　Ｐ、４５
５〜４７２　（１９５１）　：題目「塗膜の機械的特性
における顔料の影響」）。

顔料が反応性であるか否かを定める極めて簡単で、かつ
効果的な方法は、少量（５重量％以下）の試験すべき顔
料を、磁性顔料を結合剤の溶液に分散する通常の磁性ラ
ッカー組成物に添加することからなる。上記添加がヤン
グ率を高める場合には、反応性顔料を含ませる。非反応
性顔料の場合には、ヤング率は減少する。

反応性顔料の１例として、ホワイト　ヒツジング鉛顔料
（Ｗｈｉｔｅ旧ｄｉｎｇ　Ｌｅａｄ　ｐｉｇｍｅｎｔｓ
）がＦ、Ｊ。

口ｕｎｎ　Ｊｒ、氏ｒｐｉｇｍｅｎｔ　Ｈａｎｄｂｏｏ
Ｊ　Ｖｏｌ、　１、第１章Ａ−Ｃ，第６５頁など、Ｔ、
Ｃ，Ｐａｔｔｏｎ　ｍ集音」に記載されているが、若干
の化合物から二三変更を加えることによって、結合剤材
料との活性を全（示さなくすることが知られている。そ
の１例は珪酸マグネシウムである。化学式　３Ｍｇ０・
４ＳｉＯｔ−Ｈ２Ｏに相当するタルクまたはソーブスト
ーンとして知られている形態のみは反応性であり、本発
明の記録素子に用いるのに適当である。

好ましい鉛塩はチタン酸鉛、サリチル酸鉛および加鉛酸
化鉛（ｌｅａｄ−ｚｉｎｃ　ｏｘｉｄｅ）□として用い
られている。特に、塩基性硫酸鉛および塩基性炭酸鉛の
ような塩基性鉛塩が適当である。特に、塩基性炭酸鉛Ｐ
ｂ（ＯＨ）　ｔｃＯｓから形成される粒子からなる非磁
性顔料を用いる場合、満足な結果が得られる。

ドイツ特許第２１６２３３２号明細書には磁性テープに
用いるのに適当な二酸化クロム塊が記載されており、二
酸化クロムを鉛粉末、亜鉛粉末、酸化鉛、酸化亜鉛、鉛
塩、亜鉛塩、バリウム塩またはカドミウム塩で処理する
。この処理の目的は六価クロムイオンを二酸化クロムに
結合するもので、このイオンは望ましくない酸化作用を
示し、かつ不溶性クロム酸塩に転化する。可溶性六価ク
ロムイオンの量の０．７〜１．５モル％の少量の添加物
を添加する。処理後、鉛−１亜鉛−、バリウム−または
カドミウム−クロム酸塩または重クロム塩酸を含有する
二酸化クロム塊が得られる。

磁性二酸化クロム顔料のこの処理は本発明による方法と
は実質的に異なっており、本発明においては非磁性粒子
が特別の粒度を有しており、および比較的に多量に使用
されるかかる非磁性粒子を磁性被膜に分散している。ま
た、記録素子の機械的特性および磁気特性を改良するの
に向ける本発明の目的は、ｃｒｏｚＲ料の酸化不純物の
不動態化を目的とするドイツ特許明細書に記載されてい
る発明とは本質的に相違している。

本発明の記録素子の製造はそれ自体知られている方法に
よって行うことができる。この目的のために、磁性被膜
のすべての成分、すなわちＣｒ０ｇ顔料、非磁性顔料、
結合剤および補助物質を結合剤に対する溶剤と共にボー
ルミル中で緊密に混合する。

適当な結合剤とは、例えばポリ塩化ビニル；ポリ酢酸ビ
ニル：ポリアクリレート；ポリエステル；ポリエステル
アミド；ポリウレタン；および塩化ビニル、酢酸ビニル
、アクリロニトリル、ビニルアルコール、ビニルブチラ
ールおよヒ塩化ヒニリデンからなる群から選択する少な
（とも２種の単量体の共重合体を挙げることができる。

特に、適当な結合剤はｓｏ、ｏｏｏ〜１５０．０００の
分子量を有するポリエステルウレタンである。

重要な補助物質は分散剤であり、これによって非磁性お
よび磁性粒子を結合剤に分散する。適当な分散剤として
は、例えばレシチン、エトキシル化できるりん酸および
アルコールのモノ−またはジ−エステル、アルキルアリ
ールスルホン酸またはその塩、ビス（２−ヒドロキシエ
チル）オクタデシル　アミンおよび１　、０００〜１０
．０００の比較的に低い分子量を有するポリエテスルウ
レタンの如き脂肪族アミンを含む極性基および脂肪酸の
塩を挙げることができる。分散剤は顔料の量の１〜１０
重量％の分量で使用することができる。

他の補助物質は潤滑剤であり、使用する結合剤の量の例
えば０．１〜１０重量％の分量で使用することができる
。適当な潤滑剤としては、例えばオレイン酸およびステ
アリン酸のような脂肪酸、ステアリン酸ブチルおよびス
テアリン酸亜鉛のような脂肪酸エステルおよび塩、ステ
アリルアミドのような脂肪酸アミド、シリコン油および
鉱油のような油剤、二硫化モリブデンおよび二硫化タン
グステンのような硫化物、グラファイト、およびこれら
の物質の混合物を挙げることができる。

結合剤についての溶剤としては有機液体を用いることが
でき、例えば酢酸エチルのようなエテスル；テトラヒド
ロフランのようなエーテル；メチルエチルケトン、メチ
ルイソブチルケトンおよびシクロヘキサノンのようなケ
トン：トルエンのような炭化水素；および１．２−ジク
ロロエタンのような塩素化（ｃｈ　１ｏｒａ　ｔｅｄ）
炭化水素を挙げることができる。

分散物をボールミル中で適度に粉砕した後、任意に残留
する大きい磁性および非磁性粒子をふるい分けし、得ら
れた磁性塗料を担体に均一層の状態に被着する。上述す
るように、担体はテープ、シート、ディスクなどの形態
にでき、担体を作る材料によるが、担体上に被着すべき
磁性被膜に対して適当な接着層を設けることができる。

接着層以外に、帯電防止層のような他の層を設けること
ができる。次いで、全体を乾燥し、このプロセス中で溶
剤を蒸発させ、２〜１０μの厚さの記録層を担体上に残
留する。層にカレンダー　プロセスを施し、層の表面を
滑めらかにする。

次に、本発明を実施例に基づいて説明する。

磁性塗料を６００個のガラス　ビーズを入れたボールミ
ル内で次に示す成分を混合して調整した二二酸化クロム
　・・・・・・・・・・・・・・・・・・　７２重量部
０．５〜１．５μｌの粒度を有するＰｂｚ　（ＯＨ）　ｚｃｏｓの非磁性顔料　・・・・・
・　　９重量部レシチン（分散剤）　・・・・・・・・
・・・・・　３．５重量部１６％テトラヒドロフランと
して添加する５０，０００〜１００．０００分子量を有する
ポリエステルウレタン（結合剤）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
　１５重量部ステアリン酸ブチル（潤滑剤）　・・・　
　１重量部ステアリン酸亜鉛（潤滑剤）　・・・・・　
０．３重量部ステアリルアミド（潤滑剤）　・・・・・
０．０５重量部イソシアネート硬化剤　・・・・・・・
・・・　　３重量部テトラヒドロフラン　・・・・・・
・・・・・・　８０重量部メチルイソブチルケトン　・
・・・・・・・　６０重量部シクロヘキサノン　・・・
・・・・・・・・・・・　１００重量部混合物を数時間
にわたりかきまぜ、しかる後、濾過し、１５μｍ厚さの
ポリエステル箔に層に被着した。層を乾燥しおよびカレ
ンダー処理した後、ビデオ　テープの被膜（磁気記録媒
体）の層厚さは２．５　μｍであった。

同様に、第２のビデオ　テープ（比較テープ）を、Ｐｂ
ｇ　（Ｏｉｌ）　２ＣＯ３の非磁性顔料を同じ量のＺｎ
Ｏで置換して作った。

これらの比較テープの機械的特性および磁気特性をこの
目的のために適用する基準により試験した。結果を次の
表に示す。

表に示すように、テープのタイプを表の第１４ＩｌｌＩ
に示しており、タイプ１は上述する非磁性塩基性炭酸鉛
を含む本発明におけるテープである。タイプ２は塩基性
炭酸鉛を同量の酸化亜鉛で置換した上述する比較テープ
である。

表の第２欄はボールミルからの担体上に設ける際の磁性
ラッカーにより達成される標準濾過測定の結果を示して
いる。濾過測定は細孔直径３μｍを有するフィルター（
ホロ　フィルター（ｌｌｏｒｏ　ｆｉ−１ｔｅｒ）　）
およびフィルターの両側面における一定の圧力差によっ
て行った。この試験により、濾過塊（ｆ　１ｌｔｅｒｅ
ｄ　ｍａｓｅ）　（ｍ　）を時間（１）の関数として測
定した。濾過プロセスは式　−＝３０＋ｋｔで表わすこ
とができる。この式中、ａｏは最初の速度に対する定数
である。表の第２欄はファクターｋＸ１０−’を示して
いる。ファクターｋが高いほど、フィルターは早やく閉
塞される。

表の第３欄はファクターＢｒ／Ｂｓを示しており、これ
は残留状態および飽和状態における磁気モーメントの商
である。また、この商は、いわゆる、「スクエアネス（
ｓｑｕａｒｅｎｅｓｓ）　Ｊと称される。このファクタ
ーは最適な磁気特性（＠ａｇｎｅｔｉｃ　ｑｕａｌｉｔ
ｙ）を得ることができるように高くする必要がある。

表の第４１ｒｉＩＩは摩擦ファクターμを示している。

摩擦は２５ｍｍ直径のスチール　ピンを用いるループト
リボメーター（ｌｏｏｐｔｒｉｂｏｍｅｔｅｒ）で測定
した。テープ張力は０．３Ｎであった。テープ速度は０
．５ｃｍ’ｓ−’であった。

表の第５欄はＳ／Ｎクロマ（Ｓ／Ｎ　Ｃｈｒｏｍａ）　
（ｄＢ）を示している。このＳ／Ｎクロマはレコーダー
出力において測定した比較テープについての色信号のＳ
／Ｎ比である。非磁性顔料を含まないＣｒ０ｇテープは
比較テープとして用いた。

Claims

【特許請求の範囲】１、担体、およびＣｒＯ＿２粒子の磁性顔料、非磁性顔
料、結合剤および補助物質を含む磁性被膜からなる磁気
記録素子において、非磁性顔料を顔料の全量に対して２
〜１５重量％の割合の鉛またはマグネシウム化合物を含
有する粒子の反応性顔料とし、この粒子が０．５〜２．
０ミクロンの粒径および最大で５のモール硬度を有する
ことを特徴とする磁気記録素子。２、非磁性顔料は鉛塩の粒子を含む特許請求の範囲第１
項記載の磁気記録素子。３、非磁性顔料は塩基性鉛塩、特に塩基性炭酸鉛の粒子
を含む特許請求の範囲第２項記載の磁気記録素子。