JPH02267723A - 非磁性粉を含有するバックコート層を設けた磁気記録媒体 - 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〕 本発明は、磁気記録媒体に係り、特にバックコート層の
表面物性の改善に関する。

〔従来技術〕

磁気テープ、磁気シート、磁気ディスクのような磁気記
録媒体は、オーディオ分野、ビディオ分野、コンピュー
タ分野で広く使われている。これらの内、例えばビディ
オ分野の磁気テープについていえば、例えばカセットに
収納された磁気テープは画像の記録やその再生を行うと
きにはこのカセットがビディオデッキに装着され、その
テープがガイドポールやガイドローラに案内されて走行
されながら磁気ヘッドに摺擦走査される。この際画像の
記録や再生のためにはテープは正常に走行され、その巻
状態も一様で繰返しの再使用が同じようにできるもので
ある必要があるが、テープは高速に走行され、しかも電
気抵抗が高い材料で作られるのが通常であるので、ガイ
ドポール等に接触するテープの表面性状はその走行に適
切なものであるとともに静電防止効果を備えたものが要
求される。

そして感度、特に高周波領域での出力を改善するために
磁気ヘッドに対する磁気テープの摺擦状態が変動しない
ように磁性層の表面は平滑に仕上げられている。しかし
このように磁性層表面が極めて平滑になると、動摩擦抵
抗が大きくその走行性に問題を起し易い。

更に磁気テープをビディオデッキで走行させると磁気テ
ープの表面のみならず、その裏面も上記ガイドポール、
ガイドロールに摺擦されるので磁気テープの裏側の走行
性、耐久性が良くないときは、走行する磁気テープに不
規則に急激なテンションがかかり、これにより磁性層が
磁気ヘッドに対して過度に擦すられる状態になるので、
磁性層の損傷、磁性層の磁性粉の剥落等が起こるのみな
らず、磁気テープの巻取られるテンションが強弱変動し
て巻反、巻姿の乱れによってテープのエツジが不揃いに
なり、或はシンチングを起し、再使用のときテープの走
行にむらができる。これらのことが起ると、スキュー　
ジッター　ドロップアウト、Ｓ／Ｎ等の画像あるいは電
磁気特性が悪くなる。

これらの改善のために、磁気テープの裏面にバンクコー
ト層を設けることが提案されている。

例えば無機質粉末を樹脂層に含有させたものがある。こ
れはバックコート層の表面を粗面にしてガイドポール等
との接触面積を少なくしその摩擦係数を少なくするよう
にしたものである。例えば特開昭５７−１３０２３４号
、同５８−１６１１３５号、同５７−５３８２５号、同
５８−２４１５号にはいずれも無機質粉末を用いた例が
示され、さらにこれらの多くにはその粒径を限定したも
のが示されている。

上記のような無機質粉末の代りにノコ−ポンプラックを
使用したものも提案され、例えば特公昭５２−１７４ｏ
１号に記載されている。これはカーボンブラックの導電
性に基づく帯電防止と遮光効果及びその粒子による粗面
化効果を狙いとしたものであるが、使用されるカーボン
ブラックの平均粒子径はｌＯ〜２０ｍμであるためその
塗料中における分散性が極めて悪く、この分散液を用い
て形成したバックコート層は凝集粒子が表面に粗い凹凸
を与え、またこの凝集粒子はバインダとの結合力も大き
くないので剥落し易いのみならず、テープが巻回されて
相互に接触したときこのちｔ集粒子の形状の大きなもの
が磁性層に凹凸を生ずる。

このように粒径の小さいカーボンブラックはその分散性
不良のため上記のような磁性層に凹凸を生じさせないよ
うな平均粗さにすることは難しく、その表面が過度に粗
になり易い。

更にバックコート層の摩擦抵抗をへらす生立として比較
的小さい　ｌＯ〜６０ｍμの平均−次粒径のカーボンブ
ラックと１００ｍμ以上の平均−次粒径のカーボンブラ
ックを併用する試みがなされている（特開昭６０−４５
９３８号、同６０−４５９３９号、同６０−２５０２３
号、同６０−３８７２５号、同６０−１０７７２９号、
同５９−１８５０２７号、同５９−２２３９３７号、同
５７−１１１８２８号、同５０−１４７３０８号等）。

しかし単にカーボンブラックの粒径の大小に着目した併
用では走行性、耐久性の向上は充分ではない。

又無機粉末とカーボンブラックを併用して（特開昭５９
−２１０５３４号、同６０−２５０２２号、同６０−２
５０２３号）、その相乗効果を狙ったものがあるが更に
検討の余地を残しており、折角磁気記録媒体の特性改良
のため設けたバックコート層が媒体支障を増すだけに終
る惧れがある。

例えばフィラーのはその硬度によって功罪相半ばし、そ
の選択は重要であり、また層の仕上り置物性、贋物性等
仕上り物性についての考慮が必要である。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、前記見解から、含有するカーボンブラ
ックの分散性がよく、かつ膜強度が大きくて耐用性の長
いバックコート慴を有し、シンチング、ドロップアウト
を起すことのない磁気記録媒体（以後磁気テープで総称
する）を提供することにある。

〔発明の構成〕

本発明の目的は、平均粒径が２０〜１００ｍμの範囲に
ある少なくとも１種のカーボンブラック粉末と、モース
硬度３〜６である無機質粉末を含有し、かつ磁性層との
層間摩擦係数が０．２７以下であるバックコート層を設
けた磁気記録媒体によって達成される。

〔発明の作用効果〕

本発明においては、カーボンブラックの平均粒径を選定
し、又モース硬度３〜６の無機質粉末粒子の粒状性、膜
補強効果を活し、バックコートｑ（以後ＢＣ層）の強度
をまして耐用性を上げ、分散フィラー　バインダ等を総
括的に制御して面粘着性（摩擦係数）、接触面積を整え
て層間摩擦係数を０．２７以下に抑え、磁気テープのシ
ンチング、ドロップアウト（Ｄｌｏと標記）を排除する
ことができる。

更に磁性層から遮光用のカーボンブラックを８０層に移
し、磁気テープの遮光性を落すことなく、磁気テープの
電磁特性を高めることができる。

本発明構成の個々について述べると、まづカーボンブラ
ックの平均粒径が１００ｍμを超えると表面粗さが大と
なり、磁性層に粗さを転写して磁性層の電磁特性を損い
、２０ｍμ未満では分散性悪く、凝集塊の粉落ち、それ
に伴うＤｌｏの発生がある。

本発明においては、カーボンブラックの粒径は２０〜１
００ｍμの間に１峰の粒径分布のピークを有するもので
もよいが、分布ピークの異なる２種以上のカーボンブラ
ックの併用が好ましい。

又、無機質粉末粒子のモース硬度が６を超えると、ＢＣ
ＪＩからの磁性層への粗さ転写が甚だしくなり、又塗料
製造に用いられるボールミル等を摩滅し、該摩滅粉は不
純物としてＤｌｏ等の原因となり、更に工程部材の損傷
が劇しくなる。

一方、モース硬度が３以下であると膜強度向上の核芯作
用を失い、反って膜強度を下げる。

又層間摩擦係数が０．２７を超えると、シンチングを起
こし、８０層の剥落、走行性異常を来す。尚表面粗さＲ
ａはカットオフ０−０８ｍｍの中心線平均粗さ０．Ｏ１
〜０．０３μｍの範囲が好ましい。

次に本発明の詳細な説明する。

前記平均粒径２０〜１００ｍμカーボンブラックのうち
２０〜５０ｍμの具体例としては： コロンビア・カーボン社製； ラーベン５２５０，１２５５．１２５０，１２００，１
１７０，１０４０゜１０３５．１０３０．１０２０．８
９０．８５０．８２５キャポ７ト社製；ブラック・パー
ルズＬ。

リーガル４００，６００．５００Ｒ，５００，３３０，
９９パルカンＸＣ−７２，Ｐ 三菱化成社製；ＣＦ９； ＃　５０，５２．４５，４４，４０，３２，３０，４０
００　。

Ｍ　Ａ　−１００，７，８，１１ が挙げられ、これらの平均粒径は２０〜５０ｍμにある
。

また５０〜１００ｍμの平均−次粒径の粗粒子カーボン
ブラックの具体例としては： コロンビア・カーボン社製　ニ ラーベン１４，４１０，４２０，４３０，４５０が挙げ
られる。

本発明に係るモース硬度３〜６の無機質粉末としては酸
化珪素、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、炭
酸カルシウム、炭酸バリウム、硫酸バリウム、硫酸カル
シウム、硫酸亜鉛、酸化錫、酸化クロム、炭化珪素、炭
化カルシウム、α−Ｆｅ２０３、カオリン、窒化硼素、
弗化亜鉛、二酸化モリブデンが挙げられる。

本発明に係るバックコート塗料処方に於て、前記カーボ
ンブラックに対する前記無機質粉末のｗｔ％は２．０〜
０．０１、より好ましくは１．０〜０．０５である。

又、前記カーボンブラックと前記無機質粉末含めた全フ
ィラー重量は、バインダ１ｏｏｆｆ重量部（ｗｔ）に対
して、５０−５００（Ｗｔ）、好しくは６Ｏ−４００ｖ
ｔである。

本発明においては、カーボンブラック及び無機質粉末に
有機質フィラーを併用してもよく、特にベンゾグアナミ
ン系及び／またはメラミン系樹脂粉末はカーボンブラッ
クとの併用対象としては好しい。

前記バックコート層に使用するバインダとしては、ニト
ロセルロースが好ましく、更にポリウレタン樹脂を併用
してもよい。

本発明に係るポリウレタン樹脂は、ポリオールを選定す
ることによって、ポリウレタン主鎖にエーテル結合、隣
接する原子が炭素である一般的エステル結合、炭酸エス
テル結合或いはそれらを２つ以上組合せてウレタン結合
に併せ含んでいてもよい。更に主鎖、側鎖に潤滑性或い
は分散性等を向上するために例えば弗素、珪素或いはス
ルホン基等を導入してもよい。

尚その平均分子量は５００〜２０万が好ましい。

前記ポリウレタン樹脂と繊維素系樹脂の混合重量比は０
．０５〜ＩＯ３０であり、好ましくは０．１〜５．０で
ある。

前記のように分子量を特定したニトロセルロスを用いる
ことによって、分散性、耐熱性、靭性、耐ブロック性を
上げることができ、また摩擦係数が小で層間粘着防止に
は卓然たる効果を有し、特に高温高湿に於る走行安定性
を向上させることができる。

又生産性の上ではニトロセルロースを含む塗料は塩化ビ
ニル系塗料に比べてフィラーの分散が速かで塗料自体も
安定であり且つフィラーの再凝集が起り難い。

本発明に於ては、前記バインダに対し硬化剤としてポリ
イソシアネートが含有させられる。

使用できる芳香族ポリイソシアネートは、例えばトリレ
ンジイソシアネート（ＴＤＩ）等及びこれらポリイソシ
アネートと活性水素化合物との付加体などがあり、平均
分子量として１００〜３，０００の範囲のものが好適で
ある。

又脂肪族ポリイソシアネートとしては、ヘキサメチレン
ジイソシアネート（ＨＭＤＩ）等及びこれらインシアネ
ートと活性水素化合物の付加体等が挙げられる。これら
の脂肪族ポリイソシアネート及びこれらポリイソシアネ
ートと活性水素化合物の付加体などの中でも、好しいの
は分子量が１００〜３．０００の範囲のものである。脂
肪族ポリイソシアネートのなかでも非脂環式のポリイソ
シアネート及びこれら化合物と活性水素化合物の付加体
が好ましい。

前記ポリイソシアネートの添加量は、前記バインダ重量
に対してｌ／２０〜７／１０、より好ましくは１／１０
−１／２である。

本発明に係るバックコート層に使用される分散剤として
は、レシチン、燐酸エステル、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、スルホ琥珀酸、スルホ琥珀酸エステ
ル、公知の界面活性剤等及びこれらの塩があり、また、
陰性有機基（例えば−〇〇ＯＨ，−ＰＯ，Ｈ）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。これらの分散剤はバインダ１００ｗｔに対
し１〜２０ｗＬ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、前記カーボンブラ
ックをはじめ、グラファイト、酸化錫−酸化アンチモン
系化合物、酸化チタン−酸化錫−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
挙げられる。

尚本発明においては、一般に用いられる潤滑剤は用いな
い方が好ましい。従来知られている潤滑剤を用いること
によって摩擦係数が高くなり、トルク上昇によって走行
に異常を生じ、走行耐久性が低下することがある。

以上のように構成されたバックコート塗料は乾燥厚み０
．１〜２．０μｍ、好しくは０．２〜１．５μｍとなる
ように塗設される。

本発明に係る磁性層としては、磁性粉、バインダ及び分
散剤、潤滑剤等を使用した塗布型磁性層であっても良い
し、蒸着法、スパッタ法、ベーパデポジション法等によ
って形成された薄膜型磁性層であっても良い。

磁性材料としては、例えばγ−Ｆｅ２０３．　Ｃｏ含有
γ−Ｆｅ、Ｏ，、Ｃｏ被被着−Ｆｅ、Ｏ，、Ｆｅ、Ｏ，
、Ｇｏｏ有Ｆｅ５０．。

Ｃｏ被着Ｆｅｉｇｎ、　ＣｒＯ２等の酸化物磁性体、例
えばＦｅ。

Ｎｉ、　Ｇｏ、　Ｆｅ−Ｎｉ合金、　Ｆｅ−Ｇｏ金合金
　Ｆｅ−ＡＱ金合金　Ｆ−１−Ｎｉ合金、　Ｆｅ−Ｎ１
−Ｐ合金、　Ｆｅ−Ｎ１−Ｇｏ金合金　Ｆ　ｅ　−Ｍ　
ｎ　−Ｚｎ合金、　Ｆｅ−Ｎｉ−Ｚｎ合金、　Ｆｅ−Ｃ
ｏ−Ｎｉ−Ｃｒ合金、　Ｆｅ−Ｃ。

Ｎ１−Ｐ合金、　Ｇｏ−Ｎｉ合金、　Ｃｏ−Ｐ合金、　
ｃｏ−Ｃｒ合金等Ｆｅ、旧、　Ｃｏ、　ＡＱを主体とす
るメタル磁性粉等各種の強磁性体が挙げられる。これら
の金属磁性体に対する添加物とてはＳｉ、Ｃｕ、　Ｚｎ
、Ａｆ２．　Ｐ、　Ｍｎ、　Ｃｒ等の元素又はこれらの
化合物が含まれていても良い。

又バリウムフェライト等の六方晶系フェライト、窒化鉄
も使用される。

又磁性層に用いられるバインダ、硬化剤、分散剤、帯電
防止剤、潤滑剤、研石剤及びフィラーについては従来公
知の素材が流用できる。

上記バックコート及び磁性塗料に配合される溶媒或はこ
の塗料の塗布時の希釈溶媒としては、アセトン、メチル
エチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサ
ノン等のケトン類：メタノール、エタノール、７０パノ
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；グリコールジメチルエ
ーテル、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。

又、支持体としては、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
、ポリプロピ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、ポリアミド、ポリカーボネートなどのプラス
チックが挙げられるが、Ｃｕ、　Ａ（２，Ｚｎ等の金属
、ガラス、窒化硼素、炭化珪素、セラミックなども使用
できる。

これらの支持体の厚みはフィルム、シート状）場合は約
３〜１００μｍ程度、好しくは５〜５０μｍであり、デ
ィスク、カード状の場合は３０μｍ〜１０ｍｍ程度であ
り、ドラム状の場合は円筒状で用いられ、使用するレコ
ーダに応じてその型は決められる。

上記支持体とバックコート層或は磁性層の中間には接着
性を向上させる中間層を設けても良い。

支持体上に上記層を形成するための塗布方法としては、
エアナイフコート、ブレードコート、エアナイフコート
、スクイズコート、含浸コート、リバースロールコート
、トランスファロールコート、グラビアコート、キスコ
ート、キャストコート、スプレイコ−１・等が利用でき
るがこれらに限らない。

〔実施例〕

本発明を実施例を用いて具体的に説明する。

実施例１及び２並びに比較例（１）〜（５）下記処方Ｉ
の磁性塗料をボールミルで十分に混合分散し、硬化剤と
して多官能インシアネート６ｗｔを添加し、１μｍのフ
ィルタで濾過し、厚さ１３μｍのポリエチレンテレフタ
レートベースに乾燥膜厚４．５μｍとなるようにリバー
スロールコータで塗布し、試料用フィルムをえた。該フ
ィルムにスーパカレンダ処理を施した。

次いで表−１に示す試料毎に異なる処方■　（バックコ
ート塗料）の組成物をボールミルで２４時間分散し各試
料のバラフコ−１−塗料とした。該塗料を前記試料用フ
ィルムの裏面にリバースロールコータで乾燥膜厚１．０
μｍになるよう塗布、乾燥し、バックコート層を夫々に
形成し、ｌ／２インチ幅にスリットして実施例試料テー
プｌ及び２並びに比較例試料テープ（１）〜（５）をえ
た。

処方■　（磁性塗料）　　　　　　　　　　（ＷＬ）Ｃ
Ｏ含含有−Ｆｅｚｅ３１００ ポリウレタン　　　　　　　　　８ 塩ビ一酢ビ共重合体　　　　　　１２ ステアリン酸ブヂル ミリスチン酸 ステアリン酸 アルミナ カーボンブラック レシチン シクロヘキサノン メチルエチルケトン トルエン ０．８ ０．５ ０．５ ０．５ −グ 表１　処方ｎ（ＢＣ層塗料） 表２ （註）＊＋　（１５ｍμ）等　・・・（平均粒径）＊２
　（０，５μｍ；４）等・・・（平均粒径；モース硬度
）本、セルツバＢＴＨＩ／２；旭化成 ネ、　Ｎ−２３０４；日本ポリウレタン本、コロネール
Ｌ；日本ポリウレタン 以上のように得られた試料について、その特性（註）Ａ
；なし、Ｂ；極少、Ｃ；有り、Ｄ：や−多い、Ｅ：多い
本発明に係るカーボンブラック及び無機質粉末を含有し
ている実施例１及び２は、バージンテープ及び２００バ
ス後の層間摩擦係数が小さく、シンチング、バンクコー
ト層の削れ、テープ損傷もきわめて少ない。さらに、走
行も安定である。また、均一分散性に優れているため、
表面粗度も極めて細かくすることが可能で、Ｄｌｏの劣
化もなく、繰返し走行に於ける耐用性も十分である。

方、本発明に係るカーボンブラック及び無機質粉末の組
合せを含有せず層間摩擦係数が０．２７以上の比較例（
１）〜（５）は、安定走行性に欠ける。

さらにクロマＳ／Ｎ及びバックコート層削れの点でも劣
っている。

実施例及び比較例サンプルの測定方法 （ａ　）　　Ｄ　／　Ｏ−幅５　ｐ　ｓｅｃ、深さ一１
６ｄＢ、及び幅１５　ｐ　ｓ　ｅ　ｃ　＋深さ一１６ｄ
ＢのＤｌｏの１分当りの発生個数 （ｂ）　　テープ損傷、シンチング及びバックコート層
削れ・・・２００パス走行後のテープを目視で評価した
。

（Ｃ）　　表面粗度・・・カットオフ０−０８ｍｍの中
心線平均粗さ （ｄ）　　層間摩擦係数・・・２３°Ｃ１６０％ＲＨ中
で、（ｃ）と同様の装置を使用し、入ロテンンヨン２０
ｇに設定し、直径［３２＋ｎ　ｍのステンレスドラムに
磁性層を上側にして巻きつけ、その上に試料テープを１
８０°巻きつけ、ＢＣ面を０．２ｃｍ／ｓｅｃで走行さ
せ一分後の出口テンションを測定し、 （１）式より 求めた。

（ｅ）　　りｏ　？　Ｓ　／　Ｈの測定・ＨＲ−７１，
００（日本ビクター（株）製）を用いて最大記録電流で
４．５ＭＩＩ　ｚを記録し、再生時のノイズ電圧を測定
して求めた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 平均粒径が２０〜１００ｍμの範囲にある少なくとも１
   種のカーボンブラック粉末と、モース硬度３〜６である
   無機質粉末を含有し、かつ磁性層との層間摩擦係数が０
   ．２７以下であるバックコート層を設けた磁気記録媒体
   。