JPH03209627A - 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】 イ、産業上の利用分野 本発明は磁気テープ、磁気シート、磁気ディスク等の磁
気記録媒体に関するものである。

口、従来技術 一般に、磁気テープ等の磁気記録媒体は、磁性粉、バイ
ンダー樹脂等からなる磁性塗料を支持体上に塗布、乾燥
することによって製造される。従来の磁気記録媒体にお
いては、磁性層は一層のみであるため、一種類の磁性粉
によって低域から高域までの広い周波数帯域をカバーす
る必要がある。

特に、近年の高記録密度化の傾向においては、高域の記
録特性を上げ、しかも低ノイズであるものが要求される
ため、高Ｈｃ、高ＢＥＴ値の磁性粉が用いられている。

しかも、単層では、高域特性を重視するため、クロマや
オーディオ出力は比較的軽視されていた。

ところが、一種類の磁性粉（磁性層）で磁気記録媒体が
構成されているため、高域特性を重視するあまり、高Ｈ
ｃ、高ＢＥＴ値の磁性粉を用いざるを得ないことになる
ので、低域の特性が不十分となってしまう。

一方、ビデオ用磁気記録媒体において、磁気記録要領を
高めたり、或いは媒体の高周波域と低周波域とにおける
磁気記録特性を共に向上させ、均衡させるべく、複数の
磁性層を有する媒体が提案されている（特開昭４８−９
８８０３号、特開昭５９１７２１４２号、特公昭３２−
２２１８号、特開昭５１−６４９０１号、特公昭５６−
１２９３７号、特開昭５８−５６２２８号、特開昭５８
−２００４２５号、特開昭６３−１４６２１１号、特開
昭６３−３００４２５号各公報等）。

これらの公知技術によれば、磁性層の上層、下層で機能
分離を行い、上層でビデオ出力をうけもち、下層でクロ
マ、オーディオ出力をうけもつように設計されている。

こうした磁気記録媒体は上記の特長を有してはいるが、
磁性粉の分散性が未だ不十分であり、ビデオ（映像）信
号及びクロマ（カラー）信号は高出力のものが実現可能
になっているのに対し、ノイズ成分が多いために、Ｓ／
Ｎ比が不十分となるという問題点が残されている。

ハ９発明の目的 本発明の目的は、ビデオ及びカラー信号の出力と共に、
Ｓ／Ｎ比も良好な磁気記録媒体を提供することにある。

二８発明の構成 本発明は、非磁性支持体上に第１の磁性層と第２の磁性
層とが前記非磁性支持体側からこの順に設けられている
磁気記録媒体において、ＳＦＤ＝ΔＨ／　Ｈｃ （但し、ΔＨは、磁束密度−磁場のヒステリシス曲線の
微分係数の極値に関する磁場の半値幅を表し、また、Ｈ
ｅは抗磁力を表す。） で示される磁気的条件に関し、前記第１の磁性層のＳＦ
ＤをＳＦＤ１、前記第２の磁性層のＳＦＤをＳＦＤ２と
したとき、 ０．４５≦ＳＦＤ、≦０．６０ ０．３０≦Ｓ　Ｆ　Ｄ、　＜０．４５ であることを特徴とする磁気記録媒体に係るものである
。

まず、本発明における上記のＳＦＤについて説明すると
、上記の如き第１及び第２の磁性層からなる積層磁性層
の磁気的条件は、ＳＦＤ　（スイッチング・フィールド
・ディストリビューション：Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ　Ｆｉ
ｅｌｄ　Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）を基準にして与え
られる。

第１図（ａ）に、磁性体の磁化曲線（磁束密度−磁場）
のヒステリシス曲線を示した。磁束密度（Ｂ）と磁場（
Ｈ）との関係は、 Ｂ＝μ４μ。Ｈ で示される。μ。は真空中での透磁率、μ４は媒体中で
の比透磁率である。

磁束密度の磁場に係る微分係数は、上式からとなり、こ
のときμ６は微分透磁率と呼ばれる。

一方、ヒステリシス曲線に沿った微分曲線は同図（ハ）
に示される極値をもったループをなす。

この極値に関る磁場の半値幅をΔＨとすれば、ＳＦＤは
、 ＳＦＤ−ΔＨ／　Ｈｃ　　　・・・・・・・・・（２）
で定義される。

前記の式（１）及び（２）は微分曲線及びその極値にお
ける半値幅によって、透磁率とＳＦＤ、更に磁場とを関
係づけており、実測容易なＨＣ及びΔＨ１即ちＳＦＤか
ら透磁率が把握される。該透磁率の媒体として磁性体粒
子をとれば、磁性体の組成、磁性体中の空隙等の結晶欠
陥によるＨｃ変動に結びつけられ、磁性層に着目すれば
更に層中の磁性体粒子の充填率、粒子数密度、分散度等
の磁気条件を統括したＨｃ変動に結びつけられ、ＳＦＤ
はＨｃの変動を示すパラメータと看做される。

ＳＦＤの定義式より明らかなように、ＳＦＤとＨｃは互
いに相反的であるが、ΔＨの挙動如何によっては該相反
性は必ずしも保証されないが、実験的に或いは従来知ら
れているヒステリシス曲線からは相反性に背（とする知
見はなく、Ｈｃが小さければＳＦＤは大きくなる。

また、実験的知見によれば、ＢＥＴ値の大きな磁性体粒
子は大きなＳＦＤを与える。ここで「ＢＥ　Ｔ　（！　
Ｊとは、磁性体（粉）の比表面積のことであって、ＢＥ
Ｔ法と称されている比表面積の測定方法によって測定さ
れたものを、単位ダラム当たりの表面積を平方メートル
で表したものである。

この比表面積ならびにその測定方法については［粉体の
測定Ｊ　（Ｊ、Ｍ、　Ｄａｌｌａｖａｌｌｅ、Ｃ１ｙｄ
ｅｏｒｒ　Ｊｒ。

共著、弁口その他訳；産業図書社刊）に詳しく述べられ
ており、また「化学便覧」応用’ｔＭ　　ｐＨ７０〜１
１７１　（日本化学会編；丸善■昭和４１年４月３０日
発行）にも記載されている。比表面積の測定は、例えば
粉末を１０５°Ｃ前後で１３分間加熱処理しながら脱気
して、上記粉末に吸着させているものを除去し、その後
測定装置に導入して、窒素の初期圧力を０．５　ｋｇ／
ｎｆに設定し、窒素により液体窒素温度（−１９５°Ｃ
）で１０分間で吸着測定を行う。測定装置はカウンター
ソープ（湯浅アイオニクス■製）を使用した。

本発明者は、上記したＳＦＤについて種々検討を重ねた
結果、 映像信号のノイズ成分は、磁性層のＳＦＤが特に０．３
〜０．４５のとき、 カラー信号のノイズ成分は、磁性層のＳＦＤが特に０．
４５〜０．６０のとき に夫々最も少なくなることをつき止めたのである。

即ち、上記した積層磁性層において、第１の磁性層（下
層）のＳＦＤをＳＦＤ１、前記第２の磁性層（上層）の
ＳＦＤをＳＦＤ、としたとき、０．４５≦ＳＦＤ、−≦
０．６０ ０．３０≦Ｓ　Ｆ　Ｄ、　　＜０．４５とする。

この範囲は更に、 ０．４５≦ＳＦＤ、≦０．５５ ０．３２≦ＳＦＤ、≦０．４２ がよく、 ０．４５≦ＳＦＤ、≦０．５２ ０．３２≦ＳＦＤ、≦０．３８ が−層好ましい。

本発明において、上記の各磁性層のＳＦＤは、また、Ｈ
ｃに関しても好ましい範囲があり、第１の磁性層のＨｃ
を５００〜６８００　ｅ　。

第２の磁性層のＨｃを６３０〜７５００　ｅとすること
によって、映像信号並びにカラー信号の出力、Ｓ／Ｎ比
共に一層良好な磁気記録媒体が得られる。

なお、本発明では、磁性層を複数の層で構成しているの
で、そのうちの上層でビデオ出力等の高域の記録、再生
特性を良好とし、かつ下層でクロマ、オーディオ出力等
の比較的低域の記録、再生特性を良好にするように、各
層を形成することができる。このためには一般に、上層
（特に最上層）の抗磁力（Ｈｃ）を下層よりも大とし、
かつ上層の膜厚（又は層厚）は薄いことがよく、特に０
．６μｍ以下とするのが望ましい。また、この上層に隣
接する下層の膜厚は１．５〜４．０μｍとするのが望ま
しい。

本発明において、上記した磁性層の各層間には明確な境
界が実質的に存在する場合以外に、一定の厚みで以て、
両層の磁性粉が混在してなる境界領域が存在する場合が
あるが、こうした境界領域を除いた上又は下側の層を上
記の各層とする。

本発明の磁気記録媒体は、例えば第２図に示すように、
ポリエチレンテレフタレート等からなる非磁性支持体１
上に、第１の磁性層（下層）２、第２の磁性層（最上層
）４をこの順に積層したものである。また、この積層面
とは反対側の支持体面にはバックコート層３が設けられ
ている。第２の磁性層上にはオーバーコート層を設けて
もよい。

第３図の例は、下層を更に層２ａと層２ｂに分けている
。

第２図及び第３図の磁気記録媒体において、第１の磁性
層２の膜厚及び磁性層２ａ＋２ｂの膜厚は１．５〜４．
０μｍとするのが好ましく、第２の磁性層４の膜厚は０
．６μｍ以下（例えば０．５μｍ）とするのが好ましい
。

磁性層２．２ａ、２ｂ、４には磁性粉を含有せしめうる
が、こうした磁性粉としては、１−ＦｅｚＣｏ含有７−
Ｆｅ、Ｏ，、Ｆｅ、ｏ４、Ｃｏ含有Ｆｅ、０．等の酸化
鉄磁性粉ＨＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、０゜ Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金、ＦｅＡｊ２合
金、Ｆｅ−Ａｌ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−ＡｆＣＯ合金、Ｆｅ
−Ｍｎ−Ｚｎ合金、Ｆｅ−ＮｉＺｎ合金、Ｆｅ−Ａｆｆ
ｉ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ａｌ１！−Ｎｉ−Ｃｒ合金
、Ｆｅ−Ａｆｆｉ−Ｃｏ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ
−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｃ。

Ｎ１−Ｐ合金、Ｃｏ−Ｎｉ合金等Ｆｅ、Ｎｉ、ＣＯ等を
主成分とするメタル磁性粉等各種の強磁性粉が挙げられ
る。最表面の磁性層４、他の磁性層２．２ａ、２ｂの各
ＳＦＤは本発明に基づいて夫々設定しである。

上記した磁性粉の中から、上記の各磁性層２．２ａ、２
ｂ、４に好適なものを選択できる。例えば、上層４に下
層２よりも抗磁力（Ｈｃ）の高いものを使用するとより
高出力の媒体にすることができる。

各磁性層中にはまた、潤滑剤（例えばシリコーンオイル
、グラファイト、二硫化モリブデン、二硫化タングステ
ン、炭素原子数１２〜２０の一塩基性脂肪酸（例えばス
テアリン酸）や、炭素原子総数１３〜４０個の脂肪酸エ
ステル等）、分散剤（レシチン等）、研磨剤（例えば溶
融アルミナ）、帯電防止剤（例えばカーボンブラック）
等を添加してよい。

また、磁性層２．２ａ、２ｂ、４に使用可能な結合剤と
しては、平均分子量が約１００００〜２０００００のも
のがよく、例えば塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩
化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニル−アク
リロニトリル共重合体、ポリ塩化ビニル、ウレタン樹脂
、ブタジェン−アクリロニトリル共重合体、ポリアミド
樹脂、ポリビニルブチラール、セルロース誘導体（セル
ロースアセテートブチレート、セルロースダイアセテー
ト、セルローストリアセテート、セルロースプロピオネ
ート、ニトロセルロース等）、スチレン−ブタジェン共
重合体、ポリエステル樹脂、各種の合成ゴム系、フェノ
ール樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フ
ェノキシ樹脂、シリコン樹脂、アクリル系反応樹脂、高
分子量ポリエステル樹脂とイソシアネートプレポリマー
の混合物、ポリエステルポリオールとポリイソシアネー
トの混合物、尿素ホルムアルデヒド樹脂、低分子量グリ
コール／高分子量ジオール／イソシアネートの混合物、
及びこれらの混合物等が例示される。

これらの結合剤は、−３Ｏ３Ｍ、−ＣＯＯＭ、−Ｐ　Ｏ
（ＯＭ’　）　Ｚ　　（但しＭは水素又はリチウム、カ
リウム、ナトリウム等のアルカリ金属、Ｍ′は水素、リ
チウム、カリウム、ナトリウム等のアルカリ金属又は炭
化水素残基）等の親水性極性基を含有した樹脂であるの
がよい。即ち、こうした樹脂は分子内の極性基によって
、磁性粉とのなじみが向上し、これによって磁性粉の分
散性を更に良（し、かつ磁性粉の凝集も防止して塗液安
定性を一層向上させることができ、ひいては媒体の耐久
性をも向上させ得る。

こうした結合剤、特に塩化ビニル系共重合体は塩化ビニ
ルモノマー、スルホン酸若しくはリン酸のアルカリ塩を
含有した共重合性子ツマ−及び必要に応じ他の共重合性
モノマーを共重合することによって得ることができる。

この共重合体はビニル合成によるものであるので合成が
容易であり、かつ共重合成分を種々選ぶことができ、共
重合体の特性を最適に調製することができる。

上記したスルホン酸若しくはリン酸等の塩の金属はアル
カリ金属（特にナトリウム、カリウム、リチウム）であ
る。

また、バックコート層３には、上記した結合剤にカーボ
ンブラック、更に場合によっては硫酸バリウム等の非磁
性粒子を含有させ、支持体裏面に塗布する。

また、上記の支持体１の素材としては、ポリエチレンテ
レフタレート、ポリプロピレン等のプラスチック、Ａｊ
２．Ｚｎ等の金属、ガラス、ＢＮ。

Ｓｉカーバイド、磁器、陶器等のセラミックなどが使用
される。

次に、上記した媒体の製造装置の一例を第４図に示す。

この製造装置においては、第２図の媒体を製造するに当
たり、まず供給ロール３２から繰出されたフィルム状支
持体１は、押し出しコータ１０、１１により上記した磁
性層２．４用の各塗料を塗布した後、例えば２０００Ｇ
ａｕｓｓの前段配向磁石３３により配向され、更に、例
えば２０００Ｇａｕｓｓの後段配向磁石３５を配した乾
燥器３４に導入され、ここで上下に配したノズルから熱
風を吹き付けて乾燥する。次に、乾燥された各塗布層付
きの支持体１はカレンダーロール３８の組合せからなる
スーパーカレンダー装置３７に導かれ、ここでカレンダ
ー処理された後に、巻取りロール３９に巻き取られる。

各塗料は、図示しないインラインミキサーを通して押し
出しコーター１０．１１へと供給してもよい。なお、図
中、矢印Ｏは非磁性ヘースフィルムの搬送方向を示す。

押し出しコーター１０．１１には夫々、液溜まり部１３
．１４が設けられ、各コーターからの塗料をウェット・
オン・ウェット方式で重ねる。第３図の媒体を製造する
には、第４図において押し出しコーターを更に１つ追加
すればよい。

第５図には、押し出しコーターの例を示した。

同図（Ａ）は第４図に示したものと同様のもの（２ヘツ
ドで逐次湿潤重層塗布用）、同図（Ｂ）は１ヘツドのも
の（逐次湿潤重層塗布用、）、同図（Ｃ）は１ヘツドで
両磁性塗料２’　、４’をヘッド内部で交差方向に重ね
て吐出するもの（同時湿潤重層塗布用）である。

上記の方法は、ｅｖｅｔ　ｏｎ　ｗｅｔの塗布方法であ
るから、下層上に最上層を塗布し易くなり、特に膜厚の
薄い最上層を均一に塗布でき、複数層を再現性良く重層
塗布できる。

なお、上記の重層塗布に用いる装置は必ずしも押し出し
コーターでなくてもよく、他の公知の塗布装置を使用で
きる。

ホ、実施例 以下、本発明の詳細な説明する。

以下に示す成分、割合、操作順序等は、本発明の精神か
ら逸脱しない範囲において種々変更しうる。なお、下記
の実施例において「部」はすべて重量部である。

１〜７　　　１〜６ 〈第１磁性層用磁性塗料〉 Ｃｏ被着Ｔ　ＦｅｚＯｚ （Ｈｃ、ＳＦＤ及びＦｅ”／Ｆｅ３＋は下記表−１に示
す。） α−ＡｌｚＯｘ スルホン酸金属塩含有ポリ塩化ビニル 系樹脂 （日本ゼオン■社製のＭＲＩＩＯ） 官能基付きポリウレタン樹脂 （−３Ｏ，に基含有の東洋紡社製のＵＲカーボンブラッ
ク ステアリン酸 オレイン酸 ステアリン酸ブチル メチルエチルケトン トルエン シクロヘキサノン く第２磁性層用磁性塗料〉 Ｃｏ被着７　　Ｆｅｚｅｓ （Ｈｃ、ＳＦＤ及びＦｅ”／Ｆｅ３＋は下記表−１に示
す。） １００部 ５．０部 ６．０部 １１．０部 ８３００　） ３．０部 ０．５部 ０．５部 １．０部 ２００部 ２００部 １００部 １００部 α−Ａｐ２０．　　　　　　　　　　　　５．０部スル
ホン酸金属塩含有ポリ塩化ビニル 系樹脂　　　　　　　　　　　　　　　８・０部（日本
ゼオン■社製のＭＲＩＩＯ） 官能基付きポリウレタン樹脂　　　　　７．０部（−３
ｏ、に基含有の東洋紡社製のＵＲ−８３００）カーボン
ブラック　　　　　　　　　　　１．０部ステアリン酸
　　　　　　　　　　　　０．５部オレイン酸　　　　
　　　　　　　　　　０・５部ステアリン酸ブチル　　
　　　　　　　　１．０部メチルエチルケトン　　　　
　　　　　　２００部トルエン　　　　　　　　　　　
　　　　２００部シクロヘキサノン　　　　　　　　　
　　１００部上記第１及び第２磁性塗料を夫々混練、分
散後、ポリイソシアネート化合物５．０部を夫々加え、
厚さ１４．３μｍのポリエチレンテレフタレート支持体
上に乾燥膜厚が第１磁性層３．０μｍ第２磁性層０．５
μｍになるように、ｗｅｔ　ｏｎ　ｗｅｔで同時重層塗
布方式により塗布し、２インチビテオテーブを製造した
。

対何の面に乾燥厚さ１．０μｍになるように塗布した。

カーボンブラック （Ｒ−１０３５：コロンビアカーボン社製）６０部ニト
ロセルロース　　　　　　　　　　　３０部スルホン酸
カリウム含有ポリウレタン樹脂（ＵＲ−８３００、東洋
紡社製）２０部コロネートＬ（日本ポリウレタン社製）
１３部シクロへキサノン　　　　　　　　　　　８００
部メチルエチルケトン　　　　　　　　　１０００部ト
ルエン　　　　　　　　　　　　　　　８００部そして
、上記の各テープについて以下の性能評価を行い、結果
を下記表−２に示した。

ＲＦ−出力、ルミＳ／Ｎ、クロマＳ／Ｎ　：カラービデ
オノイズメーター（ｓｈ　１ｂａｓｏｋｕ　９２５　Ｄ
／１」を用い、日本ビクター社製ｒＨＲ３７０００、の
デツキでリファレンステープに対する値（ｄＢ）で表し
た。

各信号の周波数は次の通りである。

（以下余白） 表 ２ この結果から、本発明に基づいて各層のＳＦＤを決める
ことによって、出力、Ｓ／Ｎ比共に向上することが分か
る。

亥１」１影二月。

また、上記した磁性層を下記表−３に示すように３層で
形成した場合（膜厚は最上層０．３μｍ、中間層０．７
μｍ、下層２゜４μｍ）、本発明に基づいて、上層、中
間層、下層の各ＳＦＤを夫々法めることによって、下記
表−４のように特性が良好であることも分かった。

（以下余白） 表 ４ へ０発明の作用効果 本発明は上述したように、第１磁性層のＳＦＤ１、第２
磁性層のＳＦＤ２を夫々特定範囲に設定することによっ
て、各帯域の出力を高くし、かつ、ＳＺＮ比も向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明を例示的に説明するものであって、第１図
（ａ）、Φ）は夫々ＳＦＤの定義を説明するための磁化
曲線、ヒステリシス曲線及び微分曲線を示す図、 第２図、第３図は磁気記録媒体の一例の断面図、第４図
は磁気記録媒体の製造装置の概略図、第５図（Ａ）、（
Ｂ）、（Ｃ）は各押し出しコーターの各概略図 である。 なお、図面に示す符号において、 １・・・・・・・・・非磁性支持体 ２．２ａ・・・・・・・・・下層磁性層２ｂ・・・・・
・・・・中間磁性層 ２’、４’・・・・・・・・・磁性塗料３・・・・・・
・・・バックコート層 ４・−・・・・・・・上層磁性層 １０．１１・・・・・・・・・押し出しコーターである
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、非磁性支持体上に第１の磁性層と第２の磁性層とが
   前記非磁性支持体側からこの順に設けられている磁気記
   録媒体において、 ＳＦＤ＝ΔＨ／Ｈｃ （但し、ΔＨは、磁束密度−磁場のヒステリシス曲線の
   微分係数の極値に関する磁場の半値幅を表し、また、Ｈ
   ｃは抗磁力を表す。） で示される磁気的条件に関し、前記第１の磁性層のＳＦ
   ＤをＳＦＤ＿１、前記第２の磁性層のＳＦＤをＳＦＤ＿
   ２としたとき、 ０．４５≦ＳＦＤ＿１≦０．６０ ０．３０≦ＳＦＤ＿２＜０．４５ であることを特徴とする磁気記録媒体。