JPH0461022A - 磁気記録媒体 - Google Patents

磁気記録媒体

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JPH0461022A
JPH0461022A JP17140690A JP17140690A JPH0461022A JP H0461022 A JPH0461022 A JP H0461022A JP 17140690 A JP17140690 A JP 17140690A JP 17140690 A JP17140690 A JP 17140690A JP H0461022 A JPH0461022 A JP H0461022A
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村野 稔
Hajime Takeuchi
肇 竹内
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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】 [発明の目的コ (産業上の利用分野) 本発明は短波長域から長波長域まで広範囲な波長領域に
おける記録特性にすぐれた、高記録密度の磁気記録媒体
に関する。
(従来の技術) 塗布型の磁気記録媒体は、ポリエステルフィルムの基体
上に7−Fe2O,、CrO2、Co  7−Pe20
s、あるいは鉄粉などの磁性粉を、樹脂バインダととも
に塗布した構成となっている。そして、このバインダは
、磁性粉末の分散性および媒体の走行耐久性を確保する
ために添加されており、その添加量は、磁性粉末100
重量部に対して少なくとも 10重量部以上が必要とさ
れている。
近年、磁気記録媒体は、記録すべき情報量の増大にとも
ない、高記録密度化が要求されるようになってきている
。そして、そのような要求に応える手段の一つとして磁
性粉の粒径を小さくする方法がある。微粒子化により高
記録密度化に対応した磁気記録媒体用の磁性粉としては
、現在のところFeの一部をCo、 TIなどで置換し
て保磁力を通常の記録再生ヘッドで記録再生が可能な2
00 〜20000eとした、粒径が0.2μm以下の
Ba−フェライトなどの超微粒六方晶系フェライト粉が
ある。
このような超微粒六方晶系フェライト粉は、六角板状の
結晶で粒径が非常に小さいことに加えて、板面に垂直な
方向に磁化容易軸を有するため、高密度の磁気記録媒体
に適するものとして知られている。
(発明か解決しようとする課題) ところで、このような磁性粉を用いた磁気記録媒体にお
いて、短波長域から長波長域にわたる広い範囲の波長領
域の信号記録にすぐれた記録特性を得るためには、磁気
記録層の表面平滑性を良くし、飽和磁化(Xs)を可能
な限り大きくする必要がある。しかしながら、たとえば
Ba−フェライトのような超微粒六方晶系フェライト粉
は、もともと飽和磁化が小さいので、長波長特性を十分
に伸ばすという観点からは限界があった。
磁気記録層の飽和磁化を大きくする手段の一つとして、
磁性層中の磁性粉の充填密度、いわゆるバッキング率を
増大させるという方法がある。ところが、バッキング率
の増大により塗膜の耐久性の低下を招きやすいため、塗
膜の耐久性と電磁変換特性との兼ね合いが難しく現状で
はその検討も不十分で、今のところこれは有効な策では
ない。
一方、磁気記録層の表面平滑性を高めるためには、一般
に磁性粉を磁性層中に高度に分散させる必要があるが、
微粒子化にともない、その分散は難しくなる傾向にある
本発明は、このような従来の問題点を解決するためにな
されたものであって、磁性粉の分散性や塗膜の耐久性を
損なうことなくバッキング率を増大させて磁気記録層の
飽和磁化を向上させ、短波長域から長波長域双方の記録
特性がすぐれ、また高密度の記録が可能な磁気記録媒体
の提供を目的としている。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明の磁気記録媒体は、基体上に六方晶系強磁性粉を
樹脂バインダとともに塗布してなる磁性層を備えた磁気
記録媒体において、 樹脂バインダ量が、前記六方晶系強磁性粉100重量部
に対して1重量部以上5重量部以下であるとともに、樹
脂バインダの少なくとも一部か、分子量20,000以
下であって、0.1〜1.0 Il1mol/gのスル
ホン基、燐酸基、カルボキシル基、これらの金属塩基、
アミノ基、およびアンモニウム基の中からから選ばれた
少なくとも一種の極性基を有する樹脂であることを特徴
とする。
先に述べたように、従来の磁性粉媒体においては、強磁
性粉末の分散性および媒体の走行耐久性の確保のため、
樹脂バインダとしては少なくとも10重量部以上は必要
とされていた。しかし2がら、本発明によれば、特に高
充填化が可能な六方晶系フェライト粉末を使用した媒体
においては、樹脂バインダーの過多な添加は、媒体の出
力特性を低下させるのみでなく、耐久性の点においても
、摩擦係数の増加をもたらし、潤滑剤の補給を困難にす
るなどの点で好ましくないことがわかった。そこで、出
力特性を向上させ、しかも、磁気記録媒体に必要な走行
耐久性を確保し得る樹脂ノ(インタの添加量に関して、
鋭意検討を行ったところ、六。
方晶系フェライト粉末においては、磁性粉100重量部
に対して樹脂バインダが1〜5重量部という、従来では
考えられなかった極少量の添加量で、十分な分散性およ
び耐久性を確保できることがわかった。
樹脂バインダ添加量がこのような少量で磁性粉同士を結
合することが可能な理由については必ずしも明確ではな
いが、六方晶系フェライト粉が六角板面を有し、その面
の間に働くファンデアワールス力が有効に作用するもの
と考えられる。また、隣り合った粒子間に存在する小空
隙には潤滑剤を保有することが可能であり、この点で潤
滑剤の補給が容易となることも、走行耐久性の確保に有
効に働くと思われる。さらにまた、このように樹脂バイ
ンダ添加量の少ない媒体においては、その樹脂のガラス
転移点Tgによらず塗膜の硬度を高めることができ、耐
久性の確保をより達成し易くしているものと思われる。
本発明において使用される樹脂バインダとしては、スル
ホン基、リン酸基、これらの金属塩基、アミノ基および
アンモニウム基から選ばれた少なくとも1種の極性基を
含み、通常、その分子骨格中に上記極性基を0.1〜1
.0 m mol/g含み、かつ少なくとも一部は分子
量が20,000以下のものである。ここで、樹脂の分
子量を20,000以下とする理由は、その添加量が5
重量部以下の場合に、全てが分子量20,000以上の
樹脂では磁性塗料を充分に分散させることが難しいから
である。充分な分散を得るのに好ましい分子量は、2,
000〜15,000である。また、極性基含有量を0
.11■ol/g以上とする理由は、六方晶系強磁性粉
の表面に吸着する分子それぞれが少なくとも0.5個、
最高5個程度の極性基を保有し、これにより、吸着をよ
り完全にすることが必要だからである。すなわち、上記
のような分子構造の樹脂をバインダ成分とすることによ
って、微粒子化している磁性粉はよく分散し、磁性粉お
よび非磁性粉と樹脂バインダとの結合が強固なものとな
る。
本発明に係わるこのような樹脂バインダは、以下のよう
にして得られる。すなわち、上記極性基を含む樹脂バイ
ンダがビニル重合による樹脂である場合は、通常、これ
らの極性基を含むビニルモノマーと通常のビニルモノマ
ーとを共重合させることにより得られる。また、上記極
性基を含む樹脂バインダがポリエステル樹脂あるいはポ
リウレタン樹脂である場合には、これらの構成成分であ
る多価塩基酸あるいは多価アルコールと上記極性基が導
入された多価塩基酸あるいは多価アルコールを混合し、
縮合反応を行うことにより得られる。
スルホン基およびこれらの金属塩基を含む樹脂の製造に
使用されるこれらの基を有するモノマーあるいは多価塩
基酸あるいは多価アルコールとしては、たとえばとニル
スルホン酸、ビニルベンゼンスルホン酸ソーダ、2−ア
クリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸およびこ
れらの金属塩基を含むビニルモノマー、および HOOC−ph−COOHno−ph−OH803Na
         SO3Naなどがあげられる。
また、リン酸基またはこの金属塩基、あるいはアミノ基
を有する樹脂の製造に使用されるモノマーとしても、そ
れぞれの極性基を有するビニルモノマーやそれぞの極性
基を有する多価塩基酸あるいは多価アルコールが使用さ
れる。
これらスルホン基などの極性基を有するビニルモノマー
と共重合される通常のビニル樹脂上ツマ−としては、塩
化ビニル、ビニルアルコール、無水マレイン酸、ビニル
アセテート、各種アクリレートモノマー、塩化ビニリデ
ン、ビニルアセタール、ビニルブチラール、アクリル酸
エステル、アクリロニトリル、スチレン等の各種七ツマ
−があげられる。
また、これらスルホン基などの極性基を有するビニルモ
ノマーと共重合される通常の多価アルコールとしては、
■、4−ブタンジオール、■、6−へキサメチレンジオ
ール、シクロヘキサンジオール、エチレングリコール、
ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロ
ピレングリコールなどが、多価塩基酸としては、テレフ
タル酸、イソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸、シュ
ウ酸、コハク酸、ゲルタール酸、ピメリン酸、スペリン
酸、アゼライン酸等があげられる。これらの樹脂中にお
けるスルホン基などの極性基保存のモノマーあるいは多
価塩基酸あるいは多価アルコールの比率は分子量が20
.000以下の時、前述したように0.1ta mol
/g以上となるように導入される。
これらの極性基を有する樹脂バインダは単独で使用して
もよいが、他のスルホン基などを有しない樹脂バインダ
と併用して、塗膜の機械的強度、走行性などの改良をは
かることができる。
このようなスルホン基などを有する樹脂バインダと併用
可能な樹脂バインダとしては、ポリウレタン樹脂、ポリ
エステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアクリル樹
脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、
ポリエーテル樹脂、フェノキシ樹脂、メラミン樹脂、ビ
ニルブチラール樹脂、フラン樹脂、塩化ビニル樹脂、酢
酸ビニル樹脂、ビニルアルコール樹脂あるいはこれらの
混合物もしくは共重合物があげられる。
前記併用し得る樹脂バインダの配合量は、全樹脂バイン
ダに対して80重量%以内で適宜設定される。
本発明に係わる磁気記録媒体においては、前記樹脂バイ
ンダ中に強磁性粉とともに、通常、ポリアミンあるいは
ポリイソシアナート系の化合物が添加される。すなわち
、前記゛強磁性粉−樹脂バインダ系を支持体上に塗布す
る際に、所要の磁気記録媒体を製造する際、架橋するこ
とにより、さらに塗膜の機械的強度を高め耐久性を増加
させる。
このような化合物としては、たとえばポリアミン系化合
物としては、トリレンジアミン(TDA)、4.4°−
ジアミノジフェニルメタン(MDA ) 、 4.4’
−ジアミノ−3,3−ジクロロジフェニルメタンなどが
あげられる。また、ポリイソシアナート系化合物として
は、トルエンジイソシアナート(TDI )、ジフェニ
ルメタンジイソシアナートMDI ) 、ナフタレンジ
イソシアナート(NDI ) 、ヘキサメチレンジイソ
シアナート(HDI ) 、インホロンジイソシアナー
ト(IPDI) 、キシリレンジイソシアナート(XD
I )などのトリメチロールプロパンおよび水のアダク
ト体や、イソシアヌレート体が用いられる。
また、新規な化合物としては、1.4−ジイソシアナー
トシクロヘキサンや、■、3−ビス(α、αジメチルイ
ソシアナートメチル)ベンゼン(TMXDI )、イソ
シアナートメチルメチルシクロヘキシルイソシアナート
(IMCI)を用いることができる。
(作用) 本発明の磁気記録媒体における磁気記録層では、六方晶
強磁性粉に対して所定量のスルホン基などの極性基を含
む樹脂バインダを使用することにより、その分散性を著
しく向上させ、配向時における表面粗れを軽減させる。
しかも前記樹脂バインダを、前記強磁性粉100重量部
あたり 5重量部以下にすることにより磁性粉の充填率
が向上し、かつすぐれた走行耐久性が確保される。
(実施例) 以下本発明の実施例について説明する。
具体例の説明に先立って、本発明に係わる磁気記録媒体
の構成について一般的な説明をする。
本発明に使用可能な六方晶系強磁性粉としては、たとえ
ば下記の一般式で示されるH型(マグネトブランバイト
型)、W型穴方晶系の、Baフェライト、Srフェライ
ト、pbフェライト、Caフェライトあるいはこれらの
固溶体もしくはイオン置換体などをあげることができる
MaO・n(Pet−x ML ) 2 03(式中、
MaはBa、 Sr、Ca、 Pbのいずれか1種の元
素を表わし、MbはC01Zn、旧、Cus Mg、訃
、In。
Ti、 5nSGeSZrSHf’s V 、Nb、 
5bSTaSCr、No。
Vの群から選ばれた少なくとも2種の元素を表わし、こ
のうち1、種はNbである。 nは5.4〜6.0の数
を表わす。) さらに詳しくは、本発明に使用される六方晶フェライト
粉としては、これらの−軸性の六方晶フェライト結晶の
構成元素であるPe原子の一部を、2価金属と、5価金
属であるNbで置換されたもの、またはさらに、1化学
式あたり0,05〜0.5個の範囲のSn原子で置換し
たものが適しており、その置換量は保磁力が200〜2
0000eとなる量とされる。
置換元素のうち、2価金属は主として六方晶フェライト
粉の保磁力を適正な範囲に低下させる作用をし、5価金
属のNbは飽和磁化を増大させる作用をし、また4価金
属のSnは保磁力の温度特性の変化を小さくする作用を
するので好ましい。
本発明に使用する六方晶系フェライトにおいては、2価
金属(MU)および5価金属(MV)の適正な置換量は
MIIおよびMVの組合わせにより異なるが、飼■の1
化学式当りの置換量は、概ね0.5〜1.2個である。
これらの置換元素の置換量の関係を、たとえばマグネト
ブランバイト型Baフェライトについてみると、その置
換体の化学式は、 BaPe+z−tx+y++g>+   MII  +
、   MV  、   (M  IV  −>019
で表わされる。ここで、x、、1%2はMII、MVお
よびMIV元素の1化学式当りの置換量である。
MII、MVおよびMIVはそれぞれ2価、5価、4価
であり、かつ置換されるFe原子は’34iiであるか
ら価数補償を考慮するとy−(x−z)/2の関係が成
立つ。すなわち、MVの置換量は、MrVの置換量から
一義的に決定される。
本発明において用いられる磁性粉において、X■元素と
してSnを使用する場合には、その置換量の適正範囲は
六方晶フェライトの1化学式当り005〜0.5個の範
囲である。なお、上記のSnに代えて同じ価数のTiを
用いてもよい。
また、本発明の磁気記録媒体には、基体面に顔料/樹脂
バインダ比率が1o7ioo以上のアンダーコート層を
設けることにより、さらに好ましい結果を得ることがで
きる。そのような顔料としては、カーボンブラックをは
じめとする有機顔料、酸化チタン、炭酸カルシウム、γ
−フェライトおよび鉄を主成分とするメタル粉末などか
ら成る非磁性および磁性の無機顔料を、樹脂バインダと
しては、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、塩ビ酢
ビ共重合樹脂、ポリアクリル樹脂、エポキシ樹脂などを
用いることができる。また、これらの樹脂バインダ中に
はポリイソシアナートあるいはポリアミン系の硬化剤を
添加し、適当な耐溶剤性を付与することか望ましい。
あるいは、本発明の磁気記録媒体には、基体表面をコロ
ナあるいはプラズマ処理を施すことにより、アンダーコ
ート層を設けた場合と同様に好ましい結果を得ることが
できる。コロナ処理あるいはプラズマ処理においては、
基体の表面分子を安定化したり、表面分子によるラジカ
ルを生成するか、その表面に微細な凹凸を生成せしめる
か、あるいは、生成ラジカルに接着に好都合な分子を結
合せしめるかにより接着性を高めるものであって、これ
らはいずれも有効な手段であることかわかった。
また、磁性塗膜の成分には所望によって分散剤、潤滑剤
、研磨剤あるいはカーボンブラックのような導電性付与
剤を添加してもよい。
分散剤としては、陰イオン系界面活性剤、陽イオン系界
面活性剤、非イオン系界面活性剤を用いることができ、
たとえば、レシチンやガファック等の燐酸エステル系陰
イオン界面活性剤は特に望ましい。また、潤滑剤として
は、脂肪酸あるいは脂肪酸アルキルエステル系、シリコ
ーン系、フッ素化炭化水素系またはこれらの混合物ある
いは化合物を用いることができる。さらに研磨剤として
は、TiO2、Cr2O3、Al1 0s 、SiC5
Zr02などの、モース硬度5以上の無機粉末が適して
いる。
これらの添加剤の配合量はできるだけ少量であることが
望ましく、六方晶系強磁性粉100重量部に対して、た
とえば分散剤、潤滑剤はそれぞれ4重量部以下、研磨剤
は6重量部以下、カーボンブラックは3重量部以下の範
囲が適当である。
本発明の磁気記録媒体を得るにあたっては、大方晶系強
磁性粉と樹脂バインダおよび必要に応じて各種添加剤を
溶剤とも十分に混合し、さらにポリイソシアナート化合
物のような硬化剤を加えて基体上に塗布したのち、常法
に従って配向処理、乾燥処理を施し、得られた塗膜にカ
レンダにより平滑化処理を施せばよい。なお、必要に応
じて基体上に導電性プライマ層を形成し、このプライマ
層上に磁気記録層を形成させるようにしてもよい。
実施例I Co、Ti、Nb置換型Ba−フェライト粉100重量
部ポリウレタン樹脂* 1      3.8  “ト
ルエン/シクロヘキサノン =1/2混合溶液  I80/l レシチン             2 〃アルミナ(
平均粒径0,3μm)    3  //ステアリン酸
           2 〃*ISO,Na基を有す
る脂肪族ポリウレタン樹脂、分子量: 10.000、
スルホン基fE=0.5 ttr mol/g 上記組成分材料を混合した後、サンドグラインダにてさ
らに2時間分散した。得られた磁性塗料100重量部に
対してコロネートし (ポリイソシアナート商品名二日
本ポリウレタン社製) 1重量部を加えた後、リバース
コータにて顔料/樹脂バインダーが10/1.00のア
ンダーコート層を有するポリエステルフィルム上に 2
.5μmの厚みで塗布し、基体面に対して垂直方向の磁
場(強度:4kOe)下を通過せしめつつ乾燥せしめた
得られた塗膜を40℃で3日間キュアした後、l/2イ
ンチ幅に裁断して磁気テープを作製し、これを測定に供
した。
実施例2 Co、Tf、Nb置換型Ba−フェライト粉100重量
部アミノ基付与塩酢ビ *1    2 〃ポリウレタ
ン樹脂 *2     1.8//トルエン/シクロヘ
キサノン 一1/2混合溶液  180〃 レシチン             2 〃アルミナ(
平均粒径0,3μm)    3  ttステアリン酸
           2  //率1 分子量:g、
ooO、アミノ基量:0.2−1o1/g*2 脂肪族
ポリウレタン樹脂、分子量:10.000 実施例1の場合と同様にして磁性塗料を調製した。得ら
れた塗料をコロナ放電により表面処理されたポリエステ
ルフィルム上に2μmの厚みで塗布した後、塗膜面が未
乾燥のうちにフィルム面に対して垂直方向の磁場内に通
しつつ乾燥させ、実施例1の場合と同様にして磁気テー
プを作製した。
実施例3 実施例1において、ポリウレタン樹脂の代わりに、スル
ホン化ポリエステル(分子量+ 15,000、スルホ
ン基量: 0.4 Imol/g )を配合し、基体と
してプラズマ表面処理されたポリエステルフィルムを使
用した以外は、実施例1の場合と同様にして磁気テープ
を作製した。
実施例4 実施例1において、ポリウレタン樹脂の代わりに、塩ビ
酢ビ共重合樹脂(分子量: 15.000、スルホン基
量: 0.2 m sol/g 、エポキシ当量: 1
000)を3.5重量部配合し、硬化剤としてトリレン
ジアミン(TDA)(アミン当量: 400 )を1.
4重量部配合した以外は、実施例1の場合と同様にして
磁気テープを作製した。
実施例5 実施例1においてのポリウレタン樹脂の代わりに、カル
ボキシル基付与ウレタン(分子量: 10,000、カ
ルボキシル基量: 0.3 m tio]/g )を配
合した以外は、実施例1の場合と同様にして磁気テープ
を作製した。
実施例6 実施例1において、ポリウレタン樹脂の分子量10.0
00、スルホン基量を0.5i gol/gのものを用
い、その添加量を3重量部にし、硬化剤の添加量を1.
5重量部にした以外は、実施例1の場合と同様にして磁
気テープを作製した。
実施例7 実施例1において、ポリウレタン樹脂の分子量5.00
0 、スルホン基量0.7 s mol/gのものを用
い、その添加量を2重量部にし、硬化剤の添加量も2重
量部にした以外は、実施例1の場合と同様にして磁気テ
ープを作製した。
比較例1.2 実施例1.2において樹脂添加量をそれぞれ6.12と
し、硬化剤をそれぞれ3重量部添加した以外は、それぞ
れの実施例1.2の場合と同様にして磁気テープを作製
した。
比較例3 実施例1の場合において、樹脂として、スルホン基を有
しないポリウレタン樹脂を用いた以外は、実施例1の場
合と同様にして磁気テープを作製した。
比較例4 実施例1の場合において、樹脂として、分子量ao、o
ooのポリウレタン樹脂を用いた以外は、実施例1の場
合と同様にして磁気テープを作製した。
比較例5 比較例5の樹脂を用いて、その添加量を8重量部にし、
硬化剤を3重量部添加した以外は、実施例1の場合と同
様にして磁気テープを作製した。
以上、実施例1〜7、比較例1〜5で得られたテープの
表面性、バッキング率(飽和磁化)、スチル耐久性、出
力を測定した結果を次表に示す。
なお、バッキング率は、実施例、比較例とも同一磁性粉
を用いたので、飽和磁化で示し、スチル耐久性は、ld
B低下するまでの時間で示し、また、記録再生出力は周
波数7MHzで記録した時のY信号出力で示した。
表面粗さ 飽和磁化 スチル 記録再生Rwax μm
  emu/cc  耐久性H出力dB1、 0.02
   175   8    +2゜02 0.024
.  1.70   6    +1.5実3 0.0
15  178   8    +3.0施4 0.0
2   173   8    +2.0例5 0.0
25  170   8    +2.06   0.
022     175       7      
+2.57 0.02   178   7    +
3.01 0.022   Llli5   8   
 0比2 0.03   150   6   −2.
0較3 0.025  160   5   −1.0
例4 0.02   185   8   −0.55
 0.030  155   7   −2.0[発明
の効果] 以上の実施例からも明らかなように、本発明によれば、
表面性と走行耐久性に優れ、飽和磁化が大きく、短波長
から長波長への広い波長範囲での記録特性のすぐれた磁
気記録媒体として機能する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 基体上に六方晶系強磁性粉を樹脂バインダとともに塗布
    してなる磁性層を備えた磁気記録媒体において、 樹脂バインダ量が、前記六方晶系強磁性粉100重量部
    に対して1重量部以上5重量部以下であるとともに、樹
    脂バインダの少なくとも一部が、分子量20,000以
    下であって、0.1〜1.0mmol/gのスルホン基
    、リン酸基、カルボキシル基、これらの金属塩基、アミ
    ノ基、およびアンモニウム基の中からから選ばれた少な
    くとも一種の極性基を有する樹脂であることを特徴とす
    る磁気記録媒体。
JP17140690A 1990-06-29 1990-06-29 磁気記録媒体 Expired - Lifetime JP2856852B2 (ja)

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