JPH05128494A - 磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鉄を主成分とする金属磁性粉末と、結合剤と
を主体とする磁性層の、電磁変換特性、ドロップアウ
ト、走行安定性、走行耐久性に優れた磁気記録媒体を得
る。 【構成】 鉄を主成分とする金属磁性粉末のＢＥＴ比表
面積が４５ｍ² ／ｇ以上であり、磁性層中に金属磁性粉
末とは別に、ジルコニアビ−ズにより混合された状態で
分散処理された平均粒径０．０３〜０．６０μｍのα−
アルミナと平均粒径１０〜２５０ｍμのカ−ボンブラッ
クを含有させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気テ−プ、磁気ディス
ク等の磁気記録媒体に関するものであり特に磁性層の電
磁変換特性、ドロップアウト、走行安定性、耐久性の改
善に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】録音用テ−プ、ビデオテ−プ、フロッピ
−ディスク等として、広く使用されている磁気記録媒体
は、近年高密度記録化の方向に向い、磁性層において使
用する磁性粉末は、益々微粒子化される傾向にある。そ
して磁性粉末の分散性及び充填性が良好で、かつ、電磁
変換特性を向上させると同時に、磁性層の耐久性を向上
させることが必要とされている。

【０００３】従来、耐久性改善を目的とし、磁性層にヘ
ッドクリ−ニング性をもたせるのに無機質の非磁性体
（α−アルミナ等）を添加することが試みられている。
また、走行安定性の改善には、潤滑剤の添加や固形滑剤
としてのカ−ボンブラックの添加が試みられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ような無機質の非磁性体や、潤滑剤を添加した場合の微
粒子金属磁性粉末の分散性、充填性、さらに磁性層の電
磁変換特性、耐久性、走行安定性の改善が未だ十分でな
く、特に高密度記録対応に使用する場合、無機質の非磁
性体も微粒子のものを使用しなくてはならず、その分散
も困難になってくる。また、走行安定性の改善に、添加
する潤滑剤には使用量に限界があり、固形滑剤としての
カ−ボンブラックは、分散させるのが難しく、そのうえ
分散が不十分な場合ドロップアウトの原因になったりす
る。

【０００５】本発明は前記のような欠点を克服し、金属
磁性粉末の分散性、充填性及び磁性層の電磁変換特性、
ドロップアウト、走行安定性、耐久性を著しく改善した
磁気記録媒体を提供するためになされたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の目的を
達成するために、種々の検討を行った結果なされたもの
で、ＢＥＴ比表面積が４５ｍ²／ｇ以上の鉄を主成分と
する金属磁性粉末を使用し、かつ、金属磁性粉末とは別
に分散処理された、α−アルミナとカ−ボンブラックを
含有することで、前記金属磁性粉末の分散性、充填性の
改善を図り、磁性層の電磁変換特性、ドロッブアウト、
走行安定性、耐久性を著しく向上させたものである。

【０００７】すなわち本発明は、非磁性支持体と鉄を主
成分とする金属磁性粉末を、結合剤中に分散してなる磁
性層を設けた磁気記録媒体において、前記鉄を主成分と
する金属磁性粉末が、ＢＥＴ比表面積が４５ｍ²／ｇ以
上の鉄を主成分とする金属磁性粉末であり、かつ、前記
磁性層中に金属磁性粉末とは別に分散処理された、α−
アルミナとカ−ボンブラックを含有することを特徴とす
るものである。

【０００８】

【作用】本発明において使用される鉄を主成分とする金
属磁性粉末は、ＢＥＴ比表面積が４５ｍ²／ｇ以上の鉄
を主成分とする金属磁性粉末であることが好ましい。Ｂ
ＥＴ比表面積が４５ｍ²／ｇ以下の粒子では、電磁変換
特性を向上させる効果が期待できないためである。ＢＥ
Ｔ比表面積を高めると、磁性層の表面がそれだけ平滑に
なり、スペ−シングロスが少なくなることから、高い電
磁変換特性を得る上で有利である。この、ＢＥＴ比表面
積は４５ｍ²／ｇ以上において、超常磁性にならない範
囲であればよいが、実際は４５〜１００ｍ²／ｇの範囲
が好ましい。

【０００９】本発明においての鉄を主成分とする金属磁
性粉末としては、Ｆｅ−Ａｌ系、Ｆｅ−Ａｌ−Ｎｉ系、
Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｏ系、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｓｉ系、Ｆｅ−Ａｌ
−Ｚｎ系、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系、Ｆｅ−Ｍｎ−Ｚｎ系、
Ｆｅ−Ｎｉ系、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｚｎ系、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｎ
系、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ−Ｐ系、Ｆｅ−Ｎｉ−Ａｌ−Ｓｉ
−Ｚｎ系、Ｆｅ−Ｎｉ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｎ系、等が挙げ
られる。これらの、鉄を主成分とする金属磁性粉末の製
造方法は、既に公知であり、本発明で使用できる鉄を主
成分とする金属磁性粉末についても、公知の方法に従っ
て製造することができる。

【００１０】本発明において使用される結合剤として
は、磁気記録媒体の結合剤として、既に公知のものが使
用可能であって、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩
化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコ−ル共重合体、塩
化ビニル−酢酸ビニル−マレイン酸共重合体、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、アクリル酸エステル−アクリロニトリ
ル共重合体、アクリル酸エステル−塩化ビニリデン共重
合体、メタクリル酸エステル−塩化ビニリデン共重合
体、メタクリル酸エステル−スチレン共重合体、熱可塑
性ポリウレタン樹脂、熱硬化性ポリウレタン樹脂、ポリ
フッカビニル、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重
合体、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、アクリ
ロニトリル−ブタジエン−メタクリル酸共重合体、ポリ
ビニルブチラ−ル、セルロ−ス誘導体、スチレン−ブタ
ジエン共重合体、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、尿
素樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、尿素−ホルムア
ルデヒド樹脂、または、これらの混合物等が挙げられ
る。さらに分散性を向上させる目的で、親水性極性基を
導入してもよい。

【００１１】また、本発明では、ポリイソシアネ−ト化
合物が磁性層の耐熱性、耐久性を特に高めるために用い
られるが、そのポリイソシアネ−ト化合物としては、脂
肪族ジイソシアネ−ト類（例：テトラメチレンジイソシ
アネ−ト、ヘキサメチレンジイソシアネ−ト）、芳香族
ジイソシアネ−ト類（例：ｍ−、ｐ−、フェニレンジイ
ソシアネ−ト、トリレンジイソシアネ−ト、ジフェニル
メタンジイソシアネ−ト、ナフタレンジイソシアネ−
ト）、脂環族ジイソシアネ−ト類（例：ジイソシアネ−
トメチルシクロヘキサン、イソホロンジイソシアネ−
ト）等の従来より公知のものがいずれも使用できる。ま
た、ポリイソシアネ−ト化合物の使用量は、全結合剤量
の１〜５０重量％の範囲内で使用するのが好ましい。ポ
リイソシアネ−ト化合物の配合割合が多すぎたり少なす
ぎたりすると、磁性層の耐熱性、耐久性の効果が得られ
なくなる。

【００１２】また、磁性層を形成する前記鉄を主成分と
する金属磁性粉末の結合剤に対する重量比は３〜８が好
ましい。これは結合剤の量が多すぎると、磁性層中の非
磁性体量が増すことにより、残留磁束密度が低下して電
磁変換特性の改善がはかれなくなり、結合剤の量が少な
すぎると、磁性粉末の分散が不完全になるためである。

【００１３】本発明に使用されるα−アルミナは、平均
粒径０．０３〜０．６０μｍのものが使用可能であり、
好ましくは０．１０〜０．３０μｍの範囲内である。ま
た、その含有量は、磁性粉１００重量部に対して１〜３
０重量部の範囲内であり、好ましくは２〜２０重量部で
ある。含有量が少ないと、耐久性の確保がむずかしくな
り、多過ぎると磁性粉に対する非磁性体の量が多くな
り、十分な電磁変換特性の確保ができなくなる。

【００１４】本発明において、α−アルミナと混合され
た状態で分散処理するカ−ボンブラックの平均粒径は、
１０〜２５０ｍμが使用可能であり、好ましくは２５〜
１５０ｍμの範囲内である。カ−ボンブラックの含有量
は、磁性粉１００重量部に対して０．０５〜１５重量部
の範囲内であり、好ましくは１〜１０重量部である。含
有量が少ないと磁性層の十分な走行安定性が確保できな
くなり多過ぎると電磁変換特性に悪影響を及ぼすことに
なる。

【００１５】また、仮に前記α−アルミナとカ−ボンブ
ラックの平均粒径がこの範囲をはずれると、十分な耐久
性の確保やヘッドと磁性層との間にスペ−シングロスが
生じ易くなり、電磁変換特性に悪影響を及ぼすことにな
る。本発明では、特に前記α−アルミナとカ−ボンブラ
ックが混合された状態で分散処理されているものを使用
することと、その分散処理の分散メディアとしてジルコ
ニアビ−ズを使用することを特徴としている。

【００１６】混合された状態で分散することにより、カ
−ボンブラックの分散をα−アルミナの分散メディアと
しての効果がそれを助けることになるので、従来、分散
が困難であるとされていたカ−ボンブラックを、十分に
分散することができる。また、この分散には、結合剤と
して前記鉄を主成分とする金属磁性粉末の分散に使用す
るものと同じ結合剤を使用できるが、分散メディアに従
来から使用しているスチ−ルビ−ズを使用すると、その
結合剤に悪影響を与え磁性層の耐久性が確保できなくな
ったりする。

【００１７】また、比重の軽いガラスビ−ズ等を使用す
ると、前記α−アルミナやカ−ボンブラックの分散は不
十分になり、ドロップアウトや電磁変換特性が確保でき
なくなる。さらに、磁性層には前記鉄を主成分とする金
属磁性粉末と結合剤、同時に分散処理されたα−アルミ
ナとカ−ボンブラックの他に、帯電防止剤、潤滑剤（脂
肪酸、脂肪酸エステル、シリコ−ンオイル 等）、分散
剤（レシチン 等）等、従来公知の添加剤あるいは充填
剤を加えても良い。

【００１８】前記磁性層の構成材料は、有機溶剤に溶解
することにより、磁性塗料を調製し、非磁性支持体上に
塗布するが、その時の磁性塗料の溶剤としては、アセト
ン、メチルエチルケトン、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−ル、エタノ−ル、プロ
パノ−ル、ブタノ−ル等のアルコ−ル類、酢酸メチル、
酢酸エチル、酢酸ブチル、グリコ−ルアセテ−ト、モノ
エチルエ−テル等のエステル類、ジオキサン、グリコ−
ルジメチルエ−テル、グリコ−ルモノエチルエ−テル等
のグリコ−ルエ−テル類、ベンゼン、トルエン、キシレ
ン等の芳香族炭化水素類、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪
族炭化水素類、メチレンクロライド、エチレンクロライ
ド、四塩化炭素等の有機塩素化合物類、ジメチルスルホ
キサイド等のスルホキサイド類、ジメチルホルムアミド
等のアミド類等が挙げられる。

【００１９】前記磁性塗料を塗布する非磁性支持体とし
ては、既に公知であるこの種の磁気記録媒体に使用され
るものであれば如何なるものであっても良く、例えば、
ポリエチレンテレフタレ−ト等のポリエステル類、ポリ
エチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン類、セル
ロ−ストリアセテ−ト、セルロ−スジアセテ−ト等のセ
ルロ−ス誘導体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン
等のビニル系樹脂、ポリカ−ボネ−ト、ポリイミド等の
プラスチック、銅、アルミニウム等の金属、アルミニウ
ム合金、チタン合金等の軽合金、紙、セラミック、単結
晶シリコン等が挙げられる。これらの非磁性支持体の厚
さとしては、２〜１００μｍの範囲内であり、好ましく
は４〜８０μｍの範囲内の厚さである。

【００２０】本発明で用いる非磁性支持体の磁性層が設
けられていない面には、バック層が設けられていても良
い。バック層とは、走行安定性の向上を目的とした、非
磁性支持体の磁性層が形成されてない面に研磨剤、帯電
防止剤、結合剤等が有機溶剤に分散しているバック層形
成塗料を塗布して設けられた層である。

【００２１】また、非磁性支持体と磁性層、及び非磁性
支持体とバック層の間に、磁性層及びバック層と非磁性
支持体との接着性の向上を目的とした、接着剤層が設け
られていても良い。

【００２２】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げ、本発明を更
に詳しく説明する。 （実施例１） 磁気記録媒体の作製 金属磁性粉末 １００重量部 （ＢＥＴ比表面積 ５５ｍ²／ｇ） 塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体 １２重量部 ポリウレタン樹脂 ８重量部 パルミチン酸 ２重量部 ブチルステアレ−ト １重量部 メチルエチルケトン １５０重量部 トルエン １５０重量部 シクロヘキサノン ５０重量部 分散処理α−アルミナ ５重量部 （平均粒径：０．２μｍ） 分散処理カ−ボンブラック ３重量部 （平均粒径：６０ｍμ） 上記組成物をサンドミルにて約２時間混合分散した後、
ポリイソシアネ−ト化合物（コロネ−トＬ：日本ポリウ
レタン社製）を全結合剤量の１０重量％添加し、２０分
間混合し磁性塗料を調製した。得られた磁性塗料を濾過
した後厚さ１０μｍのポリエチレンテレフタレ−トフィ
ルム上に、乾燥厚で３〜４μｍとなるようグラビアロ−
ル塗装にて塗布した。次いで配向処理を行い、乾燥し、
さらにス−パ−カレンダ−処理を行った後、５０℃にて
４８時間加熱処理し、８ｍｍ幅に裁断してサンプルテ−
プを作製した。

【００２３】（実施例２）実施例１における磁気記録媒
体において、ＢＥＴ比表面積５５ｍ²／ｇの金属磁性粉
末に代えて、ＢＥＴ比表面積４５ｍ²／ｇの金属磁性粉
末を同量使用した以外は、実施例１と同様にして、ビデ
オテ−プを作製した。

【００２４】（実施例３）実施例１における磁気記録媒
体において、平均粒径０．２μｍのα−アルミナに代え
て、平均粒径０．３μｍのα−アルミナを同量使用した
以外は、実施例１と同様にして、ビデオテ−プを作製し
た。

【００２５】（実施例４）実施例１における磁気記録媒
体において、平均粒径６０ｍμのカ−ボンブラックに代
えて、平均粒径１２０ｍμのカ−ボンブラックをに使用
した以外は、実施例１と同様にして、ビデオテ−プを作
製した。

【００２６】（比較例１）実施例１における磁気記録媒
体において、ＢＥＴ比表面積５５ｍ²／ｇの金属磁性粉
末に代えて、ＢＥＴ比表面積３５ｍ²／ｇの金属磁性粉
末を同量使用した以外は、実施例１と同様にして、ビデ
オテ−プを作製した。

【００２７】（比較例２）実施例１における磁気記録媒
体において、平均粒径０．２μｍのα−アルミナに代え
て、平均粒径１．０μｍのα−アルミナを同量使用した
以外は、実施例１と同様にして、ビデオテ−プを作製し
た。

【００２８】（比較例３）実施例１における磁気記録媒
体において、平均粒径６０ｍμのカ−ボンブラックに代
えて、平均粒径１ｍμのカ−ボンブラックをに使用した
以外は、実施例１と同様にして、ビデオテ−プを作製し
た。

【００２９】（比較例４）実施例１における磁気記録媒
体において、平均粒径６０ｍμのカ−ボンブラックに代
えて、平均粒径４５０ｍμのカ−ボンブラックをに使用
した以外は、実施例１と同様にして、ビデオテ−プを作
製した。

【００３０】（比較例５）実施例１における磁気記録媒
体において、混合された状態で分散処理したα−アルミ
ナとカ−ボンブラックに代えて、分散処理していないα
−アルミナとカ−ボンブラックを使用した以外は、実施
例１と同様にして、ビデオテ−プを作製した。

【００３１】（比較例６）実施例１における磁気記録媒
体において、混合された状態で分散処理したα−アルミ
ナとカ−ボンブラックに代えて、単独で分散処理したα
−アルミナと分散処理していないカ−ボンブラックを使
用した以外は、実施例１と同様にして、ビデオテ−プを
作製した。

【００３２】（比較例７）実施例１における磁気記録媒
体において、混合された状態で分散処理したα−アルミ
ナとカ−ボンブラックに代えて、単独で分散処理したカ
−ボンブラックと分散処理していないカ−ボンブラック
を使用した以外は、実施例１と同様にして、ビデオテ−
プを作製した。

【００３３】（比較例８）実施例１における磁気記録媒
体において、α−アルミナとカ−ボンブラックの分散処
理に分散メディアとして、ジルコニアビ−ズに代えてガ
ラスビ−ズを使用した以外は、実施例１と同様にして、
ビデオテ−プを作製した。

【００３４】（比較例９）実施例１における磁気記録媒
体において、α−アルミナとカ−ボンブラックの分散処
理に分散メディアとして、ジルコニアビ−ズに代えてス
チ−ルビ−ズを使用した以外は、実施例１と同様にし
て、ビデオテ−プを作製した。

【００３５】上記実施例１〜４、及び比較例１〜９で得
られたビデオテ−プについて、ＲＦ出力、ドロップアウ
ト、摩擦係数、残留磁束密度、走行耐久性について測定
した。尚、測定方法及び評価方法は次のように実施し
た。

【００３６】測定方法 （ＲＦ出力）８ｍｍビデオテ−プレコ−ダを用いて、５
ＭＨｚの信号を記録再生し、ＲＦ出力（当社リファレン
ステ−プ比）を測定した。 （ドロップアウト）ドロップアウトカウンタ−を使用し
て１５μｓｅｃ、−１６ｄＢのドロップアウトを５分間
測定し１分間当りの平均を出した。

【００３７】（摩擦係数）外径４ｍｍφの固定軸に、テ
−プを角度θ＝９０゜で接触させ１．４３ｃｍ／ｓｅｃ
の速さで走行させる。入口テンションを３０ｇとした時
の出口テンション（Ｔ）を測定し、次式から摩擦係数を
算出した。 摩擦係数＝（１／π）ｌｎ（Ｔ／３０）

【００３８】（残留磁束密度）試料を１０ｍｍ長さに切
って、１０枚重ねで磁気特性測定機により測定した。 （走行耐久性）８ｍｍビデオテ−プレコ−ダを用いて、
ビデオテ−プ（１２０分用）に一定の信号を記録して繰
り返し走行させ、出力が最初の値から３ｄＢ低下するま
での繰り返し走行回数を測定した。

【００３９】上記測定方法により測定した結果を表１に
示す。

【００４０】

【表１】

【００４１】

【発明の効果】本発明に基づいて作製した磁気記録媒体
は、磁性層を形成する鉄を主成分とする金属磁性粉末
が、ＢＥＴ比表面積４５ｍ²／ｇ以上の鉄を主成分とす
る金属磁性粉末であり、かつ、磁性層中に金属磁性粉末
とは別に、ジルコニアビ−ズにより混合された状態で分
散処理した、平均粒径０．０３〜０．６０μｍのα−ア
ルミナと、平均粒径１０〜２５０ｍμのカーボンブラッ
クを使用することにより、磁性層の電磁変換特性、ドロ
ップアウト、走行安定性、及び走行耐久性に優れた磁気
記録媒体を得ることが出来る。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非磁性支持体上に鉄を主成分とする金属
   磁性粉末と結合剤とを主体とする磁性層が形成された磁
   気記録媒体において、前記金属磁性粉末がＢＥＴ比表面
   積が４５ｍ²／ｇ以上の鉄を主成分とする金属磁性粉末
   であり、かつ、前記磁性層中に金属磁性粉末とは別に分
   散処理されたα−アルミナとカ−ボンブラックを含有す
   ることを特徴とする磁気記録媒体。
2. 【請求項２】 前記α−アルミナとカ−ボンブラック
   は、混合された状態で分散処理されていることを特徴と
   する請求項１記載の磁気記録媒体。
3. 【請求項３】 前記α−アルミナが平均粒径０．０３〜
   ０．６０μｍであることを特徴とする請求項１記載の磁
   気記録媒体。
4. 【請求項４】 前記カ−ボンブラックの平均粒径が１０
   〜２５０ｍμであることを特徴とする請求項１記載の磁
   気記録媒体。
5. 【請求項５】 前記α−アルミナとカ−ボンブラックの
   分散メディアとしてジルコニアビ−ズを使用したことを
   特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。