JPH05325171A

JPH05325171A - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH05325171A
Application number: JP12775092A
Authority: JP
Inventors: Takanobu Sudo; 隆信須藤; Hiroyuki Sakai; 浩之坂井; Chihiro Terajima; 千尋寺島; Yukihiko Ichikawa; 行彦市川
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1992-05-20
Filing date: 1992-05-20
Publication date: 1993-12-10

Abstract

(57)【要約】【目的】電気抵抗の低減化を図りつつ、良好な耐久性
を確保し、同時に媒体としての磁気特性を向上させる。【構成】非磁性支持体上に少なくとも磁性粉末と結合
剤とを主体とする磁性層が形成されてなり、該磁性層中
に磁性炭化鉄を添加させる。この時、前記磁性炭化鉄の
占める割合が、上記磁性粉末と磁性炭化鉄の合計量中５
〜４０重量％とされることが望ましい。また、この磁性
炭化鉄をメチルエチルケトン、トルエン、シクロヘキサ
ノンのうちの少なくとも１種により前処理することによ
り、分散性が良好となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁性層中に磁性炭化鉄
を含有する塗布型の磁気記録媒体に関し、特に耐候性、
電気抵抗に優れた磁気記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばオーディオ用磁気テープ等の所謂
塗布型の磁気記録媒体においては、小型化や長時間化等
を図るために、より一層の高記録密度化が要求されてい
る。この高記録密度化に伴い、磁性層を構成する磁性粉
末としては、従来より使用されている酸化物系から金属
・合金系の強磁性金属粉末が主流になりつつある。この
強磁性金属粉末は、従来の酸化鉄系の強磁性粉末よりも
優れた磁気特性を有しており、この強磁性金属粉末を磁
性粉末として用いることにより、高記録密度化や高周波
帯域における優れた電磁変換特性を達成することができ
る。

【０００３】ところで、上記塗布型の磁気記録媒体にお
いては、周知の如く、電気抵抗の低減化を図り、媒体表
面の帯電による支障を防止することを目的として、磁性
層を構成する磁性塗料中に例えば導電率の高いカーボン
ブラック等が添加されている。この他、上記磁性塗料中
には、ヘッドとの摺接による摩耗を抑え、耐久性を向上
させるために、比較的大きな硬度を有する無機微粒子が
研磨剤（減磨剤）として加えられる。この研磨剤として
は、例えばアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、酸化クロム（Ｃｒ
Ｏ₂）、酸化チタン（ＴｉＯ₂）等が一般に使用されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、これらの添
加剤は、それ自身が磁性を有していないので、本質的に
は媒体としての磁気特性を低下させるものであると言え
る。このために、上述のように強磁性金属粉末を磁性粉
末として用いた場合でも、強磁性金属粉末の有する優れ
た磁気特性を十分に活かすことができない。特に、媒体
としての性能が高度に要求され、上記添加剤による大き
な効果が期待される場合には、その添加量を増やす必要
があるので、上述のような問題が一層深刻になる。

【０００５】そこで、本発明はこのような実情に鑑みて
提案されたものであって、電気抵抗の低減化を図りつ
つ、良好な耐久性を確保し、同時に媒体としての磁気特
性を向上させることが可能な磁気記録媒体を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述の目
的を達成せんものと鋭意研究の結果、添加剤としてそれ
自身が磁性を有する材料を使用することにより、媒体と
しての良好な磁気特性を確保しつつ、電気抵抗、耐久性
を改善することができることを見出し、本発明を完成す
るに至った。

【０００７】即ち、本発明は、非磁性支持体上に少なく
とも磁性粉末と結合剤とを主体とする磁性層が形成され
てなる磁気記録媒体において、上記磁性層中に磁性炭化
鉄を含有することを特徴とするものである。

【０００８】本発明の磁気記録媒体においては、磁性粉
末を結合剤や有機溶剤、各種添加剤等とともに混練して
調製された磁性塗料を非磁性支持体上に塗布、乾燥する
ことによって磁性層が形成される。

【０００９】本発明は、上記磁性層を構成する磁性塗料
中に添加剤として磁性炭化鉄が添加されることを特徴と
している。上記磁性炭化鉄は、一般式Ｆｅ_xＣ_y（但
し、式中ｘ，ｙは、組成比を表す。）で表され、飽和磁
化１４０〜１６９ｅｍｕ／ｇ程度、比表面積４０〜６０
ｍ²／ｇ程度の磁気特性を有するものとされる。また、
この磁性炭化鉄は、通常磁性塗料中に添加される帯電防
止剤と研磨剤の効果を併せもっている。このように、そ
れ自身が磁性を有し、且つ帯電防止剤と研磨剤の両者の
効果を発揮できる磁性炭化鉄を従来より帯電防止剤や研
磨剤として用いられている非磁性の塗料材料（例えばカ
ーボンブラックやアルミナ等）の一部、又は全部と置換
して使用することにより、媒体としての磁気特性の劣化
を極力抑えつつ、電気抵抗、耐久性を改善することがで
きる。

【００１０】この磁性炭化鉄の添加量は、上記磁性粉末
と磁性炭化鉄の合計量中５〜４０重量％とされることが
好ましい。添加量が前記範囲よりも少ないと、添加剤と
しての効果が不足し、十分な耐久性、電気抵抗の改善が
望めない。逆に、添加量が上記範囲を上回る場合には、
媒体の磁気特性が劣化してしまう。

【００１１】なお、磁性塗料を調製する際に、上記磁性
炭化鉄は、帯電防止剤、或いは研磨剤として単独で添加
されても良く、従来より使用されている帯電防止剤や研
磨剤と組み合わせて添加されも良い。

【００１２】また、この磁性炭化鉄は、予め高沸点の溶
剤により処理されることが望ましい。これにより、分散
性が向上し、良好な磁気特性を確保することができる。
上記溶剤としては、メチルエチルケトン、トルエン、シ
クロヘキサノンのうちの少なくとも１種から選定され、
磁性粉末や結合剤等の種類に応じて適宜選定すれば良
い。

【００１３】これら溶剤により上記磁性炭化鉄を前処理
する方法としては、例えば磁性炭化鉄を上記溶剤中に浸
漬する方法等が考えられるが、これに限定されるもので
はない。

【００１４】本発明の磁気記録媒体において、上記磁性
粉末としては、通常使用されるものが何れも使用可能と
されるが、特に強磁性金属粉末を使用した場合に大きな
効果が得られる。この強磁性金属粉末としては、Ｆｅ、
Ｃｏ、Ｎｉ等の強磁性金属材料や、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｆｅ−
Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ、Ｃｏ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｍｎ−Ｚ
ｎ、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｚｎ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ、Ｆｅ
−Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ
−Ｂ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｖ等のＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉを主成分と
する各種強磁性合金材料からなる強磁性金属粉末が使用
可能とされ、更にこれらの種々の特性を改善する目的で
Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｐ
等の元素が添加されたものであっても良い。

【００１５】なお、これら強磁性金属粉末には、耐候性
を向上させる目的で、例えば鉄に比べて優れた耐酸化性
を示すＣｏ，Ｎｉ等の合金化やＡｌ及び／又はＳｉ等の
軽金属酸化物表面層の形成、或いは低分子有機物による
表面処理等、従来公知とされる技術が施されても何ら不
都合は生じない。この場合、シランカップリング剤によ
り上記強磁性金属粉末の表面を被覆する方法が好適であ
る。

【００１６】この他、上記結合剤や有機溶剤、或いは上
記磁性炭化鉄以外の各種添加剤としては、通常の磁気記
録媒体に用いられるものがいずれも使用可能である。

【００１７】また、本発明の磁気記録媒体において、特
にオーディオ用磁気テープとしての用途を考えた場合に
は、周波数特性のバランスを重視する観点から、上記磁
性層の保磁力を１１５０〜１３５０Ｏｅの範囲内とする
ことが望ましく、そのために上記磁性粉末として保磁力
が１１５０〜１３５０Ｏｅである強磁性金属粉末を使用
することが望ましい。

【００１８】一般に、１３５０Ｏｅを越える高保磁力を
有する強磁性金属粉末を使用した場合、得られる磁気記
録媒体の高域特性は非常に高くなるが、低域特性に関し
ては顕著な特性向上が望めないので、結果として周波数
特性のバランスが悪い媒体となる。また、磁性層の保磁
力が高くなるに従って、消去特性は悪化する。逆に、保
磁力が１１５０Ｏｅよりも低いと、所謂メタルテープ特
有の優れた高域特性を発揮させることができず、ダイナ
ミックレンジが狭くなってしまう。

【００１９】

【作用】磁性塗料を調製する際に、従来より帯電防止剤
や研磨剤として使用されているカーボンブラック、或い
はアルミナ等の非磁性材料を磁性炭化鉄で代用させるこ
とにより、これら非磁性材料の含有量を抑えつつ、それ
らを用いた場合と同様な効果が得られる。

【００２０】また、磁性層を構成する磁性塗料中におけ
る非磁性材料の割合が減少されることにより、磁性層の
磁気特性が良好に保たれる。従って、媒体としての磁気
特性が向上されるとともに、電気抵抗、耐久性が改善さ
れる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を具体的な実施例により説明す
るが、本発明がこの実施例に限定されるものでないこと
は言うまでもない。本実施例は、添加剤として磁性炭化
鉄（Ｆｅ₅Ｃ₂）が添加された磁性塗料の塗膜より磁性
層が形成されてなる、所謂塗布型のオーディオ用メタル
テープの例である。

【００２２】先ず、本実施例で添加剤として使用した磁
性炭化鉄（Ｆｅ₅Ｃ₂）の磁気特性を下記の表１に示
す。なお、表１中に、磁性粉末として通常使用される強
磁性金属粉末（ここでは、Ｆｅ粉末を用いた。）の磁気
特性も併せて記した。

【００２３】

【表１】

【００２４】表１に示すように、上記磁性炭化鉄（Ｆｅ
₅Ｃ₂）は、通常使用されているＦｅ粉末と比べて、同
程度、或いはそれを上回る磁気特性を有していることか
ら、これを塗料材料中の添加剤として使用しても、通常
使用されている添加剤を用いた場合よりも磁気的な劣化
は少ないと考えられる。

【００２５】次に、この磁性炭化鉄（Ｆｅ₅Ｃ₂）を溶
剤（メチルエチルケトン：トルエン：シクロヘキサノン
＝１：１：１の割合で調製されたもの）３０ｇ、結合剤
１５ｇとともに１００ｃｃポリビンにて２４時間攪拌
し、これを２インチ幅のポリエチレンテレフタレートフ
ィルム上に塗布、乾燥してサンプルテープを作製した。

【００２６】そして、このサンプルテープの電気抵抗及
び角度４５°における表面光沢度を測定し、上記磁性炭
化鉄（Ｆｅ₅Ｃ₂）の代わりに、上記Ｆｅ粉末、或いは
通常この種の磁気テープにおいて帯電防止剤として使用
されているカーボンブラックを使用した場合の結果と比
較した。この結果を下記の表２に表す。

【００２７】

【表２】

【００２８】表２に示すように、上記磁性炭化鉄（Ｆｅ
₅Ｃ₂）を用いたサンプルテープの電気抵抗は、帯電防
止効果に優れたカーボンブラックを用いた場合のそれと
比べると若干低いものの、上記Ｆｅ粉末を用いた場合よ
りは１０⁶倍近くも高い値を示した。

【００２９】また、上記磁性炭化鉄を添加剤として使用
するためは、その分散性が問題となる。そこで、実際の
使用に際する磁性炭化鉄の分散性について検討した。即
ち、上記磁性炭化鉄Ａ、又は予め所定の溶剤（メチルエ
チルケトン：トルエン：シクロヘキサノン＝１：１：１
の割合で調製されたもの）で前処理した磁性炭化鉄Ｂ１
５ｇを結合剤２．５ｇ、有機溶剤及びスチールボール１
５０ｇとともにアジターにて２４時間混合した後、ベー
スフィルム上に塗布してシート化した。

【００３０】そして、得られたシート状体の磁気特性を
測定した。この結果を下記の表３に示す。

【００３１】

【表３】

【００３２】表３に示すように、未処理の場合に比べ、
前処理が施された磁性炭化鉄Ｂを用いた場合では、角形
比Ｒ_Sが６％も向上しており、十分な実用性が得られる
ことが判った。

【００３３】以上の結果をふまえて、上述のように所定
の溶剤により前処理された磁性炭化鉄（Ｆｅ₅Ｃ₂）を
添加剤として用い、以下のようにして磁気テープを作製
した。磁性塗料の組成強磁性金属粉末０〜９５重量部磁性炭化鉄（Ｆｅ₅Ｃ₂）５〜１００重量部ポリエステル−ポリウレタン樹脂１００重量部イソシアネート系硬化剤１０重量部（商品名，コロネートＬ５０）シランカップリング剤（商品名，A-1100）２重量部カーボンブラック（商品名，ACARB-M ）２重量部アルミナ粉末４重量部ミリスチン酸０．３重量部ステアリン酸エステル０．３重量部シリコーン系潤滑剤０．５重量部シリコーン系潤滑剤

【００３４】上記組成中に示す強磁性金属粉末と磁性炭
化鉄（Ｆｅ₅Ｃ₂）の総重量６ｋｇに対して各塗料材料
を上述の割合で調合した。そして、上記磁性炭化鉄（Ｆ
ｅ₅Ｃ₂）を溶剤（メチルエチルケトン：トルエン：シ
クロヘキサノン＝１：１：１の割合で調製されたもの）
により前処理した後、プレミキサーにて上記塗料材料を
メチルエチルケトン、トルエン及びシクロヘキサノンを
用いて希釈溶解し、これをサンドミルにより分散混合し
て塗料とした。なお、得られた塗料の最終固形分は、３
５％とした。

【００３５】続いて、この磁性塗料を１２μｍ厚のポリ
エチレンテレフタレートからなるベースフィルム上に塗
布し、カレンダー処理を経て、３．８１ｍｍ幅に裁断し
て磁気テープとした。

【００３６】このようにして得られる磁気テープにおい
て、上記強磁性金属粉末と磁性炭化鉄（Ｆｅ₅Ｃ₂）の
合計量が１００重量部となるようにしながら、上記性炭
化鉄（Ｆｅ₅Ｃ₂）の比率を変化させた時の残留磁束密
度、電気抵抗及び耐久性を調べた。この結果を下記の表
４に示す。なお、表４中に、比較用として磁性塗料中に
上記磁性炭化鉄（Ｆｅ₅Ｃ₂）を全く添加していない磁
気テープ（比較例）の結果も併せて記した。また、耐久
性は、５段階評価を行い、良好な結果が得られた場合を
○、耐久性に乏しい場合を×として、その中間を●（や
や良好）、△（中程度）、▲（若干悪い）により表し
た。

【００３７】

【表４】

【００３８】表４より、残留磁束密度について着目する
と、上記磁性炭化鉄の比率が上記強磁性金属粉末と磁性
炭化鉄の合計量中４０重量％以下である場合には、該磁
性炭化鉄を添加せず、上記強磁性金属粉末のみを使用し
た磁気テープとほぼ同程度、もしくはそれを上回る良好
な値が得られた。これに対して、上記磁性炭化鉄の比率
が５０重量％及び１００重量％となると、残留磁束密度
がやや低下し、磁気特性の向上を図る上では不利となる
ことが判った。

【００３９】一方、電気抵抗に関しては、上記磁性炭化
鉄が無添加の場合には、１．８×１０¹¹Ωと非常に大き
な値を示すのに対して、上記強磁性金属粉末を全て磁性
炭化鉄に置き換えて使用した場合では、僅か１．４×１
０⁴Ωに過ぎず、上記磁性炭化鉄の添加量を０とした場
合より１０⁷倍以上も電気抵抗を低減することができ
た。

【００４０】このような磁性炭化鉄（Ｆｅ₅Ｏ₂）の比
率と電気抵抗の関係を図１に示した。図１に示すよう
に、上記磁性炭化鉄の比率が高くなるに従い、飛躍的に
電気抵抗が改善されることが明らかとなった。

【００４１】また、耐久性の点で見れば、磁性炭化鉄の
添加量の依存性は、上述の電気抵抗の場合ほど顕著では
ないが、上記磁性炭化鉄を添加することによって、１〜
３ランク程度改善することができ、耐久性の向上を図る
ためには、磁性炭化鉄を添加することが望ましいことが
判った。

【００４２】従って、単に添加剤としての効果を大きく
する目的ならば、上記磁性炭化鉄の添加量を多くするこ
とが好ましいが、磁気特性との兼ね合いから、上記磁性
炭化鉄の比率が上記強磁性金属粉末と磁性炭化鉄の合計
量中５〜４０重量％の範囲内となるように制限する必要
があると言える。

【００４３】

【発明の効果】上述の説明からも明らかなように、本発
明の磁気記録媒体では、停電防止効果や研磨剤としての
効果を有する磁性炭化鉄を添加剤として使用しているの
で、従来より媒体の電気抵抗を低減させるために添加さ
れているカーボンブラックや、研磨剤として添加される
アルミナ等の非磁性材料の添加量を控える、又は削除す
ることができる。このため、磁性層中における非磁性材
料の割合が減少されるので、電気抵抗、耐久性を改善し
つつ、磁性粉末の有する磁気特性を最大限に引き出すこ
とができ、優れた磁気特性が得られる。

【００４４】また、従来、炭化鉄材料は、粒度分布が非
常に悪く、単体では満足な分散性を確保することが困難
とされていたが、本発明のように、磁性粉末と磁性炭化
鉄を混合して使用することによって磁性炭化鉄の使用が
可能となり、従来の問題を解消することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】磁性炭化鉄の比率と電気抵抗の関係を示す特性
図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者市川行彦東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性支持体上に少なくとも磁性粉末と
結合剤とを主体とする磁性層が形成されてなる磁気記録
媒体において、上記磁性層中に磁性炭化鉄を含有することを特徴とする
磁気記録媒体。
【請求項２】上記磁性炭化鉄の占める割合が、上記磁
性粉末と磁性炭化鉄の合計量中５〜４０重量％であるこ
とを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。
【請求項３】上記磁性粉末として強磁性金属粉末が使
用されることを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒
体。
【請求項４】上記磁性層の保磁力が１１５０〜１３５
０Ｏｅであることを特徴とする請求項１記載の磁気記録
媒体。
【請求項５】上記磁性炭化鉄がメチルエチルケトン、
トルエン、シクロヘキサノンのうちの少なくとも１種に
より前処理されてなることを特徴とする請求項１記載の
磁気記録媒体。