JPH07235042A - 磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、磁性層に特徴を持たせた、帯電防
止性、走行安定性、エラーレートの特性に優れたデジタ
ルオーディオ用磁気記録媒体の提供を目的としたもので
ある。 【構成】 磁性粉と特定硬度、特定量の導電性無機顔
料、有機結合剤樹脂を組み合わせた磁性層を非磁性支持
体上に形成した塗膜強度、走行安定性に優れた磁気記録
媒体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非磁性支持体上に磁性
塗料を塗布することにより磁性層が形成される塗布型磁
気記録媒体特にはデジタル記録用磁気記録媒体に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年磁気テープにおいては機器の発達に
ともない高密度記録化の傾向が著しい。さらに記録方式
についても従来のアナログ記録からデジタル記録へと変
化しつつある。特にオーディオの分野においては民生用
においてもデジタルオーディオテープ（以下ＤＡＴと略
す）が、開発商品化され市場投入されている。

【０００３】しかしＤＡＴはヘッドが従来のビデオテー
プレコーダー（以下ＶＴＲと略す）と同様の回転シリン
ダー上に設置され、しかもテープ走行メカはＶＴＲとほ
ぼ同様の構造になっており、ＤＡＴ専用テープしか録音
再生できない。そのため商品化し市場投入されて５年余
りが経過するが、未だに普及は不十分である。この様な
背景をふまえアナログ記録のコンパクトカセット（以下
ＣＣと略す）と互換性のあるデジタル録音可能なシステ
ムの開発が要求されていた。これについては従来より各
メーカーとも鋭意開発を行ってきたが、最近になって半
導体の薄膜形成技術の応用による固定型マルチチャンネ
ルヘッドの開発、さらには信号圧縮技術の発達により、
デジタルコンパクトカセットシステムが開発され提案さ
れた。そしてそのシステムに対応した高性能な新しいデ
ジタルコンパクトカセットテープ（以下ＤＣＣテープと
略す）の開発を各テープメーカーとも行なっている。

【０００４】また、磁気記録再生装置のポータブル化の
普及により、屋内、屋外のあらゆる環境下で使用される
ようになり、上記記録媒体の使用環境は今まで以上に幅
広く厳しいものとなってきた。そのため、磁気記録媒体
の耐久性および走行安定性をより向上させることが極め
て重要であり、対策として様々な取り組みがなされてい
る。例えば研磨剤のようなモース硬度の高い無機顔料を
塗膜中に含有することによって、塗膜強度を向上させる
（特開平４−７９０６３号公報）等がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ＣＣとの上位互換を保
ちしかもデジタル記録可能なシステムを考慮した場合、
ヘッドとテープの相対速が非常に遅い状態（４．８ｃｍ
／ｓｅｃ）で高密度記録を達成しなくてはならない。そ
のためには最短記録波長が１μｍ以下の短波長記録及び
ヘッドのマルチチャンネル化による狭トラック化が予想
される。この様なシステムにおいてメディアに対して
は、高磁気エネルギーを有し、高出力であることが要求
される。

【０００６】高磁気エネルギーのメディアを設計するに
は従来より磁性粉としてメタル粉が用いられており、Ｄ
ＡＴテープあるいはＣＣにおけるメタルテープが商品化
されている。ＤＡＴの積層アモルファスヘッド或はＣＣ
のパーマロイバルクヘッドの場合は、記録電流を向上さ
せ適切な値に設定すればメタルテープの様に保磁力Ｈｃ
が高いテープにおいても十分に記録可能であり、ＤＡＴ
においてはＣＤ（コンパクトディスク）と同等の特性が
得られ、ＣＣにおいては高域（１２ｋＨｚ）における出
力向上が達成されている。しかしＤＣＣの場合は薄膜マ
ルチチャンネルヘッドが使用されているため、あまりに
メディアの保磁力を高く設定するとヘッドが磁化飽和さ
れてしまい、十分な記録が不可能となり必要とする電磁
変換特性が得られなくなる。さらにはオーバーライト特
性も低下しひどい場合にはエラーレートの悪化を招く。

【０００７】一方システムとして良好なエラーレートを
達成するためには、電磁変換特性に優れた磁気テープで
あることはもちろん重要であるが、それ以上に磁性層
中、あるいは磁性層上に異物がなく、ドロップアウトの
少ない磁気テープとすることが極めて重要である。固定
型ヘッドでしかもテープとの相対速が非常に遅いため、
磁気テープの磁性層上に付着している微少なゴミ、ホコ
リを回転ヘッドの様にヘッドの高速回転（ＶＨＳの場合
１８００ｒｐｍ）によって弾き飛ばしてセルフクリーニ
ングすることは不可能である。さらにシステムとして最
短記録波長が１μｍ以下の短波長記録が必須であること
を考慮すると、磁性層中よりもむしろ磁性層表面に付着
しているミクロンオーダーの微少なゴミ、ホコリがドロ
ップアウトの主原因となる。

【０００８】磁性層上のゴミ、ホコリは外部から侵入す
る場合もあるがむしろ走行による磁性層の削れ、粉落ち
等のテープ自身の発塵に起因する場合が多く、それを如
何に抑制するかが非常に重要である。すなわち極低温か
ら高温多湿の各環境下において、粉落ち、削れの少ない
磁性層を設計することが良好なエラーレートを達成する
には必要不可欠であった。また、磁性塗膜の帯電によっ
てゴミ、ホコリ等の付着、巻乱れが生じ易くなり、ドロ
ップアウトの原因となることから電気抵抗の低い磁性塗
膜を作製する必要がある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は非磁性支持体上に磁性酸化鉄と有機結合剤
および非磁性無機顔料を主要成分とする磁性層を塗設し
てなる磁気記録媒体において、該磁性層に粉体電気抵抗
が２Ωｃｍ以下の非磁性無機顔料、特に、モース硬度５
〜７、粒子径が０．３μｍ以下の非磁性無機顔料を磁性
酸化鉄１００重量部に対して４０〜７０重量部含ませた
ものである。

【００１０】

【作用】本発明は上記した構成によって、ＣＣの上位互
換を保持しつつ、なおかつデジタル記録可能なＤＣＣシ
ステムに適応したテープを作製することができる。

【００１１】すなわち、非磁性支持体上に磁性酸化鉄と
有機結合剤および非磁性無機顔料を主要成分とする磁性
層を塗設してなる磁気記録媒体において、塗膜強度に関
して、微粒子で粉体電気抵抗の低い特定硬度の研磨剤を
磁性酸化鉄に対し、特定量添加することで帯電防止性に
優れると共に、低温から高温までのあらゆる環境下にお
ける耐久走行において削れ、粉落ちなどの無い磁性層に
することが可能となる。本発明の検討によれば、使用す
る研磨剤の硬度は、モース硬度で５以上であることが望
ましい。モース硬度が５よりも小さければ塗膜補強効果
は少ない。また、粉体電気抵抗が２Ωｃｍよりも大きけ
れば塗膜の帯電防止効果は少なく、粒子径が０．３μｍ
よりも大きければ磁性層の表面性が低下し、出力の低下
を招く。

【００１２】更に、磁性層への添加量は磁性酸化鉄１０
０重量部に対して４０〜７０重量部であることが望まし
い。４０重量部よりも少ないと塗膜補強効果は小さく、
７０重量部よりも多ければ塗膜補強効果は大きいがヘッ
ド摩耗が生じると共に磁性粒子の充填性が減少する。

【００１３】また、本発明に用いる導電性無機顔料とし
ては、α酸化鉄、酸化チタン、等の無機顔料に酸化ス
ズ、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム等の
導電性に優れた金属酸化物で被着した粉末が用いること
ができる。

【００１４】磁性層を以上の様な基本構成とすることに
より、磁性塗膜の耐久性を確保しながら、帯電を減少さ
せ、走行安定性の向上に寄与し、ゴミ等の付着または巻
乱れを防ぐことによって、ドロップアウトを減少するこ
とができる。また、磁性塗膜中にカーボンや研磨剤等の
直接記録に関与しない物質を減らすことによって、磁性
粒子の充填性を向上させることができ、より高密度の磁
気記録媒体を作成することが可能となる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を具体的に説明する。

【００１６】本発明に用いる磁性層用磁性酸化鉄として
は特に制限はなく、針状形の微細なγ−Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｃｏ
被着γ−Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｃｏ被着Ｆｅ₃Ｏ₄等がある。これら
の磁性酸化鉄は単独で用いても良いし、２種類以上混合
して用いてもよい。

【００１７】また、本発明において用いられる有機結合
剤としては、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビ
ニル−酢酸ビニル−ビニルアルコール共重合体、塩化ビ
ニル−塩化ビニリデン重合体、ポリウレタン樹脂、ポリ
エステル樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン共重合
体、セルロース−アセテート−ブチレート、エポキシ樹
脂、アクリル樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビ
ニルブチラール樹脂等が好適なものとして用いられる。
これらの樹脂は単独で用いても良いが、通常は２種類以
上混合して用いられる。

【００１８】必要に応じて、潤滑剤として高級脂肪酸、
及び脂肪酸エステルを、帯電防止剤としてカーボンブラ
ック等を添加することも可能である。

【００１９】更に磁性層の構成材料を有機溶媒に分散す
ることによって磁性塗料を調製し、これを非磁性ベース
上に塗布するが、その場合の磁性塗料の溶剤としてはケ
トン類（例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチル
イソブチルケトン、シクロヘキサノンなど）、アルコー
ル類（例えばメタノール、エタノール、プロパノール、
ブタノールなど）、エステル類（例えばメチルアセテー
ト、エチルアセテート、エチルラクテート、グリコール
アセテート、モノエチルエーテルなど）、グリコールエ
ーテル類（例えばエチレングリコールジメチルエーテ
ル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジオキサ
ンなど）、芳香族炭化水素（例えばベンゼン、トルエ
ン、キシレンなど）、脂肪族炭化水素（例えばヘキサ
ン、ヘプタンなど）、ニトロプロパン等が挙げられる。

【００２０】この磁性塗料を塗布する非磁性支持体とし
ては、ポリエステル（例えばポリエチレンテレフタレー
ト、ポリエチレンナフタレートなど）、ポリオレフィン
（例えばポリプロピレン、ポリエチレンなど）、セルロ
ース誘導体（例えばセルローストリアセテート、セルロ
ースジアセテートなど）、ポリ塩化ビニル、ポリイミ
ド、ポリアミド等が好適なものとして挙げられる。

【００２１】以下に本発明の磁気テープの実施例につい
て説明する。以下の材料を用いて塗料化を行った。

【００２２】（実施例１−１） 磁性層用塗料の作製 コバルト−γ−酸化鉄 １００重量部 （ＢＥＴ ５×１０⁴ ｍ²／ｋｇ） （σ_s １×１０^-4 Ｗｂｍ／ｋｇ） （Ｈｃ ６．２×１０⁴ Ａ／ｍ） 導電性酸化チタン ５０重量部 （平均粒子径 ０．２μｍ） （粉体電気抵抗 １Ωｃｍ） （モース硬度 ７） ポリ塩化ビニル樹脂 １０．４重量部 （Ｔｇ＝７５℃） メチルイソブチルケトン （ＭＩＢＫ） １６重量部 トルエン １６重量部 シクロヘキサノン ５重量部 上記材料を２軸型連続ニーダーを用いて、一定時間混練
した。得られた混練物に更に以下に示す組成の材料を添
加し、ディゾルバーにて希釈した後、サンドミルにて分
散を行ない、磁性塗料を得た。

【００２３】 混練物 １７７．４重量部 α−アルミナ ３重量部 ポリウレタン樹脂 ５．６重量部 （Ｔｇ＝−２３℃） ＭＩＢＫ ６３重量部 トルエン ６３重量部 シクロヘキサノン ２１重量部 得られた磁性塗料全体に対して更に以下の組成の材料を
添加し、ディゾルバーにて攪はんした。更に以下の組成
の材料を添加し、磁性層用塗料を得た。

【００２４】 ステアリン酸 １．５重量部 ミリスチン酸 ２重量部 オリーブ油 ０．５重量部 ポリイソシアネート ６重量部 非磁性支持体として厚さ９μｍのポリエチレンテレフタ
レートフィルムの一面に各磁性層用磁性塗料を塗布し、
未乾燥状態でソレノイド磁界処理を施し、フィルム走行
方向に磁化容易軸を持つように配向処理し、引き続きカ
レンダー処理及び熱硬化処理を施した。硬化後３．７８
ｍｍ幅に切断して実施例１の磁気テープを作製した。

【００２５】（実施例１−２）磁性塗料中の導電性酸化
チタンを導電性α酸化鉄（平均粒径：０．２μｍ、粉体
電気抵抗：１Ωｃｍ、モース硬度：５）に置き換えた以
外は実施例１−１と同様にして磁気テープを作成した。

【００２６】（実施例２−１）磁性塗料中に実施例１−
１で用いた導電性酸化チタンを４０重量部添加した以外
はすべて実施例１−１と同様にして磁気テープを作成し
た。

【００２７】（実施例２−２）実施例２−１の導電性酸
化チタンを導電性α酸化鉄（実施例１−２と同じ）に置
き換えた他は実施例１−１と同様にして磁気テープを作
成した。

【００２８】（実施例３−１）磁性塗料中に実施例１−
１で用いた導電性酸化チタンを７０重量部添加した以外
はすべて実施例１−１と同様にして磁気テープを作成し
た。

【００２９】（実施例３−２）実施例３−１の導電性酸
化チタンを導電性α酸化鉄（実施例１−２と同じ）に置
き換えた他は実施例１−１と同様にして磁気テープを作
成した。

【００３０】（比較例１）磁性塗料中に実施例１−１で
用いた導電性酸化チタンを２０重量部添加した以外はす
べて実施例１−１と同様にして磁気テープを作成した。

【００３１】（比較例２）磁性塗料中に実施例１−１で
用いた導電性酸化チタンを８０重量部添加した以外はす
べて実施例１−１と同様にして磁気テープを作成した。

【００３２】（比較例３）磁性塗料中に実施例１−１で
用いた導電性酸化チタンの代わりに酸化チタン（平均粒
径：０．２μｍ、粉体電気抵抗：１０００Ωｃｍ、モー
ス硬度：７）を５０重量部添加した以外はすべて実施例
１−１と同様にして磁気テープを作成した。

【００３３】（比較例４）磁性塗料中に実施例１−１で
用いた導電性酸化チタンの代わりにカーボンブラック
（平均粒径：０．２μｍ）を７重量部、比較例３で用い
た酸化チタンを５０重量部添加した以外はすべて実施例
１−１と同様にして磁気テープを作成した。

【００３４】（比較例５）磁性塗料中に実施例１−１で
用いた導電性酸化チタン５０重量部の代わりにカーボン
ブラック（平均粒径：０．２μｍ）を７重量部添加した
以外はすべて実施例１−１と同様にして磁気テープを作
成した。

【００３５】（比較例６）磁性塗料中に導電性酸化チタ
ン（平均粒径：０．５μｍ）を５０重量部添加した以外
はすべて実施例１−１と同様にして磁気テープを作成し
た。

【００３６】以上の各実施例及び比較例で得られた種々
の磁気テープ試料について、各々以下に示す評価試験を
行ない、結果を（表１）、（表２）、（表３）に示し
た。

【００３７】

【表１】

【００３８】（１）エラーレート 市販のＤＣＣデッキ（松下電器(株)製、ＲＳ−ＤＣ１
０）及び、エラーレート測定装置（日本フィリップス
(株)製、ＤＥＭＳ２０００）を用い、初期及び耐久走行
後のエラーレートを測定した。なお、耐久走行の環境は
以下の通りである。

【００３９】３℃８０％ＲＨ １００パス ４０℃８０％ＲＨ １００パス

【００４０】

【表２】

【００４１】（２）電磁変換特性 市販のＤＣＣデッキ（松下電器(株)製、ＲＳ−ＤＣ１
０）を用い、９．６ｋＨｚ及び４８ｋＨｚの出力を測定
した。なお測定値は実施例１を０ｄＢとして示した。 （３）Ｄｒｏｐ Ｏｕｔ（Ｄ．Ｏ．）変化率 作製した磁気テープのＤ．Ｏ．（１分間に１５μｓで、
１６ｄＢ以上の出力低下の発生個数）を以下の環境下で
測定した後、再生、巻戻しを１００回繰り返し走行し
た。その後、再びＤ．Ｏ．を測定し、走行試験前後の
Ｄ．Ｏ．変化率を算出した。走行試験後のＤ．Ｏ．変化
率が初期値に対して２倍未満であれば○、２倍以上であ
れば×とした。

【００４２】３℃８０％ＲＨ １００パス ４０℃８０％ＲＨ １００パス

【００４３】

【表３】

【００４４】（４）ヘッド摩耗 市販のＤＣＣデッキ（松下電器(株)製、ＲＳ−ＤＣ１
０）を用い、５００時間走行させた後のヘッド面の摩耗
状態を目視で判定した。

【００４５】○：ヘッド摩耗は全く認められない △：ヘッド面が部分的に剥離を起こしている。

【００４６】 ×：ヘッド面が全面的に剥離を起こしている。 （５）磁気測定 振動試料型磁力計により、テープの飽和磁化量（Ｂｍ）
および角型比（ｓｑ）を算出した。 （６）スクラッチ特性 ３φの硬球を荷重４０ｇで４ｃｍ／ｓｅｃでテープ磁性
層上を摺動させたときに、磁性層がベースフィルム上か
ら全剥離するまでのパス回数を示す。 （７）電気抵抗 作製した磁気テープを７ｃｍの長さに切断し、５００
Ｖ、１分間の条件で充電した後、電気抵抗測定装置（YO
KOGAWA HEWLETT PACKARD 製、4329A）により、抵抗値を
測定した。

【００４７】（表１）に示したように、実施例１−１〜
実施例３−２、比較例２、３、５、６の様に無機顔料を
４０〜７０重量部用いることによって、塗膜の強度は向
上し、耐久後のエラーレートがほとんど悪化しない。一
方、無機顔料が４０重量部よりも少ない場合（比較例
１、４）は塗膜強度が確保できず、耐久後のエラーレー
トは著しく悪化する。

【００４８】また、（表２）から耐久後のＤ．Ｏ．変化
率においても導電性無機顔料または無機顔料を４０重量
部以上添加したテープにおいては、ほとんど変化はな
く、出力においても４０重量部から７０重量部の添加範
囲では低下しないことが分かる。一方、比較例２の様に
導電性無機顔料および無機顔料を７０重量部より多く添
加すると、磁性粒子の充填率が減少し、出力は悪化す
る。また、比較例５の様に、平均粒径０．３μｍより大
きい導電性酸化チタンを使用すると、塗膜の表面性が悪
くなり、出力が減少する。

【００４９】（表３）で示したように、比較例２の様に
酸化チタンを８０重量部以上添加するとヘッド摩耗が生
じると共に磁性粒子の充填率低下により、Ｂｍ，ｓｑは
減少する。また、スクラッチにおいては、実施例１−１
〜実施例３−２、比較例１、２、３、４、６で示したよ
うに導電性無機顔料または無機顔料を添加することによ
って増加し、特に、４０重量部以上では実用レベルに達
する。また、導電性無機顔料を４０〜７０重量部使用す
ることによって、電気抵抗は低下し、塗膜の帯電防止が
可能となる。

【００５０】

【発明の効果】以上述べたように本発明は、必要とされ
る出力を維持しつつ、塗膜強度が強いヘッド摩耗のない
磁性層を形成し、電気抵抗を低下させることができる。
その結果、初期および耐久走行後において、エラーレー
トが良好な優れたデジタルオーディオテープの提供を可
能とするものである。

フロントページの続き (72)発明者 ▲たか▼井 より子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非磁性支持体上に、磁性酸化鉄および有機
   結合剤を含む磁性層が形成された磁気記録媒体におい
   て、前記磁性層中に粉体電気抵抗が２Ωｃｍ以下の非磁
   性無機顔料を前記磁性酸化鉄１００重量部に対し、４０
   〜７０重量部含有していることを特徴とする磁気記録媒
   体。
2. 【請求項２】非磁性支持体上に、磁性酸化鉄および有機
   結合剤を含む磁性層が形成された磁気記録媒体におい
   て、前記磁性層中に粉体電気抵抗が２Ωｃｍ以下でその
   モース硬度が５〜７、平均粒子径が０．３μｍ以下の非
   磁性無機顔料を前記磁性酸化鉄１００重量部に対し、４
   ０重量部〜７０重量部含有していることを特徴とする磁
   気記録媒体。