JPH07296360A - 磁気記録媒体 - Google Patents

磁気記録媒体

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JPH07296360A
JPH07296360A JP8651094A JP8651094A JPH07296360A JP H07296360 A JPH07296360 A JP H07296360A JP 8651094 A JP8651094 A JP 8651094A JP 8651094 A JP8651094 A JP 8651094A JP H07296360 A JPH07296360 A JP H07296360A
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清美 江尻
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は電磁変換特性と保存性の優れた磁気
記録媒体を提供することを目的とする。特に7MHzで
の再生出力が高く、60℃、90%RHの条件で保存し
た後も再生出力が低下せず、かつ磁性層表面の摩擦係数
も低く、走行性に優れた磁気記録媒体を提供することを
目的とする。 【構成】 非磁性支持体上に無機質粉末を結合剤に分散
した下層塗布層を設け、その上に該下層塗布層が湿潤状
態の内に強磁性粉末を結合剤に分散した上層磁性層を設
けた磁気記録媒体において、前記上層磁性層の乾燥厚み
が0.05〜1.0μmであり、前記上層磁性層及び前
記下層塗布層は脂肪酸を含有し、シクロヘキサンによる
抽出量が前記上層磁性層及び前記下層塗布層の体積当た
り1〜50mg/cm2であり、該上層磁性層面から抽
出される水溶性金属イオンの量が0.01〜4ppm/
2・100mlであり、且つ前記下層塗布層が脂肪酸
の吸着性を低下する処理をした無機質粉末を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気記録媒体、特に
1.0μm以下の非常に薄い磁性層を有する磁気記録媒
体に関するものである。更に、詳しくは高密度記録用の
塗布型磁気記録媒体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】磁気記録媒体は、録音用テープ、ビデオ
テープ、コンピューターテープ、ディスクなどとして広
く用いられている。磁気記録媒体は年々高密度化され記
録波長が短くなっており、記録方式もアナログ方式か
ら、ディジタル方式まで検討されている。この高密度化
の要求に対して、磁性層に金属薄膜を用いた磁気記録媒
体が提案されているが、生産性、腐食等の実用信頼性の
点で強磁性粉末を結合剤中に分散して、支持体上に塗布
したいわゆる塗布型の磁気記録媒体が優れる。しかしな
がら、金属薄膜に対して塗布型媒体は磁性物の充填度が
低いために、電磁変換特性が劣る。塗布型磁気記録媒体
としては、強磁性酸化鉄、Co変性強磁性酸化鉄、Cr
2 、強磁性合金粉末等を結合剤中に分散した磁性層を
非磁性支持体に塗設したものが広く用いられる。
【0003】塗布型磁気記録媒体の電磁変換特性の向上
には、強磁性粉末の磁気特性の改良、表面の平滑化など
があり、種々の方法が提案されているが、高密度化に対
しては充分なものではない。また、近年、高密度化と共
に記録波長が短くなる傾向にあり、磁性層の厚さが厚い
と出力が低下し、記録時の自己減磁損失、再生時の厚味
損失の問題が大きくなっている。
【0004】このため、磁性層を薄くすることが行われ
ているが、磁性層を約2μm以下に薄くすると磁性層の
表面に非磁性支持体の表面粗さの影響が現れやすくな
り、電磁変換特性やドロップアウトの悪化傾向が見られ
る。このため、特開昭57−198,536号公報の如
く、支持体表面の非磁性の厚い下塗層を設けてから磁性
層を上層として設けるようにすれば前記の支持体の表面
粗さの影響は解消することができるが、ヘッド磨耗や耐
久性が改善されないという問題があった。これは、従
来、非磁性下層として熱硬化系樹脂を結合剤として用い
ているので、下層が硬化し、磁性層とヘッドとの摩擦や
他の部材との接触が無緩衝状態で行われることや、この
ような下層を有する磁気記録媒体がやや可撓性に乏しい
等のことに起因していると考えられる。これを解消する
ために、下層に非硬化系樹脂を結合剤として用いること
が考えられるが、従来の方法では、下層を塗布乾燥後、
磁性層を上層として塗布する場合、下層が上層の塗布液
の有機溶剤により膨潤し、上層の塗布液に乱流を起こさ
せる等の影響を与え磁性層の表面性を悪くし、電磁変換
特性を低下させる等の問題を生じる。
【0005】また、磁性層を薄層化するためには、塗布
量を減らすこととか、もしくは磁性塗布液に溶剤を多量
に加えて濃度を薄くすることが考えられる。前者を取る
場合、塗布量を減らすと塗布後に十分なレベリングの時
間がなく、乾燥が始まるために、塗布欠陥、例えば、ス
ジや刻印のパターンが残るといった問題が発生し、歩留
りが非常に悪くなる。後者の方法を取った場合、磁性塗
布液の濃度が希薄であると、できあがった塗膜に空隙が
多く、十分な磁性体充填性が得られないこと、また、空
隙が多いために塗膜の強度が不十分であることなど、種
々の弊害をもたらす。特開昭62−154,225号公
報の発明ではこのように歩留りが悪いことが大きな問題
であった。
【0006】本出願人は、これらの問題を解決する一つ
の手段として、特開昭63−191,315号、同63
−187,418号の各公報に記載されているような同
時重層塗布方式を用いて下層に非磁性の層を設け、この
下層が湿潤状態の間に強磁性粉末を含有する上層磁性層
を設ける方法を採用することにより、塗布欠陥のない、
生産性に優れ、しかも再生出力、C/N等の電磁変換特
性、走行耐久性を改善できる磁気記録媒体を提案した。
【0007】しかしながら、このような方法を適用して
もなお、下記の問題点を解決することはできなかった。
上述のような同時重層塗布技術においては、磁性面を平
滑にするために下層に用いる粉体を微粒子化して下層塗
布層の表面性を確保して磁性層の表面性を改善できるの
ではないかと考えられる。しかしながら、このような微
粒子を使用した場合、この微粒子は凝集しやすく、返え
って下層の表面性を悪化させ、ひいては磁性層の表面性
を不良にするという問題がある。この問題は、磁性層を
更に薄層化させて電磁変換特性を改善しようとしても下
層の粉体の分散性が悪いために磁性層と下層との界面の
制御が困難になり、その界面が乱れ、均一一様な磁性層
が得られないという問題もある。また、微粒子の表面積
が大きくなるので磁性層もしくは塗布層に含まれる潤滑
剤を吸着もしくは吸収し、磁性層表面における潤滑剤の
量を著しく低減させる。従って、磁気記録媒体の摩擦係
数の上昇にともなうジッター、スチルライフの低下が顕
在化するという問題がある。また、走行性を改善するた
めに潤滑剤を多量に使用すると塗膜強度が低減するとい
う問題がある。
【0008】そこで電磁変換特性、走行性が良好でかつ
保存安定性が良好な磁気記録媒体を提供することを目的
として、特開平5-182,178号では非磁性支持体
上に無機質粉末を結合剤に分散した下層塗布層を設け、
その上に該下層塗布層が湿潤状態の内に強磁性粉末を結
合剤に分散した上層磁性層を設けた磁気記録媒体におい
て、前記上層磁性層の乾燥厚みが1.0μm以下であ
り、且つ前記下層塗布層が脂肪酸と前記無機質粉末に吸
着、または反応しうる脂肪酸以外の有機化合物を含むこ
とを特徴とする磁気記録媒体が提案された。その結果、
下層塗布層の無機質粉末の分散性が改善して下層塗布層
と上層磁性層との界面の制御を容易にして上層磁性層の
表面性を確保すると共に下層塗布層に含まれる無機質粉
末と脂肪酸との相互作用を制御することにより、下層塗
布層及び上層磁性層中の脂肪酸量を制御して、上層磁性
層の走行耐久性を改善すると共に特に短波長記録におけ
る電磁変換特性の改善が図られた。
【0009】しかしながらこのような下層塗布層中に無
機質粉末に吸着、または反応しうる脂肪酸以外の有機化
合物で無機質粉末を処理すると、例えば60℃、90%
RHのごとく高温高湿条件下に磁気記録媒体が晒される
と、磁性層表面に白い粉状のものが析出し、7MHzの
再生出力が顕著に低下する現象があった。そしてこの6
0℃、90%RHの条件での保存前後で大きな出力の差
が生じた。即ち上記析出物が磁性層表面において突起と
なり、スペ−シングロスを生じたものと思われる。
【0010】一方強磁性粉末の金属イオンを減少する試
みが特開昭52-97,711号や特開昭60-150,
228号において提案されている。これは高温高湿時に
磁気テ−プが保管されるとメタルテ−プの磁気特性が低
下したり、電磁変換特性が低下したりする事が防止で
き、またドロップアウトの増大や、ヘッド目づまりが防
止できるとしている。しかしながらこのような方法をと
っても下層塗布層中に無機質粉末に吸着、または反応し
うる脂肪酸以外の有機化合物で無機質粉末を処理する
と、例えば60℃、90%RHのごとく高温高湿条件下
に磁気記録媒体が晒されると、磁性層表面に白い粉状の
ものが析出することを防止することはできなかった。
【0011】そこで本発明者らはこのような現象につい
て鋭意検討した結果、塗布層中に含まれる脂肪酸の吸着
性を低下する処理をした無機質粉末は磁性層中に含まれ
る強磁性粉末と脂肪酸の挙動に影響を及ぼし、これらの
素材が原因して析出物が生じていることがわかった。こ
れら特定の強磁性粉末を使用し、特定量脂肪酸を使用し
て、脂肪酸の吸着性を低下する処理をした無機質粉末と
組み合わせて用いることにより、本来の無機質粉末の高
い分散性効果をそのまま発揮するとともに、結晶析出の
問題も発生すること無く、微粉末の強磁性粉末を用いる
ことにより高度の再生出力が得られ、さらに遊離の脂肪
酸によって摩擦係数の低下も図かれることがわかり本発
明に至った。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】本発明は電磁変換特性
と保存性の優れた磁気記録媒体を提供することを目的と
する。特に7MHzでの再生出力が高く、60℃、90
%RHの条件で保存した後も7MHzでの再生出力が低
下せず、かつ磁性層表面の摩擦係数も低く、走行性に優
れた磁気記録媒体を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は非磁
性支持体上に無機質粉末を結合剤に分散した下層塗布層
を設け、その上に該下層塗布層が湿潤状態の内に強磁性
粉末を結合剤に分散した上層磁性層を設けた磁気記録媒
体において、前記上層磁性層の乾燥厚みが0.05〜
1.0μmであり、前記上層磁性層及び前記下層塗布層
は脂肪酸を含有し、シクロヘキサンによる抽出量が前記
上層磁性層及び前記下層塗布層の体積当たり1〜50m
g/cm2であり、該上層磁性層面から抽出される水溶
性金属イオンの量が0.01〜4ppm/m2・100
mlであり、且つ前記下層塗布層が脂肪酸の吸着性を低
下する処理をした無機質粉末を含むことを特徴とする磁
気記録媒体によって達成できる。また好ましくは本発明
の上記目的は前記強磁性粉末の水溶性金属成分の合計が
0〜200ppmで、かつ平均長軸長が0.01〜0.
2μmであることを特徴とする磁気記録媒体によって達
成できる。さらに好ましくは前記下層塗布層に含まれる
脂肪酸の吸着性を低下する処理をした無機質粉末は金属
酸化物であって、pKa3以下の有機酸、分子量300
0以下のエポキシ基含有化合物、シランカップリング
剤、チタネート系カップリング剤から選ばれる少なくと
も1種の表面処理剤で表面処理した無機質粉末またはp
H2〜6の無機質粉末であることを特徴とする磁気記録
媒体である。更に好ましくは前記下層塗布層は主成分と
して酸化チタン、硫酸バリウム、シリカ、α−アルミ
ナ、酸化亜鉛、α酸化鉄、酸化セリウム、酸化スズ゛、
ジルコニアから選ばれた少なくとも一つ以上の無機質粉
末を含むことを特徴とする磁気記録媒体である。
【0014】即ち本発明は塗布層中に含まれる表面処理
した無機質粉末が強磁性粉末や脂肪酸とともに存在した
とき、これらの素材が原因して生じた析出物は、鋭意検
討の結果強磁性粉末中に存在する水溶性の金属成分が表
面処理剤の影響や大気中水分の作用で溶出しやすくな
り、そして溶出した金属成分は前記表面処理した無機質
粉末の影響で増加した磁性層中の非吸着脂肪酸、脂肪酸
エステルの加水分解した酸成分と結合し、不溶性の脂肪
酸金属塩を生成し、磁性層表面において析出したものと
判明した。そして析出した脂肪酸金属塩結晶がスペ−シ
ングロスとなり再生出力の劣化につながったものと思わ
れる。そこで本発明では水溶性の金属成分を減少した強
磁性粉末を使用し、特定量脂肪酸を使用して、かつ下層
塗布層に脂肪酸の吸着を低下する処理をした無機質粉末
を組み合わせて用いることにより、本来の無機質粉末の
高い分散性効果をそのまま発揮するとともに、結晶析出
の問題も発生すること無く、微粉末の強磁性粉末によっ
て高度の再生出力が得られ、さらに遊離の脂肪酸によっ
て摩擦係数の低下も図ったものである。
【0015】即ち本発明は上層磁性層の乾燥厚みを0.
05〜1μmという非常に薄層にすることにより電磁変
換特性の改良を図っているが、前記磁性層は脂肪酸を含
有し、該磁性層からのシクロヘキサンによる抽出量が磁
性層の体積当たり1〜50mg/cm2のように特定の
範囲とすることにより、脂肪酸の磁性層表面での有効な
潤滑作用を発揮するとともに、余分な脂肪酸が磁性層表
面に存在することを防止した。そして該上層磁性層面か
ら抽出される水溶性金属イオンの量が0.01〜4pp
m/m2・100mlと非常に少なくしたので、前記脂
肪酸と水溶性金属イオンとが接触する機会を減少させ
た。このようにすることにより前記塗布層が表面処理し
た無機質粉末を含むことによって強磁性粉末の分散性が
大幅に改良されるという特徴を維持しながら一方で表面
処理した無機質粉末が存在することによる問題を解消で
きた。
【0016】本発明の構成要素の作用機構は以下の通り
である。本発明は同時重層することに特徴があるがこれ
は上層磁性層を薄層化するために、磁性塗布液の塗布量
を減らす場合、同時重層を採用することで歩留まりを良
くできたものである。また本発明は上層磁性層を1μm
以下にすることに特徴がある。これは短波長記録では自
己減磁を減らすために磁性層の厚みを薄くすると電磁変
換特性が向上すことによる。また本発明は上層磁性層面
から抽出される水溶性金属イオンの量が0.01〜4p
pm/m2・100mlと非常に少なくしている。具体
的にはこれを達成するために強磁性粉末の水溶性金属を
少なくしている。このように下層塗布層から主に供給さ
れる脂肪酸と水溶性金属が空気中の水分の作用で反応し
て、脂肪酸金属塩を生成・析出するのを防止することが
できる。
【0017】また本発明は下層塗布層の無機質粉末に特
定の無機質粉末を用いている。これは、磁気記録媒体に
用いるハ゛インタ゛ーに対する濡れが比較的良好であるので分
散性がよい。また微粒子のものが得易く、微粒子にする
事によって磁性層の表面性がよくなる。また本発明は下
層塗布層の無機質粉末の表面を有機物で処理している。
これは元来、親水性である無機質粉末の表面に疎水性を
付与し、ハ゛インタ゛ーとの親和性を高め、分散性を向上させ
ることができるためである。さらに、親水性の吸着サイト
をフ゛ロックして、共存する潤滑剤(特に脂肪酸)の吸着を
防止し、潤滑剤の表面量を増加させて、走行性がさらに
良くなる。
【0018】また本発明は酸性側、例えばpH2〜6、
好ましくはpH3〜6とした無機質粉末を使用すること
により、脂肪酸の吸着が抑制されるので、このような無
機質粉末も本発明において使用できる。例えばpH5.
5のα−Fe23などが使用できる。
【0019】本発明に使用する表面処理剤の種類として
はPKa3以下の有機酸でこれは無機質粉末表面のOH
基と結合して、強固に吸着する。PKaが大きいと共存
する脂肪酸と交換吸着が生じる。次に低分子量エホ゜キシ化
合物は含有するエホ゜キシ基が開環し、無機質粉末表面のO
H基と化学結合して強固に吸着する。さらにシラン,チタネート
系カッフ゜リンク゛剤はカッフ゜リンク゛反応により無機質粉末表面のO
H基と化学結合して強固に吸着する。
【0020】本発明は下層塗布層に含まれる無機質粉末
は、該有機化合物と吸着または反応して無機質粉末表面
に担持された状態が確保される。即ち、本発明は、無機
質粉末と脂肪酸との吸着状態の割合あるいは確率を相対
的に低減せしめようとするものである。言い換えれば、
その結果、下層塗布層に含まれる脂肪酸は、無機質粉末
と吸着していない遊離状態のものの割合が多くなり、該
脂肪酸は上層磁性層表面へ徐々に滲み出て、走行性を改
善する機能を果たすものである。また、該遊離状態の脂
肪酸量が従来より大きくなったので磁気記録媒体中に含
有される脂肪酸の絶対量を従来より低減でき、その結果
磁気記録媒体の可塑化による弊害を防止する効果も有す
る。更に、有機化合物を担持した無機質粉末は、下層塗
布層の分散性を改善すると言う効果を有する。
【0021】該無機質粉末としては、特に金属酸化物が
好ましく、特にTiO2 (ルチル)、α−Fe2 3
ZnO、CeO2 等が好ましい。該有機化合物として
は、上記機能を満足すれば、特に制限はないが、好まし
くは、無機質粉末の官能基、例えば、OH基等と反応し
て化学結合を形成して無機質粉末に強固に担持され得る
官能基を有する有機化合物が好ましく、具体的には、p
Kaが3以下の有機酸、分子量3000以下のエポキシ
基含有化合物、シランカップリング剤、チタネート系カ
ップリング剤等の表面処理剤が挙げられ、これらは、単
独もしくは組み合わせて使用できる。
【0022】これら有機化合物を下層塗布層の無機質粉
末に吸着あるいは反応させる方法は特に制限なく、任意
の手段を採用できる。例えば、塗布液を調製する前に事
前に有機化合物と無機質粉末とを混合して無機質粉末表
面に有機化合物を吸着または反応させること、該塗布液
を調製する時、無機質粉末と結合剤を混練分散するに際
し、適当な時期に有機化合物を添加し、無機質粉末に吸
着、反応させる方法等が挙げられる。
【0023】有機化合物の下層塗布層用の塗布液調製時
における添加のタイミングについては以下の通りであ
る。即ち、有機化合物は、結合剤と無機質粉末が混合分
散される以前あるいは同時に添加されるのが重要であ
り、脂肪酸は該無機質粉末、有機化合物、結合剤が混合
分散された後に添加することが好ましい。即ち、下層用
塗布液を調製する際、該有機化合物、無機質粉末および
結合剤が分散された後に脂肪酸を添加すると、無機質粉
末は該有機化合物と吸着しており、かつ樹脂中に分散さ
れているために脂肪酸と無機質粉末との吸着が阻害され
るためである。 本発明においては、その効果は特に、
有機化合物としてその構造が脂肪酸に比べ特に立体的に
複雑である構造を有している有機化合物を選択した場合
に顕著である。
【0024】本発明において使用される該有機化合物に
ついて更に詳述する。pKaが3以上の有機酸として
は、α−ナフチルリン酸、フェニルリン酸、ジフェニル
リン酸、p−エチルベンゼンホスホン酸、フェニルホス
ホン酸、フェニルホスフィン酸、メタンスルホン酸、ベ
ンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、ナフタリ
ン−α−スルホン酸、ナフタリン−β−スルホン酸など
がある。
【0025】エポキシ基含有化合物としては、以下に挙
げる(1)〜(8)の一般構造のものが挙げられる。但
し、R1、R2、R3は脂肪族及び芳香族の基、Xは、−
SO3 M、−OSO3 M、−OPO(OM)2 、−PO
(OM)2 、−COOMを示す。ここで、Mは、水素原
子、またはアルカリ金属イオンを示す。またPrOxは
プロピレンオキシド残基を示す。 (1) PrOx−O−R1−COO−R2−X (2) PrOx−O−R1−X (3) PrOx−N(PrOx)−R1−COO−R2
−X (4) PrOx−N(PrOx)−R1−X (5) PrOx−OCO−R1−COO−R2−X (6) PrOx−O−R1−O−R2−X (7) PrOx−N(PrOx)−R1−O−R2−X (8) PrOx−N(PrOx)−R1−N(−R3
X)−R2−X
【0026】シランカップリング剤の具体例としては以
下のものが挙げられる。ビニルエトキシシラン、ビニル
トリス(β−メトキシエトキシ)シラン、γ−メタクリ
ロキシプロピルトリメトキシシラン、β−(3,4−エ
ポキシシクロヘキシル)エチルメトキシシラン、N−β
(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−
アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−γ
−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプト
プロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリ
メトキシシランなどがある。
【0027】チタネート系カップリング剤の具体例とし
て、以下のものが挙げられる。イソプロピルトリイソス
テアロイルチタネート、イソプロピルトリ(N−アミノ
エチル−アミノエチル)チタネート、テトラオクチルビ
ス(ジトリデシルホスファイト)チタネート、テトラ
(2,2−ジアリルオキシメチルトリブチル)ビス(ト
リデシル)ホスファイトチタネート、ビス(ジオクチル
バイロホスフェート)オキシアネートチタネート、ビス
(ジオクチルバイロホスフェート)エチレンチタネー
ト、イソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプ
ロピルジメタクリンイソステアロイルチタネート、イソ
プロピルトリデシルベンゼンスルホニルチタネート、イ
ソプロピルステアロイルジアクリルチタネート、イソプ
ロピルトリ(ジオクチルホスフェート)チタネート、イ
オプロピルトリアミルチタネート、テトライソプロピル
ビス(ジオクチルホスファイト)チタネートなどがあ
る。
【0028】これら有機化合物の添加量としては、無機
質粉末100重量部に対して0.01〜10重量部であ
り、好ましくは0.05〜5重量部である。また無機質
粉末のBET法による比表面積に対して0.3〜30μ
mol/m2 が好ましく、更に好ましくは、1〜10μ
mol/m2 である。
【0029】下層塗布層に含まれる無機質粉末の表面に
被覆される無機質酸化物としては、好ましくはAl2
3 、SiO2 、TiO2 、ZrO2 、SnO2 、Sb2
3、ZnO等が好ましく、更に好ましいのはAl2
3 、SiO2 、ZrO2 である。これらは、組み合わせ
て使用してもよいし、単独で用いることもできる。又、
目的に応じて共沈させた表面処理槽を用いても良いし、
先ずアルミナで処理した後にその表層をシリカで処理す
る構造、その逆の構造を取ることもできる。また、表面
処理層は、目的に応じて多孔質層にしても構わないが、
均質で密である方が一般には好ましい。
【0030】本発明においては上層磁性層面から抽出さ
れる水溶性金属イオンの量が0.01〜4ppm/m2
・100mlである。水溶性金属イオンは、ナトリウ
ム、カリウム等のアルカリ金属、カルシウム、バリウム
等のアルカリ土類金属、鉄、ニッケル、コバルト等の鉄
族金属のイオンである。水への溶出量の測定は次のよう
にして行う。300ml容量の3角フラスコ中に100
mlのイオン交換水を入れ、例えば1/2インチ幅磁気
テ−プで5.0mの磁気テ−プを浸せきする。3角フラ
スコを恒温度振とう機(Incubator、ヤマト科学製BT
−25)で、40℃で60サイクル/分の振動を60分
間与え、溶出処理をする。水に溶出された金属イオンの
量を原子吸光分析で求め、磁性層単位表面積当たりの量
を(ppm/m2・100ml)という単位で表示す
る。以上のように定義された金属イオンの水中への溶出
量を0.01〜4ppm/m2・100mlに調整する
方法としては(1)強磁性粉末中に含まれる水溶性金属
成分の合計が0〜200ppmである強磁性粉末を使用
する。即ち強磁性粉末またはその原料を水洗により水溶
性金属成分を除去する。(2)金属の強磁性粉末の場合
は表面に酸化物層を設けるか、樹脂や反応性の有機化合
物で表面を処理する方法がある。このような処理の方法
については特開昭60−150,228号が参考に出来
る。上述のごとく本発明の強磁性粉末には可溶性のN
a、Ca、Fe、Ni、Srなどの水溶性金属イオンを
含む場合があるがこれらの総量が0〜200ppmでな
ければならず、好ましくは0〜150ppmであり、さ
らに好ましくは0.005〜100ppmが良い。20
0ppmより多いと高級脂肪酸と反応し、脂肪酸金属塩
を生成・析出させ、これがスペーシングロスとなる。水
溶性金属イオンは脂肪酸金属塩の生成・析出という点で
は限りなく0に近いほうが好ましいが製造コスト等を考
慮すると0.005ppm以上が特に好ましい。
【0031】本発明の磁性層に使用する強磁性粉末とし
ては平均長軸長が0.01〜0.2μmであり、γ−F
23、Co変性γ−Fe23、FeOx(x=1.33
〜1.5)、Co変性FeOx(x=1.33〜1.
5)、α−FeまたはNiまたはCoを主成分(75%
以上)とする強磁性合金粉末、バリウムフェライト、ス
トロンチウムフェライトなど公知の強磁性粉末が使用で
きるが、α−Feを主成分とする強磁性合金粉末が好ま
しい。これらの強磁性粉末には所定の原子以外にAl、
Si、S、Sc、Ca、Ti、V、Cr、Cu、Y、M
o、Rh、Pd、Ag、Sn、Sb、Te、Ba、T
a、W、Re、Au、Hg、Pb、Bi、La、Ce、
Pr、Nd、P、Co、Mn、Zn、Ni、Sr、Bな
どの原子を含んでもかまわない。これらの強磁性粉末に
はあとで述べる分散剤、潤滑剤、界面活性剤、帯電防止
剤などで分散前にあらかじめ処理を行ってもかまわな
い。具体的には、特公昭44-14,090号、特公昭45-18,372
号、特公昭47-22,062号、特公昭47-22,513号、特公昭46
-28,466号、特公昭46-38,755号、特公昭47-4,286号、特
公昭47-12,422号、特公昭47-17,284号、特公昭47-18,50
9号、特公昭47-18,573号、特公昭39-10,307号、特公昭4
8-39,639号、米国特許3,026,215号、同3,03,1341号、同
3,100,194号、同3,242,005号、同3,389,014号などに記
載されている。
【0032】上記強磁性粉末の中で強磁性合金粉末につ
いては少量の水酸化物、または酸化物を含んでもよい。
強磁性合金粉末の公知の製造方法により得られたものを
用いることができ、下記の方法を挙げることができる。
複合有機酸塩(主としてシュウ酸塩)と水素などの還元
性気体で還元する方法、酸化鉄を水素などの還元性気体
で還元してFeあるいはFe−Co粒子などを得る方
法、金属カルボニル化合物を熱分解する方法、強磁性金
属の水溶液に水素化ホウ素ナトリウム、次亜リン酸塩あ
るいはヒドラジンなどの還元剤を添加して還元する方
法、金属を低圧の不活性気体中で蒸発させて微粉末を得
る方法などである。このようにして得られた強磁性合金
粉末は公知の徐酸化処理、すなわち有機溶剤に浸漬した
のち乾燥させる方法、有機溶剤に浸漬したのち酸素含有
ガスを送り込んで表面に酸化膜を形成したのち乾燥させ
る方法、有機溶剤を用いず酸素ガスと不活性ガスの分圧
を調整して表面に酸化皮膜を形成する方法のいずれを施
したものでも用いることができる。
【0033】本発明の磁性層の強磁性粉末をBET法に
よる比表面積で表せば25〜80m 2/gであり、好ま
しくは40〜70m2/gである。25m2/g以下では
ノイズが高くなり、80m2/g以上では表面性が得に
くく好ましくない。本発明の磁性層の強磁性粉末の結晶
子サイス゛は100〜450オングストロ−ムであり、好ま
しくは100〜350オングストロ−ムである。酸化鉄
磁性粉末のσsは50〜90emu/g、好ましくは7
0〜90emu/g、であり、強磁性金属粉末の場合は
100〜200emu/gが好ましく、さらに好ましく
は110emu/g〜170emu/gである。抗磁力は1,10
0〜3,000Oeが好ましく、更に好ましくは1,40
0〜2,500Oeである。強磁性粉末の針状比は4〜1
8が好ましく、更に好ましくは5〜12である。
【0034】強磁性粉末の含水率は0.01〜2%とす
るのが好ましい。結合剤の種類によって強磁性粉末の含
水率は最適化するのが好ましい。強磁性酸化鉄のタップ
密度は0.5〜1.5g/ml以上が好ましく、0.8〜
1.2g/mlがさらに好ましい。強磁性合金粉末のタップ
密度は0.2〜0.8g/mlが好ましく、0.8g/mlより
大であると強磁性粉末の圧密過程で酸化が進みやすく、
充分な飽和磁化σSを得ることが困難になる。タップ密
度が0.2g/mlより小では分散が不十分になりやすい。
【0035】強磁性酸化鉄を用いる場合、2価の鉄の3
価の鉄に対する比は好ましくは0〜20%でありさらに
好ましくは5〜10%である。また鉄原子に対するコバ
ルト原子の量は0〜15%、好ましくは2〜8%であ
る。
【0036】強磁性粉末のpHは用いる結合剤との組合
せにより最適化することが好ましい。その範囲は4〜1
2であるが、好ましくは6〜10である。強磁性粉末は
必要に応じ、Al、Si、Pまたはこれらの酸化物など
で表面処理を施してもかまわない。その量は強磁性粉末
に対し0.1〜10%であり表面処理を施すと脂肪酸な
どの潤滑剤の吸着が100mg/m2以下になり好まし
い。
【0037】また、本発明に用いられる強磁性粉末は空
孔が少ないほうが好ましくその値は0〜20容量%、さ
らに好ましくは0〜5容量%である。また形状について
は先に示した平均粒径についての特性を満足すれば針
状、粒状、米粒状、板状いずれでもかまわない。針状強
磁性粉末の場合、針状比は4〜12が好ましい。この強
磁性粉末のSFDは0.1〜0.6が好ましく、強磁性
粉末のHcの分布を小さくすることが好ましい。そのた
めには、ゲ−タイトの粒度分布をよくする、γ−ヘマタ
イトの焼結を防止する、コバルト変性の酸化鉄について
はコバルトの被着速度を従来より遅くするなどの方法が
ある。
【0038】本発明の上層磁性層に含まれる六方晶フェ
ライトとしてバリウムフェライト、ストロンチウムフェ
ライト、鉛フェライト、カルシウムフェライトの各置換
体、Co置換体等、六方晶Co粉末が使用できる。具体
的にはマグネトプランバイト型のバリウムフェライト及
びストロンチウムフェライト、更に一部スピネル相を含
有したマグネトプランバイト型のバリウムフェライト及
びストロンチウムフェライト等が挙げられ、その他所定
の原子以外にAl、Si、S、Sc、Ca、Ti、V、
Cr、Cu、Y、Mo、Rh、Pd、Ag、Sn、S
b、Te、Ba、Ta、W、Re、Au、Hg、Pb、
Bi、La、Ce、Pr、Nd、P、Co、Mn、Z
n、Ni、Sr、B、Ge、Nbなどの原子を含んでも
かまわない。
【0039】この中でAl、Si、Ca、Cr、Y、B
a、Nd、Co、Mn、Zn、Ni、Bが好ましい。一
般にはCo−Ti、Co−Ti−Zr、Co−Ti−Z
n、Ni−Ti−Zn、Ir−Zn等の元素を添加した
物を使用することができるが、特に好ましいものはバリ
ウムフェライト、ストロンチウムフェライトの各Co置
換体である。上層磁性層の長手方向のSFDは0.01
〜0.3にすると抗磁力の分布が小さくなり好ましい。
抗磁力を制御するためには、平均粒径、粒子厚を均一に
する、六方晶フェライトのスピネル相の厚みを一定にす
る、スピネル相の置換元素の量を一定にする、スピネル
相の置換サイトの場所を一定にする、などの方法があ
る。
【0040】本発明に用いられる六方晶フェライトは通
常六角板状の粒子であり、その平均粒径は六角板状の粒
子の板の幅を意味し電子顕微鏡を使用して測定する。本
発明では平均粒径(板径)は0.01〜0.2μm、特
に好ましくは0.03〜0.1μmの範囲に規定するも
のである。また、該微粒子の平均厚さ(板厚)は0.0
01〜0.2μmであるが特に0.003〜0.05μ
mが好ましい。更に板状比(平均粒径/板厚)は1〜1
5であり、好ましくは3〜7である。また、これら六方
晶フェライト微粉末のBET法による比表面積(SBE
T)は25〜100m2/g、40〜70m2/gが好ましい。
25m2/g以下ではノイズが高くなり、100m2/g以上で
は表面性が得にくく好ましくない。
【0041】強磁性粉末の抗磁力は500〜4,000
Oeが好ましく、更に好ましくは1,200〜3,000
Oeである。1,000Oeより小では短波長出力が低下
し、4,000Oeより大ではヘッドによる記録がしにく
く好ましくない。σsは50〜90emu/g、好ましくは6
0〜90emu/gである。タップ密度は0.5〜1.5g
/mlが好ましく0.8〜1.2g/mlがさらに好ま
しい。六方晶フェライトの製法としてはガラス結晶化法
・共沈法・水熱反応法等があるが、本発明は製法を選ば
ない。
【0042】本発明の上層磁性層と下層塗布層は脂肪酸
を含有し、シクロヘキサンによる抽出量が上層磁性層と
下層塗布層の体積当たり1〜50mg/cm2である。
好ましくは2〜20mg/cm2である。脂肪酸が1m
g/cm2より少ないと、潤滑性能が低下し、50mg
/cm2より多いと、脂肪酸金属塩が析出しやすい。本
発明の脂肪酸は炭素数8〜24の一塩基性脂肪酸が使用
でき、炭素数8〜18の一塩基性脂肪酸が好ましい。こ
れらの具体例としてはラウリン酸、カプリル酸、カプリ
ン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベ
ヘン酸、オレイン酸、リノ−ル酸、リノレン酸、エライ
ジン酸等が挙げられる。本発明の抽出操作は磁性層また
は上層磁性層と下層塗布層の一定量をはぎ取り沸点にあ
るシクロヘキサンに投じ4時間の浸せきを行い、残さを
除去後シクロヘキサンを留去し残留分をガスクロマトグ
ラフにより分析し抽出量を求めた。
【0043】本発明は上層磁性層と下層塗布層からなる
複数層から成っている。従来単層の磁性層の場合は脂肪
酸金属塩の析出は比較的大きな結晶が磁性層表面の所々
に存在するが、上層磁性層と下層塗布層の構成の場合は
脂肪酸金属塩の析出は比較的小さな結晶が磁性層表面の
全面に存在しやすく、大きな問題であったが、本発明を
適用することによって、顕著に改良されることがわかっ
た。
【0044】この下層塗布層の詳細な内容について説明
する。本発明の下層塗布層に用いられる無機質粉末とし
ては、金属酸化物、金属炭酸塩、金属硫酸塩、金属窒化
物、金属炭化物、金属硫化物、等の無機質粉末から選択
することができる。この無機質粉末としては例えばα化
率90〜100%のα−アルミナ、β−アルミナ、γ−
アルミナ、炭化ケイ素、酸化クロム、酸化セリウム、α
−酸化鉄、コランダム、窒化珪素、チタンカ−バイト、
酸化チタン、二酸化珪素、酸化スス゛、酸化マク゛ネシウム、酸化
タンク゛ステン、酸化シ゛ルコニウム、窒化ホウ素、酸化亜鉛、硫酸バ
リウム、二硫化モリフ゛テ゛ンなどが単独または組合せで使用
される。特に好ましいのは二酸化チタン、酸化亜鉛、酸
化鉄、硫酸バリウムであり、更に好ましいのは二酸化チ
タンである。炭酸カルシウムは水溶性金属イオンの供給
源となるので好ましくない。
【0045】これら無機質粉末の平均粒径は0.005
〜2μmが好ましいが、必要に応じて平均粒径の異なる
無機質粉末を組み合わせたり、単独の無機質粉末でも粒
径分布を広くして同様の効果をもたせることもできる。
とりわけ好ましいのは無機質粉末の平均粒径は0.01
μm〜0.2μmである。タップ密度は0.05〜2g
/ml、好ましくは0.2〜1.5g/mlである。無
機質粉末の含水率は0.1〜5重量%、好ましくは0.
2〜3重量%である。無機質粉末の比表面積は1〜10
0m2/g、好ましくは5〜50m2/g、更に好ましく
は7〜40m2/gである。無機質粉末の結晶子サイス゛は
0.01μm〜2μmが好ましい。DBPを用いた吸油量
は5〜100ml/100g、好ましくは10〜80ml/100g、
更に好ましくは20〜60ml/100gである。比重は1〜
12、好ましくは3〜6である。形状は針状、球状、多
面体状、板状のいずれでも良い。
【0046】強磁性粉末の強熱減量は0〜20重量%で
あることが好ましい。本発明に用いられる上記無機質粉
末のモース硬度は4〜10のものが好ましい。これらの粉
末表面のラフネスファクターは0.8〜1.5が好まし
く、更に好ましいラフネスファクターは0.9〜1.2
である。無機質粉末のSA(ステアリン酸)吸着量は1
〜20μmol/m2、更に好ましくは2〜15μmol/m2
ある。下層塗布層の無機質粉末の25℃での水への湿潤
熱は200erg/cm2〜600erg/cm2がの範囲にあること
が好ましい。また、この湿潤熱の範囲にある溶媒を使用
することができる。100〜400℃での表面の水分子
の量は1〜10個/100Aが適当である。水中での等電点
のpHは3〜6の間にあることが好ましい。
【0047】これらの無機質粉末の表面にはAl2O3、SiO
2、TiO2、ZrO2、SnO2、Sb2O3、ZnOで表面処理すること
が好ましい。特に分散性に好ましいのはAl2O3、SiO2、T
iO2、ZrO2、であるが、更に好ましいのはAl2O3、SiO2
ZrO2である。これらは組み合わせて使用しても良いし、
単独で用いることもできる。また、目的に応じて共沈さ
せた表面処理層を用いても良いし、先ずアルミナで処理
した後にその表層をシリカで処理する方法、またはその
逆の方法を採ることもできる。また、表面処理層は目的
に応じて多孔質層にしても構わないが、均質で密である
方が一般には好ましい。
【0048】本発明の下層塗布層に用いられる無機質粉
末の具体的な例としては、昭和電工製ナノタイト、住友化学製
HIT-100,ZA-G1、戸田工業社製DPN-250、DPN-250BX、DPN-
245,DPN-270BX 石原産業製TTO-51B、TTO-55A,TTO-55B、
TTO-55C、TTO-55S、TTO-55D、SN-100,E270,E271 チタン工
業製STT-4D、STT-30D、STT-30、STT-65C、テイカ製MT-1
00S、MT-100T、MT-150W、MT-500B、MT-600B、MT-100F、MT-500
HD。堺化学製FINEX-25,BF-1,BF-10,BF-20,ST-M、同和鉱
業製DEFIC-Y,DEFIC-R、日本アエロシ゛ル製AS2BM,TiO2P25,宇部
興産製100A,500A、チタン工業製Y-LOP及びそれを焼成し
たものが挙げられる。
【0049】下層塗布層にカ−ボンブラックを混合させ
て公知の効果であるRsを下げることができる。 この
ためにはゴム用ファ−ネス、ゴム用サ−マル、カラ−用
ブラック、アセチレンブラック、等を用いることができ
る。カ−ボンブラックの比表面積は100〜500m2
/g、好ましくは150〜400m2/g、DBP吸油
量は20〜400ml/100g、好ましくは30〜200ml/
100gである。カ−ボンブラックの平均粒径は5mμ〜8
0mμ、好ましく10〜50mμ、さらに好ましくは1
0〜40mμである。カ−ボンブラックのpHは2〜1
0、含水率は0.1〜10%、タップ密度は0.1〜1
g/ml、が好ましい。
【0050】本発明に用いられるカ−ボンブラックの具
体的な例としてはキャボット社製、BLACKPEAR
LS 2000、1300、1000、900、80
0、880、700、VULCAN XC−72、三菱
化成工業社製、#3050B、3150B、3250
B、#3750B、#3950B、#950、#650
B、#970B、#850B、MA−600、コンロン
ビアカ−ボン社製、CONDUCTEX SC、RAV
EN 8800,8000,7000,5750,5250,3500,2100,2000,180
0,1500,1255,1250、アクソ゛ー社製ケッチェンフ゛ラックECなどがあげ
られる。カ−ボンブラックを分散剤などで表面処理した
り、樹脂でグラフト化して使用しても、表面の一部をグ
ラファイト化したものを使用してもかまわない。また、
カ−ボンブラックを塗料に添加する前にあらかじめ結合
剤で分散してもかまわない。これらのカーホ゛ンフ゛ラックは上記
無機質粉末に対して0〜50重量%の範囲、塗布層総重
量の0〜40%の範囲で使用できる。これらのカ−ボン
ブラックは単独、または組合せで使用することができ
る。
【0051】本発明で下層塗布層に使用できるカ−ボン
ブラックは例えば「カ−ボンブラック便覧」(カ−ボン
ブラック協会編)を参考にすることができる。また下層
塗布層には有機質粉末を目的に応じて、添加することも
できる。例えば、アクリルスチレン系樹脂粉末、ヘ゛ンソ゛ク゛アナミン樹
脂粉末、メラミン系樹脂粉末、フタロシアニン系顔料が挙げられる
が、ホ゜リオレフィン系樹脂粉末、ホ゜リエステル系樹脂粉末、ホ゜リアミト゛
系樹脂粉末、ホ゜リイミト゛系樹脂粉末、ホ゜リフッ化エチレン樹脂も使
用することができる。その製法は特開昭62-18564号、特
開昭60-255827号に記されているようなものが使用でき
る。
【0052】下層塗布層のバインダー、潤滑剤、分散
剤、添加剤、溶剤、分散方法その他は磁性層のそれが適
用できる。特に、バインダー量、種類、添加剤、分散剤
の添加量、種類に関しては後述する磁性層に関する公知
技術が適用できる。
【0053】次に磁性層に使用する強磁性粉末、脂肪酸
以外の内容について詳細な説明をする。本発明に使用さ
れる結合剤としては従来公知の熱可塑系樹脂、熱硬化系
樹脂、反応型樹脂やこれらの混合物が使用される。熱可
塑系樹脂としては、ガラス転移温度が−100〜150
℃、数平均分子量が1,000〜200,000、好ま
しくは10,000〜100,000、重合度が約50
〜1,000程度のものである。
【0054】このような結合剤の例としては、塩化ビニ
ル、酢酸ビニル、ビニルアルコ−ル、マレイン酸、アク
ルリ酸、アクリル酸エステル、塩化ビニリデン、アクリ
ロニトリル、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、ス
チレン、ブタジエン、エチレン、ビニルブチラ−ル、ビ
ニルアセタ−ル、ビニルエ−テル、等を構成単位として
含む重合体または共重合体、ポリウレタン樹脂、各種ゴ
ム系樹脂がある。また、熱硬化性樹脂または反応型樹脂
としてはフェノ−ル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン
硬化型樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、
アクリル系反応樹脂、ホルムアルデヒド樹脂、シリコ−
ン樹脂、エポキシ−ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂
とイソシアネ−トプレポリマ−の混合物、ポリエステル
ポリオ−ルとポリイソシアネ−トの混合物、ポリウレタ
ンとポリイソシアネートの混合物等があげられる。これ
らの樹脂については朝倉書店発行の「プラスチックハン
ドブック」に詳細に記載されている。また、公知の電子
線硬化型樹脂を下層塗布層、または上層磁性層に使用す
ることも可能である。
【0055】これらの結合剤の例とその製造方法につい
ては特開昭62−256,219号に詳細に記載されて
いる。以上の樹脂は単独または組合せて使用できるが、
好ましいものとして塩化ビニル樹脂、塩化ビニル酢酸ビ
ニル樹脂、塩化ビニル酢酸ビニルビニルアルコ−ル樹
脂、塩化ビニル酢酸ビニル無水マレイン酸共重合体、中
から選ばれる少なくとも1種とポリウレタン樹脂の組合
せ、またはこれらにポリイソシアネ−トを組み合わせた
ものがあげられる。ポリウレタン樹脂の構造はポリエス
テルポリウレタン、ポリエ−テルポリウレタン、ポリエ
−テルポリエステルポリウレタン、ポリカ−ボネ−トポ
リウレタン、ポリエステルポリカ−ボネ−トポリウレタ
ン、ポリカプロラクトンポリウレタンポリオレフィンポ
リウレタンなど公知のものが使用できる。ここに示した
すべての結合剤について、より優れた分散性と耐久性を
得るためには必要に応じ、−COOM、−SO3M、−
OSO3M、−P=O(OM)2、 −O−P=O(O
M)2、(以上につきMは水素原子、またはアルカリ金
属イオン)、−OH、−N(R42、−N(R43(R
4は炭素数1〜12の炭化水素基を示す。)エポキシ
基、−SH、−CN、スルフォベタイン、カルボキシベ
タイン、ホスホベタインなどから選ばれる少なくともひ
とつ以上の極性基を共重合または付加反応で導入したも
のを用いることが好ましい。このような極性基の量は1
-8〜10-1モル/gであり、好ましくは10 -6〜10-2
モル/gである。
【0056】本発明に用いられるこれらの結合剤の具体
的な例としてはユニオンカ−バイト社製 VAGH、V
YHH、VMCH、VAGF、VAGD、VROH、V
YES、VYNC、VMCC、XYHL、XYSG、P
KHH、PKHJ、PKHC、PKFE、日信化学工業
社製、MPR−TA、MPR−TA5、MPR−TA
L、MPR−TSN、MPR−TMF、MPR−TS、
MPR−TM、MPR−TAO、電気化学社製1000
W、DX80、DX81、DX82、DX83、100
FD、日本ゼオン社製のMR−104、MR−105、
MR110、MR100、400X−110A、日本ポ
リウレタン社製ニッポランN2301、N2302、N
2304、大日本インキ社製パンデックスT−510
5、T−R3080、T−5201、バ−ノックD−4
00、D−210−80、クリスボン6109、720
9、東洋紡社製バイロンUR8200、UR8300、
UR−8600、UR−5500、UR−4300、R
V530、RV280、FB−84、大日精化社製、ダ
イフェラミン4020、5020、5100、530
0、9020、9022、7020、三菱化成社製、M
X5004、三洋化成社製サンプレンSP−150、T
IM−3003、TIM−3005、旭化成社製サラン
F310、F210などがあげられる。この中でMR−
104、MR110、UR8300、UR−8600、
UR−5500、UR−4300、TIM−3005が
好ましい。
【0057】本発明の磁性層に用いられる結合剤は強磁
性粉末に対し、5〜50重量%の範囲、好ましくは10
〜30重量%の範囲で用いられる。塩化ビニル系樹脂を
用いる場合は5〜30重量%、ポリウレタン樹脂を用い
る場合は2〜20重量%、ポリイソシアネ−トは2〜2
0重量%の範囲でこれらを組み合わせて用いるのが好ま
しい。本発明において、ポリウレタンを用いる場合はガ
ラス転移温度が−50〜100℃、破断伸びが100〜
2、000%、破断応力は0.05〜10Kg/c
2、降伏点は0.05〜10Kg/cm2が好ましい。
【0058】本発明の磁気記録媒体は前述のごとく二層
以上からなる。従って、結合剤量、結合剤中に占める塩
化ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイソシアネ−
ト、あるいはそれ以外の樹脂の量、磁性層を形成する各
樹脂の分子量、極性基量、あるいは先に述べた樹脂の物
理特性などを必要に応じ下層塗布層と上層磁性層、その
他磁性層とで変えることはもちろん可能であり、多層磁
性層に関する公知技術を適用できる。例えば、上下層で
バインダー量を変更する場合、磁性層表面の擦傷を減ら
すためには上層磁性層のバインダー量を増量することが
有効であり、ヘッドに対するヘッドタッチを良好にする
為には、上層磁性層以外の下層塗布層のバインダー量を
多くして柔軟性を持たせることにより達成される。
【0059】本発明に用いるポリイソシアネ−トとして
は、トリレンジイソシアネ−ト、4−4’−ジフェニル
メタンジイソシアネ−ト、ヘキサメチレンジイソシアネ
−ト、キシリレンジイソシアネ−ト、ナフチレン−1,
5−ジイソシアネ−ト、o−トルイジンジイソシアネ−
ト、イソホロンジイソシアネ−ト、トリフェニルメタン
トリイソシアネ−ト等のイソシアネ−ト類、また、これ
らのイソシアネ−ト類とポリアルコールとの生成物、ま
た、イソシアネート類の縮合によって生成したポリイソ
シアネ−ト等を使用することができる。これらのイソシ
アネート類の市販されている商品名としては、日本ポリ
ウレタン社製、コロネートL、コロネ−トHL、コロネ
−ト2030、コロネ−ト2031、ミリオネ−トMR
ミリオネ−トMTL、武田薬品社製、タケネ−トD−1
02、タケネ−トD−110N、タケネ−トD−20
0、タケネ−トD−202、住友バイエル社製、デスモ
ジュ−ルL、デスモジュ−ルIL、デスモジュ−ルNデ
スモジュ−ルHL、等がありこれらを単独または硬化反
応性の差を利用して二つもしくはそれ以上の組合せで下
層塗布層、上層磁性層とも用いることができる。
【0060】本発明に使用されるカ−ボンブラックは前
述した下層塗布層で例示したものが磁性層にも適用でき
る。また、カ−ボンブラックを磁性塗料に添加する前に
あらかじめ結合剤で分散してもかまわない。これらのカ
−ボンブラックは単独、または組合せで使用することが
できる。カ−ボンブラックを使用する場合は強磁性粉末
に対する量の0.1〜30%で用いることが好ましい。
カ−ボンブラックは磁性層の帯電防止、摩擦係数低減、
遮光性付与、膜強度向上などの働きがあり、これらは用
いるカ−ボンブラックにより異なる。従って本発明に使
用されるこれらのカ−ボンブラックは上層磁性層、下層
塗布層でその種類、量、組合せを変え、平均粒径、吸油
量、電導度、pHなどの先に示した諸特性をもとに目的
に応じて使い分けることはもちろん可能である。本発明
の磁性層で使用できるカ−ボンブラックは例えば「カ−
ボンブラック便覧」(カ−ボンブラック協会編)を参考
にすることができる。
【0061】本発明に用いられる研磨剤としては前述し
た下層塗布層で例示した無機質粉末が磁性層にも適用で
きる。本発明に用いられる研磨剤は下層塗布層、上層磁
性層で種類、量および組合せを変え、目的に応じて使い
分けることはもちろん可能である。これらの研磨剤はあ
らかじめ結合剤で分散処理したのち磁性塗料中に添加し
てもかまわない。本発明の磁気記録媒体の磁性層表面お
よび磁性層端面に存在する研磨剤は5〜130個/10
0μm2が好ましく、5〜90個/100μm2が特に好
ましい。
【0062】本発明に使用される、添加剤としては潤滑
効果、帯電防止効果、分散効果、可塑効果、などをもつ
ものが使用される。二硫化モリブデン、二硫化タングス
テングラファイト、窒化ホウ素、フッ化黒鉛、シリコ−
ンオイル、極性基をもつシリコ−ン、脂肪酸変性シリコ
−ン、フッ素含有シリコ−ン、フッ素含有アルコ−ル、
フッ素含有エステル、ポリオレフィン、ポリグリコ−
ル、アルキル燐酸エステルおよびそのアルカリ金属
塩、、アルキル硫酸エステルおよびそのアルカリ金属
塩、ポリフェニルエ−テル、フッ素含有アルキル硫酸エ
ステルおよびそのアルカリ金属塩、炭素数10〜24の
一塩基性脂肪酸(不飽和結合を含んでも、また分岐して
いてもかまわない)の金属塩(Li、Na、K、Cuな
ど)または、炭素数12〜22の一価、二価、三価、四
価、五価、六価アルコ−ル、(不飽和結合を含んでも、
また分岐していてもかまわない)、炭素数12〜22の
アルコキシアルコ−ル、炭素数10〜24の一塩基性脂
肪酸(不飽和結合を含んでも、また分岐していてもかま
わない)と炭素数2〜12の一価、二価、三価、四価、
五価、六価アルコ−ルのいずれか一つ(不飽和結合を含
んでも、また分岐していてもかまわない)とからなるモ
ノ脂肪酸エステルまたはジ脂肪酸エステルまたはトリ脂
肪酸エステル、アルキレンオキシド重合物のモノアルキ
ルエ−テルの脂肪酸エステル、炭素数8〜22の脂肪酸
アミド、炭素数8〜22の脂肪族アミン、などが使用で
きる。
【0063】これらの具体例としてはステアリン酸ブチ
ル、ステアリン酸オクチル、ステアリン酸アミル、ステ
アリン酸イソオクチル、ミリスチン酸オクチル、ステア
リン酸ブトキシエチル、アンヒドロソルビタンモノステ
アレ−ト、アンヒドロソルビタンジステアレ−ト 、ア
ンヒドロソルビタントリステアレ−ト、オレイルアルコ
−ル、ラウリルアルコ−ル、があげられる。また、アル
キレンオキサイド系、グリセリン系、グリシド−ル系、
アルキルフェノ−ルエチレンオキサイド付加体、等のノ
ニオン界面活性剤、環状アミン、エステルアミド、第四
級アンモニウム塩類、ヒダントイン誘導体、複素環類、
ホスホニウムまたはスルホニウム類、等のカチオン系界
面活性剤、カルボン酸、スルフォン酸、燐酸、硫酸エス
テル基、燐酸エステル基、などの酸性基を含むアニオン
界面活性剤、アミノ酸類、アミノスルホン酸類、アミノ
アルコ−ルの硫酸または燐酸エステル類、アルキルベダ
イン型、等の両性界面活性剤等も使用できる。これらの
界面活性剤については、「界面活性剤便覧」(産業図書
株式会社発行)に詳細に記載されている。これらの潤滑
剤、帯電防止剤等は必ずしも100%純粋ではなく、主
成分以外に異性体、未反応物、副反応物、分解物、酸化
物等の不純分が含まれてもかまわない。これらの不純分
は0〜30%が好ましく、さらに好ましくは0〜10%
である。
【0064】本発明で使用されるこれらの潤滑剤、界面
活性剤は下層塗布層、磁性層でその種類、量を必要に応
じ使い分けることができる。例えば、下層塗布層、磁性
層で融点の異なる脂肪酸を用い表面へのにじみ出しを制
御すること、沸点や極性の異なるエステル類を用い表面
へのにじみ出しを制御すること、界面活性剤量を調節す
ることで塗布の安定性を向上させること、潤滑剤の添加
量を下層塗布層で多くして潤滑効果を向上させることな
ど考えられ、無論ここに示した例のみに限られるもので
はない。
【0065】また本発明で用いられる添加剤のすべてま
たはその一部は、磁性塗料製造のどの工程で添加しても
かまわない、例えば、混練工程前に強磁性粉末と混合す
る場合、強磁性粉末と結合剤と溶剤による混練工程で添
加する場合、分散工程で添加する場合、分散後に添加す
る場合、塗布直前に添加する場合などがある。また、目
的に応じて磁性層を塗布した後、同時または逐次塗布
で、添加剤の一部または全部を塗布することにより目的
が達成される場合がある。また、目的によってはカレン
ダーした後、またはスリット終了後、磁性層表面に潤滑
剤を塗布することもできる。
【0066】本発明で用いられる有機溶媒は任意の比率
でアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケ
トン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホ
ロン、テトラヒドロフラン、等のケトン類、メタノ−
ル、エタノ−ル、プロパノ−ル、ブタノ−ル、イソブチ
ルアルコ−ル、イソプロピルアルコール、メチルシクロ
ヘキサノール、などのアルコ−ル類、酢酸メチル、酢酸
ブチル、酢酸イソブチル、酢酸イソプロピル、乳酸エチ
ル、酢酸グリコ−ル等のエステル類、グリコ−ルジメチ
ルエーテル、グリコールモノエチルエーテル、ジオキサ
ン、などのグリコールエーテル系、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン、クレゾール、クロルベンゼン、などの芳
香族炭化水素類、メチレンクロライド、エチレンクロラ
イド、四塩化炭素、クロロホルム、エチレンクロルヒド
リン、ジクロルベンゼン、等の塩素化炭化水素類、N,
N−ジメチルホルムアミド、ヘキサン等のものが使用で
きる。
【0067】これら有機溶媒は必ずしも100%純粋で
はなく、主成分以外に異性体、未反応物、副反応物、分
解物、酸化物、水分等の不純分がふくまれてもかまわな
い。これらの不純分は0〜30%が好ましく、さらに好
ましくは0〜10%である。本発明で用いる有機溶媒は
磁性層と下層塗布層でその種類は同じであることが好ま
しい。その添加量は変えてもかまわない。下層塗布層に
表面張力の高い溶媒(シクロヘキサン、ジオキサンな
ど)を用い塗布の安定性を上げることができる。具体的
には上層磁性層溶剤組成の算術平均値が下層塗布層溶剤
組成の算術平均値を下回らないことが肝要である。分散
性を向上させるためにはある程度極性が強い方が好まし
く、溶剤組成の内、誘電率が15〜25の溶剤が50〜
80%含まれることが好ましい。また、溶解パラメ−タ
は8〜11であることが好ましい。
【0068】本発明の磁気記録媒体の厚み構成は非磁性
支持体が1〜100μm、好ましくは1〜20μm、特
に好ましくは2〜10μmである。下層塗布層の厚みが
0.5μ〜10μ、好ましくは1〜5μ、上層磁性層は
0.05〜1.0μ、好ましくは0.05〜0.8μで
ある。上層磁性層磁性層と下層塗布層を合わせた厚みは
非磁性支持体の厚みの1/100〜2倍の範囲で用いら
れる。また、非磁性支持体と下層塗布層の間に密着性向
上のためのの接着層を設ける。 接着層の厚みは0.0
1〜0.5μm、好ましくは0.02〜0.3μmであ
る。また、非磁性支持体の磁性層側と反対側にバックコ
−ト層を設けてもかまわない。この厚みは0.1〜2μ
m、好ましくは0.3〜1.0μmである。これらの接
着層、バックコ−ト層は公知のものが使用できる。これ
らの接着層、バックコ−ト層の厚みも磁気記録媒体の層
厚みに含める。
【0069】本発明に用いられる非磁性支持体は、二軸
延伸を行った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、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミド
イミド、芳香族ポリアミド、ポリベンズオキシダゾール
などの公知のフィルムが使用できる。特に、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、アラミ
ド樹脂を用いた非磁性支持体が好ましい。非磁性支持体
のマイクロビッカース硬度は75〜100kg/mm2にする
ことが好ましく、フイルム製膜時の加熱条件、弛緩条
件、延伸条件等を調整する事および素材を選択する事に
より行うことができる。これらの非磁性支持体にはあら
かじめコロナ放電処理、プラズマ処理、易接着処理、熱
処理、除塵処理、などをおこなっても良い。
【0070】本発明に使用することのできる非磁性支持
体は中心線平均表面粗さが0.001〜0.03μm、
好ましくは0.001〜0.02、さらに好ましくは
0.001〜0.01μmである。また、これらの非磁
性支持体は単に中心線平均表面粗さが小さいだけではな
く、1μm以上の粗大突起がないことが好ましい。また
表面の粗さ形状は必要に応じて非磁性支持体に添加され
るフィラ−の大きさと量により自由にコントロ−ルされ
るものである。これらのフィラ−としては一例としては
Al、Ca、Si、Tiなどの酸化物や炭酸塩で結晶
性、非晶質を問わない他、アクリル系、メラミン系など
の有機微粉末があげられる。
【0071】本発明に用いられる非磁性支持体のテ−プ
走行方向のF−5値は好ましくは10〜50Kg/mm
2、テ−プ幅方向のF−5値は好ましくは10〜30K
g/mm2であり、テ−プの長手方向のF−5値がテ−
プ幅方向のF−5値より高いのが一般的であるが、特に
幅方向の強度を高くする必要があるときはその限りでな
い。また、非磁性支持体のテ−プ走行方向および幅方向
の100℃、30分での熱収縮率は好ましくは0〜3
%、さらに好ましくは0〜1.5%、80℃、30分で
の熱収縮率は好ましくは0〜1%、さらに好ましくは0
〜0.5%である。破断強度は両方向とも5〜100K
g/mm2、弾性率は100〜2,000Kg/mm2
好ましい。
【0072】本発明の磁気記録媒体の磁性塗料を製造す
る工程は、少なくとも混練工程、分散工程、およびこれ
らの工程の前後に必要に応じて設けた混合工程からな
る。個々の工程はそれぞれ2段階以上にわかれていても
かまわない。本発明に使用する強磁性粉末、結合剤、カ
−ボンブラック、研磨剤、帯電防止剤、潤滑剤、溶剤な
どすべての原料はどの工程の最初または途中で添加して
もかまわない。また、個々の原料を2つ以上の工程で分
割して添加してもかまわない。例えば、ポリウレタンを
混練工程、分散工程、分散後の粘度調整のための混合工
程で分割して投入してもよい。本発明の目的を達成する
ためには、従来の公知の製造技術のを一部の工程として
を用いることができることはもちろんであるが、混練工
程では連続ニ−ダや加圧ニ−ダなど強い混練力をもつも
のを使用すると磁気記録媒体の高いBrを得ることがで
き、好ましい。連続ニ−ダまたは加圧ニ−ダを用いる場
合は強磁性粉末と結合剤のすべてまたはその一部(ただ
し全結合剤の30%以上が好ましい)および強磁性粉末
100部に対し15〜500部の範囲で混練処理され
る。これらの混練処理の詳細については特開平1-166,33
8号、特開昭64-79,274号に記載されている。また、下層
塗布層液を調整する場合には高比重の分散メディアを用
いることが望ましく、ジルコニアビーズが好適である。
【0073】本発明のような重層構成の磁気記録媒体を
塗布する装置、方法の例として以下のような構成を提案
できる。1、磁性塗料の塗布で一般的に用いられるグラ
ビア塗布、ロール塗布、ブレード塗布、エクストルーシ゛ョン塗布
装置等により、まず下層塗布層を塗布し、下層塗布層が
ウェット状態にのうちに特公平1-46,186号や特開昭60-2
38,179号、特開平2-265,672号に開示されている支持体
加圧型エクストルーシ゛ョン塗布装置により上層磁性層を塗布す
る。2、特開昭63-88,080号、特開平2-17,971号、特開平2
-265,672号に開示されているような塗布液通液スリット
を二つ内蔵する一つの塗布ヘッドにより上下層をほぼ同
時に塗布する。3、特開平2-174,965号に開示されてい
るハ゛ックアッフ゜ロール付きエクストルーシ゛ョン塗布装置により上下層を
ほぼ同時に塗布する。なお、磁性粒子の凝集による磁気
記録媒体の電磁変換特性等の低下を防止するため、特開
昭62-95,174号や特開平1-236,968号に開示されているよ
うな方法により塗布ヘッド内部の塗布液にせん断を付与
することが望ましい。さらに、塗布液の粘度について
は、特開平3-8,471号に開示されている数値範囲を満足
する必要がある。
【0074】本発明の磁気記録媒体を得るためには強力
な配向を行う必要がある。1,000G以上のソレノイ
ドと2,000G以上のコバルト磁石を同極対向で併用
することが好ましく、さらには乾燥後の配向性が最も高
くなるように配向前に予め適度の乾燥工程を設けること
が好ましい。また、ディスク媒体として本発明を適用す
る場合はむしろ配向をランダマイズするような配向法が
必要である。また、第二磁性層と第一磁性層の配向方向
を変更するために配向する方向は必ずしも塗布方向で面
内方向である必要はなく、垂直方向、幅方向にも配向で
きる。
【0075】さらに、カレンダ処理ロ−ルとしてエポキ
シ、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド等の耐
熱性のあるプラスチックロ−ルを使用する。また、金属
ロ−ル同志で処理することも出来る。処理温度は、好ま
しくは70〜150℃、さらに好ましくは80〜150
℃である。線圧力は好ましくは200〜500Kg/c
m、さらに好ましくは300〜400Kg/cmであ
る。
【0076】本発明の磁気記録媒体の上層磁性層面およ
びその反対面のSUS420Jに対する摩擦係数は好ま
しくは0.1〜0.5、さらに0.15〜0.3、表面
固有抵抗は好ましくは104〜1012オ−ム/sq、磁
性層の0.5%伸びでの弾性率は走行方向、幅方向とも
好ましくは100〜2,000Kg/mm2、破断強度
は好ましくは1〜30Kg/cm2、磁気記録媒体の弾
性率は走行方向、長い方向とも好ましくは100〜1,
500Kg/mm2、残留伸びは好ましくは0〜0.5
%、100℃以下のあらゆる温度での熱収縮率は好まし
くは0〜1%、さらに好ましくは0〜0.5%、もっと
も好ましくは0〜0.1%である。
【0077】磁性層のガラス転移温度(110HZで測定した
動的粘弾性測定の損失弾性率の極大点)は50℃以上1
20℃以下が好ましく、下層塗布層のそれは0℃〜10
0℃が好ましい。損失弾性率は1×108〜8×109dy
ne/cm2の範囲にあることが好ましく、損失正接は0〜
0.2であることが好ましい。損失正接が大きすぎると
粘着故障がでやすい。磁性層中に含まれる残留溶媒は好
ましくは0〜100mg/m2、さらに好ましくは0〜
10mg/m2であり、上層磁性層に含まれる残留溶媒
が下層塗布層に含まれる残留溶媒より少ないほうが好ま
しい。磁性層が有する空隙率は非磁性下層塗布層、磁性
層とも好ましくは0〜30容量%、さらに好ましくは0
〜20容量%である。空隙率は高出力を果たすためには
小さい方が好ましいが、目的によってはある値を確保し
た方が良い場合がある。例えば、繰り返し用途が重視さ
れるデータ記録用磁気記録媒体では空隙率が大きい方が
走行耐久性は好ましいことが多い。
【0078】本発明の磁気記録媒体の磁気特性は磁場5
KOeで測定した場合、テ−プ走行方向の角形比は0.
70〜1.00であり、好ましくは0.80〜1.00
であり、さらに好ましくは0.90〜1.00である。
テ−プ走行方向に直角な二つの方向の角型比は走行方向
の角型比の80%以下となることが好ましい。磁性層の
SFDは0.1〜0.6であることが好ましい。
【0079】磁性層の中心線表面粗さRaは1nm〜1
0nmが好ましいが、その値は目的により適宜設定され
るべきである。電磁変換特性を良好にする為にはRaは
小さいほど好ましいが、走行耐久性を良好にするために
は逆に大きいほど好ましい。AFMによる評価で求めた
RMS表面粗さRRMSは2nm〜15nmの範囲にある
ことが好ましい。
【0080】本発明の磁気記録媒体は下層塗布層と上層
磁性層を有するが、目的に応じ下層塗布層と磁性層でこ
れらの物理特性を変えることができるのは容易に推定さ
れることである。例えば、磁性層の弾性率を高くし走行
耐久性を向上させると同時に下層塗布層の弾性率を磁性
層より低くして磁気記録媒体のヘッドへの当りを良くす
るなどである。
【0081】
【実施例】次に本発明の実施例、比較例により具体的に
本発明を説明する。実施例中、「部」との表示は「重量
部」を表す。
【0082】 下層塗布層(非磁性) 無機質粉末 TiO2 結晶系ルチル 80部 平均一次粒子径 0.035μm BET法による比表面積 40m2/g pH 7.0 TiO2含有量 90%以上 DBP吸油量 27〜38g/100g、 表面処理剤 表に記載 カーボンブラック 20部 平均一次粒子径 16mμ DBP吸油量 80ml/100g pH 8.0 BET法による比表面積 250m2/g 揮発分 1.5% 塩化ビニル共重合体 12部 日本ゼオン(株)製MR110 SO3Na含有、エポキシ基含有 重合度300 ポリエステルポリウレタン樹脂 5部 ネオヘ゜ンチルク゛リコール/カフ゜ロラクトンホ゜リオール/MDI=0.9/2.6/1 -SO3Na基 1×10-4eq/g含有 ブチルステアレート 1部 ステアリン酸 2部 メチルエチルケトン 150部 シクロヘキサノン 50部
【0083】 磁性層(上層磁性層) 強磁性金属粉末 組成 Fe/Co=90/10 100部 Y含有量2.0atm%/Fe Hc 1800Oe、 BET法による比表面積 58m2/g 結晶子サイズ175A 表面処理剤Al2O3,SiO2 平均粒径(長軸径) 0.1μm 針状比 7 σs:130emu/g 水溶性Na 70ppm、水溶性Ca 10ppm、 水溶性Fe 10ppm 合計 90ppm 塩化ビニル系共重合体 12部 日本ゼオン(株)製「MR110」 SO3Na含有、エポキシ基含有 重合度300 ポリエステルポリウレタン樹脂 3部 ネオヘ゜ンチルク゛リコール/カフ゜ロラクトンホ゜リオール/MDI=0.9/2.6/1 -SO3Na基 1×10-4eq/g含有 α−Al23(平均粒径0.3μm) 2部 カ−ボンブラック(平均粒径0.10μm) 0.5部 ブチルステアレート 1部 ステアリン酸 2部 メチルエチルケトン 150部 シクロヘキサノン 50部
【0084】 バリウムフェライト磁性層(上層磁性層) 六方晶バリウムフェライト 100部 Hc 1500Oe BET法による比表面積 40m2/g 平均粒径(板径) 0.05μm 平均板厚 0.01μm σs:60emu/g 表面処理剤Al23 5重量% SiO2 2重量% 水溶性Na 80ppm、水溶性Ca 40ppm、 水溶性Fe 0ppm 合計120ppm 塩化ビニル系共重合体 12部 −PO3Na含有量:1x10-4eq/g 重合度300 ポリエステルポリウレタン樹脂 3部 ネオヘ゜ンチルク゛リコール/カフ゜ロラクトンホ゜リオール/MDI =0.9/2.6/1 −SO3Na基 1×10-4eq/g含有 α−アルミナ(平均粒径0.3μm) 2部 カ−ボンブラック(平均粒径0.015μm) 5部 ブチルステアレート 1部 ステアリン酸 2部 メチルエチルケトン 125部 シクロヘキサノン 125部
【0085】上記の塗料のそれぞれについて、各成分を
連続ニ−ダで混練したのち、サンドミルを用いて分散さ
せた。得られた分散液にポリイソシアネ−ト(日本ポリ
ウレタン(株)製コロネ−トL)を下層塗布層の塗布液
には1部、上層磁性層の塗布液には3部を加え、さらに
それぞれに酢酸ブチル40部を加え、1μmの平均孔径
を有するフィルタ-を用いて濾過し、下層塗布層、磁性層形
成用の塗布液をそれぞれ調整した。得られた下層塗布層
塗布液を、乾燥後の厚さが2μmになるようにさらにそ
の直後にその上に磁性層の厚さが0.2μmになるよう
に、厚さ7μmで中心線表面粗さが0.01μmの前述
の非磁性支持体上に同時重層塗布をおこない、両層がま
だ湿潤状態にあるうちに3,000Gの磁力をもつコバ
ルト磁石と1,500Gの磁力をもつソレノイドにより
配向させ乾燥後、金属ロ−ルのみから構成される7段の
カレンダで温度90℃にて200m/min.で処理を行い、
8mmの幅にスリットし、8mmビデオテ−プを製造した。
前記処方をもとに表1〜表6に記載の材料に置換して実
施例、比較例のサンプルを製造した。
【0086】評価方法 <磁性層の厚み測定方法>磁気記録媒体の長手方向に渡
ってダイアモンドカッターで約0.1μmの厚みに切り
出し、透過型電子顕微鏡で倍率3万倍で観察し、その写
真撮影を行った。写真のプリントサイズはA4版であ
る。その後、磁性層、下層塗布層の強磁性粉末や無機質
粉末の形状差に着目して界面を目視判断して黒く縁ど
り、かつ磁性層表面も同様に黒く縁どった。その後、Z
eiss社製画像処理装置IBAS2にて縁とりした線
の間隔を測定した。試料写真の長さが21cmの範囲に
渡り、測定点を点取って測定した。その際の測定値の単
純加算平均値を磁性層の厚みとした。 <磁気特性Hc、Br、角型比>振動資料型磁束計(東
英工業製)を用い、Hm10kOeで測定した。
【0087】<強磁性粉末、無機質粉末の平均粒径>透
過型電子顕微鏡写真を撮影し、その写真から強磁性粉末
の短軸径と長軸径とを直接読みとる方法と画像解析装置
カールツァイス社製IBASS1で透過型顕微鏡写真を
トレースして読みとる方法とを適宜併用して平均粒子径
を求めた。
【0088】<強磁性粉末結晶子サイズ>X線回折によ
り強磁性酸化鉄粉末では(4,4,0)面と(2,2,
0)面の回折線の半値幅のひろがり分から求めた。メタ
ル強磁性粉末の場合は同様に(1,1,0)面と(2,
2,0)面の回折線の半値幅の広がり分から求められ
る。
【0089】<電磁変換特性> 7MHzの再生出力 富士写真フィルム(株)製「FUJIX8」8mmヒ゛テ゛オテ゛ッキを用い
て7MHz信号を記録し、この信号を再生したときの7MHz
信号再生出力をオシロスコーフ゜で測定した。レファレンスは富
士写真フィルム製8ミリテープSAG、P6−120で
ある。保存前のこの再生出力は5dB以上が好ましい。
また60℃、90%RHで1週間保存後の再生出力は同
様に測定した。保存後の再生出力は4dB以上が好まし
い。
【0090】<突起高さ>デイジタルインストウルメン
ツ社のナノスコ−プ3(AFM:原子間力顕微鏡)を用
いて、稜角70゜の四角すいのSiNの探針を使って測
定した。
【0091】<摩擦係数>SUS420J製のポ−ルを
用い、テ−プを該ポ−ルに180゜ラップさせ、20g
の荷重、14mm/secの速度で測定した。測定環境
は23℃70%RHとした。実用上、0.30以下が好
ましい。
【0092】<強磁性粉末の水溶性金属イオン量>強磁
性粉末5gを蒸留水50mlに浸し、室温(20℃〜2
5℃)で1時間攪はんし、抽出した濾液中の金属を原子
吸光法で定量分析した。
【0093】<上層磁性層面から抽出される水溶性金属
イオンの量>水への溶出量の測定は300ml容量の3
角フラスコ中に100mlのイオン交換水を入れ、例え
ば1/2インチ幅磁気テ−プで5.0mの磁気テ−プを
浸せきする。3角フラスコを恒温度振とう機(Incubato
r、ヤマト科学製BT−25)出、40℃で60サイク
ル/分の振動を60分間与え、溶出処理をする。水に溶
出された金属イオンの量を原子吸光分析で求め、磁性層
単位表面積当たりの量を(ppm/m2・100ml)
という単位で表示する。
【0094】<脂肪酸の抽出量>抽出操作は磁性層また
は上層磁性層と下層塗布層の一定量をはぎ取り、沸点に
あるシクロヘキサンに投じ4時間の浸せきを行い、残さ
を除去後シクロヘキサンを留去し残留分をガスクロマト
グラフにより分析し抽出量を求めた。
【0095】得られた結果を以下の表に示した。表にお
いて表面処理剤は以下に示す通りである。 (A)PP
A フェニルホスホン酸 (B)SC剤 γグリシドキシプロピルトリメトキシシ
ラン (C)イソプロピルトリイソステアロイルチタネ−ト (D)トリメチロ−ルプロパン (E)PrOx−(OCH2CH24OCO−Ph−S
3Na PrOx:プロピレンオキシド残基 Ph:フェニル基
【0096】 表1 比較例1 実施例1 実施例2 実施例3 実施例4 強磁性粉末 Fe合金 Fe合金 Fe合金 Fe合金 Fe合金 水溶性Na(ppm) 70 70 10 70 70 水溶性Ca(ppm) 10 10 0 10 10 水溶性Fe(ppm) 10 10 0 10 10 合計 90 90 10 90 90 抽出量(ppm/m2・100ml) 2.4 1.5 0.03 3.8 1.8 平均長軸長(μm) 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 磁性層厚み(μm) 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 脂肪酸量(部) 2 2 2 2 2 下層塗布層 厚み(μm) 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 脂肪酸量(部) 2 2 2 2 2 無機質粉末 TiO2 TiO2 TiO2 α-Fe2O3 TiO2 平均粒子径(μm) 0.035 0.035 0.035 0.05 0.035 pH 7.5 7.0 7.0 5.5 7.0 表面処理剤 - (A) (A) - (A) 処理剤量(部) 0 3 3 0 3 脂肪酸抽出量(mg/cm2) 0.7 15 21 32 20 塗布方法 W/W W/W W/W W/W W/W <評価結果> 再生出力(dB) 6.0 7.0 6.9 6.9 6.3 保存前、7MHz 再生出力(dB) 5.5 5.7 6.3 5.4 5.9 保存後、7MHz 突起高さ(nm) 4.9 12.9 5.9 14.8 4.0 出力差(保存前後) 0.5 1.3 0.6 1.5 0.4 摩擦係数(保存前) 0.39 0.21 0.21 0.21 0.27
【0097】 表2 比較例2 比較例3 比較例4 比較例5 強磁性粉末 Fe合金 Fe合金 Fe合金 Fe合金 水溶性Na(ppm) 250 250 250 250 水溶性Ca(ppm) 10 10 10 10 水溶性Fe(ppm) 10 10 10 10 合計 270 270 270 270 抽出量(ppm/m2・100ml) 4.6 23 11 23 平均長軸長(μm) 0.1 0.1 0.1 0.1 磁性層厚み(μm) 0.2 0.2 0.2 2.5 脂肪酸量(部) 2 2 2 2 下層塗布層 厚み(μm) 2.0 2.0 2.0 − 脂肪酸量(部) 2 2 2 − 無機質粉末 TiO2 TiO2 TiO2 − 平均粒子径(μm) 0.035 0.035 0.035 − pH 7.5 7.0 7.0 − 表面処理剤 − (A) (A) − 処理剤量(部) − 3 3 − 脂肪酸抽出量(mg/cm3) 0.7 16 37 16 塗布方法 W/W W/W W/W 単層 <評価結果> 再生出力(dB) 6.1 6.1 4.5 4.0 保存前、7MHz 再生出力(dB) -2.3 -4.0 0 3.9 保存後、7MHz 突起高さ(nm) 83.1 99.9 44.5 1.0 出力差(保存前後) 8.4 10.1 4.5 0.1 摩擦係数(保存前) 0.26 0.21 0.32 0.41
【0098】 表3 実施例5 実施例6 実施例7 比較例6 強磁性粉末 Fe合金 Fe合金 Fe合金 Baフェライト 水溶性Na(ppm) 3 15 120 270 水溶性Ca(ppm) 2 0 50 30 水溶性Fe(ppm) 0 5 0 5 合計 5 20 170 305 抽出量(ppm/m2・100ml) 0.01 0.5 4 6 平均長軸長(μm) 0.1 0.1 0.1 0.05 磁性層厚み(μm) 0.2 0.2 0.2 0.2 脂肪酸量(部) 2 2 2 2 下層塗布層 厚み(μm) 2.0 2.0 2.0 2.0 脂肪酸量(部) 2 2 2 2 無機質粉末 TiO2 TiO2 TiO2 TiO2 平均粒子径(μm) 0.035 0.035 0.035 0.035 pH 7.0 7.0 7.0 7.0 表面処理剤 (A) (A) (A) (A) 処理剤量(部) 3 3 3 3 脂肪酸抽出量(mg/cm2) 35 30 25 31 塗布方法 W/W W/W W/W W/W <評価結果> 再生出力(dB) 6.4 6.0 6.2 5.7 保存前、7MHz 再生出力(dB) 6.2 5.9 5.4 -0.3 保存後、7MHz 突起高さ(nm) 3 2 10 67 出力差(保存前後) 0.3 0.1 0.8 6.0 摩擦係数(保存前) 0.23 0.23 0.21 0.22 *1:板径
【0099】 表4 実施例8 実施例9 実施例10 実施例11 比較例7 強磁性粉末 Fe合金 Fe合金 Fe合金 Baフェライト Fe合金 水溶性Na(ppm) 10 70 80 70 80 水溶性Ca(ppm) 0 10 40 10 40 水溶性Fe(ppm) 0 10 0 10 0 合計 10 90 120 90 120 抽出量(ppm/m2・100ml) 0.05 2.7 2.3 2.7 2.3 平均長軸長(μm) 0.08 0.2 0.3 0.05*1 0.3 磁性層厚み(μm) 0.05 1.0 0.5 0.5 1.2 脂肪酸量(部) 2 2 2 2 2 下層塗布層 厚み(μm) 0.5 10.0 5.0 5.0 5.0 脂肪酸量(部) 2 2 2 2 2 無機質粉末 TiO2 TiO2 TiO2 TiO2 TiO2 平均粒子径(μm) 0.035 0.035 0.035 0.035 0.035 pH 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 表面処理剤 (A) (B) (A) (B) (A) 処理剤量(部) 3 3 3 3 3 脂肪酸抽出量(mg/cm2) 26 38 45 38 45 塗布方法 W/W W/W W/W W/W W/W <評価結果> 再生出力(dB) 5.6 6.5 5.4 5.5 2.6 保存前、7MHz 再生出力(dB) 5.3 5.8 4.9 5.0 1.6 保存後、7MHz 突起高さ(nm) 4.1 8.0 4.0 5.0 12.0 出力差(保存前後) 0.3 0.7 0.5 0.5 1.9 摩擦係数(保存前) 0.23 0.21 0.21 0.21 0.21 *1:板径
【0100】 表5 比較例8 実施例12 実施例13 実施例14 比較例9 強磁性粉末 Fe合金 Fe合金 Fe合金 Fe合金 Fe合金 水溶性Na(ppm) 70 70 10 70 80 水溶性Ca(ppm) 10 10 0 10 40 水溶性Fe(ppm) 10 10 0 10 0 合計 90 90 10 90 120 抽出量(ppm/m2・100ml) 2.4 2.6 0.05 2.1 1.9 平均長軸長(μm) 0.1 0.1 0.1 0.1 0.05 磁性層厚み(μm) 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 脂肪酸量(部) 2 2 2 2 2 下層塗布層 厚み(μm) 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 脂肪酸量(部) 2 2 2 2 2 無機質粉末 TiO2 TiO2 TiO2 α-Fe2O3 TiO2 平均粒子径(μm) 0.035 0.035 0.035 0.05 0.035 pH 7.0 7.0 7.0 5.5 7.0 表面処理剤 (A) (A) (A) − (A) 処理剤量(部) 0.3 1.2 3 − 15 脂肪酸抽出量(mg/cm2) 0.5 1 10 25 70 塗布方法 W/W W/W W/W W/W W/W <評価結果> 再生出力(dB) 6.0 5.8 6.9 5.5 6.3 保存前、7MHz 再生出力(dB) 5.5 5.2 6.3 5.0 1.5 保存後、7MHz 突起高さ(nm) 4.9 5.7 5.9 4.9 60.0 出力差(保存前後) 0.5 0.6 0.6 0.5 4.8 摩擦係数(保存前) 0.37 0.27 0.23 0.21 0.21
【0101】 表6 実施例15 実施例16 実施例17 実施例18 強磁性粉末 Fe合金 Fe合金 Baフェライト Fe合金 水溶性Na(ppm) 70 70 70 80 水溶性Ca(ppm) 10 10 10 40 水溶性Fe(ppm) 10 10 10 0 合計 90 90 90 120 抽出量(ppm/m2・100ml) 2.3 2.1 2.6 3.2 平均長軸長(μm) 0.1 0.1 0.1*1 0.05 磁性層厚み(μm) 0.2 0.2 0.2 0.2 脂肪酸量(部) 2 2 2 2 下層塗布層 厚み(μm) 2.0 2.0 2.0 2.0 脂肪酸量(部) 2 2 2 2 無機質粉末 α-Al2O3 ZrO2 ZnO2 BaSO4 平均粒子径(μm) 0.05 0.05 0.05 0.05 pH 8.0 5.2 7.9 9.4 表面処理剤 (C) − (D) (E) 処理剤量(部) 3 − 3 3 脂肪酸抽出量(mg/cm2) 25 28 18 32 塗布方法 W/W W/W W/W W/W <評価結果> 再生出力(dB) 6.0 5.6 5.5 5.8 保存前、7MHz 再生出力(dB) 5.5 4.9 5.0 5.3 保存後、7MHz 突起高さ(nm) 4.9 8.0 4.9 5.20 出力差(保存前後) 0.5 0.7 0.5 0.5 摩擦係数(保存前) 0.23 0.19 0.21 0.21 *1:板径
【0102】表1〜表6の結果より明らかなごとく、本
発明のサンプルは7MHzの再生出力が保存前も60
℃、90%RHで1週間保存した後でもかわらず良好な
値を示した。また摩擦係数も低く、良好な走行性を示す
ことがわかった。これに対し本発明の範囲外のサンプル
はこれらの全ての特性を同時に満たすものはなかった。
【0103】
【発明の効果】本発明は非磁性支持体上に無機質粉末を
結合剤に分散した下層塗布層を設け、その上に該下層塗
布層が湿潤状態の内に強磁性粉末を結合剤に分散した上
層磁性層を設けた磁気記録媒体において、前記上層磁性
層の乾燥厚みが0.05〜1.0μmであり、前記上層
磁性層及び前記下層塗布層は脂肪酸を含有し、シクロヘ
キサンによる抽出量が前記上層磁性層及び前記下層塗布
層の体積当たり1〜50mg/cm2であり、該上層磁
性層面から抽出される水溶性金属イオンの量が0.01
〜4ppm/m2・100mlであり、且つ前記下層塗
布層が脂肪酸の吸着性を低下する処理をした無機質粉末
を含むことにより、7MHzにおいて良好な再生出力を
示すだけでなく、60℃、90%RHで1週間保存した
後でも変わらず良好な再生出力を示した。また摩擦係数
も低く、良好な走行性を示した。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非磁性支持体上に無機質粉末を結合剤に
    分散した下層塗布層を設け、その上に該下層塗布層が湿
    潤状態の内に強磁性粉末を結合剤に分散した上層磁性層
    を設けた磁気記録媒体において、前記上層磁性層の乾燥
    厚みが0.05〜1.0μmであり、前記上層磁性層及
    び前記下層塗布層は脂肪酸を含有し、シクロヘキサンに
    よる抽出量が前記上層磁性層及び前記下層塗布層の体積
    当たり1〜50mg/cm2であり、該上層磁性層面か
    ら抽出される水溶性金属イオンの量が0.01〜4pp
    m/m2・100mlであり、且つ前記下層塗布層が脂
    肪酸の吸着性を低下する処理をした無機質粉末を含むこ
    とを特徴とする磁気記録媒体。
  2. 【請求項2】 前記強磁性粉末の水溶性金属成分の合計
    が0〜200ppmで、かつ平均長軸長が0.01〜
    0.2μmであ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】 前記下層塗布層に含まれる脂肪酸の吸着
    性を低下する処理をした無機質粉末は金属酸化物であっ
    て、pKa3以下の有機酸、分子量3000以下のエポ
    キシ基含有化合物、シランカップリング剤、チタネート
    系カップリング剤から選ばれる少なくとも1種の表面処
    理剤で表面処理した無機質粉末またはpH2〜6の無機
    質粉末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】 前記下層塗布層は主成分として酸化チタ
    ン、硫酸バリウム、シリカ、α−アルミナ、酸化亜鉛、
    α酸化鉄、酸化セリウム、酸化スズ゛、ジルコニアから
    選ばれた少なくとも一つ以上の無機質粉末を含むことを
    特徴とする請求項1の磁気記録媒体。
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