JPH07326040A - 磁気記録媒体 - Google Patents

磁気記録媒体

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JPH07326040A
JPH07326040A JP11708894A JP11708894A JPH07326040A JP H07326040 A JPH07326040 A JP H07326040A JP 11708894 A JP11708894 A JP 11708894A JP 11708894 A JP11708894 A JP 11708894A JP H07326040 A JPH07326040 A JP H07326040A
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JP
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magnetic
lubricant
recording medium
tape
magnetic recording
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JP11708894A
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English (en)
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Yuichi Sasaki
勇一 佐々木
Hitoshi Watanabe
仁 渡辺
Wataru Okawa
渉 大川
Shinichi Abe
新一 阿部
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Sony Corp
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 非磁性支持体上に強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、上記磁性層表面に、末端にカルボキシル基を有する
パーフルオロポリエーテルの三級アミン塩化合物がトル
エンに溶解されてなる潤滑剤が塗布される。潤滑剤の塗
布量は、強磁性粉末に起因するFe原子とから放出され
る光電子の量に対する末端にカルボキシル基を有するパ
ーフルオロポリエーテルの三級アミン塩化合物に起因す
るF原子から放出される光電子の量であるF/Fe値が
2〜10となるように規定される。 【効果】 薄い磁気記録媒体であっても走行耐久性が確
保できるようになる。また、潤滑剤の溶剤としてトルエ
ンを用いるので、磁性層を侵すことがなく、磁性塗料に
も用いられているので回収に新たに設備を必要としな
い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、いわゆる塗布型の磁気
記録媒体に関するものであり、特に走行耐久性に優れた
磁気記録媒体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、磁気記録媒体、特に磁気テープ
においては、磁気信号の記録・再生の過程で磁気ヘッド
と高速摺動され、その際走行が円滑にかつ安定な状態で
行われなければならない。しかし、高密度記録化のため
に磁性層表面の平滑化が図られており、このため、磁気
ヘッドやガイドローラー等の摺動部材に対する実質的な
接触面積が増加し摩擦係数が上昇して凝着現象(いわゆ
る張り付き)を起こし易くなっている。
【0003】また、磁気テープの高容量化を図るため
に、記録波長の短波長化や狭トラックピッチ化等によっ
て記録方式を改良することが行われる一方、1巻のカー
トリッジに収納できるテープ長を長くするために、テー
プ厚の低減も図られている。しかし、磁気テープの機械
的強度は厚さの3乗に比例すると考えられており、テー
プ厚が薄くなれば、機械的な強度が急激に劣化する。そ
して、機械的強度が劣化すれば、磁気ヘッドとの高速摺
動により磁気テープのエッジ部が損傷しやすくなり、走
行耐久性が劣化してしまう。
【0004】そこで、走行耐久性を改善するため、微細
な磁性粉末と樹脂結合剤とを主成分とする磁性層を有す
るいわゆる塗布型の磁気記録媒体においては、上記磁性
層に潤滑剤を内添したり、磁性層上に潤滑剤を塗布して
保護膜を形成することが試みられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来広く用
いられている潤滑剤を磁性層表面に塗布した場合、最初
のうちは摩擦係数が低減して走行性が良くなるが、潤滑
剤の磁性層への密着性が弱いために、次第にこの潤滑剤
が磁気ヘッド等の摺動部材によって削り取られてしまっ
て効果が減じてしまう等の問題がある。また、磁気テー
プの厚さをさらに低減したくとも、機械的強度がさらに
劣化し、磁気テープとドラムやガイドピンとの摺動によ
り摩擦係数が上昇してしまうために、従来の潤滑剤によ
る潤滑効果ではエッジ部の損傷を抑えきれなくなってい
る。
【0006】さらに、高い潤滑効果を有する化合物を用
いたくとも、汎用溶媒に溶解できなかったり、結合剤と
の相溶性に問題があったりして、潤滑剤の持つ特性を充
分に活かすことができなかった。
【0007】そこで本発明は、かかる実情に鑑みて提案
されたものであり、潤滑効果の高い潤滑剤を塗布するこ
とによって、走行時の摩擦の上昇を抑え、走行耐久性に
優れた磁気記録媒体を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の目的を
達成するために提案されたものであり、非磁性支持体上
に強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、上記磁性層表面に、末端
にカルボキシル基を有するパーフルオロポリエーテルの
三級アミン塩化合物がトルエンに溶解されてなる潤滑剤
が塗布されているものである。
【0009】ここで、本発明で潤滑剤として使用される
末端カルボキシル基を有するパーフルオロポリエーテル
の三級アミン塩化合物は、例えば一般式化1ないし化3
にて表されるものである。
【0010】
【化1】
【0011】
【化2】
【0012】
【化3】
【0013】ここで、上記化1〜化3において、l,
m,n,o,p,qはすべて整数である。また、Aは、
+ HR3 を示しており、末端カルボキシル基を有する
パーフルオロポリエーテルが三級アミン塩とされている
ことを示している。なお、三級アミン塩とすることによ
り、高温多湿下での潤滑効果の持続性が向上する。この
ため、高温多湿下で保存後に走行耐久試験を行った場
合、一級アミン塩より、三級アミン塩とされたものの方
が優れた結果が得られる。ところで、N+ HR3 におけ
るRは炭素数6以上の炭化水素基を示しており、二重結
合、分枝、環状、芳香族の有無は問わない。また、この
炭化水素基にN,O,P,S等の複素元素が含有されて
もよい。
【0014】なお、パーフルオロポリエーテル基の分子
構造は、これらに限られるものではなく、従来公知の様
々な構造のものが使用可能である。
【0015】パーフルオロポリエーテルはカルボン酸ア
ミン塩とすることにより溶解性が向上するので、フレオ
ン系溶剤を使用せずとも、種々の炭化水素系あるいはア
ルコール系の溶剤に可溶となる。なお、溶剤としては、
磁性層やバックコート層を侵さないこと、磁性塗料やバ
ックコート用塗料にも使用されているために溶剤回収の
ための新たな設備を必要としないこと等の理由から、ト
ルエンを用いて有効である。
【0016】ここでは、カルボン酸アミン塩に変性した
ものを挙げたが、エステル誘導体,アミド誘導体,エー
テル誘導体としたものを用いることも可能である。
【0017】潤滑剤として用いられる前記末端にカルボ
キシル基を有するパーフルオロポリエーテルの三級アミ
ン塩化合物を磁気記録媒体に保持せしめる方法として
は、磁性塗膜中に内添する方法、磁性層の表面にトップ
コートする方法、あるいはこれら両者の併用等がある
が、本発明の磁気記録媒体においては、トルエンに溶解
させた状態にて磁性層の表面に塗布するものである。
【0018】そして、前記潤滑剤の塗布量は、強磁性粉
末に起因するFe原子とから放出される光電子の量に対
する末端にカルボキシル基を有するパーフルオロポリエ
ーテルの三級アミン塩化合物に起因するF原子から放出
される光電子の量(以下、F/Fe値とする。)が2〜
10となるように規定される。
【0019】この塗布量があまり少なすぎると、本発明
による摩擦係数の低下、耐磨耗性、耐久性の向上という
効果が顕れない。一方あまり多すぎると、摺動部材と磁
性層との間で張り付きが起こり、かえって走行性が悪く
なり、磁気ヘッドに磁性層からの摩耗粉が付着するヘッ
ドクロッグが発生する等、正常な記録再生が不能となる
ことがある。なお、上記F/Fe値は、化学分析用電子
分光法(ESCA)によって測定すればよい。
【0020】ところで、非磁性支持体や磁性塗膜を構成
する磁性粉末、樹脂結合剤等も従来公知のものがいずれ
も使用可能で、何ら限定されるものではない。非磁性支
持体としては、ポリエステル類、ポリオレフィン類、セ
ルロース類、ビニル系樹脂、ポリイミド類、ポリカーボ
ネート類に代表されるような高分子材料によって形成さ
れる高分子基板や、アルミニウム合金、チタン合金から
なる金属基板、アルミガラス等のセラミックス基板、ガ
ラス基板等が上げられ、その形状も何ら限定されない
が、本発明を磁気テープに適用する場合には、ポリエチ
レンテレフタレートフィルム,ポリエチレンナフタレー
トフィルム,アラミドフィルム等を用いて好適である。
【0021】強磁性粉末としては、Fe,Co,Ni等
の強磁性金属材料や、Fe−Co,Fe−Ni,Fe−
Co−Ni,Co−Ni,Fe−Mn−Zn,Fe−N
i−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、Mn−Bi,Mn−Al等の合金材料から
なる強磁性金属粒子が好適である。上記磁気記録媒体用
の強磁性粉末においては、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ても良い。また、γ−Fe2 3
Co含有γ−Fe2 3 ,Fe3 4 ,Co含有γ−F
3 4 ,Co被着γ−Fe3 4 ,CrO2 等、従来
公知の酸化物磁性粉末であってもよい。
【0022】結合剤としては、例えば、ビニル系共重合
体、ポリエステル−ポリウレタン系樹脂、ポリカーボネ
ート−ポリウレタン系樹脂、ニトロセルロース樹脂等が
挙げられる。
【0023】さらに上記磁性層には、前記の結合剤、強
磁性粉末の他に添加剤として分散剤、研磨剤、帯電防止
剤、防錆剤等が加えられても良く、これらの添加剤とし
ては、従来公知の材料がいずれも使用可能である。
【0024】なお、本発明の磁気記録媒体は、結合剤と
研磨剤とを主体とするバックコート層が形成されている
ことが好ましい。この場合、バックコート層の成膜条件
は通常この種の磁気記録媒体の製造方法に適用される方
法であれば良く、特に限定されない。そして、上記バッ
クコート層にも前述の潤滑剤が塗布されることが好まし
い。また、バックコート層表面のみに上記潤滑剤を塗布
しても、リールに巻かれた状態に保持しておくことによ
り、磁性層表面に該潤滑剤を移行させることも可能であ
る。なお、このように両表面に前記潤滑剤を塗布するこ
とによって潤滑効果を高めることになり、長時間記録化
のため薄くされた磁気テープ等においても走行耐久性を
確保することができる。
【0025】ところで、磁気記録媒体は磁気信号の記録
・再生の過程で磁気ヘッドとの高速相対運動のもとにお
かれているため、信頼性の高い磁気記録媒体とするには
走行性、耐久性に優れていることが重要であることは前
述した。特に、ヘリカルスキャン方式によって記録・再
生を行うデータストレージ用の磁気テープ等は、高速で
の摺動を繰り返すことによって磁気テープのエッジ部に
損傷を受け易いため、摩擦係数を低減して走行性、耐久
性を改善する必要がある。このため、上記データカート
リッジ用磁気テープに本発明を適用して、末端にカルボ
キシル基を有するパーフルオロポリエーテルの三級アミ
ン塩化合物のような潤滑剤を塗布して走行耐久性を改善
することは大変有用である。
【0026】上記データストレージ用の磁気テープにお
いては、高容量化のためのテープの全長が長くなる方向
にあり、これを所定のカートリッジに収納するために、
テープの全厚が8.0μm以下とされることが好まし
い。そして、本発明を適用して潤滑剤が塗布された磁気
テープにおいては、全厚が8.0μm以下であっても走
行耐久性が確保されたものとなる。
【0027】
【作用】末端にカルボキシル基を有するパーフルオロポ
リエーテルの三級アミン塩化合物は、撥水性が大きく、
表面エネルギーの低下に優れた作用がある。このため、
摩擦係数の低下に寄与し、優れた潤滑効果を発揮する。
また、パーフルオロポリエーテル単独の場合よりも溶解
性が向上し、種々の炭化水素系の溶剤にも可溶となり、
フレオン系溶剤を使用しなくてもよくなる。さらに、極
性基を有するために磁性層に強く固定化する。なお、こ
の耐久性は高温多湿或いは低温下等の厳しい条件下にお
いても損なわれることはない。
【0028】このため、いわゆる塗布型の磁気記録媒体
において磁性層に、上述の効果を有する潤滑剤を塗布す
ると、摩擦係数が低減されて走行耐久性が向上する。さ
らに、バックコート層にも上記潤滑剤を塗布することに
よって、一層走行耐久性に優れたものとなる。
【0029】本発明を適用して、末端にカルボキシル基
を有するパーフルオロポリエーテルの三級アミン塩化合
物を溶解させるための溶剤としてトルエンを選択する
と、磁性層やバックコート層を侵すことなく塗布でき
る。また、磁性塗料やバックコート用塗料の溶剤しても
使用されていることから、溶剤回収に際して、新たに設
備を必要としないためコストの上昇を抑えられる。
【0030】さらに、上記潤滑剤の塗布量を最適化する
と、磁気記録媒体の記録再生に悪影響を及ぼすことな
く、走行耐久性を最大限に向上させることが可能とな
る。
【0031】なお、本発明を適用すると、全厚が8.0
μm以下とされた磁気記録媒体においても十分な走行耐
久性が得られるために、高容量なデータストレージ用の
磁気テープとしても適用可能となる。
【0032】
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
するが、本発明がこの実施例に限定されるものではない
ことはいうまでもない。実施例1 先ず、下記の組成による磁性塗料を調整した。 磁性塗料の組成 強磁性メタル(Fe)磁性粉(比表面積50m2/g) 100重量部 ポリエステルポリウレタン樹脂(ニッポランN−2304) 10重量部 塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体(VAGH) 10重量部 カーボンブラック(旭#50) 4重量部 アルミナ(AKP−50) 8重量部 ミリスチン酸 1重量部 ブチルステアレート 2重量部 メチルエチルケトン 150重量部 トルエン 80重量部
【0033】以上の材料をサンドミルにて4時間混合し
てから硬化剤(日本ポリウレレタン社製 コロネート
L)4重量部を加えさらに撹拌し、非磁性支持体である
5.5μm厚ポリエチレンナフタレート(以下、PEN
とする。)フィルム(長尺方向ヤング率650kg/mm2
幅方向ヤング率670kg/mm2)上に上記磁性塗料を磁性
層が1.8μm厚となるように塗布した。その後、磁場
配向処理を行い、カレンダー処理した後、60℃で20
時間熱処理した。
【0034】次に下記の組成によるバックコート塗料を
調整した。 バックコート塗料の組成 カーボンブラック(旭#50) 100重量部 ポリエステルポリウレタン樹脂(ニッポランN−2304) 100重量部 メチルエチルケトン 500重量部 トルエン 500重量部
【0035】上記の材料をボールミルにて24時間混合
分散した後、硬化剤(日本ポリウレレタン社製 コロネ
ートL)を10重量部添加し、磁性層が形成された面と
は反対側の面にバックコート層が0.5μm厚となるよ
うに塗布した。以上のようにして全厚が7.8μmとな
る磁気シートが得られ、これを8mm幅に裁断した。
【0036】さらに、化1に示される末端にカルボキシ
ル基を有するパーフルオロポリエーテルの三級アミン塩
化合物がトルエンに溶解されてなる潤滑剤を調製し、上
記磁気テープの磁性層に対して、この潤滑剤をF/Fe
値が3となるような塗布量にて塗布した。なお、上記F
/Fe値は、島津製作所社製,商品名:ESCA 65
0Bを用い、(F原子から放出される光電子の量)/
(Fe原子から放出される光電子の量)を測定すること
によって行った。
【0037】以上のようにして作製された磁気テープを
シェルに組み込み、これを実施例1のサンプルテープと
した。
【0038】実施例2 潤滑剤の塗布量をF/Fe値が6.5となるように変更
した以外は、実施例1と同様にして、実施例2のサンプ
ルテープを作製した。
【0039】比較例1 潤滑剤の塗布を行わなかった以外は、実施例1と同様し
て、比較例1のサンプルテープを作製した。
【0040】比較例2 潤滑剤の塗布量をF/Fe値が1となるように変更した
以外は、実施例1と同様にして、比較例2のサンプルテ
ープを作製した。
【0041】比較例3 潤滑剤の塗布量をF/Fe値が12となるように変更し
た以外は、実施例1と同様にして、比較例3のサンプル
テープを作製した。
【0042】比較例4 末端にカルボキシル基を有するパーフルオロポリエーテ
ルの三級アミン塩化合物をメチルエチルケトンに溶解し
てなる潤滑剤を塗布した以外は、実施例1と同様にし
て、比較例4のサンプルテープを作製した。
【0043】比較例5 末端にカルボキシル基を有するパーフルオロポリエーテ
ル基の分子構造は化1に示されるものと同様であるが、
三級アミン塩とする代わりに一級アミン塩とした化合物
を用い、これをトルエンに溶解して潤滑剤を調製し、こ
れを実施例1と同様に塗布して、比較例5のサンプルテ
ープを作製した。
【0044】特性の評価 上述のようにして作製された実施例1,2、比較例1〜
4のサンプルテープに対して、次のような走行耐久性試
験を行った。ドライブとして、商品名:EXB−850
0を使用し、常温常湿中で各サンプルテープを繰り返し
走行させた。具体的には、32000ブロックに亘って
データを書き込み、リワインドして始めの位置に戻り、
さらに、書き込んだデータを読み、再びリワインドして
始めの位置に戻るという操作を1パスと規定し、320
00ブロック中でテープの走行を複数回ストップ/スタ
ートさせて、ダメージが観察された時点におけるパス回
数を記録するものとした。なお、このパス回数は100
0回を上限とした。
【0045】また、各サンプルテープに対して、上記走
行耐久試験前に磁性層およびバックコート層におけるド
ライブのガイドピンに対する摩擦係数を測定しておき、
上記走行耐久試験後に再び同様の摩擦係数を測定した。
さらに、ヘッドクロッグの有無、上記走行耐久試験前の
ブロックエラーレート(BER)についても測定した。
これらの測定結果を表1および表2に示す。
【0046】
【表1】
【0047】
【表2】
【0048】なお、比較例3のサンプルテープにおける
パス回数は、ヘッドクロッグの発生後、磁気ヘッドをク
リーニングしてから、再スタートしたものである。ま
た、比較例4のサンプルテープにおける摩擦係数は、走
行耐久試験後には測定不能であった。
【0049】表1,表2より、実施例1および実施例2
のサンプルテープにおいては、走行耐久性に優れ、磁性
層およびバックコート層の摩擦係数が走行耐久試験後も
大きく変化しなかったことがわかる。また、ヘッドクロ
ッグ、BERの発生も抑えられている。これに比して、
潤滑剤が塗布されていない比較例1のサンプルテープ、
塗布量が少ない比較例2のサンプルテープにおいては、
ヘッドクロッグ、BERの発生は抑えられているもの
の、走行によって摩擦係数が上昇して走行耐久性が劣化
していることがわかる。逆に、潤滑剤の塗布量が多すぎ
る比較例3のサンプルテープにおいては、パス回数の劣
化や摩擦係数の変化は抑制されているものの、ヘッドク
ロッグの発生や、BERの増加等、正常な記録再生が行
えなくなっていることがわかる。さらに、潤滑剤の溶剤
としてメチルエチルケトンを用いた比較例4のサンプル
テープにおいては、このメチルエチルケトンが磁性層を
侵してしまい、走行耐久性を劣化させ、正常な記録再生
も不能としていることがわかる。
【0050】ここで、潤滑剤の主成分が異なる実施例1
のサンプルテープと比較例5のサンプルテープについ
て、高温多湿下での保存後の特性変化を調べた。
【0051】具体的には、両サンプルテープを45℃/
80%RHなる環境下に2週間保存し、その後、F/F
e値および走行耐久性について測定した。なお、走行耐
久性は上述した走行耐久性試験と同様にして行い、ダメ
ージが観察された時点におけるパス回数にて評価した。
【0052】この結果、保存後のF/Fe値は、実施例
1のサンプルテープにおいては2.8であったのに対
し、比較例5のサンプルテープにおいては1.2であっ
た。また、保存後の走行耐久性試験におけるパス回数
は、実施例1のサンプルテープにおいては1000回で
あったのに対し、比較例5のサンプルテープにおいては
813回であった。
【0053】保存後のF/Fe値の測定結果と、実施例
1のサンプルテープ、比較例5のサンプルテープ共に、
潤滑剤を塗布した時点においてはF/Fe値が3であっ
たこととを考え合わせると、実施例1のサンプルテープ
では潤滑剤が殆どそのまま磁性層表面に存続されている
が、比較例5のサンプルテープでは磁性層表面の潤滑剤
の保有量が減ってしまっていることがわかる。また、走
行耐久性試験の結果から、実施例1のサンプルテープで
は優れた走行耐久性を示すのに対し、比較例5のサンプ
ルテープでは走行耐久性が劣化していることがわかる。
【0054】これらの結果より、比較例5のサンプルテ
ープにおいては、高温多湿下で保存されることにより潤
滑効果が劣化してしまうが、実施例1のサンプルテープ
においては、高温多湿下で保存しても潤滑効果が変化し
ないことがわかる。したがって、潤滑剤の主成分は、末
端にカルボキシル基を有するパーフルオロポリエーテル
の一級アミン塩よりも三級アミン塩であった方がよいこ
とがわかる。
【0055】以上のように、実施例1,実施例2のサン
プルテープのごとく、潤滑剤の主成分および溶剤が適切
に選択され、且つ、この塗布量が最適化されると、全厚
が7.8μmと非常に薄いものであっても、データスト
レージ用テープとして適用可能な走行耐久性を有するも
のとなることがわかる。
【0056】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、いわ
ゆる塗布型の磁気記録媒体の磁性層に、潤滑剤として末
端にカルボキシル基を有するパーフルオロポリエーテル
の三級アミン塩化合物を塗布すると、摩擦係数が低減す
るので走行耐久性を向上させることができ、全厚が薄い
磁気テープでも走行耐久性の優れたものとなる。
【0057】このため、データストレージ用の磁気テー
プに適用すると、高容量化しても必要な走行耐久性が確
保できる。
フロントページの続き (72)発明者 阿部 新一 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 (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非磁性支持体上に強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、 上記磁性層表面に、末端にカルボキシル基を有するパー
    フルオロポリエーテルの三級アミン塩化合物がトルエン
    に溶解されてなる潤滑剤が塗布されていることを特徴と
    する磁気記録媒体。
  2. 【請求項2】 前記潤滑剤の塗布量は、前記強磁性粉末
    に起因するFe原子とから放出される光電子の量に対す
    る前記末端にカルボキシル基を有するパーフルオロポリ
    エーテルの三級アミン塩化合物に起因するF原子から放
    出される光電子の量が2〜10となるように規定される
    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】 全厚が8μm以下とされていることを特
    徴とする請求項1または請求項2記載の磁気記録媒体。
JP11708894A 1994-05-30 1994-05-30 磁気記録媒体 Pending JPH07326040A (ja)

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