JPH0746419B2

JPH0746419B2 - 磁気記録媒体

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Publication number: JPH0746419B2
Application number: JP61199678A
Authority: JP
Inventors: 徹三宅; 寧中野
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1986-08-25
Filing date: 1986-08-25
Publication date: 1995-05-17
Anticipated expiration: 2010-05-17
Also published as: DE3789130D1; DE3789130T2; JPS6355722A; EP0257599B2; DE3789130T3; EP0257599B1; EP0257599A2; EP0257599A3; US4812358A

Description

【発明の詳細な説明】イ．産業上の利用分野本発明は磁気テープ、磁気シート、磁気ディスク等の磁
気記録媒体に関するものである。

ロ．従来技術一般に、磁気テープ等の磁気記録媒体は、磁性粉、バイ
ンダー樹脂等からなる磁性塗料を支持体上に塗布、乾燥
することによって製造される。

こうした磁気記録媒体、特にビデオテープにおいては、
媒体の導電性、摩擦係数、表面性（即ち、電磁変換特
性）、耐摩耗性等といった特性のうち、いくつかを同時
に満足するためにカーボンブラックを併用する技術は、
従来、特開昭59-5426号、59-16141号、58-218039号、58
-211321号、特公昭53-20203号、54-9041号、57-4968号
等の各公報に示すものが知られている。

しかし、表面を粗すことなく（即ち、磁気記録媒体の電
磁変換特性を落とすことなく）、導電性に優れ、かつ摩
擦係数の低い（即ち、走行性が良好で耐摩耗性に優れ
る）記録媒体を提供するには不十分であった。

即ち、上記した従来技術において、常に粒径40mμ以下
のカーボンブラックを使用したものでは、導電性が必ず
しも高められるとは限らない。例えば、粒径23mμのカ
ーボンは単独で使用する場合、磁性層に、磁性粉100重
量部に対して15重量部以上入れないと表面比抵抗が10¹⁰
Ω/sq以下にならない。しかし、そのように多量のカー
ボンを添加すると、電磁変換特性が低下する。また、粒
径40mμ以下のカーボンブラックでは、磁性層表面の摩
擦が大きくなってしまう。それを補うために、潤滑剤を
多量に添加すると、電磁変換特性の低下やブリードアウ
ト等の現象を起こす。粒径50mμ以上のカーボンブラッ
クは多量に使用すると、電磁変換特性が低下する。ま
た、粒径50mμ以上のカーボンブラックでは、必ずしも
導電性を高められるとは限らない。粒径30mμより小でB
ET500m²/g以上のカーボンブラックや、粒径40mμ以上の
カーボンブラックともに、一般に、電磁変換特性を低下
させる。

ハ．発明の目的本発明の目的は、電磁変換特性を落とすことなく、導電
性、走行耐久性を高めた磁気記録媒体を提供することに
ある。

ニ．発明の構成及びその作用効果即ち、本発明は、比表面積がBET値で80m²/g以上、900m²
/g未満であり、かつ、吸油量がDBP値で110ml/100g以
上、200ml/100g以下である第１のカーボンブラックと、
比表面積がBET値で50m²/g以上、900m²/g未満であり、か
つ、吸油量がDBP値で55ml/100g以上、110ml/100g未満で
ある第２のカーボンブラックとが磁性層に含有され、前
記第１のカーボンブラックと第２のカーボンブラックと
の吸油量の差がDBP値で5ml/100g以上であることを特徴
とする磁気記録媒体に係るものである。

本発明によれば、BET値及び吸油量を夫々特定範囲に有
する第１のカーボンブラックと第２のカーボンブラック
とを併用しているので、従来技術についての既述した欠
陥が十分に解消されることが判明したのである。即ち、
第１又は第２のカーボンブラックは、BET値が80又は50m
²/g以上、900m²/g未満と比較的大きいことから、高密度
記録、高電磁変換特性を示す傾向があるが、各カーボン
ブラックの吸油量によって分散性が良好に維持されるの
に加えて、摩擦係数を減少させ、遮光性も良くなる。し
かも、導電性の向上については、第１のカーボンブラッ
クが110ml/100g以上の吸油量を示すために比較的ストラ
クチャー構造をとり易く、高い導電性を示し、また摩擦
を低下させることができる。

なお、上記において、第１のカーボンブラックのBET値
は80m²/g以上、400m²/g未満、更には80m²/g以上、200m²
/g未満とするのが望ましい。また、その吸油量も実際的
には200ml/100g以下、更には110〜160ml/100gとするの
がよい。第２のカーボンブラックは、添加量を高くして
も表面性が悪くならず、電磁変換特性が低下しない。第
２のカーボンブラックは、添加量を高くしても表面性が
悪くならず、電磁変化特性が低下しない。第２のカーボ
ンブラックについても、BET値の望ましい範囲は上記の
第１のカーボンブラックのものと同様であってよい。

本発明において、上記の効果を得る上で、カーボンブラ
ックの添加量は、第１及び第２のカーボンブラックの合
計量で磁性粉100重量部に対して３〜20重量部であるの
がよく、３〜15重量部であるのが更によい。また、両カ
ーボンブラックの比率にも望ましい範囲があり、磁性粉
100重量部に対して第１のカーボンブラックは0.1〜10重
量部（更には0.1〜５重量部）、第２のカーボンブラッ
クは３〜15重量部（更には５〜12重量部）であるのが望
ましい。

本発明で使用可能な第１のカーボンブラックとしては、
例えばコロンビアンカーボン社製のラーベン3200、ラー
ベン825、キャボット社製のバルカン（Vulcan）−Ｐ、
バルカン−９、ブラック・パールズ−700、三菱化成社
製の＃40、＃30、MA-600等が挙げられる。第２のカーボ
ンブラックとしては、コロンビアンカーボン社製のラー
ベン（Raven）1035、ラーベン1255、ラーベン1000、ラ
ーベン2000、キャボット社製のブラック・パールズ（Bl
ack Pearls）−Ｌ、ブラック・パールズ1000、ブラック
・パールズ900、モナーク（Monarck）−800、三菱化成
社製のCF-9等が挙げられる。

なお、上記において、「比表面積」とは、単位重量あた
りの表面積をいい、平均粒子径とは全く異なった物理量
であり、例えば平均粒子径は同一であっても、比表面積
が大きなものと、比表面積が小さいものが存在する。比
表面積の測定は、例えばまず、磁性粉末を250℃前後で3
0〜60分加熱処理しながら脱気して、該粉末に吸着され
ているものを除去し、その後、測定装置に導入して、窒
素の初期圧力を0.5kg/m²に設定し、窒素により液体窒素
温度（−195℃）で吸着測定を行う（一般にB.E.T法と称
されている比表面積の測定方法。詳しくはJ.Ame.Chem.S
oc,60 309（1938）を参照）。この比表面積（BET値）の
測定装置には、湯浅電池（株）ならびに湯浅アイオニク
ス（株）の共同製造による「粉粒体測定装置（カンター
ソープ）」を使用することができる。比表面積ならびに
その測定方法についての一般的な説明は「粉体の測定」
（J.M,DALLAVALLE,CLYDEORR Jr 共著、弁田その他訳；
産業図書社刊）に詳しく述べられており、また「化学便
覧」（応用編、1170〜1171頁、日本化学会編、丸善
（株）昭和41年４月30日発行）にも記載されている（な
お前記「化学便覧」では、比表面積を単に表面積(m²/g
r)と記載しているが、本明細書における比表面積と同一
のものである。）。

また、上記の「吸油量（DBP法）」については、顔料粉
末100gにDBP（Dibutylphthalate）を少しずつ加え、練
り合わせながら顔料の状態を観察し、ばらばらに分散し
た状態から一つの塊をなす点を見出したときのDBPのml
数をDBP吸油量とする。

本発明の磁気記録媒体は、例えば第１図に示すように、
支持体１上に磁性層２を有している。また磁性層２とは
反対側の面にBC層３が設けられている。このBC層は設け
られてよいが、設けなくてもよい。磁性層２に使用され
る磁性粉末、特に強磁性粉末としては、γ‐Fe₂O₃、Co
含有γ‐Fe₂O₃、Fe₃O₄、Co含有Fe₃O₄等の磁性粉が挙げ
られる。これらのうち、Co含有酸化鉄が望ましい。ま
た、磁性粉のBET値は35m²/g以上、更には40m²/g以上の
場合は効果が著しい。磁性層２には、上述した第１及び
第２のカーボンブラックの他、潤滑材（例えばシリコー
ンオイル、グラファイト、二硫化モリブデン、二硫化タ
ングステン、炭素原子数12〜20の一塩基性脂肪酸（例え
ばステアリン酸）と炭素原子数が３〜26個の一価のアル
コールからなる脂肪酸エステル等）、帯電防止剤（例え
ばグラファイト）等を添加してよい。また、非磁性研磨
材粒子も添加してよいが、これにはアルミナ（α‐Al₂O
₃（コランダム）等）、人造コランダム、溶融アルミ
ナ、炭化ケイ素、酸化クロム、ダイヤモンド、人造ダイ
ヤモンド、ザクロ石、エメリー（主成分：コランダムと
磁鉄鉱）等が使用される。この研磨材の含有量は磁性粉
に対して20重量部以下が好ましく、またその平均粒子径
は0.5μｍがよく、0.4μｍ以下が更によい。

また、磁性層のバインダー樹脂として少なくともポリウ
レタンを使用できるが、これは、ポリオールとポリイソ
シアネートとの反応によって合成できる。ポリウレタン
と共に、フェノキシ樹脂及び／又は塩化ビニル系共重合
体も含有せしめれば、磁性層に適用する場合に磁性粉の
分散性が向上し、その機械的強度が増大する。但し、フ
ェノキシ樹脂及び／又は塩化ビニル系共重合体のみでは
層が硬くなりずぎるがこれはポリウレタンの含有によっ
て防止でき、支持体又は下地層との接着性が良好とな
る。また、上記以外にも、バインダー樹脂として繊維素
系樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、反応型樹脂、電
子線照射硬化型樹脂が使用されてもよい。

また、BC層３にも、磁性層２に用いた本発明による上記
カーボンブラックを添加してよい。

また、第１図の磁気記録媒体は、磁性層２と支持体１と
の間に下引き層（図示せず）を設けたものであってよ
く。或いは下引き層を設けなくてもよい（以下同様）。
また支持体にコロナ放電処理を施してもよい。

また、支持体１の素材としては、ポリエチレンテレフタ
レート、ポリプロピレン等のプラスチック、Al、Zn等の
金属、ガラス、BN、Siカーバイド、磁器、陶器等のセラ
ミックなどが使用される。

なお、上記の磁性層等の塗布形成時には、塗料中に架橋
剤としての多官能イソシアネートを所定量添加しておく
のが磁性層を強固にできる点で望ましい。こうした架橋
剤としては、既述した多官能ポリイソシアネートの他、
トリフェニルメタントリイソシアネート、トリスー（ｐ
−イソシアネートフェニル）チオホスファイト、ポリメ
チレンポリフェニルイソシアネート等が挙げられる、メ
チレンジイソシアネート系、トリレンジイソシアネート
系が良い。なお、磁性層を電子線照射等で硬化させると
きは、イソシアネート化合物の添加は省略してもよいが
添加してあってもよい。

第２図は、他の磁気記録媒体を示すものであるが、第１
図の媒体の磁性層２上にOC層４が設けられている。この
OC層４は、磁性層２を損傷等から保護するために設けら
れるが、そのために滑性が十分である必要がある。そこ
で、OC層４のバインダー樹脂として、上述の磁性層２に
使用したウレタン樹脂を（望ましくはフェノキシ樹脂及
び／又は塩化ビニル系共重合体を併用して）使用する。
OC層４の表面粗さは特にカラーS/Nとの関連でRa≦0.02
μｍ、Rmax≦0.13μｍとするのがよい。この場合、支持
体１の表面粗さをRa≦0.03μｍ、Rmax≦0.13μｍとし、
平滑な支持体１を用いるのが望ましい。

第３図は、磁気ディスクとして構成された磁気記録媒体
を示し、支持体１の両面に上述と同様の磁性層２、OC層
４が夫々設けられており、OC層４には上述のウレタン樹
脂を主成分とするバインダー樹脂が含有せしめられてよ
い。

ホ．実施例以下、本発明を具体的な実施例につき説明する。但し、
以下において「部」は重量部を表す。

第４図に示した実施例１〜11、比較例１〜４の各組成に
てボールミルで分散した磁性粉分散塗液を、ポリイソシ
アネート添加後に厚さ15μｍのポリエチレンテレフタレ
ートベースの片面に押出しコーターにて塗布し、乾燥さ
せ、カレンダー表面処理を施した後、1/2インチ幅に断
裁した。この時、磁性層の膜厚は平均4.0μであった。

各ビデオテープについて次の測定を行ったところ、下記
表に示す結果が得られた。

RF出力:RF出力測定用VTRデッキを用いて4MHzでのRF出力
を測定し、100回再生後の、実施例９を基準（0dB）とし
て低下している値を示した（単位:dB）ルミS/N:測定器はシバソク社製ノイズメーター（925D/
1）を使用し、比較例１を基準テープ（0dB）とし、それ
に対する差で表示した。ハイパスフィルターは4.2MHz、
ローパスフィルターは10kHzで行った。VTRはJVC HR-D12
0を使用した。

クロマS/N:RF出力と同様。

摩擦係数：ヘッドシリンダーの入口、出口に於けるテー
プテンションを測定してを求めた。

表面比抵抗：表面電位計で測定。

ドロップアウト：再生画面上でのキズの発生個数。

走行性テスト:40℃、80％にて200時間連続して試料テー
プをビデオデッキで走行させてRF出力の低下、スキュ
ー、粉落ちを測定した。

この結果から、本発明に基づいて２種のカーボンブラッ
クを併用した場合（実施例１〜11、特に実施例１〜
８）、比較例に比べて次の点で優れていることが分か
る。

（１）高いレベルの電磁変換特性が得られる。

（２）１×10¹⁰Ω/sq以下の表面比抵抗（導電性）が得
られる。この結果として、ホコリが付着しにくく、ドロ
ップアウトが低くなる。

（３）磁性層表面の摩擦係数が下げられる。結果とし
て、走行耐久性の優れた記録体が得られる。

（４）上記のようなカーボンブラック系を用いると、磁
性塗液の分散安定性が向上し、凝集物ができにくくなる
ため、ドロップアウトが低減する。

また、上述の実施例において、カーボンブラックの
（総）添加量を変化させ、RF出力を測定した結果を第５
図に示したが、本発明に基づく例の方が出力低下が著し
く少ないことが分かる。

次に、第６図のように、更に各種のカーボンブラックを
使用した実施例12、比較例５〜16について、得られた媒
体の特性をカーボンブラックの各物理量との関係で測定
した結果を第７図〜第10図に示した。尚、実施例２にお
いて、バルカーンＰの代わりに比表面積（BET値）95m²/
g、吸油量（DBP値）150ml/100gのカーボンブラックを用
いた以外は同様に行った場合（実施例13）のRF出力は＋
0.6dBであり、又、実施例２において、バルカン−Ｐの
代わりに比表面積（BET値）850m²/g、吸油量（DBP値）1
50ml/100gのカーボンブラックを用いた以外は同様に行
った場合（実施例14）のRF出力は＋0.6dBであり、又、
比較例13において、旭サーマルの代わりに比表面積（BE
T値）45m²/g、吸油量（DBP値）85ml/100gのカーボンブ
ラックを用いた以外は同様に行った場合（比較例17）の
RF出力は−0.8dBであり、又、比較例11において、ネオ
スペクトラAGの代わりに比表面積（BET値）300m²/g、吸
油量（DBP値）115ml/100gのカーボンブラックを用いた
以外は同様に行った場合（比較例18）のRF出力は−0.5d
Bであった。

第７図：第１のカーボンブラック（バルカン−Ｐ）を固
定して、第２のカーボンブラックのBET値に応じたRF出
力を示した（実施例１、２、３及び比較例13、14、のデ
ータ）。

第８図：第１のカーボンブラック（バルカン−Ｐ）を固
定して、第２のカーボンブラックのDBP吸油量に応じたR
F出力を示した（実施例１、２、３、５及び比較例11、1
2のデータ）。

第９図：第２のカーボンブラック（ラーベン−1035）を
固定して、第１のカーボンブラックのBET値に応じたRF
出力を示した（実施例２、12及び比較例５、６、７、８
のデータ）。

第10図：第２のカーボンブラック（ラーベン−1035）を
固定して、第１のカーボンブラックのDBP吸油量に応じ
た動摩擦係数を示した（実施例２及び比較例５、６、
９、10、15、16のデータ）。

以上より、第１のカーボンブラックのBET値を80m²/g以
上、900m²/g未満にしないと高出力が得られず、またそ
の吸油量も110ml/100g以上で摩擦係数を著しく下げるこ
と、更に第２のカーボンブラックのBET値を50m²/g以上
とすればRF出力を向上させ、またその吸油量も110ml/10
0g未満とすることによってRF出力を向上させることがで
きる。このように、本発明の範囲に限定することの優位
性が顕著であることが分かる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであって、第１図、第２図、第３図は各例による磁気記録媒体の一
部分の各拡大断面図、第４図は各例によるテープの磁性塗料組成をまとめて示
す表、第５図はカーボンブラック添加量によるRF出力変化を示
すグラフ、第６図は更に他の各例によるテープの磁性塗料組成をま
とめて示す表、第７図、第８図、第９図、第10図はカーボンブラックの
物理量を変化させたときの各特性を示すグラフである。なお、図面に用いられている符号において、２……磁性層３……バックコート層（BC層）である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】比表面積がBET値で80m²/g以上、900m²/g未
満であり、かつ、吸油量がDBP値で110ml/100g以上、200
ml/100g以下である第１のカーボンブラックと、比表面積がBET値で50m²/g以上、900m²/g未満であり、か
つ、吸油量がDBP値で55ml/100g以上、110ml/100g未満で
ある第２のカーボンブラックとが磁性層に含有され、前記第１のカーボンブラックと第２のカーボンブラック
との吸油量の差がDBP値で5ml/100g以上であることを特
徴とする磁気記録媒体。