JPH08129746A - 磁気記録媒体 - Google Patents

磁気記録媒体

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JPH08129746A
JPH08129746A JP26784794A JP26784794A JPH08129746A JP H08129746 A JPH08129746 A JP H08129746A JP 26784794 A JP26784794 A JP 26784794A JP 26784794 A JP26784794 A JP 26784794A JP H08129746 A JPH08129746 A JP H08129746A
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JP
Japan
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titanium compound
acyl group
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recording medium
magnetic
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JP26784794A
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English (en)
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Takahiro Kamei
隆広 亀井
Koichi Tanaka
宏一 田中
Hirofumi Kondo
洋文 近藤
Koichi Kawakado
浩一 川角
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 磁性層上のカーボン保護膜を形成し、さらに
上記カーボン保護膜上にアシル基、パーフルオロポリエ
ーテルアシル基およびアルコキシ基を有するチタン化合
物あるいはこのチタン化合物にトリアルキルチオフォス
ファイトを混合させた混合潤滑剤を被着させる。 【効果】 高温多湿下、低温下を含む各種使用条件下に
おいて長期間に亘り、良好な走行性、耐摩耗性、耐久性
を得ることが可能な磁気記録媒体が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気テープ、磁気ディ
スク等の磁気記録媒体に関し、特に走行性、耐摩耗性、
耐久性の改善に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、高密度記録への要求の高まりとと
もに、Co−Ni合金,Co−Cr合金,Co−Ni−
O,Co−O等の金属磁性材料をメッキや真空薄膜形成
手段(真空蒸着法,スパッタリング法,イオンプレーテ
ィング法等)によって、ポリエステルフィルムやポリア
ミド、ポリイミドフィルム等の非磁性支持体上に直接被
着することで磁性層が形成される、いわゆる金属磁性薄
膜型の磁気記録媒体が提案され注目を集めている。
【0003】特に、金属磁性材料を斜め方向から蒸着す
ることで磁性層が形成される,斜方蒸着タイプの磁気記
録媒体は、電磁変換特性に優れ、大きな再生出力が得ら
れることから、磁性層上にさらにカーボン保護膜を形成
したかたちで実用化されている。
【0004】ところで、これら金属磁性薄膜型の磁気記
録媒体は、磁性層表面の平滑性が極めて良好であるた
め、磁気ヘッドやガイドローラ等の摺動部材に対する実
質的な接触面積が大きく、摩擦係数が大きくなる。この
ため、これら摺動部材と凝着現象(いわゆる貼り付き)
を起こし易く、走行性や耐久性に欠ける等問題点が多
い。
【0005】そこで、このような問題点を改善するため
に各種の潤滑剤を使用することが検討されている。例え
ば、高級脂肪酸やそのエステル等を潤滑剤として磁性層
上に内添あるいはトップコートし、これによって摩擦係
数を抑えようとしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、磁気記録媒
体に使用される潤滑剤には、その性質上非常に厳しい特
性が要求され、上述した従来の潤滑剤では対応するのが
難しいのが現状である。
【0007】すなわち、磁気記録媒体に使用される潤滑
剤には、(1)寒冷地での使用に際して所定の潤滑効果
が確保されるように、低温特性に優れること、(2)磁
気ヘッドとのスペーシングが問題となるので極めて薄く
塗布できることと、その場合にも十分な潤滑特性が発揮
されること、(3)長時間使用に耐え、潤滑効果が持続
すること、等が要求される。
【0008】ところが、上記高級脂肪酸やそのエステル
等は、高密度記録を目的としてスペーシングロスを小さ
くすべく、平滑性をより一層高めた磁気記録媒体に対し
ては、潤滑効果が不足し、摩擦走行性および耐久性を十
分に付与することができない。また、特に、高温多湿下
や0℃以下の低温下では潤滑性能が損なわれ、効果が得
られる環境が限られるといった問題もある。
【0009】そこで、本発明は、このような従来の実情
に鑑みて提案されたものであり、各種使用条件下におい
て優れた潤滑性が保たれるとともに、その潤滑性が長時
間にわたり持続される潤滑剤を獲得し、走行性、耐摩耗
性、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。
【0010】
【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検討を重ねた結果、アシル基、
パーフルオロポリエーテルアシル基及びアルコキシ基を
有するチタン化合物、特にこのチタン化合物とトリアル
キルチオフォスファイトの混合物が潤滑剤として好適で
あるとの知見を得るに至った。
【0011】本発明の磁気記録媒体はこのような知見に
基づいて完成されたものであって、非磁性支持体上に、
少なくとも磁性層及びカーボン保護膜が形成されてな
り、上記カーボン保護膜上に、アシル基、パーフルオロ
ポリエーテルアシル基及びアルコキシ基を有するチタン
化合物が保持されていることを特徴とするものである。
【0012】また、上記カーボン保護膜上に、アシル
基、パーフルオロポリエーテルアシル基及びアルコキシ
基を有するチタン化合物とトリアルキルチオフォスファ
イトの潤滑剤混合物が保持されていることを特徴とする
ものである。
【0013】本発明の磁気記録媒体は、非磁性支持体上
に、磁性層、カーボン保護膜が形成され、さらに前記カ
ーボン保護膜上に潤滑剤として、アシル基、パーフルオ
ロポリエーテルアシル基及びアルコキシ基を有するチタ
ン化合物が被着される。このチタン化合物は、例えば化
11の一般式で表される。
【0014】
【化11】
【0015】このような官能基を有するチタン化合物で
は、アルコキシ基がカーボン保護膜表面の−OH基や−
COOH基と常温で反応し、強固な共有結合を形成す
る。このため、各種摺動部材に摺動されたときに、カー
ボン保護膜表面から脱離し難く、潤滑性能が長期間に亘
り維持される。
【0016】また、疎水部にパーフルオロポリエーテル
アシル基が導入されていることにより、例えば温度40
℃,相対湿度80%の高温多湿下においても優れた潤滑
性能を発揮し、媒体の摩擦係数を大きく低減できる。
【0017】さらに、アシル基の鎖長によって融点が制
御され、アシル基を融点が低くなるような鎖長とするこ
とで、温度0℃以下の低温下においても良好な潤滑性能
を発揮する。
【0018】したがって、このようなチタン化合物を潤
滑剤として使用する磁気記録媒体では、走行性、耐久性
を確保するのが難しい高温多湿下、低温下を含めた各種
使用条件下においても、良好な走行性,耐久性が得られ
ることになる。
【0019】上記チタン化合物において、アシル基Ar
は、具体的には化12で表される構造のものが導入され
る。
【0020】
【化12】
【0021】このアシル基Arにおいて、炭素数aは5
〜23であることが必要である。炭素数aが5未満であ
る場合には鎖長が短かすぎ、フロン以外の汎用溶媒、例
えばトルエン,ヘキサン等への溶解が難しくなる。炭素
数aが24以上であると、融点が上昇してしまい、低温
条件下で媒体の摩擦係数が増大する。なお、炭素数aの
より好ましい範囲は10〜23であり、炭素数aをこの
範囲としたときに大きな効果が得られる。但し、各アシ
ル基Arの炭素数aは、それぞれが以上のような適正範
囲内であれば必ずしも互いに等しい必要はない。
【0022】また、パーフルオロポリエーテルアシル基
Rfは、化13,化14,化15のいずれかで表される
構造のものが適当である。
【0023】
【化13】
【0024】
【化14】
【0025】
【化15】
【0026】これらパーフルオロポリエーテルアシル基
Rfの分子量は、特に制約されるものではないが、実用
性の観点から600〜5000程度が好ましく、100
0〜4000がより好ましい。パーフルオロポリエーテ
ルアシル基Rfの分子量が、大き過ぎると末端基の効果
が小さくなり、例えばアルコキシ基によるカーボン保護
膜への吸着作用が薄れる。また、フロン以外の汎用溶
媒、例えばトルエン、ヘキサン等に溶解し難くなる。逆
に、パーフルオロポリエーテルアシル基Rfの分子量が
小さ過ぎると、当該パーフルオロポリエーテルアシル基
Rfによる潤滑効果が損なわれる。
【0027】そして、アルコキシ基ROとしては、カー
ボン保護膜への吸着作用に優れる点から、化16,化1
7,化18で表される構造のものが適当である。
【0028】
【化16】
【0029】
【化17】
【0030】
【化18】
【0031】また、このチタン化合物は、重合度bが1
〜20、より好ましくは1〜10であるのが望ましい。
【0032】以上のような官能基を有するチタン化合物
は、それ単独でも媒体の摩擦係数を十分に低減するが、
このチタン化合物にさらにトリアルキルチオフォスファ
イトを混合して用いると、潤滑性能がより一層向上し、
媒体のシャトル耐久性,スチル耐久性等が改善される。
トリアルキルチオフォスファイトとしては、例えば化1
9で表されるものが用いられる。
【0033】
【化19】
【0034】このトリアルキルチオフォスファイトの炭
素数nは9〜15であることが望ましい。炭素数nが1
6以上であると、汎用溶媒であるトルエン、ヘキサン等
に対する溶解性が劣化する。また、炭素数nが8以下で
あると、炭化水素基が短くなるため、媒体の摩擦係数を
低減する効果が不足する。
【0035】このようなチタン化合物あるいはチタン化
合物とトリアルキルチオフォスファイトの混合潤滑剤
を、カーボン保護膜上に保持せしめる方法としては、チ
タン化合物あるいはチタン化合物とトリアルキルチオフ
ォスファイトの混合潤滑剤を溶媒に溶解させて潤滑剤溶
液を調製し、これをカーボン保護膜表面にトップコート
する方法が挙げられる。この場合、潤滑剤の塗布量とし
ては、0.5〜100mg/m2 であることが望まし
く、1〜20mg/m2 であることがより好ましい。ま
た、トリアルキルチオフォスファイトとチタン化合物を
混合する場合、チタン化合物は、混合潤滑剤全体に対す
るモル分率が0.1〜0.9となるような量で混合する
のが望ましい。
【0036】以上のように本発明では、所定の官能基を
有するチタン化合物あるいはこのチタン化合物とトリア
ルキルチオフォスファイトとの混合潤滑剤を用いるが、
非磁性支持体、磁性層、保護膜には例えば以下のような
材質が使用される。
【0037】まず、非磁性支持体としては、磁気記録媒
体において通常使用されているものがいずれも使用可能
である。例えば、ポリエチレンテレフタレート等のポリ
エステル類、ポリエチレン,ポリプロピレン等のポリオ
レフィン類、セルローストリアセテート,セルロースダ
イアセテート,セルロースブチレート等のセルロース誘
導体、ポリ塩化ビニル,ポリ塩化ビニリデン等のビニル
系樹脂、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド等
の高分子材料の他、アルミニウム合金,チタン合金等の
軽金属、アルミナガラス等のセラミック等が挙げられ
る。非磁性支持体にアルミニウム合金板やガラス板等の
剛性を有する基板を使用した場合には、基板表面にアル
マイト処理等の酸化被膜やNi−P被膜等を形成してそ
の表面を硬くするようにしてもよい。
【0038】上記磁性層は、金属磁性材料を、メッキや
スパッタリング,真空蒸着等のPVDの手法によって非
磁性支持体上に被着させることで形成される、金属磁性
薄膜である。
【0039】金属磁性薄膜としては、Fe,Co,Ni
等の金属や、Co−Ni系合金,Co−Pt系合金,C
o−Pt−Ni系合金,Fe−Co系合金,Fe−Ni
系合金,Fe−Co−Ni系合金,Fe−Ni−B系合
金,Fe−Co−B系合金,Fe−Co−Ni─B系合
金等からなる面内磁化記録タイプの金属磁性膜が挙げら
れる。この他、Co−Cr系合金等からなる垂直磁化記
録タイプの金属磁性膜であっても良い。
【0040】このうち、面内磁化記録タイプの金属磁性
薄膜の場合には、非磁性支持体上にBi,Sb,Pb,
Sn,Ga,In,Ge,Si,Tl等の低融点非磁性
材料の下地層を形成しておき、この下地層の上から金属
磁性材料を垂直方向から蒸着あるいはスパッタすること
で金属磁性薄膜を形成すると良い。この下地層上から金
属磁性材料を被着させると、低融点非磁性材料が金属磁
性薄膜中に拡散し、当該金属磁性薄膜の配向性が解消さ
れて面内等方性が確保されるとともに、抗磁性が向上す
る。
【0041】また、潤滑剤が塗布されるカーボン保護膜
は、スパッタリングで成膜するのが一般的であるが、特
に限定されるものではなく、各種PVD法が採用可能で
ある。このとき、カーボン保護膜の膜厚は、スペーシン
グロスを小さく抑えながら十分な保護効果を得るため
に、2〜100nmが望ましく、5〜30nmがより望
ましい。
【0042】以上が本発明の基本的な構成であるが、本
発明の磁気記録媒体には、通常の磁気記録媒体と同様、
さらに各種要素を付加してより一層の特性の改善を図る
ようにしても良い。
【0043】例えば、カーボン保護膜上に潤滑剤ととも
に防錆剤をトップコートするようにしても良い。防錆剤
としては、例えばフェノール類、ナフトール類、キノン
類、窒素原子を含む複素環化合物、酸素原子を含む複素
環化合物、硫黄原子を含む複素環化合物等が使用でき
る。これら防錆剤は、潤滑剤と混合して用いても良く、
潤滑剤とは別に、保護膜上に塗布しておき、この防錆剤
を塗布した上から潤滑剤を塗布するといったように、潤
滑剤層とは異なる層としても良い。
【0044】また、非磁性支持体の磁性層が形成される
側の面に下塗層を形成したり、磁性層が形成される側と
は反対側の面にバックコート層を形成するようにしても
良い。このうち、バックコート層は、樹脂結合剤に、導
電性を付与するためのカーボン系微粉末や表面粗度をコ
ントロールするための無機顔料を添加し、これを塗布す
ることで形成される。なお、このバックコート層に上述
の潤滑剤混合物を内添あるいはトップコートするように
しても良い。
【0045】
【作用】アシル基、パーフルオロポリエーテルアシル基
及びアルコキシ基を有するチタン化合物では、アルコキ
シ基がカーボン保護膜表面の−OH基や−COOH基と
常温で反応し、強固な共有結合を形成する。このため、
各種摺動部材に摺動されたときに、カーボン保護膜表面
から脱離し難く、潤滑性能が長期間に亘り維持される。
【0046】また、疎水部にパーフルオロポリエーテル
アシル基が導入されていることにより、例えば温度40
℃,相対湿度80%の高温多湿下においても優れた潤滑
性能を発揮し、媒体の摩擦係数を大きく低減できる。
【0047】さらに、アシル基の鎖長によって融点が制
御され、アシル基を融点が低くなるような鎖長とするこ
とで、温度0℃以下の低温下においても良好な潤滑性能
を発揮する。
【0048】したがって、このようなチタン化合物を潤
滑剤として使用する磁気記録媒体では、各種使用条件下
において、良好な走行性,耐久性が得られることにな
る。
【0049】なお、このチタン化合物にさらにトリアル
キルチオフォスファイトを混合すると、潤滑性能がより
一層向上し、媒体のシャトル耐久性,スチル耐久性等が
さらに改善される。
【0050】
【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ないこ
とは言うまでもない。
【0051】本実施例で潤滑剤として用いたチタン化合
物およびトリアルキルチオフォスファイトは下記の通り
である。
【0052】すなわち、本実施例で用いたチタン化合物
は、化20の一般式で表され、アシル基ArがCH
3 (CH2 a COO−、アルコキシ基ROが(C
3 2 CH−O−であり、またパーフルオロポリエー
テルアシル基Rfの種類、前記アシル基の炭素数a、化
合物の重合度bが表1に示す通りのチタン化合物(チタ
ン化合物1〜チタン化合物30)と、化20の一般式で
表され、アシル基ArがCH3(CH2 a COO−、
アルコキシ基ROが(CH3 2 CH−O−、化合物の
重合度bが1であり、またパーフルオロポリエーテルア
シル基Rfの種類、前記アシル基の炭素数aが表2及び
表3に示す通りのチタン化合物(チタン化合物31〜チ
タン化合物72)である。
【0053】
【化20】
【0054】
【表1】
【0055】
【表2】
【0056】
【表3】
【0057】但し、表1〜表3のパーフルオロポリエー
テルアシル基の欄に記載したA,B,Cは、それぞれ化
21、化22,化23で表されるパーフルオロポリエー
テルアシル基を示す。
【0058】
【化21】
【0059】
【化22】
【0060】
【化23】
【0061】また、トリアルキルチオフォスファイトは
化24で表されるものである。
【0062】
【化24】
【0063】以下の実施例1〜実施例240では、これ
らチタン化合物あるいはチタン化合物とトリアルキルチ
オフォスファイトの混合物を潤滑剤として磁気テープを
作製し、その潤滑性能を検討した。
【0064】実施例1 10μm厚のポリエチレンテレフタレートフィルムに、
斜方蒸着法によりCo−Ni合金を被着させ、膜厚10
0nmの金属磁性薄膜を形成した。
【0065】次に、この金属磁性薄膜表面にスパッタリ
ングにより膜厚15nmのカーボン保護膜を形成した。
【0066】そして、カーボン保護膜表面に、チタン化
合物1を溶解させた潤滑剤溶液を塗布して潤滑剤膜を形
成し、8mm幅に裁断することで磁気テープを作製し
た。
【0067】実施例2〜実施例30 潤滑剤溶液に溶解させるチタン化合物として表4に示す
チタン化合物を用いること以外は実施例1と同様にして
磁気テープを作製した。
【0068】
【表4】
【0069】実施例31〜実施例240 潤滑剤溶液として、表5〜表11で示すチタン化合物と
化24で表されるトリアルキルチオフォスファイトの混
合潤滑剤を溶解させたものを用いること以外は実施例1
と同様にして磁気テープを作製した。なお、混合潤滑剤
のチタン化合物のモル分率は表5〜表11に示す通りで
ある。
【0070】
【表5】
【0071】
【表6】
【0072】
【表7】
【0073】
【表8】
【0074】
【表9】
【0075】
【表10】
【0076】
【表11】
【0077】比較例1〜比較例3 潤滑剤溶液として、化25の一般式で表され、パーフル
オロポリエーテルアシル基Rfの種類が表12で示され
る通りの化合物を溶解させた潤滑剤溶液を用いること以
外は実施例1と同様にして磁気テープを作製した。
【0078】
【化25】
【0079】
【表12】
【0080】比較例4〜比較例6 潤滑剤溶液として、化26の一般式で表され、パーフル
オロポリエーテルアシル基Rfの種類が表13で示され
る通りの化合物を溶解させた潤滑剤溶液を用いること以
外は実施例1と同様にして磁気テープを作製した。
【0081】
【化26】
【0082】
【表13】
【0083】以上のようにして作製された各磁気テープ
について、温度25℃湿度60%条件下、温度40℃湿
度80%条件下及び温度−5℃条件下のそれぞれで、摩
擦係数、スチル耐久性およびシャトル耐久性を測定し
た。
【0084】なお、スチル耐久性は、ポーズ状態で出力
が−3dBまで減衰する時間を測定することで評価し
た。また、シャトル耐久性は、2分間のシャトル走行を
シャトル走行1回として繰り返し行い、出力が−3dB
低下するまでのシャトル回数を測定することで評価し
た。その結果を、表14〜表30に示す。
【0085】
【表14】
【0086】
【表15】
【0087】
【表16】
【0088】
【表17】
【0089】
【表18】
【0090】
【表19】
【0091】
【表20】
【0092】
【表21】
【0093】
【表22】
【0094】
【表23】
【0095】
【表24】
【0096】
【表25】
【0097】
【表26】
【0098】
【表27】
【0099】
【表28】
【0100】
【表29】
【0101】
【表30】
【0102】表14〜表30を見てわかるように、潤滑
剤としてアシル基、パーフルオロポリエーテルアシル基
及びアルコキシ基を有するチタン化合物を用いた実施例
1〜実施例30の磁気テープ、および、潤滑剤としてそ
のようなチタン化合物とアルキルチオフォスファイトの
潤滑剤混合物を用いた実施例31〜実施例240の磁気
テープは、比較例1の磁気テープに比べて、特に高温多
湿条件下及び低温条件下において摩擦係数が低く、良好
なスチル耐久性、シャトル耐久性が得られている。
【0103】このことから、アシル基、パーフルオロポ
リエーテルアシル基及びアルコキシ基を有するチタン化
合物は潤滑剤として好適であり、これを用いることで高
温多湿条件及び低温条件を含めた各種使用条件下におい
て優れた走行性、耐摩耗性、耐久性を発揮する磁気記録
媒体が得られることがわかった。
【0104】また、特に実施例31〜実施例240の磁
気テープは、潤滑剤としてアシル基、パーフルオロポリ
エーテルアシル基及びアルコキシ基を有するチタン化合
物のみを用いた実施例1〜実施例30の磁気テープに比
べて、スチル耐久性、シャトル耐久性が良好な値になっ
ている。
【0105】このことから、アシル基、パーフルオロポ
リエーテルアシル基及びアルコキシ基を有するチタン化
合物にトリアルキルチオフォスファイトを混合すると、
より一層潤滑性能が向上し、媒体の耐摩耗性、耐久性が
さらに改善されることがわかった。
【0106】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の磁気記録媒体は、磁性層上のカーボン保護膜が形成
され、さらに上記カーボン保護膜上にアシル基、パーフ
ルオロポリエーテルアシル基およびアルコキシ基を有す
るチタン化合物あるいはこのチタン化合物にトリアルキ
ルチオフォスファイトを混合させた混合潤滑剤を被着さ
せるので、高温多湿下、低温下を含む各種使用条件下に
おいて長期間に亘り、良好な走行性、耐摩耗性、耐久性
を得ることが可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川角 浩一 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 (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非磁性支持体上に、少なくとも磁性層及
    びカーボン保護膜が形成されてなり、 上記カーボン保護膜上に、アシル基、パーフルオロポリ
    エーテルアシル基及びアルコキシ基を有するチタン化合
    物が保持されていることを特徴とする磁気記録媒体。
  2. 【請求項2】 上記カーボン保護膜上に、アシル基、パ
    ーフルオロポリエーテルアシル基及びアルコキシ基を有
    するチタン化合物とトリアルキルチオフォスファイトの
    潤滑剤混合物が保持されてい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】 チタン化合物が化1で表されることを特
    徴とする請求項1または請求項2記載の磁気記録媒体。 【化1】
  4. 【請求項4】 チタン化合物のアシル基が化2で表され
    る構造であることを特徴とする請求項1,請求項2また
    は請求項3記載の磁気記録媒体。 【化2】
  5. 【請求項5】 チタン化合物のパーフルオロポリエーテ
    ルアシル基が化3,化4,化5のいずれかで表される構
    造であることを特徴とする請求項1,請求項2または請
    求項3記載の磁気記録媒体。 【化3】 【化4】 【化5】
  6. 【請求項6】 チタン化合物のアルコキシ基が化6,化
    7,化8で表される構造であることを特徴とする請求項
    1,請求項2または請求項3記載の磁気記録媒体。 【化6】 【化7】 【化8】
  7. 【請求項7】 チタン化合物の重合度bが1〜20であ
    ることを特徴とする請求項1,請求項2または請求項3
    記載の磁気記録媒体。
  8. 【請求項8】 トリアルキルチオフォスファイトが化9
    で表されることを特徴とする請求項2記載の磁気記録媒
    体。 【化9】
  9. 【請求項9】 トリアルキルチオフォスファイトが化1
    0で表され、炭素数nが9〜15であることを特徴とす
    る請求項8記載の磁気記録媒体。 【化10】
  10. 【請求項10】 チタン化合物の潤滑剤混合物中のモル
    分率が0.1〜0.9であることを特徴とする請求項2
    記載の磁気記録媒体。
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