JPH0845059A

JPH0845059A - 非磁性多成分粒子を含むバックコーティングを有する磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH0845059A
Application number: JP7083764A
Authority: JP
Inventors: Kam W Law; カム・ワー・ロー; James A Greczyna; ジェイムズ・アンソニー・グレツィナ; Leslie M Wolff; レスリー・マリー・ウルフ; Milind B Sabade; ミリンド・バルワント・サバデ; Kevin R Katzenmaier; ケビン・ロジャー・カッツェンマイヤー
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1994-04-15
Filing date: 1995-04-10
Publication date: 1996-02-16
Also published as: US5607747A; CN1116350A; EP0677839A2; EP0677839A3; KR950034095A; CA2145840A1

Abstract

(57)【要約】【目的】優れた走行性を有する磁気記録媒体を提供す
る。【構成】２つの主表面を有する基材、該基材の１つの
主表面上に供給された磁性層、及び該基材の他の主表面
上に供給されたバックコーティングを有してなる磁気記
録媒体であって、該バックコーティングが、ポリマーバ
インダー中に分散された非磁性多成分粒子を含み、該粒
子は、７又はそれ以下のモース硬度を有する第１成分及
び７より大きいモース硬度を有する第２成分を含む磁気
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、磁気記録媒体、特に非
磁性粒子を含むバックコーティングを有する磁気記録媒
体に関する。

【０００２】

【従来の技術】オーディオ及びビデオ磁気記録テープ、
並びにコンピュータカートリッジテープのような磁気記
録媒体は、非磁性基材上に供給された磁気記録層から構
成されている。磁気記録媒体の性能は、部分的には基材
の裏面の表面特性に依存する。基材の裏面が平滑すぎる
と、基材と記録／再生装置のガイド表面との間の摩擦係
数が実質的に増加する傾向がある。その結果、磁気記録
媒体の走行性が影響を受け、信号の通常の記録及び再生
が阻害される。このような問題を解決するために、バッ
クコーティングを非磁性基材の裏面に被覆し、不規則で
粗面化された表面を形成し、これにより裏面の摩擦係数
を減少させる。

【０００３】バックコーティングは、一般にバインダー
中に分散された非磁性顔料を含む。研究者により、種々
の量及び寸法の、特定のモース硬度を持つ顔料を含ませ
ることにより、磁気記録媒体の特性を改良することが提
案されている。モース硬度は、相互に引っ掻く相対的能
力に従って標準鉱物をランク付けする硬度の尺度であ
る。例えば、カーク・オスマー（Ｋirk-Ｏthmer）、エ
ンサイクロベディア・オブ・ケミカル・テクノロジー
（Ｅncyclopedia of Ｃhemical Ｔechnology）第１２巻
１２４頁（第３版１９８０年）参照。

【０００４】米国特許第５，２０８，０９１号［ヤナギ
タ（Ｙanagita）ら］は、磁気記録媒体のバックコーテ
ィング層の突起を開示しており、これにより走行耐久性
が改良され、高周波（ＲＦ）出力の低下を小さくできる
と言われている。ヤナギタらの米国特許は、幾つかの非
磁性粒子を有用なものとして記載している。記載された
無機粒子は、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウ
ム、酸化クロム、炭化ケイ素、炭化カルシウム、酸化亜
鉛、α−Ｆe₂Ｏ₃、タルク、カオリン、硫酸カルシウ
ム、窒化ホウ素、フッ化亜鉛、二酸化モリブデン、炭化
カルシウム、及び硫酸バリウムを含んでいる。これら無
機粒子と組み合わせて有用であるとされている有機粉末
には、ベンゾグアナミン系樹脂、メラミン樹脂、フタロ
シアニン系顔料及びカーボンブラックが含まれる。ヤナ
ギタらの米国特許第５欄２７〜４５行参照。

【０００５】米国特許第５，２１９，６５２号［シマサ
キ（Ｓhimasaki）］は、球状粒子をバックコーティング
に含ませることにより、磁気記録媒体の摩擦係数を減少
し安定化することを記載している。シマサキの米国特許
によれば、粒子は、二酸化ケイ素の球状粒子、サーマル
ブラック、メラミンホルムアルデヒド縮合生成物の微粒
子などから選択できる。シマサキの米国特許第２欄６２
〜６７行参照。シマサキは、上記球状粒子をバックコー
ティング層に添加した場合、バックコーティング層表面
に多数の「小突起」（studs）が形成されて「小さい接
触面」が生まれ、これにより低い摩擦係数が得られると
記述している。シマサキの米国特許第３欄１５〜２０行
参照。

【０００６】米国特許第４，８７１，６０６号［マツウ
ラ（Ｍatsuura）ら］は、バインダー及びその中に分散
させた非磁性粒子を含んで成るバックコーティング層を
記載している。粒子は、モース硬度５未満の軟質無機顔
料少なくとも１種と、モース硬度５以上の硬質無機顔料
少なくとも１種とを含む点に特徴がある。この硬質及び
軟質顔料の組み合わせは、適切な耐摩耗性を与えると言
われている。マツウラらの米国特許第１〜２欄参照。

【０００７】米国特許第４，２６８，３２０号［クリン
ガマン（Ｋlingaman）ら］は、規則的でよく規定された
楕円形粒子を含む粒状物質と、この粒状物質の製法を記
載している。この粒子は、一般にポリマー媒体用充填剤
として有用であると言われている。クリンガマンの米国
特許第４欄７〜８行参照。更にこの特許は、１種または
それ以上のポリマー媒体とこの粒子との複合体も包含し
ている。クリンガマンの米国特許第５欄３〜１５行参
照。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来技術から、磁気記
録媒体の走行性を改良するために媒体のバックコーティ
ングに含ませることができる種々の粒子が当業者に対し
て供給されている。しかし、これら粒子の多くは、非常
に硬く、研磨作用が大きくて、記録／再生装置の中の機
構を過度に摩滅させ得る。より軟らかい粒子を使用する
と、別の問題、たとえばより高い摩擦係数やバックコー
ティングの耐久性の欠如などが生じ得る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明では、磁気記録媒
体のバックコーティングに、軟質及び硬質化合物両者の
特性を組み合わせた非磁性多成分粒子を含ませるが、そ
のような非磁性多成分粒子を含まない媒体よりも優れた
走行性を達成できる。本発明によれば、磁気記録媒体の
バックコーティングに分散された非磁性多成分粒子は、
他の種々の単一成分バックコート充填剤を含む媒体に比
べて、媒体の走行性を改良できる。本発明の磁気記録媒
体の改良された走行性は、次のような性質を含む：多成
分粒子を用いない他の磁気記録媒体に比べて、改良され
たテープ張力及び駆動力；改良され安定化された摩擦係
数；改良された空気放出性（air bleed）；改良された
パックシフト、スタッキング、及びテープパスドラッグ
（tap path drag）；改良された清浄性；減少した平方
センチメートル当たりのドロップアウト（Ｄ／cm^２）。

【００１０】本発明によれば、２つの主表面を有する基
材、該基材の１つの主表面上に供給された磁性層、及び
該基材の他の主表面上に供給されたバックコーティング
を有してなる磁気記録媒体であって、該バックコーティ
ングが、ポリマーバインダー中に分散された少なくとも
２種粒子から成る非磁性多成分粒子を含み、該粒子は、
７又はそれ以下のモース硬度を有する第１成分及び７よ
り大きいモース硬度を有する第２成分を含む磁気記録媒
体が提供される。

【００１１】本発明の磁気記録媒体は、２つの主表面を
有する基材を含む。基材の１つの主表面には磁性層が、
他の主表面にはバックコーティングが被覆されている。
本発明において使用される基材は、磁気記録媒体の製造
において有用であることが知られているあらゆる材料か
ら形成することができる。適当な基材材料の例は、ポリ
エチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド、及び
ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などのポリマー、
又は他の適当な材料である。基材の厚さは、変化させる
ことができるが、０．５〜１４．０mmの厚さが通常好適
である。

【００１２】本発明の磁性層は、磁気記録媒体の製造に
おいて適当であることが知られている常套の磁性層のい
ずれであってもよい。磁性層は、金属蒸着層であってよ
く、あるいはポリマーバインダー中に分散させた磁気顔
料を含む粒子塗膜であってもよい。このような顔料は、
この技術分野において既知の磁性顔料のいずれであって
もよく、γ−Ｆe₂Ｏ₃、コバルト含有γ−Ｆe₂Ｏ₃、γ−
Ｆe₃Ｏ₄、コバルト含有γ−Ｆe₃Ｏ₄などの磁性酸化鉄；
ＣrＯ₂；バリウムフェライト；または主としてＦe、Ｎi
及びＣoから成る金属磁性粉、たとえばＦe−Ｎi−Ｃo合
金、Ｆe−Ｎi合金、Ｆe−Ａl合金、Ｆe−Ａl−Ｚn合
金、Ｆe−Ａl−Ｎi−Ｃo合金、Ｆe−Ａl−Ｎi−Ｃr合
金、Ｆe−Ａl−Ｃo−Ｃr合金、Ｆe−Ｃo−Ｎi−Ｃr合
金、Ｆe−Ｃo−Ｎi−Ｐ合金、及びＣo−Ｎi合金を包含
するが、これらに限定されるものではない。本発明の種
々の態様において、磁性層は、１つ又はそれ以上の別個
の層からなっていてよい。ヤナギタらの米国特許第５，
２０８，０９１号第４欄２２〜３３行参照。

【００１３】本発明のバックコーティングは、バインダ
ーに分散された非磁性粒子を含んで成る。磁気記録媒体
の製造において有用であることが知られている常套のバ
インダーのいずれも、本発明のバックコーティングのバ
インダーとして使用することができる。好ましいバイン
ダーは、たとえば、磁気記録媒体の製造において有用で
あることが知られているポリマーバインダー、又はポリ
マーバインダーの組み合わせである。バインダーの量
は、変化させることができるが、有用な量は、一般に、
バックコーティング１００重量部当たり、３０〜６０重
量部、好ましくは３５〜５５重量部、特に好ましくは３
５〜４３重量部である。バックコーティングの重さは、
その乾燥重量である。従って、バックコーティングの重
さには、たとえばバインダー、顔料、非磁性粒子、界面
活性剤、帯電防止剤などの重さが含まれるが、塗布を容
易にするための溶媒の重さは含まれない。

【００１４】本発明では、非磁性多成分粒子は、磁気記
録媒体の走行性を改良するためにバックコーティングに
添加される。以下なる理論にも拘束されるものではない
が、多成分粒子は、比較的硬い成分と比較的軟らかい成
分とを同じ粒子に組み合わせることにより有利な効果を
達成するものと考えられる。単一の比較的硬い成分のみ
からなる粒子、たとえばＡl₂Ｏ₃粒子は、基材の裏面と
ガイドピンとの間の摩擦を軽減することが知られてお
り、長時間にわたって安定であると考えられている。し
かし、より硬い粒子、特にぎざぎさの角を持つ粒子は、
過度に研磨性であり得る。一方、単一の比較的軟らかい
成分のみからなる粒子、たとえばα−Ｆe₂Ｏ₃は、より
硬い粒子よりも研磨性は小さいが、摩擦を軽減するには
効果的ではないかもしれず、実際摩擦を増加させること
もある。より軟らかい粒子は、安定性の低いバックコー
ティングを与えると考えられている。本発明において
は、これらの種々の硬質及び軟質成分を１つの粒子に組
み合わせることにより、バックコーティングの摩擦特性
を改良し、同時にその研磨性を低減するという相乗効果
を達成する。

【００１５】本発明において有用な粒子は、少なくとも
２つの成分を含む非磁性粒子であり、その第１成分は、
７又はそれ以上のモース硬度を持ち、第２成分は７より
大きいモース硬度を持つ。第１成分は、たとえば、Ｓi
Ｏ₂、ＴiＯ₂、ＣaＣＯ₃、α−Ｆe₃Ｏ₄、α−Ｆe₂Ｏ₃、
ＺrＯ₂、ＮiＯ、Ｆe₂ＳiＯ₄の１種またはこれらの混合
物からから成っていてよく、好ましくは、ＳiＯ₂、α−
Ｆe₂Ｏ₃及びＴiＯ₂、最も好ましくはＳiＯ₂である。第
２成分は、たとえば、Ａl₂Ｏ₃、トパーズ（Ａl₂ＳiＯ
₃(ＯＨ,Ｆ)₂）、ＭgＡl₂Ｏ₄、ＳiＣ、ダイアモンド及び
ＢeＡl₂Ｏ₄の１種又はこれらの混合物から成っていてよ
く、好ましくはＡl₂Ｏ₃である。各粒子成分の相対量は
変化させることができるが、第１成分対第２成分の重量
比は、好ましくは１：９〜９：１の範囲、より好ましく
は１：１〜３：１の範囲にある。

【００１６】好ましい非磁性粒子は、第１成分がＳiＯ₂
であり、第２成分がＡl₂Ｏ₃である粒子である。更に好
ましい粒子は、第３成分を含み、第１成分がＳiＯ₂であ
り、第２成分がＡl₂Ｏ₃であり、第３成分がα−Ｆe
₂Ｏ₃、ＴiＯ₂、ＺrＯ₂及びＦe₂ＳiＯ₄から成る群から選
択される粒子である。第３成分としてはα−Ｆe₂Ｏ₃が
好ましい。第３成分は、どのような量でも存在できる
が、第１成分対第３成分の重量比は、好ましくは２：１
〜９９：１の範囲、より好ましくは４：１〜１９：１の
範囲にある。

【００１７】別の好ましい非磁性粒子は、４つの成分か
ら成る粒子であって、第１成分がＳiＯ₂であり、第２成
分がＡl₂Ｏ₃であり、第３成分がα−Ｆe₂Ｏ₃であり、第
４成分がＴiＯ₂、ＺrＯ₂及びＦe₂ＳiＯ₄から成る群から
選択される粒子である。第４成分としては、ＴiＯ₂が好
ましい。第４成分は、どのような量でも存在できるが、
第１成分対第４成分の重量比は、好ましくは９：１〜９
９：１の範囲、より好ましくは１９：１〜９９：１の範
囲にある。

【００１８】本発明の非磁性粒子は、最も好ましくは、
ジーオスフィアズ（ＺＥＥＯＳＰＨＥＲＥＳ，登録商
標）ブランド中空セラミック微小球（３Ｍスペシャリテ
ィ・アディティブ・ディビジョン（Ｓpeciality Ａddit
ive Ｄivision）から販売）である。この粒子は、約４
７重量部の第１成分ＳiＯ₂、約２９重量部の第２成分Ａ
l₂Ｏ₃、約７重量部の第３成分α−Ｆe₂Ｏ₃、及び約２重
量部の第４成分ＴiＯ₂を含んでなる。ジーオスフィアズ
ブランド中空セラミック微小球は、種々の寸法で市販さ
れており、所望の寸法分布の多成分粒子を得るために、
好ましくは使用前に粉砕する。

【００１９】粉砕は、非磁性粒子の大きさを調節するの
に有用であることが知られている粉砕装置、たとえばネ
ッシュ・ホリゾンタル・サンドミル（Ｎetzsch Ｈorizo
ntalＳandmill）などのいずれを用いても行うことがで
きる。ジーオスフィアズブランド中空セラミック微小球
を使用する場合、粒子は粉砕前に実質的に球状である。
本明細書において使用する場合、「実質的に球状」と
は、少なくとも０．８のクラムバイン（Ｋrumbein）真
円度を有する粒子を意味する。いかなる理論にも拘束さ
れるものではないが、評価によると、粉砕中に、より大
きい回転楕円体が破壊され、より小さい回転楕円体は実
質的に破壊されない。非磁性多成分粒子の球性状によっ
て、磁気記録／再生装置の機構に接触した場合、粒子は
ボールベアリングと同様に作用することができるものと
考えられる。バックコーティングに従来使用されている
ぎざぎざの角を持つ非磁性粒子と比べ、実質的に球状の
粒子は、有利な摩擦性能及び走行性能をもつバックコー
ティングを形成する。

【００２０】非磁性多成分粒子は、バックコーティング
の摩擦特性を改善するのに十分などのような量で存在し
てもよい。添加される粒子の数が少なすぎると、裏面が
過度に平滑のままであり、改良はほとんど又は全く達成
されない。しかし、バックコーティングに過剰の粒子を
用いると、望ましくない性能上の問題、たとえば、磁性
層への型押（エンボス）によるビットエラー率の上昇を
引き起こすことが知られている。最適な量は、関係する
特定の媒体の形式（たとえば、デジタルビデオテープ、
コンピュータテープ、オーディオテープなど）、媒体の
走行速度（たとえば、デジタルビデオテープでは通常５
インチ／秒、データカートリッジテープでは通常２５〜
１２０インチ／秒）、記録／再生装置のガイドロール及
びガイドピンの性質及び硬度、ガイドロール及びガイド
ピンへの媒体の巻き付け角、並びに多小とも媒体と記録
／再生装置のヘッドとの間の界面など、多くの因子に依
存して変化する。従って、異なる媒体、及び異なる媒体
の形式について、粒子の最適な水準は異なる。

【００２１】一般に、本発明の非磁性多成分粒子の有用
な量は、バックコーティング１００重量部当たり、約１
２重量部までである。デジタルビデオ記録媒体に使用す
るのに特に適している本発明の１態様では、非磁性多成
分量の好ましい量は、バックコーティング１００重量部
当たり、０．２５〜２重量部、最も好ましくは約０．５
０〜０．７５重量部である。コンピュータカートリッジ
テープに使用するのに特に適している他の態様では、非
磁性多成分粒子の量は、バックコーティング１００重量
部当たり、約７〜１１重量部、最も好ましくは約７〜９
重量部である。

【００２２】他の因子も、バックコーティング中の非磁
性粒子の効果に影響を与える。たとえば、バックコーテ
ィング中の粒子の寸法、裏面の粗さ、及び／又は粒子寸
法対バックコーティング厚さは、磁気記録媒体の走行性
に影響を与え得る。本発明において、粒子寸法とは、マ
イクロトラックIIパーティクルサイズ・アナライザー
（Ｍicrotrack II particle size analyzer）［リーズ
・アンド・ノールラップ（Ｌeeds ＆Ｎorthrup Ｃo.，
Ｌtd.）より販売］により測定される平均粒子寸法であ
る。マイクロトラックIIは、粒子の堆積を測定し、この
測定値を、代表平均粒子寸法（直径）としてミクロン
（μｍ）単位で表す。

【００２３】本発明において使用される非磁性多成分粒
子の寸法は、磁気記録媒体のバックコーティングに含ま
れた場合に磁気記録媒体の走行性を改良できる寸法な
ら、どのような寸法であってもよい。粒子は、一般に、
約０．１〜４μｍ、好ましくは約０．４〜１．２μｍ、
最も好ましくは約０．９５〜１．０５μｍの範囲の平均
粒子寸法を有する。

【００２４】バックコーティングの粗さは、磁気記録媒
体の摩擦特性及び走行性能に影響を与える主要な因子で
あることが分かっている。中程度に粗いバックコーティ
ングが好ましい。中程度に粗い裏面は、磁気記録媒体と
記録／再生装置のガイド表面との間の接触面積を減少さ
せ、その結果、これら表面間の摩擦が減少することにな
る。しかし、バックコーティングが粗すぎると、新しい
問題を引き起こす。たとえば、粗い裏面は、磁気記録媒
体の磁性面に型押（エンボス）による欠陥を作る。更
に、評価によると、過度に粗いバックコーティングは、
粒状充填剤を全く含まないバックコーティングに比べて
劣る走行性、たとえばキャプスタン電圧を示し得ること
が分かっている。従って、バックコーティングの最適粗
さは、媒体と記録／再生装置の内部機構との間の接触面
積を減少させる程度に粗いが、走行性に悪影響を与える
程は粗くない表面粗さである。

【００２５】本発明において、バックコーティングの表
面粗さ（Ｒq）は、ローデンストック・モデルＲＭ６０
０レーザー・スタイラス（Ｒodenstock Ｍodel ＲＭ６
００Ｌaser Ｓtylus）により測定することがきる。一般
に、有用な裏面は、０．６ミクロンまでの粗さを有して
いてよい。しかし、非磁性多成分粒子の有用な量を用い
る場合、バックコーティングの最適粗さは、種々の因子
に依存し、異なる媒体及び形式ごとに異なる（００２２
段落の説明参照）。

【００２６】ディジタルビデオ記録媒体に使用するのに
特に適した本発明の態様では、表面粗さは、好ましくは
約０．１〜０．２２ミクロン、最も好ましくは０．１０
６５〜０．１５ミクロンの範囲にある。コンピュータカ
ートリッジテープに使用するのに特に適した別の態様で
は、表面粗さは、好ましくは約０．０５〜０．６ミクロ
ン、最も好ましくは約０．２〜０．４ミクロンの範囲に
ある。

【００２７】平均粒子寸法とバックコーティング厚さの
比は、どのような比でも本発明において有用である。し
かし、この比は本発明のバックコーティングの走行性に
影響を与え得る。いかなる理論にも拘束されるものでは
ないが、バックコーティング中の非磁性多成分粒子は、
下にあるポリマー被覆の突起を形成することにより裏面
の粗さを制御するものと考えられる。このような突起
は、耐力表面として作用する。バックコーティングの深
さに関連して、非磁性多成分粒子は、バックコーティン
グの表面からわずかに突出するのに十分な寸法を有する
のが好ましい。バックコーティングの厚さが粒子の直径
よりも非常に大きいと、粒子は埋もれてしまい、効果が
低下する。逆に、ポリマーコーティングが粒子の寸法に
比べて薄すぎると、個々の粒子の大部分がコーティング
から突出してしまう。この場合、多くのよくない影響が
現れる。コーティングの表面が非常に不均一になり、摩
擦係数が大きくなる。突出した粒子が磁気記録媒体の磁
性層を型押し、あるいは磁性層に移行することがあり、
いずれの場合もドロップアウトを起こす。更に、ポリマ
ーに十分結合されていない粒子は、使用中に破壊されて
遊離し、低い清浄値及び不安定な摩擦特性をもたらす。
以上の因子を考慮して、平均粒子寸法対バックコーティ
ング厚さの好ましい比は、約０．７５〜１．２５であ
り、最も好ましくは、平均粒子寸法は、バックコーティ
ングの厚さに実質的に等しい。

【００２８】ポリマーバインダー及び非磁性粒子に加え
て、本発明のバックコーティングは、他の常套の添加
剤、たとえば触媒、架橋剤、湿潤剤、熱安定化剤、酸化
防止剤、帯電防止剤、界面活性剤、塗布助剤、他の非磁
性顔料、分散剤、防黴剤、殺菌剤、潤滑剤などを、この
技術分野で知られているように、含んでいてよい。

【００２９】使用できる顔料は、たとえばカーボンブラ
ック、Ａl₂Ｏ₃、ＴiＯ₂などであってよい。顔料の量
は、変化させることできるが、バックコーティング１０
０重量部当たり、好ましくは３０〜５５重量部、最も好
ましくは４５〜５０重量部の範囲にある。１つの好まし
い態様において、バックコーティングは、バインダー成
分及び非磁性多成分粒子に加えて、ＴiＯ₂粒子を含む。

【００３０】バックコーティング分散液は、バックコー
ティング分散液の調製及び塗布に適しているものとこの
技術分野で知られている方法により調製及び塗布するこ
とができる。たとえば、バックコーティングの成分を適
当な溶剤と組み合わせて混合し、実質的に均質な分散液
を調製する。都合よさにもよるが、分散液への粒子の添
加配合は、調製方法のいずれの時点で行ってもよい。た
とえば、架橋剤又は触媒を添加するのと同時に、塗布の
直前に添加し、分散させてよい。あるいは、粒子は、塗
布のかなり前、たとえば２４時間前に添加してよい。

【００３１】次に、分散液を、下塗りをした又はしてい
ない基材に適用する。分散液は、常套の塗布方法、たと
えばグラビア塗布、グラビア塗布の変法、ヒドロ−ニュ
ーマチック（hydro-pneumatic）塗布などにより、基材
に適用できる。分散液は、種々の厚さに塗布することが
でき、有用な乾燥厚さは約０．６３〜１．５μｍ、好ま
しくは約１．０〜１．２５μｍの範囲にある。塗布され
た基材は、次に乾燥機に通され、所望によりカレンダー
処理され、次いで硬化される。放射線硬化性物質がバッ
クコーティングに使用されているなら、バックコーティ
ングを適当な照射源、たとえば電子線照射源に暴露して
よい。

【００３２】本発明を、以下の実施例により詳細に説明
する。実施例１磁気記録テープのサンプル（対照品１、比較品１、２、
３、及び実施品１、２、３、４、５）を、表１に示す成
分から製造した。バックコーティング分散液は、粒子仕
込液と主仕込液（対照品１では粒子仕込液なし）を別個
に調製して、作成した。粒子仕込液は、成分を混合し、
次いで適当な寸法の粒子を含む分散液が得られるように
磨砕（mill）して得た粒子の分散液である。比較品１、
２、３及び実施品１、２、３、４、５に用いたα−Ｆe₂
Ｏ₃、ＴiＯ₂及びジーオスフィアズ粒子は、それぞれ、
１．１、０．９４、０．９４、及び０．９８、０．９
２、１．０、１．０、１．０μｍの平均粒子寸法となる
ように、磨砕した。摩砕後、各粒子仕込液をメチルエチ
ルケトン（ＭＥＫ）により希釈した。

【００３３】主仕込液は、それぞれのバックコーティン
グについて、カーボン及び／又はＴiＯ₂成分を、水平サ
ンドミルによりＭＥＫ／トルエン／シクロヘキサノン
（７５／１０／１５）中固形分２８±１．０％で滑らか
になるまで摩砕し、次いでポリマー、湿潤剤、分散剤及
び顔料と十分に混合することにより調製した。混合後、
各主仕込液を、ＭＥＫ／トルエン／シクロヘキサノン
（７５／１０／１５）により、固形分１７±１．０％ま
で希釈した。

【００３４】実施品２を除く全てのバックコーティング
について、塗布直前に仕込液Ｄを主仕込液に添加した。
粒子仕込液（実施品２を除く）も、同時に主仕込液に添
加した。実施品２については、粒子仕込液を、塗布の１
日前に主仕込液に添加し、仕込液Ｄは塗布中に添加し
た。

【００３５】各バックコーティング分散剤の全ての仕込
液を添加し、十分に混合した後、各分散剤を基材に塗布
し、約８２℃の温度に保たれたオーブンに通した。次い
で、基材の反対面に磁性層を塗布し、基材を５４〜４３
０℃に加熱したオーブンに通した。その後、テープを２
９〜４３℃の温度及び４２８〜５４０ｋｇ／線インチの
圧力で、カレンダー処理した。

【００３６】

【表１】１）仕込液Ｄは、ＭＥＫ／トルエン／シクロヘキサノン
（７５／１０／１５）により固形分１９±１．０％に希
釈。２）米国特許第５,０２８,４８３号第５欄３２〜４５行
に記載の物質。

【００３７】キャプスタン電圧は、磁気テープ記録／再
生装置のキャプスタンモータ軸により発生される力の尺
度である。キャプスタンモータ軸の機能は、デッキ内で
テープを引っ張ることである。より高いキャプスタン電
圧は、テープを引っ張るためにキャプスタンモータがよ
り大きい力を発生する必要があることを示している。従
って、テープをデッキ内で輸送する容易さの程度は、キ
ャプスタン電圧を測定することにより決定することがで
きる。小さい摩擦を持つテープは、テープデッキ内を滑
らかに走行し、低いキャプスタン電圧を有する。テープ
を繰り返し使用した後に起こりうるキャプスタン電圧の
変化は、バックコーティングの安定度、特に摩擦特性に
関連する安定度の尺度である。この評価方法において、
録音時間２分のテープサンプル（約１５．８４ｍ）を、
テープ記録／再生装置により再生し、巻き戻し、その
間、キャプスタン電圧を測定した。テープをデッキ内輸
送するのに必要なキャプスタン電圧の変化を、走行回数
の関数として測定した。耐久性のあるテープは、低くて
安定したキャプスタン電圧を示した。

【００３８】エアブリード（air bleed）試験機により
測定されたエアブリードは、バックコーティングから空
気が漏れる速度を測るものであり、裏面のきめ（textur
e）に関連する。より低いエアブリード値は、より細か
い表面きめを示している。エアブリード値がより低い
と、テープの巻き取り性能が改善され、テープをより早
い速度でスリッタに通して加工することができる。本発
明において使用したエアブリード試験機は、磁気記録テ
ープを平らな表面に接触させて保持し、その表面は、テ
ープの異なる領域を異なる空気圧にさらす溝を有する。
エアブリード試験では、大気圧に接しているテープの領
域から空気が流れ、テープと平らな表面との間に浸透
し、減圧に接しているテープの領域に流れるのに必要な
時間を測定する。測定する時間は、減圧が予め設定され
た圧力に戻る時間である。表２では、非磁性多成分粒子
を含まない対照品１の性能を、異なる量で非磁性多成分
粒子を含む実施品２及び３と比較する。

【００３９】

【表２】

【００４０】非磁性多成分粒子の存在により、実施品２
のスリット速度は、対照品１に比べて２．３倍に増すこ
とができた。

【００４１】種々のサンプルの摩擦係数を、ループ摩擦
試験機により測定した。この試験機では、ループにした
テープをガイド及びロールの循環経路に巻き付けた。摩
擦係数は、裏面と、デジタルビデオテープデッキから取
り出したアルミニウム製ピンの表面との間で測定した。
摩擦係数は、第１回のパスと２００回目のパスで測定し
た。表３に結果を示す。

【００４２】

【表３】

【００４３】表３は、ジーオスフィアズセラミック微小
球を含む実施品３、４及び５の摩擦係数が、他の組織粒
子を含むか粒子を全く含まないテープの摩擦係数よりも
低いことを示している。

【００４４】実施例２対照品２及び３と実施品６のサンプルテープを、表４の
成分から製造した。

【００４５】

【表４】１）分散液に加えた１００％溶媒成分を示す。２）米国特許第５,０２８,４８３号第５欄３２〜４５行
に記載の物質。

【００４６】表４に従って非磁性粒子（ジーオスフィア
ズ粒子、Ａl₂Ｏ₃及びＴiＯ₂）、ホスホリル化ポリオキ
シアルキルポリオール、及び燐酸エムコル（Ｅmcol Ｐh
osphate）をＴＨＦ中で混合し、次いで、マイクロトラ
ックIIにより測定して適当な平均粒子寸法の粒子となる
まで摩砕することにより、各バックコーティング分散液
用粒子仕込液を調製した。実施品６、対照品２及び対照
品３のために、それぞれ粒子仕込液Ａ、Ｂ及びＣを調製
した。

【００４７】上記各バックコーティング用主仕込液は、
対応するバインダー及び界面活性剤を溶媒に溶解して調
製した。次いで、カーボンブラックを加え、混合物を混
合し、４リットルネッシュ水平サンドミルにより４回摩
砕した。塗布直前に、粒子仕込液（対照品２には仕込液
Ｂ、対照品３には仕込液Ｃ、及び実施品６には仕込液
Ａ）と仕込液Ｄを、主仕込液に添加し、混合した。

【００４８】バックコーティング分散液を、０．６５ミ
クロンのＰＥＴ基材に塗布した。バックコーティングを
最初に（塗布ヘッド１により）塗布し、直後に、基材の
他の表面に磁性層を（塗布ヘッド２により）塗布した。
テープを、６０〜９３℃のオーブン中で乾燥し、５４℃
及び４５０ｋｇ／線インチの圧力で表面処理した。磁性
層の厚さは、約１．２５ミクロンであり、バックコーテ
ィングの厚さは約１．５ミクロンであった。

【００４９】表５〜８の結果は、非磁性多成分粒子を含
むバックコーティングの性能が、アルミナ（対照品２）
又は二酸化チタン（対照品３）を含むバックコーティン
グよりも優れていることを示している。実施品６のバッ
クコーティングは、５０００回のサイクルの後、対照品
よりも、最小テープ張力、最大駆動力、摩擦係数、及び
エアーブリードの変化率が小さい。実施品６のバックコ
ーティングは、二酸化チタンのバックコーティングより
も清浄である。実施品６のバックコーティングは、Ａl₂
Ｏ₃（微細及びより低いレベル）及びＴiＯ₂を含むバッ
クコーティングと同程度の非研磨性である。実施品６の
バックコーティングのパックシフト性は、対照品２より
も優れている。実施品６のバックコーティングの１ｃｍ
²当たりのドロップアウトは、初期及びサイクル後の両
方において、３つのサンプル中で最も少ない。

【００５０】各サンプルの最小テープ張力及び最大駆動
力は、ＤＣ６５２６フォーマットにより測定した。最小
テープ張力は、１５２ｃｍ／秒で、また最大駆動力は３
０５ｃｍ／秒で測定した。カートリッジを、温度２１℃
／湿度５０％ＲＨにおいて３５０ipsで５０００回サイ
クルした。サイクルの前と後で、最小テープ張力及び最
大駆動力を測定した。

【００５１】

【表５】

【００５２】テープのバックコーティング清浄度は、０
〜１０００回と４０００〜５０００回のサイクルの間で
バックコーティングを拭きとり、評価した。バックコー
ティングの清浄度は、拭きとりにより集められたゴミの
量によってランク付けした。サイクル条件は、２１℃／
５０％ＲＨであった。サンプルのバックコーティングの
摩擦係数は、テープの張力をモニタしながら、記録／再
生ヘッドを通過してテープループをサイクルさせる装置
により測定した。この試験は、室温、約１０％％ＲＨで
行った。約９１．４ｃｍのテープサンプルを３０５ｃｍ
／秒で走行させ、各パスごとに摩擦係数をモニタした。
各サンプルの摩擦係数は、０回及び５０００回目に測定
した。

【００５３】

【表６】

【００５４】バックコーティングによるガイドピンの摩
耗を、５０００回のサイクル後にガイドピン上の摩耗す
じの幅を測定して評価した。サイクル条件は、２１℃／
５０％ＲＨであった。実施品６と対照品２のバックコー
ティングのパックシフトを、３１℃／８０％ＲＨ、４７
℃／１０％ＲＨ、及び５０℃／１０％ＲＨの順にそれぞ
れ２４時間ずつカートリッジを貯蔵することにより、評
価した。パックドロップ及び縁でのステップについて、
カートリッジを観察した。約２分後、最大動的テープ張
力を測定した。実施品６のバックコーティングは、パッ
クドロップ、縁でのステップをいずれも示さず、対照品
２に比べて非常に低い最大動的テープ張力を示した。

【００５５】

【表７】

【００５６】サンプルの平方ｃｍ当たりのドロップアウ
ト（Ｄ／cm²）を、ＤＣ６５２５フォーマットにより、
０回、５０００回及び１００００回のサイクルで測定し
た。記録密度は、１インチ当たり４５,０００フラック
ス（磁束）変化（４５Ｋfcl）、２５％閾値であった。
カートリッジを、２１℃／５０％ＲＨでサイクルし、速
度は３０５cm／秒であった。ＤＣ６３２０フォーマット
のサンプルは、５０００回サイクルした。２１℃／５０
％ＲＨでのサイクルの前と後でのバックコーティングの
エアブリード時間を測定した。

【００５７】

【表８】

【００５８】実施例３本発明の磁気記録テープ用バックコーティング（実施品
７）と、２つの比較サンプル（対照品４及び５）を、表
９の成分から製造した。バックコーティング分散液を調
製する為に、各主仕込液の成分を混合し、滑らかになる
まで摩砕した。別個の摩砕工程において、粒子仕込液Ａ
（実施品７）及びＢ（対照品４）の各成分を組み合わ
せ、適当な平均粒子寸法になるまで摩砕した。対照品５
では、粒子仕込液を使用しなかった。塗布前に、各バッ
クコーティングの主仕込液をそれぞれの粒子仕込液（実
施品７には仕込液Ａ、対照品４には仕込液Ｂ）、及び必
要ならばそれぞれの活性化剤と触媒（仕込液Ｄ）を組み
合わせた。仕込液を一緒にブレンドして、バックコーテ
ィング分散液を生成し、次いで磁性層を形成した基材上
に塗布した。実施品７及び対照品４は、３ＭＯＸ−５０
５６ゲージＰＥＴ基材に塗布し、一方対照品５は、東
レ（ＴＯＲＡＹ）Ｑ５ＸＨ３９ゲージＰＥＴ基材に塗
布した。各基材の他面には、予め磁性被膜が塗布してあ
った。得られたバックコーティングをオーブン中で乾燥
し、テープの両面を同時にカレンダー処理に付した。

【００５９】

【表９】１）分散液に加えた１００％溶媒成分を示す。２）米国特許第５,０２８,４８３号第５欄３２〜４５行
に記載の物質。３）出願中の米国特許出願０８／０５４５１１（１９９
３年４月２７日出願。発明者カールソン（Ｃarlson）。
発明の名称：カルボン酸官能ポリウレタンポリマー及び
磁気記録媒体でのその使用）に記載された物質を示す。

【００６０】テープパスドラッグ（tape path drag）
（単位：ニュートンＮ）は、バックコーティングと磁気
記録テープカートリッジ内部の部品、たとえばガイドピ
ン、ロールなどとの間の摩擦の尺度である。テープパス
ドラッグは、入って行くテープと出て行くテープとの間
の力の差をモニタすることにより測定される。ガイディ
ング（guiding；案内）（単位：ミクロン）は、記録テ
ープを磁気ヘッド上を水平に輸送する間、磁気ヘッドを
横切るテープの垂直の動きの尺度である。そのような動
きは、再生エラーにつながりことがあり、動きが小さい
ほど、またその値が小さいほど、優れている。ガイディ
ング測定は、テープの縁において、ホトニックセンサ
（Ｆotonic senser）により行う。評価によれば、実施
品７のバックコーティングは、スタッキング、ガイディ
ング及びテープパスドラッグ性能において、対照品４及
び５よりも優れていた。カートリッジ内の金属ベアリン
グの摩損を目視観察したところ、実施品７のバックコー
ティングの場合、最も低かった。試験結果を表１０に示
す。

【００６１】

【表１０】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ジェイムズ・アンソニー・グレツィナアメリカ合衆国55144−1000ミネソタ州セント・ポール、スリーエム・センター（番地の表示なし) (72)発明者レスリー・マリー・ウルフアメリカ合衆国55144−1000ミネソタ州セント・ポール、スリーエム・センター（番地の表示なし) (72)発明者ミリンド・バルワント・サバデアメリカ合衆国55144−1000ミネソタ州セント・ポール、スリーエム・センター（番地の表示なし) (72)発明者ケビン・ロジャー・カッツェンマイヤーアメリカ合衆国55144−1000ミネソタ州セント・ポール、スリーエム・センター（番地の表示なし)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２つの主表面を有する基材、該基材の１
つの主表面上に供給された磁性層、及び該基材の他の主
表面上に供給されたバックコーティングを有してなる磁
気記録媒体であって、該バックコーティングが、ポリマ
ーバインダー中に分散された非磁性多成分粒子を含み、
該粒子は、７又はそれ以下のモース硬度を有する第１成
分及び７より大きいモース硬度を有する第２成分を含む
磁気記録媒体。
【請求項２】第１成分がＳiＯ₂、第２成分がＡl₂Ｏ₃
であり、粒子は更に、第３成分としてのα−Ｆe₂Ｏ₃、
並びに、ＴiＯ₂、ＺrＯ₂及びＦe₂ＳiＯ₄から成る群から
選択された第４成分を含む請求項１に記載の磁気記載媒
体。
【請求項３】粒子の組成が、約４７重量部のＳiＯ₂、
約２９重量部のＡl₂Ｏ₃、約７重量部のα−Ｆｅ₂Ｏ₃、
及び約２重量部のＴiＯ₂である請求項１に記載の磁気記
録媒体。
【請求項４】粒子は、バックコーティング１００重量
部当たり約１２重量部までの量でバックコーティング中
に含まれる請求項１に記載の磁気記録媒体。