JPH09180170A

JPH09180170A - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH09180170A
Application number: JP22636996A
Authority: JP
Inventors: Takeo Ito; 武男伊藤; Hajime Takeuchi; 肇竹内; Minoru Hashimoto; 稔橋本; Tatsumi Maeda; 辰巳前田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-08-28
Filing date: 1996-08-28
Publication date: 1997-07-11

Abstract

(57)【要約】【課題】低ノイズで、しかも配向性の優れた高密度記
録用の磁気記録媒体を提供すること。【解決手段】磁気記録媒体において、比表面積が２５
〜４５m²/gであり、保磁力が４００〜２０００ Oe であ
る六方晶系強磁性粉末が、該粉末１００重量部に対して
１０〜４０重量部の樹脂結合剤の中に分散されているよ
うにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は磁気記録媒体に係
り、特に、低ノイズで、配向性が優れた高密度記録用の
磁気記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来磁気記録媒体の大部分は磁性粉末と
樹脂結合剤よりなる磁気塗料をポリエステルフィルムな
どの支持基体上に塗布して構成されている。上記磁性粉
末としてはγ−Ｆｅ₂ Ｏ₃ 系、Ｆｅ₃ Ｏ₄ 系及びこれら
のコバルト吸着系、あるいはＣｒＯ₂ 系などを用いた針
状強磁性粉末が主として用いられている。しかしながら
これらの針状強磁性粉末は、その保磁力が小さいために
記録密度の点ではすでに限界に達し最近の高密度記録の
要求には適合し得ない欠点があった。このため最近この
欠点を改良するために針状強磁性粉末の粒子長を極力小
さくすること、あるいは保磁力（Ｈｃ）、最大磁束密度
（Ｍｓ）を向上させることが考えられている。しかしこ
れら針状強磁性粉に於いて粒子長を小さくしてゆくと、
反磁界の影響により低域での電磁変換特性が悪化し十分
な特性向上を期待しえない欠点を有していた。

【０００３】一方、磁性鉄粉の微粉を樹脂バインダー中
に分散せしめ、得られた磁気塗料を支持基体の面に塗布
したいわゆるメタルテープが知られている。これは、従
来のγ−Ｆｅ₂ Ｏ₃ 磁性酸化鉄の場合よりも高密度の磁
気記録を可能にするという利点を有する反面、空気中の
酸素によって容易に酸化され、磁性鉄粉の製造過程若し
くは磁気塗料の製造過程での爆発の危険性が極めて高
く、その取扱いが困難であるのみならず、磁気記録媒体
としての特性の長期安定性に劣るという問題が生ずる。

【０００４】このような諸問題を解決して、高密度記録
を可能にする磁性粉末として、化学的に安定で、しかも
垂直磁気記録に適する六方晶系強磁性粉末が注目されて
いる。垂直磁気記録方法は記録密度が高まるほど、記録
媒体中の反磁界が減少するので、本質的に高密度記録に
適するからである。

【０００５】六方晶系強磁性粉末は、通常、六角板状の
粒子であり、板面に垂直な方向に磁化容易軸を持つ。こ
のため、この磁性粉は塗布しただけでも板面が支持基体
面と平行になりやすく、磁場配向処理もしくは機械的配
向処理によって容易にその磁化容易軸が垂直配向する。
従って、このような性質を有する六方晶系強磁性粉末
を、単磁区構造の微細粉（平均粒径０．２５μm 以下）
として、樹脂結合剤と共に支持基体面に均一に塗布する
ならば、極めて記録密度の高い磁気記録媒体となること
が期待される。

【０００６】しかしながら、前記六方晶系強磁性粉末
は、平均粒径が０．２５μm 以下の微細粉になると、粒
子間の凝集力が大きくなるため、これを磁気塗料中に高
度に分散せしめることが極めて困難となる。その結果、
得られる磁気記録媒体の垂直配向性が低下し、その高域
における再生出力特性は、当初期待した程、優れるもの
でなく、またノイズ特性が低いという欠点を有してい
た。

【０００７】磁性粉末の粒子の平均粒径が０．２μm 以
上の場合には、分散性が若干改善されるものの、この場
合にも前記の事情は同様にあてはまる。このため、六方
晶系強磁性粉の分散性を改善し、以って、これを用いる
磁気記録媒体の配向性、ノイズ特性を高めることが望ま
れていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、低ノイズ
で、しかも配向性の優れた高密度記録用の磁気記録媒体
を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、六方晶系強磁性粉
末は、平均粒径が０．０５〜０．２５μm 範囲におい
て、粒径と比表面積の大きさの間には必ずしも逆比例関
係がなく、その分散性の良否は、粒径には直接依存せ
ず、比表面積の大小と強い相関性を有する事実を見い出
し、本発明を完成した。

【００１０】即ち、本発明の磁気記録媒体は比表面積が
２３〜４５m²/g、保磁力が４００〜２０００ Oe である
六方晶系強磁性粉末が、該粉末１００重量部に対して１
０〜４０重量部の樹脂結合剤中に分散されていることを
特徴とする。

【００１１】用いる六方晶系強磁性粉末としてはＣｏ、
Ｃｏ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｍｎ、Ｍｎ−Ａｌ等のようにそのも
ので六方晶を形成する金属の微粒子、一般式ＭＯ・n(Ｆ
ｅ₂Ｏ₃ ）で表わされる六方晶系フェライト（ＭはＢ
ａ、Ｓｒ、Ｐｂ、Ｃａのいずれか一種、n は５〜６であ
り、Ｆｅの一部はＴｉ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｍｎ、Ｃ
ｕ、Ｇｅ、Ｎｂ等の遷移金属で置換されていてもよい）
等が挙げられ、好ましくは、六方晶系フェライト、更に
好ましくはＢａ−フェライトとする。

【００１２】一般に六方晶系フェライトは保磁力が高い
ので、構成原子の一部を特定の原子で置換し、その保磁
力を垂直磁気記録に適した範囲にまで低減したものが、
本発明の磁性粉末として好ましい。

【００１３】磁性粉末の保磁力は、４００〜２０００ O
e とする。保磁力が４００ Oe 未満では記録密度を高め
ることが困難となり、また、２０００ Oe を超えると磁
気記録ヘッドが飽和する傾向が生ずるので不都合とな
る。

【００１４】六方晶系強磁性粉末の比表面積は２３〜４
５m²/gとし、好ましくは２５〜４０m²/gとする。ここ
で、比表面積とは、窒素ガスのＢＥＴ吸着法によって測
定した単位重量当りの粉末の表面積を言う。比表面積を
２３〜４５m²/gとするのは、この領域で樹脂等の結合剤
の磁性粉表面に対する吸着力が磁性粉相互の凝集力に打
ち勝ち、磁性粉を磁気塗料もしくは塗膜中に均一に分散
されるばかりでなく、それによって塗料流動性が改善さ
れるため平滑な塗膜面が得られる。その結果、磁気記録
媒体の配向性が高くなり、再生出力特性およびノイズ特
性が向上する。換言すれば、比表面積が２３m²/g未満で
は、結合剤の吸着が不十分となり、磁性粉末の凝集力が
結合剤の吸着力に打ち勝ち、また、比表面積が４５m²/g
を超える場合には、磁性粉の表面エネルギーが増大する
ことによって磁性粉末の凝集力が大きくなり、やはり磁
性粉末の凝集力が結合剤の吸着力に打ち勝つため、磁性
粉末の分散性が低下し、再生出力特性およびノイズ特性
が低下することになる。

【００１５】また、六方晶系強磁性粉末の粒径は０．０
５〜０．２５μm 、好ましくは０．０５〜０．２μm で
ある。平均粒径が０．０５μm 未満では、磁性粉末の表
面の非磁性層の厚さが無視できなくなり、磁性粉末の最
大磁束密度（Ｍｓ）が低下し始め、更には配向性も低下
するため高密度記録を行うことが困難となる。一方、平
均粒径が０．２５μm を超えると配向性が向上するもの
の、磁性粉末の磁気凝集力が増大するためノイズが増加
し、上と同様に高密度記録が困難となる。

【００１６】このような六方晶系強磁性粉は、本出願人
の出願に係る特願昭５４−１４３８５９号、特願昭５５
−３４７６９号の明細書に記載したガラス結晶化法等に
より製造することが可能である。これらの磁性粉の比表
面積と粒径の調整は、製造時の反応条件を適宜変更する
ことにより広い範囲の比表面積と粒径のものが得られ
る。

【００１７】用いる樹脂結合剤としては、可撓性のある
フィルム形成性材料であって、支持体材料、磁性粉と親
和性のある材料であれば、いずれも使用可能である。こ
れらの例としては、塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体
材料、ＮＢＲ−ポリ酢酸ビニル系材料、ウレタン可塑化
塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体材料、ポリウレタン
系材料、ポリエステル系樹脂、イソシアネート系材料等
の公知材料を挙げることができる。本発明の磁気記録媒
体は、通常、可撓性、引張強度、寸法安定性等の機械的
特性に優れた支持基体、例えば、ポリエステルフィルム
上に塗着される。このように支持基体上に塗着せしめる
ことによって、磁気記録媒体の取扱が極めて容易とな
る。

【００１８】本発明の磁気記録媒体は、例えば、次のよ
うにして得ることができる。即ち、先ず、サンドグライ
ンダーポットのような分散・混合機の中に、前記六方晶
系強磁性体粉末と樹脂結合剤と、適宜、溶媒を所定量添
加した後、混合機を運転して磁気塗料を調製する。

【００１９】その際、磁性粉末と樹脂結合剤との配合比
は、磁性粉末１００重量部に対して、樹脂結合剤１０〜
４０重量部とする。樹脂結合剤が１０重量部未満では、
磁性塗料の均一性、安定性が損われる。この結果、媒体
表面の平滑性が低下し、ヘッドと媒体とのスペースロス
が大きくなり、出力が低下する。一方、樹脂結合剤が４
０重量部を越えると、磁性粉の充填量が不足し、そのた
め媒体の最大磁束密度（Ｍｓ）が小さくなるので、やは
り出力が低下する。磁気塗料は、その他、カーボンブラ
ックなどの帯電防止用導電材、レシチンなどの分散剤、
潤滑剤、研摩剤、安定剤等、公知の添加剤を加えること
ができる。

【００２０】次に、得られた磁気塗料を、例えば、リバ
ースロールコータ、ドクターブレードコータ、グラビア
コータ等を用いる公知の方法によって塗布し、好ましく
は、支持基体面に対して垂直方向に、磁場配向処理もし
くは機械的配向処理を施しつつ、乾燥・平滑化処理を行
い、本発明の磁気記録媒体を得る。その際、磁性粉末の
配向は、例えば、本出願人の出願に係る特願昭５４−７
１２７８号、特願昭５５−１３２１４５号、特願昭５５
−１３２１３８号の明細書に記載されている方法および
装置によって行うことができる。

【００２１】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明の
磁気記録媒体は六方晶系強磁性体粉末を用いるので磁
性層の磁化容易軸が垂直配向しやすいこと、その比表
面積が２３〜４５m²/gであるため、分散性が良好であ
り、その結果、塗膜の平滑性、配向率、ノイズ特性が優
れること、従って、高密度記録を可能にする等の効果
を奏し、その工業的価値は極めて大である。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の磁気記録媒体を実施例に沿っ
て詳説する。

【００２３】実施例１六方晶系フェライト粉末として、平均粒径０．０９μm
、比表面積２７m²/g，保磁力７８０ Oe ，最大磁束密
度５９emu/g の置換型バリウムフェライトＢａＯ・６
｛（Ｆｅ_0.86Ｃｏ_0.07Ｔｉ_0.07）₂ Ｏ₃ ｝粉末１００重
量部に、導電性カーボンブラック８．３重量部、レシチ
ン６．７重量部、メチルエチルケトン１００重量部、ト
ルエン６６．７重量部を加えて良く混合したのち、更
に、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体（商標ＶＡＧＨ：
ユニオンカーバイド社製）１０重量部およびポリウレタ
ン樹脂（商標Ｎ−２３０１：日本ポリウレタン（株）
製）１０重量部を加えて混合し、約２時間サンドグライ
ンダーポット中で分散処理した。得られた磁気塗料を濾
過し、ポリイソシアナート硬化剤（商標コロネートＬ：
日本ポリウレタン（株）製）を添加した後、リバースロ
ールコータによってポリエステルフィルム上に塗布し、
垂直磁場内を通過せしめつつ乾燥し、塗膜厚さ約２μm
の磁性層を作成した。最後に、これをスーパーカレンダ
ーロール装置を通過せしめて平滑化処理し、本発明の磁
気記録媒体を得た。

【００２４】この磁気記録媒体について、磁性層の表面
粗さ、垂直配向率およびキャリヤー信号対雑音比（Ｃ／
Ｎ）（４MHz キャリヤ、テープスピード３．５m/sec ）
を測定した。その結果を次表に示す。尚、第１表のキャ
リヤー信号対雑音比（Ｃ／Ｎ）の値は、磁性粉末として
平均粒径０．２７μm 、比表面積３６m²/g、保磁力１２
７０ Oe 、最大磁束密度１７０emu/g の強磁性金属粉末
をを用いて、上記と類似の方法によって得たメタルテー
プのＣ／Ｎ値（０dB）を基準とした相対値である。第１
表から明らかな通り、本発明の磁気記録媒体は平滑な塗
膜面、高い垂直配向率、優れたＣ/ Ｎ値を有していた。

【００２５】実施例２実施例１で用いた六方晶系フェライトの代りに平均粒径
０．１７μm 、比表面積３５m²/g、保磁力７４０Ｏｅ、
最大磁束密度６０emu/g の置換型バリウムフェライトＢ
ａＯ・６｛（Ｆｅ_0.86Ｃｏ_0.07Ｔｉ_0.07)₂Ｏ₃ ｝粉末を
用いたこと以外は実施例１と同様の方法によって、本発
明の磁気記録媒体を得、磁性層の表面粗さ、垂直配向
率、およびＣ／Ｎ値を測定した。その結果を次表に示
す。第１表から明らかな通り、本発明の磁気記録媒体
は、平滑な塗膜面、高い垂直配向率、優れたＣ／Ｎ値を
有していた。

【００２６】実施例３実施例１で用いた六方晶系フェライトの代りに、平均粒
径０．２５μm 、比表面積３３m²/g、保磁力８３０Ｏ
ｅ、最大磁束密度６１emu/g の置換型バリウムフェライ
トＢａＯ・６｛（Ｆｅ_0.86Ｃｏ_0.07Ｔｉ_0.07)₂Ｏ₃ ｝粉
末を用いたこと以外は実施例１と同様の方法によって、
本発明の磁気記録媒体を得、磁性層の表面粗さ、垂直配
向率およびＣ／Ｎ値を測定した。その結果を次表に示
す。第１表から明らかな通り、本発明の磁気記録媒体
は、平滑な塗膜面、比較的高い垂直配向率、優れたＣ／
Ｎ値を有していた。

【００２７】比較例１実施例１とほぼ同じ化学組成を有する平均粒径０．０８
μm 、比表面積１９m²/g、保磁力８１０Ｏｅ、最大磁束
密度６０emu/g の置換型バリウムフェライト粉末を用い
たこと以外は、実施例１と同様の方法によって、磁気記
録媒体を得、磁性層の表面粗さ、垂直配向率およびＣ／
Ｎ値を測定した。その結果を第１表に併記する。この結
果を実施例の結果と比較することによって明らかな通
り、塗面の平滑性、垂直配向率、Ｃ／Ｎ値のいずれの特
性も、本発明の磁気記録媒体より劣っていた。

【００２８】比較例２実施例１とほぼ同じ化学組成を有する平均粒径０．２４
μm 、比表面積２２m²/g、保磁力７８０Ｏｅ、最大磁束
密度６１emu/g の置換型バリウムフェライト粉末を用い
たこと以外は、実施例１と同様の方法によって、磁気記
録媒体を得、磁性層の表面粗さ、Ｃ／Ｎ値を測定した。
その結果を第１表に併記する。この結果を実施例の結果
と比較することによって明らかな通り、塗面の平滑性、
Ｃ／Ｎ値のいずれの特性も、本発明の磁気記録媒体より
劣っていた。

【００２９】比較例３実施例１とほぼ同じ化学組成を有する平均粒径０．０６
μm 、比表面積５１m²/g、保磁力７６０Ｏｅ、最大磁束
密度５２emu/g の置換型バリウムフェライト粉末を用い
たこと以外は、実施例１と同様の方法によって、磁気記
録媒体を得、磁性層の表面粗さ、垂直配向率およびＣ／
Ｎ値を測定した。その結果を第１表に併記する。この結
果を実施例の結果と比較することによって明らかな通
り、塗面の平滑性、垂直配向率、Ｃ／Ｎ値のいずれの特
性も、本発明の磁気記録媒体より劣っていた。

【００３０】

【表１】

【００３１】試験例実施例１とほぼ同じ化学組成を有する平均粒径０．０６
〜０．１μm 、比表面積１４〜４５m²/gの各種置換型バ
リウムフェライト粉末について、実施例と同様の方法に
よって、磁気記録媒体を得た。これらについて、キャリ
ヤ信号対雑音比Ｃ／Ｎ値（４MHz キャリヤ、テープスピ
ード３．５m/sec ）を測定し、その値と磁性粉の比表面
積との関係を求めた。その結果を図に示す。第１図から
明らかな通り、２３〜４５m²/gの比表面積を有する磁性
粉末は優れたＣ／Ｎ値を示した。尚、第１図において縦
軸のＣ／Ｎ値は、前記同様のメタルテープのＣ／Ｎ値
（０dB）を基準とした相対値を表わす。

【００３２】〔数値限定範囲の特異性〕実施例１〜３、
比較例１〜３は、磁性粉１００重量部に対し塩酢ビＶＡ
ＧＨ１０重量部、ウレタンＮ−２３０１１０重量部
の、合計樹脂結合剤２０重量部による例であった。本発
明の数値限定範囲内における特性が、特異なものである
ことを実証するための試験も行った。その試験は、溶剤
組成、その他添加剤組成を実施例にならい、塩酢ビＶＡ
ＧＨとウレタンＮ−２３０１の配合比率も実施例同様
１：１にし、磁性粉１００重量部に対する樹脂結合剤の
重量部数１０〜４０の下限、上限及びそれらの外と磁性
粉比表面積２３〜４５m²/gの下限、上限付近及びそれら
の外と、について行なった。磁性粉は比較例２および試
験例で使用した粉を用いた。その試験内容を第２表に示
す。

【００３３】

【表２】

【００３４】試験結果を第３表に示す。

【００３５】

【表３】

【００３６】第２表及び第３表における記号Ｅ４〜Ｅ７
は、実施例１〜実施例３の範囲内での良好な実験データ
を示し、Ｃ４〜Ｃ１１は比較例１〜比較例３に続いて提
示される劣った比較データを示す。

【００３７】第３表の結果を第２図のグラフで示す。第
２図から明らかな通り、Ｅ４、Ｅ５は、比表面積が下限
の２３m²/g、樹脂結合剤が下限及び上限で、Ｄ〜０．１
２μm であることを反映してやや表面性が粗いものの、
Ｃ／Ｎ値はメタルテープと同等か、それ以上を確保して
いる。

【００３８】Ｅ６、Ｅ７は、比表面積が上限の４３m²/
g、樹脂結合剤が下限及び上限であるが、Ｄ〜０．０２
μm であることを反映して表面性は良好である。しかし
配向性の低下、σの低下、微粒子を充填することの困難
さからＭｓ、ＳＱＲは低下気味であるものの、Ｃ／Ｎ値
はメタルテープと同等か、それ以上を確保している。

【００３９】Ｃ４、Ｃ５は、比表面積が下限の下の２２
m²/g、樹脂結合剤が下限及び上限であるが、Ｄ〜０．２
４μm であることを反映してあらゆる樹脂量の領域で表
面性が粗く、粒子性ノイズが支配的で、メタルテープに
比べてＣ／Ｎ値は０dBを可成り下廻る。

【００４０】Ｃ６、Ｃ７はＥ４、Ｅ５の粉を樹脂量を変
えて作製した媒体である。比表面積が下限の２３m²/gの
粉に対して９部のレジン量の組み合わせでは、磁性粉の
表面エネルギーはこの樹脂量では下げきれないため磁性
粉の分散性が低下するため表面性は粗くなる。４１部の
樹脂量は過多で樹脂間相互作用による構造が現れ、表面
性は低下し配向性も阻害される。さらに充填性が悪いた
め出力が低くノイズが高いためＣ／Ｎ値は問題外であ
る。

【００４１】Ｃ８、Ｃ９はＥ６、Ｅ７の粉を樹脂量を変
えて作製した媒体である。比表面積は４３m²/gと樹脂９
部の組み合わせでは磁性粉の表面エネルギーはこの樹脂
量では下げきれないため磁性粉の分散性が低下するため
Ｅ６に比べさらに表面性は低下する。４１部との組み合
わせでは磁性粉の表面エネルギーは低下でき表面性は向
上するものの配向性の低下、σの低下、樹脂量多・微粒
子を充填することの困難さと相侯ってＭｓが低下し、さ
らにＳＱＲの低下により出力低下ぎみでノイズ成分は少
ないもののＣ／Ｎ値は稼げない。

【００４２】Ｃ１０、Ｃ１１は、Ｃ８、Ｃ９と同様の理
由により不可である。上記の実験データが示す通り、本
発明の磁気記録媒体は、その比表面積及び樹脂結合剤の
限定範囲内においては、その範囲外のものよりも特異な
特性を示す。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１図は、六方晶系強磁性粉末１００重量部が
樹脂結合剤２０重量部中に分散された場合の、磁性粉の
比表面積と磁気記録媒体のＣ／Ｎ値の関係を示す本発明
の説明図である。

【図２】第２図は、第１図に示すものと同じ材料に比表
面積を、本発明の限定範囲の下限、上限、下限の下、及
び上限の上に設定し、且つ樹脂結合剤の量を、本発明の
限定範囲の下限、上限、下限の下、及び上限の上に設定
して測定した実験例及び比較例のデータをグラフ化して
示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者前田辰巳神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地東京芝浦電気株式会社総合研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】比表面積が２５〜４５m²/g、保磁力が４
００〜２０００ Oeである六方晶系強磁性粉末が、該粉
末１００重量部に対して１０〜４０重量部の樹脂結合剤
の中に分散されていることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】六方晶系強磁性粉末がＢａ−フェライト
である特許請求の範囲第１項記載の磁気記録媒体。
【請求項３】支持基体上に塗着された磁気記録媒体で
あって、支持基体面に対して垂直な方向に磁性粉末の磁
化容易軸が配向された特許請求の範囲第１項記載の磁気
記録媒体。