JPH1027327A - 磁気記録媒体 - Google Patents

磁気記録媒体

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JPH1027327A
JPH1027327A JP17813996A JP17813996A JPH1027327A JP H1027327 A JPH1027327 A JP H1027327A JP 17813996 A JP17813996 A JP 17813996A JP 17813996 A JP17813996 A JP 17813996A JP H1027327 A JPH1027327 A JP H1027327A
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JP
Japan
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magnetic
coercive force
magnetic recording
recording medium
flux density
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JP17813996A
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Kenichi Sato
研一 佐藤
Kazunobu Chiba
一信 千葉
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Sony Corp
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気記録媒体の磁気特性を調整し、高出力か
つ低ノイズ、高C/Nの(S/N)の磁気記録媒体を作
製する。 【解決手段】 蒸着法によって磁性膜が形成される磁気
記録媒体において、磁気特性における保磁力角形比S*
を、0.2〜0.5、保磁力HC を、60〜150〔k
A/m〕、残留磁束密度Br を250〜600〔mT〕
の範囲に特定する。

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、特
に蒸着法により磁性膜が形成される強磁性金属薄膜型磁
気記録媒体に係わる。
【0002】
【従来の技術】鉄、コバルト、ニッケルまたはこれらを
主成分とする合金等を、真空中にて、酸素による反応蒸
着等の真空中製膜法で、非磁性支持体上に形成した強磁
性薄膜型磁気記録媒体は、従来の塗布型磁気記録媒体に
比べ、記録密度を飛躍的に向上せしめることが可能であ
り、民生用ビデオテープレコーダーや、今後商品化され
ようとしている民生用、業務用デジタルビデオテープレ
コーダー、データストリーマー用メディアとして注目さ
れている。
【0003】上述したように、強磁性薄膜型磁気記録媒
体は、真空中にて、酸素による反応蒸着等の真空中製膜
法で作製されるが、この酸素の導入量により、非磁性支
持体上に形成した鉄、コバルト、ニッケルまたはこれら
を主成分とする合金等の強磁性薄膜が部分酸化され、そ
の結果磁気状態に種々の特性を生じさせることができ、
その磁気記録媒体の磁気特性が調整され、優れた磁気記
録媒体を作製することができる。
【0004】従来においては、この磁気記録媒体の磁気
特性を調整し、残留磁束密度(Br)、保磁力(Hc)
等の値を所定の範囲にすることにより、高出力、高C/
N(再生信号のキャリヤレベル対ノイズレベル)の磁気
記録媒体を作製していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高出
力、高C/Nのみならず、低ノイズの磁気記録媒体を得
るためには上述したような強磁性薄膜型磁気記録媒体の
磁気特性を調整し、残留磁束密度(Br)、保磁力(H
c)等の値を所定の範囲にするだけでは、充分ではな
い。
【0006】磁気記録媒体の製造工程においては、反応
性酸素蒸着により、強磁性金属薄膜を形成する際、その
酸素導入量によって、磁性層の磁気特性が変化する。
【0007】図2において、曲線21は、酸素ガス導入
量と保磁力(Hc)との関係を表しており、曲線22
は、酸素ガス導入量と飽和磁束密度(Bs)との関係を
表しており、曲線23は、酸素ガス導入量と残留磁束密
度(Br)の関係を表している。
【0008】また、図3において、曲線31は、酸素ガ
ス導入量と信号レベルとの関係を表しており、曲線32
は、酸素ガス導入量とノイズレベルとの関係を表してい
る。
【0009】図2に示すように、酸素導入量が少ない場
合は、保磁力(Hc)が低く、飽和磁磁束密度(Bs)
および残留磁束密度(Br)が大きい。この状態では、
外部磁界によって容易に磁化し易く、すなわちスイッチ
ング特性に優れているが、磁性層中の粒子間相互作用が
強くなり、磁化遷移領域において静磁気的に安定な構造
をとるために磁壁を形成し易く、この結果、図3に示す
ようにノイズが高くなる。
【0010】一方、酸素導入量が増加すると、図2に示
すように、保磁力(Hc)が高くなり、飽和磁磁束密度
(Bs)および残留磁束密度(Br)が小さくなる。こ
の場合は、上述の場合とは逆に、外部磁界によって磁化
しにくくなり、スイッチング特性が悪くなるが、磁性層
中の粒子間相互作用が弱くなるため、磁化遷移領域がシ
ャープになり、図3に示すようにノイズが減少する。
【0011】ここで、S* は、保磁力角形比と呼ばれ、
図5の磁化曲線(B−H曲線)で示すように、以下の式
により表される。
【0012】S* =1−(Br/Hc)(1/χ) 但しBrは残留磁束密度を示し、χは、B−Hヒステリ
シス曲線の第2象限のHc点における(dB/dH)の
値を示している。
【0013】このS* は、磁化反転の様子を表すパラメ
ータとして用いられる。このS* は、磁気記録媒体の磁
気的相互作用を含む粒子の構造に起因する磁気反転と、
その粒子の配向等の均一性に起因する磁化反転の割合に
よって決定されると考えられる。
【0014】図4において、曲線41は、酸素ガス導入
量と保磁力角形比(S* )との関係を表している。図4
に示すようにS* は、酸素導入量が極めて少ない領域に
おいては、比較的大きい値になっている。これは、Hc
は小さくても、Hc点における(dB/dH)は大きい
ためであり、S* が大きい値を示す場合には、磁化遷移
領域は極めて急峻で、すなわちスイッチング特性の良い
磁気記録媒体となる。しかしながら、酸素導入量が少な
いため、粒子サイズが大きく、粒子間の磁気的相互作用
が強い磁気記録媒体では粒子性のノイズが大きくなると
いう欠点がある。
【0015】一方、酸素ガス導入量が非常に多い領域に
おいても、粒子配向性が向上し、保磁力角形比(S*
は大きい値をとるが、Bs、Brの減少により、図3で
示したように信号レベルが下がり、その結果出力が劣化
してしまうという欠点がある。そこで、本発明において
は、上述した粒子性のノイズおよび信号レベルを考慮し
て、保磁力角形比(S* )の最大値を0.5に特定する
こととする。
【0016】また、保磁力角形比(S* )の最小値につ
いては、保磁力角形比(S* )の値が0.2未満となる
と、磁化反転がブロードとなるため、再生出力の劣化が
発生することに鑑みて、保磁力角形比(S* )の最小値
を0.2に特定する。
【0017】そこで、本発明においては、保磁力(H
c)、残留磁束密度(Br)、保磁力角形比(S* )の
値を所定の範囲とし、高出力でしかも低ノイズの、高C
/Nの磁気記録媒体を得ることができるようにする。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明は、蒸着法により
磁性膜が形成される磁気記録媒体において、磁気特性に
おける保磁力角形比S* を、0.2〜0.5、保磁力H
C を、60〜150〔kA/m〕残留磁束密度Br を2
50mT〜600mTの範囲に特定する。
【0019】本発明によれば、高出力でしかも低ノイズ
の、高C/N(S/N)の磁気記録媒体を得ることがで
きる。
【0020】
【発明の実施の形態】本発明による磁気記録媒体の実施
の形態について以下に説明する。先ず、バックコート層
用の塗料を作製し、これを非磁性支持体、例えばポリエ
チレンテレフタレートフィルムに例えば0.5μmの厚
さに塗布し、バックコート層を形成した。バックコート
層用の塗料は、例えば固形分15%、顔料として例えば
カーボンを100重量部、PB比(非磁性顔料と結合剤
との混合比率)を1.2とし、硬化剤として例えばコロ
ネートL−50(日本ポリウレタン社製商品名)を10
PHR(結合剤、例えばポリカーボネート及びポリウレ
タン100重量部に対して10重量部)添加した。
【0021】一方、非磁性支持体の、バックコート層と
は反対側の面に例えばCo80%−Ni20%からなる
組成を有する強磁性金属を、所定の酸素導入量による酸
素雰囲気中で、電子ビーム蒸着法により、入射角を例え
ば45°として斜め蒸着し、膜厚200nmの強磁性金
属薄膜を形成した。
【0022】また、この強磁性金属薄膜の表面には、潤
滑剤として、例えばパーフルオロポリエーテルを塗布す
る。
【0023】次に、上述の強磁性金属薄膜を成膜する蒸
着装置の一例を説明する。図1に示すように、この装置
においては、上方および下方にそれぞれ設けられた排気
口15および16から排気されて内部が真空状態となさ
れた真空室1内に、図1においては反時計回り方向に回
転する巻き出しロール3と、時計回り方向に回転する巻
き取りロール4とが設けられ、これら巻き出しロール3
から、巻き取りロール4にテープ状の非磁性支持体2が
順次走行するようになされている。
【0024】これら巻き出しロール3から巻き取りロー
ル4に非磁性支持体2が走行する途中には、冷却キャン
5が設けられている。この冷却キャン5は、時計回りに
回転する構成とされる。またこの冷却キャン5には冷却
装置(図示せず)が設けられ、非磁性支持体2の温度上
昇による変形等を抑制している。
【0025】非磁性支持体2は、巻き出しロール3から
順次送り出され、冷却キャン5の周面を通過し、巻き取
りロール4に定線速度で巻き取られていく。
【0026】なお、巻き出しロール3と冷却キャン5と
の間、および冷却キャン5と巻き取りロール4との間に
はそれぞれガイドロール6、7が配置され、巻き出しロ
ール3から冷却キャン5および冷却キャン5から巻き取
りロール4にわたって走行する非磁性支持体2の所定の
テンションをかけ、非磁性支持体2が円滑に走行するよ
うになされている。
【0027】また、真空室1内には冷却キャン5の下方
にルツボ8が設けられ、ルツボ8内には金属磁性薄膜を
形成する所定の組成を有する例えばCo80%Ni20
%の材料9が充填されている。
【0028】一方、真空室1の側壁部には、ルツボ8内
に配置された金属磁性材料9を加熱蒸発させるための電
子銃10が取り付けられている。電子銃10は電子銃1
0より放出される電子線Bがルツボ8内の金属磁性材料
9に照射されるような位置に配置される。そして、電子
線Bを照射されたことによって蒸発した金属磁性材料9
が冷却キャン5の周面を定速で走行する非磁性支持体2
上に蒸着し、該磁性金属薄膜を形成する。
【0029】また、冷却キャン5とルツボ8との間であ
って、冷却キャン5の近傍には、シャッタ13が配置さ
れている。これは、冷却キャン5の周面を定速で走行す
る非磁性支持体2の所定領域を覆う形で形成され、蒸発
せしめられた金属磁性材料9を非磁性支持体2上に対し
て所定の角度範囲で斜めに蒸着させる役割を担ってい
る。
【0030】更に、このような蒸着に際し、真空室1の
側壁部を貫通して設けられる酸素ガス導入管14を通じ
て非磁性支持体2の表面に酸素ガスを導入供給し、磁気
特性、耐久性、耐候性の向上が図られている。
【0031】次に、実施例1〜4と、比較例1〜5を挙
げて説明する。これら実施例、および比較例によるサン
プルテープの主な製造条件を示す。
【0032】(実施例) 非磁性支持体 ポリエチレンテレフタレート 蒸着条件 金属磁性体 実施例1〜3はCo80%Ni20%合金、実施 例4はCo100wt%、実施例5〜7はCo100wt%を 用い、磁性層を多層とした。 入射角 45° 酸素導入量 (表1)に示す 蒸着真空度 4×10-2Pa バックコート層 厚さ 0.5μm 顔料 カーボン100重量部 結合剤 ポリカーボネートおよびポリウレタン100重量 部 硬化剤 コロネートL−50を10重量部 トップコート パーフルオロポリエーテル
【0033】(比較例) 非磁性支持体 ポリエチレンテレフタレート 蒸着条件 金属磁性体 比較例1〜4はCo80%Ni20%合金、比較 例5〜7はCo100wt% 入射角 45° 酸素導入量 (表1)に示す 蒸着真空度 4×10-2Pa バックコート層 厚さ 0.5μm 顔料 カーボン100重量部 結合剤 ポリカーボネートおよびポリウレタン100重量 部 硬化剤 コロネートL−50を10重量部 トップコート パーフルオロポリエーテル
【0034】上記サンプルテープについて、酸素導入量
を変化させ、それぞれのテープについての磁気特性であ
る残留磁束密度(Br)、保磁力(Hc)、保磁力角形
比(S* )を測定し、それらにおける電磁特性、すなわ
ち出力とノイズを測定した。これらの結果を(表1)に
示す。
【0035】なお、上記磁気特性の測定はVSM(振動
試料型磁化特性測定装置)を用い、電磁特性の測定は、
固定ヘッドドラムテスターを用い、ヘッドはTSS(S
ONY製 商品名)を使用し、ギャップ長0.20〔μ
m〕、トラック幅17〔μm〕、相対速度3.8〔m/
sec〕、波長0.54〔μm〕とした。
【0036】
【表1】
【0037】(表1)から明らかなように、実施例1〜
実施例7においては、残留磁束密度(Br)が、250
〜600〔mT〕、保磁力(Hc)が、いずれも60〜
150〔kA/m〕、保磁力角形比(S* )が0.2〜
0.5の範囲になるものについて出力およびノイズ〔d
B〕を測定した。ここで、出力およびノイズの値は、実
施例2のそれぞれの値を0とした場合の相対値である。
【0038】これによれば、出力はいずれも−2〔d
B〕より以上の値を示し、ノイズは+1〔dB〕以下の
値を示し、良好な状態であることがわかる。
【0039】また、比較例1および比較例2において
は、残留磁束密度(Br)がいずれも250〜600
〔mT〕の範囲になく、保磁力(Hc)が、いずれも6
0〜150〔kA/m〕の範囲になく、保磁力角形比
(S* )がいずれも0.2〜0.5の範囲にならないも
のについて、出力およびノイズを測定した。
【0040】これによれば、出力はいずれも−2〔d
B〕未満の値を示し、ノイズは+1〔dB〕より大きい
値を示していることがわかる。比較例1および比較例2
においては、酸素導入量が少なく、金属磁性材料の粒子
の酸化度が低いため、保磁力(Hc)が低くなり、記録
減磁が大きく出力が低くなる。さらに金属磁性材料の粒
子の酸化度が低いため、粒子が大きく、保磁力角形比
(S* )が大きくなりすぎることにより磁化遷移領域が
緩慢かつジグザグになりその結果ノイズが増加する。
【0041】また、比較例3〜比較例5においては、残
留磁束密度(Br)がいずれも250〜600〔mT〕
の範囲内にならないが、保磁力(Hc)、保磁力角形比
(S * )がいずれも上述した範囲に比べて、ほぼ良好な
範囲になるものについて出力およびノイズを測定した。
【0042】これによれば、ノイズは+1〔dB〕以下
の値を示しており低い値に抑えられているが、酸素導入
量が多いため、金属磁性材料の粒子の酸化度が高く、残
留磁束密度(Br)が小さくなり、出力が−2〔dB〕
未満の値を示しており、低くなっている。
【0043】また、比較例6においては、残留磁束密度
(Br)が250〜600〔mT〕の範囲にあり、保磁
力(Hc)が、60〜150〔kA/m〕の範囲にある
が、保磁力角形比(S* )が、0.2未満のものについ
て、出力およびノイズを測定した。
【0044】これによれば、ノイズは+1〔dB〕以下
の値を示しており低い値に抑えられているが、出力が−
2〔dB〕未満の値を示しており、低くなっていること
がわかる。
【0045】以上のことから、所定の大きさの媒体の残
留磁束密度(Br)を、250〜600〔mT〕、保磁
力(Hc)を60〜150〔kA/m〕、保磁力角形比
(S * )を0.2〜0.5の範囲になるように作製した
磁気記録媒体は、優れた電磁特性を示すことがわかる。
【0046】上述の本発明構成において、バックコート
層用の塗料中に分散させる非磁性顔料としては、上述の
実施例において用いたカーボンの他に、必要に応じて、
ヘマタイト、雲母、シリカゲル、酸化マグネシウム、硫
化亜鉛、炭化タングステン、窒化ホウ素、デンプン、酸
化亜鉛、カオリン、タルク、粘土、硫酸鉛、炭酸バリウ
ム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ベーム石(γ
−Al2 3 ・H2 O)、アルミナ、硫化タングステ
ン、酸化チタン、ポリテトラフルオロエチレン粉末、ポ
リエチレン粉末、ポリ塩化ビニル粉末、金属粉末等を併
用してもよい。
【0047】バックコート層は前述の非磁性顔料を結合
剤および有機溶剤とともに混練することによってバック
コート層用塗料を調整し、これを非磁性支持体の磁性層
とは反対側の主面に塗布することにより形成されるが、
このとき使用される結合剤や有機溶剤はいずれも従来公
知のものが使用可能である。
【0048】結合剤としては、例えば上述の実施例にお
いて用いたポリカーボネート及びポリウレタンの他に、
従来用いられてきたものとして、塩化ビニルと酢酸ビニ
ルの共重合体、塩化ビニルと酢酸ビニルとビニルアルコ
ールの共重合体、塩化ビニルと酢酸ビニルとマレイン酸
の共重合体、塩化ビニルと塩化ビニリデンの共重合体、
塩化ビニルとアクリロニトリルの共重合体、アクリル酸
エステルとアクリロニトリルの共重合体、アクリル酸エ
ステルと塩化ビニリデンの共重合体、メタクリル酸エス
テルとスチレンの共重合体、熱可塑性ポリウレタン樹
脂、フェノキシ樹脂、ポリフッ化ビニル、塩化ビニリデ
ンとアクリロニトリルの共重合体、ブタジエンとアクリ
ロニトリルの共重合体、ブタジエンとアクリロニトリル
とメタクリル酸の共重合体、ポリビニルブチラール、セ
ルロース誘導体、スチレンとブタジエンの共重合体、ポ
リエステル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、熱硬
化性ポリウレタン樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アル
キド樹脂、尿素とホルムアルデヒドの樹脂、またはこれ
らの混合物等があげられる。これらはイソシアネート化
合物を架橋剤として使用し、より耐久性を向上させた
り、適当な極性基を導入したものであってもよい。
【0049】溶剤としては、例えばアセトン、メチルエ
チルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサン
等のケトン系溶剤、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチ
ル、乳酸エチル、酢酸グリコールモノエチルエステル等
のエステル系溶剤、グリコールジメチルエーテル、グリ
コールモノエチルエーテル、ジオキサン等のグリコール
エーテル系溶剤、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳
香族炭化水素系溶剤、メチレンクロライド、四塩化炭
素、クロロホルム、エチレンクロルヒドリン、ジクロロ
ベンゼン等の有機塩素化合物系溶剤があげられる。
【0050】また、磁性層は、Co,Co−Ni,Co
−Fe−Ni等の強磁性金属薄膜を斜め蒸着により、酸
素を含む雰囲気中での反応性蒸着技術によって成膜され
るものであり、通常の蒸着テープに使用されるものであ
ればいかなるものであってもよい。例示すればFe,C
o,Ni等の強磁性金属、Fe−Co,Co−Fe−N
i,Fe−Cu,Co−Au,Co−Pt,Mn−B
i,Mn−Al,Fe−Cr,Co−Cr,Ni−C
r,Fe−Co−Cr,Co−Ni−Cr,Fe−Co
−Cr−Ni等の強磁性合金があげられる。これらの単
層膜であってもよいし、2層以上の多層膜であってもよ
い。
【0051】さらに、非磁性支持体と金属磁性薄膜間あ
るいは多層膜の場合には、各層間の付着力向上、並びに
抗磁力の制御等のため、下地層または中間層を設けても
よい。
【0052】金属磁性薄膜形成の手段としては、真空下
で強磁性材料を加熱蒸発させ、非磁性支持体上に沈着さ
せる真空蒸着法や、強磁性金属材料の蒸発を放電中で行
うイオンプレーティング法等がある。
【0053】また、上記非磁性支持体上に形成された強
磁性金属材料上には保護膜層が形成させていてもよい
が、この材料としては、通常の金属磁性薄膜用保護膜と
して一般に使用させるものであればいかなるものであっ
てもよい。例えばカーボン、CrO2 ,Al2 3 ,B
N,Co酸化物、MgO,SiO2 ,Si3 4 ,Si
X −SiO2 ,ZnO2 ,TiO2 ,TiC等があげ
られる。これらの単層膜であってもよいし、多層膜、あ
るいは複合膜であってもよい。
【0054】また、非磁性支持体としては、やはり従来
公知の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、セルロースジアセテート、セルロース
アセテート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、ポリアミドイミ
ド等のプラスチック、紙、アルミニウム、銅等の金属、
アルミニウム合金、チタン合金等の軽金属、セラミック
ス単結晶シリコン等である。
【0055】なお、上記非磁性支持体の形態としては、
フィルム、テープ、シート、ディスク、カード、ドラム
等のいずれでもよい。
【0056】
【発明の効果】本発明によれば、蒸着法にて磁性膜が形
成される磁気記録媒体において、磁気特性における保磁
力角形比S* を、0.2〜0.5、保磁力HC を、60
〜150〔kA/m〕、残留磁束密度Br を250mT
〜600mTの範囲に特定することによって、高出力か
つ低ノイズで、高C/N(S/N)の優れた磁気記録媒
体を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】連続式蒸着巻き取り装置の一例の概略断面図で
ある。
【図2】酸素ガス導入量と、保磁力(Hc)、飽和磁束
密度(Bs)、残留磁束密度(Br)との関係を示す。
【図3】酸素ガス導入量と信号レベルおよびノイズとの
関係を表す図である。
【図4】酸素導入量と保磁力角型比の関係を表す図であ
る。
【図5】磁化曲線(B−H曲線)を表す図である。
【符号の説明】
1 真空室、2 非磁性支持体、3 巻き出しロール、
4 巻き取りロール、5 冷却キャン、6,7 ガイド
ロール、8 ルツボ、9 金属磁性体、10電子銃、1
3 シャッター、14 酸素ガス導入管、15,16
排気口、21酸素ガス導入量と保磁力(Hc)との関係
を表す曲線、22 酸素ガス導入量と飽和磁束密度(B
s)との関係を表す曲線、23 酸素ガス導入量と残留
磁束密度(Br)の関係を表す曲線、31 酸素ガス導
入量と信号レベルとの関係を表す曲線、32 酸素ガス
導入量とノイズレベルとの関係を表す曲線、41 酸素
ガス導入量と保磁力角形比(S* )との関係を表す曲線

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 蒸着法により磁性膜が形成される磁気記
    録媒体において、 磁気特性における保磁力角形比S* が、0.2〜0.5 保磁力HC が、60〜150〔kA/m〕 残留磁束密度Br が、250mT〜600mT の範囲に特定されることを特徴とする磁気記録媒体。
JP17813996A 1996-07-08 1996-07-08 磁気記録媒体 Pending JPH1027327A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6921604B2 (en) 2000-02-02 2005-07-26 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Device and method for evaluating performance of fuel cells, device and method for evaluating specific surface area of fuel-cell electrode catalysts, fuel-cell electrode catalyst, and method of manufacturing the same

Cited By (1)

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