JPH1173630A

JPH1173630A - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH1173630A
Application number: JP23497997A
Authority: JP
Inventors: Taro Omura; 太郎大村
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-08-29
Filing date: 1997-08-29
Publication date: 1999-03-16

Abstract

(57)【要約】【課題】バックコート層の表面を平滑にすることで、
Ｓ／Ｎ比の改善を図ると同時に、バックコート層の平滑
化による走行安定性の劣化を抑制する磁気記録媒体を提
供する。【解決手段】非磁性支持体の一方の面に磁性粉末と結
合剤とを主体とする磁性層を有するとともに、これとは
反対側の面に充填剤と結合剤とを主体とするバックコー
ト層を有してなり、上記バックコート層は、充填剤とし
て、平均粒子径が３０ｎｍ以下の炭素系粉末を充填剤の
全量に対して８０重量％以上含有し、結合剤として、ス
ルホン酸塩基又は４級アンモニウム塩基のいずれかと、
水酸基とエポキシ基とを有し、平均重合度が１００〜２
５０の範囲の塩化ビニル系共重合体を含有する。さら
に、上記バックコート層は、平均粒子径が１００〜５０
０ｎｍで、モース硬度が６以上の非磁性粉末を充填剤の
全量に対して２〜１０重量％含有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオテープレコ
ーダ用ビデオテープ、データストレージ用磁気テープ等
に用いられる磁気記録媒体に関し、特にバックコート層
の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ビデオテープレコーダ用ビデオ
テープや、データストレージ用磁気テープ等の磁気記録
媒体においては、ビデオテープレコーダ或いはデータ用
ドライブでの走行特性を向上させるために、非磁性粉末
と結合剤とから形成される、所謂バックコート層が、磁
性層と反対側の非磁性支持体表面に塗布されている。

【０００３】このバックコート層には、摩擦が低いこ
と、適当な導電性をもつこと、優れた耐摩耗性をもつこ
と等の性質が要求される。

【０００４】このような特性を付与するために、これま
で繊維素系樹脂、ポリウレタン樹脂、塩化ビニル系共重
合体等の各種結合剤中に、導電性に優れたカーボンブラ
ックやグラファイト等の非磁性粉末を充填剤として分散
させて形成されたバックコート層が広く利用されてい
る。

【０００５】この場合、結合剤は、必ずしも単独で用い
られるわけではなく、例えば非磁性粉末の分散特性を向
上させたり、塗膜の強度を向上させる等、各々の目的に
応じて数種のものが選ばれ、適当な割合で混合される。
また、低摩擦化は、適当なサイズの非磁性粉末を選択
し、バックコート層の表面性を制御することにより実現
される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ビデオテー
プレコーダ用ビデオテープやデータストレージ用磁気テ
ープ等の磁気記録媒体は、高記録密度化が進むにつれ、
高周波領域での出力及び信号とノイズ（Ｓ／Ｎ比）の比
を向上させるため、磁性層表面が平滑に仕上げられてい
く。

【０００７】一方、磁性層表面の平滑性が進むにつれ、
バックコート層での凹凸の転写によるノイズの問題が無
視できなくなる。そこで、バックコート層では、充填剤
であるカーボンブラック等の非磁性粉末の粒径をより小
径とし、かつその分散性を上げることにより、平滑なバ
ック表面を得ることが必須である。しかしながら、バッ
クコート層の平滑化が進むと、摩擦が上昇し、走行安定
性に問題が生じる可能性が高くなる。

【０００８】そこで、本発明は、このような実情に鑑み
て提案されたものであり、バックコート層の表面を平滑
にすることで、磁性層への凹凸の転写を減少させてＳ／
Ｎ比の改善を図ると同時に、バックコート層の平滑化に
よる走行安定性の劣化を抑制する磁気記録媒体を提供す
ることを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る磁気記録媒
体は、上記目的を達成するため、非磁性支持体の一方の
面に磁性粉末と結合剤とを主体とする磁性層を有すると
ともに、これとは反対側の面に充填剤と結合剤とを主体
とするバックコート層を有してなり、上記バックコート
層は、充填剤として、平均粒子径が３０ｎｍ以下の炭素
系粉末を充填剤の全量に対して８０重量％以上含有し、
結合剤として、スルホン酸塩基又は４級アンモニウム塩
基のいずれかと、水酸基とエポキシ基とを有し、平均重
合度が１００〜２５０の範囲の塩化ビニル系共重合体を
含有することを特徴とする。

【００１０】さらに、上記バックコート層は、平均粒子
径が１００〜５００ｎｍで、モース硬度が６以上の非磁
性粉末を充填剤の全量に対して２〜１０重量％含有する
ことを特徴とする。

【００１１】本発明に係る磁気記録媒体のバックコート
層では、結合剤として、スルホン酸塩基又は４級アンモ
ニウム塩基のいずれかと、水酸基とエポキシ基とを有
し、平均重合度が１００〜２５０の塩化ビニル系共重合
体を用いることにより、平均粒子径が３０ｎｍ以下であ
る炭素系粉末の分散性が極めて良好なものとなる。これ
により、バックコート層では、平滑な表面を得ることが
でき、磁性層への転写が少なく、Ｓ／Ｎ比が劣化するこ
とがない。

【００１２】また、バックコート層は平滑であるにも関
わらず、平均粒子径が１００〜５００ｎｍで、モース硬
度が６以上の非磁性粉末を含有してなることから、摩擦
が低く、良好な走行安定性を得ることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る磁気記録媒体
について詳細に説明する。

【００１４】本発明に係る磁気記録媒体は、非磁性支持
体の一方の面に磁性粉末と結合剤とを主体とする磁性層
を有するとともに、これとは反対側の面に充填剤と結合
剤とを主体とするバックコート層を有してなる。

【００１５】そして、上記バックコート層は、充填剤と
して、平均粒径が３０ｎｍ以下の炭素系粉末を充填剤全
量に対して８０重量％以上、より好ましくは９０重量％
以上含有することを特徴とする。ここで、平均粒径が３
０ｎｍを越える炭素系粉末の含有量が２０重量％を越え
ると、バックコート層の表面が粗くなり、保存中にその
表面性が磁性層に転写する虞があるため好ましくな
い。。

【００１６】上記炭素系粉末としては、カーボンブラッ
クやグラファイト等を使用でき、どのような製造工程で
作製されたものでも使用できる。

【００１７】また、上記バックコート層は、結合剤とし
て、スルホン酸塩基又は４級アンモニウム塩基のいずれ
かと、水酸基とエポキシ基とを有し、平均重合度が１０
０〜２５０の塩化ビニル系共重合体を含有することを特
徴とする。

【００１８】ここで、塩化ビニル系共重合体の平均重合
度が１００未満になると、硬化剤を混入しても十分なネ
ットワーク構造を得ることができず、耐久性に支障をき
たす。一方、塩化ビニル系共重合体の平均重合度が２５
０を越えると、炭素系粉末への濡れ性が悪く、分散性に
劣るため好ましくない。

【００１９】また、塩化ビニル系共重合体は、重量比率
で、スルホン酸塩基を該塩基中のＳＯ₄量として０．３
〜３．０重量％、又は４級アンモニウム塩基を該塩基中
のＮ（窒素）量として０．０５〜０．５重量％、水酸基
を０．１〜０．８重量％、エポキシ基を１．０〜１０．
０重量％含有することが好ましい。

【００２０】スルホン酸塩基のＳＯ₄含有量が０．３重
量％未満、又は４級アンモニウム塩基のＮ含有量が０．
０５重量％未満の場合には、炭素系粉末の分散性が悪く
なる。一方、スルホン酸塩基のＳＯ₄含有量が３．０重
量％を越える、又は４級アンモニウム塩基のＮ含有量が
０．５重量％を越える場合には、塩化ビニル系共重合体
の溶剤への溶解性が不良となり、実用性に欠ける。ま
た、水酸基の含有量が０．１重量％未満の場合には、架
橋性が悪く、０．８重量％を越える場合には、バック塗
料の粘度が高すぎて塗布性が不良となる。また、エポキ
シ基の含有量が１．０重量％未満の場合には、塩化ビニ
ル系共重合体に脱塩酸を生じ易くなり磁性塗膜の錆の問
題が懸念され、１０．０重量％を越える場合には、バッ
ク塗料の粘度が高すぎて塗布性が不良となる。

【００２１】本発明で使用される塩化ビニル系共重合体
は、塩化ビニルモノマー、スルホン酸塩基又は４級アン
モニウム塩基を含有したビニルモノマー、エポキシ基を
含有したビニルモノマー、水酸基を含有したビニルモノ
マー、及び必要に応じて他の共重合性モノマーを常法に
よって共重合することにより得ることができる。

【００２２】なお、炭素系粉末の分散性を損なわない範
囲内で、他の任意の結合剤を添加してもよい。任意の結
合剤としては、例えば、ポリエステルポリウレタン、ポ
リカーボネートポリウレタン、ニトロセルロース、ポリ
ビニルアセタール等が挙げられる。さらに、これらの結
合剤を架橋するために、ポリイソシアネートのような硬
化剤やエポキシ架橋剤を添加してもよい。

【００２３】このように、本発明に係る磁気記録媒体の
バックコート層では、結合剤として、スルホン酸塩基又
は４級アンモニウム塩基と、水酸基とエポキシ基とを有
し、平均重合度が１００〜２５０の塩化ビニル系共重合
体を用いることにより、平均粒子径が３０ｎｍ以下であ
る炭素系粉末の分散性が極めて良好なものとなり、平滑
な表面を得ることができる。

【００２４】さらに、本発明は、上記バックコート層に
おいて、平均粒子径が１００〜５００ｎｍでモース硬度
が６以上の非磁性粉末を含有することを特徴とする。

【００２５】この非磁性粉末の含有量は、充填剤の全量
に対して２〜１０重量％で、２〜５重量％がより好まし
い。

【００２６】本発明において使用されるモース硬度６以
上の非磁性粉末としては、ＴｉＯ₂、α−Ａｌ₂Ｏ₃、Ｓ
ｉＣ、Ｃｒ₂Ｏ₃が挙げられる。

【００２７】本発明に係る磁気記録媒体においては、バ
ックコート層が平滑であるにも関わらず、バックコート
層が平均粒子径が１００〜５００ｎｍでモース硬度が６
以上の非磁性粉末を含有することにより、バックコート
層の摩擦上昇が抑制され、良好な走行安定性を得ること
ができる。

【００２８】ここで、上記非磁性粉末の平均粒子径が１
００ｎｍ未満、或いは非磁性粉末の含有量が少ないと、
摩擦上昇の抑制効果が発現しない。また、上記非磁性粉
末の平均粒子径が５００ｎｍを越える、或いは非磁性粉
末の含有量が多すぎると、磁気テープを巻取って保存し
た場合に、バックコート層の凹凸が磁性層に転写して磁
性層の表面性が低下してしまうため好ましくない。

【００２９】本発明において、バック塗料を作製する工
程としては、従来通りの工程でかまわない。混練機とし
ては、連続２軸混練機、コニーダ、加圧ニーダー、三本
ロール等を何等制限されず使用することができる。ま
た、希釈分散機としては、サンドミル、スパイクミル、
ボールミル、ＤＣＰミル等を何等制限されず使用するこ
とができる。

【００３０】ところで、本発明において、磁性層に使用
される磁性粉末としては、従来より公知のものがいずれ
も使用可能であって、酸化物磁性粉末であっても、金属
磁性粉末であってもよい。酸化物磁性粉末としては、例
えば、γ−Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｃｏ含有γ−Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｆｅ
₃Ｏ₄、Ｃｏ含有γ−Ｆｅ₃Ｏ₄、Ｃｏ被着Ｆｅ₃Ｏ₄、Ｃｒ
Ｏ₂等が挙げられる。金属磁性粉末としては、例えば、
Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃ
ｏ−Ｎｉ、Ｃｏ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ、Ｆｅ−Ｃｏ−
Ｃｒ−Ｂ、Ｍｎ−Ｂｉ、Ｍｎ−Ａｌ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｖ等
が挙げられる。さらに、これらの種々の特性を改善する
目的で、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ等
の金属成分が添加されたものであってもよい。また、バ
リウムフェライト等の六方晶系フェライトや窒化鉄等も
使用可能である。

【００３１】磁性層に使用される結合剤も、従来公知の
ものがいずれも使用可能であり、ポリエステルポリウレ
タン、ポリカーボネートポリウレタン、ニトロセルロー
ス等の有機結合剤が使用可能である。

【００３２】なお、これら磁性粉末や結合剤からなる磁
性層には、必要に応じて潤滑剤、研磨剤、帯電防止剤等
の添加剤が加えられてもよい。添加剤としては、従来公
知のものがいずれも使用可能であり、特に限定されるも
のではない。

【００３３】非磁性支持体としては、ポリエチレンテレ
フタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィル
ム、アラミドフィルム等が使用可能である。

【００３４】

【実施例】以下、本発明を適用した実施例について、具
体的な実験結果をもとに詳細に説明する。

【００３５】サンプル１まず始めに、原材料として、比表面積が５０ｍ²／ｇで
あるメタル系磁性粉末１００重量部と、ポリエステルポ
リウレタン（日本ポリウレタン社製、商品名：ニッポラ
ンＮ−２３０４）５重量部と、塩化ビニル系共重合体
（日本ゼオン社製、商品名：ＭＲ−１１０）１５重量部
と、アルミナ（住友化成社製、商品名：ＡＫＰ−５０）
３重量部とを混練、分散して、磁性塗料を得た。そし
て、この磁性塗料を、厚さ７．０μｍのポリエチレンテ
レフタレートフィルム上に、厚みが３．０μｍとなるよ
うに塗布乾燥し、磁性層を形成した。なお、塗布時に
は、磁性塗料に硬化剤としてイソシアネート化合物（日
本ポリウレタン社製、商品名:コロネートＬ）４重量部
を添加した。

【００３６】次に、バックコート層の結合剤として、下
記の表１で示される組成の塩化ビニル樹脂（ａ）を使用
し、充填剤として、下記の表２で示される比率で平均粒
径２５ｎｍの微粒子カーボンブラックと、平均粒径３０
０ｎｍの粗粒子カーボンブラックと、平均粒子径が３０
０ｎｍの酸化チタンとを使用した。バックコート層の混
練工程では、塩化ビニル樹脂と充填剤との比率を０．８
対１とし、固形分８０％で処理した。希釈分散工程で
は、結合剤と充填剤との比率が１対１となるように、ポ
リエステルポリウレタンを添加し、サンドミルで４時間
分散し、バック塗料を得た。そして、このバック塗料
を、厚みが０．６μｍとなるように、上記磁性層と反対
側のフィルム面上に塗布乾燥し、バックコート層を形成
した。なお、塗布時には、バック塗料に硬化剤としてイ
ソシアネート化合物を添加した。

【００３７】そして、磁性層及びバックコート層が形成
された磁気テープにカレンダー処理を施し、これを８ｍ
ｍ幅にスリットしていわゆるデータ８ミリ用シェルに組
み込み、磁気テープ（サンプル１）を作製した。

【００３８】サンプル２〜サンプル９バックコート層の結合剤として、表１で示される組成の
塩化ビニル樹脂（ｂ、ｃ、ｉ、ｊ）を使用し、充填剤と
して、表２で示される比率で微粒子カーボンブラックと
粗粒子カーボンブラックと酸化チタンとを含有する充填
剤（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ）を使用し、サンプル１と同様
にして磁気テープを作製した。

【００３９】サンプル１０〜サンプル１３バックコート層の結合剤として、表１で示される組成の
塩化ビニル樹脂（ａ）を使用し、充填剤のうち酸化チタ
ンを用いずに、表２で示される比率で微粒子カーボンブ
ラックと粗粒子カーボンブラックとを含有する充填剤
（Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ）使用し、サンプル１と同様にして磁
気テープを作製した。

【００４０】サンプル１４バックコート層に使用される酸化チタンの平均粒径を７
００ｎｍとし、サンプル１と同様にして磁気テープを作
製した。

【００４１】サンプル１５バックコート層に使用される酸化チタンの平均粒径を５
０ｎｍとし、サンプル１と同様にして磁気テープを作製
した。

【００４２】サンプル１６バックコート層に使用される微粒子カーボンブラックの
含有量を７５．０重量％とし、サンプル１と同様にして
磁気テープを作製した。

【００４３】サンプル１７バックコート層に使用される微粒子カーボンブラックの
粒径を４０ｎｍとし、サンプル１と同様にして磁気テー
プを作製した。

【００４４】サンプル１８〜サンプル２４バックコート層の結合剤として、表１で示される組成の
塩化ビニル樹脂（ｄ〜ｈ、ｋ〜ｌ）を使用し、充填剤と
して、微粒子カーボンブラック９０重量％と粗粒子カー
ボンブラック５重量％と酸化チタン５重量％とを使用
し、サンプル１と同様にして磁気テープを作製した。

【００４５】

【表１】

【００４６】

【表２】

【００４７】特性評価上述のようにして得られたサンプルについて、表面粗
度、摩擦係数、電磁変換特性を評価した。

【００４８】表面粗度は、表面粗度計（小坂研究所社
製；商品名ＳＥ−３０Ｈ）にて、バックコート層の中心
線平均粗さ（Ｒａ）を測定した。測定条件は、倍率を５
万倍とし、測定長を２ｍｍ、カットオフ値を０．０８ｍ
ｍとした。

【００４９】摩擦係数は、ステンレスガイドピンに対す
る摩擦係数であり、テープのシャトル回数が１００パス
目となる時の値を測定した。摩擦係数の値は、０．１８
以下が望ましい。

【００５０】電磁変換特性は、データ８ｍｍテープ用ド
ライブ（ＥＸＡＢＹＴＥ社製、商品名：ＥＸＢ−８５０
５ＸＬ）でテープを走行させて、磁気ヘッドに生じる信
号出力及びノイズを測定して、Ｓ／Ｎ比を求めた。な
お、実施例１のテープを０ｄＢとして、相対値で示し
た。

【００５１】その他に、電磁変換特性測定時のテープ鳴
きの有無、摩擦測定後の傷の有無、高温高湿（温度６０
℃、湿度８０％）環境下で保存をした時の脱塩酸有無を
調べた。表中、テープ鳴きがある時をＡで示し、摩擦測
定後に傷がある時をＢで示し、高温高湿保存で脱塩酸が
見られる時をＣで示す。

【００５２】これらの結果を表３に併せて示す。

【００５３】

【表３】

【００５４】表３の結果から、バックコート層の充填剤
として、平均粒子径が３０ｎｍ以下の炭素系粉末を充填
剤の全量に対して８０重量％以上含有し、結合剤とし
て、スルホン酸塩基又は４級アンモニウム塩基のいずれ
かと、水酸基とエポキシ基とを有し、平均重合度が１０
０〜２５０の範囲の塩化ビニル系共重合体を使用してな
る磁気テープ（サンプル１〜サンプル１１）において
は、バックコート層の表面が平滑に仕上げられ、Ｓ／Ｎ
比の劣化が抑制されていることがわかる。

【００５５】特に、微粒子カーボンブラックと併せて、
平均粒子径３００ｎｍの酸化チタンを２〜１０重量％使
用してなる磁気テープ（サンプル１〜サンプル９）にお
いては、酸化チタンを用いない場合（サンプル１０、サ
ンプル１１）に比べ、摩擦が低く、走行性が安定してい
る。

【００５６】但し、酸化チタンの含有量が多すぎる場合
（サンプル１２、サンプル１３）には、磁性層の表面性
が悪化し、テープに傷が生じやすくなる。したがって、
酸化チタンの含有量は、充填剤の全量に対して、２〜１
０重量％が好ましいことがわかる。

【００５７】また、酸化チタンの平均粒子径が大きすぎ
る場合（サンプル１４）には、磁性層の表面性が悪化し
テープに傷が生じ易くなり、反対に小さすぎる場合（サ
ンプル１５）には、摩擦上昇の抑制効果が小さくなる。
したがって、酸化チタンの平均粒子径は、１００〜５０
０ｎｍが好ましいことがわかる。

【００５８】これに対して、微粒子カーボンブラックの
添加量が少ない、或いはその粒径が大きすぎる場合（サ
ンプル１６、サンプル１７）では、バック層の表面粗度
が悪化する。また、所定の条件（重合度、極性基）を満
たす結合剤を用いない場合（サンプル１８〜サンプル２
４）では、いずれも満足のいく特性を得ることができな
かった。

【００５９】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、バックコート層の結合剤として、スルホン
酸塩基又は４級アンモニウム塩基と、水酸基とエポキシ
基とを有し、平均重合度が１００〜２５０である塩化ビ
ニル系共重合体を用い、充填剤として平均粒子径が３０
ｎｍ以下である炭素系粉末を用いてなることから、充填
剤の分散性が極めて良好なものとなってバックコート層
の表面が平滑なものとなり、Ｓ／Ｎ比が劣化することが
ない磁気記録媒体を提供できる。また、本発明によれ
ば、バックコート層に平均粒子径が１００〜５００ｎｍ
で、モース硬度が６以上の非磁性粉末を用いてなること
から、摩擦上昇が抑制され、良好な走行安定性を有する
磁気記録媒体を提供することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性支持体の一方の面に磁性粉末と結
合剤とを主体とする磁性層を有するとともに、これとは
反対側の面に充填剤と結合剤とを主体とするバックコー
ト層を有する磁気記録媒体において、上記バックコート層は、充填剤として、平均粒子径が３
０ｎｍ以下の炭素系粉末を充填剤の全量に対して８０重
量％以上含有し、結合剤として、スルホン酸塩基又は４
級アンモニウム塩基のいずれかと、水酸基とエポキシ基
とを有し、平均重合度が１００〜２５０の範囲の塩化ビ
ニル系共重合体を含有することを特徴とする磁気記録媒
体。
【請求項２】上記バックコート層は、平均粒子径が１
００〜５００ｎｍでモース硬度が６以上の非磁性粉末を
充填剤の全量に対して２〜１０重量％含有することを特
徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。