JPS63168824A - 磁気記録媒体 - Google Patents

磁気記録媒体

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JPS63168824A
JPS63168824A JP61315169A JP31516986A JPS63168824A JP S63168824 A JPS63168824 A JP S63168824A JP 61315169 A JP61315169 A JP 61315169A JP 31516986 A JP31516986 A JP 31516986A JP S63168824 A JPS63168824 A JP S63168824A
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magnetic
carbon black
powder
magnetic powder
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JP61315169A
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English (en)
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Shu Ishiguro
周 石黒
Ryosuke Isobe
磯辺 亮介
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Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ、産業上の利用分野 本発明は磁気テープ、磁気シート、磁気ディスク等の磁
気記録媒体に関するものである。
口、従来技術 一般に、磁気テープ等の磁気記録媒体は、磁性粉、バイ
ンダー樹脂等からなる磁性塗料を支持体上に塗布、乾燥
することによって製造される。
こうした磁気記録媒体、特にビデオテープにおいては、
媒体の導電性、摩擦係数、表面性(即ち、電磁変換特性
)、耐摩耗性等といった特性のうち、いくつかを同時に
満足するためにカーボンブラックを併用する技術は、従
来、特開昭59−5426号、同59−16141号、
同58−218039号、同58−211321号、特
公昭53−20203号、同54−9041号、同57
−4968号等の各公報に示すものが知られている。ま
た、特開昭61−144727号では、強磁性合金粉末
を含有する磁性層中に、融点506C未満の脂肪酸、5
0℃以上の脂肪酸と脂肪酸エステル、および平均粒子径
が60〜120mμであってDBP吸油量が100 m
j/ 100 l以下のカーボンブラックを含有する磁
気記録媒体を示している。
しかしながら、従来の媒体においては特に、カーボンブ
ラックと組合せられた強磁性合金粉末についてはその比
表面積の規定はあってもその組成の限定はなかった。し
かし、近年のビデオテープの用途は、ボータプル化に伴
い多岐にわたり、その使用条件はさまざまである。従っ
て、ビデオテープには高い耐蝕性が要求されることにな
る。一般的に耐蝕性が問題となりやすい強磁性合金の中
で、鉄−アルミニウム系の強磁性合金粉末はその耐蝕性
が良好である。又、一般に、強磁性合金粉末は分散性が
悪いが、鉄−アルミニウム系強磁性合金粉末は分散性が
良好である。
また、従来の媒体では、磁性層に添加され酸化鉄系の磁
性粉とカーボンブラックとの組合せは一般的であるが、
強磁性合金粉末との組合せは殆んど見当らない。
ハ9発明の目的 本発明の目的は、高密度記録を実現でき、耐蝕性、分散
性にすぐれ、かつ摩擦係数が小さく、走行耐久性の向上
、カレンダー汚れの防止、カレンダー汚れから引き起こ
されるドロップアウトの減少、ヘッド目づまりの減少を
実現し、繰返し録再後のドロップ79トの増加も発生さ
せないことにある。
二1発明の構成及びその作用効果 即ち、本発明は、アルミニウム含有量が0.5重量−〜
20重量%である鉄−アルミニウム系磁性粉と、比表面
積がBET値で900m”/9を超えかつ吸油量がDB
P値で110 m// 1009以上であるカーボンブ
ラックとが磁性層に含有されている磁気記録媒体に係る
ものである。
本発明によれば、磁性粉として、Al含有量をFeに対
して0.5重量%(以下、単にチで表わす。)〜20 
%と特定したFe−Al系磁性粉を用いているので、F
e−Al系特有の高耐蝕性を示し、かつ分散性も良好で
ある。このことは、磁性粉の比表面積を大きくしても、
その分散性を十分とすることができるために、高密度記
録の実現にとって非常に重要である。しかもこの場合、
磁性粉のAl含有量を0.5〜20チと特定の範囲に限
定していることが極めて重要であり、その含有量が0.
5%未満では耐蝕性及び分散性が非常に悪くなり、また
20チを超えると逆にMの割合が増えすぎて電磁変換特
性が劣化してしまう。このM含有量は上記した範囲内で
更に1〜8チとするのが望ましい。
但し、上記範囲のAJ含有量に加え、AJ以外の他の成
分も含有していてもよい。
なお、本発明において、上記のアルミニウム含有量の「
重量%」とは、Feを主成分とするAl及び/又はその
化合物(例えば7v!、O,)との合金である磁性粉に
おいて、その金属成分の中でAI原子(例えばAAtO
sとして添加されているとぎはAJ、)の占める割合を
Fe成分の全原子に対して表わした重量比を意味する。
従って、例えばAJ含有量が1重量%とは、全Fe原子
重量を100としたときに1の重量を占めることを意味
する。
また、本発明においては、使用する磁性粉は、比表面積
をBET値で40rrf7g以上とすることもでき、こ
の場合には高密度に磁性層中に充填することができる。
更に、本発明によれば、磁性層中のカーボンブラックの
BET値と吸油量とを上記した特定の範囲としているの
で、ルミS/N、クロマS/N等の高い電磁変換特性を
達成でき、磁性層の表面比抵抗が低く、ドロップアウト
が少なく、磁性層の摩擦係数が低く、走行耐久性が優れ
ていて、特に高温高湿時の走行において出力低下が少な
く、かつカレンダー汚れやヘッド目詰りも減少する。即
−>UV甲On n rrl / Q & m !tか
つ赴池番11(1m/ /100g以上のカーボンブラ
ックを用いているので、磁性層の表面比抵抗を下げるこ
とができ、ドロップアウトが減少する上に、磁性塗液は
粘度安定性、凝集が起こりにくい等、液物性の安定性に
おいて優れているのみならず、塗布速度を増加させた場
合、塗布性が劣化せず、高い電磁変換特性が維持できた
。このカーボンブラックは、110 ml/ 100 
f1以上の吸油量を示すために比較的ストラフチャー構
造をとり易く、高い導電性と低摩擦を示すことができる
。また、その吸油量が110 m7/ 100 /i以
上であるために分散性が良好に維持される。カーボンブ
ラックの吸油量は220 mj/ 100 g以上、4
001R1/ 100.9以下が゛好ましい。また、そ
のBET値は1100m”79以上、2000 rn”
/ F以下とするのがよい。
本発明において、上記の効果を得る上で、カーボンブラ
ックの添加量は、磁性粉100重量部に対して10重量
部以下であるのがよく、0.1〜6重量部であるのが更
によい。
本発明で使用可能なカーボンブラックとしては、キャボ
ット社製のブラック・パールズー2000(B ET 
1475rn”7g、DBP3301R1/100.p
粒径ismμ)、コロンビアンカーボン社製のコンダク
テックス40−220 (BET 1066ゴ/11、
DBP2601ILl/100.liり等が挙げられる
なお、上記において、「比表面積」とは、単位重量あた
りの表面積をいい、平均粒子径とは全く異なった物理量
であり1例えば平均粒子径は同一であっても、比表面積
が大きなものと、比表面積が小さいものが存在する。比
表面積の測定は、例えばまず、粉末を250℃前後で3
0〜60分加熱処理しながら脱気して、該粉末に吸着さ
れているものを除去し、その後、測定装置に導入して、
窒素の初期圧力を0.5に97m”VC設定し、窒素に
より液体窒素温度(−195℃)で吸着測定を行なう(
一般にBi、T法と称されている比表面積の測定方法。
詳しくはJ、Ame、Chem、Soc+ 60309
(1938)を参照)。この比表面積(BET値)の測
定装置忙は、湯洗電池@)ならびに湯浅アイオニクス(
aの共同製造による[粉粒体測定装置(カンタ−ソープ
)」を使用することができる。
比表面積ならびにその測定方法についての一般的な説明
は[粉体の測定J (J、M、DALLAVALLE。
CLYDEORRJr共著、伸出その他訳;産業図書社
刊)に詳しく述べられており、また「化学便覧」(応用
編、1170〜1171頁、日本化学余線、丸善(株)
昭和41年4月30日発行)にも記載されている(なお
前記「化学便覧」では、比表面積を単に表面積(m”/
gr)と記載しているが、本明細書における比表面積と
同一のものである。)。
また、上記の「吸油量(DBP法)」については、顔料
粉末1009にD B P (Dibutyl pht
halate)を少しずつ加え、練り合わせながら顔料
の状態を観察し、ばらばらに分散した状態から一つの塊
をなす点を見出したときのDBPの1数をDBP吸油量
とする。
本発明の磁気記録媒体は、例えば第1図に示すように、
支持体1上に磁性層2を有している。また磁性層2とは
反対側の面KBC層3が設けられている。このBC層は
設けられてよいが、設けなくてもよい。磁性層2に使用
される磁性粉末、特に強磁性粉末としては、上述したA
J含有量0.5〜20チのFe  AA!合金粉末が使
用される。しかしAA?以外の他のNi、Co、P%M
n、Zn、Cr等を少量添加してもよい。また、磁性層
2&Cは、上述したカーボンブラックの他、潤滑剤(例
えばシリコーンオイル、グラファイト、二硫化モリブデ
ン、二硫化タングステン、炭素原子数12〜20の一塩
基性脂肪酸(例えばステアリン酸)と炭素原子数が3〜
26個の一価のアルコールからなる脂肪酸エステル等)
、帯電防止剤(例えばグラファイト)等を添加してよい
。また、非磁性研磨材粒子も添加してよいが、これには
アルミナ(α−kl−0−(コランダム)等)、人造コ
ランダム、溶融アルミナ、炭化ケイ素、酸化クロム、ダ
イヤモンド、人造ダイヤモンド、ザクロ石、エメリー(
主成分:コランダムと磁鉄鉱)等が使用される。この研
磨材の含有量は磁性粉に対して加重置部以下が好ましく
、またその平均粒子径は0.5μmがよく、0.4μm
以下が更によい。
また、磁性層のバインダー樹脂として少なくともポリウ
レタンを使用できるが、これは、ポリオールとポリイッ
クアネートとの反応によって合成できる。ポリ9レタン
と共に、フェノキシ樹脂及び/又は塩化ビニル系共重合
体も含有せしめれば。
磁性層に適用する場合に磁性粉の分散性が向上し、その
機械的強度が増大する。但、フェノキシ樹脂及び/又は
塩化ビニル系共重合体のみでは層が硬くなりすぎるがこ
れはポリウレタンの含有によって防止でき、支持体又は
下地層との接着性が良好となる。また、上記以外にも、
バインダー樹脂として繊維素系樹脂、熱可塑性樹脂、熱
硬化性樹脂、反応型樹脂、電子線照射硬化型樹脂が使用
されてもよい。
また、BC層3にも、磁性層2に用いた本発明による上
記カーボンブラックを添加してよい。
また、第1図の磁気記録媒体は、磁性層2と支持体1と
の間に下引き層(図示せず)を設けたものであってよく
、或いは下引き層を設けなくてもよい(以下同様)。ま
た支持体にコロナ放電処理をほどこし【もよい。
また、支持体1の素材としては、ポリエチレンテレフタ
レート、ポリプロピレン等のプラスチック1.U、Zn
等の金属、ガラス、BN、Stカーバイド、磁器、陶器
等のセラミック等が使用される。
なお、上記の磁性層等の塗布形成時には、塗料中に架橋
剤としての多官能イソシアネートを所定量添加しておく
のが磁性層を強固にできる点で望ましい。こうした架橋
剤としては、既述した多官能ポリイソシアネートの他、
トリフェニルメタントリイソシアネート、トリス−(p
−インクアネートフェニル)チオホスファイト、ポリメ
チレンボIJ フェニルイソシアネート等があげられる
。メチレンジイソシアネート系、トリレンジイソシアネ
ート系がよい。なお、磁性層を電子線照射等で硬化させ
るとぎは、インシアネート化合物の添加は省略してもよ
いが添加してありてもよい。
第2図は、他の磁気記録媒体を示すものであるが、第1
図の媒体の磁性層2上に00層4が設けられている。こ
の00層4は、磁性層2を損傷等から保護するために設
けられるが、そのために滑性が十分である必要がある。
そこで、00層4のバインダー樹脂として、上述の磁性
層2に使用した9レタン樹脂を(望ましくはフェノキシ
樹脂及び/又は塩化ビニル系共重合体を併用して)使用
する。00層4の表面粗さは特にカラーS/Nとの関連
でRa≦0.01 μm、Rmax≦0.13μmとす
るのがよい。この場合、支持体10表面粗さをRa≦0
.01 μm、 Rmax≦0.13 μmとし、平滑
な支持体1を用いるのが望ましい。
第3図は、磁気ディスクとして構成された磁気記録媒体
を示し、支持体10両面に上述と同様の磁性層2.00
層4が夫々設けられており、00層4には上述のウレタ
ン樹脂を主成分とするバインダー樹脂が含有せしめられ
てよい。
ホ、実施例 以下、本発明を具体的な実施例につき説明する。
但し、以下において「部」は重量部を表わす。
実施例1〜5 AJ含有量が0.5.3.0.5.0.8.0.20.
0重量−の鉄−アルミニウム系強磁性合金粉末を用いか
つカーボンブラックとしてはブラックバールズBP−2
000(キャボット社製:BET値1475rr1′/
g、吸油量330 mj/ 1009 )を用いて下記
の磁性粉含有組成物を調製した。
鉄−アルミニウム系強磁性合金粉末  80部ポリ9レ
タン樹脂           5部にツボラン230
4 :日本ポリ9レタン製)フェノキシ樹脂     
        2部(PKHH:ユニオンカーバイド
社製)レシチン               4部α
−酸化アルミニウム(研磨材)    4部カーボンブ
ラック           3部(BP−2000:
キャボット社製) シクロヘキサノン           200部トル
エン              30部メチルエチル
ケトン         30部上記処方による組成物
をボールミルで充分に攪拌混合し、バインダー碩化剤と
して多官能イソシアネート(コロネートL:日本ボリク
レタン製)を3重量部添加して均一攪拌した後、濾過し
、乾燥厚み3μmになるようにポリエチレンテレフタレ
ートフィルム上に塗設し、スーパーカレンダー処理を施
した。
次に、下記のバックコート塗料を調製した。
カーボンブラック           50部ニトロ
セルロース(セルツバ:旭化成i)  2部部ポリ9レ
タン樹脂           20部にツボラン23
04 :日本ポリワレタン製)ポリイソシアネー)  
         10部(コロネートL:日本ポリウ
レタン製)メチルエチルケトン        200
部トルエン              200部この
組成物をボールミルで5時間分散処理し、前記磁性層を
有する支持体裏面に乾燥厚みが0.5μmとなるように
塗布乾燥し、バックコート層を形成した。
前記した広幅の磁気テープ用フィルムを8fflffl
に断裁し、実施例の試料として5種の8Mビデオテープ
を作製し、それぞれを実施例テープ1〜5とした。これ
らを8mmビデオテープカセットに入れ、特性を測定し
た。
実施例6 カーボンブラックとして、B P −2000にかえて
C−40−220(コロンビアンカーボン社製:BET
値1066ゴ/g、吸油−量260 m/ 100.9
 )を3重量部用いる他は、実施例3と同様の処理を加
えて、8鵬幅のビデオテープを作製し、この8止ビデオ
テープを実施例テープ6とした。
比較例I Aノを含有しないFe系強磁性合金粉末を鉄−アルミニ
ウム系強磁性合金粉末にかえて用いた他は、実施例1〜
5と同様の処理を加えて、8閣幅のビデオテープを作製
し、この8mmビデオテープを比較例テープ1とした。
比較例2 M含有量が25.0重量−の鉄−アルミニウム系強磁性
合金粉末を実施例1〜5の合金粉末にかえて用いる他は
、実施例1〜5と同様の処理を加えて、8閣幅のビデオ
テープを作製し、この8胴ビデオテープを比較例テープ
2とした。
比較例3 カーボンブラックB P −2000を除いた他は、実
施例3と同様の処理を加えて、8mm幅のビデオテープ
を作製し、この8mmビデオテープを比較例テープ3と
した。
比較例4 カーボンブラックとしてB P −2000にかえてH
8−500(アサとカーボン社製: BET値37m”
/II、吸油量447 m/ 100 g)を3重量部
用いる他は、実施例3と同様の処理を加えて、8M幅の
ビデオテープを作製し、この8Mビデオテープな比較例
テープ4とした。
比較例5 カーボンブラックとしてBP−2000にかえてR−2
000(コロンビアンカーボン社製: BET値190
ゴ/g、吸油量70 m/ 100 、!i+ )を3
重量部用いる他は、実施例3と同様の処理を加えて、8
叩幅のビデオテープを作製し、この8mmビデオテープ
を比較例テープ5とした。
比較例6 カーボンブラックとしてB P −2000にかえてC
−975(コロンビアンカーボン社製mBET値250
 m″/I、吸油量170 d/ 100 i )を3
重量部用いた。
以上のようにして得られたテープの性能を測定した結果
を第4図に示す。但し、評価項目は次の基準に従って測
定され、表示されている。
(a)飽和磁化:試料テープの飽和磁化なガウスを単位
として示した。
(b)保存後の飽和磁化:試料テープを60℃、80R
HO(相対湿度)の雰囲気中で1週間放置後の飽和磁化
をガラスを単位として示した。
(e)飽和磁化の残存率:試料テープを60℃、80R
H%の雰囲気で1週間放置後に測定した飽和磁化が、放
置前に測定した飽和磁化の何チに相当するかをもって示
した。
(d)角形比:塗布後の試料用フィルム(カレンダー処
理なし)の残留磁束密度と飽和磁束密度との比を測定磁
場5kOeでVSMを使用して測定した、(e)光沢度
:塗布後の試料用フィルム(カレンダー処理なし)の光
沢度を塗布方向と直角に入射角60°で測定し、標準板
を100チとして表示した。
(f)スチル耐久性:静止画像の再生出方が2dB低下
するまでの時間を分単位で示す。
(g) 力v y p−一汚れ:温度80℃、線圧20
0に9/crnで20.000 mカレンダー処理した
後の金属ロール表面の汚れを目視で観察した。
○:汚れなし Δ:かすかに汚れあり ×:明らかに汚れあり (6)D、0.(5μs ) 100%白レベル信号を
記録し、その再生時のビデオへラドアップ出力の減衰量
が12 dB、継続時間が5μ式以上のドロップアウト
を10分間ドロップアウトカウンタで測定し、1分間あ
たりの平均値として求めた。
(i)走行耐久テスト(Durabilit7 )後の
RF出カ低下:テープを常温常湿下で200回碌再をく
り返し、初回のRF小出力200回後のRF小出力の出
力差をdB単位で表示する。+は200回後の出力の方
が初回の再生時のRF小出力り大きいことを意味する。
U) Durability後の粉落ち:常温常湿下テ
テープを200回録再をくり返した後、デツキ内のテー
プ走行部の汚れを拭きとり、その汚れ具合いを目視で判
定する。
○:汚れなし Δ:かすかに汚れあり X:明らかに汚れあり (ト)PCM音声欠落:IKHzの音声をスタンダード
モードで90分PCM録音した後、再生し、音声が欠落
する回数で示す。
(1)RF出カニRF出力測定用VTRデツキを用いて
4MHzでのRF小出力測定し、100回再生後の、実
施例テープ3を基準テープとして示した(単位:aB)
(ハ)ルミS/N:測定器はシバツク社製ノイズメータ
ー(925D/1 ’)を使用し、実施例テープ3を基
準テープ(OdB)とし、それに対する差で表示した。
バイパスフィルターは4.2MHz。
ローパスフィルターは10 K Hzで行った。VTR
ハJ VCHR−D 120を使用した。
(n)クロマS/N:RF出力と同様。
(o)50回録再後のり、 O,増加率:50回録再を
くり返し、毎回り、 O;の測定を行ない、1回ごとに
り、 O,かどのように増加していくかを見て、1回目
の録再時のり、 O,の値に対して50回目の録再時の
り、0.の値がどの位増加しているかをその比率で示し
た。
以上の結果をまとめて示す第4図から、本発明に基〈テ
ープはいずれも、電磁変換特性に優れ、走行耐久性、カ
レンダー汚れ、ドロップアウト等の特性も良好であるこ
とが分る。
次に、上記において、磁性粉中のAJの含有率と、ルミ
S/Nおよび保存後の飽和磁化の残存率との関係を調べ
た結果、第5図および第6図のようになった。この2つ
の図かられかる通り、Mの含有率が20−をこえたとこ
ろから、ルミS/N(この傾向はRF小出力クロマS/
Nでも同様)は急激に低下し、又、保存後の飽和磁化の
残存率はAIの含有率が0.5’S未満になると急に劣
化する。従って、磁性粉としてのFe−Ajt系磁性粉
のAI含有率の範囲は0.5〜20Lsとすべきである
ことが分る。
次に、実施例1において添加するB I T 900 
m”/11を超えるカーボンブラックの吸油量とテープ
特性の相関をみる。縦軸に走行耐久テスト後のRF小出
力横軸にカーボンブラックの吸油量をとりだグラフを第
7図に示す。このグラフから、添加するカーボンブラッ
クの吸油量が110 m7100 F未満では、Dur
abilitF後のRF小出力低下が顕著である。
この結果かられかる通り、カーボンブラックの吸油量は
110 d/ 100 、p以上でなくてはならない。
また、同様にして、添加するカーボンブラックのBET
とテープ特性の相関をみる。縦軸に父回録再後のり、 
O,増加率、横軸&CBET(対数表示)をとったグラ
フを第8図に示す。これより、満足なカーボンブラック
のBET値の範囲は、900 rr?/IIを超えるべ
きである。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示すものであって、第1図、第
2図、第3図は各側による磁気記録媒体の一部分の各拡
大断面図、 第4図は各例忙よるテープの性能をまとめて示す表、 第5図、第6図は磁性粉のAノ含有率による特性変化を
示すグラフ。 第7図、第8図はカーボンブラックの物理量を変化させ
るときの各特性を示すグラフ である。 なお、図面に用いられている符号において、2・・・・
・・・・・磁性層 3・・・・・・・・・バラフコ−)層(BCJi)であ
る。 代理人 弁理士 逢 坂   宏 第5図 第6図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、アルミニウム含有量が0.5重量%〜20重量%で
    ある鉄−アルミニウム系磁性粉と、比表面積がBET値
    で900m^2/gを超えかつ吸油量がDBP値で11
    0ml/100g以上であるカーボンブラックとが磁性
    層に含有されている磁気記録媒体。
JP61315169A 1986-12-30 1986-12-30 磁気記録媒体 Pending JPS63168824A (ja)

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