JP2000251240A

JP2000251240A - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JP2000251240A
Application number: JP11045320A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Koizumi; 剛小泉; Miwako Sato; 美和子佐藤; Norio Adachi; 則夫安達
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1999-02-23
Filing date: 1999-02-23
Publication date: 2000-09-14
Also published as: EP1031966A1; US6268043B1

Abstract

(57)【要約】【課題】良好な電磁変換特性を確保しつつ、耐久性、
信頼性を改善する。【解決手段】磁性層が第一磁性層及び第二磁性層から
なる２層構造を有する磁気記録媒体が開示される。ここ
で、第一磁性層のヤング率は、１４０×１０⁵Ｎ／ｍ²〜
１６０×１０⁵Ｎ／ｍ²であり、第二磁性層のヤング率
は、４５×１０⁵Ｎ／ｍ²〜５０×１０⁵Ｎ／ｍ²である。
第一磁性層に用いられる磁性粉末の比表面積は４２ｍ²
／ｇ〜４６ｍ²／ｇであり、第二磁性層に用いられる磁
性粉末の比表面積は３２ｍ²／ｇ〜３５ｍ²／ｇであるこ
とが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気記録媒体に関する
ものであり、磁性層（特に、磁性粉末と結合剤とを主成
分として含有した磁性層）を非磁性支持体の面上にそれ
ぞれ有する磁気テープ、磁気ディスク等の磁気記録媒体
（特に磁性塗膜を磁性層として有する塗型磁気記録媒
体）に関するものである。

【０００２】

【従来技術】近年、磁気記録媒体は、例えばオーディオ
機器、ビデオ機器、コンピューター等の記録媒体、記憶
媒体として広く用いられており、その需要は著しく伸び
てきている。

【０００３】こうした磁気記録媒体は、一般に、ポリエ
ステルフィルム等の非磁性支持体上に磁性粉末と結合剤
とからなる磁性層が設けられた構造を有しており、磁性
層は、通常、結合剤を含有する組成物中に磁性粉末を分
散させた磁性塗料を非磁性支持体に塗布したり、あるい
は転写することによって形成されている。

【０００４】例えば、ポリエステルやポリエチレンテレ
フタレート（ＰＥＴ）等からなる非磁性支持体上に、フ
ェライト、酸化クロム等の磁性酸性物やＦｅ，Ｃｏ，Ｎ
ｉ等を主成分とする磁性合金等の粉末を有機高分子材料
からなるバインダー中に分散せしめた磁性塗料を塗布
し、これにより磁性層を形成している。

【０００５】このようにして作製される磁気記録媒体
は、いわゆる塗布型の磁気記録媒体と呼ばれており、そ
の電磁変換特性の向上が大きな課題である。

【０００６】この種の磁気記録媒体において、優れた電
磁変換特性を確保するためには、高出力化、低ノイズ化
及び表面性の向上等が必要であるが、例えば表面性を向
上するとバイアスノイズが増加してしまうという不都合
が発生する。

【０００７】そこで、バイアスノイズを改善するため
に、比表面積（ＳＳＡ）が大きな磁性粉を使用すること
が考えられるが、この場合には、粒子が小さくなるため
にその磁気エネルギーが減少し、十分な残留磁束密度を
確保することができず、再生出力が低下するという問題
が生ずる。

【０００８】また、短波長域において顕著なスペーシン
グ損失による再生出力の低下を改善するため、磁性層の
凸凹をできるだけ少なくすることが要求されている。

【０００９】但し、表面性をあまり向上しすぎると、上
記したバイアスノイズに加えて、テープ走行時にＴＮ
（テープ鳴き）、粘着等の走行不良が起きるので、最適
な塗膜の設定をしなければならない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】この問題に対して、磁
性層を多重構造とする手法が提案されている。

【００１１】例えば、非磁性支持体上に第一の磁性層と
第二の磁性層が積層された構造を有する磁気記録媒体に
おいては、上記第一の磁性層と第二の磁性層に用いられ
る磁性粉末の比表面積を変えたり、各磁性層の保磁力、
残留磁束密度及膜厚等を変えることにより、良好な電磁
変換特性を得ることができる。

【００１２】ところが、このような磁気記録媒体では、
特に製造プロセス上、若干の電磁変換特性の向上が望め
るものの、電磁変換特性を確保しつつ、良好な耐久性、
信頼性の両方を実現させることは甚だ難しく、満足な特
性を確保するためには、使用する磁性粉末や各磁性層の
条件をさらに厳しく選定する必要がある。

【００１３】本発明は、かかる従来の実情に鑑みて提案
されたものであって、優れた電磁変換特性を確保しつ
つ、良好な耐久性、信頼性を同時に実現することが可能
な磁気記録媒体を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の目的を
達成するために、非磁性支持体上に磁性粉末及び結合剤
を主体とする磁性層を有するとともに、当該磁性層が第
一磁性層及び第二磁性層からなる２層構造を有する磁気
記録媒体において、上記第一磁性層のヤング率が、１４
０×１０⁵Ｎ／ｍ²〜１６０×１０⁵Ｎ／ｍ²であり、第二
磁性層のヤング率が、４５×１０⁵Ｎ／ｍ²〜５０×１０
⁵Ｎ／ｍ²であることを特徴とするものである。

【００１５】第一磁性層のヤング率を上記範囲に設定す
ることで、耐久性が良好なレベルに確保されるととも
に、磁気ヘッド当たりも確保され、しかも接着強度の低
下を引き起こすこともなくなる。

【００１６】また、第二磁性層のヤング率を上記範囲に
設定することで、塗膜剥離の問題が解消されるととも
に、粘着の問題も解消される。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した磁気記録
媒体について、詳細に説明する。

【００１８】本発明の磁気記録媒体は、いわゆる塗布型
の磁気記録媒体であり、磁性塗料を塗布することにより
磁性層が形成されてなるものである。

【００１９】ここで、上記磁性層は、第一磁性層及び第
二磁性層からなる２層構造を有しており、それぞれのヤ
ング率が適正な範囲とされていることが大きな特徴であ
る。

【００２０】具体的には、第一磁性層のヤング率が、１
４０×１０⁵Ｎ／ｍ²〜１６０×１０⁵Ｎ／ｍ²であり、第
二磁性層のヤング率が、４５×１０⁵Ｎ／ｍ²〜５０×１
０⁵Ｎ／ｍ²である。

【００２１】第一磁性層のヤング率は、大きい程、より
耐久性が良好なレベルを確保できるが、１６０×１０⁵
Ｎ／ｍ²を越えると、良好な磁気ヘッドへの当たりが確
保できなくなり、左右チャンネル（Ｌ，Ｒｃｈ）間の出
力レベル差が大きくなったり、接着強度の低下を引き起
こす。また、１４０×１０⁵Ｎ／ｍ²より小さい場合に
は、粘着し易くなるため、良好な走行性を確保できなく
なる。

【００２２】さらに、第二磁性層のヤング率が、５０×
１０⁵Ｎ／ｍ²より大きくなると、物理特性上の接着強度
が低下し、塗膜剥離を引き起こす場合があり、４５×１
０⁵Ｎ／ｍ²より小さくなると、第一磁性層のヤング率が
小さくなった場合と同様、粘着し易くなる。

【００２３】本発明の磁気記録媒体において、磁性層の
磁性粉末として使用可能な強磁性粉末は、Ｆｅ，Ｃｏ，
Ｎｉ等の金属や、これらを含んだ合金からなる強磁性金
属粉末、バリウムフェライト等の板状六方晶フェライ
ト、γ酸化鉄、コバルト含有−γ酸化鉄、マグネタイ
ト、コバルト含有−マグネタイト、Ｃｒ０₂等が挙げら
れる。

【００２４】良好な出力特性とバイアスノイズを確保す
るためには、上記第一磁性層に用いる磁性粉末の比表面
積（ＢＥＴ値）を、４２ｍ²／ｇ〜４６ｍ²／ｇとし、第
二磁性層に用いる磁性粉末の比表面積（ＢＥＴ値）を、
３２ｍ²／ｇ〜３５ｍ²／ｇとすることが好ましい。

【００２５】第一磁性層は、特に電磁変換特性上のバイ
アスノイズレベルと転写特性に主に寄与し、用いる磁性
粉末の比表面積が４６ｍ²／ｇを越えると転写レベルが
悪化し、逆に４２ｍ²／ｇより小さくなると良好なバイ
アスノイズレベルが確保できなくなる。

【００２６】第二磁性層は、電磁変換特性上の主に出力
レベル、バイアスノイズに寄与し、出力を向上させるた
めには、より比表面積が小さく磁気エネルギーが大きい
磁性粉末を使用するのが望ましいが、３２ｍ²／ｇより
小さくなるとバイアスノイズレベルが悪化し、３５ｍ²
／ｇより大きいと磁気エネルギーが小さくなってしま
い、良好な出力レベルを確保できなくなる。また、比表
面積が変わることにより、塗料の分散性が変化し、ヤン
グ率が変化する。

【００２７】これらのことから、第一磁性層のヤング率
が、１４０×１０⁵Ｎ／ｍ²〜１６０×１０⁵Ｎ／ｍ²であ
り、第二磁性層のヤング率が、４５×１０⁵Ｎ／ｍ²〜５
０×１０⁵Ｎ／ｍ²、且つ第一磁性層に用いられる磁性粉
の比表面積が、４２ｍ²／ｇ〜４６ｍ²／ｇであり、第二
磁性層に用いられる磁性粉の比表面積が、３２ｍ²／ｇ
〜３５ｍ²／ｇであることが望ましい。

【００２８】また、各磁性層の膜厚は、厚くする方が大
きな再生出力を得られるが、転写特性や周波数特性が低
下するので、最適値を選定することが好ましい。

【００２９】このことから、第一磁性層の膜厚は、１．
０〜２．５μｍ、第二磁性層の膜厚は、２．０〜４．０
μｍとすることが好ましい。各磁性層の膜厚が上記範囲
から外れると、バイアスノイズ特性と再生出力特性の両
方を十分に確保することができなくなるとともに、転写
特性が悪化する。

【００３０】本発明の磁気記録媒体において、上記強磁
性粉末は結合剤とともに所定の有機溶剤に溶解されて塗
料とされる。そして、これら磁性塗料を非磁性支持体の
表面に塗布することで、その塗膜が磁性層として形成さ
れる。

【００３１】このとき、磁性層に使用される結合剤とし
ては、通常の塗布型磁気記録媒体に使用されるものとし
て公知のものであれば特に限定されない。例として、ポ
リエステル系、ポリカーボネート系またはポリエーテル
系のポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル
系共重合体、セルロース誘導体、フェノキシ樹脂、アク
リル酸エステル系共重合体、塩化ビニリデン系共重合
体、スチレン−ブタジエン系共重合体等が挙げられる。

【００３２】良好な分散性を得るために、用いる結合剤
の一部または全部に、以下に示す親水性極性基を含有さ
せることもできる。この極性基の量は、結合剤１ｇ当た
り０．０３〜０．３ｍｍｏｌが好ましい。結合剤１ｇ当
たり０．０３ｍｍｏｌより少ないと、分散性に対する効
果が小さくなり、結合剤１ｇ当たり０．３ｍｍｏｌより
多い場合には、吸湿性が高くなり、耐侯性が悪くなるば
かりでなく、却って分散性が悪化してしまう場合があ
る。また、この極性基は１種類でも２種類以上含まれて
いても構わない。

【００３３】なお、具体的な親水性極性基としては、−
ＣＯＯＭ，−ＳＯ₃Ｍ，−Ｏ−ＳＯ₃Ｍ，−Ｐ＝Ｏ（Ｏ
Ｍ）₂，−Ｏ−Ｐ＝Ｏ（ＯＭ）₂，−ＮＲ₄Ｘ，−ＮＲ₂，
−ＳＨ［ここで、ＭはＨ，Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，−ＮＲ
₄（Ｒはアルキル基またはＨ）、Ｘはハロゲン原子を示
す。］等を挙げることができる。

【００３４】また、結合剤に架橋構造を形成するため
に、硬化剤として、ポリイソシアネート等を添加しても
よい。ポリイソシアネートとしては、トリレンジイソシ
アネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネー
ト、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシレンジイソ
シアネート、イソホロンジイソシアネート等のイソシア
ネート類及びこれらのイソシアネート類とトリメチロー
ルプロパン等の多価アルコールとの付加体、またはイソ
シアネート類の縮合生成物等を使用することができる。

【００３５】磁性層には、上記結合剤や磁性粉末の他
に、必要に応じて、研磨剤、潤滑剤、カーボンブラック
等の添加剤が添加される。

【００３６】ここで、研磨剤としては、アルミナ、酸化
クロム、酸化チタン、α−酸化鉄、炭化ケイ素、コラン
ダム、（人造）ダイヤモンド等が挙げられる。

【００３７】これらは、粉体状態で磁性塗料に添加して
もよいし、強磁性粉末とは別に分散したスラリー状態で
磁性塗料の混合−分散の初期、途中、終了時のいずれか
の時点で添加してもよい。

【００３８】潤滑剤としては、ミリスチン酸やステアリ
ン酸等の高級脂肪酸類、及びそれらと金属やアミンとの
塩類、脂肪酸と１価またはそれ以上、６価までのアルコ
ール類とのエステル化合物、脂肪酸等で変性したものを
含むシリコンオイル、アルキル燐酸エステル（エチレン
オキサイド等の付加によりエーテル結合等、他の置換基
が含まれてもよいし、一部フッ素が含まれてもよ
い。）、さらにはパーフロロポリエーテル及びその変性
物等が挙げられる。あるいは、二硫化モリブデンやグラ
ファイト等の固体潤滑剤を用いてもよい。

【００３９】その他の添加剤として、カーボンブラック
等、帯電防止効果や遮光効果、さらには摩擦低減効果等
のあるものや、分散効果、架橋の促進効果、可塑効果等
を目的とした公知の各種原材料を用いることもできる。

【００４０】塗料化に用いる溶剤としては、メチルエチ
ルケトンやシクロヘキサン等のケトン類、メタノールや
イソプロピルアルコール等のアルコール類、酢酸エチル
や酢酸ブチル等のエステル類、トルエンやベンゼン等の
芳香族炭化水素類、四塩化炭素やクロロホルム等の塩素
化炭化水素類、ジオキシンやジエチレングリコールモノ
エチルエーテル等のエーテル類が挙げられる。

【００４１】上記した各成分からなる磁性塗料を塗布す
る非磁性支持体としては、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル類、ア
ラミド等のポリアミドまたはイミド類、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等の
セルロース類、ポリカーボネート、その他のプラスチッ
クや、アルミニウム等の金属、さらにはガラスやその他
のセラミック等が挙げられる。

【００４２】

【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて、実験結果を基に説明する。

【００４３】実施例１先ず、下記の基本組成に従って２種類の磁性塗料Ａ，Ｂ
をそれぞれ調製した。

【００４４】磁性塗料Ａの組成強磁性粉末１００重量部塩化ビニル共重合体７０重量部ポリエステルポリウレタン３０重量部イソシアネート化合物１５重量部燐酸エステル１．Ｏ重量部シランカップリング剤１．Ｏ重量部カーボン３．０重量部アルミナ２．Ｏ重量部ステアリン酸エステル０．４重量部ミリスチン酸Ｏ．２重量部磁性塗料Ｂの組成強磁性粉末１００重量部塩化ビニル共重合体５０重量部ポリエステルポリウレタン５０重量部イソシアネート化合物１０重量部燐酸エステル１．０重量部シランカップリング剤１．Ｏ重量部ミリスチン酸Ｏ．５重量部各強磁性粉末６ｋｇに対して上述の割合となるように磁
性塗料を調合し、これら磁性材料をエクストリューダー
によりプレミキサーした後、サンドミルにて分散混合し
て磁性塗料Ａ，Ｂをそれぞれ調製した。

【００４５】そして、１１．７μｍ厚の非磁性支持体の
一方の表面に磁性塗料Ａ，Ｂを同時２層塗布した後、４
ｋＯｅの磁場中で配向処理、乾燥を行った。

【００４６】さらに、温度１００℃、圧力４０ｋｇ／ｃ
ｍ²の条件にてカレンダー処理を行って第一磁性層と第
二磁性層を形成した。

【００４７】その後、１／８インチ幅に裁断して磁気テ
ープを作成した。なお、上記に用いた磁性塗料Ａにおい
ては、第一磁性層の磁性粉末として比表面積４２ｍ²／
ｇの強磁性粉末を使用した。磁性塗料Ｂにおいては、
第二磁性層の磁性粉末として、比表面積３２ｍ²／ｇの
強磁性粉末を使用した。また、第一磁性層の厚さは２μ
ｍ、第二磁性層の厚さは３μｍである。

【００４８】実施例２第一磁性層の強磁性粉末の比表面積を４５ｍ²／ｇと
し、第二磁性層の強磁性粉末の比表面積を３３ｍ²／ｇ
とし、他は実施例１と同様にして磁気テープを作成し
た。

【００４９】実施例３第一磁性層の強磁性粉末の比表面積を４６ｍ²／ｇと
し、第二磁性層の強磁性粉末の比表面積を３５ｍ²／ｇ
とし、他は実施例１と同様にして磁気テープを作成し
た。

【００５０】比較例１第一磁性層の強磁性粉末の比表面積を４０ｍ²／ｇと
し、第二磁性層の強磁性粉末の比表面積を３３ｍ²／ｇ
とし、他は実施例１と同様にして磁気テープを作成し
た。

【００５１】比較例２第一磁性層の強磁性粉末の比表面積を４５ｍ²／ｇと
し、第二磁性層の強磁性粉末の比表面積を３０ｍ²／ｇ
とし、他は実施例１と同様にして磁気テープを作成し
た。

【００５２】比較例３第一磁性層の強磁性粉末の比表面積を４５ｍ²／ｇと
し、第二磁性層の強磁性粉末の比表面積を３７ｍ²／ｇ
とし、他は実施例１と同様にして磁気テープを作成し
た。

【００５３】比較例４第一磁性層の強磁性粉末の比表面積を４８ｍ²／ｇと
し、第二磁性層の強磁性粉末の比表面積を３３ｍ²／ｇ
とし、他は実施例１と同様にして磁気テープを作成し
た。

【００５４】以上のようにして得られた磁気テープにお
いて、電磁変換特性、耐久性、粘着の関係を調べた。電
磁変換特性の測定方法は、ＪＩＳＣ５５６６（ＩＥＣ
９４−５）に準じ、使用カセットデッキとしては、ソニ
ー社製、商品名ＴＣ−ＫＡ７ＥＳを用いた。また、測定
値は、当社基準テープを０ｄＢとした場合の相対値であ
り、出力レベルの値は大きい方が良好であり、バイアス
ノイズレベルは、値が小さい方が良好ということにな
る。さらに転写特性においては、値が大きい方が良好な
値となる。

【００５５】なお、ヤング率は下記の式より算出した。
測定方法としては、ＪＩＳＣ５５６５（ＩＥＣ９４−
４）に準じ、測定機は、ＮＭＢＭｏｄｅｌＴＣＭ−
２００ＣＲ（ＴＹＰＥ：ＲＣ−９００１）を使用した。

【００５６】ヤング率の関係式ＥｔＴｔ＝Ｅ１Ｔ１＋Ｅ２Ｔ２＋ＥｂＴｂＥｔ：全体の塗膜のヤング率Ｅ１：第一磁性層の塗膜のヤング率Ｅ２：第二磁性層の塗膜のヤング率Ｅｂ：非磁性支持体のヤング率Ｔｔ：全厚Ｔ１：第一磁性層の厚みＴ２：第二磁性層の厚みＴｂ：非磁性支持体の厚みまた、粉落ちのレベルは、作成したサンプルをカセット
に組み込み、カセットデッキ（ソニー社製、商品名ＴＣ
−ＫＡ５ＥＳ）にて繰り返し走行を行い、１００パス後
のレベルを目視にて確認した。○は良好、△はやや不
良、×は不良である。

【００５７】粘着、接着強度の測定は、ＪＩＳＣ５５
６５（ＩＥＣ９４−４）に準じ、基準テープと比較して
評価した。○は良好、△はやや不良、×は不良である。

【００５８】測定結果を表１に示す。

【００５９】

【表１】

【００６０】表１から明らかなように、第一磁性層のヤ
ング率が、１６０×１０⁵Ｎ／ｍ²を越えると粉落ちが悪
くなり、１４０×１０⁵Ｎ／ｍ²未満であると、粘着し易
くなり走行性が悪化している。

【００６１】また、バイアスノイズが基準テープよりも
低い良好なレベルを示すためには、第一磁性層に使用す
る強磁性粉末の比表面積が４２ｍ²／ｇ以上必要である
ことがわかった。

【００６２】一方、第二磁性層に使用した強磁性粉末の
比表面積が３２ｍ²／ｇ以上である場合に、バイアスノ
イズはほぼ一定の値となり、十分に抑えられることがわ
かった。

【００６３】また、第二磁性層に使用した強磁性粉末の
比表面積が小さくなるとヤング率は大きくなる傾向にあ
り、ヤング率が５０×１０⁵Ｎ／ｍ²より大きくなると粉
落ちが悪化し、逆に４５×１０⁵Ｎ／ｍ²より小さくなる
と、粘着し易くなり、走行性に悪影響を及ぼすことがわ
かった。

【００６４】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明においては、磁性層を２層構造とし、各磁性層のヤン
グ率を適正な値に設定しているので、良好な電磁変換特
性を確保しつつ、耐久性、信頼性においても優れた特性
を得ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者安達則夫東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内Ｆターム(参考） 5D006 BA08 BA19 BA20 FA02 FA09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性支持体上に磁性粉末及び結合剤を
主体とする磁性層を有するとともに、当該磁性層が第一
磁性層及び第二磁性層からなる２層構造を有する磁気記
録媒体において、上記第一磁性層のヤング率が、１４０×１０⁵Ｎ／ｍ²〜
１６０×１０⁵Ｎ／ｍ²であり、第二磁性層のヤング率が、４５×１０⁵Ｎ／ｍ²〜５０×
１０⁵Ｎ／ｍ²であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】上記第一磁性層に用いられる磁性粉末の
比表面積が４２ｍ²／ｇ〜４６ｍ²／ｇであり、第二磁性
層に用いられる磁性粉末の比表面積が３２ｍ²／ｇ〜３
５ｍ²／ｇであることを特徴とする請求項１記載の磁気
記録媒体。