JP2005228377A - 磁気テープ - Google Patents

Abstract

【課題】高記録密度特性に優れ、保存性が良好で、サーボトラッキング特性の良好な磁気テープを提供することを目的としている。
【解決手段】非磁性支持体、非磁性支持体の一方の面に形成された磁性粉末を含む磁性層、非磁性支持体と磁性層との間に形成された非磁性粉末を含む下塗層、他方の面に形成されたバック層を有する磁気テープにおいて、該非磁性粉末の平均粒子径が５ｎｍ以上、１００ｎｍ以下のゲーサイトであって、該磁気テープのエッジウィーブ量が１．０μｍ以下であることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、高記録密度特性に優れ、保存性の良好な磁気テープに関する。

磁気テープは、オーディオテープ、ビデオテープ、コンピュータテープなど種々の用途があるが、特にデータバックアップ用テープの分野では、バックアップの対象となるハードディスクの大容量化にともない、１巻当たり２００ＧＢ以上の記録容量を持つ磁気テープが商品化されている。また、今後１ＴＢを超える大容量バックアップテープが提案されており、その高記録密度化は不可欠である。

このような高記録密度化に対応した磁気テープを製造するにあたっては、記録信号の短波長化に対応するために、磁性粉末（以下、磁性粒子ともいう）の微粒子化（以下、微粉末化ともいう）とそれらの塗膜中への高密度充填化、塗膜の平滑化、磁性層の薄層化などに関する高度な技術が用いられている。

また、記録密度を大きくするために、記録信号の短波長化と共に、トラックピッチの狭幅化も行われており、再生ヘッドがトラックを正確にトレースできるようにサーボトラックも併用されるシステムが登場している。

磁気テープは、その長手方向に沿った両端部（テープエッジ）のうちの一方のテープエッジが、例えば、磁気記録再生装置（テープ駆動装置）に備えられたガイドローラのフランジ内面によってテープ幅方向位置を規制された状態で走行するが、図１に一部拡大して模式的に示したように、磁気テープ３のテープエッジ３ａには、通常、エッジウィーブまたはエッジウェーブと呼ばれる波打ち状の凹凸（テープ幅方向の端面がテープ長手方向に沿って波打つことによってできた凹凸）が存在する。そのため、磁気テープ３は上記の走行基準となるフランジ内面に沿って走行していてもその幅方向の位置が微妙に変動する。しかし、上記のようなサーボトラッキング方式を採用することで、磁気テープの位置がその幅方向に微妙に変動してもこれに伴って磁気ヘッド全体がテープ幅方向に移動して、記録・再生用ヘッドは絶えず正しいデータトラックに到達する。

しかし、今後さらにトラックピッチが狭幅化すると、サーボトラッキングをより精密に作用させるために、磁気テープの直線性が優れている（エッジウィーブ量（図中α）が小さい）ことが要求されるようになってきた（特許文献1、特許文献２）。

磁性層の薄層化とトラックピッチの狭幅化により、磁気ヘッドの感度は、高いものが要求されるようになり、最近では、再生ヘッドに磁気抵抗効果（ＭＲ）型のものが用いられている。この種のヘッドは、最近のコンピュータ用ドライブに多く用いられ、通常、記録用ヘッド（磁気誘導型）とコンビネーションで用いられる。そのため、従来ヘッドとは、材質、形状の違いから、磁性塗膜層の設計もそれに合わせることが好ましくなっている。

磁性層の薄層化にあたっては、磁性層を平滑に、磁性層厚さを均一にするために、磁性層と非磁性支持体との間に、非磁性下塗層が設けられる。平滑な磁性層を得るためには、磁性層と非磁性層との界面を平滑にすることが好ましく、非磁性層に含まれる非磁性粉末の検討が行われている（特許文献３、特許文献４）。

特開２００１−１８４６２７号公報 特開２００２−２６９７１１号公報 特開平１１−３５１７号公報 特開２００３−２９６９２０号公報

しかし、これらの従来技術では、高記録密度特性と耐久性、保存性との両者が共に優れ、サーボトラッキング特性の良好な磁気テープを得ることが困難であった。

前述した特許文献1、２では、エッジウィーブの小さな磁気テープが開示され、出力や出力変動の良好な結果を得ているが、耐久性、保存性は考慮されていない。特許文献３、４では、下塗層にゲーサイトを含ませ、出力、耐久性の良好な磁気テープが開示されているが、サーボトラッキングについては、なんら考慮されておらず、エッジウイーブを良好にする点については、なんら開示されていない。

本発明は、上記課題を達成するためになされたものであり、下塗層に微粒子ゲーサイト粉末を用い、高記録密度特性に優れ、かつ耐久性が良好で、サーボトラッキング特性の良好な磁気テープを提供することを目的としている。

本発明者らは、鋭意検討した結果、上記の目的を達成するため、非磁性支持体、非磁性支持体の一方の面に形成された磁性粉末を含む磁性層、非磁性支持体と磁性層との間に形成された非磁性粉末を含む下塗層、他方の面に形成されたバック層を有する磁気テープにおいて、該非磁性粉末の平均粒子径が５ｎｍ以上、１００ｎｍ以下のゲーサイトであって、該磁気テープのエッジウィーブ量が１．０μｍ以下であることを特徴とする。

以上のように、本発明によれば、下塗層に平均粒子径が５ｎｍ以上、１００ｎｍ以下のゲーサイトを含ませ、磁気テープのエッジウィーブ量を１．０μｍ以下とすることで、高記録密度特性に優れ、かつ耐久性が良好で、サーボトラッキング特性の良好な磁気テープを提供することができる。

前述したように、近年の高記録密度化に対応するために、磁性層には超微粒子磁性粉末が、また、再生ヘッドにはＭＲ型ヘッドが用いられるようになってきている。ＭＲ型ヘッドは、従来の誘導型ヘッドに比較して使用されるＭＲ素子が軟らかい材料であるため、ヘッド寿命を考慮して、ＭＲ素子の部分がわずかに凹んだ特異な設計になっている。また、磁気テープを長時間走行させると、この凹みの深さはさらに大きくなり、磁性層とＭＲ素子との距離が大きくなるために再生出力が低下する。そこで、ＭＲ型ヘッドを使用するシステムに使用する磁気テープは、従来の磁気テープに比較してヘッドに対する研磨性が小さく設計されている。その結果、ヘッドに付着した汚れをクリーニングする能力も小さくなっており、ヘッド汚れが大きくなる問題が生じている。このヘッド汚れは、高温多湿の条件下で長時間走行させた場合、また、高温多湿の条件下で磁気テープを保存後、長時間走行させた場合に著しい。本発明者らはこのヘッド汚れ成分を分析したところ、Ｆｅが多く検出された。さらに、ヘッド汚れを減少させるべく検討を重ねた結果、下塗層に平均粒子径が５ｎｍ以上、１００ｎｍ以下のゲーサイト（含水水酸化鉄）を含ませることにより、ヘッド汚れを減少させることができることを見出した。ゲーサイトの粒子径の範囲が、この範囲であるのが好ましいのは、粒子径が小さすぎる場合は、分散が困難になり、粒子径が大きすぎる場合にはその形状効果により、何れの場合にも下塗層の表面が粗くなって、磁性層の表面が粗くなったり、磁性層と下塗層との界面の変動が大きくなって磁気テープの電磁変換特性が低下するからである。下塗層に含ませる非磁性粉末がゲーサイトであることが好ましいのは、ゲーサイトは高温で焼成する工程を含まずに製造されるので、粒子同士の焼結が少なく、微粒子サイズのものが安定して得られるため、平滑な下塗層が得られるのと、例えばヘマタイト（α−酸化鉄）に比較して水への可溶Ｆｅイオン量がかなり少ないので高温・多湿時のＦｅイオンの磁性層表面への滲み出しが少ないためか、ヘッド汚れが少ないからである。ゲーサイトの形状は、特に制限はないが、針状、平板状がより好ましい。針状、平板状であれば下塗層の塗布時にゲーサイト粉末が長手方向もしくは平面方向に配向するので下塗層表面はより平滑になりやすい。また、平滑な下塗層面が得られると、磁性層面も厚さの均一な平滑なものが得られるため、塗布原反の塗布ムラが少なくなるため、原反をロール状に巻き取った時のスジ、ムラがなく、その原反から所望の幅に裁断して磁気テープを得る際にも、後述するエッジウィーブ量の小さな磁気テープが得られる。

磁気テープの高記録密度化にともない、トラックピッチの狭幅化も行われており、再生ヘッドがトラックを正確にトレースできるようにサーボトラックも併用されるシステムが登場している。トラックピッチが２４μｍ程度以上の場合には、エッジウィーブ量が３μｍ程度あっても問題なくサーボトラッキングを行うことができたが、トラックピッチが２１μｍ以下、特に１５μｍ以下になるとエッジウイーブ量が大きいと、サーボ制御が十分行えなくなる。このため、磁気テープのエッジウィーブ量は１μｍ以下であることが好ましく、０．８μｍ以下であることがより好ましい。エッジウイーブ量は、理想的には０μｍである。エッジウィーブ量がこの範囲を越えると、サーボ制御が十分に行えなくなり再生ヘッドがトラックズレを起こすので、エラーが増加する。

磁気テープのエッジウィーブ量を小さくするのは、従来公知の方法を用いることができるが、例えば、前述した、下塗層に針状、平板状の非磁性粉末を含ませて、原反ロールの変形を小さくする方法や、下塗層上に磁性層をウエット・オン・ウェットで形成する際の各層の塗料の粘度特性をコントロールして層界面の変動を小さくする方法、磁気テープ原反から所望のテープ幅に裁断して磁気テープを得るためのスリットマシンの構成要素を振動やテンション変動の少ないものに対策する方法などがあり、これらの方法を組み合わせることにより、所望のエッジウィーブ量にコントロールすることができる。

スリットマシンの対策としては、具体的には、図２に例示したようなスリットマシン１００において、巻き出し原反から刃物駆動部６０のスリット刃物群６１・６２に至るウェブ経路中のテンションカットローラ５０の改良、刃物駆動部６０に動力を伝達するタイミングベルト・カップリング（図示せず）の改良、刃物駆動部６０の機械的振動の抑制等である。なお、図２中の符号９０・９１は、磁気テープ原反Ｇの走行経路に沿って配置したガイドを示す。特にテープエッジに存在する周期（図２中のｆ）が比較的短周期（周期が５０mm以下）のエッジウィーブのエッジウィーブ量を低減するのに効果的なのは、図３に示すように、磁気テープ原反の張力を制御するために使用されるテンションカットローラ５０を、サクションローラの吸引孔５１を多孔質材料で形成して、メッシュサクションローラにすることである。なお、図３に例示したサクションローラ部は、図示しない吸引源に連通されて磁気テープ原反を吸引する吸引孔５１と、外周面に磁気テープ原反が接触するテープ接触部５２とを有し、これらをテンションカットローラ５０の外周面に沿って一定間隔をあけて交互に配置した構成である。また、中周期（周期が６０〜７０mm）のエッジウイーブ量を低減するためには、刃物駆動部に動力を伝達するタイミングベルトを平ベルトに、金属カップリングをゴムカップリングにすることも効果的である。

さらに、比較的長周期（周期が８０〜９０mm）のエッジウィーブ量を低減するには、刃物駆動部を動力伝達装置を使用せず、モータからダイレクトにドライブにすることが効果的である。スリッティング速度を速くして、エッジウイーブの周期を、テープ送り速度が８ｍ／秒以上の速い速度でも、オフトラックを引き起こさない範囲の長周期（例えば、１００mm以上）にする方法も、エッジウィーブ量そのものは小さくならないが、サーボトラッキングへの悪影響は小さくなるので、トラッキング特性は向上する。

以下、本発明の他の構成要素について詳述する。
〈非磁性支持体〉
非磁性支持体の厚さは、用途によって異なるが、通常、１．５〜１１．０μｍのものが好ましい。非磁性支持体の厚さは２．０〜７．０μｍのものがより好ましく、２．０〜５．０μｍのものがもっとも好ましい。この範囲の厚さの非磁性支持体が使用されるのは、１．５μｍ未満では製膜が難しく、またテープ強度が小さくなり、１１．０μｍを越えるとテープ全厚が厚くなり、テープ１巻当りの記録容量が小さくなるためである。

非磁性支持体の長手方向のヤング率は５．８ＧＰａ（５９０ｋｇ／ｍｍ^２）以上が好ましく、７．１ＧＰａ（７２０ｋｇ／ｍｍ^２）以上がより好ましい。非磁性支持体の長手方向のヤング率が５．８ＧＰａ（５９０ｋｇ／ｍｍ^２）以上がよいのは、長手方向のヤング率５．８ＧＰａ（５９０ｋｇ／ｍｍ^２）未満では、テープ走行が不安定になるためである。また、ヘリキャルスキャンタイプでは、長手方向のヤング率（ＭＤ）／幅方向のヤング率（ＴＤ）は、０．６０〜０．８０の特異的範囲が好ましく、０．６５〜０．７５の範囲がより好ましい。長手方向のヤング率／幅方向のヤング率が、０．６０〜０．８０の特異的範囲がよいのは、０．６０未満または０．８０を越えると、メカニズムは現在のところ不明であるが、磁気ヘッドのトラックの入り側から出側間の出力のばらつき（フラットネス）が大きくなるためである。このばらつきは長手方向のヤング率／幅方向のヤング率が０．７０付近で最小になる。さらに、リニアレコーディングタイプでは、長手方向のヤング率／幅方向のヤング率は、理由は明らかではないが、０．７０〜1．３０が好ましい。
非磁性支持体の幅方向の温度膨張係数は、−１０〜１０×１０^-6、湿度膨張係数は、０〜１０×１０^-6が好ましい。この範囲が好ましいのは、この範囲をはずれると温度・湿度の変化によりオフトラック（再生ヘッドのトラックズレ）が生じエラーレートが大きくなるからである。

このような特性を満足する非磁性支持体には二軸延伸のポリエチレンテレフタレートフイルム、ポリエチレンナフタレートフイルム、芳香族ポリアミドフィルム、芳香族ポリイミドフィルムなどがある。
〈下塗層〉

下塗層の厚さは０．２μｍ以上、１．５μｍ以下が好ましく、１．０μｍ以下がより好ましく、０．８μｍ以下がさらにより好ましい。この範囲が好ましいのは、０．２μｍ未満では、磁性層の厚さむら低減効果、耐久性向上効果が小さいためである。１．５μｍを越えると磁気テープの全厚が厚くなり過ぎてテープ１巻当りの記録容量が小さくなるためである。

下塗層に使用する非磁性粉末としては、金属のオキシ水酸化物粉末を使用するのが好ましい。金属の種類は、鉄、アルミニウム、チタン、セリウムなどの希土類、ジルコニウム、珪素、マンガンなどが用いられるが、コスト的には鉄、アルミニウムが好ましく、鉄がより好ましい。オキシ水酸化鉄（ゲーサイト）を例に取って説明すると、合成時にアルミニウム、珪素、希土類を被着させると塗料中での分散性が良好になるので好ましい。

非磁性粉末の粒子形状は球状、平板状、針状、紡錘状のいずれでもよいが、平板状、針状にすると、下塗層がより平滑になるので好ましい。粒子径は粉末粒子の最大さしわたしを測定し、数平均粒子径が５ｎｍ以上、１００ｎｍ以下であることが好ましい。非磁性粉末を主に、必要に応じて粒子径0.０１〜0.１μｍのカーボンブラック、粒子径0.０５〜0.５μｍの酸化アルミニウムを補助的に含有させてもよい。下塗層を平滑に、かつ厚みムラを少なく塗布するためには、上記、非磁性粒子およびカーボンブラックは特に粒度分布がシャープなものを用いることが好ましい。導電性改良の目的で、平均粒子径１０〜１００ｎｍのグラファイトのような板状炭素性粉末や平均粒子径１０〜１００ｎｍの板状ＩＴＯ（インジウム、スズ複合酸化物）粉末などを添加してもよい。前記、非磁性板状粉末を添加することで、膜厚の均一性、表面平滑性、剛性、温度・湿度寸法安定性が改善される。上記非磁性粉末やカーボンブラックの平均粒子径は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）にて、粒子の形状が十分観察される倍率で写真撮影を行い、それぞれの粒子の最大さしわたしを、１００個の粒子について測定し、数平均して求める。

なお、下塗層に使用するバインダ樹脂は、磁性層と同様のものを用いることができる。
〈潤滑剤〉
下塗層には磁性層と下塗層に含まれる全粉体に対して０．５〜５．０重量％の高級脂肪酸を含有させ、０．２〜３．０重量％の高級脂肪酸のエステルを含有させると、ヘッドとの摩擦係数が小さくなるので好ましい。この範囲の高級脂肪酸添加が好ましいのは、０．５重量％未満では、摩擦係数低減効果が小さく、５．０重量％を越えると下塗層が可塑化してしまい強靭性が失われるおそれがあるからである。また、この範囲の高級脂肪酸のエステル添加が好ましいのは、０．２重量％未満では、摩擦係数低減効果が小さく、３．０重量％を越えると磁性層への移入量が多すぎるため、テープとヘッドが貼り付く等の副作用を生じるおそれがあるためである。高級脂肪酸としては、炭素数１０以上の脂肪酸を用いるのが好ましく、高級脂肪酸エステルは前記高級脂肪酸のエステルを用いるのが好ましい。炭素数１０以上の脂肪酸としては、直鎖、分岐、シス・トランスなどの異性体のいずれでもよいが、潤滑性能にすぐれる直鎖型が好ましい。このような脂肪酸としては、たとえば、ラウリン酸、ミリスチン酸、ステアリン酸、パルミチン酸、ベヘン酸、オレイン酸、リノール酸などが挙げられる。これらの中でも、ミリスチン酸、ステアリン酸、パルミチン酸などが好ましい。磁性層における脂肪酸の添加量としては、下塗層と磁性層の間で脂肪酸が転移するので、特に限定されるものではなく、磁性層と下塗層を合わせた脂肪酸の添加量を上記の量とすればよい。下塗層に脂肪酸を添加すれば、必ずしも磁性層に脂肪酸を添加しなくてもよい。

磁性層には磁性粉末に対して０．５〜３．０重量％の脂肪酸アミドを含有させ、０．２〜３．０重量％の高級脂肪酸のエステルを含有させると、テープ走行時の摩擦係数が小さくなるので好ましい。この範囲の脂肪酸アミドが好ましいのは、０．５重量％未満ではヘッド／磁性層界面での直接接触が起こりやすく焼付き防止効果が小さく、３．０重量％を越えるとブリードアウトしてしまいドロップアウトなどの欠陥が発生するおそれがあるからである。脂肪酸アミドとしてはパルミチン酸、ステアリン酸等の炭素数が１０以上の脂肪酸アミドが使用可能である。また、上記範囲の高級脂肪酸のエステル添加が好ましいのは、０．２重量％未満では摩擦係数低減効果が小さく、３．０重量％を越えるとヘッドに貼り付く等の副作用を生じるおそれがあるためである。なお、磁性層の潤滑剤と下塗層の潤滑剤の相互移動を排除するものではない。
また、必要に応じて磁性層や下塗層に用いる潤滑剤を最上層非磁性層に含ませてもよい。
〈分散剤〉

下塗層や磁性層、最上層非磁性層に含まれる非磁性粉末やカーボンブラック、磁性粉末は、分散剤としては、例えば、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、オレイン酸、エライジン酸、リノール酸、リノレン酸、ステアロール酸等の炭素数１２〜１８個の脂肪酸（ＲＣＯＯＨ、Ｒは炭素数１１〜１７個のアルキル基、又はアルケニル基）、前記脂肪酸のアルカリ金属又はアルカリ土類金属からなる金属石けん、前記の脂肪酸エステルのフッ素を含有した化合物、前記脂肪酸のアミド、ポリアルキレンオキサイドアルキルリン酸エステル、レシチン、トリアルキルポリオレフィンオキシ第四級アンモニウム塩（アルキルは炭素数１〜５個、オレフィンは、エチレン、プロピレンなど）、硫酸塩、スルホン酸塩、りん酸塩、及び銅フタロシアニン等のような従来公知の分散剤で表面処理したり、分散剤とともに塗料製造工程を行ってもよい。これらは、単独でも組み合わせて使用しても良い。分散剤は、いずれの層においても結合剤１００重量部に対して通常、０．５〜２０重量部の範囲で添加されることが好ましい。
〈磁性層〉

磁性層の厚さは、０．０１μｍ以上、０．１５μｍ以下が好ましい。この範囲が好ましいのは、０．０１μｍ未満では得られる出力が小さいのと、均一な磁性層を塗布するのが困難であり、０．１５μｍを超えると短波長信号の解像度が悪くなるからである。

短波長記録特性をさらに向上させるためには、磁性層の厚さは０．０１〜０．１μｍであることがより好ましく、０．０２〜０．０６μｍが最も好ましい。

磁気記録媒体の容量を大きくするために、非磁性支持体の両面に磁性層を設けた構成としてもよい。

磁性層の保磁力は、８０〜３２０ｋＡ／ｍが好ましく、１００〜３００ｋＡ／ｍがより好ましく、１２０〜２８０ｋＡ／ｍがさらに好ましい。この範囲が好ましいのは、８０ｋＡ／ｍ未満では記録波長を短くすると反磁界減磁で出力低下が起こり、３２０ｋＡ／ｍを越えると磁気ヘッドによる記録が困難になるためである。

磁性層（下塗層の場合も同様）に用いるバインダ樹脂としては、塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂、塩化ビニル−ビニルアルコール共重合体樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコール共重合体樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体樹脂、塩化ビニル−水酸基含有アルキルアクリレート共重合体樹脂、ニトロセルロースなどのセルロース系樹脂の中から選ばれる少なくとも１種と、ポリウレタン樹脂とを組み合わせたものなどが挙げられる。中でも、塩化ビニル−水酸基含有アルキルアクリレート共重合体樹脂とポリウレタン樹脂を併用するのが好ましい。ポリウレタン樹脂には、ポリエステルポリウレタン樹脂、ポリエーテルポリウレタン樹脂、ポリエーテルポリエステルポリウレタン樹脂、ポリカーボネートポリウレタン樹脂、ポリエステルポリカーボネートポリウレタン樹脂などがある。
官能基として−ＣＯＯＨ、−ＳＯ₃ Ｍ、−ＯＳＯ₃Ｍ、−Ｐ＝Ｏ（ＯＭ）₃ 、−Ｏ−Ｐ＝Ｏ（ＯＭ）₂ ［これらの式中、Ｍは水素原子、アルカリ金属塩基又はアミン塩を示す］、−ＯＨ、−ＮＲ' Ｒ''、−Ｎ⁺ Ｒ''' Ｒ''''Ｒ''''' ［これらの式中、Ｒ' 、Ｒ''、Ｒ''' 、Ｒ''''、Ｒ''''' は水素または炭化水素基を示す］、エポキシ基を有する高分子からなる塩化ビニル系樹脂やウレタン樹脂等のバインダ樹脂が使用される。このようなバインダ樹脂を使用するのは、上述のように磁性粉末などの分散性が向上するためである。２種以上の樹脂を併用する場合には、官能基の極性を一致させるのが好ましく、中でも−ＳＯ₃ Ｍ基同士の組み合わせが好ましい。

これらのバインダ樹脂は、磁性粉末１００重量部に対して、７〜５０重量部、好ましくは１０〜３５重量部の範囲で用いられる。特に、バインダ樹脂として、塩化ビニル系樹脂５〜３０重量部と、ポリウレタン樹脂２〜２０重量部とを、複合して用いるのが最も好ましい。

これらのバインダ樹脂とともに、バインダ樹脂中に含まれる官能基などと結合させて架橋する熱硬化性の架橋剤を併用するのが好ましい。この架橋剤としては、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどや、これらのイソシアネート類とトリメチロールプロパンなどの水酸基を複数個有するものとの反応生成物、上記イソシアネート類の縮合生成物などの各種のポリイソシアネートが好ましい。これらの架橋剤は、バインダ樹脂１００重量部に対して、通常１〜３０重量部の割合で用いられる。より好ましくは５〜２０重量部である。しかし、下塗層の上にウエット・オン・ウエットで磁性層が塗布される場合には下塗塗料からある程度のポリイソシアネートが拡散供給されるので、ポリイソシアネートを併用しなくても磁性層はある程度架橋される。

上記のような、熱硬化性のバインダ樹脂の代わりに、放射線硬化性樹脂を用いてもよい。放射線硬化性樹脂としては、上記熱硬化性樹脂をアクリル変性し放射線感応性二重結合を持たせたものや、アクリルモノマー、アクリルオリゴマーが用いられる。

磁性層中に含ませる磁性粉末の平均粒子径は、５ｎｍ以上、６０ｎｍ未満の範囲にあるのが好ましく、１０〜４０ｎｍの範囲がより好ましい。この範囲が好ましいのは、平均粒子径が５ｎｍ未満では、粒子の表面エネルギーが大きくなって分散が困難になり、平均粒子径が６０ｎｍ以上になるとノイズが大きくなるためである。磁性粉末としては、強磁性鉄系金属磁性粉末や窒化鉄磁性粉末が好ましい。

強磁性鉄系金属磁性粉末には、Ｍｎ 、Ｚｎ 、Ｎｉ 、Ｃｕ 、Ｃｏ などの遷移金属を合金として含ませてもよい。その中でも、Ｃｏ 、Ｎｉ が好ましく、とくにＣｏ は飽和磁化を最も向上できるので、好ましい。上記の遷移金属元素の量としては、鉄に対して、５〜５０ 原子％とするのが好ましく、１０〜３０ 原子％とするのがより好ましい。また、イツトリウム、セリウム、イツテルビウム、セシウム、プラセオジウム、サマリウム、ランタン、ユ―ロピウム、ネオジム、テルビウムなどから選ばれる少なくとも１ 種の希土類元素を含ませても良い（焼結防止剤）。その中でも、セリウム、ネオジムとサマリウム、テルビウム、イツトリウムを用いたときに、形状が良好に保持され、磁性粉表面に均一なセラミック層が形成されるので好ましい。希土類元素の量は鉄に対して０．２〜２５ 原子％、好ましくは０．３〜２０ 原子％、より好ましくは０．５〜１５ 原子％である。

窒化鉄磁性粉末は，公知のものを用いることができ，形状は針状の他に球状や立方体形状などの不定形のものを用いることができる。粒子径や比表面積については磁気記録用の磁性粉末としての要求特性をクリアするためには，限定した磁性粉末の製造条件とすることが必要である(参考特許：特開２０００-２７７３１１号公報)。

強磁性鉄系金属磁性粉末および窒化鉄磁性粉末の保磁力は、８０〜３２０ｋＡ／ｍが好ましく、飽和磁化量は、８０〜２００Ａ・ｍ² ／kg（８０〜２００ｅｍｕ／ｇ）が好ましく、１００〜１８０Ａ・ｍ² ／kg（１００〜１８０ｅｍｕ／ｇ）がより好ましい。

強磁性鉄系金属磁性粉末および窒化鉄磁性粉末の平均粒子径としては、５ｎｍ以上、６０ｎｍ未満が好ましく、１５〜４０ｎｍがより好ましい。この範囲が好ましいのは、平均粒子径が５ｎｍ未満となると、保磁力が低下したり、粒子の表面エネルギーが増大するため塗料中での分散が困難になったり、平均粒子径が６０ｎｍ以上であると、粒子の大きさに基づく粒子ノイズが大きくなるためである。また、この強磁性粉末のＢＥＴ比表面積は、３５ｍ² ／ｇ以上が好ましく、４０ｍ² ／ｇ以上がより好ましく、５０ｍ² ／ｇ以上が最も好ましい。通常１００ｍ² ／ｇ以下である。

また、前記強磁性鉄系金属時性粉末、窒化鉄磁性粉末をＡｌ，Ｓｉ，Ｐ，Ｙ，Ｚｒまたは、これらの酸化物で表面処理して使用してもかまわない。

なお、これらの強磁性粉末の磁気特性は、いずれも試料振動形磁束計で外部磁場1２７３．３ｋＡ／ｍ（１６ｋＯｅ）での測定値をいうものである。

また、上記の平均粒子径は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）にて撮影した写真から各粒子の最大径（針状粉では長軸径）を実測し、１００個の平均値により求めたものである。

磁性層には、必要に応じて、従来公知の研磨剤を添加することができる。これらの研磨剤としては、α−アルミナ、β−アルミナ、炭化ケイ素、酸化クロム、酸化セリウム、α−酸化鉄、コランダム、人造ダイアモンド、窒化珪素、炭化珪素、チタンカーバイト、酸化チタン、二酸化珪素、窒化ホウ素、など主としてモース硬度６以上のものが単独または組み合わせで使用される。研磨剤の粒子サイズとしては、通常、平均粒子径で１０ｎｍ〜２００ｎｍとすることが好ましい。

さらに、必要に応じて、導電性向上と表面潤滑性向上を目的に従来公知のカーボンブラックを添加してもよい。カーボンブラックとしては、アセチレンブラック、ファーネスブラック、サーマルブラックなどを使用できる。なお、平均粒子径が１０ｎｍ〜１００ｎｍのものが好ましい。この範囲が好ましいのは、平均粒子径が１０ｎｍ以下になるとカーボンブラックの分散が難しく、１００ｎｍ以上では多量のカーボンブラックを添加することが必要になり、何れの場合も表面が粗くなり、出力低下の原因になるためである。また、必要に応じて、異なる平均粒子径のカーボンブラックを２種類以上用いてもかまわない。
〈バックコート層〉

本発明の磁気テープを構成する非磁性支持体の他方の面（磁性層が形成されている面とは反対側の面）には、走行性の向上等を目的としてバックコート層を設けることができる。バックコート層の厚さは０．２〜０．８μｍが好ましい。この範囲が良いのは、０．２μｍ未満では、走行性向上効果が不充分で、０．８μｍを越えるとテープ全厚が厚くなり、１巻当たりの記録容量が小さくなるためである。カーボンブラックとしては、アセチレンブラック、ファーネスブラック、サーマルブラック等を使用できる。通常、小粒子径カーボンブラックと大粒子径カーボンブラックを使用する。小粒子径カーボンブラックには、平均粒子径が５ｎｍ〜２００ｎｍのものが使用されるが、平均粒子径１０ｎｍ〜１００ｎｍのものがより好ましい。この範囲がより好ましいのは、平均粒子径が１０ｎｍ以下になるとカーボンブラックの分散が難しく、平均粒子径が１００ｎｍ以上では多量のカーボンブラックを添加することが必要になり、何れの場合も表面が粗くなり、磁性層への裏移り（エンボス）原因になるためである。大粒子径カーボンブラックとして、小粒子径カーボンブラックの５〜１５重量％、平均粒子径２００〜４００ｎｍの大粒子径カーボンブラックを使用すると、表面も粗くならず、走行性向上効果も大きくなる。小粒子径カーボンブラックと大粒子径カーボンブラック合計の添加量は無機粉体重量を基準にして６０〜１００重量％が好ましく、７０〜１００重量％がより好ましい。中心線平均表面粗さＲａは３〜８ｎｍが好ましく、４〜７ｎｍがより好ましい。バックコート層に磁性があると磁気記録層の磁気信号が乱れる場合があるので、通常、バックコート層は非磁性である。

また、バックコート層には、強度、エッジウィーブ、温度・湿度寸法安定性向上等を目的に、平均粒子径が１０ｎｍ〜１００ｎｍの非磁性板状粉末を添加することができる。非磁性板状粉末の成分は、酸化アルミニウムに限らず、セリウムなどの希土類元素、ジルコニウム、珪素、チタン、マンガン、鉄等の元素の酸化物または複合酸化物が用いられる。導電性改良の目的で、平均粒子径が１０ｎｍ〜１００ｎｍの板状炭素性粉末や平均粒子径が１０ｎｍ〜１００ｎｍの板状ＩＴＯ粉末などを添加してもよい。また、必要に応じて、平均粒子径が０．１μｍ〜０．６μｍの粒状酸化鉄粉末を添加してもよい。添加量はバックコート層中の全無機粉体の重量を基準にして２〜４０重量％が好ましく、５〜３０重量％がより好ましい。また、平均粒子径が０．１μｍ〜０．６μｍのアルミナを添加すると、耐久性がさらに向上するので好ましい。

バックコート層には、バインダ樹脂として、前述した磁性層や下塗層に用いる樹脂と同じものを使用できるが、これらの中でも摩擦係数を低減し走行性を向上させるため、セルロース系樹脂とポリウレタン系樹脂とを複合して併用することが好ましい。バインダ樹脂の含有量は、通常、前記カーボンブラックと前記無機非磁性粉末との合計量１００重量部に対して４０〜１５０重量部、好ましくは５０〜１２０重量部、より好ましくは６０〜１１０重量部、さらに好ましくは７０〜１１０重量部である。前記範囲が好ましいのは、５０重量部未満では、バックコート層の強度が不十分であり、１２０重量部を越えると摩擦係数が高くなりやすいためである。セルロース系樹脂を３０〜７０重量部、ポリウレタン系樹脂を２０〜５０重量部使用することが好ましい。また、さらにバインダ樹脂を硬化するために、ポリイソシアネート化合物などの架橋剤を用いることが好ましい。

バックコート層には、前述した磁性層や下塗層に用いる架橋剤と同様の架橋剤を使用する。架橋剤の量は、バインダ樹脂１００重量部に対して、通常、１０〜５０重量部の割合で用いられ、好ましくは１０〜３５重量部、より好ましくは１０〜３０重量部である。前記範囲が好ましいのは、１０重量部未満ではバックコート層の塗膜強度が弱くなりやすく、３５重量部を越えるとＳＵＳに対する動摩擦係数が大きくなるためである。
〈有機溶剤〉

磁性塗料、下塗塗料、バックコート塗料、非磁性層に使用する有機溶剤としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系溶剤、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチルなどの酢酸エステル系溶剤等が挙げられる。これらの溶剤は、単独で又は混合して使用され、さらにトルエンなどと混合して使用される。

以下に実施例によって本発明を詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例、比較例の部は重量部を示す。また、実施例および比較例の平均粒子径は、数平均粒子径を示す。

《下塗塗料成分》
（１）
・針状ゲーサイト粉末（平均粒子径：４５ｎｍ、針状比：２．５、 ６４部
ＢＥＴ：６３ｍ²／ｇ、Ａｌ：０．２ｗｔ％）
・カーボンブラック（平均粒子径：２５ｎｍ） ２４部
・アルミナ（平均粒子径：８０ｎｍ） １２部
・ステアリン酸 ２．０部
・塩化ビニル−ヒドロキシプロピルアクリレート共重合体 ８．８部
（含有−ＳＯ₃ Ｎａ基：0.７×１０^-4当量／ｇ）
・ポリエステルポリウレタン樹脂 ４．４部
（Ｔｇ：４０℃、含有−ＳＯ₃ Ｎａ基：１×１０^-4当量／ｇ）
・シクロヘキサノン ２５部
・メチルエチルケトン ４０部
・トルエン １０部
（２）
・ステアリン酸ブチル １部
・シクロヘキサノン ７０部
・メチルエチルケトン ５０部
・トルエン ２０部
（３）
・ポリイソシアネート １．４部
・シクロヘキサノン １０部
・メチルエチルケトン １５部
・トルエン １０部
《磁性塗料成分》

（１）混練工程
・磁性粉末 （Ｃｏ−Ｆｅ−Ａｌ−Ｙ） １００部
（Ｃｏ／Ｆｅ：２４ａｔ％、
Ａｌ／（Ｆｅ＋Ｃｏ）：４．７ｗｔ％
Ｙ／（Ｆｅ＋Ｃｏ）：７．９ａｔ％
σｓ：１２７Ａ・ｍ^２／ｋｇ（１２７ｅｍｕ／ｇ）、
Ｈｃ：１７７．１ｋＡ／ｍ（２２２５Ｏｅ）、
平均粒子径：４５ｎｍ、軸比：４）
・塩化ビニル−ヒドロキシプロピルアクリレート共重合体 １３部
（含有−ＳＯ₃ Ｎａ基：0.７×１０^-4当量／ｇ）
・ポリエステルポリウレタン樹脂（ＰＵ） ４．５部
（含有−ＳＯ₃ Ｎａ基：1.０×１０^-4当量／ｇ）
・アルミナ粉末（平均粒子径：８０ｎｍ） ８部
・カーボンブラック（平均粒子径：２５ｎｍ） ５部
・メチルアシッドホスフェート（ＭＡＰ） ２部
・テトラヒドロフラン（ＴＨＦ） ２０部
・メチルエチルケトン／シクロヘキサノン（ＭＥＫ／Ａ） ９部
（２）希釈工程
・パルミチン酸アミド（ＰＡ） １．５部
・ステアリン酸ｎ−ブチル（ＳＢ） １部
・メチルエチルケトン／シクロヘキサノン（ＭＥＫ／Ａ） ２５０部
（３）配合工程
・ポリイソシアネート １．５部
・メチルエチルケトン／シクロヘキサノン（ＭＥＫ／Ａ） １２９部

上記の下塗塗料成分において（１）を回分式ニーダで混練したのち、（２）を加えて攪拌の後、サンドミル（ジルコニアビーズ（粒子径０．５ｍｍ）、見掛け体積８０％充填、周速８ｍ／ｓ）で滞留時間を６０分として分散処理を行い、これに（３）を加え攪拌・濾過した後、下塗塗料（下塗層用塗料）とした。

これとは別に、上記の磁性塗料の成分において（１）混練工程成分を予め高速混合しておき、その混合粉末を連続式２軸混練機で混練し、さらに（２）希釈工程成分を加え連続式２軸混練機で少なくとも２段階以上に分けて希釈を行い、一次分散用塗料とした。この塗料を、ジルコニアビーズ（粒子径０．５ｍｍ）を見掛け体積で８０％充填したサンドミル（周速８ｍ／ｓ）で分散処理した（滞留時間５０分）。この一次分散済み塗料に、（３）配合工程成分を加え攪拌・ろ過後、磁性塗料とした。

上記の下塗塗料を、芳香族ポリアミドフィルム（厚さ３．９μｍ、ＭＤ＝１１ＧＰａ、ＭＤ／ＴＤ＝０．７、商品名：ミクトロン、東レ社製）からなる非磁性支持体（ベースフィルム）上に、乾燥、カレンダ後の厚さが０．９μｍとなるように塗布し、この下塗層上に、さらに上記の磁性塗料を磁場配向処理、乾燥、カレンダ処理後の磁性層の厚さが０．０６μｍとなるようにエクストルージョン型コータにてウエット・オン・ウエットで塗布し、磁場配向処理後、ドライヤおよび遠赤外線を用いて乾燥し、磁気シートを得た。
《バックコート層用塗料成分》

・カーボンブラック（平均粒子径：２５ｎｍ） ８０部
・カーボンブラック（平均粒子径：３５０ｎｍ） １０部
・非磁性板状酸化鉄粉末（平均粒子径：５０ｎｍ） １０部
・ニトロセルロース ４５部
・ポリウレタン樹脂（−ＳＯ₃ Ｎａ基含有） ３０部
・シクロヘキサノン ２６０部
・トルエン ２６０部
・メチルエチルケトン ５２５部

上記バックコート層用塗料成分をサンドミル（ジルコニアビース（粒子径０．５ｍｍφ）見掛け体積８０％充填、周速８ｍ／ｓ）で滞留時間４５分として分散した後、ポリイソシアネート１５部を加えてバックコート層用塗料を調整しろ過後、上記で作製した磁気シートの磁性層の反対面に、乾燥、カレンダ後の厚みが０．５μｍとなるように塗布し、乾燥した。

このようにして得られた磁気シートを金属ロールからなる７段カレンダで、温度１００℃、線圧１９６ｋＮ／ｍの条件で鏡面化処理し、磁気シートをコアに巻いた状態で７０℃にて７２時間エージングしたのち、１／２インチ幅に裁断した。

スリットマシン（磁気テープ原反を所定幅の磁気テープに裁断する装置）は、構成している各種要素を下記のように改良したものを用いた。巻き出し原反からスリット刃物群に至るウェブ経路中にテンションカットローラを設け、このテンションカットローラをサクションタイプとし、吸引部は多孔質金属を埋め込んだメッシュサクションとした。刃物駆動部に動力を伝達する機構を持たないモータ直結のダイレクトドライブとした。

裁断後のテープを２００ｍ／分で走行させながら磁性層表面に対しラッピングテープ研磨、ブレード研磨そして表面拭き取りの後処理を行い、磁気テープを作製した。この時、ラッピングテープにはＫ１００００、ブレードには超硬刃、表面拭き取りには東レ社製トレシー（商品名）を用い、走行テンション０．２９４Ｎで処理を行った。上記のようにして得られた磁気テープを、Ｓ−ＤＬＴ用のサーボーライターにてバックコート層にサーボ信号を書き込んだ後、バックコート層に短繊維径が４μmの綿４本を撚り合わせた長さ２.５ｍｍの繊維を植毛したベルベットを接触させながらテープを走行させて、サーボ信号書込み時の燃焼カスを除去して、カートリッジに組み込み、コンピュータ用テープを作製した。

下塗塗料成分中の針状ゲーサイト粉末（平均粒子径：４５ｎｍ、針状比：２．５、ＢＥＴ：６３ｍ²／ｇ、Ａｌ：０．２ｗｔ％）を、針状ゲーサイト粉末（平均粒子径：７０ｎｍ、針状比：３．５、ＢＥＴ：４８ｍ²／ｇ、Ａｌ：０．５ｗｔ％）に変更した以外は、実施例１と同様に実施例２のコンピュータ用テープを作製した。

下塗塗料成分中の針状ゲーサイト粉末（平均粒子径：４５ｎｍ、針状比：２．５、ＢＥＴ：６３ｍ²／ｇ、Ａｌ：０．２ｗｔ％）を、針状ゲーサイト粉末（平均粒子径：１００ｎｍ、針状比：４．０、ＢＥＴ：４６ｍ²／ｇ、Ａｌ：０．６ｗｔ％）に変更した以外は、実施例１と同様に実施例３のコンピュータ用テープを作製した。
（比較例１）

下塗塗料成分中の針状ゲーサイト粉末（平均粒子径：４５ｎｍ、針状比：２．５、ＢＥＴ：６３ｍ²／ｇ、Ａｌ：０．２ｗｔ％）を、針状ヘマタイト粉末（平均粒子径：１１０ｎｍ、針状比：６．１、ＢＥＴ：５５ｍ²／ｇ）に変更し、スリットマシンを構成している各種要素のうち、刃物駆動部をダイレクトモータ駆動から、タイミングベルトによる外部駆動に変更した以外は、実施例１と同様に比較例１のコンピュータ用テープを作製した。
（比較例２）

スリットマシンを構成している各種要素のうち、メッシュサクションの吸引部の多孔質金属を埋め込みを取り外した以外は、実施例３と同様に比較例２のコンピュータ用テープを作製した。
（比較例３）

下塗塗料成分中の針状ゲーサイト粉末（平均粒子径：４５ｎｍ、針状比：２．５、ＢＥＴ：６３ｍ²／ｇ、Ａｌ：０．２ｗｔ％）を、針状ゲーサイト粉末（平均粒子径：１１０ｎｍ、針状比：７、ＢＥＴ：８５ｍ²／ｇ、Ａｌ：４．３ｗｔ％）に変更した以外は、比較例２と同様に比較例３のコンピュータ用テープを作製した。

評価の方法は、以下のように行った。
〈Ｃ／Ｎ測定〉
テープの電磁変換特性測定には、ドラムテスターを用いた。ドラムテスターには電磁誘導型ヘッド（トラック幅２５μｍ、ギャップ０.２ミクロン）とＭＲヘッド（トラック幅８μｍ）を装着し、誘導型ヘッドで記録を行い、ＭＲヘッドで再生を行った。これら電磁誘導型ヘッドとＭＲヘッドは回転ドラムに対して異なる場所に設置されており、両ヘッドを上下方向に操作することで、トラッキングを合わせることができるようにした。磁気テープはカートリッジに巻き込んだ状態から適切な量を引き出して廃棄し、更に６０cmを切り出し、更に４mm幅に加工して回転ドラムの外周に巻き付けた。

出力及びノイズは、ファンクションジェネレータにより矩形波を記録電流電流発生器に入力制御し、波長０.２μｍの信号を書き込み、ＭＲヘッドの出力をプリアンプで増幅後、スペクトラムアナライザーに読み込んだ。０.２μｍのキャリア値を媒体出力Ｃとした。また０.２μｍの矩形波を書き込んだときに、記録波長０.２μｍ以上に相当するスペクトルの成分から、出力及びシステムノイズを差し引いた値の積分値をノイズ値Ｎとして用いた。更に両者の比をとってＣ／Ｎとし、Ｃ、Ｃ／Ｎともに比較例１のコンピュータ用テープの値との相対値を求めた。
〈磁性層表面粗さ測定〉

表面粗さはＡＦＭ（ＤｉｇｉｔａｌＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社 Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ３０００）を用いて行った。測定条件はタッピングモードで行い、視野は５μｍ×５μｍ角で１０箇所の測定を行い、平均線中心粗さＲａを求めた。なお、測定データから最大値と最小値とを除いたものを算術平均し測定値とした。
〈エッジウィーブ量の測定〉

エッジウィーブ量は、サーボライター（走行速度５ｍ／ｓ）にエッジウィーブ量測定装置（キーエンス社製）を取り付け、テープ長さ５０ｍにわたって連続測定し、エッジウィーブ量を求めた。
〈耐久走行試験〉

薄手テープも測定できるように改良したＳ−ＤＬＴドライブを用いてテストモードにて、記録（記録波長０.３７μm）・再生することにより走行前のエラーレートを求め、さらに、４０℃、８０％ＲＨ環境下で、全長、全トラックを３００時間走行させた後のエラーレートを求めた。
〈保存試験〉

試料カートリッジを６０℃、８０％ＲＨ環境下で２４０時間保存し、常温、常湿下で２４時間保存後、前記と同様にしてエラーレートを求めた。

表１に示したように、本発明に係る実施例１から３は、Ｃ／Ｎが良好で、初期エラーレートが小さく、また、走行後、保存後のエラーレートの増加が少ない。表２に示した、比較例１から３は、本発明の構成を満たさないので、Ｃ／Ｎ、初期エラーレート、走行後、保存後のエラーレートの何れかが良好ではなく、実用に供さない。

磁気テープに存在するエッジウィーブを説明するために使用したもので、磁気テープをその一部拡大図ととともに示す平面図である。 磁気テープを作製するに当たって使用するスリットマシンの一例の全体構成を簡略化して示す図である。 図２のスリットマシンにおけるサクションローラ部の断面構造を示す部分拡大断面図である。

符号の説明

３ 磁気テープ
３ａ，３ｂ テープエッジ
α エッジウィーブ量
ｆ エッジウィーブの周期
５０ テンションカットローラ
５１ 吸引孔
５２ テープ接触部
６０ 刃物駆動部
６１，６２ スリット刃物群
９０，９１ ガイド
１００ スリットマシン
Ｇ 磁気テープ原反

Claims (1)

1. 非磁性支持体、非磁性支持体の一方の面に形成された磁性粉末を含む磁性層、非磁性支持体と磁性層との間に形成された非磁性粉末を含む下塗層、他方の面に形成されたバック層を有する磁気テープにおいて、該非磁性粉末の平均粒子径が５ｎｍ以上、１００ｎｍ以下のゲーサイトであって、該磁気テープのエッジウィーブ量が１．０μｍ以下であることを特徴とする磁気テープ。
   

Images