JPH0798833A

JPH0798833A - 高記録密度磁気テープ及びその製造方法

Info

Publication number: JPH0798833A
Application number: JP5225742A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Irie; 慎一入江
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1993-09-10
Filing date: 1993-09-10
Publication date: 1995-04-11
Also published as: US5445881A

Abstract

(57)【要約】【目的】エラー特性及び走行性共に優れた高記録密度
の磁気テープ及びその製造方法を提供する。【構成】非磁性支持体上に、強磁性金属粉末、バイン
ダー、硬化剤および高級脂肪酸を含む磁性層を設けた磁
気テープにおいて、磁性層の表面のＲａ（中心線平均粗
さ）が１０nm以下でかつ、下式で表わされるＺ値が、
３．２以上であることを特徴とする高記録密度磁気テー
プ：Ｚ＝Ｃ１／（Ｃ２＋Ｃ３）、ここで、Ｃ１はＸ線光
電子分光分析（ＥＳＣＡ）の測定における炭素−炭素間
で一重結合している炭素原子のスペクトル積分強度であ
り、Ｃ２はＥＳＣＡの測定における、炭素原子と炭素原
子より電気陰性度の高い原子と一重結合している炭素原
子のスペクトル積分強度であり、そしてＣ３はＥＳＣＡ
の測定における、炭素−酸素間で二重結合している炭素
原子のスペクトル積分強度である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エラーレートが小さ
く、かつ走行性共に優れた、高記録密度の磁気テープ及
びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその問題点】従来、高密度記録磁気テ
ープを製造するためには、磁性層にカレンダー処理を施
し、Ｒａの値（ＪＩＳＢ０６０により測定した中心線
の平均粗度）をできるだけ小さく、好ましくは１５nm程
度以下にして、電磁変換特性を向上させることが行われ
ていた（特開平５−５４３６７）。しかし、一方で、Ｒ
ａの値が、小さくなると、逆に摩擦係数が上昇し、磁気
テープの走行性が著しく損なわれる。なお、「走行性」
とは、テープの低速走行（１０〜１０００cm／分）の最
初の通過において動摩擦係数が小さいこと、及びテープ
の走行の開始においてテープの付着が防止されることを
意味する。

【０００３】上記の問題を回避するために、潤滑剤とし
て、高級脂肪酸や脂肪酸エステルが、一般に用いられ
る。しかしながら、脂肪酸及び脂肪酸エステルの添加量
が少ないと、走行性に乏しくなり、多量に添加すると、
磁性層の強度が実質的に低下し、磁気テープの耐久性が
低下するおそれがあった（特開昭５８−１３０４３
５）。特に、高級脂肪酸は低速走行時の動摩擦係数を小
さくする効果があるが、多量に添加すると強磁性粉末と
バインダーの吸着を妨害し、磁性層の塗膜としての強度
を低下させる。

【０００４】また次の高記録密度の磁気テープの製造方
法が知られている。特開平３−２２４１２３には、摩耗
特性、ドロップアウトの減少、静止画像耐久特性の向上
を目的として、磁性層にカレンダー処理を施し、磁性層
を硬化した後、砥粒を含まない炭素鋼や超鋼などの硬い
板状または棒状の金属で、磁性層を接触・しゅう動する
工程を含む製造方法が記載されている。

【０００５】しかしながら、この方法には次の様な問題
点がある。（１）磁性層表面に効果的な潤滑フィルム
（特に脂肪酸の潤滑フィルム）を形成するには、数回の
接触・摺動が必要である；（２）磁性層表面の粗さに比
べて粗いＲａを有する金属で接触・摺動をおこなうと、
磁性層表面にスクラッチ等の傷が入り、エラーが多く発
生する；（３）片方向のみの接触・摺動では磁性層表面
の潤滑フィルムが不均一になったり、異方性が生じて、
動摩擦係数の値が走行方向（接触・摺動を行った方向と
その逆の方向）によって異なる；（４）実使用上、磁気
テープは記録再生装置の磁気ヘッドや回転シリンダーな
どと前後両方向に摩擦接触するので、どちらの方向でも
安定したテープ走行を実現することが困難になる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】従って本発明は、前記の
課題を解決するため、非磁性支持体上に、強磁性金属粉
末、バインダー、硬化剤および高級脂肪酸を含む磁性層
を設けた磁気テープにおいて、磁性層の表面のＲａ（中
心線平均粗さ）が１０nm以下でかつ、下式で表わされる
Ｚ値が、３．２以上であることを特徴とする高密度磁気
テープ：Ｚ＝Ｃ１／（Ｃ２＋Ｃ３）式（１）ここで、Ｃ１はＸ線光電子分光分析（ＥＳＣＡ）の測定
における、炭素−炭素間で一重結合している炭素原子の
スペクトル積分強度であり、Ｃ２はＥＳＣＡの測定にお
ける、炭素原子と炭素原子より電子陰性度の高い原子と
一重結合している炭素原子のスペクトル積分強度であ
り、そしてＣ３はＥＳＣＡの測定における、炭素−酸素
間で二重結合している炭素原子のスペクトル積分強度で
ある、を提供する。

【０００７】本発明は磁気テープの磁性層の表面を、表
面のＲａが０．０４μｍ以下のロールで往復方向に接触
・しゅう動させる工程を含むことを特徴とする磁気テー
プの高記録密度磁気テープの製造方法を提供する。ここ
で「往復」とは前後の動きを意味する。

【０００８】

【具体的な説明】以下、本発明の構成要件を説明する。
本発明においては任意の磁性粒子を使用することができ
る。しかしながら、本発明の利点は、強磁性金属粉末を
使用する場合に最も効果的に発揮される。強磁性金属粉
末は、摩擦を低下せしめる脂肪酸を多量に吸着し、その
ためテープの表面に移行する脂肪酸の量が減少し、高い
摩擦が生ずる。本発明の接触摺動処理により、テープの
表面への脂肪酸の移行が改善され、そしてそれ故に、本
願は強磁性金属粉末を含有する磁気記録テープの製造に
おいて特に有用である。

【０００９】強磁性金属粉末とは、強磁性の金属を含ん
で成る磁性粉末で、金属酸化物を主とする強磁性粉末
（たとえば強磁性酸化鉄）を含まない。この様な強磁性
金属粉末の例には、Ｆｅ−Ｃｏ，Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ，Ｆ
ｅ−Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐなどの強磁性合金粉末や、主として
α−Ｆｅから成る磁性鉄粉末などが挙げられる。商業的
に入手可能な製品として、例えばIIＭ−１９（同和鉱
業）、ＫＤ１０００Ｂ，ＫＤＫ１３００ＨＢ（ともに関
東電化）が使用できる。

【００１０】バインダーには、従来公知の熱可塑性樹
脂、熱硬化性樹脂、反応型樹脂、電子線硬化型樹脂、紫
外線硬化型樹脂、可視光線硬化型樹脂を、単独または混
合して使用できる。また、これらの樹脂に、カルボン酸
（ＣＯＯＭ）、スルフィン酸、スルフェン酸、スルホン
酸（ＳＯ₃Ｍ）、リン酸（ＯＰＯ（ＯＭ）₂）、ホスホ
ン酸（ＰＯ（ＯＭ）₂）、硫酸（ＯＳＯ₃Ｍ）、および
これらのエステル基等の酸性基（Ｍは、Ｈ、アルカリ金
属、アルカリ土類金属、炭化水素基）、アミノ酸類、ア
ルキルベタイン型等の両性基、アミノ基、イミノ基、ア
ミド基、第４級アンモニウム基等、または、水酸基、ア
ルコキシル基、チオール基、エポキシ基、イソシアネー
ト基、シリル基等の官能基を含むものを使用しても良
い。

【００１１】商品名で挙げると、ＭＲ−１１３，ＭＲ−
１２０（ともに日本ゼオン）、ＥＣ−１３０（積水化
学）、ＴＩ−７５０３（三洋化成）、ＵＲ−８３００，
ＵＲ−８７００（ともに東洋紡績）、ＮＲ−２０００
（三菱レイヨン）、ＪＳＲ−９５１４（日本合成ゴム）
などが挙げられる。硬化剤には、１分子中に２個以上の
イソシアネート基、またはエポキシ基、またはエチレン
イミン環等の架橋性官能基を有する化合物が使用でき
る。商品名で挙げると、ミリオネートＭＴＬ（日本ポリ
ウレタン）、タケネート５００（武田薬品）、ＳＢＵ−
０８５６（住友バイエルウレタン）、ＰＡＰＩ−１３５
（化成アップジョン）、エピクロン８００（大日本イン
キ化学工業）、ＰＡＺ３３（日本触媒化学）などが挙げ
られる。

【００１２】高級脂肪酸とは、炭素数が１２以上の飽和
または不飽和の脂肪酸を指し、その立体構造は直鎖また
は分岐のものでも使用できる。たとえば、ラウリン酸、
ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン
酸、ベヘン酸、リノレイン酸、イソパルミチン酸、イソ
ステアリン酸などが挙げられる。高級脂肪酸の好ましい
量は強磁性金属粉末１００重量部当り１〜３重量部であ
る。

【００１３】次に、Ｚ値の意味について詳細に説明す
る。Ｃ₁，Ｃ₂，Ｃ₃の意味は、前述の通りであり、Ｅ
ＳＣＡのスペクトルチャートにおける、Ｃ₁₅のスペクト
ルを曲線当てはめ法に従って分割して得られる。ここで
Ｃ₁は、炭素−炭素間で一重結合している炭素原子のス
ペクトル積分強度を表す。Ｃ₁は、高級脂肪酸の磁性層
表面の存在量に強く影響を受ける。

【００１４】また、Ｃ₂は、酸素または塩素などの炭素
原子より電気陰性度の高い原子と一重結合している炭素
原子のスペクトル積分強度を表し、Ｃ₃は炭素−酸素間
で二重結合している炭素原子のスペクトル積分強度を表
す。Ｃ₂＋Ｃ₃の値は、バインダーや硬化剤などの極性
官能基を多く含む有機物成分の存在量に強く影響を受け
る。したがって、Ｚ値が大きいほど、バインダーや硬化
剤などの成分に比べて高級脂肪酸が多い割合で表面上に
存在することを意味し、そしてそのために動摩擦係数が
低下する。

【００１５】Ｚ値が３．２以上であると、磁気テープの
動摩擦係数を小さくできる点で好ましい。特に低速度の
走行時（１０〜１，０００cm／min.）のおける、磁気テ
ープの１パス目の動摩擦係数が従来のものより小さくで
きるので、起動時の磁気テープの貼り付きを防止でき
る。

【００１６】さらに、Ｚ値が３．４以上であると、この
様な動摩擦係数を長期間に安定して小さくできる点で好
ましい。磁気テープの磁性層表面に存在する高級脂肪酸
などの潤滑剤の量は、蒸散したり、磁気テープのバック
面に転移したりして、その存在量は変化する。したがっ
て、予め余裕をもって磁性層表面に存在する高級脂肪酸
量を多くしておくことが非常に好ましい。

【００１７】２つの表面が相互に対して摺動する際に磁
性層表面の傷を防止するために、円筒状金属の表面のＲ
ａ値が０．０４μｍ未満であることが好ましい。特に、
磁性層表面のＲａが１０nm以下の場合はスクラッチが入
り、磁気記録のエラーレートが大きくなるので避けるこ
とが必要である。ロールの金属表面のための好ましい材
料はステンレス鋼、炭化タングステン、及び炭化チタン
である。

【００１８】ここで、エラーレートとは、入力（記録）
データに対する出力（再生）データの中に発生するデー
タのエラーの割合を表し、エラーレートが小さいほどエ
ラーが発生しにくいことを示す。たとえば一定の記録長
さの中に１０⁵個のデータを記録した時、再生データの
中に５個のエラーが発生した場合はエラーレートが５×
１０⁵であると表す。

【００１９】また、接触・摺動を前後方向に行うのは、
磁性層表面に形成される高級脂肪酸の潤滑フィルムを均
一にし、かつ異方性、すなわち摩擦接触させる方向によ
って潤滑フィルムの特性が異なること、を示さない様に
するためである。高級脂肪酸の潤滑フィルムが異方性を
示すと、走行方向によって動摩擦係数が異なり、方向に
よって走行が不安定になる問題が生じる。前方向及び後
方向の動摩擦係数の差は０．０１以下であるのが好まし
い。

【００２０】接触摺動は次の様にして生ずることができ
る。製造された磁気テープがリールに巻き取られる際
に、それを所望のＲａ値及び２mm〜１０００mmの直径を
有するロールに対して摺動させる。次にテープを他方の
ロールに巻きもどして、もう１つの接触摺動が逆方向に
起こるようにする。所望によりこの方法を反復する。あ
るいは、テープを２つのロールに接触させ、その１つは
固定し（回転させない）他方のロールはテープの走行速
度より高い速度で回転させ、この場合にロールの回転方
向とテープの移動方向を同一にする。この方法により、
テープの１回の通過により前方及び後方という両方の摩
擦が可能となる。これらの方法のいずれにおいても、テ
ープに対する張力は好ましくは５０〜１０００ｇ／cmで
ある。ロールと磁性層との接触摺動は好ましくは１０〜
３００°のラップ角で行われる。ラップ角とは、ロール
の中心と、処理されるべきテープと出合うロール表面上
の点とを結ぶ直線と、ロールの中心と、処理されたテー
プがロールの表面から離れるロール表面上の点とを結ぶ
直線とによって形成される角度を意味する。ラップ角が
１０°未満であれば、十分な接触摺動効果が得られず、
そしてＺ値及び動摩擦係数を制御することが困難であ
る。他方、ラップ角が３００°より大であれば、テープ
とロールの表面との接触表面が大きくなり、高すぎる張
力をもたらし、このため接触摺動操作が困難となる。

【００２１】

【実施例】次に、実施例により本発明をさらに具体的に
説明する。下記磁性層組成物の〔Ｉ〕を攪拌機にて混練
した後室温にて２０時間分散し、塗布前に〔II〕を投入
し、混合分散して磁性塗料を作成した。

【００２２】

【表１】

【００２３】また下記バック層組成物の〔III 〕を攪拌
機にて混練した後室温にて２０時間分散し、塗布前に
〔IV〕を投入し混合分散した。

【００２４】

【表２】

【００２５】この磁性塗料及びバック層用塗料をＰＥＴ
フィルム（厚み１０．３μｍ）に乾燥膜厚それぞれ２．
６μｍ及び０．７μｍで塗布し、３５００ガウスのＤＣ
配向器で磁場配向した後乾燥し、引き続きカレンダー処
理を施した後塗膜を硬化した。この後１／２インチ幅に
スリットしてビデオテープを作成した。

【００２６】研磨条件は次の通りとした。ステンレス
製、直径４mm、Ｒａ＝０．０４μｍのロール（比較例１
〜３及び実施例１〜４）、又はステンレス製、直径４m
m、Ｒａ＝０．０６μｍのロール（比較例４〜５）を用
い、ラップ角度は９０°又は１８０°とし、テンション
は０．０５kg／cm又は０．５０kg／cmとした。１回もし
くは３回往復、又は１回もしくは２回片道研磨を繰り返
した。条件の組合せ及び得られた結果は次の通りであっ
た。

【００２７】

【表３】

【００２８】比較例１〜３および実施例１〜４では傷
（摺動方向のスクラッチ）は一切見られなかった。ま
た、磁性面のＲａは、接触・摺動を行わない比較例１
（Ｒａ＝５nm）と比べて、比較例２，３および実施例１
〜４では変化は無かった（Ｒａ＝５nm）。比較例４およ
び５の磁性面では、部分的に摺動方向にスクラッチが見
られた。スクラッチの入った部分のＲａは測定できなか
った。

【００２９】上記接触・摺動後のサンプルを用いて、エ
ラーレートを測定した。測定方法は、ディジタル・ＶＴ
Ｒを用いて、１分間の記録長さにおけるエラーレートを
測定した。測定値は、上記実施例１〜４および比較例１
〜３のサンプルでは３×１０⁵〜５×１０⁵であった
が、スクラッチの発生した比較例４および５のサンプル
では１×１０^-4〜３×１０^-4と実施例に比べて１桁ほど
エラーレートが大きかった。

【００３０】動摩擦係数は、水平型動摩擦係数測定機
（横浜システム研究所）を用いて、２５℃、６０％の相
対湿度、５２ｇのテンション、及び１８０cm／分の摺動
速度で測定した。

【手続補正書】

【提出日】平成６年７月６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２７】

【表３】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性支持体上に、磁性粒子、バインダ
ー、硬化剤および高級脂肪酸を含む磁性層を設けた磁気
テープにおいて、磁性層の表面のＲａ（中心線平均粗
さ）が１０nm以下でかつ、下式で表わされるＺ値が、
３．２以上であることを特徴とする高記録密度磁気テー
プ：Ｚ＝Ｃ１／（Ｃ２＋Ｃ３）ここで、Ｃ１はＸ線光電子分光分析（ＥＳＣＡ）の測定におけ
る、炭素−炭素間で一重結合している炭素原子のスペク
トル積分強度であり、Ｃ２はＥＳＣＡの測定における、
炭素原子より電子陰性度の高い原子と一重結合している
炭素原子のスペクトル積分強度であり、そしてＣ３はＥ
ＳＣＡの測定における、炭素−酸素間で二重結合してい
る炭素原子のスペクトル積分強度である。
【請求項２】前記Ｚ値が３．４以上であることを特徴
とする、請求項１に記載の高記録密度磁気テープ。
【請求項３】前記高級脂肪酸が、前記磁性粒子１００
重量部に対して、１〜３重量部含有されることを特徴と
する請求項１または２に記載の高記録密度磁気テープ。
【請求項４】前記磁気テープの長手方向の動的摩擦係
数において、前後の方向による差が０．０１以下である
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載
の高記録密度磁気テープ。
【請求項５】請求項１〜４のいずれか１項に記載の磁
気テープの製造方法において、前記磁性層の表面を、表
面のＲａが０．０４μｍ以下のロールで、前後方向に接
触・しゅう動させる工程を含むことを特徴とする磁気テ
ープの高記録密度磁気テープの製造方法。
【請求項６】前記ロールの直径が２mm〜１，０００mm
であることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】前記ロールが、ステンレス、タングステ
ンカーバイド、およびチタンカーバイドから選ばれたい
ずれか１種類からなることを特徴とする、請求項５〜６
のいずれか１項に記載の高記録密度磁気テープの製造方
法。
【請求項８】前記ロールの前記磁性層の表面への接触
・しゅう動を、テンション５０〜１０００ｇ／cmの範囲
で行うことを特徴とする、請求項５〜７のいずれか１項
に記載の高記録密度磁気テープの製造方法。
【請求項９】前記ロールの前記磁性層の表面への接触
・しゅう動を、ラップ角１０−３００度の範囲で行うこ
とを特徴とする、請求項５〜８のいずれか１項に記載の
高記録密度磁気テープの製造方法。