JPH05166171A - 磁気記録媒体 - Google Patents

磁気記録媒体

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JPH05166171A
JPH05166171A JP33060791A JP33060791A JPH05166171A JP H05166171 A JPH05166171 A JP H05166171A JP 33060791 A JP33060791 A JP 33060791A JP 33060791 A JP33060791 A JP 33060791A JP H05166171 A JPH05166171 A JP H05166171A
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JP
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JP33060791A
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English (en)
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Ryuichi Shibuta
隆一 渋田
Osamu Shimomura
理 下村
Masahiro Yamamoto
正弘 山本
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Mitsubishi Kasei Corp
Original Assignee
Mitsubishi Kasei Corp
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【構成】 複数の磁性層を積層形成し、最上層の磁性層
に、比重2.5以下、平均粒子径0.1〜2μmの微粒
子を含有させる。 【効果】 最上層磁性層に含有させる微粒子は、比重が
2.5以下と小さいため、磁性層に混入させた場合、そ
の体積割合は従来のものに比べて大きくなる。このた
め、磁性層表面での突起の数を多くすることができる。
しかも、平均粒子径が0.1〜2μmと小さいため、粗
大突起の形成を防止して、粗大突起による出力の低下や
S/N比の劣化等の電磁変換特性の低下を抑えることが
できる。特に、磁性層を複数の磁性層の積層構造とし、
最上層の磁性層に特定の微粒子を用いることにより、必
要な表面突起数を確保した上で、電磁変換特性の低下を
下層側の磁性層により抑止することが可能とされる。こ
のため、耐久性、摩擦特性に優れ、しかも電磁変換特性
にも優れる磁気記録媒体が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、オーディオ機器、ビデ
オ機器及びコンピューター等に用いられる磁気テープ、
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。
【0002】
【従来の技術】一般に、磁気ディスク、フロッピーディ
スク等の磁気記録媒体は磁性粉、バインダー等からなる
磁性塗料をポリエステルフィルム等の支持体表面に塗
布、乾燥して磁気記録層(磁性層)を形成することによ
って製造される。近年、これらの磁気記録媒体において
は、高密度記録化のために、高周波記録再生時の間隔損
失を減少させるべく、その磁性層表面はますます平滑化
されている。また、このような磁気記録媒体の高密度記
録化に伴ない、磁性層の形成に用いる磁性粉を微粒子化
したり、高密度充填化することが行なわれている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の磁気記録媒
体の高密度記録化のための処理、即ち、磁性層表面の平
滑化、磁性粉の微粒子化、高密度充填化により、要求特
性を十分に満足し得る良好な耐久性、摩擦特性を有する
磁気記録媒体を得ることが困難となっている。
【0004】従来、優れた耐久性、摩擦特性を有する磁
気記録媒体を得るために、アルミナ(Al23 )や酸
化クロム(Cr23 )、酸化鉄(Fe23 )等の各
種無機粒子を研摩剤として使用することが行なわれてい
るが、磁気記録層表面でのこれら研摩剤の効果は十分で
はなく、優れた耐久性、走行安定性等の摩擦特性を確保
することが困難であった。
【0005】本発明は上記従来の問題点を解決し、耐久
性、摩擦特性に優れた磁気記録媒体を提供することを目
的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1の磁気記録媒体
は、非磁性支持体上に複数の磁性層を積層形成してなる
磁気記録媒体において、最上層の磁性層が、比重2.5
以下、平均粒子径0.1〜2μmの微粒子を含有するこ
とを特徴とする。
【0007】請求項2の磁気記録媒体は、請求項1の磁
気記録媒体において、該最上層磁性層の表面に前記微粒
子が表出しており、最上層磁性層面積に対する該微粒子
の表出した部分の面積の割合が0.5〜4%であること
を特徴とする。
【0008】即ち、本発明者らは前記従来技術の欠点を
解決するために種々研究を重ねた結果、最外層の磁性層
に特定の微粒子を研摩剤として用いた多層の磁性膜を形
成することにより、磁性層表面で好適な突起状物が形成
され、耐久性、摩擦特性に優れた磁気記録媒体を得るこ
とができることを見出し、本発明を完成させた。
【0009】以下に本発明を詳細に説明する。
【0010】本発明において、非磁性支持体上に積層形
成する複数の磁性層のうち、最上層の磁性層に含有させ
る微粒子は、比重2.5以下、好ましくは1.0〜2.
3で、平均粒子径が0.1〜2μm、好ましくは0.2
〜1.0μmの微粒子である。具体的には、ポリシロキ
サン系のシリコーン樹脂微粒子である東芝シリコーン社
製トスパール103(商標)(比重1.32、平均粒子
径0.3μm),トスパール105(商標)(比重1.
32、平均粒子径0.5μm),トスパール108(商
標)(比重1.32、平均粒子径0.8μm),トスパ
ール120(商標)(比重1.32、平均粒子径2.0
μm)等が挙げられる。その他、ある種のサーマルカー
ボンブラック、例えば旭カーボン社の#15(比重1.
8、平均粒子径0.12μm)やコロンビヤンカーボン
のサーマルカーボンブラックMT−CI(比重1.8、
平均粒子径0.4μm)等が挙げられ、特に好ましくは
前記シリコーン系樹脂微粒子が用いられる。
【0011】このような微粒子は、最上層磁性層中の含
有量が1〜5重量%となるように用いるのが好適であ
る。このような微粒子添加により、最上層磁性層表面に
は微粒子による凸部が形成されるが、好ましくは、最上
層磁性層の表面上に前記微粒子が表出した部分の面積
が、最上層磁性層の面積に対して0.5〜4%であるこ
とが望ましい。この微粒子の磁性層中の含有量や表出面
積割合が少な過ぎると本発明による耐久性や摩擦特性の
優れた改善効果を得ることができず、逆に多過ぎると得
られる磁気記録媒体の出力やS/N比の低下といった電
磁変換特性の低下を招く。
【0012】本発明の磁気記録媒体は、2以上の磁性層
が積層形成された複数の磁性層を有するものである。こ
のような磁性層の複層化は、磁気記録容量の向上、高周
波域と低周波域とにおける磁気記録特性の向上、各層毎
に潤滑剤の含有量を変えることによる潤滑性能の向上、
高保持力層と高飽和磁化層との組合せによる高密度化の
達成等、各種の目的で行われるが、本発明ではいずれの
目的における複層磁性層についても有効である。
【0013】積層形成される各磁性層の厚さは、その積
層数や磁気記録媒体の要求特性等に応じて適宜決定され
るが、例えば、本発明の磁気記録媒体の磁性層を2層構
造とする場合、非磁性支持体上に設ける第1の磁性層
(下層)の膜厚は1〜3μmとするのが好ましく、この
第1の磁性層上に設ける第2の磁性層(上層)の膜厚は
0.1〜1.5μmとするのが好ましく、特に0.3〜
1μmが好ましい。
【0014】本発明の磁気記録媒体は、非磁性支持体上
に、磁性粉及びバインダー樹脂と共に、上記微粒子(最
上層磁性層の場合)及び必要に応じてその他の添加剤を
適当な割合で配合してなる磁性塗料を用いて磁性層を積
層形成することにより容易に製造することができる。
【0015】磁性層の形成に使用される磁性粉として
は、Fe、Ni、Co、Fe−Co合金、Fe−Ni合
金、Fe−Co−Ni合金、Fe−Ni−Zn合金、F
e−Co−Ni−Cr合金、Co−Ni合金等、Fe、
Ni、Co等の強磁性金属、或いはこれを主成分とする
合金粉末、γ−Fe23 、Fe34 、Co含有γ−
Fe23 、Co含有Fe34 等の酸化鉄磁性粉、C
rO2 、バリウムフェライト、ストロンチウムフェライ
ト等の金属酸化物系等の各種の強磁性粉末が挙げられ、
これらの磁性粉の中で、各磁性層に好適なものを選択使
用する。例えば、2層構造の磁性層において、上層の磁
性層に下層の磁性層よりも保磁力の高い磁性粉を使用す
れば、高出力で周波数特性の良い媒体にすることができ
る。
【0016】これらの磁性粉は、磁性層中の含有量が5
0〜90重量%、特に55〜85重量%となるように使
用するのが好ましい。
【0017】一方、バインダー樹脂としては特に制限は
なく、非磁性支持体との接着性や耐摩耗性に優れるもの
が適宜使用される。例えば、ポリウレタン樹脂、ポリエ
ステル樹脂、セルロースアセテートブチレート、セルロ
ースジアセテート、ニトロセルロース等のセルロース誘
導体、塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体、塩化ビニル
−塩化ビニリデン系共重合体、塩化ビニル−アクリル系
共重合体等の塩化ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン
等の各種合成ゴム、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂等が
挙げられ、繊維素系樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニ
ル−酢酸ビニル系共重合体、塩化ビニル−アクリル系共
重合体、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂等が挙げられ、
これらの樹脂を単独で或いは2種以上を組合わせて用い
ることができる。
【0018】これらのバインダー樹脂は、磁性層中の含
有量が2〜50重量%、特に5〜35重量%となるよう
に使用するのが好ましい。
【0019】本発明の磁気記録媒体においては、磁性塗
料中に更に、イソシアネート基を複数有する低分子ポリ
イソシアネート化合物を含有させることにより、磁性層
内に三次元網目構造を形成させ、その機械的強度を向上
させることができる。低分子ポリイソシアネート化合物
としてはトリレンジイソシアネートのトリメチロールプ
ロパンアダクト体等が挙げられる。このような低分子ポ
リイソシアネート化合物は、バインダー樹脂に対して5
〜100重量%の割合で使用するのが好ましい。
【0020】また、上記磁気記録層を形成する磁性塗料
には、必要に応じて潤滑剤、研磨剤、帯電防止剤等の各
種添加剤を使用することができる。
【0021】ここで、潤滑剤としては、脂肪族系、フッ
素系、シリコーン系、炭化水素系潤滑剤等が使用でき
る。脂肪族系潤滑剤としては、脂肪酸、脂肪酸の金属
塩、脂肪酸エステル、脂肪酸アミド、脂肪族アルコール
等が挙げられ、脂肪酸としては、オレイン酸、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
ン酸等が好ましく挙げられ、脂肪酸の金属塩としては、
これらの脂肪酸のMg塩、Al塩、Na塩、Ca塩等が
好ましく挙げられる。脂肪酸エステルとしては、前記脂
肪酸のブチル、オクチルエステル或いはグリセリド等、
脂肪酸アミド及び脂肪族アルコールとしては、上記酸の
アミド、アルコール、リノール酸アミド、カプロン酸ア
ミド等が好ましく挙げられる。フッ素系潤滑剤として
は、パーフルオロポリエーテル、パーフルオロアルキル
ポリエーテル、パーフルオロアルキルカルボン酸等、シ
リコーン系潤滑剤としてはシリコーンオイル、変成シリ
コーンオイル等、炭化水素系潤滑剤としてはパラフィ
ン、スクアラン、ワックス等が好適なものとして挙げら
れる。
【0022】これらの潤滑剤の使用量は、各磁性層毎に
変えてもよいが、通常、磁性層中の含有量が0.5〜2
0重量%、好ましくは1〜10重量%の範囲とするのが
好ましい。
【0023】研磨剤としては、アルミナ、炭化珪素、酸
化クロム、窒化珪素等、公知のものを用いることがで
き、その使用量は磁性層中の含有量が0.1〜20重量
%の範囲となるようにするのが好ましい。
【0024】帯電防止剤としては、カーボンブラック、
グラファイト等の無機粒子の他、有機帯電防止剤が使用
でき、その好適な使用量は、通常、磁性層中の含有量で
1〜20重量%である。
【0025】上記各成分を含む磁性塗料の混練、分散、
塗布の際に使用する溶剤としては、トルエン、メチルエ
チルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノ
ン等のケトン系、メタノール、エタノール、プロパノー
ル、イソプロピルアルコール等のアルコール系、酢酸メ
チル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系、ジエチ
ルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル系、ベン
ゼン、トルエン、キシレン等の芳香族系、ヘキサン等の
炭化水素系のもの等の、磁性塗料の調製に通常使用され
る溶剤を用いることができる。
【0026】また、その混練、分散方法、各成分の添加
順序等も、磁性塗料の混練、分散方法として通常行なわ
れている方法を採用することができる。
【0027】このようにして調製された磁性塗料は、非
磁性支持体上に、常法に従って塗布、乾燥されて本発明
の磁気記録媒体が得られる。
【0028】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、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン
類、セルロースアセテート等のセルロース誘導体、ポリ
カーボネート、ポリアミド、ポリイミド等のプラスチッ
クの他アルミニウム、ガラス等も使用できる。
【0029】これらの非磁性支持体への磁性塗料の塗布
の方法としては、エアードクターコート、ブレードコー
ト、リバースロールコート、グラビアコート等、通常適
用される各種の方法が採用される。複数層塗布するに
は、下層塗布液と上層塗布液を湿潤状態で同時に塗布し
てもよいし、各層を逐次塗布しても良い。
【0030】磁性層の形成後は、更に必要に応じて配向
処理、ランダム処理或いは平滑化処理等を行なっても良
い。
【0031】
【作用】本発明において最上層磁性層に含有させる微粒
子は、従来用いられている研摩剤(Al23 (比重
3.99),Cr23 (比重5.21),Fe23
(比重5.1))と比較してその比重が2.5以下と小
さいため、同一重量を磁性層に混入させた場合、その体
積割合は従来のものに比べて大きくなる。このため、最
上層磁性層表面での突起の数を多くすることができる。
しかも、平均粒子径が0.1〜2μmと小さいため、粗
大突起の形成を防止して、粗大突起による出力の低下や
S/N比の劣化等の電磁変換特性の低下を抑えることが
できる。
【0032】このように、本発明によれば、比較的比重
及び平均粒子径の小さい微粒子により、最上層磁性層表
面に多数の微小突起を形成させて、磁気記録媒体の耐久
性、摩擦特性を大幅に改善することが可能とされる。
【0033】ところで、微粒子の添加により、良好な耐
久性や摩擦特性が得られる理由は、上述の如く、磁性層
表面に適当な規則性を持つ凸部が形成されることによ
り、ヘッドの慴動抵抗を下げることによると推測され
る。しかし、磁性層の電磁変換特性は、このような微粒
子の添加により一般に悪化することが知られており単純
に大量添加することは好ましいことではない。
【0034】本発明においては、磁性層を複数の磁性層
の積層構造とし、最上層の磁性層に特定の微粒子を用い
ることにより、必要な表面突起数を確保した上で、電磁
変換特性の低下を下層側の磁性層により抑止することが
可能とされる。このため、耐久性、摩擦特性に優れ、し
かも電磁変換特性にも優れる磁気記録媒体が提供され
る。
【0035】請求項2の磁気記録媒体によれば、より一
層上記諸特性に優れた磁気記録媒体が提供される。
【0036】
【実施例】以下に実施例、参考例及び比較例を挙げて本
発明をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を超
えない限り、以下の実施例により限定されるものではな
い。
【0037】実施例1 下記組成の磁性塗料I,IIをそれぞれ調製し、厚さ7
5μmのポリエチレンテレフタレートフィルム上に、磁
性塗料Iを用いて下部磁性層を乾燥後の厚さが1.0〜
1.2μmとなるように塗布し、この下部磁性層が未乾
燥の状態で更に磁性塗料IIを用いて上部磁性層を乾燥
後の厚さが0.3〜0.5μmとなるように塗布して乾
燥した。全磁性層の乾燥後の厚さは1.5μmとした。
その後、表面平滑化処理を行なった後、3.5インチデ
ィスクに打抜いて、フロッピーディスクを製造した。
【0038】磁性塗料I配合(重量部)(下部磁性層形成用) Co−γ−Fe23 (Hc=700 Oe,SSA=20m2 /g):100 塩化ビニル−アクリル共重合体(日本ゼオン社製“MR110”): 18 メチレンジイソシアネート系ポリエステルポリウレタン (日本ポリウレタン社製“N−2304”):18 トリメチロールプロパンのトリレンジイソシアネートアダクト体 (日本ポリウレタン社製“コロネートL”):10 α−Al23 微粒子(比重3.99,平均粒子径=0.3μm): 4 カーボンブラック微粒子(比重2.1,平均粒子径=0.03μm): 8 ブチルステアレート: 5 メチルエチルケトン: 195 シクロヘキサノン: 195磁性塗料II配合(重量部)(上部磁性層形成用) Co−γ−Fe23 (Hc=700 Oe,SSA=20m2 /g):100 塩化ビニル−アクリル共重合体(日本ゼオン社製“MR110”): 18 メチレンジイソシアネート系ポリエステルポリウレタン (日本ポリウレタン社製“N−2304”):18 トリメチロールプロパンのトリレンジイソシアネートアダクト体 (日本ポリウレタン社製“コロネートL”):10 シリコーン樹脂微粒子(東芝シリコーン社製“トスパール103” 比重1.32,平均粒子径=0.3μm): 1 α−Al23 微粒子(比重3.99,平均粒子径=0.3μm): 4 カーボンブラック微粒子(比重1.8,平均粒子径=0.03μm): 8 ブチルステアレート: 5 メチルエチルケトン: 195 シクロヘキサノン: 195 なお、形成された磁性層表面を走査型電子顕微鏡で観察
し、表面に現れているシリコーン樹脂微粒子の面積を測
定したところ単位面積当たりに占める微粒子の表出面積
の割合は、1.1%であった。
【0039】得られたフロッピーディスクの磁気記録層
とヘッドの静摩擦を回転トルクメーターより測定し、一
方、動摩擦を3.5インチフロッピーディスクドライブ
の回転時の負荷電流値より求めた。
【0040】また、温度45℃、相対湿度80%の環境
下に7時間保持した後、5時間かけて温度5℃、相対湿
度50%の環境とし、この環境下で7時間保持した後、
更に5時間かけて最初の環境に戻すという合計24時間
を1サイクルとする周期的環境変化を繰り返すことによ
り、耐久性試験を行なった。評価は、出力の低下(初期
値の80%以下)や媒体上の傷の発生等の劣化の有無で
行ない、劣化することなく実施できたサイクル数で表し
た。
【0041】更に、ヘッドギャップ0.9μmのフェラ
イトヘッドを用い、300rpmで回転させて、250
KHzデジタル信号を記録し、再生時の信号と雑音との
比を測定することによりS/N比を求めた。
【0042】それぞれの測定結果を表1に示した。
【0043】実施例2 シリコーン樹脂微粒子“トスパール103”の添加量を
3重量部としたこと以外は実施例1と同様にしてフロッ
ピーディスクを製造し、同様に各種特性値を求め、結果
を表1に示した。なお、形成された磁性層の単位面積当
りに占める微粒子の表出面積の割合は表1に示す通りで
あった。
【0044】実施例3 シリコーン樹脂微粒子“トスパール103”の代わりに
“トスパール105”(比重=1.32,平均粒子径=
0.5μm)を用いたこと以外は実施例2と同様にして
フロッピーディスクを製造し、同様に各種特性値を求
め、結果を表1に示した。なお、形成された磁性層の単
位面積当りに占める微粒子の表出面積の割合は表1に示
す通りであった。
【0045】参考例1 シリコーン樹脂微粒子“トスパール103”の添加量を
5重量部にしたこと以外は実施例2と同様にしてフロッ
ピーディスクを製造し、同様に各種特性値を求め、結果
を表1に示した。なお、形成された磁性層の単位面積当
りに占める微粒子の表出面積の割合は表1に示す通りで
あった。
【0046】参考例2 シリコーン樹脂微粒子“トスパール105”の添加量を
5重量部にしたこと以外は実施例3と同様にしてフロッ
ピーディスクを製造し、同様に各種特性値を求め、結果
を表1に示した。なお、形成された磁性層の単位面積当
りに占める微粒子の表出面積の割合は表1に示す通りで
あった。
【0047】比較例1 実施例1で調製した磁性塗料Iのみを用いて単層で乾燥
後の厚さが1.5μmとなるように塗布、乾燥したこと
以外は実施例と同様にしてフロッピーディスクを製造
し、同様に各種特性値を求め、結果を表1に示した。
【0048】
【表1】
【0049】表1より、本発明によれば、耐久性、摩擦
特性が共に優れ、かつS/N比も良好な高特性磁気記録
媒体が提供されることが明らかである。特に、請求項2
により、微粒子表出面積割合を調整することにより、S
/N比がより一層高められる。
【0050】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の磁気記録媒
体によれば、電磁変換特性を高く維持し、しかも、耐久
性、摩擦特性が大幅に改善された磁気記録媒体が提供さ
れる。
【0051】特に、請求項2の磁気記録媒体によれば、
より一層良好な電磁変換特性が実現される。
【手続補正書】
【提出日】平成4年1月7日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0033
【補正方法】変更
【補正内容】
【0033】ところで、微粒子の添加により、良好な耐
久性や摩擦特性が得られる理由は、上述の如く、磁性層
表面に適当な規則性を持つ凸部が形成されることによ
り、ヘッドの動抵抗を下げることによると推測され
る。しかし、磁性層の電磁変換特性は、このような微粒
子の添加により一般に悪化することが知られており単純
に大量添加することは好ましいことではない。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0036
【補正方法】変更
【補正内容】
【0036】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限
り、以下の実施例により限定されるものではない。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0045
【補正方法】変更
【補正内容】
【0045】実施 シリコーン樹脂微粒子“トスパール103”の添加量を
5重量部にしたこと以外は実施例2と同様にしてフロッ
ピーディスクを製造し、同様に各種特性値を求め、結果
を表1に示した。なお、形成された磁性層の単位面積当
りに占める微粒子の表出面積の割合は表1に示す通りで
あった。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0046
【補正方法】変更
【補正内容】
【0046】実施 シリコーン樹脂微粒子“トスパール105”の添加量を
5重量部にしたこと以外は実施例3と同様にしてフロッ
ピーディスクを製造し、同様に各種特性値を求め、結果
を表1に示した。なお、形成された磁性層の単位面積当
りに占める微粒子の表出面積の割合は表1に示す通りで
あった。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0048
【補正方法】変更
【補正内容】
【0048】
【表1】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非磁性支持体上に複数の磁性層を積層形
    成してなる磁気記録媒体において、最上層の磁性層が、
    比重2.5以下、平均粒子径0.1〜2μmの微粒子を
    含有することを特徴とする磁気記録媒体。
  2. 【請求項2】 該最上層磁性層の表面に前記微粒子が表
    出しており、最上層磁性層面積に対する該微粒子の表出
    した部分の面積の割合が0.5〜4%であることを特徴
    とする請求項1に記載の磁気記録媒体。
JP33060791A 1991-12-13 1991-12-13 磁気記録媒体 Pending JPH05166171A (ja)

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