JPH0642284B2 - 磁気記録媒体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （１）技術分野 本発明はバックコート層を設けた磁気記録媒体に関する
ものである。

（２）従来例とその問題点 現在、磁気記録媒体はオーディオ・ビデオ情報記録等、
広範囲に用いられているが、その一部の磁気記録媒体に
はバックコート層が用いられている。

バックコート層を設ける目的としては、バックコート層
の適当な摩擦と耐摩耗性の向上による安定走行、電気抵
抗を下げることによる帯電防止、磁性層と反対の面に塗
料を塗布することによるカール防止等がある。

反面、バックコート層による短所としては平滑な磁気記
録層に対して表面の粗いバックコート層が接触するた
め、磁性層の平滑性が低下し、出力の低下およびノイズ
の増加が生じつることである。

従来のバックコート層は上記の要求を全て満足させるも
のではなく、特に耐摩耗性に劣っていた。

（３）問題点を解決するための手段 本発明の目的はかかる点に鑑みなされたもので本発明の
目的は摩擦は適当で耐摩耗性に優れ、しかも磁性層の表
面への転写の少ないバックコート層を持つ磁気記録媒体
を提供することである。

本発明の上記の目的は、非磁性基材の一方の面に磁気記
録層、他方の面にバックコート層を有する磁気記録媒体
において、該バックコート層が、カーボンブラックを主
体としてそのカーボンブラック１００部に対して２０．
５〜２０重量部の非磁性酸化鉄が含まれ、さらにこれら
両種の粒子に対して次式の関係が満足されていることを
特徴とする磁気記録媒体によって達成される。

非磁性酸化鉄の粒径（μｍ）＝ｋ×カーボンブラックの
一次粒径（nm）×カーボンブラックの吸油量（ml／１０
０ｇＤＢＰ） ここでｋは４×１０^−５≦ｋ≦２０×１０^−５の範囲に
ある比例定数である。

カーボンブラック 該バックコート層に用いるカーボンブラックとしては、
特に製造法について規定しないがアセチレンブラック、
ファーネスブラック、チャイネルブラック、ローラーお
よびディスクブラックおよびドイツナフタレンブラッ
ク、グラファイト化ブラックが好ましい。本発明で使用
するカーボンブラックの一次粒子径についてはどのよう
なものでもよいが好ましくは１０〜１００ｍμである。

非磁性酸化鉄とその他の無機粒子 本発明に用いる非磁性酸化鉄はカーボンブラックに対し
て、０．５〜２０重量部使用することを特徴とするが、
好ましくは１〜１０重量部である。

カーボンブラックに非磁性酸化鉄を加えると耐摩耗性が
向上する理由は、非磁性酸化鉄によりカーボンブラック
−バインター複合体が補強されるためと考えられるが、
非磁性酸化鉄がカーボンブラック１００重量部に対して
０．５重量部より少ない場合は補強効果が弱くなり、２
０重量部以上の場合はバックコート面の表面が粗くな
り、裏面転写により磁性層表面を粗くするため電気特性
を低下させてしまう。

また、この非磁性酸化鉄の形態については粒状のものに
限らず針状のものも使用できる。このような非磁性酸化
鉄の具体例としては例えばα−Ｆｅ_２Ｏ_３、α−ＦｅＯ
ＯＨ等があげられる。

非磁性酸化鉄の粒径に関しては次を満足させる必要があ
る。

非磁性酸化鉄の粒径（μｍ）＝ｋ×カーボンブラックの
一次粒径（nm）×カーボンブラック（ml／１００ｇＤＢ
Ｐ）の吸油量 ここでｋは４×１０^−５≦ｋ≦２０×１０^−５の範囲の
比例定数である。

これはカーボン粒子に対して非磁性酸化鉄が小さすぎる
と補強効果が発揮されず、大きすぎると表面性を悪化さ
せるためである。

カーボンブラックは球形の一次粒子が鎖状に結合したス
トラクチャーをとっているがストラクチャー全体の大き
さを表わすパラメーターとして一次粒子系×吸油量をと
り、上記の式となった。

本発明におけるバックコート層にはカーボンブラック及
び非磁性酸化鉄に加え、他の無機粒末、例えばグラファ
イト、ＴｉＯ_２、ＳｎＯ_２、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｃ
ｒ_２Ｏ_３、ＣａＣＯ_３、ＦｅＳ_２等が含まれていてもよ
い。

バインダー・潤滑剤 本発明のバックコート層には、通常この種のバックコー
ト層に用いられる有機バインダー、潤滑剤、分散剤、帯
電防止剤等を常法に従って用いられることができる。

本発明のバックコート層で用いるバインダーは熱可塑
性、熱硬化性、反応型樹脂、放射線硬化型樹脂等および
その混合物が使用される。

熱可塑性樹脂としては軟化温度が１５０℃以下、平均分
子量が１０，０００〜２００，０００重合度が約２００
〜２，０００程度のものもで例えば、塩化ビニール−酢
酸ビニール共重合体（カルボン酸導入のものも含む）、
塩化ビニール−酢酸ビニール−ビニルアルコール共重合
体（カルボン酸導入のものも含む）、塩化ビニール−塩
化ビニリデン共重合体、塩化ビニル−アクリロトリル共
重合体、アクリル酸エステル−アクリロニトリル共重合
体、アクリル酸エステル−アクリロニトリル共重合体、
アクリル酸エステル−塩化ビニリデン共重合体、アクリ
ル酸エステル−スチレン共重合体、メタクリル酸エステ
ル−アクリロニトリル共重合体、メタクリル酸エステル
−塩化ビニリデン共重合体、メタクリル酸エステル−ス
チレン共重合体、ウレタンエラストマー、ナイロン−シ
リコン系樹脂、ニトロセルロース−ポリアミド樹脂、ポ
リフッ化ビニル、塩化ビニリデン−アクリロニトロリル
共重合体、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、ポ
リアミド樹脂、ポリビニルブチラール、セルロース誘導
体（セルロースアセテート、セルロートダイアセテー
ト、セルロートトリアセテート、セルロートプロピオネ
ート、ニトロセルロース等）、スリレン−ブタジエン共
重合体、ポリエステル樹脂、クロロビニルエーテル−ア
クリル酸エステル共重合体、アミノ樹脂、各種の合成ゴ
ム系の熱可塑性樹脂およびこれらの混合物が使用され
る。

熱硬化性樹脂、反応型樹脂としては、塗布液の状態では
２００，０００以下の分子量であり、塗布・乾燥後に適
当な処理を行なうことにより、縮合・付加等の反応によ
り分子量は無限大のものとなる。又これらの樹脂のなか
で、樹脂が熱分解するまでの間に軟化又は溶融しないも
のが好ましい。具体的には例えばフェノール樹脂、エポ
キシ樹脂、ポリウレタン硬化型樹脂、尿素樹脂、メラミ
ン樹脂、アルキド樹脂、シリコン樹脂、アクリル系反応
樹脂、エポキシ−ポリアミド樹脂、ニトロセルロースメ
ラミン樹脂、高分子量ポリエステル樹脂とイソシアネー
トプレポリマーの混合物、メタクリル酸塩共重合体とジ
イソシアネートプレポリマーの混合物、ポリエルテルポ
リオールとポリイソシアネートの混合物、尿素ホルムア
ルデヒド樹脂、低分子量グリコール／高分子量ジオール
／トリフェニルメタントリシソシアネートの混合物、ポ
リアミン樹脂、およびこれらの混合物である。

放射線硬化樹脂としては不飽和二重結合を持つアクリル
酸、メタクリル酸、あるいはそれらのエステル化合物の
ようなアクリル系二重結合、ジアリルフタレートのよう
なアリール系二重結合、マレイン酸、マレイン酸誘導体
等の不飽和結合等の放射線により反応する基を熱可塑性
樹脂の分子中に含有または導入した樹脂等を用いること
ができる。その他、使用可能なバインダー成分として
は、単量体としてアクリル酸、メタクリル酸、アクリル
アミド等がある。二重結合のあるバインダーとしては、
種々のポリエステル、ポリオール、ポリウレタン、塩化
ビニール−ビニルアルコール共重合体等をアクリル二重
結合を有する化合物で変性することもできる。更に必要
に応じて多価アルコートと多価カルボン酸を配合するこ
とによって種々の分子量のものもできる。放射線感応樹
脂として上記のものはそも一部であり、これらは混合し
て用いることもできる。

なお、熱硬化系樹脂に使用される硬化剤としては通常用
いられるものは全て用い得るが、特にイソシアネート系
硬化剤が好ましく、それらの例としては大日本インキ化
学工業株式会社製のクリスポン４５６５、４５６０、日
本ポリウレタン工業株式会社製のコロネートＬおよび武
田薬品工業株式会社製のタケネートＸＬ−１００７を挙
げることができる。

潤滑剤としては従来この種のバックコート層に用いられ
る潤滑剤としてシリコンオイル、弗素オイル、脂肪酸、
脂肪酸エステル、ポラフィン、流動パラフィン、界面活
性剤等を用いることができるが、脂肪酸および脂肪酸エ
ステルを用いるのが好ましく、特に好ましいのは脂肪酸
エステルである。

分散剤としては有機チタンカップリング剤、シランカッ
プリング剤や界面活性剤が、帯電防止剤としてサポニン
などの天然界面活性剤；アルキレンオキサイド系、グリ
セリン系、グリシドール系などのノニオン界面活性剤；
高級アルキルアミン類、第４級アンモニウム塩類、ピリ
ジンその他の複素環類、ホスホニウム又はスルホニウム
類などのカチオン界面活性剤；カルボン酸、スルホン
酸、リン酸、硫酸エステル基、リン酸エステル基等の酸
性基を含むアニオン界面活性剤；アミノ酸類、アミノス
ルホン酸類、アミノアルコールの硫酸またはリン酸エス
テル類等の両性活性剤などが使用される。

磁性層 一方、本発明の磁性層は強磁性微粒子およびバインダー
を含む塗膜からなる塗布型および強磁性金属薄膜よりな
る金属薄膜型のいずれも適用でき、強磁性物質としては
γ−Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｆｅ_３Ｏ_４、Ｃｏドープγ−Ｆｅ_２Ｏ
_３、Ｃｏドープγ−Ｆｅ_２Ｏ_３−Ｆｅ_３Ｏ_４固溶体、Ｃ
ｏ系化合物被覆型γ−Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｃｏ系化合物被覆型
γ−Ｆｅ_３Ｏ_４（γ−Ｆｅ_２Ｏ_３との中間酸化状態も含
む、ここでいうＣｏ系化合物とは、酸化コバルト、水酸
化コバルト、コバルトフェライト、コバルトイオン吸着
物等、コバルトの磁気異方性を保磁力向上に活用する場
合を示す）あるいは鉄、コバルト、ニッケルその他の強
磁性金属、あるいはＦｅ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｃｏ−Ｎ
ｉ、Ｆｅ−Ｒｈ、Ｆｅ−Ｃｕ、Ｆｅ−Ａｕ、Ｃｏ−Ｃ
ｕ、Ｃｏ−Ａｕ、Ｃｏ−Ｙ、Ｃｏ−Ｌａ、Ｃｏ−Ｐｒ、
Ｃｏ−Ｇａ、Ｃｏ−Ｓｍ、Ｓｏ−Ｐｔ、Ｎｉ−Ｃｕ、Ｆ
ｅ−Ｃｏ−Ｎａ、Ｍｎ−Ｂｉ、Ｍｎ−Ｓｂ、Ｍｎ−Ａ
ｌ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒのようなフェ
ライト系磁性体を挙げることができる。（４）発明の効
果 以上、記載のとおり、本発明にあってはバックコート層
をカーボンブラックを主体とし、そのカーボンブラック
１００部に対して０．５〜２０重量部の非磁性酸化鉄を
含むものとし、吸油量及び粒径の関係を規定することに
より、バックコート面の耐摩耗性に優れた磁気記録媒体
が得られる。

（５）発明の利用分野 本発明の磁気記録媒体はオーディオ、ビデオ、情報記録
等の分野に広範囲に使用できる。

（６）発明の実施例 以上に本発明の実施例を示すが、本発明ほこの実施例に
限定されるものではない。

実施例（部は重量部を示す） （磁性層１） Ｆｅ−Ｃｏ系磁性金属粉末（ＨＣ＝1200Oe、ＢＥＴ比表
面積52ｍ^２／ｇ）１２０部 塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコール共重合体＝
（ＶＣＣ社製ＶＡＧＨ）１５部 ポリウレタン樹脂（日本ポリウレタン社製ニッポラン−
2304）１５部 硬化剤（日本ポリウレタン社製コロネートＬ）３部 α−Ａｌ_２Ｏ_３粉末（０．５μ粉状）２部 溶剤（ＭＥＫ／トルエン＝50/50）２００部 上記組成の塗料を調製し、１０μｍ厚のポリエステルベ
ースに３μｍ厚に塗布・乾燥・カレンダー処理を行な
い、これを磁性層とした。

（磁性層２） Ｃｏ被着型γ−Ｆｅ_２Ｏ_３Ｈｃ＝6500oe、ＢＥＴ比表面
積40ｍ^２／ｇ）１２０部 塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコール共重合体
（ＵＣＣ社製ＶＡＧＨ）１５部 ポリウレタン樹脂（日本ポリウレタン社製ニッポラン23
04）１５部 硬化剤（日本ポリウレタン社製コロネートＬ）５部 α−Ａｌ_２Ｏ_３粉末２部 溶剤（ＭＥＫ／トルエン＝50/50）２００部 上記組成の塗料を調製し、１５μｍのポリエステルベー
スに５μｍ厚に塗布・乾燥・カレンダー処理を行ない、
これを磁性層とした。

（磁性層３） Ｃｏ被着型γ−Ｆｅ_２Ｏ_３（Ｈｃ＝600Oe、ＢＥＴ比表
面積30ｍ^２／ｇ）１２０部 塩化ビニル−酢酸ビニル−マレイン酸共重合体（ＵＣＣ
社製ＶＭＣＨ）１８部 ポリウレタン樹脂（日本ポリウレタン社製ニッポラン23
04）１２部 硬化剤（日本ポリウレタン社製コロネートＬ）４部 Ｃｒ_２Ｏ_３粉末３部 カーボンブラック３部 溶剤（ＭＥＫ／トルエン＝50/50）２００部 上記組成の塗料を調製し、２０μｍ厚のポリエステルベ
ースに５μｍ厚に塗布・乾燥・カレンダー処理を行な
い、これを磁性層とした。

（バックコート層） バックコート層としては、非磁性酸化鉄のカーボンに対
する割合を変化させたもの６種（サンプルNO.１〜
６）、カーボンブラックと非磁性酸化鉄の粒径を変化さ
せたもの１０種（サンプルNO.７〜１６）、脂肪酸エス
テルの効果を調べたもの３種（サンプルNO.１７〜１
９）を用意した。各サンプルの内容を表１に示す。組成
中のバインダーおよび溶剤は全て同一で下記のものを使
用している。

硝化綿４０部 塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコール共重合体
（積水化学製 エスレックＡ）３０部 ウレタン樹脂３０部 硬化剤（コロネートＬ）２０部 溶剤（ＭＥＫ／トルエン＝１／１）３００部 これと表１に示すカーボンブラック・非磁性酸化鉄・添
加剤を組み合わせた組成のバックコート塗料を磁性層と
反対側のベース面に磁性層１には０．８μｍ、磁性層２
には１．０μｍ、磁性層３には１．５μｍの厚さで塗布
し、乾燥熱処理等を行なった。磁性層１については８m
m、磁性層２については1/2インチ、磁性層３については
１インチに切断し、磁気テープを得た。

上記実施例により得られた磁気テープに対し、各種測定
を行ない結果を得た。このうち、耐摩耗製およびクロマ
Ｓ／Ｎの良いものは、サンプル２〜５、８〜９、１２、
１６〜１９であることが分る。サンプル１〜６から非磁
性酸化鉄が少な過ぎると耐摩耗性が低く、多過すぎると
出力が低下することが分る。サンプル７〜１０から、非
磁性酸化鉄の粒径が小さ過ぎると耐摩耗性が低く、大き
過ぎると出力が低下する。しかし、サンプル１２、１６
〜１９からすると、非磁性酸化鉄の粒径が大きくても、
カーボンブラックの一次粒径を流油量の積が大きくなれ
ば出力が低下しないことが分る。そこで、酸化鉄の粒子
径、カーボンブラックの一次粒子径、及びその吸油量の
相互関係をプロットしたところ、第１図の結果を得た。
各点の所に記した数字は表１、２のサンプルを表わす。
特性の良いサンプル２〜５、８〜９、１２、１６〜１９
をすべて含む領域はｋ＝４×１０^−５〜２０×１０^−５
の範囲に入ることが分る。サンプル６もこの範囲に入っ
ているが、量的な面から除かれるので、結局、この範囲
は耐摩耗性及び電気特性の良いサンプルのすべてを含ん
でおり、悪いサンプルはすべて除外していることが分
る。

本発明によると、カーボンブラックの一次粒径及び吸油
量と非磁性酸化鉄の粒子径とを適画に組合わせることに
より、すぐれたバックコート層を形成でき、これにより
耐摩耗性及び電気特性の良い磁気記録媒体を提供しう
る。

また、サンプルNO.４と１７〜１９より、添加剤として
は脂肪酸よりも、脂肪酸エステルの方が表面性、摩耗性
の両面に優れていることがわかる。上記測定は次の方法
にて行なった。

（１）表面粗度 タリステップ（ＴＡＹＬＯＲ−ＨＯＢＳＯＮ社製）を用
いて得たチャートより２０点平均法で求めた。カットオ
フは０．１７mm、針圧は２mgである。

（２）電磁特性 磁性層１に対しては８mm方式ＶＴＲで記録再生し、サン
プルNO.１のＳ／Ｎを基準そした。磁性層２に対しては
ＶＨＳ方式ＶＴＲで行ない、サンプルNO.１１のＳ／Ｎ
を基準とした。磁性層３に対しては１インチＣフォーマ
ットＶＴＲを使用し、サンプルNO.１４のＳ／Ｎを基準
とした。

（３）摩擦特性 ステンレス棒１２に１８０℃巻付け、走行させ、入口側
と出口側の張力の比より求めた。

また、市販のＶＴＲで１００パス走行した後、同様の方
向で摩擦を測定した。

（４）１００パス後の摩耗 上記の方法で１００パスした後、顕微鏡にてバックコー
ト面を観察し、削れがあった場合には×、削れがあって
も程度の良いものは△、なかった場合には○とした。

【図面の簡単な説明】

第１図はカーボンブラックの一次粒径、吸油量と非磁性
酸化鉄の粒子径の関係を示す図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非磁性基材の一方の面に磁気記録層、他方
   の面にバックコート層を設けた磁気記録媒体において該
   バックコート層がカーボンブラックを主体とし、そのカ
   ーボンブラック１００部に対して０．５〜２０重量部の
   非磁性酸化鉄を含有し、且つ該非磁性酸化鉄の平均粒子
   径はカーンブラックの一次粒径及び吸油量に対して次の
   式、 非磁性酸化鉄の粒径（μｍ）＝ｋ×カーボンブラックの
   一次粒径（nm）×カーボンブラックの吸油量（ml／１０
   ０ｇＤＢＰ）（ここでｋは４×１０^−５≦ｋ≦２０×１
   ０^−５の範囲の比例定数である。） を満足することを特徴とする磁気記録媒体。
2. 【請求項２】バックコート層は脂肪酸エステルを含むこ
   とを特徴とする前記第１項記載の磁気記録媒体。