(57)【要約】【課題】改善された平滑特性を有する記録表面を画定する磁気記録媒体を提供する。【解決手段】磁気記録媒体が、基材と支持層と磁気記録層とを含む。基材は第１の表面を画定する。支持層は、基材の第１の表面上に形成される。磁気記録層は、支持層上に形成され、約１×１０８オーム／スクエア未満の固有抵抗を有する。磁気記録層は、支持層の反対側の記録表面を画定している。記録表面の平均粗さは約２．５ｎｍ未満である。【選択図】図１
2006338862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の表面を画定する基材と、
前記基材の前記第１の表面上に形成された支持層と、
前記支持層上に形成され、磁気金属粒子を含む磁気記録層と、を含み、
前記磁気記録層が約１×１０８オーム／スクエア未満の固有抵抗を有し、前記支持層の反対側に記録表面を更に画定しており、前記記録表面の平均粗さが約２．５ｎｍ未満である磁気記録媒体。
【請求項２】
前記固有抵抗が５×１０７オーム／スクエア未満である、請求項１に記載の媒体。
【請求項３】
前記記録表面の平均表面山−谷粗さが３０ｎｍ未満である、請求項１に記載の媒体。
【請求項４】
前記磁気金属粒子がそれぞれ５０ｎｍ未満の長軸長さを有している、請求項１に記載の媒体。
【請求項５】
前記磁気側の前記磁気金属粒子が２．４を超える配向比を有している、請求項１に記載の媒体。
【請求項６】
前記磁気側の残留磁気が２．１ｍｅｍｕ／ｃｍ２未満である、請求項１に記載の媒体。
【請求項７】
前記磁気記録層の保磁力が少なくとも１８３ｋＡ／ｍである、請求項１に記載の媒体。
【請求項８】
前記磁気記録層の磁気金属粒子の体積濃度が４０％を超える、請求項１に記載の媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平滑特性の改善された記録表面を画定する磁気記録テープなどの磁気記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録媒体は、オーディオテープ、ビデオテープ、コンピュータテープ、ディスク等に広く用いられている。磁気記録媒体は、記録層として薄い金属層を用いたり、多くは、記録層として微粒子磁気化合物を含んでいる。磁気記録媒体の後者の種類は、バインダー中に分散され基材にコートされる強磁性体酸化鉄、酸化クロム、強磁性体合金粉末等などの粒子材料を用いるものである。
【０００３】
一般的に、磁気記録媒体は、非磁気基材（例えば、磁気記録テープ用途のフィルム）の少なくとも片側にコートされた磁気層を含む。ある設計において、磁気コーティングは、非磁気基材上に直接、単一層として形成される。他のやり方では、基材上の下部支持層と、下部支持層上の薄い磁気記録層とを含む二重層構造が用いられている。この２つの層は、同時または逐次に形成することができる。この種の構造だと、下部支持層は、通常、磁気層より厚い。
【０００４】
支持層は、一般的に非磁性であり、通常は、バインダー中に分散された非磁性粉末から構成されている。逆に、磁気記録層は、バインダー系に分散された１種類以上の磁気金属粒子粉末または顔料を含んでいる。これを想定すると、磁気記録層は、記録表面を画定しており、情報を記録および記憶するように構成されている。
【０００５】
磁気テープは、媒体の耐久性、導電性およびトラッキング特性を改善するために、非磁気基材の反対側に適用された裏側コーティングも有していてもよい。裏側コーティングは、一般的に、好適な溶剤と組み合わせられ、均一な混合物を作製して、基材にコートされる。コートされた基材を乾燥して、所望であればカレンダ加工して、硬化する。裏側コーティングの処方にはバインダー系中の顔料も含まれる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、基材と、支持層と、磁気記録層とを含む磁気記録媒体に関する。基材は第１の表面を画定している。支持層は、基材の第１の表面上に形成されている。磁気記録層は、支持層上に形成され、約１×１０８オーム／スクエア未満の固有抵抗を有する。磁気記録層は、支持層の反対側に記録表面を画定している。記録表面の平均粗さは約２．５ｎｍ未満である。
【０００７】
本発明の他の態様は、基材と、支持層と、磁気記録層とを含む磁気記録媒体に関する。基材は第１の表面を画定している。支持層は、基材の第１の表面上に形成されている。磁気記録層は、支持層上に形成され、約１×１０８オーム／スクエア未満の固有抵抗を有する。磁気記録層は、支持層の反対側に記録表面を画定している。記録表面の平均表面山−谷粗さ（ａｖｅｒａｇｅ  ｓｕｒｆａｃｅ  ｐｅａｋ−ｔｏ−ｖａｌｌｅｙ  ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）は約３５ｎｍ未満である。
【０００８】
以下の図面を参照することにより、本発明の実施形態をよりよく理解できるであろう。図面の構成要素は必ずしも互いに縮尺は合っていない。同じ参照符号は対応の同じ部分を示している。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下の詳細な説明において、本発明を実施する特定の実施形態が記載されている。他の実施形態を用いたり、構造上または論理的な変更を本発明の範囲から逸脱することなく行えるものと考えられる。従って、以下の詳細な説明に特定の実施形態を記載するが、これに限られるものではない。本発明の範囲は添付の請求項により定義される。
【００１０】
図面に戻ると、図１には、磁気記録媒体１０の概略断面図が示されている。磁気記録媒体１０は、基材１２と磁気側１４とバックコートすなわち裏側１６とを含む。基材１２は、第１の表面すなわち上面１８と、上面１８の反対側の、裏面すなわち下面２０とを画定している。磁気側１４は一般に基材１２の上面１８上に延在し、接着されている。磁気側１４は、記録可能な材料を磁気記録媒体１０に提供する。裏側１６は一般に基材１２の下面２０の下に延在し、接着されている。裏側１６は一般に磁気記録媒体１０に支持を与える。一実施形態において、磁気記録媒体１０は磁気記録テープである。
【００１１】
本発明の実施形態による磁気記録媒体１０は、特に、狭いトラック幅の記録および読み出し磁気記録ヘッドを用いる高データ密度用途に用いるとき、従来の媒体に比べて、信号対雑音比を改善し、エラーレート特性を減少させる。より具体的には、磁気記録媒体１０は、改善されたスカートＳＮＲおよびＢＢＳＮＲを示し、高密度での大小ドロップアウトの発生が減少する。
【００１２】
「スカートＳＮＲ」とは、「スカート信号対雑音比（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）」のことを指し、磁気記録媒体の基本書き込み周波数に近い周波数で雑音源を観察するときの変調雑音の尺度である。スカートＳＮＲは、通常、ピーク信号出力と、磁気記録媒体の基本書き込み周波数の１０２メガヘルツ以内の積算雑音出力とを比較することにより測定される。スカートＳＮＲを測定する１つの方法が、ＥＣＭＡ国際規格（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｔａｎｄａｒｄ）３１９に記載されている。
【００１３】
「ＢＢＳＮＲ」とは、「広帯域信号対信号雑音比（Ｂｒｏａｄ  Ｂａｎｄ  Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｓｉｇｎａｌ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）」のことを指し、平均信号出力と、試験記録密度で明らかに書き込まれた磁気記録媒体の平均帯域雑音出力との比である。具体的には、ＢＢＳＮＲは、４．５ＫＨｚ〜１５．８ＭＨｚの周波数曲線の下方の面積を測定する。ＢＢＳＮＲを測定する１つの方法は、ＥＣＭＡ国際規格（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｔａｎｄａｒｄ）３１９に記載されている。
【００１４】
ドロップアウトとは一般に、磁気記録媒体から読み出された信号レベルが、磁気記録媒体の同じ領域で以前に記録された公知の信号に基づいて予想された信号レベルより低い、記録された磁気記録媒体の領域のことを指す。このように、ドロップアウトとは、実質的に、磁気記録媒体の欠陥領域のことを指す。長ドロップアウトとは、磁気記録媒体の基本的な書き込み周波数４ビット以上の長さのエラーのことを指す。小ドロップアウトとは、磁気記録媒体の基本的な書き込み周波数で３ビット以下の長さのエラーのことを指す。ドロップアウトを測定する１つの方法は、ＥＣＭＡ国際規格（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｔａｎｄａｒｄ）３１９に記載されている。その方法によると、ドロップアウトは、一般的に、３５％のスレショルドで１０μｍヘッドで測定される。しかしながら、本出願の目的に対して、ドロップアウトは、約６．９μｍのリード／ライトヘッドに近似させた１０μｍのリード／ライトヘッドを備えたリール・ツー・リールテスターにて５５％のスレショルドで測定される。６．９μｍのヘッドまたは約６．９μｍのヘッドに近似させたスレショルドでその他サイズのヘッドを用いてもよい。
【００１５】
基材
基材１２は、磁気記録媒体支持体として有用な任意の従来の非磁気基材であることができる。磁気記録媒体１０に有用な基材材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレートとポリエチレンナフタレートの混合物などのポリエステル、ポリオレフィン（例えば、ポリプロピレン）、セルロース誘導体、ポリアミドおよびポリイミドが挙げられる。一例として、ポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンナフタレートが基材１２として好ましく用いられる。通常、基材１２は、細長いテープ形態にあるか、または細長いテープ形態へと後に切断されるように構成されている。
【００１６】
磁気側
一実施形態において、磁気側１４は二重層構造で形成されている。従って、磁気側１４は、支持層すなわち下層３０と磁気記録層すなわち上層３２とを含む。支持層３０は、基材１２の上面１８上に延在し、接着されている。支持層３０は、基材１２の反対側の上面３４を画定している。磁気記録層３２は、支持層３０の上面３４上に延在し、接着されている。そのようにして磁気記録層３２は、支持層３０の反対側に、外側表面すなわち記録表面３６を画定している。「層」と「コーティング」という用語は、本明細書において、コートされた組成物を指すのに区別なく用いられる。
【００１７】
支持層
支持層３０を作製する組成物は、少なくとも一次顔料材料と導電性カーボンブラックとを含み、実質的に非磁性である。従って、一次顔料材料は、非磁気または軟質磁気粉末を含む。本明細書において用いる「軟性磁気粉末」という用語は、保磁力が約２３．９ｋＡ／ｍ（３００  Ｏｅ）未満の磁気粉末のことを指す。実質的に非磁気の支持層３０を形成することにより、磁気記録層３２の電磁特性は実質的に悪影響を受けない。しかしながら、実質的に悪影響を受けない範囲まで、支持層３０は少量の磁気粉末を含有していてもよい。一実施形態において、主要顔料材料は、酸化鉄、二酸化チタン、一酸化チタン、アルミナ、酸化錫、炭化チタン、炭化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素等などの非磁気粒子および軟質磁気粒子から選択される特定の材料または「粒子」からなる。任意で、これらの主要顔料材料は、カーボン、錫またはその他導電性材料でコートされた形態で提供される。
【００１８】
一実施形態において、主要顔料材料は、性質が酸性または塩基性である非磁性α−酸化鉄で形成される。一実施形態において、非磁性α酸化鉄は実質的に均一な粒子サイズであり、加熱により脱水され、アニールしてポアの数を減じられる金属使用出発材料である。アニール後、主要顔料は表面処理する準備が整い、通常、これは、支持層３０中の他の材料（例えば、カーボンブラック等）と混合する前に行われる。一実施形態において、非磁性α−酸化鉄またはその他主要顔料粒子の粒子長さは１５０ｎｍ未満、好ましくは１２０ｎｍ未満である。一例において、α−酸化鉄またはその他主要顔料粒子は、約４０％を超える、好ましくは約４０％を超える体積濃度で支持層３０に含まれる。α−酸化鉄は周知であり、日本、東京の同和鉱業株式会社（Ｄｏｗａ  Ｍｉｎｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｔｏｋｙｏ，Ｊａｐａｎ）、日本、広島の戸田工業（Ｔｏｄａ  Ｋｏｇｙｏ，Ｈｉｒｏｓｈｉｍａ，Ｊａｐａｎ）、日本、大阪の堺工業株式会社（Ｓａｋａｉ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｉｎｄｕｓｔｒｙ  Ｃｏ．Ｏｓａｋａ，Ｊａｐａｎ）等から市販されている。一実施形態において、主要顔料材料の平均粒子サイズは約０．２５μｍ未満、より好ましくは約０．１５μｍ未満である。
【００１９】
導電性カーボンブラック材料は、あるレベルの導電性を与えて、磁気記録層３２を静電気の帯電から保護し、磁気側１４に更なる圧縮性を与える。導電性カーボンブラック材料は、従来の種類で広く市販されているものであるのが好ましい。一実施形態において、導電性カーボンブラック材料の平均粒子サイズは２０ｎｍ未満、より好ましくは約１５ｎｍである。主要顔料材料がカーボン、錫またはその他導電性材料でコートされた形態で提供される一実施例において、導電性カーボンブラックは、主要顔料材料１００重量部に基づいて、約１〜約５重量部、より好ましくは約１．５〜約３．５重量部の量で添加される。主要顔料材料が導電性材料のコーティングなしで提供される一実施例において、導電性カーボンブラックは、主要顔料材料１００重量部に基づいて、約４〜約１０重量部、より好ましくは約５〜約８重量部の量で添加される。支持層３０中の導電性カーボンブラックと導電性コーティング材料の総量は、磁気側１４に約１×１０８オーム／ｃｍ２またはそれ以下、好ましくは５×１０７オーム／ｃｍ２またはそれ以下の固有抵抗を与えるのに十分であるのが好ましい。
【００２０】
支持層３０はまた、研磨材またはヘッドクリーニング剤（ＨＣＡ）などの追加の顔料も含むことができる。一実施形態において、ヘッドクリーニング剤成分は酸化アルミニウムである。シリカ、ＺｒＯ２、Ｃｒ２Ｏ３等といったその他の研磨顆粒もまたヘッドクリーニング剤の少なくとも一部として用いることができる。
【００２１】
一実施形態において、支持層３０に関連したバインダー系は、ヘッドクリーニング剤を分散させるのに用いる、バインダーおよび界面活性剤、界面活性剤（または湿潤剤）および１種類以上の硬化剤などの他の樹脂成分と組み合わせて熱可塑性樹脂などの少なくとも１種類のバインダー樹脂を組み込むのが好ましい。一実施形態において、支持層３０のバインダー系は、主要ポリウレタン樹脂と、塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマー、塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコールコポリマー、または塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸等との組み合わせを含む。
【００２２】
一実施形態において、ビニル樹脂は非ハロゲン化ビニルコポリマーである。有用なビニルコポリマーとしては、（メソ）アクリロニトリル、非ハロゲン化ヒドロキシ官能性ビニルモノマー、分散基を含む非ハロゲン化ビニルモノマー、１種類以上の非ハロゲン化非分散ビニルモノマーを含むモノマーのコポリマーが挙げられる。非ハロゲン化ビニルコポリマーの一例は、５〜４０重量部のメソアクリロニトリルを含むモノマー、３０〜８０重量部の１種類以上の非ハロゲン化非分散性ビニルモノマー、５〜３０重量部の非ハロゲン化ヒドロキシル官能性ビニルモノマー、および０．２５〜１０重量部の分散性基を含む非ハロゲン化ビニルモノマーのコポリマーである。
【００２３】
有用なポリウレタンとしては、ポリエステル−ポリウレタン、ポリエーテル−ポリウレタン、ポリカーボネート−ポリウレタン、ポリエステル−ポリカーボネート−ポリウレタンおよびポリカプロラクトン−ポリウレタンが例示される。ビスフェノール−Ａエポキシド、スチレン−アクリロニトリルおよびニトロセルロースなどのその他の樹脂もまた、支持層バインダー系に用いることができる。
【００２４】
一実施形態において、主要ポリウレタンバインダーは、主要顔料材料１００重量部に基づいて、約４〜約１０重量部、好ましくは約６〜約８重量部の量で支持層３０へ組み込まれる。一実施形態において、ビニルバインダーまたは塩化ビニルバインダーは、主要顔料材料１００重量部に基づいて、約７〜約１５重量部、好ましくは約１０〜約１２重量部の量で支持層３０へ組み込まれる。
【００２５】
一実施形態において、支持層３０のバインダー系は、予備分散またはペーストヘッドクリーニング剤と組み合わせて、ポリウレタンバインダーなどの選択したヘッドクリーニング剤材料を分散させるのに用いるヘッドクリーニング剤バインダーを更に含む。あるいは、選択したヘッドクリーニン剤の形態（例えば、粉末ヘッドクリーニング剤）と相容性のあるその他のヘッドクリーニング剤バインダーを使用してもよい。
【００２６】
バインダー系はまた界面処理剤を含有していてもよい。一実施形態において、表面処理剤は、フェニルホスホン酸（ＰＰＡ）、４−ニトロ安息香酸、ならびに硫酸、スルホン酸、リン酸、ホスホン酸およびカルボン酸などの様々なその他付加物といった公知の表面処理剤である。一実施形態において、バインダー系はまた、イソシアネートやポリイソシアネートなどの硬化剤を含有する。一例において、硬化剤成分は、主要支持層顔料１００重量部に基づいて、約２〜約５重量部、好ましくは約３〜約４重量部の量で支持層３０へ組み込まれる。
【００２７】
一実施形態において、支持層３０はさらに、脂肪酸および／または脂肪酸エステルなどの１種類以上の潤滑剤を含有していてもよい。組み込まれた潤滑剤は、磁気側１４全体に、そして重要なのは、磁気記録層３２の記録表面３６に存在している。潤滑剤は、摩擦を減じて低い抵抗により平滑な接触を維持し、媒体表面を摩耗から保護する。このように、一例において、支持層３０と磁気記録層３２の両方に与えられた潤滑剤を組み合わせて選択および処方する。
【００２８】
一実施形態において、支持層３０は、脂肪酸として少なくとも約９０％純粋なステアリン酸を含んでいる。技術的等級の酸および／または酸エステルも潤滑剤成分に用いることができるが、高純度潤滑剤材料の組み込みにより、得られる媒体の強固な性能が確保される。あるいは、その他の許容可能な脂肪酸としては、ミリスチン酸、パルミチン酸、オレイン酸等およびこれらの混合物が挙げられる。支持層３０処方は、ステアリン酸ブチル、ステアリン酸イソプロピル、オレイン酸ブチル、パルミチン酸ブチル、ミリスチン酸ブチル、ステアリン酸ヘキサデシルおよびオレイン酸オレイルなどの脂肪酸エステルを更に含むことができる。脂肪酸および脂肪酸エステルは単体または組み合わせて用いてよい。一実施形態において、潤滑剤は、主要顔料１００重量部に基づいて、約１〜約１０重量部、好ましくは約１〜約５重量部の量で支持層３０へ組み込まれる。
【００２９】
支持層３０の材料は表面処理済み主要顔料と混合され、支持層３０は基材１２にコートされる。一実施形態において、溶剤は、支持層３０と混合またはその他関連させて、支持層３０のコーティング材料を形成する。一例において、溶剤としては、好ましくは約５％〜約５０％の範囲の濃度のシクロヘキサノン（ＣＨＯ）、約３０％〜約９０％の範囲の濃度のメチルエチルケトン（ＭＥＫ）、および約０％〜約４０％の範囲の濃度のトルエン（Ｔｏｌ）が挙げられる。あるいは、例えば、キシレン、テトラヒドロフラン、メチルイソブチルケトン、メチルアミルケトンをはじめとする他の溶剤または溶剤の組み合わせが、支持層３０のコーティング材料と関連している。
【００３０】
磁気記録層
一実施形態において、磁気記録層３２は、磁気顔料、研磨材またはヘッドグリーニング剤（ＨＣＡ）、バインダー系、１種類以上の潤滑剤、および／または従来の界面活性剤または湿潤剤の分散液を含む。信号対雑音比を増大し、磁気記録媒体１０のエラーレートを減少するための所望の特性を備えた磁気記録層３２を形成するために、磁気記録層３２の成分を組み合わせる。一実施形態において、磁気記録層中の磁気顔料の体積濃度は、約３５％を超える、好ましくは約４０％を超える。
【００３１】
磁気顔料は、これらに限られるものではないが、コバルトおよび／またはニッケルと共に金属鉄および／または鉄の合金、および鉄の磁気または非磁気酸化物、その他元素またはこれらの混合物を含む組成を有しており、以降、金属粒子と呼ぶ。あるいは、金属粒子は、バリウムフェライトなどの六角フェライトから構成することができる。
【００３２】
一実施形態において、金属粒子の平均長軸長さは約７５ｎｍ未満、好ましくは約５０ｎｍ未満である。一実施形態において、磁気記録層３２に用いる金属粒子の平均長さは約４５ｎｍ未満またはこれに等しい。
【００３３】
「保磁力」および「磁気保磁力」は同義で、Ｈｃと略記され、強磁性材料（この場合は、磁気記録層３２）の磁化を材料が磁化飽和に達した後ゼロまで減少させるのに必要な磁界の強度のことを指す。磁気記録層３２内に比較的保磁力が高く、高体積濃度の金属粒子を用いると、変わり目を互いに分離する（すなわち、互いに相互作用しない、または衝突しない）十分に低い密度で磁気記録媒体１０で信号を記録することにより測定するとき、磁気記録媒体１０が大幅に狭いパルス幅を示す。一実施形態において、磁気記録媒体に用いる磁気顔料の保磁力は約１８３ｋＡ／ｍ（２３００  Ｏｅ）を超える、好ましくは約１９１ｋＡ／ｍ（２４００  Ｏｅ）を超える。
【００３４】
磁気記録層３２はまたカーボン粒子を含んでいてもよい。一実施形態において、少量の少なくとも１個の大きなカーボン粒子と大量の小カーボン粒子が磁気記録層３２に含まれる。一実施形態において、２％未満のカーボン粒子が大カーボン粒子と考えられる。大カーボン粒子のサイズは、一般的に、約５０ｎｍ〜約５００ｎｍ、好ましくは約１００ｎｍ〜約３００ｎｍである。球状大カーボン粒子材料は公知であり、市販されており、一実施形態においては、性能を改善するために硫黄などの様々な添加剤が含まれている。小カーボン粒子の粒子長さは約１００ｎｍ未満、好ましくは約７５ｎｍ未満である。様々なサイズのカーボン粒子のその他の組み合わせも考えられる。
【００３５】
必要な特性を改善するために、好ましい磁気顔料は、Ａｌ、Ｃｏ、Ｙ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｎａおよびその他好適な添加剤といった半金属または非金属元素およびその塩または酸化物などの様々な添加物を含有していてもよい。選択した磁気顔料は、バインダー系に分散させる前に様々な助剤で処理してもよい。
【００３６】
ヘッドクリーニング剤を磁気記録層３２分散液に別個に添加してもよいし、磁気記録層３２分散液に添加する前にバインダー系に分散させてもよい。一実施形態において、ヘッドクリーニング剤は酸化アルミニウムである。シリカ、ＺｒＯ２、Ｃｒ２Ｏ３等といったその他の研磨顆粒もまた単独で、または酸化アルミニウムとのまたは互いの混合物で用いて、ヘッドクリーニング剤を形成することができる。
【００３７】
磁気記録層３２のバインダー系は、ヘッドクリーニング剤を分散させるのに用いる、バインダーおよび界面活性剤、界面活性剤または湿潤剤、ならびに１種類以上の硬化剤などの他の樹脂成分と組み合わせて熱可塑性樹脂などの少なくとも１種類のバインダー樹脂を組み込まれる。一実施形態において、磁気記録層３２のバインダー系は、主要ポリウレタン樹脂とビニル樹脂の組み合わせを含む。ポリウレタンとしては、ポリエステル−ポリウレタン、ポリエーテル−ポリウレタン、ポリカーボネート−ポリウレタン、ポリエステル−ポリカーボネート−ポリウレタンおよびポリカプロラクトン−ポリウレタンが例示される。ビニル樹脂は、塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマー、塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコールコポリマー、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸等であることが多い。ビス−フェニル−Ａ−エポキシド、スチレン−アクリロニトリルおよびニトロセルロースなどの樹脂もまた特定の磁気記録媒体処方に用いてよい。
【００３８】
代替実施形態において、ビニル樹脂は非ハロゲン化ビニルコポリマーである。有用なビニルコポリマーとしては、（メソ）アクリロニトリル、非ハロゲン化ヒドロキシ官能性ビニルモノマー、分散基を含む非ハロゲン化ビニルモノマー、１種類以上の非ハロゲン化非分散ビニルモノマーを含むモノマーのコポリマーが挙げられる。一実施形態において、非ハロゲン化ビニルコポリマーは、５〜４０重量部のメソアクリロニトリルを含むモノマー、３０〜８０重量部の１種類以上の非ハロゲン化非分散性ビニルモノマー、５〜３０重量部の非ハロゲン化ヒドロキシル基ビニルモノマー、および０．２５〜１０重量部の分散性基を含む非ハロゲン化ビニルモノマーのコポリマーである。
【００３９】
一実施形態において、主要ポリウレタンバインダーは、磁気顔料１００重量部に基づいて約４〜約１０重量部、好ましくは約６〜約８重量部の量で磁気記録層３２に組み込まれ、ビニルまたは塩化ビニルバインダーは磁気顔料１００重量部に基づいて約８〜約２０重量部、好ましくは約１４〜約１７重量部の量で組み込まれる。
【００４０】
一例において、バインダー系は、予備分散またはペーストヘッドクリーニング剤と組み合わせて、ポリウレタンバインダーなどの選択したヘッドクリーニング剤材料を分散させるのに用いるヘッドクリーニング剤バインダーを更に含む。選択したヘッドクリーニン剤の形態（例えば、粉末ヘッドクリーニング剤）と相容性のあるその他のヘッドクリーニング剤バインダーを使用することも考えられる。
【００４１】
一実施形態において、磁気記録層３２は、脂肪酸および／または脂肪酸エステルなどの１種類以上の潤滑剤を含有する。組み込まれた潤滑剤は、磁気記録層３２の記録表面３６を含む磁気側１４全体に存在している。通常、潤滑剤は、摩擦を減じて低い抵抗により平滑な接触を維持し、記録表面３６を摩耗から少なくとも部分的に保護する。このように、磁気記録層３２と支持層３０の両方に与えられた潤滑剤を組み合わせて選択および処方する。
【００４２】
一実施形態において、脂肪酸潤滑剤としては少なくとも約９０％純粋なステアリン酸が挙げられる。技術的等級の酸および／または酸エステルも潤滑剤成分に用いることができるが、高純度潤滑剤材料の組み込みにより、得られる媒体の強固な性能が確保される。その他の許容可能な脂肪酸としては、ミリスチン酸、パルミチン酸、オレイン酸等およびこれらの混合物が挙げられる。上層処方はさらに、ステアリン酸ブチル、ステアリン酸イソプロピル、オレイン酸ブチル、パルミチン酸ブチル、ミリスチン酸ブチル、ステアリン酸ヘキサデシルおよびオレイン酸オレイルなどの脂肪酸エステルを含むことができる。脂肪酸および脂肪酸エステルは単体または組み合わせて用いてよい。一実施形態において、潤滑剤は、磁気顔料１００重量部に基づいて、約１〜約１０重量部、好ましくは約１〜約５重量部の量で磁気記録層３２へ組み込まれる。
【００４３】
従来の界面活性剤または湿潤剤はまた、１種類以上の上述した成分を含む磁気記録層分散液に別個に添加してもよいし、磁気記録層分散液に添加する前にバインダー系に添加してもよい。一実施形態において、フェニルホスホン酸（ＰＰＡ）、４−ニトロ安息香酸、ならびに硫酸、スルホン酸、リン酸、ホスホン酸およびカルボン酸などの様々なその他付加物といった公知の界面活性剤を用いる。一実施形態において、バインダー系はまた、イソシアネートやポリイソシアネートなどの硬化剤を含有している。一例において、硬化剤成分は、磁気顔料１００重量部に基づいて、約２〜約６重量部、好ましくは約３〜約５重量部の量で磁気記録層３２へ組み込まれる。
【００４４】
磁気記録層３２の材料を混合して、磁気記録層分散液を形成する。磁気記録層分散液を支持層３０の上面３４にコートして、磁気記録層３２を形成する。一実施形態において、支持層３０を磁気記録層３２でコーティングする前に磁気記録層分散液に溶剤を添加する。例えば、磁気記録層３２に関連する溶剤としては、約５％〜約５０％の範囲の濃度のシクロヘキサノン（ＣＨＯ）、約３０％〜約９０％の範囲の濃度のメチルエチルケトン（ＭＥＫ）、および約０％〜約４０％の範囲の濃度のトルエン（Ｔｏｌ）が挙げられる。例えば、キシレン、テトラヒドロフラン、メチルイソブチルケトンおよびメチルアミルケトンをはじめとする他の溶剤または溶剤の組み合わせも用いてよい。
【００４５】
一実施形態において、コートし処理した磁気記録層３２の最終厚さは約２マイクロインチ（０．０５μｍ）〜約１０マイクロインチ（０．２５μｍ）、好ましくは約２マイクロインチ〜約５マイクロインチである。一実施形態において、磁気記録層３２は、約２．５ｍｅｍｕ／ｃｍ２未満、好ましくは約２．１ｍｅｍｕ／ｃｍ２未満の残留磁化−厚さの積（Ｍｒ＊ｔ）を有するように形成される。「残留磁化−厚さの積」という用語は、磁気コーティングの厚さを乗算した強磁界（７９６ｋＡ／ｍ）における飽和後の残留磁化の積のことを指す。
【００４６】
「配向比」とは、強磁界（７９６ｋＡ／ｍ）における飽和後に、記録媒体の移動する方向に平行な方向で測定したゼロ印加磁界での残留磁化対磁気記録媒体の移動する方向に交差する方向（すなわち、垂直、ただし磁気記録媒体の平面において）で測定した対応の量の比のことを指す。一実施形態において、完全に処理した磁気記録層３２の配向比は２．２を超える、好ましくは２．４を超える。
【００４７】
磁気記録層３２の記録表面３６は、約３．０ｎｍ未満、好ましくは約２．５ｎｍ未満の平均粗さ（Ｒａ）で形成される。平均粗さは、全測定長さまたは面積にわたって計算された基本高さである。一実施形態において、平均粗さはＡＮＳＩ  Ｂ４６．１規格を用いて計算される。一例において、平均粗さは、ニューヨーク州ウッドベリーのヴェーコインスツルメンツ社（Ｖｅｅｃｏ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｉｎｃ．，Ｗｏｏｄｂｕｒｙ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ）製ワイコ（Ｗｙｋｏ）（登録商標）光学プロフィルメータ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｐｒｏｆｉｌｏｍｅｔｅｒ）を用いて５０Ｘの倍率で求められる。
【００４８】
記録表面３６の平均表面山−谷粗さ（Ｒｚ）は約３５ｎｍ未満、好ましくは３０ｎｍ未満である。平均山−谷粗さは、評価領域における１０個の最大の山から谷までの分離の平均最大分布である。山から谷までの分離は、山の頂部から隣接する谷の底部までの距離を測定することにより求められる。平均山−谷粗さは、高い山または深い谷の存在が顕著な場合、アクセスの制限された面での表面テクスチャを評価するのに有用である。一例において、平均山−谷粗さは、ニューヨーク州ウッドベリーのヴェーコインスツルメンツ社（Ｖｅｅｃｏ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｉｎｃ．，Ｗｏｏｄｂｕｒｙ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ）製ワイコ（Ｗｙｋｏ）（登録商標）光学プロフィルメータ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｐｒｏｆｉｌｏｍｅｔｅｒ）を用いて５０Ｘの倍率で求められる。
【００４９】
裏側
一実施形態において、裏側すなわち裏側１６は、主に、カーボンブラックや二酸化ケイ素粒子などの軟質（すなわち、モース硬度＜５）非磁気粒子材料からなる。一実施形態において、裏側１６は、適切なバインダー樹脂と組み合わせて小カーボンブラック主成分と、大きなテクスチャのカーボンブラック副成分とを含む２種類のカーボンブラックの組み合わせを含む。一実施形態において、小カーボンブラック主成分の平均粒子サイズはおよそ約１０〜約２５ｎｍ、大カーボン副成分の平均粒子サイズはおよそ約５０〜約３００ｎｍである。一例において、裏側１６は従来用いたタイプのものである。
【００５０】
業界に知られている通り、適切なバインダー、界面活性剤、補助粒子および溶剤によりインクとして分散される裏側１６の顔料は、一般的に指定供給業者から購入する。好ましい実施形態において、裏側バインダーは、適宜コーティング剛性を修正するために適切な量で添加されたポリウレタンポリマー、フェノキシ樹脂またはニトロセルロールのうち少なくとも１種類を含むのが好ましい。裏側１６は、基材１２の下面２０にコートされて、磁気記録媒体１０の耐久性を増大する。
【００５１】
製造プロセス
製造について、支持層３０の各成分を上述したやり方で組み合わせて、基材１２に適用されるコーティングを形成する。同様に、磁気記録層３２と裏側１６をそれぞれ、混合して、各コーティング混合物を形成してから、支持層３０の上面３４と基材１２の下面２０にそれぞれコートする。
【００５２】
一実施形態において、磁気記録媒体１０の特定の製造プロセスには、インライン部分と１つまたはそれ以上のオフライン部分とが含まれている。インライン部分には、基材１２またはその他材料のスプールまたは供給部からの巻き戻しが含まれる。基材１２の下面２０を裏側１６材料でコートし、裏側１６を、一般的に、従来のオーブンを用いて乾燥する。磁気側１４をまた基材１２に適用する。二重層磁気側１４については、支持層３０をまず、基材１２に直接適用し、磁気記録層３２を支持層３０の上にコートする。あるいは、基材１２の裏側１６の適用前に磁気側１４を基材１２に適用することができる。一実施形態において、ウェット・オン・ウェット、デュアルスロット、連続染色またはその他コーティングプロセスを用いて支持層３０、磁気層３２および裏側１６を基材１２または互いに適用する。
【００５３】
コートした基材１２を磁気的に配向し、乾燥して、インラインカレンダ加工ステーションに進める。より具体的には、１つまたはそれ以上の磁界に通すことにより、磁気記録媒体１０を配向させて、磁気記録層３２の金属粒子の磁気配向を略揃え、約２．２を超える、好ましくは約２．４を超える配向比となるようにする。一例において、各磁界は、電気コイルおよび／または永久磁石により形成される。
【００５４】
一実施形態によれば、磁気記録媒体１０の製造にはコンプライアント・オン・スチール（ＣＯＳ）、インラインカレンダ加工が含まれる。ＣＯＳインラインカレンダ加工は、１つまたはそれ以上のインラインニップステーションを用いる。それぞれにおいて、鋼またはその他略ノンコンプライアント（ｇｅｎｅｒａｌｌｙ  ｎｏｎ−ｃｏｍｐｌｉａｎｔ）なローラ接触部その他が、記録表面３６に適用され、ゴム引きされたまたはその他略コンプライアント（ｇｅｎｅｒａｌｌｙ  ｃｏｍｐｌｉａｎｔ）なロール接触部その他が基材１２の反対側の、裏側１６の外側表面に適用される。略ノンコンプライアントなロールは、基材１２の磁気コート側に所望の程度の平滑度を与える。一実施形態において、カレンダ加工には更に、磁気記録媒体１０と接触するローラの加熱が含まれる。
【００５５】
あるいは、または更に、インラインカレンダ加工には、対向する両ロールが鋼の「スチール・オン・スチール」（ＳＯＳ）が含まれる。このプロセスでは、それぞれ略ノンコンプライアントなロールを有する１つまたはそれ以上のニップステーションを用いてもよい。インラインカレンダ加工後、コートした基材１２を巻く。プロセスを、精密な単独機で行われるオフライン部分に進める。磁気記録媒体１０を巻戻してカレンダ加工する。オフラインカレンダ加工には、磁気記録媒体１０を、一連の略ノンコンプライアントなローラ、すなわち多数の鋼ローラに通過させることが含まれる。ただし鋼以外の材料を用いてもローラを形成してもよい。磁気記録媒体１０を２回目として巻く。業界に公知の方法に従って、磁気記録媒体１０の巻いたロールにスリットを入れ、研磨し、欠陥試験を行った。
【００５６】
一実施形態において、磁気記録媒体は、インラインとオフラインの両方でカレンダ加工して、平均表面粗さが約３．０ｎｍ未満、好ましくは約２．５ｎｍ未満、平均表面山−谷粗さが約３５ｎｍ未満、好ましくは約３０ｎｍ未満の磁気記録表面３６を得る。一実施形態において、所望のレベルの表面粗さおよび／または平均表面山−谷粗さは、上述した通り、支持層３０に含まれる顔料のレベルにより達成される支持層３０の圧縮性に基づいて部分的に得ることができる。
【００５７】
本発明の実施形態による磁気記録媒体は、従来技術の磁気記録媒体に比べて平滑特性が改善された記録表面を与える。特に、本明細書に記載した磁気記録媒体は、増大した信号対雑音比および減少したドロップアウトレベルを示す。磁気記録テープの形態の磁気記録媒体が、高記録密度および小さなトラック幅で形成され続けるために、これらのパラメータの重要性は増している。従って、本明細書に記載した磁気記録媒体は、低密度記録用途について改善された媒体であるばかりでなく、高密度記録用途について信頼性のある用途のために構成された磁気記録媒体も提供するものである。
【００５８】
好ましい実施形態を説明するために特定の実施形態について説明してきたが、当業者であれば、同じ目的を達成するための様々な変形および／または等価物は、本発明の範囲から逸脱することなく、説明された特定の実施形態の代替とすることができることが分かるであろう。化学、機械、電気機械、電気およびコンピュータの当業者であれば、本発明を様々な実施形態で行えることが容易に理解されるであろう。本出願では、本明細書に記載した好ましい実施形態の応用例や変形例も含むことを意図している。従って、本発明は、請求項およびこの等価物によってのみ限定されるものとする。
【実施例】
【００５９】
以下の表１に、磁気記録表面の物理属性および記録属性：実施例の磁気記録媒体および比較例の磁気記録媒体について求めた磁気記録媒体のスカートＳＮＲ、ＢＢＳＮＲ、小ドロップアウトおよび大ドロップアウトを挙げてある。物理属性、すなわち、平均粗さ（Ｒａ）および平均表面山−谷粗さ（Ｒｚ）は、ニューヨーク州ウッドベリーのヴェーコインスツルメンツ社（Ｖｅｅｃｏ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｉｎｃ．，Ｗｏｏｄｂｕｒｙ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ）製ワイコ（Ｗｙｋｏ）（登録商標）光学プロフィルメータ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｐｒｏｆｉｌｏｍｅｔｅｒ）を用いて５０Ｘの倍率で測定した。表１に挙げたスカートＳＮＲ、ＢＢＳＮＲ、小ドロップアウトおよび大ドロップアウト値は、ＥＣＭＡ国際規格（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｔａｎｄａｒｄ）３１９に従って測定した。スカートＳＮＲおよびＢＢＳＮＲ値は、５１８７ｆｒｐｍｍで３９３７ｆｒｐｍｍ書き込みについて設計された１０μｍのリード／ライトヘッドでリール・ツー・リールテスターを用いて求めた。ドロップアウト値は、３６６０ｆｒｐｍｍで３９３７ｆｒｐｍｍ書き込みについて設計された１０μｍのリード／ライトヘッドでリール・ツー・リールテスターを用いて５５％のスレショルドで求めた。示された大小ドロップアウト値は、磁気記録媒体の長さ１メートル当たりで検出された各ドロップアウトの数を表している。
【００６０】
表１は、実施例１において、比較例Ｃ１の表面分布、信号対雑音比およびドロップアウトに対して、平滑な表面分布を有していることを示しているばかりでなく、改善された（すなわち、増大した）信号対雑音比および改善された（すなわち、減少した）ドロップアウトが発生することも示している。
【００６１】
表２に、表１に示したのと同様の属性を示す。特に、表２は、実施例２の磁気記録テープに小さな磁気粒子を用いると、比較的大きな粒子を用いる比較例Ｃ２の磁気記録テープに大して、ＢＢＳＮＲが改善（すなわち、増大）することを示している。
【００６２】
表３に、磁気記録表面の物理属性および記録属性：実施例の磁気記録媒体および比較例である市販のウルトリウム（Ｕｌｔｒｉｕｍ）ＬＴＯ３磁気記録媒体について求めた磁気記録媒体のスカートＳＮＲ、ＢＢＳＮＲ、小ドロップアウトおよび大ドロップアウトを挙げてある。物理属性、すなわち、平均粗さ（Ｒａ）および平均表面山−谷粗さ（Ｒｚ）は、ニューヨーク州ウッドベリーのヴェーコインスツルメンツ社（Ｖｅｅｃｏ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｉｎｃ．，Ｗｏｏｄｂｕｒｙ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ）製ワイコ（Ｗｙｋｏ）（登録商標）光学プロフィルメータ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｐｒｏｆｉｌｏｍｅｔｅｒ）を用いて５０Ｘの倍率で測定した。表３に挙げたスカートＳＮＲ、ＢＢＳＮＲ、小ドロップアウトおよび大ドロップアウト値は、ＥＣＭＡ国際規格（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｔａｎｄａｒｄ）３１９に従って測定した。スカートＳＮＲおよびＢＢＳＮＲ値は、５１８７ｆｒｐｍｍで６．０μｍのリード／ライトヘッドでリール・ツー・リールテスターを用いて求めた。示された大小ドロップアウト値は、磁気記録媒体の長さ１メートル当たり３５％のスレショルドで検出された各ドロップアウトの数を表している。
【００６３】
表３は、実施例３の磁気記録では、比較例Ｃ３である市販のウルトリウム（Ｕｌｔｒｉｕｍ）ＬＴＯ３に対して、改善された（すなわち、増大した）信号対雑音比および改善された（すなわち、減少した）ドロップアウトが発生することを示している。
【００６４】
表１
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１比較例Ｃ１に対して測定されたスカートＳＮＲおよびＢＢＳＮＲ値
【００６５】
表１  続き
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【００６６】
実施例１
表１の実施例１は、４．５μｍのＰＥＮ基材の上面にコートされた磁気記録層と非磁気支持層とを含む磁気記録テープの形態にある二重層磁気記録媒体である。更に、磁気記録テープは、基材の下面（すなわち、上面の反対側の表面）にコートされた裏側を有している。
【００６７】
磁気記録層と支持層は両方とも市販のＰＶＣビニルコポリマー（ＭＲ１０４）と市販のポリウレタン（ＵＲ−４１２２）ポリマーを含むバインダー系を用いている。バインダーに加えて、各処方は、潤滑剤として脂肪酸（ステアリン酸）と脂肪酸エステル（ステアリン酸およびパルミチン酸ブチル）混合物と、ヘッドクリーニング剤としてアルミナと、カーボン粒子とを含有している。この例の磁気記録層の磁気粒子は、長軸長さが約４５ｎｍ、保磁力が約１９９ｋＡ／ｍ（２５００  Ｏｅ）の針状の金属粒子である。
【００６８】
磁気記録層の磁気配向は、コートした磁気記録テープを一連の誘導コイル磁石に通過させて、誘導コイル磁石により作製された磁界中で磁気記録層および支持層コーティングを非可動状態まで乾燥する従来のやり方で行った。乾燥後、テープをインラインスチール・オン・スチールカレンダ加工した後、オフラインスチール・オン・スチールカレンダ加工した。
【００６９】
比較例Ｃ１
表１の比較例Ｃ１の磁気記録媒体を、実施例１の磁気記録媒体と同様にして分散液から作製しコートした。比較例Ｃ１の磁気記録テープはインラインスチール・オン・スチールカレンダ加工したが、オフラインカレンダ加工は行わなかった。
【００７０】
表２
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２比較例Ｃ２に対して測定されたＢＢＳＮＲ値
【００７１】
実施例２
実施例２の二重層磁気記録媒体は、実施例１の磁気記録テープと同様にして分散液から作製しコートした磁気記録テープである。この例の磁気記録層の磁気粒子は、長軸長さが約４３ｎｍ、保磁力が約１８５ｋＡ／ｍ（２３００  Ｏｅ）の針状の金属粒子である。実施例２の磁気記録テープはインラインスチール・オン・スチールカレンダ加工したが、オフラインカレンダ加工は行わなかった。
【００７２】
比較例Ｃ２
比較例Ｃ２の二重層磁気記録媒体は、実施例１の磁気記録テープと同様にして分散液から作製しコートした磁気記録テープである。この例の磁気記録層の磁気粒子は、長軸長さが約６０ｎｍ、保磁力が約１９４ｋＡ／ｍ（２４４０  Ｏｅ）の針状の金属粒子である。比較例Ｃ２の磁気記録テープはインラインスチール・オン・スチールカレンダ加工したが、オフラインカレンダ加工は行わなかった。
【００７３】
表３
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３比較例Ｃ３に対して測定されたスカートＳＮＲおよびＢＢＳＮＲ値
【００７４】
実施例３
実施例３の二重層磁気記録媒体は、実施例１の磁気記録テープと同様にして分散液から作製しコートした磁気記録テープである。この例の磁気記録層の磁気粒子は、長軸長さが約４５ｎｍ、保磁力が約１９９ｋＡ／ｍ（２３００  Ｏｅ）の針状の金属粒子である。実施例３の磁気記録テープはインラインスチール・オン・スチールカレンダ加工したが、オフラインスチール・オン・スチールカレンダ加工は行わなかった。
【００７５】
比較例Ｃ３
比較例Ｃ３の二重層磁気記録媒体は、市販の磁気記録テープ、すなわち、ウルトリウム（Ｕｌｔｒｉｕｍ）ＬＴＯ３磁気記録テープである。かかる磁気記録媒体の固有抵抗を測定したところ、約９．１×１０５オーム／スクエア〜約３．１×１０８オーム／スクエアの範囲であった。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】磁気記録媒体の一実施形態の概略断面図である。
【符号の説明】
【００７７】
１０  磁気記録媒体
１２  基材
１４  磁気側
１６  裏側
１８  上面
２０  下面
３０  支持層
３２  磁気記録層
３４  上面
３６  記録表面
【図１】
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【外国語明細書】
2006338862.tif 000008
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【図１】
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