(57)【要約】【課題】研磨性を長期に維持し、かつ過度の研磨を回避した磁気記録媒体を得る。【解決手段】磁性層用研磨材５として、モース硬度が６以上の非磁性顔料の表面がカーボン膜が被覆されたものを用い、その添加量を、磁性粉末１００重量部としたときに３〜１５重量部であるものとし、カーボン膜７の被覆量は、非磁性顔料６に対して３〜２０重量％であるものとする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性支持体の一主面上に、磁性粉末が結合剤中に分散されてなる磁性層を有する磁気記録媒体であって、
上記磁性層側に、磁性層用研磨材が設けられてなり、当該磁性層用研磨材は、モース硬度が６以上の非磁性顔料の表面が、カーボンにより被覆されてなるものであり、
上記カーボンの被覆量は、上記非磁性顔料に対して３〜２０重量％であり、
上記磁性層用研磨材の添加量は、磁性粉末を１００重量部としたときに、３〜１５重量部であるものとしたことを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
上記非磁性支持体と上記磁性層との間に、下層非記録層が形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気テープ等の磁気記録媒体に関するものであり、詳しくは従来よりも優れた表面性を有する磁気記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
オーディオ装置やビデオ装置、各種コンピュータ等に適用する記録メディアとして用いられている磁気記録媒体であって、磁性層が磁性粉末と結合剤とを含有する磁性塗料を塗布することによって形成されるいわゆる塗布型の磁気記録媒体においては、近年、デジタル記録等により情報量が増大化しているため、さらなる高密度記録化、短波長記録化が進められ、磁気記録媒体の特性向上への要求が高まって来ており、特に多数回走行させたときの信頼性の向上が非常に重要なものとなってきている。
【０００３】
上述のような塗布型の磁気記録媒体に対して磁気ヘッドにより記録信号の再生を行う際に、磁気ヘッドと磁性層との摺動摩擦によって磁性層表面や両端のエッジ部分から磁性塗膜の脱落が生じ、磁性塗膜が磁気ヘッドに付着し、特に繰り返し走行後においては電磁変換特性の劣化が生じたりする等の不都合が生じていた。
【０００４】
上述したような磁気ヘッドへの磁性塗膜の付着を回避するために、磁性層中には、一般的に高硬度の結晶化無機酸化物粉末よりなる研磨材を混入させる方法が実用的に行われている（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００５】
このような研磨材としては、種々の鉱石等、特にモース硬度６以上の酸化アルミニウム（アルミナ）が一般的に用いられており、磁気記録媒体の走行の際に、磁気ヘッドに付着した磁性層成分を研磨して削り取るいわゆるセルフクリーニングが行われている。
【０００６】
【特許文献１】
特許第３２７７２８９号公報
【特許文献２】
特許第２８９３２６７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、磁気記録媒体を多数回走行させるに従い、磁性層中の研磨材も徐々に脱落していき、初期と同等の研磨性を長期に亘り維持することは困難である。そのため、磁気記録媒体の走行回数を重ねるに従い、出力の劣化を来し、信頼性の低下を招いていた。
一方において磁性層中の研磨材による研磨効果が大きすぎると、摩擦により磁気ヘッドの素子部分が破損するおそれもあるため、これら両者の問題を考慮しつつ磁性層表面の研磨性について検討することが必要となってきた。
【０００８】
そこで本発明においては、多数回走行によっても優れた研磨性を長期に亘って維持しつつ、しかも磁気ヘッドの素子部分を破損させるような過度の研磨を回避することのできる磁性層を具備する磁気記録媒体を提供することとした。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の磁気記録媒体は、非磁性支持体の一主面上に、磁性粉末が結合剤中に分散されてなる磁性層を有する、いわゆる塗布型の磁気記録媒体であって、磁性層側には磁性層用研磨材が設けられてなり、この磁性層用研磨材は、モース硬度が６以上の非磁性顔料の表面がカーボンにより被覆されてなるものとし、カーボンの被覆量は非磁性顔料に対して３〜２０重量％とし、この磁性層用研磨材の添加量は、磁性粉末を１００重量部としたときに３〜１５重量部であるものとする。
【００１０】
本発明によれば、多数回走行によっても優れた研磨性を長期に亘って維持し、かつ過度の研磨を回避することのできる極めて有用な研磨効果を有する磁性層を備えた磁気記録媒体が提供される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の磁気記録媒体について図を参照しながら詳細に説明する。
本発明の磁気記録媒体は、図１に示すように非磁性支持体１の一主面上に磁性層２を有し、他の主面にバックコート層３を有し、磁性層２側にはモース硬度が６以上の非磁性顔料の表面がカーボンにより被覆されてなる磁性層用研磨材５が設けられた構成を有している。
また、本発明の磁気記録媒体は、図２に示すように非磁性支持体１と磁性層２との間に下層非記録層４が形成された構成としてもよい。
以下、これら各層について説明する。
【００１２】
非磁性支持体１は、従来公知のものをいずれも適用可能である。例えば、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、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン類、セルローストリアセテート、セルロースダイアセテート、セルロースアセテートブチレート等のセルロース誘導体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等のビニル系樹脂、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド等のプラスチック、紙、アルミニウム、銅等の金属、アルミニウム合金、チタン合金等の軽合金、セラミックス、単結晶シリコン等をいずれも適用できる。
【００１３】
磁性層２は、下記強磁性粉末と結合剤とを主成分とする磁性塗料を塗布することによって形成されてなるものである。
強磁性粉末としては、例えばＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等の金属やＦｅ−Ｃｏ合金粉末、Ｆｅ−Ａｌ合金粉末、Ｆｅ−Ａｌ−Ｎｉ合金粉末、Ｆｅ−Ａｌ−Ｚｎ合金粉末、Ｆｅ−Ａｌ−Ｃｏ合金粉末、Ｆｅ−Ａｌ−Ｃａ合金粉末、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ａｌ合金粉末、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金粉末、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｍｎ合金粉末、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｚｎ合金粉末、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ合金粉末、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｚｎ合金粉末、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｎ合金粉末、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｓｉ合金粉末、Ｆｅ−Ｍｎ−Ｚｎ合金粉末、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐ合金粉末、強磁性酸化鉄、窒化鉄、強磁性二酸化クロム等が挙げられる。また強磁性粉末には、酸化安定性、焼結防止、形状安定等を目的とした添加元素または酸化物等を添加してもよい。これら添加元素および酸化物としては、例えばＡｌ、Ｙ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｌａおよびこれらの酸化物、α−Ｆｅ２Ｏ３、γ−Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４等が挙げられる。
なお、強磁性粉末の平均長軸長は０．３μｍ以下、例えば０．０２μｍ〜０．３μｍであるのが好ましい。平均長軸長をこのように設定することにより、低い電気抵抗値を維持しつつ、かつ優れた電磁変換特性および表面平滑性を有する磁気記録媒体を提供することができる。
【００１４】
結合剤としては、例えば塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコール共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−マレイン酸共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニル−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、メタクリル酸−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、熱可塑性ポリウレタン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリフッ化ビニル、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−メタクリル酸共重合体、ポリビニルブチラール、セルロース誘導体、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、熱硬化性ポリウレタン樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂またはこれらの混合物等が挙げられる。中でも、柔軟性を付与するとされているポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体と、剛性を付与するとされているセルロース誘導体、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等が好ましい。これらはイソシアネート化合物を架橋剤としてより耐久性を向上させたりしてもよい。
【００１５】
また、結合剤は分子中にカルボン酸基、アミノスルホン酸類基、ホスフィン基、−ＳＯ３Ｍ、−ＯＳＯ３Ｍ、−（Ｏ＝）Ｐ（ＯＭ１）（ＯＭ２）、−ＮＲ１Ｒ２、および−Ｎ＋Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｘ−（ただし、Ｍ、Ｍ１、およびＭ２はいずれも水素およびアルカリ金属のいずれか一種を表し、これらのうちＭ１およびＭ２は互いに同じでも異なってもよい。またＲ１、Ｒ２およびＲ３はいずれも水素および炭化水素基のいずれか一種を表し、互いに同じでも異なってもよい。さらにＸ−はハロゲンイオン、無機イオン、および有機イオンのいずれか一種を表す）からなる群から選ばれる少なくとも一種または二種以上の極性官能基を有していてもよい。
【００１６】
磁性塗料には、必要に応じて潤滑剤、帯電防止剤、防錆剤等の各種添加剤が添加されていてもよい。これら添加剤としては、従来公知のものをいずれも適用することができる。
【００１７】
本発明の磁気記録媒体１０においては、磁性層２側に、磁性層用研磨材５が設けられている。なおこの磁性層用研磨材５は磁性塗料中に含有させて磁性層形成と同工程によって設けてもよく、あるいは磁性層形成工程とは別途の工程によって磁性層と支持体との間、あるいは磁性層の表層側に設けてもよい。
【００１８】
磁性層用研磨材５は、モース硬度が６以上の非磁性顔料６の表面に、カーボン膜７が形成された構成を有している。
非磁性顔料６としては、実用上充分な研磨効果が得られるようにするため、モース硬度が６以上の材料を選定することが必要である。例えば酸化アルミニウム（アルミナ）や酸化鉄の微粒子を適用することができる。
【００１９】
カーボン膜７を構成するカーボンとしては、例えば、ファーネスブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック、ランプブラック等が挙げられる。これらのカーボンは単独で用いてもよく、組み合わせて用いてもよい。
また、カーボンは分散剤等により表面処理を施したり、樹脂でグラファイト化を施したり、表面の一部をグラファイト化したものを用いてもよい。
【００２０】
カーボンは、非磁性顔料６に対して３〜２０重量％の範囲でメカノケミカルに被覆されることが好適である。
なお、メカノケミカルとは、ある臨界以上の応力が固体に加わるとき、その作用点付近が局所的に高エネルギー状態となり、原子・分子の配列に乱れが生じ、物性が変化する現象である。この現象を用いてカーボンを処理し、非磁性顔料６に対してカーボンを被覆させる。
非磁性顔料６にカーボン７を被覆させる際には、カーボンのストラクチャーをメカノケミカルに解砕してグラファイトの結晶子とし、得られたグラファイトの結晶子を非磁性顔料６に被覆させる。この被覆処理においては、例えば、高速気流中衝撃装置（奈良機械製作所製商品名：ハイブリタイザー）を適用することができる。
【００２１】
図２中の下層非記録層４は、非強磁性無機粉末が結合剤中に分散して形成されているものとする。この非強磁性無機粉末としては、従来公知のものがいずれも使用可能であって、例えば、α−Ｆｅ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、α−ＦｅＯＯＨ、ＣａＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、炭酸カルシウム等が挙げられる。これら顔料の形状は、針状でも球状でもよいが、非強磁性無機粉末の長軸長は０．３μｍ以下、とくに０．０２μｍ〜０．３μｍであるのがよい。中でも好ましくは針状ヘマタイトが挙げられる。
【００２２】
また、下層非記録層４における結合剤は、磁性層２形成用の結合剤と同様のものを使用できる。
下層非記録層４の厚さは、０．２μｍ以上、とくに０．２μｍ〜２μｍが好ましい。下層非記録層４の厚さをこのように設定することにより、電気抵抗値の低減化が図られ、優れた電磁変換特性および表面性を有する磁気記録媒体を提供することができる。
なお必要に応じて、下層非記録層４を形成するための塗料には、公知の潤滑剤、分散剤、帯電防止剤、防錆剤等の各種添加剤を添加することができる。
【００２３】
磁性層２および下層非記録層４をそれぞれ形成する塗料を調製するために使用される溶剤は従来公知のものがいずれも適用でき、なんら限定されるものではなく、例えばアセトン、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溶媒、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、酢酸グリコールモノエチルエステル等のエステル系溶剤、グリコールモノエチルエーテル、ジオキサン等のグリコールエーテル系溶剤、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤、メチレンクロライド、エチレンクロライド、四塩化炭素、クロロホルム、エチレンクロロヒドリン、ジクロロベンゼン等の有機塩素化合物系溶剤が挙げられる。
【００２４】
磁性層２および下層非記録層４を形成するための塗料は、上述した各成分を溶剤とともに混練分散することにより調製される。混練分散の方法は、公知の方法を適用すればよくとくに制限されないが、通常の混練機、例えば連続二軸混練機（エクストルーダー）、コニーダー、加圧ニーダー等を用いる方法が挙げられる。
【００２５】
磁性層２を形成するための塗料を非磁性支持体１上に塗布するには、例えばグラビアコート、押出コート、エアードクターコート、リバースロールコート等の従来の塗布方法を採用することができる。
また、下層非記録層４および磁性層２を形成する際には、下層非記録層４および磁性層２を形成するための塗料をこの順で塗布して乾燥を行う、いわゆるウエット・オン・ドライ方式を用いてもよく、湿潤状態にある下層非記録層４を形成するための塗料の上に磁性層２を形成するための塗料を重ねて塗布する、いわゆるウエット・オン・ウエット方式を用いてもよい。
【００２６】
上述の非磁性支持体１における他方の面、すなわち磁性層２形成面とは反対側の主面に、走行性の向上や帯電防止及び転写防止を図るために、従来公知の材料によりバックコート層３を設けてもよい。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明の磁気記録媒体いついて、具体的な実施例を挙げて説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【００２８】
〔実施例１〕
先ず、下記に示す組成から成る磁性塗料を作製した。
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【００２９】
上記材料を、ニーダーで混練処理を施し、メチルエチルケトン、トルエン、およびシクロヘキサノンで希釈した後、サンドミル分散し、ポリイソシアネート（日本ポリウレタン製硬化剤「コロネートＬ」）を２重量部添加し、磁性塗料とした。
【００３０】
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【００３１】
上記の材料をサンドミル分散し、ポリイソシアネート（日本ポリウレタン製硬化剤「コロネートＬ」）２重量部添加して下層非記録層形成用の塗料を得た。
これを膜厚６．０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムよりなる非磁性支持体１上に塗布し、膜厚１．８μｍの下層非記録層４を形成し、その後、上記磁性塗料を塗布し、膜厚０．１μｍの磁性層２を形成した。
その後、磁性層２の磁場配向処理を行い、適度に乾燥させて巻取りし、カレンダー処理、および硬化処理を行った。
【００３２】
その後、下記組成のバックコート層用塗料を、磁性層２形成面とは反対側の主面に０．６μｍの厚さで塗布し、バックコート層３を形成した。
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【００３３】
上記磁性層用研磨材として、下記表１に示すものをそれぞれ適用して作製した磁気記録媒体を、１／２インチ幅に裁断し、〔実施例１〜５〕、〔比較例１〜６〕のサンプル磁気テープを得た。
このサンプル磁気テープについて、それぞれ走行出力低下の測定、および研磨力の測定を行った。
【００３４】
走行出力低下：１／２インチ固定ヘッド型ドライブ（ＶＳ８０）を用いて、磁気テープの全長を１００００回走行し、出力の低下を測定した。
出力の低下が３ｄＢ以下であれば、エラー上昇などの問題は発生しないものとした。
研磨力：ＥＣＭＡ−３１９に従い、ＡｌＦｅＳｉの角柱の削れ幅を測定することとし、走行前の値と、５０００回走行後の値を測定し比較した。
研磨力の値が１５μｍを下回ると、粉の発生量が研磨により削られる量を超えてしまい、出力が大幅に低下する。
また、繰り返し走行を行っても、研磨力の値が５０μｍ以上のままであると、磁気ヘッドが削られ、磁気ヘッドの破壊に至る。
【００３５】
各サンプル磁気テープの磁性層用研磨材の構成を表１に、上記走行出力低下と研磨力についての測定結果を表２に、それぞれ示す。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
【表２】
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【００３８】
上記表１および表２に示されているように、モース硬度が６以上の非磁性顔料に３〜２０重量％のカーボンを被覆した磁性層用研磨材を、磁性粉末１００重量部に対して３〜１５重量部添加させた〔実施例１〜５〕の磁気テープにおいては、初期研磨力および走行後研磨力がいずれも、１５μｍ以上の実用上充分に高い値となり、走行出力低下の低減化が図られた。
また、これら〔実施例１〜５〕の磁気テープにおいては、非磁性顔料の表面が均一にカーボン膜によって被覆されるようにしたため、カーボン膜がクッション効果を発揮し、初期の研磨力が過度にならないように抑制され、かつ繰り返し走行による研磨材の脱落が抑制され、磁気ヘッドの素子部の破損を防止し、かつ研磨効果の急激な低下に伴う出力低下を回避することができた。
【００３９】
〔比較例１〕においては、非磁性顔料にカーボン膜を被覆させなかったため、初期の研磨力は高すぎ、また走行による研磨材の脱落量が多く、走行後の研磨力が大幅に低下した。
【００４０】
〔比較例２〕においては、磁性層用研磨材の添加量が少な過ぎ、初期から実用上充分な研磨効果が得られず、出力の低減化を図ることができなかった。
【００４１】
〔比較例３〕、〔比較例４〕においては、磁性層用研磨材の添加量が多すぎ、磁気ヘッドの素子部が削られ、出力の低下を招来した。
【００４２】
〔比較例５〕においては、非磁性顔料に対するカーボン膜の被覆量が少な過ぎ、非磁性顔料の表面が均一に被覆されていないため、初期から走行後の研磨効果の低下が大きく、充分な出力の低減化を図ることができなかった。
【００４３】
〔比較例６〕においては、非磁性顔料に対するカーボン膜の被覆量が多過ぎ、被覆層が厚過ぎて初期状態において充分な研磨効果が発揮されず、充分な出力の低減化を図ることができなかった。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の磁気記録媒体によれば、磁性層側にモース硬度が６以上の非磁性顔料に３〜２０重量％のカーボンを被覆した磁性層用研磨材を、磁性粉末１００重量部に対して３〜１５重量部として設けたことにより、初期の研磨力が過度にならないように抑制され、かつ繰り返し走行による研磨材の脱落が抑制され、磁気ヘッドの素子部の破損を防止し、かつ研磨効果の急激な低下に伴う出力低下を回避することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気記録媒体の一例の概略断面図を示す。
【図２】本発明の磁気記録媒体の他の一例の概略断面図を示す。
【符号の説明】
１……非磁性支持体、２……磁性層、３……バックコート層、４……下層非記録層、５……磁性層用研磨材、６……非磁性顔料、７……カーボン膜、１０……磁気記録媒体
【図１】
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【図２】
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