JP2007141304A - 磁気記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】非磁性支持体の一方の面に強磁性粉末および結合剤を含む磁性層を有し、他方の面にカーボンブラックおよび結合剤を含むバックコート層を有する磁気記録媒体。前記バックコート層に含まれる結合剤は、ポリオール成分と有機ジイソシアネートと鎖延長剤を重合させることによって得られたポリウレタン樹脂を含み、前記鎖延長剤は、質量平均分子量500以下の脂環族多環式構造またはスピロ構造を有するジオールである。
【選択図】なし
Description
また、特許文献2には、バックコート層の結合剤として特定構造の三環式グリコールと炭素数が8以上のグリコールおよびエチレングリコールからなるポリエステルポリオールからなるウレタンを含有した磁気記録媒体が提案され、特定構造の三環式グリコールに起因する分散性への悪影響を改善するべく、炭素数が8以上のグリコールおよびエチレングリコールを特定の組成比率で併用したポリエステルポリオールからなるウレタンの記載がある。
即ち、上記目的を達成する手段は、以下の通りである。
[1] 非磁性支持体の一方の面に強磁性粉末および結合剤を含む磁性層を有し、他方の面にカーボンブラックおよび結合剤を含むバックコート層を有する磁気記録媒体であって、
前記バックコート層に含まれる結合剤は、ポリオール成分と有機ジイソシアネートと鎖延長剤を重合させることによって得られたポリウレタン樹脂を含み、
前記鎖延長剤は、質量平均分子量500以下の脂環族多環式構造またはスピロ構造を有するジオールであることを特徴とする磁気記録媒体。
[2] 前記鎖延長剤は、下記式(1)〜(3)からなる群から選ばれる少なくとも一種の構造を含む、[1]に記載の磁気記録媒体。
[4] 前記ポリオール成分は、脂環族多環式構造およびスピロ構造を有さない、[1]〜[3]のいずれかに記載の磁気記録媒体。
本発明の磁気記録媒体は、非磁性支持体の一方の面に強磁性粉末および結合剤を含む磁性層を有し、他方の面にカーボンブラックおよび結合剤を含むバックコート層を有する磁気記録媒体である。前記バックコート層に含まれる結合剤は、ポリオール成分と有機ジイソシアネートと鎖延長剤を重合させることによって得られたポリウレタン樹脂を含み、前記鎖延長剤は、質量平均分子量500以下の脂環族多環式構造またはスピロ構造を有するジオール(以下、「短鎖ジオール」ともいう)である。
前記ポリウレタン樹脂は、溶剤への溶解性に優れるため、バックコート層塗布液の分散性を高めることができる。よって、かかるポリウレタン樹脂をバックコート層の結合剤として使用することにより、磁性層表面性に影響を与えるバックコート層上の突起を低減し、電磁変換特性および走行耐久性に優れた磁気記録媒体を得ることができる。また、前記ポリウレタン樹脂は、バックコート層塗布液の分散安定性を高め、塗布液のポットライフを長くすることができるというメリットもある。また、脂環族多環式構造またはスピロ構造の作用により、塗膜強度が高まり、繰り返し摺動での塗膜の塑性変形を抑制できるという作用もある。
以下、前記短鎖ジオールについて説明する。
本発明において、「脂環族多環式構造」とは、2個以上の原子を共有している環を複数有する脂肪族炭化水素骨格をいい、「スピロ構造」とは、複数の環が1個の原子を共有している構造をいう。前記鎖延長剤は、脂環族多環式構造またはスピロ構造として、下記式(1)〜(3)からなる群から選ばれる少なくとも1つの構造を有することが好ましい。
前記2環式化合物の具体例としては、以下の化合物を例示できる;
ビシクロ[1.1.0]ブタンジオール、ビシクロ[1.1.1]ペンタンジオール、ビシクロ[2.1.0]ペンタンジオール、ビシクロ[2.1.1]ヘキサンジオール、ビシクロ[3.1.0]ヘキサンジオール、ビシクロ[2.2.1]ヘプタンジオール、ビシクロ[3.2.0]ヘプタンジオール、ビシクロ[3.1.1]ヘプタンジオール、ビシクロ[2.2.2]オクタンジオール、ビシクロ[3.2.1]オクタンジオール、ビシクロ[4.2.0]オクタンジオール、ビシクロ[5.2.0]ノナンジオール、ビシクロ[3.3.1]ノナンジオール、ビシクロ[3.3.2]デカンジオール、ビシクロ[4.2.2]デカンジオール、ビシクロ[4.3.3]ドデカンジオール、ビシクロ[3.3.3]ウンデカンジオール、ビシクロ[1.1.0]ブタンジメタノール、ビシクロ[1.1.1]ペンタンジメタノール、ビシクロ[2.1.0]ペンタンジメタノール、ビシクロ[2.1.1]ヘキサンジメタノール、ビシクロ[3.1.0]ヘキサンジメタノール、ビシクロ[2.2.1]ヘプタンジメタノール、ビシクロ[3.2.0]ヘプタンジメタノール、ビシクロ[3.1.1]ヘプタンジメタノール、ビシクロ[2.2.2]オクタンジメタノール、ビシクロ[3.2.1]オクタンジメタノール、ビシクロ[4.2.0]オクタンジメタノール、ビシクロ[5.2.0]ノナンジメタノール、ビシクロ[3.3.1]ノナンジメタノール、ビシクロ[3.3.2]デカンジメタノール、ビシクロ[4.2.2]デカンジメタノール、ビシクロ[4.3.3]ドデカンジメタノール、ビシクロ[3.3.3]ウンデカンジメタノール。
トリシクロ[2.2.1.0]ヘプタンジオール、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカンジオール、トリシクロ[4.2.1.27,9]ウンデカンジオール、トリシクロ[5.4.0.02,9]ウンデカンジオール、トリシクロ[5.3.1.1]ドデカンジオール、トリシクロ[4.4.1.1]ドデカンジオール、トリシクロ[7.3.2.05,13]テトラデカンジオール、トリシクロ[5.5.1.03,11]トリデカンジオール、トリシクロ[2.2.1.0]ヘプタンジメタノール、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカンジメタノール、トリシクロ[4.2.1.27,9]ウンデカンジメタノール、トリシクロ[5.4.0.02,9]ウンデカンジメタノール、トリシクロ[5.3.1.1]ドデカンジメタノール、トリシクロ[4.4.1.1]ドデカンジメタノール、トリシクロ[7.3.2.05,13]テトラデカンジメタノール、トリシクロ[5.5.1.03,11]トリデカンジメタノール。
前記ポリウレタン樹脂の原料となるポリオールとしては、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリオレフィンポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエーテルエステルポリオールを用いることができる。なかでもポリエーテルポリオールが好ましく、特にビスフェノールAのポリプロピレンオキサイド付加物が好ましい。前記ポリオール成分の質量平均分子量は、好ましくは400〜5000であり、より好ましくは1000〜5000である。また、バックコート層塗布液の分散性を高めるためには、前記ポリオール成分は、脂環族多環式構造またはスピロ構造をもたないことが好ましい。
前記ポリウレタン樹脂の原料となる有機ジイソシアネートとしては、ウレタン化合物の製造に使用されている各種のものを用いることができる。具体的には、TDI(トリレンジイソシアネート)、MDI(ジフェニルメタンジイソシアネート)、p−フェニレンジイソシアネート、o−フェニレンジイソシアネート、m−フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水素化キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどが好ましい。
前記ポリウレタン樹脂の原料としては、前述の短鎖ジオール、ポリオール成分、有機ジイソシアネートに加え、脂環族多環式構造およびスピロ構造を持たない短鎖ジオールを併用することもできる。併用可能な短鎖ジオールとしては、質量平均分子量500以下の低分子ジオールを用いることができるが、好ましくは質量平均分子量300以下のものである。そのような短鎖ジオールとしては、下記のものを挙げることができる;エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール(NPG)、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、2−エチル−2−ブチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール等の脂肪族グリコール、シクロヘキサンジメタノール(CHDM)、シクロヘキサンジオール(CHD)、水素化ビスフェノールA(H−BPA)等の脂環族グリコールおよびこれらのエチレンオキシド付加物、プロピレンオキシド付加物、ビスフェノールA(BPA)、ビスフェノールS、ビスフェノールP、ビスフェノールFなど芳香族グリコールおよびこれらのエチレンオキシド付加物、プロピレンオキシド付加物を挙げることができる。なかでも特に好ましいものは水素化ビスフェノールA、ビスフェノ−ルAのプロピレンオキシド付加物。
また、前記ポリウレタン樹脂におけるポリオール成分の含有量は好ましくは10〜80質量%、より好ましくは20〜70質量%であり、有機ジイソシアネートの含有量は、好ましくは10〜70質量%、より好ましくは10〜60質量%である。
バックコート層の結合剤としては、前記ポリウレタン樹脂とともに、他に各種の合成樹脂を用いることができる。併用可能な樹脂としては、塩化ビニル系樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ニトロセルロース樹脂などのセルロース誘導体、アクリル樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂を挙げることができる。これらは、単独でも組み合わせでも使用することができる。他の合成樹脂を併用する場合には、バックコート層に含まれる前記ポリウレタン樹脂は、結合剤中に10〜90質量%含有されていることが好ましく、さらに好ましくは20〜80質量%、特に好ましくは25〜60質量%である。また塩化ビニル系樹脂を併用する場合、塩化ビニル系樹脂は、バックコート層結合剤中に10〜80質量%含有されていることが好ましく、さらに好ましくは20〜70質量%、特に好ましくは30〜60質量%である。併用可能な塩化ビニル系樹脂の重合度は200〜600が好ましく、250〜450が特に好ましい。塩化ビニル系樹脂はビニル系モノマー、例えば酢酸ビニル、ビニルアルコール、塩化ビニリデン、アクリロニトリルなどを共重合させたものでもよい。
一般に、コンピュータデータ記録用の磁気テープは、ビデオテープ、オーディオテープに比較して、繰り返し走行性が強く要求される。このような高い走行耐久性を維持させるために、バックコート層には、カーボンブラックが含まれ、更に、無機粉末を含有させることもできる。
次に、本発明の磁気記録媒体が有する磁性層について説明する。
磁性層に使用される強磁性粉末は、コバルト含有強磁性酸化鉄または強磁性合金粉末であることができる。そのSBET比表面積は40〜80m2/gであることが好ましく、より好ましくは50〜70m2/gである。結晶子サイズは12〜25nmであることが好ましく、より好ましくは13〜22nmであり、特に好ましくは14〜20nmである。長軸長は0.05〜0.25μmであることが好ましく、より好ましくは0.07〜0.2μmであり、特に好ましくは0.08〜0.15μmである。強磁性粉末としては、イットリウムを含むFe、Fe−Co、Fe−Ni、Co−Ni−Feが挙げられ、強磁性粉末中のイットリウム含有量は、鉄原子に対するイットリウム原子の比(Y/Fe)が0.5原子%〜20原子%であることが好ましく、更に好ましくは5〜10原子%である。0.5原子%以上よりも少ないと強磁性粉末の高σS化できないために磁気特性が低下し、電磁変換特性が低下する。20原子%よりも大きいと鉄の含有量が少なくなるので磁気特性が低下し、電磁変換特性が低下する。さらに、鉄100原子%に対して20原子%以下の範囲内で、アルミニウム、ケイ素、硫黄、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、銅、亜鉛、モリブデン、ロジウム、パラジウム、錫、アンチモン、ホウ素、バリウム、タンタル、タングステン、レニウム、金、鉛、リン、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、テルル、ビスマス等を含むことができる。また、少量の水、水酸化物または酸化物を含む強磁性金属粉末を用いることもできる。
次に本発明の磁気記録媒体が、非磁性支持体と磁性層との間に下層(非磁性層または磁性層)を有する場合の下層について説明する。非磁性支持体と磁性層との間に設けられる下層は、無機粉末と結合剤を含む層であることができる。下層に用いられる無機粉末は、磁性粉末、非磁性粉末を問わない。例えば非磁性粉末の場合、金属酸化物、金属炭酸塩、金属硫酸塩、金属窒化物、金属炭化物、金属硫化物、等の無機質化合物から選択することができる。無機化合物としては例えばα化率90〜100%のα−アルミナ、β−アルミナ、γ−アルミナ、炭化ケイ素、酸化クロム、酸化セリウム、α−酸化鉄、コランダム、窒化珪素、チタンカーバイト、酸化チタン、二酸化珪素、酸化すず、酸化マグネシウム、酸化タングステン、酸化ジルコニウム、窒化ホウ素、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、二硫化モリブデンなどが単独または組合せで使用される。特に好ましいものは二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄、硫酸バリウムであり、更に好ましいものは二酸化チタンである。これら非磁性粉末の平均粒径は0.005〜2μmであることが好ましいが、必要に応じて平均粒径の異なる非磁性粉末を組み合わせたり、単独の非磁性粉末でも粒径分布を広くして同様の効果をもたせることもできる。とりわけ好ましい非磁性粉末の平均粒径は0.01μm〜0.2μmである。非磁性粉末のpHは6〜9の間が特に好ましい。非磁性粉末の比表面積は1〜100m2/gであることが好ましく、より好ましくは5〜50m2/g、更に好ましくは7〜40m2/gである。非磁性粉末の結晶子サイス゛は0.01μm〜2μmが好ましい。DBPを用いた吸油量は5〜100ml/100gであることが好ましく、より好ましくは10〜80ml/100g、更に好ましくは20〜60ml/100gである。比重は1〜12であることが好ましく、より好ましくは3〜6である。形状は針状、球状、多面体状、板状のいずれでも良い。
磁性層および下層(非磁性層または磁性層)の結合剤としては、従来公知の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、反応型樹脂やこれらの混合物が挙げられる。熱可塑系樹脂としては、ガラス転移温度が−100〜150℃、数平均分子量が1,000〜200,000、好ましくは10,000〜100,000、重合度が約50〜1000程度のものを用いることができる。
磁性層および非磁性層に用いられる研磨剤としてはα化率90%以上のα−アルミナ、β−アルミナ、炭化ケイ素、酸化クロム、酸化セリウム、α−酸化鉄、コランダム、人造ダイアモンド、窒化珪素、炭化珪素チタンカーバイト、酸化チタン、二酸化珪素、窒化ホウ素、など主としてモース硬度6以上の公知の材料が単独または組合せで使用される。また、これらの研磨剤どうしの複合体(研磨剤を他の研磨剤で表面処理したもの)を使用してもよい。これらの研磨剤には主成分以外の化合物または元素が含まれる場合もあるが主成分が90%以上であれば効果にかわりはない。これら研磨剤の粒子サイズは0.01〜2μmであることが好ましく、更に好ましくは0.05〜1.0μm、特に好ましくは0.05〜0.5μmの範囲である。特に電磁変換特性を高めるためには、その粒度分布が狭い方が好ましい。また耐久性を向上させるためには必要に応じて粒子サイズの異なる研磨剤を組み合わせたり、単独の研磨剤でも粒径分布を広くして同様の効果をもたせることも可能である。タップ密度は0.3〜2g/cc、含水率は0.1〜5%、pHは2〜11、比表面積は1〜30m2/g、であることがそれぞれ好ましい。本発明に用いられる研磨剤の形状は針状、球状、サイコロ状、のいずれでも良いが、形状の一部に角を有するものが研磨性が高く好ましい。具体的には住友化学社製AKP−12、AKP−15、AKP−20、AKP−30、AKP−50、HIT20、HIT−30、HIT−55、HIT60、HIT70、HIT80、HIT100、レイノルズ社製ERC−DBM、HP−DBM、HPS−DBM、不二見研磨剤社製WA10000、上村工業社製UB20、日本化学工業社製G−5、クロメックスU2、クロメックスU1、戸田工業社製TF100、TF140、イビデン社製ベータランダムウルトラファイン、昭和鉱業社製B−3などが挙げられる。これらの研磨剤は必要に応じ非磁性層に添加することもできる。非磁性層に添加することで表面形状を制御したり、研磨剤の突出状態を制御したりすることができる。これら磁性層、非磁性層の添加する研磨剤の粒径、量はむろん最適値に設定すべきものである。
磁性層および非磁性層には、潤滑効果、帯電防止効果、分散効果、可塑効果、などをもつ添加剤を使用することができる。具体的には、二硫化モリブデン、二硫化タングステングラファイト、窒化ホウ素、フッ化黒鉛、シリコーンオイル、極性基をもつシリコーン、脂肪酸変性シリコーン、フッ素含有シリコーン、フッ素含有アルコール、フッ素含有エステル、ポリオレフィン、ポリグリコール、アルキル燐酸エステルおよびそのアルカリ金属塩、アルキル硫酸エステルおよびそのアルカリ金属塩、ポリフェニルエーテル、フェニルホスホン酸、αナフチル燐酸、フェニル燐酸、ジフェニル燐酸、p−エチルベンゼンホスホン酸、フェニルホスフィン酸、アミノキノン類、各種シランカップリング剤、チタンカップリング剤、フッ素含有アルキル硫酸エステルおよびそのアルカリ金属塩、炭素数10〜24の一塩基性脂肪酸(不飽和結合を含んでも、また分岐していてもかまわない)、および、これらの金属塩(Li、Na、K、Cuなど)または、炭素数12〜22の一価、二価、三価、四価、五価、六価アルコール、(不飽和結合を含んでも、また分岐していてもかまわない)、炭素数12〜22のアルコキシアルコール、炭素数10〜24の一塩基性脂肪酸(不飽和結合を含んでも、また分岐していてもかまわない)と炭素数2〜12の一価、二価、三価、四価、五価、六価アルコールのいずれか一つ(不飽和結合を含んでも、また分岐していてもかまわない)とからなるモノ脂肪酸エステルまたはジ脂肪酸エステルまたはトリ脂肪酸エステル、アルキレンオキシド重合物のモノアルキルエーテルの脂肪酸エステル、炭素数8〜22の脂肪酸アミド、炭素数8〜22の脂肪族アミン、などが使用できる。
本発明に用いることのできる非磁性支持体としては二軸延伸を行ったポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、芳香族ポリアミド、ポリベンズオキシダゾール等の公知のものを挙げることができる。好ましくはポリエチレンナフタレート、芳香族ポリアミドである。これらの非磁性支持体には、あらかじめコロナ放電、プラズマ処理、易接着処理、熱処理などを行っても良い。また本発明に用いることのできる非磁性支持体は中心線平均表面粗さがカットオフ値0.25mmにおいて0.1〜20nm、好ましくは1〜10nmの範囲という優れた平滑性を有する表面であることが好ましい。また、これらの非磁性支持体は中心線平均表面粗さが小さいだけでなく、1μ以上の粗大突起がないことが好ましい。
本発明の磁気記録媒体において、非磁性支持体の厚さは、例えば2〜100μm、好ましくは2〜80μmである。コンピューターテープの場合、非磁性支持体としては、3.0〜6.5μm(好ましくは、3.0〜6.0μm、更に好ましくは、4.0〜5.5μm)の範囲の厚さのものを使用することができる。
下層の厚みは通常、0.2〜5.0μm、好ましくは0.3〜3.0μm、さらに好ましくは1.0〜2.5μmである。なお、下層が非磁性層の場合、この非磁性層は実質的に非磁性であればその効果を発揮するものであり、例えば不純物として、または意図的に少量の磁性体を含んでも、本発明の効果を示すものであり、本発明と実質的に同一の構成と見なすことができることは言うまでもない。
本発明の磁気記録媒体の製造方法は、例えば、走行下にある非磁性支持体の表面に下層用の塗布液を塗布した後に、または同時に磁性層塗布液を塗布し、磁性層の乾燥後の層厚が好ましくは0.05〜1.00μm、より好ましくは0.07〜0.5μmになるように塗布し、下層の乾燥後の厚さが好ましくは0.5〜2.0μmとなるように、より好ましくは1.0〜1.5μmとなるように塗布する。更に、磁性層を設けた面とは反対側に、バックコート層塗布液を塗布、乾燥させてバックコート層を形成する。
(1)磁性層塗布液の塗布で一般的に適用されるグラビア、ロール、ブレード、エクストルージョン等の塗布装置により、まず下層を塗布し、下層が未乾燥の状態のうちに特公平1−46186号公報、特開昭60−238179号公報、特開平2−265672号公報等に開示されているような支持体加圧型エクストルージョン塗布装置により、上層を塗布する。
(2)特開昭63−88080号公報、特開平2−17971号公報、特開平2−265672号公報に開示されているような塗布液通液スリットを2個有する一つの塗布ヘッドにより上下層をほぼ同時に塗布する。
(3)特開平2−174965号公報に開示されているようなバックアップロール付きのエクストルージョン塗布装置により、上下層をほぼ同時に塗布する。
また、本発明では、バックコート層の結合剤として前述のポリウレタン樹脂を用いることにより、バックコート層塗布液の分散性を高め、平滑性に優れたバックコート層を得ることができる。本発明の磁気記録媒体におけるバックコート層の中心線平均粗さは、例えば30nm以下、好ましくは25nm以下、更に好ましくは20nm以下である。その下限値は、例えば3nmである。
表1に示した組成のジオール、ポリオ−ルを還流式冷却器、撹拌機を具備し、予め窒素置換した容器にシクロヘキサノンに30質量%の溶液となるように窒素気流下60℃で溶解した。次いで触媒として、ジ−n−ブチルスズジラウレート60ppmを加え更に15分間溶解した。更に表1に示したジイソシアネートを加え90℃にて6時間加熱反応し、ポリウレタン樹脂溶液A〜Hを得た。得られたポリウレタンの質量平均分子量およびガラス転移温度Tgを表1に示す。また、質量平均分子量は、高速液体クロマトグラフィー(東ソー製HLC8020)を用い、テトラヒドロフラン溶媒流量1ml/minの条件で、標準ポリスチレン換算で求めた。
磁性層塗布液
強磁性金属粉末 100部
(Co/Fe=30原子%、Hc:2350エルステッド(187kA/m)、SBET:55m2/g、表面処理層:Al2O3、SiO2、Y2O3、平均長軸長:50nm、平均針状比:7、σs:120A・m2/kg)
塩化ビニル共重合体 MR110(日本ゼオン社製) 12部
ポリウレタン樹脂 UR8200(東洋紡社製) 5部
ポリイソシアネート 5部
α−Al2O3 5部
モ−ス硬度9(平均粒子径:0.1μm)
カーボンブラック(平均粒子径:0.08μm) 0.5部
ブチルステアレート 1部
ステアリン酸 5部
メチルエチルケトン 90部
シクロヘキサノン 30部
トルエン 60部
次いで得られた磁性層塗布液を乾燥後の厚さが1.5μmになるように、リバースロールを用いて、予めコロナ処理を施して、ベース表面を親水性にしたポリアミド樹脂支持体上に塗布した。磁性層塗布液が塗布された非磁性支持体を、磁性塗料が未乾燥の状態で0.5Tの磁力をもつコバルト磁石と0.4Tの磁力をもつソレノイドにより配向させ乾燥後、金属ロールとエポキシ樹脂ロールから構成される7段のカレンダで温度100℃にて分速200m/minで処理を行い、その後、予めコロナ処理を施した他方の支持体面に厚み0.3μmのバックコート層を下記バックコート層処方の塗布液を用いて塗布した。3.8mm幅にスリットしてデジタル記録用テ−プを作製した。
混練物(a)
カーボンブラック BP−800 キャボット製 100部
ニトロセルロース (旭化成製RS1/2) 30部
ポリウレタン樹脂 A 100部
分散剤 オレイン酸銅 5部
銅フタロシアニン 5部
沈降性硫酸バリウム 5部
メチルエチルケトン 500部
トルエン 500部
混練物(b)
カーボンブラック 100部
(SBET:8.5m2/g、平均粒径:270nm、DBP吸油量:36ml/100g、pH:10)
ポリウレタン樹脂 A 100部
メチルエチルケトン 300部
トルエン 300部
上記混練物(a)をロールミルで予備混練した後、混練物(a)と混練物(b)とをサンドグラインダーで分散して、完成後、以下の成分を加えて、バックコート層用塗布液とした。
ポリエステル樹脂(東洋紡製バイロン300) 5部
ポリイソシアナート(日本ポリウレタン社製コロネートL) 5部
バックコート層に使用するポリウレタン樹脂をB〜Gに変更した以外は、実施例1と同様に試料を作製した。
バックコート層のポリウレタン樹脂をI〜Kに変更した以外は、実施例1と同様に試料を作製した。比較例3は、特開平4−188428の実施例記載のポリウレタンを使用した。
(1)表面平滑性
走行安定性の評価として、バックコート層の表面突起密度の測定を行った。
走査プローブ顕微鏡(Digital Instrument社製Nanoscope II)を用い、トンネル電流10nA、バイアス電流400mVで30μm×30μmの範囲を走査して100nm以上の突起数を求めた比較例1を10としたときの相対値で示した。10以下であることが望ましい。
(2)バック層の摩擦係数:μ値の測定、ガイド棒の汚れ観察
4mmφのSUS420Jのバック層面を接触させるように180度の角度でテープを渡し、荷重20g、秒速14mmの条件で摺動させて、下記オイラーの式に基づいてバック層の摩擦係数を求めた。
μ=(1/π)ln(T2/T1)
[T2:摺動抵抗値(g)、T1:荷重]
測定は、繰り返し500パスまで行い、10パス目と500パス目の摩擦係数を求めた。摩擦係数は0.20以下であることが望ましい。
また、測定後のガイド棒の汚れを微分干渉光学顕微鏡で観察し、以下の評価基準で評価した。
良好:汚れが全くみられない。
不良:汚れがある。
(3)電磁変換特性
DDS3ドライブにて4.7MHzの単一周波数信号を最適記録電流で記録し、その再生出力を測定した。比較例1の再生出力を0dBとした相対値で示した。
以上の結果を、表2に示す。
下層(非磁性層)塗布液
非磁性無機粉末 α−Fe2O3:ヘマタイト 80部
(平均長軸長:0.10μm、SBET:52m2/g、pH:6、タップ密度:0.8、DBP吸油量:27〜38ml/100g、表面処理層:Al2O3、SiO2)
カーボンブラック 20部
(平均粒子径:16nm、DBP吸油量:80ml/100g、pH:8.0、SBET:250m2/g、揮発分:1.5%)
塩化ビニル共重合体 MR110(日本ゼオン社製) 17部
ポリウレタン樹脂 UR8200(東洋紡社製) 5部
ポリイソシアネート 5部
α−Al2O3(平均粒子径:0.2μm) 5部
ブチルステアレート 1部
ステアリン酸 1部
メチルエチルケトン 100部
シクロヘキサノン 50部
トルエン 50部
バックコート層のポリウレタンを表3に示したポリウレタンに変更した以外は実施例9と同様の方法で、実施例10〜11および比較例4〜6の試料を作製し、実施例1と同様に評価を行った。結果を表3に示す。
質量平均分子量500以下の脂環族多環式構造またはスピロ構造を有するジオールを鎖延長剤として用いて得られたポリウレタン樹脂をバックコート層の結合剤として使用した実施例1〜11の磁気テープは、高いバックコート層平滑性を有していた。また、前記ポリウレタン樹脂は、繰り返し走行後の摩擦係数の変化およびガイド棒汚れが少なく、高い走行安定性および走行耐久性を有していた。これは、バックコート層の分散性が高いことに加え、結合剤に含まれる脂環族多環式構造またはスピロ構造の作用により、塗膜強度が高まり、繰り返し摺動での塗膜の塑性変形を抑制されたことに起因するものと考えられる。また、実施例1〜11の磁気テープは、再生出力が高く、良好な電磁変換特性を有していた。これは、バックコート層が平滑であるため、バックコート層の表面性が磁性層表面に転写されることが抑制されたことに起因すると考えられる。
それに対し、バックコート層の結合剤として、上記環状構造を含まないポリウレタン樹脂を使用した比較例2、5は、バックコート層の平滑性に劣り、繰り返し走行後のガイド汚れが顕著であり、再生出力も低下した。また、比較例2、5では、繰り返し走行により磁気テープのハリツキが発生し、走行不能となった。
また、バックコート層の結合剤として、ポリオール成分に上記環状構造を含むポリウレタン樹脂を用いた比較例1、3、比較例4、6は、バックコート層の平滑性に劣り、繰り返し走行前後の摩擦係数変化およびガイド汚れが顕著であり、再生出力も低下した。
以上の結果から、バックコート層の結合剤として、質量平均分子量500以下の脂環族多環式構造またはスピロ構造を有するジオールを鎖延長剤として用いて得られたポリウレタン樹脂を用いることにより、高い走行安定性、走行耐久性、電磁変換特性を有する磁気記録媒体を得ることができることがわかる。
Claims (4)
- 非磁性支持体の一方の面に強磁性粉末および結合剤を含む磁性層を有し、他方の面にカーボンブラックおよび結合剤を含むバックコート層を有する磁気記録媒体であって、
前記バックコート層に含まれる結合剤は、ポリオール成分と有機ジイソシアネートと鎖延長剤を重合させることによって得られたポリウレタン樹脂を含み、
前記鎖延長剤は、質量平均分子量500以下の脂環族多環式構造またはスピロ構造を有するジオールであることを特徴とする磁気記録媒体。 - 前記ポリウレタン樹脂は、脂環族多環式構造またはスピロ構造を0.1〜5.5mmol/g含む、請求項1または2に記載の磁気記録媒体。
- 前記ポリオール成分は、脂環族多環式構造およびスピロ構造を有さない、請求項1〜3のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。
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