JP2514829B2 - 磁気記録媒体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は非磁性支持体上に強磁性粉末を結合剤に分散
してなる磁性層または強磁性金属薄膜よりなる磁性層を
設けた磁気記録媒体に関し、特に広範囲の温湿度条件に
おいて走行性、耐久性に優れる磁気記録媒体に関するも
のである。 〔従来の技術〕 磁気記録媒体においては、より高密度記録の要求が高
まり、その一つの対応手段として磁性層の表面を平滑に
することが知られている。 しかしながら磁性層の表面を平滑にすると磁気記録媒
体の走行中に於いて磁性層と装置系との接触の摩擦係数
が増大する結果、短期間の使用で磁気記録媒体の磁性層
が損傷を受け、あるいは磁性層が剥離する傾向がある。 このような問題に対処するため、脂肪酸エステル（高
級脂肪酸エステル；特開昭50−22603号、特開昭50−153
905号，特公昭39−28367号，特公昭41−18065号、不飽
和脂肪酸エステル；特開昭55−139637号、不飽和脂肪酸
のエステル；特開昭58−164025号、不飽和アルコールの
脂肪酸エステル；特公昭47−12950号各公報、その他シ
リコーン化合物；米国特許第2654681号明細書、脂肪
酸、炭化水素等の潤滑剤が用いられてきた。 また走行耐久性を向上させるための別の対策として
は、磁性層に研磨材（硬質粒子）を添加する方法が提案
・実施されている。 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら最近VTRやパーソナルコンピュータまた
はワードプロセッサ用といった民生用のフレキシブルデ
ィスクドライブ装置の普及・一般化するにいたり、磁気
記録媒体の使用条件も低温下での使用、あるいは高温高
湿下での使用等広きにわたるようになってきた。 従って、磁気記録媒体は予測される種々の条件下にお
いてもその走行耐久性が変動することがないような安定
したものでなければならないが、従来知られているよう
な潤滑剤では十分ではなかった。 又磁性層の走行耐久性を向上させる目的で磁性層に研
磨材を添加する場合には、研磨材を相当多量に添加しな
ければその添加効果が現れにくい。すなわち、電磁変換
特性・ヘッド摩耗性を犠牲にすることなく走行耐久性を
得ることは究極的には難しい。 本発明の目的は特に広範囲の温度条件下において、す
ぐれた電磁変換特性を保ってすぐれた走行耐久性を安定
して得られる磁気記録媒体を提供することにある。 〔課題を解決するための手段及び作用〕 そこで本発明者らは磁性粉末塗布型および、金属薄膜
型磁気記録媒体の共通する上記問題点を解消するような
潤滑剤について鋭意検討した結果、エステル潤滑剤とし
て長鎖不飽和アルコールの飽和脂肪酸エステルを用いる
ことにより従来の潤滑剤では到底達成できなかった優れ
た耐久性・環境適応性を得ることができることを見出
し、本発明をなすに到ったものである。 すなわち本発明の上記目的は、非磁性支持体上に磁性
層を設けた磁気記録媒体において、該磁性層中又は層上
に炭素数６〜22の飽和脂肪酸と炭素数８〜22の不飽和ア
ルコールを縮合して得られるエステル化合物を含有させ
ることによって達成され、たとえば高温高湿、低温低湿
のような過酷な条件下で使用した場合でも恒に安定した
走行耐久性が得られる。 又本発明の上記目的は、前記磁気記録媒体において該
エステル化合物の分子量が430以上であることによりよ
り効果的に達成される。 本発明の炭素数６〜22の飽和脂肪酸と炭素数８〜22の
不飽和アルコールを縮合して得られるエステル化合物と
しては、炭素数６〜22の飽和脂肪酸と炭素数８〜22の不
飽和アルコールを縮合して得られるエステル化合物であ
れば原料脂肪酸の異性体構造（分岐か直鎖か）によら
ず、また原料アルコールの不飽和結合の異性構造（cis
かtransか）・数・位置・異性体構造（直鎖か分岐か）
によらず選択することができる。 さらに、これらのなかでも分子量が430以上のものが
少ない使用量で有効な潤滑作用を示す。 具体的にはカプロン酸エルシル、カプロン酸オレイ
ル、カプロン酸エライジル、カプロン酸バルミトレイ
ル、カプロン酸ウンデシレニル、デカン酸エルシル、デ
カン酸オレイル、デカン酸エライジル、デカン酸パルミ
トレイル、デカン酸ウンデシレニル、ラウリン酸エルシ
ル、ラウリン酸オレイル、ラウリン酸エライジル、ラウ
リン酸パルミトレイル、ラウリン酸ウンデシレニル、ミ
リスチン酸エルシル、ミリスチン酸オレイル、ミリスチ
ン酸エライジル、オリスチン酸パルミトレイル、ミリス
チン酸ウンデシレニル、ステアリン酸エルシル、ステア
リン酸オレイル、ステアリン酸エライジル、ステアリン
酸パルミトレイル、ステアリン酸ウンデシレニル、ベヘ
ン酸エルシル、ベヘン酸オレイル、ベヘン酸エライジ
ル、ベヘン酸パルミトレイル、ベヘン酸ウンデシレニ
ル、イソステアリン酸エルシル、イソステアリン酸オレ
イル、イソステアリン酸エライジル、イソステアリン酸
パルミトレイル、イソステアリン酸ウンデシレニル、イ
ソミリスチン酸エルシル、イソミリスチン酸オレイル、
イソミリスチン酸エライジル、イソミリスチン酸パリミ
トレイル、イソミリスチン酸ウンデシレニル等が挙げら
れる。 これらのなかでも特に効果の大きいものとしては、カ
プロン酸エルシル、デカン酸エルシル、デカン酸オレイ
ル、デカン酸エライジル、ラウリン酸エルシル、ラウリ
ン酸オレイル、ラウリン酸エライジル、ラウリン酸パル
ミトレイル、ミリスチン酸エルシル、ミリスチン酸オレ
イル、ミリスチン酸エライジル、ミリスチン酸パルミト
レイル、ミリスチン酸ウンデシレニル、ステアリン酸エ
ルシル、ステアリン酸オレイル、ステアリン酸エライジ
ル、ステアリン酸パルミトレイル、ステアリン酸ウンデ
シレニル、ベヘン酸エルシル、ベヘン酸オレイル、ベヘ
ン酸エライジル、ベヘン酸パルミトレイル、ベヘン酸ウ
ンデシレニル、イソステアリン酸エルシル、イソステア
リン酸オレイル、イソステアリン酸エライジル、イソス
テアリン酸パルミトレイル、イソステアリン酸ウンデシ
レニル、イソミリスチン酸エルシル、イソミリスチン酸
オレイル、イソミリスチン酸エライジル、イソミリスチ
ン酸パルミトレイル、イソミリスチン酸ウンデシレニル
であり、これらは分子量が430以上であることが共通の
特徴である。 さらに分子量が500以上で融点が36℃以下のものが最
も好ましい。具体的にはステアリン酸オレイル、イソス
テアリン酸オレイルなどである。 使用量は通常の塗布型磁気記録媒体の磁性層に内添す
る場合、エステルの分子量が400未満のときは磁性体に
対して１〜22重量％、分子量400以上のものは１〜16重
量％が適当である。塗布型磁気記録媒体の磁性層にまた
は金属薄膜型磁気記録層の表面にトップコートする場合
は２〜50mg/m²が適当で好ましくは２〜30mg/m²である。 使用量がこの範囲をこえると表面エステル量が過剰に
なり、貼りつき等の故障の原因になることがあるだけで
なく、内添型の場合磁性層バインダーを可塑化する作用
により却って耐久性が低下する等の問題がある。 使用量がこの範囲をしたまわると当然のことながら表
面エステル量が不十分となり効果が得られない。 本発明においては、その他の潤滑剤を混在させてもよ
い。 併用できる潤滑剤としては、飽和、不飽和の脂肪酸
（ミリスチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等）、金属
石鹸、脂肪酸アミド、本発明に該当しない脂肪酸エステ
ル（各種モノエステルをはじめソルビタン、グリセリン
等多価エステルの脂肪酸エステル、多塩基酸のエステル
化物等）、高級脂肪族アルコール、モノアルキルフォス
フェート、ジアルキルフォスフェート、トリアルキルフ
ォスフェート、パラフィン類、シリコーンオイル、動植
物油、鉱油、高級脂肪族アミン；グラファイトシリカ、
二硫化モリブデン、二硫化タングステ、ン等の無機微粉
末；ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、
エチレン−塩化ビニル共重合体、ポリテトラフルオロエ
チレン等の樹脂微粉末；αオレフィン重合物；常温で液
体の不飽和脂肪族炭化水素、フルオロカーボン類等があ
げられる。 これらの混在潤滑剤の好ましい使用量は使用態様によ
って様々だが、おおむね、本発明のエステル化合物の1/
10〜２倍の使用量である。 本発明において、炭素数６〜22の飽和脂肪酸と炭素数
８〜22の不飽和アルコールを縮合して得られるエステル
化合物を含有させる方法としては、磁性層に含有させる
方法と表面にトップコート（材料を有機溶剤に溶解して
基板に塗布あるいは噴霧したのち乾燥する方法、材料を
熔融して基板に塗着させる方法、有機溶剤に材料を熔解
した溶液に基板を浸漬して材料を基板表面に吸着させる
方法、ラングミュアープロジェット法などによる）する
方法があり、金属薄膜型磁気記録媒体の場合は、実質的
に後者の方法に限られる。 磁性粉末塗布型磁気記録媒体の場合使用される強磁性
粉末に特に制限はない。強磁性合金粉末、γ−Fe₂O₃，F
e₃O₄,Co変性酸化鉄、CoO₂、窒化鉄の他変性バリウムフ
ェライトおよび変性ストロンチウムフェライト等を挙げ
ることができる。 強磁性粉末の形状に特に制限はないが通常は、針状、
粒状、サイコロ状、米粒状および板状のものなどが使用
される。この強磁性粉末の比表面積は、20m²/g以上が電
磁変換特性上好ましい。 磁性層を形成する結合剤は通常の結合剤から選ぶこと
ができる。結合剤の例としては、塩化ビニル・酢酸ビニ
ル共重合体、塩化ビニル、酢酸ビニルとビニルアルコー
ル、マレイン酸および／またはアクリル酸との共重合
体、塩化ビニル・塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニル
・アクリロニロリル共重合体、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、
ポリウレタン樹脂、ポリカーボネートポリウレタン樹脂
等を挙げることができる。分散性・耐久性を更に高める
ために以上列挙の結合剤分子中に、極性基（エポキシ
基、Co₂H、OH、NH₂、SO₃M、OSO₃M、PO₃M₂、OPO₃M₂ただ
しＭは水素、アルカリ金属またはアンモニウムであり、
一つの基の中に複数のＭがあるときは互いに異なってい
てもよい）を導入したものが好ましい。極性基の含有量
とてしてはポリマー１グラム当り10^-6〜10^-4当量が好ま
しい範囲である。 以上列挙の高分子結合剤は単独または数種混合で使用
され、しばしばイソシアネート系の公知の架橋剤を添加
して硬化処理される。 また、アクリル酸エステル系のオリゴマーと、モノマ
ーを結合剤として用い、放射線照射によって硬化する結
合剤系にも、本発明のエステル化合物は適用される。 非磁性支持体の材質としては、ポリエチレンテレフタ
レート、ポリエチレン2,6ナフタレートなどのポリエス
テル類；ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレ
フィン類、セルローストリアセテートなどのセルロース
誘導体、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミドイ
ミド等の樹脂を用いることができ、必要に応じアルミニ
ウム等の金属でメタライズしてあってもよい。 支持体の厚みは３〜100μｍ、磁気テープとしては好
ましくは３〜20μｍ、磁気ディスクとしては20〜100μ
ｍが通常使用される範囲である。 本発明の磁気記録媒体の磁性層中の全結合剤の含有量
は、通常は強磁性粉末100重量部に対して10〜100重量部
であり、好ましくは20〜40部である。 本発明の磁気記録媒体の磁性層には、さらにモース硬
度５以上の無機質粒子を含有することが好ましい。 使用される無機質粒子は、モース硬度が５以上であれ
ば特に制限はない。モース硬度が５以上の無機質粒子の
例としては、Al₂O₃（モース硬度９）,TiO（同６），TiO
₂（同6.5），SiO₂（同７）、SnO₂（同6.5），Cr₂O₃（同
９），およびα−Fe₂O₃（同5.5）を挙げることができ、
これらを単独あるいは混合して用いることができる。 特に好ましいのはモース硬度が８以上の無機質粒子で
ある。モース硬度が５よりも低い無機質粒子を用いた場
合には、磁性層から無機質粒子が脱落しやすく、またヘ
ッドの研磨作用も殆どないため、ヘッド目詰まりを発生
しやすく、また走行耐久性も乏しくなる。 無機質粒子の含有量は、通常、強磁性粉末100重量部
に対して0.1〜20重量部の範囲であり、好好ましくは１
〜10重量部の範囲である。 また磁性層には上記の無機質粒子以外にも、カーボン
ブラック（特に、平均粒径が10〜300nm（ナノメート
ル：10^-9mのもの）などを含有させることが望ましい。 次に本発明の磁気記録媒体を製造する方法の例を述べ
る。 まず、強磁性粉末と結合剤、前記のメルカプト基を有
するエステル化合物、そして必要に応じて、他の充填
材、添加剤などを溶剤と混練し、磁性塗料を調製する。
混練の際に使用する溶剤としては、磁性塗料の調製に通
常使用されている溶剤を使用することができる。 混練の方法にも特に制限はなく、また各成分の添加順
序などは適宜設定することができる。 磁性塗料を調製する際には、分散剤、帯電防止剤、潤
滑剤等の公知の添加剤を併せて使用することもできる。 分散剤の例としては、炭素数12〜22の脂肪酸、その塩
またはエステル化物およびその化合物の水素の一部ある
いは全部をフッ素原子で置換した化合物、上記の脂肪酸
のアミド、脂肪族アミン、高級アルコール、ポリアルキ
レンオキサイドアルキル燐酸エステル、アルキル燐酸エ
ステル、アルキルホウ酸エステル、サルコシネート類、
アルキルエーテルエステル類、トリアルキルポリオレフ
ィン、オキシ第４級アンモニウム塩およびレシチンなど
の公知の分散剤を挙げることができる。 分散剤を使用する場合は通常は使用する強磁性粉末10
0重量部に対し、0.1〜10重量部の範囲で使用される。 帯電防止剤の例としては、カーボンプラック、カーボ
ンブラックグラフトポリマーなどの導電性微粉末；サポ
ニンなどの天然界面活性剤；アルキレンキサイド系、グ
リセリン系およびグリシドール系などのノニオン系界面
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化合物の塩類、ホスホニウ
ムまたはスルホニウム類などのカチオン性界面活性剤；
カルボン酸、燐酸、硫酸エステル基、燐酸エステル基等
の酸性基を含むアニオン性界面活性剤；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燐酸
エステル類等の両性界面活性剤等を挙げることができ
る。帯電防止剤として上記の導電性微粉末を使用する場
合には、例えば強磁性粉末100重量部に対し0.1〜10重量
部の範囲で使用され、界面活性剤を使用する場合にも同
様に0.12〜10重量部の範囲で使用される。 なお、上述した分散剤、帯電防止剤、潤滑剤などの添
加剤は、厳密に上述した作用効果のみを有するものであ
るとの限定の下に記載したものではなく、例えば、分散
剤が潤滑剤あるいは帯電防止剤として作用することも有
りうる。従って、上記分類により例示した化合物などの
効果作用が、上記分類に記載された事項に限定されない
ことは勿論であり、また複数の作用効果を奏する物質を
使用する場合には、添加量は、その作用効果を考慮して
決定することが好ましい。 このようにして調製された磁性塗料は前述の非磁性支
持体上に塗布される。塗布は、前記非磁性支持体上に直
接行うことも可能であるが、また、接着剤層などの中間
層を介して非磁性支持体上に塗布することもできる。こ
こでいう中間層とは接着剤単独の層または結合剤中にカ
ーボン等の非磁性微粒子を分散してなる複合膜層等であ
る。 カーボンを含有する中間層は結合剤として磁性層に用
いられる種々の結合剤のなかから任意に選ぶことができ
る。カーボンの粒径は10〜50nm（ナノメートル；10
^-9m）のものが好ましく、バインダー：カーボンは重量
比にして100:10から100:150が好ましい。中間層の厚み
は単なる接着剤層の場合0.1〜２μｍ、非磁性粉体を含
む複合層の場合0.5〜４μｍが好ましい。 中間層にはこのほか磁性層に用いている潤滑剤と同じ
または異なる潤滑剤を添加してもよい。 上記の強磁性粉末と結合剤の分散方法および支持体へ
の塗布方法などの詳細は特開昭54−46011号および同54
−21805号等の各公報に記載されている。 このようにして塗布される磁性層の厚さは、乾燥後の
厚さで一般には約0.5〜10μｍの範囲、通常は0.7〜6.0
μｍの範囲になるよう塗布される。 非磁性支持体上に塗布された磁性層は磁気記録媒体が
テープ状で使用される場合通常、磁性層中の強磁性粉末
を配向させる処理、即ち磁場配向処理を施したあと、乾
燥される。また逆にディスク状媒体の場合は磁気特性の
異方性をとりのぞくために、磁場による無配向処理が施
される。こののち必要により表面平滑化処理が施され
る。 〔実施例〕 次に実施例をもって本発明を具体的に説明するが、本
発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例
中の「部」との表示は「重量部」を示すものとする。 支持体として表面荒さRa＝0.028μｍ、厚み75μｍの
ポリエチレンテレフタレートフイルムの両面に下記の如
く調製した塗布液を塗布して厚さ1.8μｍの非磁性層
を形成し、さらにその上に同じく調製した塗布液を塗
布して厚さ0.6μｍの磁性層を形成した。 非磁性層（中間層）形成用塗布液の調製 組成 ニトロセルロース 12部 ポリウレタン（大日本インキ製クリスボン6119） ６部 導電性カーボンブラック（平均粒径30μｍ） ５部 ステアリン酸オレイル １部 溶剤（メチルエチルケトン／トルエン／メチルイソブチ
ルケトン2:2:1混合品） 180部 上記組成の成分をボールミルに入れ、十分混合して粘
度10ボイズ（25℃）の塗料を調製し、ここでポリイソシ
アネート（東日本塗料製ウレコートＢ マイラー用＃１
クリアー）７部を加えて十分混合し、非磁性層（中間
層）形成用塗布液とした。 磁性層形成用塗布液の調製 組成 Co添加FeOx粉末（ｘ＝1.4,平均粒径0.3μｍ×0.03μ
ｍ） 100部 塩化ビニル酢酸ビニル共重合体（UCC製 UMCH） 13部 ポリウレタン（日本ポリウレタン製 Ｎ−2304） ４部 Cr₂O₃（研磨剤） ５部 カーボンブラック（旭カーボン製「旭＃80」） ５部 エステル化合物・・・

【第１表に記載】 オレイン酸 １部 ミリスチン酸変性シリコーン 1.5部 溶剤（メチルエチルケトン／トルエン／メチルイソブチ
ルケトン重量比2:2:1） 240部 上記組成の諸成分をボールミルにいれ、十分攪拌し、
均一に分散させ、ここでポリイソシアネート（東日本塗
料製 ウレコートＢ マイラー用＃１クリアー）を７部
加えて十分混合し、磁性層形成用塗料とした。 上記のごとく塗布した被塗物をカレンダー（表面艶出
し機）により磁性層表面の平滑化処理を施したのち、半
径5.25インチの円板状のフレキシブルディスクに加工
し、試料を作成した。 試作したサンプル及びその評価結果を第１表に示す。 この結果から、本発明の化合物を用いた磁気記録媒体
サンプルNo.1〜6,9,19,22,23は、適正な電磁変換特性を
維持して、高温、低温の両極端条件で、優れた耐久性を
有することが明らかとなった。従来の磁気記録媒体サン
プルNo.7,8,10〜18,20,21は耐久性においてあきらかに
劣る。 〔発明の効果〕 本発明の非磁性支持体上に磁性層を設けた磁気記録媒
体において、該磁性層中又は層上に炭素数６〜22の飽和
脂肪酸と炭素数８〜22の不飽和アルコールを縮合して得
られるエステル化合物を含有させることを特徴とする磁
気記録媒体、及び更に前記磁気記録媒体において、該エ
ステル化合物の分子量が430以上であることを特徴とす
る磁気記録媒体によって、広い温度範囲において電磁変
換特性を保ってすぐれた走行耐久性を安定して示す磁気
記録媒体を得ることが出来た。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非磁性支持体上に磁性層を設けた磁気記録
   媒体において、該磁性層中又は層上に炭素数６〜22の飽
   和脂肪酸と炭素数８〜22の不飽和アルコールを縮合して
   得られるエステル化合物を含有させることを特徴とする
   磁気記録媒体。
2. 【請求項２】該エステル化合物の分子量が430以上であ
   ることを特徴とする請求項（１）記載の磁気記録媒体。