JP2554651B2 - 磁気記録媒体 - Google Patents

磁気記録媒体

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JP2554651B2 JP62116079A JP11607987A JP2554651B2 JP 2554651 B2 JP2554651 B2 JP 2554651B2 JP 62116079 A JP62116079 A JP 62116079A JP 11607987 A JP11607987 A JP 11607987A JP 2554651 B2 JP2554651 B2 JP 2554651B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、磁気記録媒体に係わり、さらに詳しくは優
れた走行性、耐久性を備え、高い記録密度を有する磁気
記録媒体に関する。
(従来の技術) 一般に、磁気記録媒体は、磁性粉末をバインダー樹脂
とともに分散した磁性塗料を、ポリエステルフィルム等
の非磁性支持体面に塗布し、必要に応じて配向処理を施
した後、乾燥工程および表面平滑化工程を経て製造され
ている。
周知のように、磁気記録媒体は、VTR、各種オーディ
オ機器、各種情報機器等の記録に広く用いられている。
近年は磁気記録媒体の高密度化のため、記録方式、磁気
記録媒体自身の高性能化の両面から研究が進められてお
り、特に磁気記録媒体自体については、新素材の開発に
よる高性能化がすすめられている。
磁気記録媒体は、利用目的によって設計思想が異なっ
ており、特に、フロッピーディスクに利用される磁気記
録媒体では、品質が重要性のかなりのウェイトを占め、
通常、磁気記録媒体自身の高密度化よりも、むしろ高信
頼性に向けて設計が行われている。
(発明が解決しようとする問題点) したがって、この種の磁気記録媒体を高密度化に対処
させようとした場合、磁気記録媒体の表面性を大巾に改
善する必要があるが、この方法では、磁気記録媒体の表
面が鏡面に近づき、ヘッドと媒体の接触面積が大きくな
るため、走行性、耐久性が劣化する傾向があった。ま
た、走行性や耐久性を改善する方法として、種々の潤滑
剤を併用する方法も知られているが、高い記録密度を維
持したまま、走行性や耐久性を充分満足するには至って
いない。
本発明は、従来の磁気記録媒体の走行性、耐久性を劣
化させることなく、高密度記録を可能とする磁気記録媒
体を提供すること目的とする。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明者等は、かかる従来の問題を解消すべく鋭意検
討した結果、磁気記録媒体表面のプロファイルを調整す
ることにより、これらの諸問題が解決されることを見出
した。
本発明は、かかる知見に基いてなされたもので、非磁
性支持体の少なくとも一方の面に磁性層を設けてなる磁
気記録媒体において、前記磁性層の表面形状を空間平均
波長(sλa)15μm〜30μm、および面平均粗さ(sR
a)0.008μm〜0.025μmとしたことを特徴としてい
る。
まず、本発明において規定した面平均粗さ(sRa)と
空間平均波長(sλa)というパラメーターについて説
明する。
面平均粗さ(sRa)は、JIS B0601「表面粗さの定義
と表示」に規定されている中心線平均粗さ(Ra)に準じ
たパラメーターであり、粗さ曲面からその中心面上に面
積Sの部分を抜き取り、この部分の中心面上に直交座標
軸X軸、Y軸を置き、中心面に直交する軸をZ軸で表し
たとき、次式で与えられるものである。
このような面平均粗さ(sRa)は、触針式表面粗さ計
により測定された粗さ曲線に対して仮想中心線を配し、
この粗さ曲線と仮想線中心線とで囲まれた各部分の面積
の平均値からRaを求め、これを面方向に拡張し平均化し
た値として得ることができる。
本発明において規定した空間平均波長(sλa)は、
次のようにして求められるパラメーターである。
すなわち、触針式表面粗さ計により得られた粗さ曲線
に対して、上記した面平均粗さ(sRa)による直線をX
軸、それに直角な方向をY軸として、粗さ曲線をy=f
(x)で表したとき、次式 で与えられる値をμm単位で表したものを、空間波長
(λ)とした。ただし(1)式において、ωは、磁
性層の三次元の表面形状を、正弦関数y=Asinω0xで近
似したと想定したときの空間周波数を表す。そして、こ
の空間波長(λ)を、関数y=f(x)の空間平均波
長(sλa)と定義した。この値が15μm〜30μmのと
き、磁気記録媒体は、高密度記録用として優れた特性を
発揮する。
なお、空間平均波長あるいは面平均粗さというパラメ
ーターの数値は、たとえば三次元粗さ測定器および同解
析装置などの機器により、容易に得ることができる。
本発明において、空間波長(sλa)の値を上記の範
囲に限定したのは、空間平均波長(sλa)が30μmを
越える波長を持つ表面形状で、磁気記録媒体表面が大き
なうねりとなってヘッドタッチが取りにくくなくなる上
に、モジュレーションが大きくなるという不都合が生
じ、逆に15μm未満の細かい波長の膜を形成しようとす
ると、カレンダー処理の能率を極端に低下させる結果と
なって結果的に塗膜の破断強度およびパッキング密度が
劣化し、高密度特性を保持したままで高い耐久性が得ら
れなくなるためである。
本発明において上記の磁気記録媒体の面平均粗さ(sR
a)を0.008μm〜0.025μmとしたのは、sRaが0.008μ
m未満では、高い再生出力が得られるが、その半面、摩
擦係数および耐久性の著しい劣化が生じ、逆に、sRaが
0.025μmを越えると、安定した走行性および耐久性は
得られやすいが、その半面、出力低下が生ずるためであ
る。
なお、本発明で規定される表面形状を有する磁気記録
媒体は、磁性粉として高密度磁気記録の達成が容易でし
かも磁性層表面に微細な凹凸を形成しやすい六方晶系フ
ェライト磁性粉を用い、さらに磁性塗料への固体物質の
添加量、あるいはカレンダー処理条件などを最適化する
ことにより、得られる。
本発明の磁気記録媒体は、バインダー樹脂、磁性粉末
および潤滑剤その他の添加剤を溶剤中に溶解または分散
させた磁性塗料を、ポリエステルフィルムのような非磁
性支持体上に常法により塗布し、乾燥させ、スーパーカ
レンダー装置等により磁性層に合った条件でカレンダー
等の表面処理を施し、適当な温度で磁性層膜を硬化させ
て打ち抜き加工処理した後、表面を平滑にして製造され
る。
本発明に使用するバインダー樹脂としては、ポリウレ
タン樹脂、またはポリウレタン樹脂と塩化ビニル−酢酸
ビニル系のレジンまたはセルロース樹脂等の他の樹脂と
の混合樹脂が適している。
特に、本発明に使用するポリウレタン樹脂としては、
分子量が5万以下と8万以上のものを、前者の100重量
部あたり、後者を10〜50重量部程度混合したものが適し
ている。
分子量が5万以下のポリウレタン樹脂としては、N−
3135、N−3127(日本ポリウレタン社製商品名)、MAU
−7300、MAU−2360(大日精化社製商品名)等が例示さ
れ、分子量が8万以上のポリウレタン樹脂としては、N
−2302、N−3022(日本ポリウレタン社製商品名)が例
示される。
このように分子量の異なるポリウレタン樹脂を混合し
て用いた場合、低分子量ウレタン樹脂は分散性を向上さ
せる作用をし高分子量ウレタン樹脂は磁気記録媒体の膜
強度を向上させる作用をする。
さらに、前述した磁性塗料中には、潤滑剤として、炭
素数14以上の高級飽和脂肪酸、高級不飽和脂肪酸および
これらのエステル類から選ばれた1種または2種以上が
配合される。このような脂肪酸類としては、ペンタデシ
ル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、
ノナデカン酸のような飽和脂肪酸や、オレイン酸、エラ
イジン酸、リノール酸、リノレン酸のような不飽和脂肪
酸、あるいはこれらの高級アルキルエステル等が例示さ
れる。これらの炭素数14以上の脂肪酸類およびこれらの
エステル類は、バインダー樹脂との親和性が良好であ
り、低級脂肪酸類と比較して磁気記録媒体表面への潤滑
効果が良好である。これらの潤滑剤の使用量は、磁気記
録層中に1〜5%含有される程度が好ましい。これらの
潤滑剤の配合量が少なすぎると表面潤滑効果が低くなっ
て、耐久性の面で不安定になり易く、逆に多くなりずき
ると磁性層表面にブリードして、高温での摩擦係数が大
きくなるため好ましくない。
本発明の磁性層に使用可能な磁性粉としては、γ−Fe
2O3、コバルト被着したγ−Fe2O3、CrO3、Ba−フェライ
ト、種々の磁性金属粉等があげられる。特に高密度記録
用としては磁性金属粉や六方晶系フェライト粉が適して
いる。
このような六方晶系の磁性粉としては、特に、一般式 M1O・n(Fe1-mMm2O3 [式中、M1はBa、Sr、Ca、Pbのいずれか1種の元素を表
わし、nは5.4〜6.0の数を表わし、MはTi、Co、Zn、I
n、Mn、Cu、Ge、Ta、Nb、Te、Zr、V、Al、Sn等の金属
を表わし、mは0〜2の数を表わす。]が好ましい。
なお、本発明の磁気記録媒体の磁性層には、これらの
成分の他、酸化クロム、アルミナ、シリコンカーバイド
等の研磨剤、帯電防止剤、分散剤、酸化防止剤、安定
剤、可塑剤、ポリイソシアネート等の硬化剤およびカー
ボンブラック等の添加剤を加えることができる。
(実施例) 以下に、この発明を実施例に基づいて具体的に説明す
る。
実施例1 Ba−フェライト粉 666重量部 (Ti、Co置換粉) ニトロセルロース樹脂 80 〃 ポリウレタン樹脂 120 〃 (分子量4.5万) アルミナ 45 〃 カーボン 50 〃 レシチン 14 〃 ステアリン酸 8 〃 ステアリン酸ブチル 17 〃 メチルエチルメトン 500 〃 トルエン 500 〃 シクロヘキサノン 500 〃 上記組成物をサンドミルにて分散して磁性塗料を作成
した。この磁性塗料をろ過して凝集物、異物を除去した
後、ポリイソシアネート化合物を13重量部添加し撹拌し
た。この磁性塗料を、厚さ75μmのポリエステルフィル
ムの両面に、塗布、乾燥した磁性層を形成した。次いで
スーパーカレンダー装置にて温度70℃、線圧100kg/cmで
処理した後、50℃の温度で2日間保持して磁性層を硬化
させ、3.5インチの円板状に打抜いて磁気ディスクを作
製した。得られたディスクの表面粗さは、三次元粗さ測
定器((株)小坂研究所製SE−3AK)および解析装置
((株)小坂研究所製SPA−11)を用いてスタイラスR2
μm、30mgfで測定解析した。
実施例2 実施例1の組成物で得られた磁性塗料を、厚さ75μm
のポリエステルフィルムの両面に、塗布、乾燥して磁性
層を形成しスーパーカレンダー装置にて温度70℃、線圧
200kg/cmで処理した以外は、実施例1と同じ条件で磁気
ディスクを作成した。
実施例3 実施例1の組成物で得られた磁性塗料を、厚さ75μm
のポリエステルフィルムの両面に、塗布、乾燥して磁性
層を形成し、スーパーカレンダー装置にて温度70℃、線
圧30kg/cmで処理した以外は、実施例1と同じ条件で磁
気ディスクを作成した。
実施例4 実施例1の組成物中ニトロセルロース樹脂の代わり
に、同量の塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコール
共重合体樹脂を使用した以外は、実施例1と同じ条件で
磁気ディスクを作成した。
実施例5 実施例4の組成物で得られた磁性塗料を、厚さ75μm
のポリエステルフィルムの両面に、塗布、乾燥して磁性
層を形成し、スーパーカレンダー装置にて温度70℃、線
圧20kg/cmで処理した以外は、実施例4と同じ条件で磁
気ディスクを作成した。
実施例6 実施例4の組成物で得られた磁性塗料を、厚さ75μm
のポリエステルフィルムの両面に、塗布、乾燥して磁性
層を形成し、スーパーカレンダー装置にて温度70℃、線
圧30kg/cmで処理した以外は、実施例4と同じ条件で磁
気ディスクを作成した。
実施例7 実施例1の組成物からニトロセルロース樹脂をなく
し、ウレタン樹脂を133重量部として得られた磁性塗料
を、厚さ75μmのポリエステルフィルムの両面に、塗
布、乾燥して磁性層を形成した以外は、実施例1と同じ
条件で磁気ディスクを作製した。
実施例8 実施例7の組成物で得られた磁性塗料を、厚さ75μm
のポリエステルフィルムの両面に、塗布、乾燥して磁性
層を形成し、スーパーカレンダー装置にて温度70℃、線
圧20kg/cmで処理した以外は、実施例7と同じ条件で磁
気ディスクを作製した。
比較例1 実施例1の組成物で得られた磁性塗料を、厚さ75μm
のポリエステルフィルムの両面に、塗布、乾燥して磁性
層を形成し、スーパーカレンダー装置にて温度85℃、線
圧200kg/cmで処理した以外は実施例1と同じ条件で磁気
ディスクを作製した。
比較例2 実施例1の組成物で得られた磁性塗料を、厚さ75μm
のポリエステルフィルムの両面に、塗布、乾燥して磁性
層を形成し、スーパーカレンダー装置にて温度50℃、線
圧30kg/cmで処理した以外は、実施例1と同じ条件で磁
気ディスクを作製した。
比較例3 実施例4の組成物で得られた磁性塗料を、厚さ75μm
のポリエステルフィルムの両面に、塗布、乾燥して磁性
層を形成し、スーパーカレンダー装置にて温度85℃、線
圧25kg/cmで処理した以外は、実施例4と同じ条件で磁
気ディスクを作製した。
比較例4 実施例7の組成物て得られた磁性塗料を、厚さ75μm
のポリエステルフィルムの両面に、塗布、乾燥して磁性
層を形成し、スーパーカレンダー装置にて温度50℃、線
圧20kg/cmで処理した以外は、実施例7と同じ条件で磁
気ディスクを作製した。
実施例9 実施例1組成中ポリウレタン樹脂(分子量4.5万)の
一部を高分子のポリウレタン樹脂(分子量8.5万)36重
量部にした以外は、実施例2と同じ条件で磁気ディスク
を作製した。
実施例10 実施例4の組成中ポリウレタン樹脂(分子量4.5万)
のうち36重量部を高分子のポリウレタン樹脂(分子量8.
5万)で置き代えた以外は、実施例5と同じ条件で磁気
ディスクを作製した。
実施例11 実施例7の組成中ポリウレタン樹脂(分子量4.5万)
の60重量部を高分子のポリウレタン樹脂(分子量10万)
で置き代えた以外は、実施例7と同じ条件で磁気ディス
クを作製した。
以上の実施例および比較例にて得られた磁気ディスク
について次の方法で、再生出力、摩擦係数および耐久試
験を行った。
〈再生出力〉 実効ギャップ0.29μmのヘッドを有する片面ヘッドタ
イプのディスクドライブに磁気ディスクを装着し、回転
数300r.p.mで、ディスク中心から32mmのトラック位置に
おける、35KBPIの再生出力を測定した。
〈摩擦係数〉 両面ヘッドタイプのディスクドライブに磁気ディスク
を装着して、ディスクドライブのモータートルクから摩
擦係数を計算で求めた。
〈耐久性〉 両面ヘッドタイプのディスクドライブに磁気ディスク
を装着して、トラック70の位置で記録信号を記録され、
このドライブを一周期24時間で5〜60℃を往復する温度
の条件下において、再生出力が初期出力の70%になるま
でのパス回数をカウントした。
上記の測定結果を次表に示す。測定結果は、5試料の
平均値を10万の位で切り捨てた値で示した。
[発明の効果] 以上の実施例からも明らかなように、本発明の磁気記
録媒体は、走行性および高耐久性を保持したままで、高
い再生出力を得ることができる。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】非磁性支持体の少なくとも一方の面に磁性
    層を設けてなる磁気記録媒体において、前記磁性層の表
    面形状を空間平均波長(sλa)15μm〜30μm、およ
    び面平均粗さ(sRa)0.008μm〜0.025μmとしたこと
    を特徴とする磁気記録媒体。
  2. 【請求項2】磁性層に用いる磁性粉が、六方晶系フェラ
    イトであることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の磁気記録媒体。
  3. 【請求項3】磁性層に用いるバインダー樹脂として、分
    子量が5万以下と8万以上のポリウレタン樹脂が併用さ
    れていることを特徴とする特許請求の範囲第1項または
    第2項記載の磁気記録媒体。
  4. 【請求項4】磁性層中に、炭素数が14以上の、高級飽和
    脂肪酸、高級不飽和脂肪酸およびこれらのエステルから
    選ばれた、1種または2種以上の潤滑剤が含有されてい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第3項
    のいずれか1項記載の磁気記録媒体。
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