JP2646206B2 - 磁気記録媒体 - Google Patents

磁気記録媒体

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JP2646206B2 JP16558086A JP16558086A JP2646206B2 JP 2646206 B2 JP2646206 B2 JP 2646206B2 JP 16558086 A JP16558086 A JP 16558086A JP 16558086 A JP16558086 A JP 16558086A JP 2646206 B2 JP2646206 B2 JP 2646206B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、磁気記録媒体に関し、更に詳しく言えば、
磁性塗膜における磁性粉末の分散性及び表面性が向上さ
れしかも電磁変換特性が良好で且つ高温高湿時の保存性
及び走行性が良好な磁気記録媒体に関する。
発明の背景 一般に、磁気テープの如き磁気記録媒体は、γ−Fe2O
3等の磁性粉末を高分子量の樹脂バインダー成分中に分
散させた磁性塗料をポリエステルフイルム等の支持体上
に塗布することによつて作られる。磁性塗膜の性質は、
走行性等の物理的性質のみならず、磁性粉末の分散性等
から磁気特性にも大いに関係しており、そしてこれは主
として樹脂バインダー成分及び添加剤によつて大きく支
配される。そこで樹脂バインダー成分としてこれまで種
々のものが提案されている。その1つとして、従来から
塩化ビニル/酢酸ビニル/ビニルアルコール共重合体が
磁気テープ用のバインダー樹脂成分として広く使用され
てきた。この共重合体の特徴としては、比較的安価であ
り溶剤と溶けやすく他の樹脂との相溶性が良いこと、ま
たその分子中にある水酸基のために磁性粉とよく親和し
てその分散性を良くする等の利点を有し、配向度、最大
残留磁束密度などの優れた磁気特性をもたらしている。
しかしながら、近年磁性粉末の微粒子化にともない、
これらの樹脂のみでは必ずしも満足できなくなり、この
型の共重合体において水酸基の量を増加した方向で検討
した結果、分散性には赤外吸収スペクトルのOH/CHの吸
収比で0.7以上になるまでOH基を導入すると適当である
ことが判明している。しかし、水酸基の量を増大させた
共重合体はそのガラス転移温度が70℃以上と高くなるた
め、表面加工しにくく、磁性層のカレンダー加工後の表
面性が向上しにくいという欠点がある。
また、近年になつて磁性粉末の微粒子化が更に進みこ
れらの塩化ビニル系共重合体をバインダー樹脂成分とし
て、単独で使用した場合には、磁性粉末の分散性が満足
できなくなり、接着強度の不足、高温高湿時の磁気テー
プの保存性、走行性等の問題も残された。
そこで、上記i)塩化ビニル系共重合体とii)ゴム系
バインダーと、iii)ポリイソシアネート硬化剤とを含
む樹脂バインダーを使用すると表面加工が容易で、かつ
塗膜の表面性が向上され、高温高湿時の、保存性及び走
行性も良好になることを見出した。しかしながらかかる
三成分樹脂系からなるバインダーでも近年の超微粒子化
された磁性粉末すなわちBET法で40m2/g以上の比表面積
を有する超微粒子磁性粉末では、完全に満足な分散性は
得られないこと更に塗膜の物理的特性例えば接着強度、
走行性等を向上させる目的で加えたゴム系バインダーが
一方では、磁性粉末の分散性の低下を招くことが認めら
れた。
発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、従来技術によつては、上述した超微
粒子化した磁性粉末に伴う満足し得ない分散性が特に向
上され、しいては表面性が向上されしかも電磁変換特性
が良好で且つ高温高湿時の保存性及び走行性が良好な磁
気記録媒体を提供することにある。
問題を解決するための手段 上記の目的は、以下の構成を有する本発明によつて達
成される。
すなわち本発明は樹脂バインダー成分としてi)塩化
ビニル系共重合体で、その共重合体が塩化ビニル、アル
キルカルボン酸ビニルエステル、アルキルカルボン酸ビ
ニルエステルのケン化物及び塩化ビニルと共重合可能な
第3級アミンに由来するアンモニウム基型の窒素原子を
有する単量体を構成成分とする共重合体であつて、その
共重合体とii)ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂又
は両者より成るゴム系バインダーとiii)硬化剤として
のポリイソシアネートとを組合わせるとBET法で40m2/g
以上の比表面積を有する超微粒子磁性粉末の分散性に優
れ、塗膜の表面性が向上され、しかも電磁変換特性並び
に高温、高湿時の保存性及び走行性が良好な磁気記録媒
体を提供できることが見出された。
即ち、本発明は、第3級アミンに由来するアンモニウ
ム基型の窒素原子を有する塩ビ系共重合体でその共重合
体が塩化ビニル、アルキルカルボン酸ビニルエステル、
そのケン化物を構成成分としてゴム系バインダーと、ポ
リイソシアネートとを樹脂成分とし、これに磁性粉末を
分散させた磁性塗料を支持体に固着してなる磁気記録媒
体を提供する。
かくして、本発明によれば第3級アミンに由来するア
ンモニウム基型の窒素原子を有する単量体を共重合させ
た塩化ビニル系共重合体を使用することにより、分散性
の向上とともに表面加工が容易となり、またポリウレタ
ン樹脂及び硬化剤としてポリイソシアネートを併用する
ことによつて磁性塗膜の物理的特性の向上も得られる。
発明の具体的な説明 本発明において樹脂バインダー成分のひとつとして用
いられる窒素原子を有する塩化ビニル、アルキルカルボ
ン酸、ビニルエステル系共重合体の構成成分であるアル
キルカルボン酸ビニルエステル及びそのケン化物として
は、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バーサチツク酸
ビニル等及びそれらのケン化物が挙げられる。又、本発
明の特徴としては、窒素原子を含有する単量体と塩化ビ
ニル、アルキルカルボン酸ビニルエステルを共重合させ
たことにある。
窒素原子を含む単量体はこのように共重合体の一部を
構成しなければならない。窒素原子を含む単量体がその
ままの形で他のバインダー成分と混合されたならば、そ
の吐出(ブルーミング)が起き易く、塗膜が経時的に変
化する問題が生じる。窒素原子を含有する低分子化合物
を混合する試みは特公昭57−3135等により知られてはい
るが、この点からその使用は決して好ましいものではな
い。
窒素原子を含有する単量体としては種々の化合物を用
いることができる。このような化合物にはアミン類、特
に第3級アミンがある。中でもN,N−ジメチルアミノエ
チルアルコール、ジメチルアミノプロピルアクリルアミ
ド、N,N−ジエチルアミノエチルメタクリレート、N,N−
ジメチルアミノエチルメタクリレート、N,N−ジメチル
アミノエチルアクリレート、N,N−ジメチルアクリルア
ミドなどが好ましい。
窒素原子を有する単量体は、塩化ビニル系共重合体の
塩化ビニルの部分に作用して容易に共重合体に結合する
ことができる。この重合体は例えば次のような構造を有
する。
ただし各構成部分はランダムに存在し、その割合は先
きに述べた範囲にあることが望ましい。
従来、この種の共重合体において窒素原子を含有する
単量体の代りにマレイン酸、フマル酸、メタクリル酸等
酸性の単量体を用いたものが提案されている(特開昭58
−85925号)。これはケン化物を少なめに抑えて加工性
を上げると共に、ケン化物の減少で磁性粉の分散性が低
下するのを酸系の単量体で補い、しかもゴム系バインダ
ー及び硬化剤で塗膜の物性を上げる、という効果をねら
つたものであつた。しかし、これによつても分散性及び
熱安定性(塩化ビニル部分が熱によつて脱塩酸が生じる
のが安定性を阻害する原因と思われる)において不十分
であり、またポリイソシアネートとの反応も不十分で塗
膜物性が不足する。
これに対して、本発明に従つて、窒素原子を含有する
塩化ビニル−アルキルカルボン酸ビニルエステル−アル
キルカルボン酸ビニルエステルのケン化物−窒素原子を
含むビニルを構成成分とする共重合体を用いると、窒素
原子を有する極性基のために分散性が向上する。また、
特に磁性粉が酸性領域にある場合この基はアルカリ性を
示すから両者が安定に結合して分散性、安定性が良好と
なる。また窒素原子はポリイソシアネートの硬化反応に
際して触媒として作用して反応性を増し、塗膜の硬化を
充分とし、機械的強度を増すことができる。さらに、塩
化ビニルの部分の脱塩酸が原因となる熱劣化が窒素原子
を含む単量体部分の存在により防止される。
かかる、共重合体を基準として一般的には塩化ビニル
は80〜95重量%、アルキルカルボン酸ビニルエステルは
0.1〜20重量%、窒素原子の割合は0.001〜0.10重量%及
びその残部は実質的にアルキルカルボン酸ビニルエステ
ルのケン化物である。
アルキルカルボン酸ビニルエステルの比率が0.1%よ
り低くなるとTgが高くなり表面加工性が悪くなる。また
20重量%より高くなると分散性が低下する。ビニルエス
テルのケン化物については、ケン化物量が極端に増すと
Tgが高くなり表面加工性が落ちる。又、少なくなると磁
性粉の分散性が悪くなつてしまう。
又、共重合体に含有される窒素原子の割合は0.001〜
0.1重量%が適当である。その割合が0.001重量%より小
さいと分散性への寄与が低く0.1重量%より大きいとポ
リイソシアネートとの反応速度が速くなりすぎ表面加工
性が悪くなつてしまう。
本発明で使用する樹脂バインダーの比率は、塩化ビニ
ル系共重合体が80〜20重量%、好ましくは70〜30重量
%、ゴム系バインダーが20〜80重量%、好ましくは30〜
70重量%でありそれに対してポリイソシアネートが5〜
30重量%である。
塩化ビニル系共重合体の比率が80重量%より高いと塗
膜がもろくなり機械強度が落ち、20重量%より低いと磁
性粉の分散性が悪くなる。ゴム系バインダーについて
は、80重量%より高いと分散性が低下し20重量%より低
いと表面加工性が悪くなつてしまう。
かくして、窒素原子を有することによつて磁性粉末の
分散性が増し電磁変換特性の向上及びポリイソシアネー
トとの反応性が増し、耐久走行時のヘツド付着等の問題
点が大幅に改善された。
本発明においてゴム系バインダーとして使用可能なポ
リウレタン樹脂としてその代表的なものは、日本ポリウ
レタン社製の“ニツポラン2304"、“ニツポラン2301"、
“ニツポラン3022"、“ニツポラン5032"、“ニツポラン
5033"、“パラプレン22S"(商品名)、米国グツドリツ
チ社製の“エステン5702"、“エステン5703"、“エステ
ン5711"、“エステン5712"、“エステン5717"(商品
名)、大日本インキ株式会社製の“クリスボン4216"、
“クリスボン4407"、“クリスボン7209"ダイセル化学社
製EA−254、EA−255、EA−256、プラクセル205、208、2
12、230、240、プラクセル303、305、308、320、330、
武田薬品工業製T−1040、E−550、大日本インキ社製
パンデツクスT−5000、T−5009、T−5010、T−510
2、T−5205、5260HT(商品名)等がある。また、本発
明においてウレタン樹脂と同等に用いられるポリエステ
ル樹脂としては、バイエル社の“デスモヘン2200"、
“デスモヘン1700"、“デスモヘン1100"、デスモヘン80
0"、“デスモヘン650"(商品名)、日本ポリウレタン社
の“ニツポラン1004"、“4032"(商品名)、東洋紡社の
“バイロン200"、“バイロン300"、“バイロン500"(商
品名)等が挙げられる。これらのポリエステル樹脂の使
用量は、ポリウレタン樹脂とほヾ同じであつてよい。ま
た、ポリエステル樹脂とポリウレタン樹脂を混合して使
用することも可能でありこれもポリウレタン樹脂とほヾ
同じであつてよい。
本発明において使用されるポリイソシアネート系硬化
剤としては、トリレンジイソシアネート、ジフエニルメ
タンジイソシアネート、ヘキサンジイソシアネート等の
2官能イソシアネート、及び3官能イソシアネートが挙
げられる。また、硬化剤として使用可能なポリイソシア
ネートであればいずれも使用することができる。これら
のポリイソシアネートは、全樹脂分に対して重量比で5
〜30%好ましくは10〜25%加えられる。この目的に対し
て用いられるポリイソシアネート化合物の市販品として
は、日本ポリウレタン工薬社製の商品名“コロネート
L"、“コロネートHL"、“コロネート2036"等を挙げるこ
とができる。
なお、本発明に使用する磁性粉末は、本発明の特徴部
分を構成するものでなく、従来より磁気記録媒体に使用
されているγ−酸化鉄、Co含有γ酸化鉄、二酸化クロム
合金鉄等の超微粒子を使用することができる。
しかし、本発明は超微粒子粉(例えば、BET態で40m2/
g以上好ましくは、45m2/g以上)になる程、効果が大き
い。
以下実施例を用いて本発明を説明する。実施例で用い
た窒素原子を含有する単量体はN,N−ジメチルアミノエ
チルアルコールであり、実施例に用いた共重合体は次の
構造を有する。
実施例 1) 窒素原子を有する塩化ビニル/酢酸ビニル/ビニ
ルアルコール共重合体(窒素分0、0.001、0.01、0.0
5、0.10、0.15、0.2) 10g 2) ポリウレタン樹脂 12g 3) 分散剤 1g 4) 研摩剤 4g 5) 潤滑剤(脂肪酸類) 3g 6) カーボン 7g 7) 磁性粉末(BET40g/m2) 130g 8) ポリイソシアネート(コロネートL) 10g を有する組成物をボールミルに装入し、これに有機溶剤
を300g加えて48時間混合し、生成した混合物を厚さ14μ
のポリエステルフイルムに5.0μの厚み(乾燥)となる
ように塗布して12.65mm(1/2インチ)の幅になるように
裁断して磁気テープを作成した。
このようにして得られた磁気テープについて、残留磁
束密度Br(G)、Y−S/N、耐久走行性の試験を行なつ
た。得られた結果を表−1に示す。又、窒素含有量と光
沢度との関係を図−1に示す。
比較例1. 1) 塩化ビニル/酢酸ビニル/ビニルアルコール共重
合体 18g 2) ポリウレタン樹脂 12g 3) 分散剤 1g 4) 研摩剤 4g 5) 潤滑剤 3g 6) カーボン 7g 7) 磁性粉末(BET値45g/cm2) 130g 8) ポリイソシアネート 10g 表−1に窒素含有量(wt%)とBr(G)、Y(ビデ
オ)−S/N〔dB〕、耐久走行性の関係を示した。又、図
−1に塗布上り及び加工後の光沢度との関係をグラフで
示した。
グラフで明らかなように、窒素原子を含有させると、
塗布上りの光沢度は、含有していない物に比較して一様
に高くなり、窒素含有量0.001〜0.20重量%の範囲にお
いては、ほぼ変化しないが、加工後の光沢度は、窒素含
有量が0.10%を越えると下がつていく。
このことから、窒素含有量が0.10%を越えるとポリイ
ソシアネートとの反応速度が速くなり表面加工性に悪影
響を及ぼしていることがわかる。
又、表−1にY(ビデオ)−S/N、Br(G)及び耐久
走行性の結果を示してあるが、窒素含有量0.001〜0.1%
の範囲でY(ビデオ)−S/Nが向上しており、耐久走行
性については窒素を含有させることによりポリイソシア
ネートとの反応が充分に進みヘツド付着量が極めて少な
いことが理解できる。
かくして、分散性、表面加工性、耐久走行性が極めて
良好な塩ビ系樹脂が得られた。
比較例2 磁性粉末としてBET法で35m2/gの比表面積を有するも
のを使用し、また共重合体の窒素含有量を0.05重量%と
した他は実施例と同様にして磁気テープを製作した。測
定結果を表2に示す。
比較例3 磁性粉末としてBET法で35m2/gの比表面積を有するも
のを使用し、共重合体の窒素含有量を0.05重量%とし、
N,N−ジメチルアミノエチルアルコールの代わりにn−
ブチルアミンを使用した他は実施例と同様にして磁気テ
ープを製作した。測定結果を表2に示す。
比較例4 磁性粉末としてBET法で45m2/gの比表面積を有するも
のを使用し、共重合体の窒素含有量を0.05重量%とし、
N,N−ジメチルアミノエチルアルコールの代わりにn−
ブチルアミンを使用した他は実施例と同様にして磁気テ
ープを製作した。測定結果を表2に示す。
比較例5 磁性粉末としてBET法で45m2/gの比表面積を有するも
のを使用し、共重合体のイオウ含有量が0.03重量%とな
るように、窒素原子を有する基の代わりにSO3Naを側鎖
に導入した使用した他は、実施例と同様にして磁気テー
プを製作した。測定結果を表2に示す。
比較例6 磁性粉末としてBET法で45m2/gの比表面積を有するも
のを使用し、窒素原子を有する基の代わりにリン含有量
が0.03重量%となるように、窒素の代わりにリン酸エス
テルを側鎖に導入した他は実施例と同様にして磁気テー
プを製作した。測定結果を表2に示す。
表2の比較例2〜3から分かるように、本発明の樹脂
成分は35m2/gのような小さい比表面積を有する磁性粉末
の分散性の向上に有効でないが、実施例から分かるよう
に40m2/g以上の比表面積を有する超微粒子磁性粉末に対
しては極めて有効に作用することが分かる。
また比較例3〜4を実施例と比較すれば分かるよう
に、第3級アミンに由来するアンモニウム型窒素原子が
所期の効果を有することが分かる。
さらに比較例5〜6を実施例と比較すれば分かるよう
に、第3級アミンに由来するアンモニウム型窒素原子
が、超微粒子磁性粉末を使用した場合に耐久性を向上す
ることが分かる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に用いた共重合体中の窒素含有量が光沢
度に及ぼす影響を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−96515(JP,A) 特開 昭58−153230(JP,A) 特開 昭61−172213(JP,A)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】i)塩化ビニル系共重合体でその共重合体
    が塩化ビニル、アルキルカルボン酸ビニルエステル、ア
    ルキルカルボン酸ビニルエステルのケン化物、及び第3
    級アミンに由来するアンモニウム基型の窒素原子を側鎖
    に有しかつ前記塩化ビニルと共重合可能なビニル単量体
    を構成成分とする共重合体と、ii)ゴム系バインダー
    と、iii)ポリイソシアネートとを樹脂成分とし、それ
    にBET法で40m2/g以上の比表面積を有する磁性粉末を分
    散したものを支持体上に固着してなる磁気記録媒体。
  2. 【請求項2】ゴム系バインダーは、ポリウレタン樹脂、
    ポリエステル樹脂またはこれらの組合わせである特許請
    求の範囲第1項記載の磁気記録媒体。
  3. 【請求項3】塩化ビニル系樹脂に含有される窒素原子の
    割合は、塩化ビニル系共重合に対して0.001〜0.1重量%
    である特許請求の範囲第1項又は第2項記載の磁気記録
    媒体。
  4. 【請求項4】樹脂バインダーの比率は、塩化ビニル系共
    重合体が80〜20重量%、ゴム系バインダーが20〜80重量
    %であり、それに対してポリイソシアネートが5〜30重
    量%である特許請求の範囲第1〜3項のいずれかに記載
    の磁気記録媒体。
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