JP2678510B2 - 磁気ディスク - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 イ．産業上の利用分野 本発明は磁気ディスクに関するものである。

ロ．従来技術 情報処理システムにおいて、情報記録素子は必須の要
素であるが、特に該システムに於ける磁気記録は既に相
当の技術蓄積があり、また他の記録方式に比べて廉価で
あり、かつ記録が不揮発性である等の理由から、この分
野の主流である。しかも、なおも性能及び記録容量の飛
躍的向上が続けられ、記録再生装置は小型化、薄型化が
進み、記録素子も薄膜、小型化され、更にアクセス時間
の短い磁気ディスクの需要が増えている。

上記の如き磁気記録には、例えばフロッピーディスク
が用いられるが、これは、磁性粉及び結合剤を含有する
磁性層を有するディスク状の磁気記録媒体と、前記磁性
層に接触し得る媒体クリーニング用のライナーとがケー
ス内に配されているものである。上記のライナーは一般
に不織布が用いられるが、該不織布は例えばレーヨン長
繊維にポリプロピレン等の球状ビーズやポリエステル繊
維を混入し、このビーズや繊維を加熱鎔融してレーヨン
長繊維同士を連結したものである。

しかしながら、従来のレーヨン主体の不織布は単層構
造であり、クリーニング性は比較的良好であるが、不織
布より脱離する樹脂粉、羽毛の発生が多く、ドロップア
ウトの原因となる。逆に、その発生を抑えるレーヨン以
外の成分（例えばポリエステル繊維またはポリプロピレ
ン）を増やすとクリーニング性が劣化したり、磁性層を
傷つけてしまい、ドロップアウトが増加する。

一方、ケース内に装入されるディスク状媒体は、非磁
性支持体上に、磁性粉を結合剤中に分散させた磁性層を
有しているが、磁性粉として金属磁性粉（メタル磁性
粉）を用いると、特に高密度記録が可能となる。

ところが、そうしたメタル磁性粉を用いた磁気記録媒
体は、高密度記録のため、より平滑な表面形状になり、
ゴミ、ホコリ等が付着しやすくなる。この場合、小さな
異物でも、ドロップアウトの原因になるため、より高度
なクリーニング性が望まれていた。

ハ．発明の目的 本発明の目的は、いかなる環境条件下においても長時
間にわたり信頼性に優れ、かつ高耐久性の高密度記録が
可能な磁気ディスクを提供することにある。

ニ．発明の構成 即ち、本発明は、磁性粉及び結合剤を含有する磁性層
を有するディスク状の磁気記録媒体と、前記磁性層に接
触し得るライナーとがケース内に配されている磁気ディ
スクにおいて、前記ライナーが複数層構造の不織布によ
って形成され、この不織布のうち少なくとも前記磁気記
録媒体との接触部分がレーヨン繊維を30重量％以上含有
し、かつ、１〜20％のアルミニウム原子を含有する金属
磁性粉が前記磁性層に含有されていることを特徴とする
磁気ディスクに係るものである。

まず、第１図〜第３図について、本発明による磁気デ
ィスク、例えばフロッピーディスクの一例を説明する。

第１図は、センタコアを有する小型フロッピーディス
クの分解図を示す。

同図において、１はディスク状の磁気記録媒体、11は
センタコア、21及び22は磁気ディスクを回転自在に収納
し、互いに接合されてフロッピーディスクを構成するジ
ャケットシェル（ケース）であり、ABS樹脂等が用いら
れる。

23はセンタコアの嵌合孔、24、25はシャッタ孔、26は
シャッタスライド代、27はシェル21及び22を接合するた
めの接合突起であり、シェル21にも対応点に設けられて
いる。４はスライドシャッタ、41はシャッタ孔である。

このフロッピーディスクは、ジャケットシェル21、22
の各内面にライナー31、32を貼付け、上記のディスク１
その他の部品を所定位置、仕様に収納し、接合突起27に
よって点接合し、更にスライドシャッタ４を装着して組
み立てられる。

ライナー31、32は、本発明に基いて複数層構造（例え
ば２層、３層等の多層構造）の不織布で形成されてい
る。即ち、この不織布のうち少なくともディスク状磁気
記録媒体との接触部分がレーヨン繊維を30重量％以上含
有している。

第２図には、３層構造のライナーを示したが、ディス
ク状磁気記録媒体（第１図の１）との接触部分である外
層33、34はレーヨン繊維を30重量％以上含有していて、
クリーニング性を保持若しくは良好とし、媒体の傷付き
を防止している。即ち、レーヨン繊維が30重量％未満で
は少なすぎて、同繊維特有のクリーニング作用が劣化
し、媒体も傷付け易い。また、30重量％未満は他の材質
成分を含有していてよいが、こうした成分としてはアク
リル、ポリエステル、ナイロン等を用いることができる
が、これによって樹脂粉の脱離等を減少できることがあ
る。しかし、本発明に基くライナー31、32は、内層35と
してレーヨン以外の繊維（例えばアクリル、ポリエステ
ル等）で形成することによって、上記の樹脂粉の脱離は
一層減少できることになる。但し、内層35のうち一部
分、例えば外層33、34に接する層を、レーヨン繊維30重
量％未満のレーヨン含有不織布（レーヨン繊維以外はア
クリル、ポリエステル等からなっていてよい。）で形成
し、その更に内層はレーヨン以外の繊維で形成すること
ができる。

また、ライナー31、32は２層構造でもよいが、この場
合は媒体１と接する側（例えばライナー31では34、ライ
ナー32では33）のみを、レーヨン繊維30重量％以上の不
織布層としてよい。３層構造においても、媒体１と接す
る層33又は34のみをレーヨン繊維30重量％以上の不織布
で形成してよい。

ライナー31、32を上記の３層構造としたときには、表
裏の何れの側を問わずシェル内面に貼付することができ
る。

媒体１と接する層33、34等の好ましい組成としては、
60重量％以上、更に好ましくは、90重量％以上レーヨン
繊維を含むものがよい。その他には、アクリル、ポリエ
ステル、ナイロン等を用いることができる。媒体１の表
面と接触しないライナー層35の組成としては、熱可塑性
繊維（ポリエステル、ナイロン、アクリル）が好まし
く、更に好ましくは、同樹脂を60重量％以上含むものが
よい。ライナーの厚さとしては、媒体の表面と接触する
ライナー層の厚さは20〜100μｍが好ましい。また、ラ
イナー全体の厚さは100〜400μｍがよく、150〜300μｍ
が更に好ましい。

上記の多層構造を有するライナーとしては、ヴェラテ
ック社製の＃149−246、SP−286などが挙げられる。

本発明によるディスクでは、他の重要な構成は、ディ
スク状媒体の磁性層が、結合剤とこの結合剤に分散され
た金属磁性粉とを含有していて、前記金属磁性粉に含有
されているアルミニウム原子の量を１〜20％としている
ことである。更に詳細には、金属磁性粉中、鉄原子とア
ルミニウム原子との含有量比（Fe:Al）が、原子数比で
（100:1）〜（100:20）である。

第３図には、ディスク状媒体１の一例を示すが、これ
は非磁性支持体36の両面に、必要あれば下引き層37を介
して磁性層38を設けたものである。必要あれば更に、オ
ーバーコート層（図示せず）が磁性層上に設けられてい
てよい。

こうしたディスク状媒体１において、磁性層38には、
上記の金属磁性粉を含有させるが、このような金属磁性
粉は充填密度が大きく、アルミニウムの含有によって高
耐蝕性を示し、かつ分散性も良好である。このことは、
磁性粉の比表面積を大きくしても、その分散性を十分と
することができるために、高密度記録の実現にとって非
常に重要である。アルミニウム含有量は１％未満では添
加効果が乏しく、また20％を超えると却って磁気特性が
悪くなってしまう。

このアルミニウム含有量はFe:Alで（100:1）〜（100:
10）がよく、更に（100:2）〜（100:8）がよく、特に好
ましくは、アルミニウムを金属磁性粉の表面に存在させ
る。また、Al原子のほかに、Ni、Co、Si、Ｓ、Sc、Ti、
Cr、Mn、Cu等の原子を20％以下の範囲で含んでいてもか
まわない。

本発明で使用可能な金属磁性粉としては、Fe−Al系、
Fe−Al−Ni系、Fe−Al−Co系、Fe−Al−Zn系、Fe−Ni−
Al系等が挙げられる。

この金属磁性粉の比表面積（BET）は30m²/g以上がよ
く、更に好ましくは40〜55m²/gである。また、抗磁力
（Hc）はシートのHcとして、1200Oe以上がよく、更に好
ましくは1500Oe以上である。

上記したアルミニウム含有量の金属磁性粉の使用によ
って、高密度記録が可能となる反面、磁性層の表面が平
滑化されてゴミ等が付着し易くなるが、これは上記した
ライナー組成（レーヨン繊維を30重量％以上含有）によ
って効果的にクリーニングできる。従って、広い温度範
囲で使用可能であり、磁性層の耐摩耗性を保持すること
ができる。

磁性層に用いられるバインダとしては、耐摩耗性のあ
るポリウレタンが挙げられる。これは、他の物質に対す
る接着力が強く、反復して加わる応力または屈曲に耐え
て機械的に強靭であり、且つ耐摩耗性、耐候性が良好で
ある。

また、ポリウレタンの他に、繊維素系樹脂及び塩化ビ
ニル系共重合体も含有せしめれば、磁性層中の磁性粉の
分散性が向上してその機械的強度が増大する。但し、繊
維素系樹脂及び塩化ビニル系共重合体のみでは層が硬く
なりすぎるが、これは上述のポリウレタンの含有によっ
て防止できる。繊維素系樹脂には、セルロースエーテ
ル、セルロース無機酸エステル、セルロース有機酸エス
テル等が使用できる。上記の塩化ビニル系共重合体は、
部分的に加水分解されていてもよい。塩化ビニル系共重
合体として、好ましくは、塩化ビニル−酢酸ビニルを含
んだ共重合体が挙げられる。またフェノキシ樹脂も使用
することができる。フェノキシ樹脂は機械的強度が大き
く、寸度安定性にすぐれ、耐熱、耐水、耐薬品性がよ
く、接着性がよい等の長所を有する。

これらの長所は前記したポリウレタンと長短相補い、
更に相助けて、磁性層物性の経時安定性を著しく高める
ことができる。

また、上記のバインダ樹脂に、酸性基類（例えばスル
ホ基、ホスホ基、カルボキシル基等）、エポキシ基およ
び水酸基を有する変性ポリウレタン、変性塩化ビニル系
共重合体を用いてもよい。これらの官能基はどのような
状態で存在してもよいが、好ましくは共重合体の一部を
形成することが好ましい。

更に、前記したバインダの他、熱可塑性樹脂、熱硬化
性樹脂、反応型樹脂、電子線照射硬化型樹脂との混合物
が使用されてもよい。

本発明の磁気ディスクの磁性層の耐久性を向上させる
ために、磁性塗料に各種硬化剤、例えばイソシアネート
を含有させることができる。

芳香族イソシアネートとしては、例えばトリレンジイ
ソシアネート（TDI）等及びこれらイソシアネート活性
水素化合物との付加体などがあり、平均分子量としては
100〜3,000の範囲のものが好適である。また、脂肪族イ
ソシアネートとしては、ヘキサメチレンジイソシアネー
ト（HMDI）等及びこれらイソシアネートと活性水素化合
物の付加体等が挙げられる。これらの脂肪族イソシアネ
ート及びこれらイソシアネートと活性水素化合物の付加
体などの中でも、好ましいのは分子量が100〜3,000の範
囲のものである。脂肪族イソシアネートの中でも、非脂
環式のイソシアネート及びこれら化合物と活性水素化合
物の付加体が好ましい。

上記磁性層を形成するのに使用される磁性塗料には分
散剤が使用され、また潤滑剤、更に研磨剤、マット剤、
帯電防止剤等の添加剤を含有させてもよい。

使用される分散剤としては、レシチン、燐酸エステ
ル、アミン化合物、アルキルサルフェート、脂肪酸アミ
ド、高級アルコール、ポリエチレンオキサイド、スルホ
琥珀酸、スルホ琥珀酸エステル、公知の界面活性剤等及
びこれらの塩があり、また、陰性有機基（例えば−COO
H、−PO₃H）を有する重合体分散剤の塩を使用すること
もできる。これらの分散剤は１種類のみで用いても、或
いは２種類以上を併用してもよい。これらの分散剤はバ
インダ100重量部に対し１〜20重量部の範囲で添加され
る。

また、潤滑剤としては、シリコーンオイル、グラファ
イト、カーボンブラックグラフトポリマ、二硫化モリブ
デン、二硫化タングステン、ラウリン酸、ミリスチン
酸、オレイン酸エステル等の脂肪酸エステル等を使用す
ることができる。

研磨剤としては、一般に使用される材料で鎔融アルミ
ナ、炭化珪素、酸化クロム、コランダム、人造コランダ
ム、人造ダイヤモンド、ざくろ石、エメリー（主成分：
コランダムと磁鉄鋼）等が使用される。これらの研磨剤
は平均粒子径0.05〜５μｍの大きさのものが使用され、
特に好ましくは0.1〜２μｍである。これらの研磨剤は
磁性粉末100重量部に対して１〜20重量部の範囲で添加
される。マット剤としては、有機質粉末或いは無機質粉
末を夫々に或いは混合して用いられる。有機質粉末とし
ては、アクリルスチレン系樹脂、ベンゾグアナミン系樹
脂粉末、メラミン系樹脂粉末、フタロシアニン系顔料が
好ましいが、ポリオレフィン系樹脂粉末、ポリエステル
系樹脂粉末、ポリアミド系樹脂粉末、ポリイミド系樹脂
粉末、ポリ弗化エチレン樹脂粉末等も使用でき、無機質
粉末としては、酸化珪素、酸化チタン、酸化アルミニウ
ム、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化亜鉛、酸化
錫、酸化アルミニウム、酸化クロム、炭化珪素、炭化カ
ルシウム、α−Fe₂O₃、タルク、カオリン、硫酸カルシ
ウム、窒化硼素、弗化亜鉛、二酸化モリブデンが挙げら
れる。

帯電防止剤としては、カーボンブラックをはじめ、グ
ラファイト、酸化錫−酸化アンチモン系化合物、酸化チ
タン−酸化錫−酸化アンチモン系化合物等の導電性粉
末；サポニン等の天然界面活性剤；アルキレンオキサイ
ド系、グリセリン系、グリシドール系等のノニオン界面
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、その他の複素環類、ホスホニウムまたは
スルホニウム類等のカチオン界面活性剤；カルボン酸、
スルホン酸、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
ステル類等の両性活性剤等が挙げられる。

磁性層の乾燥膜厚は0.5〜4.0μｍであるのがよく、1.
0〜3.0μｍが更によい。

上記塗料に配合される溶媒或いはこの塗料の塗布時の
希釈溶媒としては、アセチル、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
類；メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノー
ル等のアルコール類；酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブ
チル、乳酸エチル、エチレングリコールモノアセテート
等のエステル類；グリコールジメチルエーテル、グリコ
ールモノエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフ
ラン等のエーテル類；ベンゼン、トルエン、キシレン等
の芳香族炭化水素；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、ジクロルベンゼン
等のハロゲン化炭化水素等が使用できる。

また、非磁性支持体としては、ポリエチレンテレフタ
レート、ポリエチレン−2,6−ナフタレート等のポリエ
ステル類、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等の
セルロース誘導体、ポリアミド、ポリカーボネート等の
プラスチックが挙げられ、支持体の厚みは30μｍ〜10mm
程度である。

上記支持体と磁性層の中間には接着性を向上させる中
間層（下引き層）を設けてもよいが、上記した各種結合
剤の塗布によって中間層を形成してよい。

支持体上に上記磁性層を形成するための塗布方法とし
ては、エアードクタコート、ブレードコート、エアーナ
イフコート、スクィズコート、含浸コート、リバースロ
ールコート、トランスファロールコート、グラビアコー
ト、キスコート、キャストコート、スプレイコート党が
利用できるがこれらに限らない。

なお、本発明は、上述のフロッピーディスク以外の例
えば電子スチルカメラ用のビデオフロッピー等にも適用
してよい。

ホ．実施例 以下、本発明の実施例を説明する。

以下に示す成分、割合、操作順序等は、本発明の精神
から逸脱しない範囲において種々変更しうる。

実施例１〜８ 下記磁性塗料処方に従って磁性層を設けた。

＜磁性塗料処方＞ Fe系メタル磁性粉 100重量部 （Al含有量等は下記表−１に記載） カーボンブラック 12重量部 アルミナ 10重量部 塩化ビニル樹脂 20重量部 （日本ゼオン社製MR−110:スルホン酸金属塩含有） ポリウレタン樹脂 9重量部 （日本ポリウレタン社Ｎ−2304） ポリイソシアネート 12重量部 （日本ポリウレタン社製コロネートＬ） 固型分 75％ オレイルオレート 9重量部 シクロヘキサノン 240重量部 メチルエチルケトン 80重量部 トルエン 80重量部 この塗料をサンドミルにて分散させた後、１μｍフィ
ルターで濾過し、支持体上に塗布し、無配向処理、カレ
ンダー処理をした後、所定の処理後、磁気ディスク媒体
とした。

一方、３層構造を有し、外層部がレーヨン繊維100重
量％、内層部がナイロン繊維20重量％、レーヨン繊維80
重量％からなる不織布のライナー（ヴェラテック社製＃
149−246）を3.5インチのフロッピーディスクのジャケ
ットシェルの内面に夫々貼着し、このシェル内に上記磁
気ディスク媒体を装填して、3.5インチのフロッピーデ
ィスク（マイクロフロッピーディスク）を作製した。

実施例９ ライナーを＃149−246ではなく、外層部がレーヨン60
重量％、ポリエステル40重量％、内層部がポリエステル
100重量％からなる不織布のライナー（ヴェラテック社
製SP−286）に変えて、実施例１と同様にフロッピーデ
ィスクを作製した。

実施例10 ライナーを＃149−246ではなく、外層部がレーヨン30
重量％、ポリエステル70重量％、内層部がポリエステル
100重量％からなる不織布のライナーに変えて、実施例
１と同様にフロッピーディスクを作製した。

実施例11 ライナーを＃149−246ではなく、外層部がレーヨン40
重量％、ポリエステル60重量％、内層部がポリエステル
100重量％からなる不織布のライナーに変えて、実施例
１と同様にフロッピーディスクを作製した。

比較例（１） ライナーとして、レーヨン繊維とポリエステル繊維重
量比50:50よりなる不織布のライナー（三菱レーヨン社
製TK−450D）を使用した以外は実施例１と同様にして、
フロッピーディスクを作製した。

比較例（２） ライナーとして、レーヨン繊維とプロピレン重量比7
5:25よりなる不織布のライナー（ケンドール社製：＃14
9−303）を使用した以外は実施例１と同様にして、フロ
ッピーディスクを作製した。

比較例（３） 実施例１の金属磁性粉に代えて、表−１に示す金属磁
性粉を使用し、同様にしてフロッピーディスクを作製し
た。

比較例（４） 実施例１の金属磁性粉に代えて、表−１に示す金属磁
性粉を使用し、同様にしてフロッピーディスクを作製し
た。

比較例（５） 外層部がレーヨン25重量％、ポリエステル75重量％、
内層部がポリエステル100重量％からなる不織布のライ
ナーを用い、実施例１と同様にフロッピーディスクを作
製した。

以上の実施例および比較例にて得られたフロッピーデ
ィスク試料を、それぞれ3.5インチ高密度フロッピーデ
ィスクドライブに装填して500K Hzにて記録を行い、５
℃と60℃のサイクルサーモ中で再生出力（測定方法は下
記）が初期出力の60％になるまでの走行時間を測定し、
耐久性を調べた。

また、これらフロッピーディスク100枚を用いて１時
間の振動を加えた後のドロップアウトの発生したディス
クの枚数を求め、信頼性とした。

また、各フロッピーについて下記の要領でRF出力を測
定した。即ち、500K Hzの正弦波信号を記録し、再生RF
出力を測定した。測定した再生RF出力を、実施例１で製
造したフロッピーディスクの再生RF出力を100％とした
ときの相対値として表−１に記した。RF出力の値が大き
い程、良好なフロッピーディスクであることを示す。

結果を下記表−１に掲げた。

表−１にみられるように、本発明の試料は優れた性能
を示している。

ヘ．発明の作用効果 本発明は上述したように、ライナーとして、複数層構
造を有する不織布であって少なくとも媒体表面と接触す
るライナー層が30％以上レーヨン繊維を含有するものを
使用し、かつ、Al原子を１〜20％含有する金属磁性粉を
磁性層に含有していることによって、高密度で高出力の
記録が可能であり、かつ、広範囲の温度範囲において、
長時間に亘って信頼性が優れ、著しく耐久性の優れたデ
ィスクが得られる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明を説明するものであって、 第１図はフロッピーディスクの構成を説明する分解図、 第２図はライナーの一部分の断面図、 第３図は磁気ディスク媒体の一例の断面図 である。 なお、図面に示す符号において、 １……磁気ディスク 21、22……ジャケットシェル 31、32……ライナー 33、34……外層 35……内層 36……支持体 38……磁性層 である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁性粉及び結合剤を含有する磁性層を有す
   るディスク状の磁気記録媒体と、前記磁性層に接触し得
   るライナーとがケース内に配されている磁気ディスクに
   おいて、前記ライナーが複数層構造の不織布によって形
   成され、この不織布のうち少なくとも前記磁気記録媒体
   との接触部分がレーヨン繊維を30重量％以上含有し、か
   つ、１〜20％のアルミニウム原子を含有する金属磁性粉
   が前記磁性層に含有されていることを特徴とする磁気デ
   ィスク。