JP2838884B2

JP2838884B2 - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JP2838884B2
Application number: JP1709193A
Authority: JP
Inventors: 文雄越後; 直幸谷
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-01-07
Filing date: 1993-01-07
Publication date: 1998-12-16
Anticipated expiration: 2013-12-16
Also published as: JPH06203362A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気テープや磁気ディ
スク等の塗布型磁気記録媒体に関し、特に、優れた電磁
変換特性と耐久性と信頼性とを持つように構成したもの
である。

【０００２】

【従来の技術】磁気テープやフロッピー・ディスク等の
塗布型磁気記録媒体では、記録容量を増やし、記録密度
を高めるための開発が鋭意進められている。塗布型磁気
記録媒体の記録密度は、磁性層中に含まれる強磁性粉末
を高Ｈｃ化し、強磁性粉末の充填密度を高め、さらに、
磁性層の厚さを薄くすることにより高められることが知
られている。しかし、磁性層を薄くした場合には、磁気
ヘッドと磁気記録媒体との摺動摩擦による応力が磁性層
に集中し、磁性層の耐久性が悪くなる傾向が現れる。そ
こで、非磁性支持体と磁性層の間に下塗り層を設けて、
磁気記録媒体の耐久性を改善したり、この下塗り層に磁
性を持たせて、電磁変換特性の改良を併せて行なうこと
が実施されている。

【０００３】また、特開平２−１０５３２６公報や特開
平３−２１６８１２公報には、こうした磁性層と下塗り
層との上下二層からなる塗布型磁気記録媒体において、
上層のポリウレタン樹脂のＴｇ（ガラス転移点）を下層
のポリウレタン樹脂のＴｇよりも高くすることによっ
て、電磁変換特性と走行耐久性とを向上させることが示
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このＴｇの高い樹脂層
を磁気記録媒体の表層側に置いた場合には、Ｔｇの高い
樹脂の方がヤング率が高いために、磁気記録媒体の表面
層が硬くなり、高温環境下での耐久性を高めることがで
きる。

【０００５】しかし、Ｔｇの高い樹脂は、硬化剤のイソ
シアネート基との反応が遅く、反応が十分に進むまでに
可成りの時間が掛かる。そのため、硬化反応が十分に行
なわれていないための粉落ち、つまり、樹脂塗料に混ぜ
た粉末の遊離する状態が数多く発生し、ドロップアウト
の回数が多くなる傾向にある。

【０００６】本発明は、こうした従来の問題点を改善す
るものであり、ドロップアウトを少なくすると共に、耐
久性を一層高めた磁気記録媒体を提供することを目的と
している。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、非
磁性支持体上に下塗り層と、磁性層としての上塗り層と
をこの順番に設けて成る磁気記録媒体において、下塗り
層に含まれる樹脂のＴｇが、上塗り層に含まれる樹脂の
Ｔｇより１０℃以上低くなるように設定し、また、下塗
り層を芳香族イソシアネート硬化剤を含む塗層によって
形成し、上塗り層を脂肪族イソシアネート硬化剤を含む
塗層によって形成している。

【０００８】また、上塗り層の膜厚を０．１μｍ以上
１．０μｍ以下に設定している。

【０００９】

【作用】そのため、上塗り層に含まれる樹脂のＴｇを下
塗り層に含まれる樹脂のＴｇより高く設定しているの
で、上塗り層のヤング率が高くなり、高温環境下でも十
分な剛性が得られ、耐久性が増す。また、下塗り層のＴ
ｇを上塗り層のＴｇより１０℃以上低くしているため、
カレンダ処理による表面の平滑性が向上し、高域の電磁
変換特性が良くなる。

【００１０】また、イソシアネート硬化剤は、芳香族系
より脂肪族系の方が反応性が高いが、上塗り層には、こ
の脂肪族イソシアネート硬化剤を用いているため、高Ｔ
ｇ樹脂の硬化が促進され、架橋密度が上がる。その結
果、粉落ちが少なくなりドロップアウトが大幅に減少す
る。

【００１１】また、磁性層としての上塗り層は、記録密
度を高めるため、均一な塗膜が得られる範囲で、できる
だけ薄くなるように設定している。

【００１２】

【実施例】本発明の磁気記録媒体は、その断面図を図１
に示すように、非磁性支持体１の上に、下塗り層２と、
磁性層である上塗り層３とが積層されている。

【００１３】非磁性支持体１には、セルロースジアセテ
ート，セルローストリアセテート，ポリ塩化ビニル，ポ
リエチレンテレフタレート，ポリエチレンナフタレー
ト，ポリカーボネート，ポリアミド、ポリイミド等から
成るフィルムが用いられる。

【００１４】下塗り層２は、無機粉末、カーボンブラッ
ク、潤滑剤および結合剤から構成される。

【００１５】また、磁性層である上塗り層３は、メタル
磁性粉、アルミナ、カーボンブラック、潤滑剤および結
合剤から構成される。

【００１６】下塗り層２に含まれる無機粉末には、Ｆe
ＯＯＨ，アルミナ，酸化クロム，α-酸化鉄，酸化チタ
ン，シリカ等の微粉末が用いられる。

【００１７】下塗り層２および上塗り層３に含まれる潤
滑剤には、脂肪酸，脂肪酸エステル，リン酸エステル，
フッ素系炭化水素等の複数が組合せて用いられる。

【００１８】また、下塗り層２および上塗り層３に含ま
れる結合剤には、塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアル
コール共重合体，ニトロセルロース，ポリウレタン樹
脂，ポリエステル樹脂を適宜組み合わせた系を用い、硬
化剤としてイソシアネート化合物を併用する。

【００１９】これらの材料を、メチルエチルケトン，メ
チルイソブチルケトン，トルエン，キシレン，シクロヘ
キサノン，アセトンを適宜組み合わせた混合溶剤と共に
加圧ニーダ，プラネタリミキサ，ボールミル，サンドミ
ル，ペブルミル等の分散機で塗料化し、磁性塗料を非磁
性支持体１の片面または両面に塗布、乾燥して磁気記録
媒体を形成する。また、必要に応じて、非磁性支持体１
の磁性層を設けた側の反対側にカーボンブラック、無機
粉末、樹脂、硬化剤、潤滑剤等からなるバックコート層
を設けても良い。

【００２０】非磁性基板１上に二層の塗布層を設けるた
めに、下塗り塗料の塗布乾燥後に上塗り塗料を塗布す
る。磁性層である上塗り層３の膜厚は、乾燥後の厚さが
０．１μｍ以上１．０μｍ以下となるように設定する。

【００２１】実施例の磁気記録媒体では、下塗り層２用
の塗料として、下記の組成の固形分をＭＥＫ、トルエ
ン、シクロヘキサノンから成る混合溶剤と混ぜ合わせ
て、固形分濃度３５重量％の塗料を形成し、これをサン
ドミルで３時間混合分散した後、厚さ６２μｍの非磁性
支持体１（ポリエチレンテレフタレートフィルム）上に
乾燥後の膜厚が１．０μｍとなるように塗布し乾燥して
下塗り層２を形成した。

【００２２】 α-酸化鉄（粒子径０．０６μｍ）５７．０重量％カーボンブラック１３．０重量％ＭＲ−１１０（日本ゼオン社製）（Ｔｇ７０℃）１０．０重量％ポリウレタン樹脂（Ｔｇ０℃）１０．０重量％オレイン酸０．６重量％ステアリン酸ｎブチル１．８重量％ステアリン酸ブトキシエチル１．８重量％オレイン酸オレイル１．８重量％コロネートＬ（日本ポリウレタン工業社製）（芳香族イソシアネート硬化剤）４．０重量％次に、上塗り層３用の塗料として、下記の組成の固形分
をＭＥＫ、トルエン、シクロヘキサノンから成る混合溶
剤と混ぜ合わせて、固形分濃度３５重量％の塗料を形成
し、これをサンドミルで３時間混合分散した後、先に形
成した下塗り層２上に乾燥後の膜厚が０．３μｍになる
ように塗布し乾燥して上塗り層３を形成した。

【００２３】メタル磁性粉（Ｈc：１７００Oe、ＢＥＴ：４０m²/g）６３．０重量％カーボンブラック２．０重量％アルミナ１１．０重量％ＭＲ−１１０（日本ゼオン社製）（Ｔｇ７０℃）７．５重量％ポリウレタン樹脂（Ｔｇ４０℃）７．５重量％オレイン酸０．６重量％ステアリン酸ｎブチル１．８重量％ステアリン酸ブトキシエチル１．８重量％オレイン酸オレイル１．８重量％コロネートＨＸ（日本ポリウレタン工業社製）（脂肪族イソシアネート硬化剤）３．０重量％このようにして得た磁気シートをスーパーカレンダ処理
して６０℃で２４時間の熱処理を行なった後、３．５イ
ンチのディスクに打ち抜き、さらに、このディスクを１
００００番の研磨テープで１０秒間研磨した。

【００２４】この実施例の磁気記録媒体の特性と比較す
るために、次のように比較例の試料を作成した。

【００２５】（比較例１）下塗り層２用の塗料として、
下記の組成の固形分をＭＥＫ、トルエン、シクロヘキサ
ノンから成る混合溶剤と混ぜ合わせて、固形分濃度３５
重量％の塗料を形成し、これをサンドミルで３時間混合
分散した後、厚さ６２μｍの非磁性支持体１（ポリエチ
レンテレフタレートフィルム）上に乾燥後の膜厚が１．
０μｍとなるように塗布し乾燥して下塗り層２を形成し
た。

【００２６】 α-酸化鉄（粒子径０．０６μｍ）５７．０重量％カーボンブラック１３．０重量％ＭＲ−１１０（日本ゼオン社製）（Ｔｇ７０℃）１０．０重量％ポリウレタン樹脂（Ｔｇ５０℃）１０．０重量％オレイン酸０．６重量％ステアリン酸ｎブチル１．８重量％ステアリン酸ブトキシエチル１．８重量％オレイン酸オレイル１．８重量％コロネートＬ（日本ポリウレタン工業社製）（芳香族イソシアネート硬化剤）４．０重量％次に、上塗り層（磁性層）３用の塗料として、下記の組
成の固形分をＭＥＫ、トルエン、シクロヘキサノンから
成る混合溶剤と混ぜ合わせて、固形分濃度３５重量％の
塗料を形成し、これをサンドミルで３時間混合分散した
後、前記下塗り層２上に乾燥後の膜厚が０．３μｍとな
るように塗布し乾燥して上塗り層３を形成した。

【００２７】メタル磁性粉（Ｈc：１７００Oe、ＢＥＴ：４０m²/g）６３．０重量％カーボンブラック２．０重量％アルミナ１１．０重量％ＭＲ−１１０（日本ゼオン社製）（Ｔｇ７０℃）７．５重量％ポリウレタン樹脂（Ｔｇ４０℃）７．５重量％オレイン酸０．６重量％ステアリン酸ｎブチル１．８重量％ステアリン酸ブトキシエチル１．８重量％オレイン酸オレイル１．８重量％コロネートＨＸ（日本ポリウレタン工業社製）（脂肪族イソシアネート硬化剤）３．０重量％このようにして得た磁気シートをスーパーカレンダ処理
して６０℃で２４時間熱処理を行なった後、３．５イン
チのディスクに打ち抜いた。さらに、このディスクを１
００００番の研磨テープで１０秒間研磨を行ない、これ
を比較例１の試料とした。

【００２８】（比較例２）下塗り層２用の塗料の固形分
として、下記の組成物を使用し、その他は比較例１と全
く同じ条件の下で下塗り層２を形成した。

【００２９】 α-酸化鉄（粒子径０．０６μｍ）５７．０重量％カーボンブラック１３．０重量％ＭＲ−１１０（日本ゼオン社製）（Ｔｇ７０℃）１０．０重量％ポリウレタン樹脂（Ｔｇ３０℃）１０．０重量％オレイン酸０．６重量％ステアリン酸ｎブチル１．８重量％ステアリン酸ブトキシエチル１．８重量％オレイン酸オレイル１．８重量％コロネートＬ（日本ポリウレタン工業社製）（芳香族イソシアネート硬化剤）４．０重量％次に、上塗り層３用の塗料の固形分として、下記の組成
物を使用し、その他は比較例１と全く同じ条件の下で上
塗り層３を下塗り層２上に形成した。

【００３０】メタル磁性粉（Ｈc：１７００Oe、ＢＥＴ：４０m²/g）６３．０重量％カーボンブラック２．０重量％アルミナ１１．０重量％ＭＲ−１１０（日本ゼオン社製）（Ｔｇ７０℃）７．５重量％ポリウレタン樹脂（Ｔｇ４０℃）７．５重量％オレイン酸０．６重量％ステアリン酸ｎブチル１．８重量％ステアリン酸ブトキシエチル１．８重量％オレイン酸オレイル１．８重量％コロネートＨＸ（日本ポリウレタン工業社製）（脂肪族イソシアネート硬化剤）３．０重量％このようにして得た磁気シートに比較例１と同じ処理を
施して比較例２の試料を形成した。

【００３１】（比較例３）下塗り層２用の塗料の固形分
として、下記の組成物を使用し、その他は比較例１と全
く同じ条件の下で下塗り層２を形成した。

【００３２】 α-酸化鉄（粒子径０．０６μｍ）５７．０重量％カーボンブラック１３．０重量％ＭＲ−１１０（日本ゼオン社製）（Ｔｇ７０℃）１０．０重量％ポリウレタン樹脂（Ｔｇ０℃）１０．０重量％オレイン酸０．６重量％ステアリン酸ｎブチル１．８重量％ステアリン酸ブトキシエチル１．８重量％オレイン酸オレイル１．８重量％コロネートＨＸ（日本ポリウレタン工業社製）（脂肪族イソシアネート硬化剤）４．０重量％次に、上塗り層３用の塗料の固形分として、下記の組成
物を使用し、その他は比較例１と全く同じ条件の下で上
塗り層３を下塗り層２上に形成した。

【００３３】メタル磁性粉（Ｈc：１７００Oe、ＢＥＴ：４０m²/g）６３．０重量％カーボンブラック２．０重量％アルミナ１１．０重量％ＭＲ−１１０（日本ゼオン社製）（Ｔｇ７０℃）７．５重量％ポリウレタン樹脂（Ｔｇ４０℃）７．５重量％オレイン酸０．６重量％ステアリン酸ｎブチル１．８重量％ステアリン酸ブトキシエチル１．８重量％オレイン酸オレイル１．８重量％コロネートＬ（日本ポリウレタン工業社製）（芳香族イソシアネート硬化剤）３．０重量％このようにして得た磁気シートに比較例１と同じ処理を
施して比較例３の試料を形成した。

【００３４】以上の実施例および比較例１乃至３の各試
料における物性（樹脂のＴｇ、ヤング率、ゲル分率）と
使用した硬化剤の種類とを図２の表に示している。混合
樹脂のＴｇは、各樹脂単独のＴｇに重量分率を掛け合わ
せたものの和によって表現される。また、ヤング率は、
上塗り層塗膜および下塗り層塗膜の引っ張り試験から求
めており、また、ゲル分率は、塗膜のテトラヒドロフラ
ン抽出から算出している。

【００３５】また、これらの各試料を３．５インチ・フ
ロッピー・ディスク・ケースに組み込んで、ＦＤＤによ
る電磁変換特性と連続耐久試験の測定を行なった。この
測定結果は、図３の表に示している。測定用ＦＤＤに
は、日本電気製ＦＤ−１３３１を使用して、各試料の高
域出力を測定した。耐久性は、温度５℃、相対湿度３５
％の環境下で、磁気ヘッドをトラック４８に置き、０か
ら９６トラックまでの平均再生出力が初期出力の５０％
に減少するまでの時間を耐久時間として、耐久時間に至
るまでに走行したパス量を測定した。また、１５０万パ
ス後の全トラックのミッシングパルスを測定し、信号パ
ルスが６０％を下回るトラックを不良トラックとして、
不良トラック数によりドロップアウトの評価を行なっ
た。

【００３６】図２および図３の結果が示すように、実施
例の磁気記録媒体では、上塗り層３に含まれる樹脂のＴ
ｇが下塗り層２に含まれる樹脂のＴｇよりも高いため
に、上塗り層３の硬化密度が下塗り層２より高くなり、
ヤング率も上塗り層３の方が下塗り層２より高くなるの
で、表面層は硬くなる。一方、内部は表面層より柔らか
いので、磁気ヘッドとの摩擦で起きる応力は緩和され、
こうしたことから、耐久性が向上している。さらに、上
塗り層３のゲル分率が高く、樹脂中に含まれる潤滑剤は
容易に拡散することなく、長時間にわたって徐々に表面
に移行しており、この点も耐久性の向上に貢献してい
る。

【００３７】また、下塗り層２のＴｇが低いのでカレン
ダ処理により平滑な表面が得られるので高域の出力も高
い。

【００３８】また、実施例の磁気記録媒体では、上塗り
層３の硬化剤として、芳香族系よりも反応性の高い脂肪
族イソシアネート硬化剤を使用しているため、上塗り層
３の硬化反応が十分に行なわれている。そのため、粉落
ちがなく、ドロップアウトが大幅に減少しており、優れ
た信頼性を示している。

【００３９】一方、比較例１の様に、上塗り層３の樹脂
のＴｇが下塗り層２の樹脂のＴｇより低い場合は、塗膜
のヤング率は逆転し、下塗り層２はヤング率が高いにも
かかわらず硬化反応が進んでいない。このため下塗り層
２に変形が起こり、耐久性が好ましくない。

【００４０】また、比較例２の様に、上塗り層３の樹脂
のＴｇが下塗り層２の樹脂のＴｇより高くてもその差が
僅かであれば、下塗り層２の硬化反応は不十分となり、
耐久性は低いレベルである。耐久性や信頼性を満たすた
めには、上塗り層樹脂のＴｇと下塗り層樹脂のＴｇとの
差を１０℃以上に設定する必要がある。

【００４１】また、比較例３の様に、上塗り層３の樹脂
のＴｇが下塗り層２の樹脂のＴｇより高く、その差が１
０℃以上あっても、上塗り層３に芳香族系硬化剤を、下
塗り層２に脂肪族系硬化剤を用いると、硬化処理前に下
塗り層２の硬化が進むために、カレンダ処理により平滑
な表面が得られなくなり、高域の出力が低下している。
また、下塗り層２は、十分な硬化反応が進んでいるもの
のヤング率が小さく、上塗り層３のヤング率との差が大
きいため上塗り層との塗層の界面での破壊が起こり、耐
久性が悪い。また、上塗り層３の硬化が不十分なため粉
落ちが起きて、不良トラック数が多く発生し、信頼性が
極めて低い。

【００４２】こうした比較例と比べて明らかなように、
実施例の磁気記録媒体では、下塗り層２のＴｇを上塗り
層３のＴｇより１０℃以上低く設定し、また、下塗り層
２を芳香族イソシアネート硬化剤によって硬化し、上塗
り層３を脂肪族イソシアネート硬化剤によって硬化して
いることが、優れた電磁変換特性、高い耐久性およびド
ロップアウトの少ない高い信頼性をもたらしている。

【００４３】また、上塗り層３の膜厚は、記録密度を高
める上では薄くする方が良く、均一な塗膜が形成できる
実際上の範囲を考慮して０．１μｍ以上１．０μｍに設
定する。

【００４４】

【発明の効果】以上の実施例の説明から明らかなよう
に、本発明の磁気記録媒体は、電磁変換特性や耐久性に
優れており、ドロップアウトの発生が少なく、信頼性が
極めて高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における磁気記録媒体の要部断
面図、

【図２】実施例および比較例における磁気記録媒体の物
性を示す表、

【図３】実施例および比較例における磁気記録媒体の特
性を示す表である。

【符号の説明】

１非磁性支持体２下塗り層３上塗り層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G11B 5/702 G11B 5/704

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性支持体上に下塗り層と、磁性層と
しての上塗り層とをこの順番に設けて成る磁気記録媒体
において、前記下塗り層に含まれる樹脂のＴｇが、前記上塗り層に
含まれる樹脂のＴｇより１０℃以上低く、且つ、前記下
塗り層が芳香族イソシアネート硬化剤を含む塗層によっ
て形成され、前記上塗り層が脂肪族イソシアネート硬化
剤を含む塗層によって形成されていることを特徴とする
磁気記録媒体。
【請求項２】前記上塗り層の膜厚が０．１μｍ以上
１．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載
の磁気記録媒体。