JP3564763B2 - 磁気記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【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と結合剤から構成されてなる磁性層を有する塗布型の磁気記録媒体に関し、特に走行性及び耐久性の向上に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）等の磁気記録媒体において、高記録密度化、高画質化を図る目的で電磁変換特性の向上に関する検討が盛んに行われている。この電磁変換特性の向上に伴い、近年蒸着テープ等の薄膜媒体が提案され既にＨｉ−８ビデオ等の一部のフォーマットにおいて実用化されてはいるが、価格などの点で従来の塗布型の磁気記録媒体は依然主流を占めている。
【０００３】
また、この磁気記録媒体においては、走行性及び耐久性が重要な特性であり、電磁変換特性の向上を図りながら十分な走行性及び耐久性を確保することが媒体の設計において重要な課題である。
【０００４】
これまで、電磁変換特性の向上を実現するためには、磁気特性の向上、テープ表面の鏡面化によるスペーシングロスの低減等が検討されている。例えば、塗布型の磁気記録媒体において、テープ表面の鏡面化を図る方法としては、支持体の表面性を向上させたり、強磁性粉末や研磨剤等の粒径を小さくしたり、これらをより均一に分散させる等の工夫がなされている。また、テープ表面の鏡面化や強磁性粉末の高充填を目的として、磁性塗料を塗布し乾燥させた後にカレンダー処理が行われている。
【０００５】
しかし、このようにして電磁変換特性の向上を達成しようとした場合、走行性及び耐久性は低下してしまい、これを考慮すると実際には大幅な電磁変換特性の向上を達成することができないのが実状である。
【０００６】
一方、走行性及び耐久性については、潤滑剤や表面形状の工夫による摩擦の低減や、支持体や結合剤の最適化及び架橋による機械強度の向上、潤滑剤の最適化による油膜強度の向上、研磨剤の使用による研磨性の付与等がなされている。
【０００７】
しかし、走行性及び耐久性といっても多種多様であり、また多くの原材料からなるために挙動が複雑であり、ある条件での走行耐久性を満足させるべく対処しても、他の条件での特性が悪化してしまうことが多く、複数の条件を同時に高い水準で満足させることは困難である。
【０００８】
例えば、高速で摺動する部分の摩擦の低減や耐久性の付与を図るために、従来より高級脂肪酸のエステル化合物が用いられている。しかし、これをもちいることにより低速で摺動する部分の摩擦が上昇してしまい走行性が悪化する。また、添加量が多いと、結合剤を可塑化してしまい耐久性が悪化すると言った問題が生ずる。更に、添加量が多い場合には、テープ表面の鏡面化や強磁性粉末の高充填を目的として行われるカレンダー処理により潤滑剤が摺動面に有効に供給されるために必要な空孔が縮小又は閉塞されてしまい有効に作用する潤滑剤量がかえって減少して耐久性が悪化するといった問題も起こる。
【０００９】
このような問題を解決するために、使用する強磁性金属粉末の比表面積と磁性層の表面粗さを規制することで電磁変換特性を高め、更に用いる潤滑剤量を規制し走行性及び耐久性を満足させながら電磁変換特性を向上しようとする方法も提案されている（例えば特公平４−４０７８１号公報等参照。）。
【００１０】
しかし、更に電磁変換特性を向上させようとして磁性層の表面粗さをより小さい値に規制しようとした場合には、単に使用する潤滑剤量のみを規制するだけでは、有効に作用できる潤滑剤量を制御できず、走行性と耐久性を両立させることは困難であった。
【００１１】
また、カレンダー処理を終えた磁性塗膜にトップコートして耐久性に十分な量の高級脂肪酸のエステル化合物を磁性塗膜に付与する方法も提案されている（例えば特開平４−３３１７号公報等参照。）。
【００１２】
ところが、磁性塗膜の乾燥後にトップコートして耐久性に十分な量の高級脂肪酸のエステル化合物を磁性塗膜に付与する方法は、製造工程が増えてしまうとともに、鏡面化された場合には、隙間が少ない表面に多量の高級脂肪酸のエステル化合物が存在するために低速で摺動する部分の摩擦が大幅に上昇してしまい走行性が悪化するという問題がある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであって、電磁変換特性の向上を達成するために媒体表面を鏡面化した場合でも、十分な走行性及び耐久性を有する磁気記録媒体を提供する事を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上述の目的を達成せんものと鋭意研究の結果、磁性層の表面性を一定の値以下に抑えるとともに、磁性塗料に含まれる強磁性粉末及び無機顔料と結合剤の重量比率、潤滑剤の組成や配合比、また結合剤に含まれる極性基とその導入量、さらには磁性層の表面粗度を規制することにより、良好な電磁変換特性を確保しつつ、十分な走行性及び耐久性を実現できることをみいだし、本発明を完成するに至ったものである。
【００１５】
即ち、本発明の磁気記録媒体は、非磁性支持体上に強磁性粉末と結合剤とを主体とする磁性塗料の塗膜からなる磁性層が形成されてなる磁気記録媒体において、上記磁性塗料中に含まれる強磁性粉末その他の無機顔料と結合剤との比率が重量比で無機顔料／結合剤＝５．７５〜６．７５であり、潤滑剤として炭素数１６以上２２以下の高級脂肪酸とネオペンチルアルコールとのエステル化合物よりなる高級脂肪酸エステルが上記強磁性粉末１００重量部に対して１．５重量部以上３．０重量部以下の割合で含まれ、上記結合剤は、−ＣＯＯＭ、−ＳＯ３Ｍ、−Ｏ−ＳＯ３Ｍ、−Ｐ＝Ｏ（ＯＭ）２、−ＮＲ４Ｘ、−ＮＲ２、−ＳＨ（ＭはＨ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、−ＮＲ４、Ｒはアルキル基又はＨ、Ｘはハロゲン原子をそれぞれ表す。）の極性基を少なくとも１種類以上含み、その導入量が結合剤１ｇ当たり０．０３〜０．３ｍｍｏｌであり、且つ上記磁性層の表面粗度Ｒａが５．０ｎｍ以下、Ｒｚが７０ｎｍ以下であることを特徴とするものである。
【００１６】
上記潤滑剤としては、高級脂肪酸エステルが好適である。
【００１７】
ここで、上記高級脂肪酸エステルとして、炭素数１６以上２２以下の高級脂肪酸とネオペンチルアルコールとのエステル化合物が最も好ましいが、炭素数１０以上２４以下の一塩基性脂肪酸（分岐していても、不飽和結合を含んでいても良い。）と炭素数１以上１８以下の一価のアルコール（分岐していても、不飽和結合を含んでいても良い。）やアルキレンオキサイドのモノアルキルエーテルとからなるエステル化合物でも良い。これらを用いることにより、その他の高級脂肪酸エステルと同じ量が存在した場合でも低速で摺動する部分の摩擦をより低く抑え、且つ耐久性に優れた油膜を形成することができる。このため、より一層走行性及び耐久性の向上を図ることができる。
【００１８】
これらエステル化合物として、具体的に例示するならばステアリン酸メチル、ステアリン酸エチル、ステアリン酸プロピル、ステアリン酸ブチル、ステアリン酸ｓｅｃ−ブチル、ステアリン酸ｔｅｒｔ−ブチル、ステアリン酸イソブチル、ステアリン酸ペンチル、ステアリン酸ヘプチル、ステアリン酸オクチル、ステアリン酸ブトキシエチル、パリミチン酸ブチル、パルミチン酸ペンチル、パルミチン酸ヘプチル、パルミチン酸オクチル、パルミチン酸イソオクチル、ミリスチン酸オクチル、オレイン酸オレイル等が挙げられる。
【００１９】
その他の潤滑剤として、上記高級脂肪酸エステルの他に従来公知のものを組み合わせて使用することも可能である。
【００２０】
この従来公知の潤滑剤としては、例えばミリスチン酸やステアリン酸等の高級脂肪酸類及びそれらの金属やアミンとの塩類、脂肪酸と１価又はそれ以上６価までのアルコール類との本発明によるものを含めたエステル化合物、脂肪酸等で変成したものを含むシリコンオイル、アルキル燐酸エステル、これらにはエチレンオキサイド等の付加によりエーテル結合等他の置換基が含まれても良いし、一部フッ素が含まれても良い。更に、パフロロポリエーテル及びその変成物等が挙げられる。
【００２１】
これらは、磁性塗料の混合・分散の初期、途中、終了時のいずれに添加しても良く、更に磁性層が形成された後にトップコートしても良い。
【００２２】
本発明においては、磁性層の表面を鏡面化し表面性を一定の値以下に規制することで良好な電磁変換特性を得るとともに、結合剤に対する無機顔料の配合割合を一定範囲内に調整することにより走行性及び耐久性を向上することができる。
【００２３】
一般に、塗布型の磁気記録媒体のように無機顔料と高分子化合物である結合剤とからなる複合材料の場合、結合剤に対する無機顔料の配合割合がある一定値を越えると空隙や空孔が生じ、これらは配合割合が大きくなるほど多くなる傾向にある。上記磁気記録媒体においては、初めから摺動面に存在する潤滑剤量が摺動により減少した場合に、上述の空隙や空孔を通して潤滑剤が摺動面に供給され耐久性に有効に作用すると考えられている。
【００２４】
本発明では、上記磁性塗料中に含まれる強磁性粉末その他の無機顔料と結合剤との比率を無機顔料／結合剤＝５．７５〜６．７５（重量比）とする。これにより、カレンダー処理時に上記空隙や空孔が縮小又は閉塞されることなく、強磁性粉末の充填率や塗膜の機械強度の低下が抑えられた範囲で潤滑剤を摺動面に供給するに十分な空隙や空孔を確保することができる。この結果、潤滑剤が摺動面だけでなく空孔や空隙内にも散在し、初めから摺動面に存在する潤滑剤量は少なくなる。従って、表面が鏡面化された媒体でも低速で摺動する部分の摩擦を低く抑えることができる。この時、初めから摺動面に存在する潤滑剤量が少なくても、摺動によりその量が減少すると上記空隙や空孔を通して該潤滑剤が摺動面に供給されるので、十分な耐久性を確保できる。
【００２５】
上記無機顔料／結合剤比が５．７５未満では、上記空隙や空孔を十分に確保することができず、摺動面に潤滑剤を十分に供給することができなくなり、耐久性が低下する。逆に、該無機顔料／結合剤比が６．７５を越えると、結合剤の強磁性粉末への吸着量が減少して塗料の段階での分散の安定性が悪化したり、生じる空隙や空孔が多くなりすぎて初めから摺動面に存在する潤滑剤量が少なくなり過ぎるばかりか、強磁性粉末の充填率や塗膜の機械強度が大幅に低下し電磁変換特性及び耐久性が低下する。
【００２６】
上記磁性層の表面性は、その表面粗度Ｒａが５．０ｎｍ以下であることが必要であり、より好ましくはＲｚが７０ｎｍ以下とされる。これにより、記録・再生時のスペーシングロスが抑えられ良好な電磁変換特性を得ることができる。表面粗度が上記範囲を越えると、良好な電磁変換特性を確保することができなくなる。
【００２７】
このように磁性層の表面性を規制するには、使用する原材料や工程を鏡面化の方向に選定すれば良い。
【００２８】
つまり、原材料としては、強磁性粉末や研磨剤は微細なものなので分散が容易なものを選定し、結合剤はこれらを均一に分散できるようなもの、具体的には強磁性粉末により吸着し易いように強磁性粉末の表面に合った種類及び量の極性基が導入されたものを選定する。また、非磁性支持体は、表面性の良好なものを選定すれば良い。
【００２９】
また、工程としては、強磁性粉末を均一に分散できるように高いせん断力を与えられるような分散機の使用や分散時間等の条件の選定、カレンダー処理圧力や温度の上昇等の手法を適宜使用すれば良い。
【００３０】
この他、磁性層の表面を鏡面化する公知の手法を含めた中から、走行性や生産性、その他の特性とのバランスを考慮して任意に選定することができ、特定の手法に限定されない。
【００３１】
また、この磁性層に含まれる潤滑剤量は、強磁性粉末１００重量部に対して１．５重量部以上３．０重量部以下とされる。潤滑剤量を上記範囲内とすることにより、摺動面に供給される潤滑剤量が十分となる上、初めから多量に摺動面に存在しないので、低速での摩擦の上昇も抑えることができる。該潤滑剤量が１．５重量よりも少ないと十分な潤滑効果を得ることができず、逆に３．０重量部より多いと摺動面に初めから多量に存在してしまうため、低速での摩擦が上昇する。
【００３２】
本発明の磁気記録媒体において、上記非磁性支持体や磁性塗膜を構成する強磁性粉末等は従来公知のものがいずれも使用可能であり、なんら限定されるものではない。
【００３３】
具体的に例示するならば、強磁性粉末としてはＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ等の金属やこれらを含んだ合金からなる強磁性金属粉末、バリウムフェライト等の板状六方晶フェライト、γ−酸化鉄、コバルト含有γ−酸化鉄、マグネタイト、コバルト含有マグネタイト、ＣｒＯ２ 等が挙げられる。
【００３４】
上記その他の無機顔料としては、研磨剤やカーボンブラック、二硫化モリブデンやグラファイト等の固体潤滑剤等が挙げられる。
【００３５】
上記研磨剤としては、アルミナ、酸化クロム、酸化チタン、α−酸化鉄、炭化ケイ素、コランダム、（人造）ダイヤモンド、等が挙げられる。
【００３６】
これらは粉体状態で磁性塗料に添加しても良いし、強磁性粉末とは別に分散したスラリー状態で磁性塗料の混合・分散の初期、途中、終了時のいずれに添加しても良い。
【００３７】
上記結合剤としては、通常の塗布型の磁気記録媒体に使用されるものとして従来公知の材料がいずれも使用可能であり、特に限定されない。
【００３８】
具体的に例示するならばポリエステルやポリカーボネート又はポリエーテル系のポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル系共重合体、セルロース誘導体、フェノキシ樹脂、アクリル酸エステル系共重合体、塩化ビニリデン系共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体等が挙げられる。
【００３９】
ここで、良好な分散性を得るために、使用する結合剤の一部又は全部に極性基が導入されても良い。
【００４０】
上記極性基としては、例えば−ＣＯＯＭ、−ＳＯ３ Ｍ、−Ｏ−ＳＯ３ Ｍ、−Ｐ＝Ｏ（ＯＭ）２ 、−ＮＲ４ Ｘ，−ＮＲ２ 、−ＳＨ（ＭはＨ，Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，−ＮＲ４ 、Ｒはアルキル基又はＨ、Ｘはハロゲン原子をそれぞれ表す。）等が挙げられる。これらは１種類でも、２種類以上含まれても良い。
【００４１】
これら極性基の導入量は、結合剤１ｇ当たり０．０３〜０．３ｍｍｏｌが好ましい。結合剤１ｇ当たり０．０３ｍｍｏｌより少ないと分散性に対する効果が小さく、逆に０．３ｍｍｏｌより多いと吸湿性が高くなり、耐候性が悪くなるばかりか、かえって分散性が悪化する虞れがある。
【００４２】
また、上記結合剤に架橋構造を形成するためには、硬化剤としてポリイソシアネートを添加しても良い。
【００４３】
上記ポリ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、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等のイソシアネート類及びこれらのイソシアネート類とトリメチロールプロパン等の多価アルコールとの付加体又はイソシアネート類の縮合生成物等が使用可能である。
【００４４】
本発明においては、その他の添加剤として上述の研磨剤やカーボンブラック等の帯電防止効果や遮光効果に摩擦低減効果等のあるものや、分散効果、架橋促進効果、可塑効果等を目的として従来公知の各種材料が使用されても良い。
【００４５】
また、上記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、アラミド等のポリアミド又はイミド類、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、セルロースジアセテート等のセルロース類やポリカーボネート類に代表されるような高分子材料、或いはアルミニウム等の金属、ガラス、セラミクス等により形成される支持体等が挙げられる。
【００４６】
これら非磁性支持体上に磁性層を形成するには、上述の磁性層構成材料を塗料化し、これを上記非磁性支持体上に塗布し乾燥して形成されるが、この塗料化に際し、使用される溶剤としては、例えばアセトン、メトルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール等のアルコール系溶媒、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸プロピル、乳酸エチル、エチレングリコールアセテート等のエステル系溶媒、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、２−エトキシエタノール、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、メチレンクロライド、四塩化炭素、クロロホルム、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素系溶媒等が使用可能である。
【００４７】
また、上記塗料を調製するための分散・混練には、例えばロールミル、ボールミル、サンドミル、アジター、ニーダー、エクストルーダー、ホモジナイザー、超音波分散機等が用いられる。
【００４８】
更に、このように調製された塗料を上記非磁性支持体上に塗布するには、グラビアコーター、ナイフコーター、ワイヤーバーコーター、ドクターブレードコーター、リバースロールコーター、ディッピングコーター、エアナイフコーター、ダイコーター等が用いられる。
【００４９】
また、上記磁性層は単層であっても良いし、２層以上の多層であっても良い。更に、上記非磁性支持体上の磁性層と同じ側にα−酸化鉄、カーボンブラック、酸化チタン、炭酸カルシウム、アルミナ等の非磁性又は磁性の非常に小さい粉末と結合剤とを主体とする下塗り層を設けても良い。
【００５０】
以上が本発明の基本的な構成であるが、磁気記録媒体の構成はこれに限らず、例えば非磁性支持体の磁性層形成面側との反対面に非磁性又は磁性粉末と結合剤とを主体とするバックコート層が形成されても良い。
【００５１】
このバックコート層に使用する非磁性粉末としては、例えばカーボンブラックを主体とするものが一般的であるが、この他にも炭酸カルシウム、アルミナ、酸化チタン、α−酸化鉄等がいずれも使用可能である。また、磁性粉末としては、磁性層の構成材料として使用する上述の強磁性粉末がいずれも使用可能であり、それらを単独又は組み合わせて使用することが可能である。結合剤及びその他の添加剤としては、磁性層に用いるものとして先に例示したものがいずれも使用可能であり、それらを単独又は組み合わせて使用することが可能である。
【００５２】
【作用】
磁性層の表面を鏡面化し表面性を一定の値以下に規制することにより、記録及び再生時のスペーシングロスが抑えられ、良好な電磁変換特性が得られる。
【００５３】
また、結合剤に対する無機顔料の配合割合を一定範囲内に調整することにより、強磁性粉末の充填率や塗膜の機械強度の低下が抑えられた範囲で、潤滑剤を摺動面に供給するのに十分な空孔を確保することができる。上記潤滑剤は、摺動面だけでなく、上記空孔にも散在するため、初めから摺動面に存在する高級脂肪酸のエステル化合物の存在量は強磁性粉末１００重量部に対して１．５重量部以上３．０重量部以下の添加量の範囲では少ない。このため、表面が鏡面化された媒体でも低速で摺動する部分の摩擦を低く抑えることができる。初めから摺動面に存在する高級脂肪酸のエステル化合物の剤量が少なくても、摺動により減少した場合には、上記空孔を通して高級脂肪酸のエステル化合物が摺動面に供給されるため、十分な耐久性を確保できる。
【００５４】
従って、電磁変換特性に優れ且つ良好な走行性及び耐久性が得られる。
【００５５】
【実施例】
以下、本発明を具体的な実施例により説明するが、本発明がこの実施例に限定されるものでないことは言うまでもない。
【００５６】
実施例１
先ず、下記の表１に示す組成の塗料材料をサンドミルにより分散した後、硬化剤（日本ポリウレタン社製、商品名；コロネートＬ）を３重量部添加し、これを厚み７．５μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム上に乾燥後の厚みが２．５μｍとなるように塗布した。
【００５７】
【表１】
【００５８】
その後、磁場配向処理を行い、乾燥させて巻き取りを行った。
【００５９】
続いて、処理温度１１０℃、線圧力３５０ｋｇ／ｃｍでカレンダー処理を施し、温度６０℃、２０時間の硬化処理を行い磁性層を形成した。
【００６０】
そして、下記の表２に示す組成を有するバックコート層を厚さ０．５μｍとなるように形成した。
【００６１】
【表２】
【００６２】
このようにして得られた幅広テープを８ｍｍ幅にスリットしてサンプルテープとし、Ｈｉ−８ビデオカセットに組み込んだ。
【００６３】
実施例２
上記実施例１における磁性塗料の組成中、ポリエステル−ポリウレタンの配合量を６．２重量部、塩化ビニル系共重合体の配合量を１２．５重量部とし、その他は実施例１と同様にしてサンプルテープを作製し、Ｈｉ−８ビデオカセットに組み込んだ。
【００６４】
実施例３
上記実施例１における磁性塗料の組成中、ポリエステル−ポリウレタンの配合量を５．３重量部、塩化ビニル系共重合体の配合量を１０．７重量部とし、その他は実施例１と同様にしてサンプルテープを作製し、Ｈｉ−８ビデオカセットに組み込んだ。
【００６５】
実施例４
上記実施例１における磁性塗料の組成中、研磨剤として添加したアルミナの配合量を１２重量部とし、その他は実施例１と同様にしてサンプルテープを作製し、Ｈｉ−８ビデオカセットに組み込んだ。
【００６６】
実施例５
上記実施例１におけるカレンダー処理時の処理温度を１２５℃とし、その他は実施例１と同様にしてサンプルテープを作製し、Ｈｉ−８ビデオカセットに組み込んだ。
【００６７】
実施例６
上記実施例１における磁性塗料の組成中、更にカーボンブラック（平均粒径＝８２ｎｍ、ＤＢＰ吸油量＝５０ｃｃ／１００ｇ）を０．５重量部添加し、その他は実施例１と同様にしてサンプルテープを作製し、Ｈｉ−８ビデオカセットに組み込んだ。
【００６８】
実施例７
上記実施例１における磁性塗料の組成中、ステアリン酸ネオペンチルの添加量を１．５重量部とし、その他は実施例１と同様にしてサンプルテープを作製し、Ｈｉ−８ビデオカセットに組み込んだ。
【００６９】
実施例８
上記実施例１における磁性塗料の組成中、ステアリン酸ネオペンチルの添加量を３．０重量部とし、その他は実施例１と同様にしてサンプルテープを作製し、Ｈｉ−８ビデオカセットに組み込んだ。
【００７０】
実施例９
上記実施例１における磁性塗料の組成中、ステアリン酸ネオペンチルをパルミチン酸ネオペンチルに変え、その他は実施例１と同様にしてサンプルテープを作製し、Ｈｉ−８ビデオカセットに組み込んだ。
【００７１】
実施例１０
上記実施例１における磁性塗料の組成中、ステアリン酸ネオペンチルをベヘン酸ネオペンチルに変え、その他は実施例１と同様にしてサンプルテープを作製し、Ｈｉ−８ビデオカセットに組み込んだ。
【００７２】
実施例１１
上記実施例１における磁性塗料の組成中、ステアリン酸ネオペンチルをステアリン酸ブチルに変え、その他は実施例１と同様にしてサンプルテープを作製し、Ｈｉ−８ビデオカセットに組み込んだ。
【００７３】
実施例１２
上記実施例１における磁性塗料の組成中、ステアリン酸ネオペンチルをステアリン酸ヘプチルに変え、その他は実施例１と同様にしてサンプルテープを作製し、Ｈｉ−８ビデオカセットに組み込んだ。
【００７４】
実施例１３
上記実施例１における磁性塗料の組成中、ステアリン酸ネオペンチルをステアリン酸ブトキシエチルに変え、その他は実施例１と同様にしてサンプルテープを作製し、Ｈｉ−８ビデオカセットに組み込んだ。
【００７５】
実施例１４
上記実施例１における磁性塗料の組成中、ステアリン酸ネオペンチルをパルミチン酸イソオクチルに変え、その他は実施例１と同様にしてサンプルテープを作製し、Ｈｉ−８ビデオカセットに組み込んだ。
【００７６】
比較例１
上記実施例１における磁性塗料の組成中、ポリエステル−ポリウレタンの配合量を６．５重量部、塩化ビニル系共重合体の配合量を１３．１重量部とし、その他は実施例１と同様にしてサンプルテープを作製し、Ｈｉ−８ビデオカセットに組み込んだ。
【００７７】
比較例２
上記実施例１における磁性塗料の組成中、ポリエステル−ポリウレタンの配合量を５．１重量部、塩化ビニル系共重合体の配合量を１０．３重量部とし、その他は実施例１と同様にしてサンプルテープを作製し、Ｈｉ−８ビデオカセットに組み込んだ。
【００７８】
比較例３
上記実施例１におけるカレンダー処理時の処理温度を９５℃とし、その他は実施例１と同様にしてサンプルテープを作製し、Ｈｉ−８ビデオカセットに組み込んだ。
【００７９】
比較例４
上記実施例１における磁性塗料の組成中、更にカーボンブラック（平均粒径＝２７０ｎｍ、ＤＢＰ吸油量＝３７ｃｃ／１００ｇ）を２．０重量部添加し、その他は実施例１と同様にしてサンプルテープを作製し、Ｈｉ−８ビデオカセットに組み込んだ。
【００８０】
比較例５
上記実施例１における磁性塗料の組成中、ステアリン酸ネオペンチルの添加量を１．０重量部とし、その他は実施例１と同様にしてサンプルテープを作製し、Ｈｉ−８ビデオカセットに組み込んだ。
【００８１】
比較例６
上記実施例１における磁性塗料の組成中、ステアリン酸ネオペンチルの添加量を４．０重量部とし、その他は実施例１と同様にしてサンプルテープを作製し、Ｈｉ−８ビデオカセットに組み込んだ。
【００８２】
そこで、得られた各サンプルテープについて、電磁変換特性としてＹ−Ｃ／Ｎ及びドロップアウトについて以下に示す方法で評価を行った。
【００８３】
＜Ｙ−Ｃ／Ｎ＞
Ｈｉ−８ビデオデッキを用い、７ＭＨｚの信号を１０分間記録した。そして、リミッター前に検出した７ＭＨｚでの出力とそこから−１ＭＨｚのノイズとの差を求めてＹ−Ｃ／Ｎとし、比較例３の結果を０ｄＢとした時の相対値にて表した。この結果を下記表３、表４に示す。
【００８４】
【表３】
【００８５】
【表４】
【００８６】
＜摩擦係数＞
磁性面と３ｍｍΦのＳＵＳ３０４ガイドピンとの摩擦係数を以下の条件で測定し、３０回走行後の値を上記表３に併せて記した。
【００８７】
測定環境 ；温度４０℃、相対湿度８０％ＲＨ
テープ速度 ；２０ｍｍ／秒
荷重 ；２０ｇ
抱き角 ；９０°°
＜スチル時間＞
長時間スチルができるように改造したＨｉ−８ビデオデッキを用いて、温度４０℃、相対湿度８０％ＲＨの環境下でＲＦ出力が初期から３ｄＢ減衰するまでの時間を求めスチル時間とした。１サンプルにつき３回の測定を行い、その平均値を上記表３に併せて記した。
【００８８】
なお、３６０分以上経過してもＲＦ出力が初期から３ｄＢ減衰しないサンプルについては３６０分にて測定を打ち切り、表３中には３６０分以上として記載した。
【００８９】
以上の結果から、表３、表４に示すように、Ｙ−Ｃ／Ｎが＋１．０ｄＢ以上のサンプルは電磁変換特性が良好であり、摩擦係数が０．３以下のサンプルは走行性が良好であり、スチル時間が２４０分以上のサンプルは耐久性が良好であることが判った。
【００９０】
また、本発明による実施例１〜１４のサンプルテープは、比較例１〜６のに比べて、Ｙ−Ｃ／Ｎが高く、摩擦係数が小さく、スチル時間が長くなった。このことから、磁性塗料に含まれる強磁性粉末その他の無機顔料と結合剤との比率を重量比で無機顔料／結合剤＝５．７５〜６．７５とし、且つ磁性層の表面祖度Ｒａを５．０ｎｍ以下、Ｒｚが７０ｎｍ以下とするとともに、潤滑剤として含まれる高級脂肪酸エステルの量を強磁性粉末１００重量部に対して１．５重量部以上３．０重量部以下とすることは、電磁変換特性を向上させ走行性及び耐久性を向上させるのに有効であることが判った。
【００９１】
ここで、更に詳細に検討するために、磁性塗料に含まれる強磁性粉末その他の無機顔料と結合剤との比率について実施例１〜４及び比較例１，２で比較した。
【００９２】
磁性塗料に含まれる強磁性粉末その他の無機顔料と結合剤との比率が本発明の範囲内にある実施例１〜４のサンプルは、Ｙ−Ｃ／Ｎが＋１．０ｄＢ以上と高く、摩擦係数が０．３ｄＢ以下と低く、スチル時間が３６０分以上と長い。
【００９３】
これに対して、磁性塗料に含まれる強磁性粉末その他の無機顔料と結合剤との比率が本発明の範囲内に満たない比較例１では、Ｙ−Ｃ／Ｎは高いものの、スチル時間が非常に短く、摩擦係数も高い傾向にあった。また、磁性塗料に含まれる強磁性粉末その他の無機顔料と結合剤との比率が本発明の範囲を越える比較例２では、摩擦係数は低いものの、Ｙ−Ｃ／Ｎが低く、スチル時間も短かった。
【００９４】
このことから、磁性塗料に含まれる強磁性粉末その他の無機顔料と結合剤との比率が本発明の範囲内、つまり重量比で無機顔料／結合剤＝５．７５〜６．７５に調整することで、電磁変換特性、走行性、耐久性を高い水準で満足できることが判った。
【００９５】
また、磁性層の表面性について実施例１，５，６及び比較例３，４で比較した。
【００９６】
カレンダー処理時の処理条件を鏡面化の方向に設定した実施例５のサンプルが磁性層の表面性が最も良好であり、摩擦係数がやや高い傾向にあるものの、最も高いＹ−Ｃ／Ｎを示した。これに対して、カレンダー処理時の処理条件を鏡面化とは逆の方向に設定した比較例３のサンプルは磁性層の表面性が本発明の範囲を越え、Ｙ−Ｃ／Ｎが低く、良好な電磁変換特性を得ることができなかった。
【００９７】
一方、カーボンブラックを添加した実施例６と比較例４のサンプルを比較した場合には、カーボンブラックの粒径が小さく添加量も少ない磁性層の表面性が本発明の範囲内にある実施例６のサンプルでは、カーボンブラックを添加しない比較例１と比較してＹ−Ｃ／Ｎが低いものの、電磁変換特性としては満足できる水準にある。しかし、カーボンブラックの粒径が大きく添加量も多く磁性層の表面性が本発明の範囲を越えた比較例４のサンプルでは、Ｙ−Ｃ／Ｎが非常に低く、電磁変換特性としては満足できる水準になかった。
【００９８】
従って、工程、原材料のいずれの条件によっても、磁性層の表面が本発明の範囲を越えた場合には、良好な電磁変換特性を得ることができないことが判った。
【００９９】
更に、潤滑剤として含まれる高級脂肪酸エステルの量について、実施例１，７，８及び比較例５，６で比較した。
【０１００】
潤滑剤として含まれる高級脂肪酸エステルの量が本発明の下限である実施例７のサンプルは、それより量の多い実施例１，８のサンプルと比較してスチル時間がやや短い傾向にあるものの、２４０分以上を示し、耐久性として問題にならない水準が確保されていることが判った。
【０１０１】
また、潤滑剤として含まれる高級脂肪酸エステルの量が本発明の上限である実施例８のサンプルは、それより量の多い実施例１，７のサンプルと比較して摩擦係数がやや高い傾向にあるものの、０．３以下を示し、走行性として問題にならない水準が確保されていることが判った。
【０１０２】
これに対して、潤滑剤として含まれる高級脂肪酸エステルの量が本発明の範囲に満たない比較例５のサンプルは、スチル時間が非常に短く、耐久性として問題となる。潤滑剤として含まれる高級脂肪酸エステルの量が本発明の範囲を超えた比較例６のサンプルは、摩擦係数測定中に貼り付きを起こしてしまい、走行不可能となった。
【０１０３】
以上の結果から、潤滑剤として含まれる高級脂肪酸エステルの量が本発明の範囲に調整することは走行性と耐久性を両立させる上で効果があることが判った。
【０１０４】
また、高級脂肪酸エステルの種類については、実施例１及び実施例９〜１４で同じ仕様で比較することができる。いずれのサンプルも、Ｙ−Ｃ／Ｎが高く、摩擦係数が低く、スチル時間も長く良好な電磁変換特性、走行性及び耐久性が得られた。特に、潤滑剤として使用する高級脂肪酸エステルが炭素数１６以上２２以下の高級脂肪酸とネオペンチルアルコールとのエステル化合物を用いた実施例１，９，１０のサンプルは、その脂肪酸エステルを用いた実施例１１〜１４のサンプルと比較して、摩擦係数も小さく、スチル時間も長いことから、走行性及び耐久性がより優れていることが判った。
【０１０５】
以上の説明から明らかなように、本発明では、磁性塗料中に含まれる強磁性粉末その他の無機顔料と結合剤との比率が重量比で無機顔料／結合剤＝５．７５〜６．７５であり、潤滑剤として炭素数１６以上２２以下の高級脂肪酸とネオペンチルアルコールとのエステル化合物よりなる高級脂肪酸エステルが上記強磁性粉末１００重量部に対して１．５重量部以上３．０重量部以下の割合で含まれ、結合剤は、−ＣＯＯＭ、−ＳＯ３Ｍ、−Ｏ−ＳＯ３Ｍ、−Ｐ＝Ｏ（ＯＭ）２、−ＮＲ４Ｘ、−ＮＲ２、−ＳＨ（ＭはＨ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、−ＮＲ４、Ｒはアルキル基又はＨ、Ｘはハロゲン原子をそれぞれ表す。）の極性基を少なくとも１種類以上含み、その導入量が結合剤１ｇ当たり０．０３〜０．３ｍｍｏｌであり、且つ磁性層の表面粗度Ｒａが５．０ｎｍ以下、Ｒｚが７０ｎｍ以下であるので、表面性が良好であるにも関わらず潤滑剤の存在状態が走行性及び耐久性双方にとって問題にならない範囲に制御されている。従って、本発明によれば、電磁変換特性が高く、走行性及び耐久性に優れた磁気記録媒体を得ることができる。
【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と結合剤から構成されてなる磁性層を有する塗布型の磁気記録媒体に関し、特に走行性及び耐久性の向上に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）等の磁気記録媒体において、高記録密度化、高画質化を図る目的で電磁変換特性の向上に関する検討が盛んに行われている。この電磁変換特性の向上に伴い、近年蒸着テープ等の薄膜媒体が提案され既にＨｉ−８ビデオ等の一部のフォーマットにおいて実用化されてはいるが、価格などの点で従来の塗布型の磁気記録媒体は依然主流を占めている。
【０００３】
また、この磁気記録媒体においては、走行性及び耐久性が重要な特性であり、電磁変換特性の向上を図りながら十分な走行性及び耐久性を確保することが媒体の設計において重要な課題である。
【０００４】
これまで、電磁変換特性の向上を実現するためには、磁気特性の向上、テープ表面の鏡面化によるスペーシングロスの低減等が検討されている。例えば、塗布型の磁気記録媒体において、テープ表面の鏡面化を図る方法としては、支持体の表面性を向上させたり、強磁性粉末や研磨剤等の粒径を小さくしたり、これらをより均一に分散させる等の工夫がなされている。また、テープ表面の鏡面化や強磁性粉末の高充填を目的として、磁性塗料を塗布し乾燥させた後にカレンダー処理が行われている。
【０００５】
しかし、このようにして電磁変換特性の向上を達成しようとした場合、走行性及び耐久性は低下してしまい、これを考慮すると実際には大幅な電磁変換特性の向上を達成することができないのが実状である。
【０００６】
一方、走行性及び耐久性については、潤滑剤や表面形状の工夫による摩擦の低減や、支持体や結合剤の最適化及び架橋による機械強度の向上、潤滑剤の最適化による油膜強度の向上、研磨剤の使用による研磨性の付与等がなされている。
【０００７】
しかし、走行性及び耐久性といっても多種多様であり、また多くの原材料からなるために挙動が複雑であり、ある条件での走行耐久性を満足させるべく対処しても、他の条件での特性が悪化してしまうことが多く、複数の条件を同時に高い水準で満足させることは困難である。
【０００８】
例えば、高速で摺動する部分の摩擦の低減や耐久性の付与を図るために、従来より高級脂肪酸のエステル化合物が用いられている。しかし、これをもちいることにより低速で摺動する部分の摩擦が上昇してしまい走行性が悪化する。また、添加量が多いと、結合剤を可塑化してしまい耐久性が悪化すると言った問題が生ずる。更に、添加量が多い場合には、テープ表面の鏡面化や強磁性粉末の高充填を目的として行われるカレンダー処理により潤滑剤が摺動面に有効に供給されるために必要な空孔が縮小又は閉塞されてしまい有効に作用する潤滑剤量がかえって減少して耐久性が悪化するといった問題も起こる。
【０００９】
このような問題を解決するために、使用する強磁性金属粉末の比表面積と磁性層の表面粗さを規制することで電磁変換特性を高め、更に用いる潤滑剤量を規制し走行性及び耐久性を満足させながら電磁変換特性を向上しようとする方法も提案されている（例えば特公平４−４０７８１号公報等参照。）。
【００１０】
しかし、更に電磁変換特性を向上させようとして磁性層の表面粗さをより小さい値に規制しようとした場合には、単に使用する潤滑剤量のみを規制するだけでは、有効に作用できる潤滑剤量を制御できず、走行性と耐久性を両立させることは困難であった。
【００１１】
また、カレンダー処理を終えた磁性塗膜にトップコートして耐久性に十分な量の高級脂肪酸のエステル化合物を磁性塗膜に付与する方法も提案されている（例えば特開平４−３３１７号公報等参照。）。
【００１２】
ところが、磁性塗膜の乾燥後にトップコートして耐久性に十分な量の高級脂肪酸のエステル化合物を磁性塗膜に付与する方法は、製造工程が増えてしまうとともに、鏡面化された場合には、隙間が少ない表面に多量の高級脂肪酸のエステル化合物が存在するために低速で摺動する部分の摩擦が大幅に上昇してしまい走行性が悪化するという問題がある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであって、電磁変換特性の向上を達成するために媒体表面を鏡面化した場合でも、十分な走行性及び耐久性を有する磁気記録媒体を提供する事を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上述の目的を達成せんものと鋭意研究の結果、磁性層の表面性を一定の値以下に抑えるとともに、磁性塗料に含まれる強磁性粉末及び無機顔料と結合剤の重量比率、潤滑剤の組成や配合比、また結合剤に含まれる極性基とその導入量、さらには磁性層の表面粗度を規制することにより、良好な電磁変換特性を確保しつつ、十分な走行性及び耐久性を実現できることをみいだし、本発明を完成するに至ったものである。
【００１５】
即ち、本発明の磁気記録媒体は、非磁性支持体上に強磁性粉末と結合剤とを主体とする磁性塗料の塗膜からなる磁性層が形成されてなる磁気記録媒体において、上記磁性塗料中に含まれる強磁性粉末その他の無機顔料と結合剤との比率が重量比で無機顔料／結合剤＝５．７５〜６．７５であり、潤滑剤として炭素数１６以上２２以下の高級脂肪酸とネオペンチルアルコールとのエステル化合物よりなる高級脂肪酸エステルが上記強磁性粉末１００重量部に対して１．５重量部以上３．０重量部以下の割合で含まれ、上記結合剤は、−ＣＯＯＭ、−ＳＯ３Ｍ、−Ｏ−ＳＯ３Ｍ、−Ｐ＝Ｏ（ＯＭ）２、−ＮＲ４Ｘ、−ＮＲ２、−ＳＨ（ＭはＨ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、−ＮＲ４、Ｒはアルキル基又はＨ、Ｘはハロゲン原子をそれぞれ表す。）の極性基を少なくとも１種類以上含み、その導入量が結合剤１ｇ当たり０．０３〜０．３ｍｍｏｌであり、且つ上記磁性層の表面粗度Ｒａが５．０ｎｍ以下、Ｒｚが７０ｎｍ以下であることを特徴とするものである。
【００１６】
上記潤滑剤としては、高級脂肪酸エステルが好適である。
【００１７】
ここで、上記高級脂肪酸エステルとして、炭素数１６以上２２以下の高級脂肪酸とネオペンチルアルコールとのエステル化合物が最も好ましいが、炭素数１０以上２４以下の一塩基性脂肪酸（分岐していても、不飽和結合を含んでいても良い。）と炭素数１以上１８以下の一価のアルコール（分岐していても、不飽和結合を含んでいても良い。）やアルキレンオキサイドのモノアルキルエーテルとからなるエステル化合物でも良い。これらを用いることにより、その他の高級脂肪酸エステルと同じ量が存在した場合でも低速で摺動する部分の摩擦をより低く抑え、且つ耐久性に優れた油膜を形成することができる。このため、より一層走行性及び耐久性の向上を図ることができる。
【００１８】
これらエステル化合物として、具体的に例示するならばステアリン酸メチル、ステアリン酸エチル、ステアリン酸プロピル、ステアリン酸ブチル、ステアリン酸ｓｅｃ−ブチル、ステアリン酸ｔｅｒｔ−ブチル、ステアリン酸イソブチル、ステアリン酸ペンチル、ステアリン酸ヘプチル、ステアリン酸オクチル、ステアリン酸ブトキシエチル、パリミチン酸ブチル、パルミチン酸ペンチル、パルミチン酸ヘプチル、パルミチン酸オクチル、パルミチン酸イソオクチル、ミリスチン酸オクチル、オレイン酸オレイル等が挙げられる。
【００１９】
その他の潤滑剤として、上記高級脂肪酸エステルの他に従来公知のものを組み合わせて使用することも可能である。
【００２０】
この従来公知の潤滑剤としては、例えばミリスチン酸やステアリン酸等の高級脂肪酸類及びそれらの金属やアミンとの塩類、脂肪酸と１価又はそれ以上６価までのアルコール類との本発明によるものを含めたエステル化合物、脂肪酸等で変成したものを含むシリコンオイル、アルキル燐酸エステル、これらにはエチレンオキサイド等の付加によりエーテル結合等他の置換基が含まれても良いし、一部フッ素が含まれても良い。更に、パフロロポリエーテル及びその変成物等が挙げられる。
【００２１】
これらは、磁性塗料の混合・分散の初期、途中、終了時のいずれに添加しても良く、更に磁性層が形成された後にトップコートしても良い。
【００２２】
本発明においては、磁性層の表面を鏡面化し表面性を一定の値以下に規制することで良好な電磁変換特性を得るとともに、結合剤に対する無機顔料の配合割合を一定範囲内に調整することにより走行性及び耐久性を向上することができる。
【００２３】
一般に、塗布型の磁気記録媒体のように無機顔料と高分子化合物である結合剤とからなる複合材料の場合、結合剤に対する無機顔料の配合割合がある一定値を越えると空隙や空孔が生じ、これらは配合割合が大きくなるほど多くなる傾向にある。上記磁気記録媒体においては、初めから摺動面に存在する潤滑剤量が摺動により減少した場合に、上述の空隙や空孔を通して潤滑剤が摺動面に供給され耐久性に有効に作用すると考えられている。
【００２４】
本発明では、上記磁性塗料中に含まれる強磁性粉末その他の無機顔料と結合剤との比率を無機顔料／結合剤＝５．７５〜６．７５（重量比）とする。これにより、カレンダー処理時に上記空隙や空孔が縮小又は閉塞されることなく、強磁性粉末の充填率や塗膜の機械強度の低下が抑えられた範囲で潤滑剤を摺動面に供給するに十分な空隙や空孔を確保することができる。この結果、潤滑剤が摺動面だけでなく空孔や空隙内にも散在し、初めから摺動面に存在する潤滑剤量は少なくなる。従って、表面が鏡面化された媒体でも低速で摺動する部分の摩擦を低く抑えることができる。この時、初めから摺動面に存在する潤滑剤量が少なくても、摺動によりその量が減少すると上記空隙や空孔を通して該潤滑剤が摺動面に供給されるので、十分な耐久性を確保できる。
【００２５】
上記無機顔料／結合剤比が５．７５未満では、上記空隙や空孔を十分に確保することができず、摺動面に潤滑剤を十分に供給することができなくなり、耐久性が低下する。逆に、該無機顔料／結合剤比が６．７５を越えると、結合剤の強磁性粉末への吸着量が減少して塗料の段階での分散の安定性が悪化したり、生じる空隙や空孔が多くなりすぎて初めから摺動面に存在する潤滑剤量が少なくなり過ぎるばかりか、強磁性粉末の充填率や塗膜の機械強度が大幅に低下し電磁変換特性及び耐久性が低下する。
【００２６】
上記磁性層の表面性は、その表面粗度Ｒａが５．０ｎｍ以下であることが必要であり、より好ましくはＲｚが７０ｎｍ以下とされる。これにより、記録・再生時のスペーシングロスが抑えられ良好な電磁変換特性を得ることができる。表面粗度が上記範囲を越えると、良好な電磁変換特性を確保することができなくなる。
【００２７】
このように磁性層の表面性を規制するには、使用する原材料や工程を鏡面化の方向に選定すれば良い。
【００２８】
つまり、原材料としては、強磁性粉末や研磨剤は微細なものなので分散が容易なものを選定し、結合剤はこれらを均一に分散できるようなもの、具体的には強磁性粉末により吸着し易いように強磁性粉末の表面に合った種類及び量の極性基が導入されたものを選定する。また、非磁性支持体は、表面性の良好なものを選定すれば良い。
【００２９】
また、工程としては、強磁性粉末を均一に分散できるように高いせん断力を与えられるような分散機の使用や分散時間等の条件の選定、カレンダー処理圧力や温度の上昇等の手法を適宜使用すれば良い。
【００３０】
この他、磁性層の表面を鏡面化する公知の手法を含めた中から、走行性や生産性、その他の特性とのバランスを考慮して任意に選定することができ、特定の手法に限定されない。
【００３１】
また、この磁性層に含まれる潤滑剤量は、強磁性粉末１００重量部に対して１．５重量部以上３．０重量部以下とされる。潤滑剤量を上記範囲内とすることにより、摺動面に供給される潤滑剤量が十分となる上、初めから多量に摺動面に存在しないので、低速での摩擦の上昇も抑えることができる。該潤滑剤量が１．５重量よりも少ないと十分な潤滑効果を得ることができず、逆に３．０重量部より多いと摺動面に初めから多量に存在してしまうため、低速での摩擦が上昇する。
【００３２】
本発明の磁気記録媒体において、上記非磁性支持体や磁性塗膜を構成する強磁性粉末等は従来公知のものがいずれも使用可能であり、なんら限定されるものではない。
【００３３】
具体的に例示するならば、強磁性粉末としてはＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ等の金属やこれらを含んだ合金からなる強磁性金属粉末、バリウムフェライト等の板状六方晶フェライト、γ−酸化鉄、コバルト含有γ−酸化鉄、マグネタイト、コバルト含有マグネタイト、ＣｒＯ２ 等が挙げられる。
【００３４】
上記その他の無機顔料としては、研磨剤やカーボンブラック、二硫化モリブデンやグラファイト等の固体潤滑剤等が挙げられる。
【００３５】
上記研磨剤としては、アルミナ、酸化クロム、酸化チタン、α−酸化鉄、炭化ケイ素、コランダム、（人造）ダイヤモンド、等が挙げられる。
【００３６】
これらは粉体状態で磁性塗料に添加しても良いし、強磁性粉末とは別に分散したスラリー状態で磁性塗料の混合・分散の初期、途中、終了時のいずれに添加しても良い。
【００３７】
上記結合剤としては、通常の塗布型の磁気記録媒体に使用されるものとして従来公知の材料がいずれも使用可能であり、特に限定されない。
【００３８】
具体的に例示するならばポリエステルやポリカーボネート又はポリエーテル系のポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル系共重合体、セルロース誘導体、フェノキシ樹脂、アクリル酸エステル系共重合体、塩化ビニリデン系共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体等が挙げられる。
【００３９】
ここで、良好な分散性を得るために、使用する結合剤の一部又は全部に極性基が導入されても良い。
【００４０】
上記極性基としては、例えば−ＣＯＯＭ、−ＳＯ３ Ｍ、−Ｏ−ＳＯ３ Ｍ、−Ｐ＝Ｏ（ＯＭ）２ 、−ＮＲ４ Ｘ，−ＮＲ２ 、−ＳＨ（ＭはＨ，Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，−ＮＲ４ 、Ｒはアルキル基又はＨ、Ｘはハロゲン原子をそれぞれ表す。）等が挙げられる。これらは１種類でも、２種類以上含まれても良い。
【００４１】
これら極性基の導入量は、結合剤１ｇ当たり０．０３〜０．３ｍｍｏｌが好ましい。結合剤１ｇ当たり０．０３ｍｍｏｌより少ないと分散性に対する効果が小さく、逆に０．３ｍｍｏｌより多いと吸湿性が高くなり、耐候性が悪くなるばかりか、かえって分散性が悪化する虞れがある。
【００４２】
また、上記結合剤に架橋構造を形成するためには、硬化剤としてポリイソシアネートを添加しても良い。
【００４３】
上記ポリ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、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等のイソシアネート類及びこれらのイソシアネート類とトリメチロールプロパン等の多価アルコールとの付加体又はイソシアネート類の縮合生成物等が使用可能である。
【００４４】
本発明においては、その他の添加剤として上述の研磨剤やカーボンブラック等の帯電防止効果や遮光効果に摩擦低減効果等のあるものや、分散効果、架橋促進効果、可塑効果等を目的として従来公知の各種材料が使用されても良い。
【００４５】
また、上記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、アラミド等のポリアミド又はイミド類、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、セルロースジアセテート等のセルロース類やポリカーボネート類に代表されるような高分子材料、或いはアルミニウム等の金属、ガラス、セラミクス等により形成される支持体等が挙げられる。
【００４６】
これら非磁性支持体上に磁性層を形成するには、上述の磁性層構成材料を塗料化し、これを上記非磁性支持体上に塗布し乾燥して形成されるが、この塗料化に際し、使用される溶剤としては、例えばアセトン、メトルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール等のアルコール系溶媒、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸プロピル、乳酸エチル、エチレングリコールアセテート等のエステル系溶媒、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、２−エトキシエタノール、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、メチレンクロライド、四塩化炭素、クロロホルム、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素系溶媒等が使用可能である。
【００４７】
また、上記塗料を調製するための分散・混練には、例えばロールミル、ボールミル、サンドミル、アジター、ニーダー、エクストルーダー、ホモジナイザー、超音波分散機等が用いられる。
【００４８】
更に、このように調製された塗料を上記非磁性支持体上に塗布するには、グラビアコーター、ナイフコーター、ワイヤーバーコーター、ドクターブレードコーター、リバースロールコーター、ディッピングコーター、エアナイフコーター、ダイコーター等が用いられる。
【００４９】
また、上記磁性層は単層であっても良いし、２層以上の多層であっても良い。更に、上記非磁性支持体上の磁性層と同じ側にα−酸化鉄、カーボンブラック、酸化チタン、炭酸カルシウム、アルミナ等の非磁性又は磁性の非常に小さい粉末と結合剤とを主体とする下塗り層を設けても良い。
【００５０】
以上が本発明の基本的な構成であるが、磁気記録媒体の構成はこれに限らず、例えば非磁性支持体の磁性層形成面側との反対面に非磁性又は磁性粉末と結合剤とを主体とするバックコート層が形成されても良い。
【００５１】
このバックコート層に使用する非磁性粉末としては、例えばカーボンブラックを主体とするものが一般的であるが、この他にも炭酸カルシウム、アルミナ、酸化チタン、α−酸化鉄等がいずれも使用可能である。また、磁性粉末としては、磁性層の構成材料として使用する上述の強磁性粉末がいずれも使用可能であり、それらを単独又は組み合わせて使用することが可能である。結合剤及びその他の添加剤としては、磁性層に用いるものとして先に例示したものがいずれも使用可能であり、それらを単独又は組み合わせて使用することが可能である。
【００５２】
【作用】
磁性層の表面を鏡面化し表面性を一定の値以下に規制することにより、記録及び再生時のスペーシングロスが抑えられ、良好な電磁変換特性が得られる。
【００５３】
また、結合剤に対する無機顔料の配合割合を一定範囲内に調整することにより、強磁性粉末の充填率や塗膜の機械強度の低下が抑えられた範囲で、潤滑剤を摺動面に供給するのに十分な空孔を確保することができる。上記潤滑剤は、摺動面だけでなく、上記空孔にも散在するため、初めから摺動面に存在する高級脂肪酸のエステル化合物の存在量は強磁性粉末１００重量部に対して１．５重量部以上３．０重量部以下の添加量の範囲では少ない。このため、表面が鏡面化された媒体でも低速で摺動する部分の摩擦を低く抑えることができる。初めから摺動面に存在する高級脂肪酸のエステル化合物の剤量が少なくても、摺動により減少した場合には、上記空孔を通して高級脂肪酸のエステル化合物が摺動面に供給されるため、十分な耐久性を確保できる。
【００５４】
従って、電磁変換特性に優れ且つ良好な走行性及び耐久性が得られる。
【００５５】
【実施例】
以下、本発明を具体的な実施例により説明するが、本発明がこの実施例に限定されるものでないことは言うまでもない。
【００５６】
実施例１
先ず、下記の表１に示す組成の塗料材料をサンドミルにより分散した後、硬化剤（日本ポリウレタン社製、商品名；コロネートＬ）を３重量部添加し、これを厚み７．５μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム上に乾燥後の厚みが２．５μｍとなるように塗布した。
【００５７】
【表１】
その後、磁場配向処理を行い、乾燥させて巻き取りを行った。
【００５９】
続いて、処理温度１１０℃、線圧力３５０ｋｇ／ｃｍでカレンダー処理を施し、温度６０℃、２０時間の硬化処理を行い磁性層を形成した。
【００６０】
そして、下記の表２に示す組成を有するバックコート層を厚さ０．５μｍとなるように形成した。
【００６１】
【表２】
このようにして得られた幅広テープを８ｍｍ幅にスリットしてサンプルテープとし、Ｈｉ−８ビデオカセットに組み込んだ。
【００６３】
実施例２
上記実施例１における磁性塗料の組成中、ポリエステル−ポリウレタンの配合量を６．２重量部、塩化ビニル系共重合体の配合量を１２．５重量部とし、その他は実施例１と同様にしてサンプルテープを作製し、Ｈｉ−８ビデオカセットに組み込んだ。
【００６４】
実施例３
上記実施例１における磁性塗料の組成中、ポリエステル−ポリウレタンの配合量を５．３重量部、塩化ビニル系共重合体の配合量を１０．７重量部とし、その他は実施例１と同様にしてサンプルテープを作製し、Ｈｉ−８ビデオカセットに組み込んだ。
【００６５】
実施例４
上記実施例１における磁性塗料の組成中、研磨剤として添加したアルミナの配合量を１２重量部とし、その他は実施例１と同様にしてサンプルテープを作製し、Ｈｉ−８ビデオカセットに組み込んだ。
【００６６】
実施例５
上記実施例１におけるカレンダー処理時の処理温度を１２５℃とし、その他は実施例１と同様にしてサンプルテープを作製し、Ｈｉ−８ビデオカセットに組み込んだ。
【００６７】
実施例６
上記実施例１における磁性塗料の組成中、更にカーボンブラック（平均粒径＝８２ｎｍ、ＤＢＰ吸油量＝５０ｃｃ／１００ｇ）を０．５重量部添加し、その他は実施例１と同様にしてサンプルテープを作製し、Ｈｉ−８ビデオカセットに組み込んだ。
【００６８】
実施例７
上記実施例１における磁性塗料の組成中、ステアリン酸ネオペンチルの添加量を１．５重量部とし、その他は実施例１と同様にしてサンプルテープを作製し、Ｈｉ−８ビデオカセットに組み込んだ。
【００６９】
実施例８
上記実施例１における磁性塗料の組成中、ステアリン酸ネオペンチルの添加量を３．０重量部とし、その他は実施例１と同様にしてサンプルテープを作製し、Ｈｉ−８ビデオカセットに組み込んだ。
【００７０】
実施例９
上記実施例１における磁性塗料の組成中、ステアリン酸ネオペンチルをパルミチン酸ネオペンチルに変え、その他は実施例１と同様にしてサンプルテープを作製し、Ｈｉ−８ビデオカセットに組み込んだ。
【００７１】
実施例１０
上記実施例１における磁性塗料の組成中、ステアリン酸ネオペンチルをベヘン酸ネオペンチルに変え、その他は実施例１と同様にしてサンプルテープを作製し、Ｈｉ−８ビデオカセットに組み込んだ。
【００７２】
実施例１１
上記実施例１における磁性塗料の組成中、ステアリン酸ネオペンチルをステアリン酸ブチルに変え、その他は実施例１と同様にしてサンプルテープを作製し、Ｈｉ−８ビデオカセットに組み込んだ。
【００７３】
実施例１２
上記実施例１における磁性塗料の組成中、ステアリン酸ネオペンチルをステアリン酸ヘプチルに変え、その他は実施例１と同様にしてサンプルテープを作製し、Ｈｉ−８ビデオカセットに組み込んだ。
【００７４】
実施例１３
上記実施例１における磁性塗料の組成中、ステアリン酸ネオペンチルをステアリン酸ブトキシエチルに変え、その他は実施例１と同様にしてサンプルテープを作製し、Ｈｉ−８ビデオカセットに組み込んだ。
【００７５】
実施例１４
上記実施例１における磁性塗料の組成中、ステアリン酸ネオペンチルをパルミチン酸イソオクチルに変え、その他は実施例１と同様にしてサンプルテープを作製し、Ｈｉ−８ビデオカセットに組み込んだ。
【００７６】
比較例１
上記実施例１における磁性塗料の組成中、ポリエステル−ポリウレタンの配合量を６．５重量部、塩化ビニル系共重合体の配合量を１３．１重量部とし、その他は実施例１と同様にしてサンプルテープを作製し、Ｈｉ−８ビデオカセットに組み込んだ。
【００７７】
比較例２
上記実施例１における磁性塗料の組成中、ポリエステル−ポリウレタンの配合量を５．１重量部、塩化ビニル系共重合体の配合量を１０．３重量部とし、その他は実施例１と同様にしてサンプルテープを作製し、Ｈｉ−８ビデオカセットに組み込んだ。
【００７８】
比較例３
上記実施例１におけるカレンダー処理時の処理温度を９５℃とし、その他は実施例１と同様にしてサンプルテープを作製し、Ｈｉ−８ビデオカセットに組み込んだ。
【００７９】
比較例４
上記実施例１における磁性塗料の組成中、更にカーボンブラック（平均粒径＝２７０ｎｍ、ＤＢＰ吸油量＝３７ｃｃ／１００ｇ）を２．０重量部添加し、その他は実施例１と同様にしてサンプルテープを作製し、Ｈｉ−８ビデオカセットに組み込んだ。
【００８０】
比較例５
上記実施例１における磁性塗料の組成中、ステアリン酸ネオペンチルの添加量を１．０重量部とし、その他は実施例１と同様にしてサンプルテープを作製し、Ｈｉ−８ビデオカセットに組み込んだ。
【００８１】
比較例６
上記実施例１における磁性塗料の組成中、ステアリン酸ネオペンチルの添加量を４．０重量部とし、その他は実施例１と同様にしてサンプルテープを作製し、Ｈｉ−８ビデオカセットに組み込んだ。
【００８２】
そこで、得られた各サンプルテープについて、電磁変換特性としてＹ−Ｃ／Ｎ及びドロップアウトについて以下に示す方法で評価を行った。
【００８３】
＜Ｙ−Ｃ／Ｎ＞
Ｈｉ−８ビデオデッキを用い、７ＭＨｚの信号を１０分間記録した。そして、リミッター前に検出した７ＭＨｚでの出力とそこから−１ＭＨｚのノイズとの差を求めてＹ−Ｃ／Ｎとし、比較例３の結果を０ｄＢとした時の相対値にて表した。この結果を下記表３、表４に示す。
【００８４】
【表３】
【表４】
＜摩擦係数＞
磁性面と３ｍｍΦのＳＵＳ３０４ガイドピンとの摩擦係数を以下の条件で測定し、３０回走行後の値を上記表３に併せて記した。
【００８７】
測定環境 ；温度４０℃、相対湿度８０％ＲＨ
テープ速度 ；２０ｍｍ／秒
荷重 ；２０ｇ
抱き角 ；９０°°
＜スチル時間＞
長時間スチルができるように改造したＨｉ−８ビデオデッキを用いて、温度４０℃、相対湿度８０％ＲＨの環境下でＲＦ出力が初期から３ｄＢ減衰するまでの時間を求めスチル時間とした。１サンプルにつき３回の測定を行い、その平均値を上記表３に併せて記した。
【００８８】
なお、３６０分以上経過してもＲＦ出力が初期から３ｄＢ減衰しないサンプルについては３６０分にて測定を打ち切り、表３中には３６０分以上として記載した。
【００８９】
以上の結果から、表３、表４に示すように、Ｙ−Ｃ／Ｎが＋１．０ｄＢ以上のサンプルは電磁変換特性が良好であり、摩擦係数が０．３以下のサンプルは走行性が良好であり、スチル時間が２４０分以上のサンプルは耐久性が良好であることが判った。
【００９０】
また、本発明による実施例１〜１４のサンプルテープは、比較例１〜６のに比べて、Ｙ−Ｃ／Ｎが高く、摩擦係数が小さく、スチル時間が長くなった。このことから、磁性塗料に含まれる強磁性粉末その他の無機顔料と結合剤との比率を重量比で無機顔料／結合剤＝５．７５〜６．７５とし、且つ磁性層の表面祖度Ｒａを５．０ｎｍ以下、Ｒｚが７０ｎｍ以下とするとともに、潤滑剤として含まれる高級脂肪酸エステルの量を強磁性粉末１００重量部に対して１．５重量部以上３．０重量部以下とすることは、電磁変換特性を向上させ走行性及び耐久性を向上させるのに有効であることが判った。
【００９１】
ここで、更に詳細に検討するために、磁性塗料に含まれる強磁性粉末その他の無機顔料と結合剤との比率について実施例１〜４及び比較例１，２で比較した。
【００９２】
磁性塗料に含まれる強磁性粉末その他の無機顔料と結合剤との比率が本発明の範囲内にある実施例１〜４のサンプルは、Ｙ−Ｃ／Ｎが＋１．０ｄＢ以上と高く、摩擦係数が０．３ｄＢ以下と低く、スチル時間が３６０分以上と長い。
【００９３】
これに対して、磁性塗料に含まれる強磁性粉末その他の無機顔料と結合剤との比率が本発明の範囲内に満たない比較例１では、Ｙ−Ｃ／Ｎは高いものの、スチル時間が非常に短く、摩擦係数も高い傾向にあった。また、磁性塗料に含まれる強磁性粉末その他の無機顔料と結合剤との比率が本発明の範囲を越える比較例２では、摩擦係数は低いものの、Ｙ−Ｃ／Ｎが低く、スチル時間も短かった。
【００９４】
このことから、磁性塗料に含まれる強磁性粉末その他の無機顔料と結合剤との比率が本発明の範囲内、つまり重量比で無機顔料／結合剤＝５．７５〜６．７５に調整することで、電磁変換特性、走行性、耐久性を高い水準で満足できることが判った。
【００９５】
また、磁性層の表面性について実施例１，５，６及び比較例３，４で比較した。
【００９６】
カレンダー処理時の処理条件を鏡面化の方向に設定した実施例５のサンプルが磁性層の表面性が最も良好であり、摩擦係数がやや高い傾向にあるものの、最も高いＹ−Ｃ／Ｎを示した。これに対して、カレンダー処理時の処理条件を鏡面化とは逆の方向に設定した比較例３のサンプルは磁性層の表面性が本発明の範囲を越え、Ｙ−Ｃ／Ｎが低く、良好な電磁変換特性を得ることができなかった。
【００９７】
一方、カーボンブラックを添加した実施例６と比較例４のサンプルを比較した場合には、カーボンブラックの粒径が小さく添加量も少ない磁性層の表面性が本発明の範囲内にある実施例６のサンプルでは、カーボンブラックを添加しない比較例１と比較してＹ−Ｃ／Ｎが低いものの、電磁変換特性としては満足できる水準にある。しかし、カーボンブラックの粒径が大きく添加量も多く磁性層の表面性が本発明の範囲を越えた比較例４のサンプルでは、Ｙ−Ｃ／Ｎが非常に低く、電磁変換特性としては満足できる水準になかった。
【００９８】
従って、工程、原材料のいずれの条件によっても、磁性層の表面が本発明の範囲を越えた場合には、良好な電磁変換特性を得ることができないことが判った。
【００９９】
更に、潤滑剤として含まれる高級脂肪酸エステルの量について、実施例１，７，８及び比較例５，６で比較した。
【０１００】
潤滑剤として含まれる高級脂肪酸エステルの量が本発明の下限である実施例７のサンプルは、それより量の多い実施例１，８のサンプルと比較してスチル時間がやや短い傾向にあるものの、２４０分以上を示し、耐久性として問題にならない水準が確保されていることが判った。
【０１０１】
また、潤滑剤として含まれる高級脂肪酸エステルの量が本発明の上限である実施例８のサンプルは、それより量の多い実施例１，７のサンプルと比較して摩擦係数がやや高い傾向にあるものの、０．３以下を示し、走行性として問題にならない水準が確保されていることが判った。
【０１０２】
これに対して、潤滑剤として含まれる高級脂肪酸エステルの量が本発明の範囲に満たない比較例５のサンプルは、スチル時間が非常に短く、耐久性として問題となる。潤滑剤として含まれる高級脂肪酸エステルの量が本発明の範囲を超えた比較例６のサンプルは、摩擦係数測定中に貼り付きを起こしてしまい、走行不可能となった。
【０１０３】
以上の結果から、潤滑剤として含まれる高級脂肪酸エステルの量が本発明の範囲に調整することは走行性と耐久性を両立させる上で効果があることが判った。
【０１０４】
また、高級脂肪酸エステルの種類については、実施例１及び実施例９〜１４で同じ仕様で比較することができる。いずれのサンプルも、Ｙ−Ｃ／Ｎが高く、摩擦係数が低く、スチル時間も長く良好な電磁変換特性、走行性及び耐久性が得られた。特に、潤滑剤として使用する高級脂肪酸エステルが炭素数１６以上２２以下の高級脂肪酸とネオペンチルアルコールとのエステル化合物を用いた実施例１，９，１０のサンプルは、その脂肪酸エステルを用いた実施例１１〜１４のサンプルと比較して、摩擦係数も小さく、スチル時間も長いことから、走行性及び耐久性がより優れていることが判った。
【０１０５】
以上の説明から明らかなように、本発明では、磁性塗料中に含まれる強磁性粉末その他の無機顔料と結合剤との比率が重量比で無機顔料／結合剤＝５．７５〜６．７５であり、潤滑剤として炭素数１６以上２２以下の高級脂肪酸とネオペンチルアルコールとのエステル化合物よりなる高級脂肪酸エステルが上記強磁性粉末１００重量部に対して１．５重量部以上３．０重量部以下の割合で含まれ、結合剤は、−ＣＯＯＭ、−ＳＯ３Ｍ、−Ｏ−ＳＯ３Ｍ、−Ｐ＝Ｏ（ＯＭ）２、−ＮＲ４Ｘ、−ＮＲ２、−ＳＨ（ＭはＨ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、−ＮＲ４、Ｒはアルキル基又はＨ、Ｘはハロゲン原子をそれぞれ表す。）の極性基を少なくとも１種類以上含み、その導入量が結合剤１ｇ当たり０．０３〜０．３ｍｍｏｌであり、且つ磁性層の表面粗度Ｒａが５．０ｎｍ以下、Ｒｚが７０ｎｍ以下であるので、表面性が良好であるにも関わらず潤滑剤の存在状態が走行性及び耐久性双方にとって問題にならない範囲に制御されている。従って、本発明によれば、電磁変換特性が高く、走行性及び耐久性に優れた磁気記録媒体を得ることができる。
Claims (1)
- 非磁性支持体上に強磁性粉末と結合剤とを主体とする磁性塗料の塗膜からなる
磁性層が形成されてなる磁気記録媒体において、
上記磁性塗料中に含まれる強磁性粉末その他の無機顔料と結合剤との比率が重量比で無機顔料／結合剤＝５．７５〜６．７５であり、
潤滑剤として炭素数１６以上２２以下の高級脂肪酸とネオペンチルアルコールとのエステル化合物よりなる高級脂肪酸エステルが上記強磁性粉末１００重量部に対して１．５重量部以上３．０重量部以下の割合で含まれ、
上記結合剤は、−ＣＯＯＭ、−ＳＯ ３ Ｍ、−Ｏ−ＳＯ ３ Ｍ、−Ｐ＝Ｏ（ＯＭ） ２ 、−ＮＲ ４ Ｘ、−ＮＲ ２ 、−ＳＨ（ＭはＨ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、−ＮＲ ４ 、Ｒはアルキル基又はＨ、Ｘはハロゲン原子をそれぞれ表す。）の極性基を少なくとも１種類以上含み、その導入量が結合剤１ｇ当たり
０．０３〜０．３ｍｍｏｌであり、
且つ上記磁性層の表面粗度Ｒａが５．０ｎｍ以下、Ｒｚが７０ｎｍ以下であることを特徴とする磁気記録媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32318994A JP3564763B2 (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | 磁気記録媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32318994A JP3564763B2 (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | 磁気記録媒体 |
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| JPH08180365A JPH08180365A (ja) | 1996-07-12 |
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Family
ID=18152066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32318994A Expired - Lifetime JP3564763B2 (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | 磁気記録媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3564763B2 (ja) |
-
1994
- 1994-12-26 JP JP32318994A patent/JP3564763B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JPH08180365A (ja) | 1996-07-12 |
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