JPH01243226A - 磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気テープ、磁気ディスク等の磁気記録媒体
に関するものであり、特にチオリン酸エステルを潤滑剤
とする磁気記録媒体に関するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、非磁性支持体上に磁性層を有してなる磁気記
録媒体において、チオリン酸エステルを潤滑剤として使
用することにより、各種使用条件下において動摩擦係数
を小さくすることができ、優れた走行安定性、耐摩耗性
、耐久性等を発揮する磁気記録媒体を提供しようとする
ものである。

〔従来の技術〕

例えば、強磁性金属材料を蒸着等の手法により非磁性支
持体上に被着し、これを磁性層としたいわゆる金属薄膜
型の磁気記録媒体や、非常に撒細な磁性粒子と樹脂結合
剤とを含む磁性塗料を非磁性支持体上に塗布し、これを
磁性層としたいわゆる塗布型の磁気記録媒体では、磁性
層表面の平滑性が極めて良好であるため、磁気ヘッドや
ガイドローラー等の摺動部材に対する実質的な接触面積
が大きく、従って摩擦係数が大きくなり凝着現象（いわ
ゆる貼付き）が起き易く走行性や耐久性に欠ける等問題
点が多い。

そこで、これら問題点を改善するために各種の潤滑剤を
使用することが検討されており、従来より高級脂肪酸や
そのエステル等を上記磁気記録媒体の磁性層に内添した
り、あるいは１・７プコートすることにより摩擦係数を
抑えようとする試みがされている。

ところで、磁気記録媒体に使用される潤滑剤には、その
性質上非常に厳しい特性が要求され、従来用いられてい
る潤滑剤では対応することが難しいのが現状である。

即ち、磁気記録媒体に使用される潤滑剤には、■特に寒
冷地での使用に際しても所定の潤滑効果が確保されるよ
うに低温特性に優れること、■磁気ヘッドとのスペーシ
ングが問題となるので極めて薄く塗布できること、又そ
の場合にも充分な潤滑性が発揮されること、 ■長時間、あるいは長期間の使用に耐え、潤滑効果が持
続すること、 等が要求される。

ところが、従来より使用されていた高級脂肪酸やそのエ
ステル等は、０°Ｃ以下のような低温条件下では凍結し
て固体化し潤滑剤としての機能が損なわれたり、長期間
の耐久性に欠ける傾向にある。

〔発明が解決しようとする課題〕

以−Ｌのように、磁気記録媒体の分野においては、使用
される潤滑剤の能力不足に起因して、走行性、耐摩耗性
、耐久性等の実用特性に不満を残している。

そこで本発明は、各種使用条件下において優れた潤滑性
が保たれるとともに、長期間に亘り潤滑効果が持続され
、走行性、耐摩耗性、耐久性等に優れた磁気記録媒体を
提供することを目的とするものである。

〔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を
重ねた結果、チオリン酸エステルがこの目的に適合する
ことを見出し本発明を完成するに至ったものである。

即ち、本発明の磁気記録媒体は、非磁性支持体上に少な
くとも磁性層を有してなる磁気記録媒体がチオリン酸エ
ステルを保有してなることを特徴とするものである。

ここで、上記チオリン酸エステルは、一般式％式％） 上記チオリン酸エステルの一般式中ｎは１〜３の整数を
表しており、したがってモノチオリン酸エステル、ジチ
オリン酸エステル、１−リチオリン酸エステルの何れの
形態であってもよい。

また、上記式中Ｒは炭素数２以上の炭化水素基を表し、
直鎖状１分枝状の何れであってもよく、アルキル、アル
ケニル、芳香族の何れであってもよい。また、式中Ｒで
示される炭化水素基にはへテロ原子であるＮ、Ｓ、Ｏ，
Ｐ等が含まれていてもよい。

上記チオリン酸エステルは常法〔ジャーナルオブ　アメ
リカン　ケミカル　ソサエティ（Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ　
Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　５ｏｃｉｅｔｙ
）　６０　２３７０　（１９３８）　）によって容易に
合成することができる。

本発明の磁気記録媒体は、上記チオリン酸エステルを潤
滑剤として保有してなるものである。

ここで、本発明が適用される磁気記録媒体としては、先
ず磁性塗料を非磁性支持体表面に塗布することにより磁
性塗膜が磁性層として形成される、いわゆる塗布型の磁
気記録媒体が挙げられる。

塗布型の磁気記録媒体において、非磁性支持体や磁性塗
膜を構成する磁性粉末、樹脂結合剤等は従来公知のもの
がいずれも使用可能で、何等限定されるものではない。

例示するならば、非磁性支持体としては、ポリエステル
類、ポリオレフィン類、セルロース誘導体、ビニル系樹
脂、ポリイミド類、ポリアミド類、ポリカーボネート等
に代表されるような高分子材料により形成される高分子
支持体や、アルミニウム合金、チタン合金等からなる金
属基板、アルミナガラス等からなるセラミックス基板、
ガラス基板等である。その形状も何等限定されるもので
はなく、テープ状、シート状、ドラム状等、如何なる形
態であってもよい。さらに、この非磁性支持体には、そ
の表面性をコントロールするために、微細な凹凸が形成
されるような表面処理が施されたものであってもよい。

磁性粉末としては、γ−Ｆｅ２０．．　、コバルト被着
γ−１’ｅｚＯｚ等の強磁性酸化鉄系粒子、強磁性二酸
化クロム系粒子、Ｆｅ、　Ｃｏ、旧等の金属やこれらを
含んだ合金からなる強磁性金属系粒子、六角板状の六方
晶系フェライト微粒子等が例示される。

樹脂結合剤としては、塩化ビニル、酢酸ビニル、ビニル
アルコール、塩化ビニリデン、アクリル酸エステル、メ
タクリル酸エステル、スチレン、ブクジエン、アクリロ
ニトリル等の重合体、あるいはこれら二種具」二を組め
合わせた共重合体、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹
脂、エポキシ樹脂等が例示される。これら結合剤には、
磁性粉末の分散性を改善するために、カルボン酸基やカ
ルボキシル基、リン酸基等の親水性極性基が導入されて
もよい。

磁性塗膜には、前記の磁性粉末、樹脂結合剤の他、添加
剤として分散剤、研磨剤、帯電防止剤、防錆剤等が加え
られてもよい。

かかる塗布型の磁気記録媒体に前記チオリン酸エステル
を保有せしめる方法としては、第１図に示すように、非
磁性支持体（１）−ヒに磁性塗膜として形成される磁性
層（２）中に内添する方法、第２図に示すように、磁性
層（２）の表面に潤滑剤層（３）をトップコート 併用等の方法がある。

チオリン酸エステルを磁性塗膜中に内添する場合には、
樹脂結合剤１００重量部に対して０．２〜２０重量部の
範囲で添加される。

また、チオリン酸エステルを磁性塗膜の表面にトップコ
ート １００■／ボであるのが好ましく、１〜２０■／，（で
あるのがより好ましい。

なお、チオリン酸エステルをトップコートする場合にそ
の被着方法としては、当該チオリン酸エステルを溶媒に
溶解し得られた溶液を塗布もしくは噴霧するか、あるい
は逆にこの溶液中に磁気記録媒体を浸漬すればよい。

本発明は、さらに磁性塗料を非磁性支持体表面に蒸着等
の手法により磁性塗膜が磁性層として形成される、いわ
ゆる金属薄膜型の磁気記録媒体にも適用することが可能
である。また、この金属薄膜型の磁気記録媒体において
は、非磁性支持体と磁性層との間に下地層を介した構成
の磁気記録媒体に適用することもできる。

この場合にも、適用可能な金属薄膜型の磁気記録媒体の
非磁性支持体、金属磁性薄膜は何等限定されるものでは
なく、従来より知られるものが何れも使用できる。

例示するならば、非磁性支持体としては先の塗布型の磁
気記録媒体と同様のものが使用可能である。この場合、
非磁性支持体にＡ１合金板やガラス板等の剛性を有する
基板を使用した場合には、基板表面にアルマイト処理等
の酸化皮膜やＮｉ−Ｐ皮膜等を形成してその表面を硬く
するようにしてもよい。

金属磁性薄膜は、メツキやスパックリング、真空蒸着等
のＰＶＤの手法により連続膜として形成されるもので、
Ｆｅ，　Ｃｏ，　Ｎｉ等の金属やＧｏ−Ｎｉ系合金、Ｃ
ｏ−Ｐｔ系合金、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐｔ系合金、Ｐｅ−Ｃｏ
系合金、Ｆｅ−層系合金、Ｆｅ−Ｇｏ−Ｎｉ系合金、Ｆ
ｅ−Ｎｉ−１１系合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系合金、Ｆｅ−
Ｃｏ−Ｎｉ−Ｂ系合金等からなる面内磁化記録金属磁性
膜や、Ｃｏ−Ｃｒ系合金薄膜、Ｃｏ−０系薄膜等の垂直
磁化記録金属磁性薄膜が例示される。

特に、面内磁化記録金属磁性薄膜の場合、予め非磁性支
持体上にＢｉ．　Ｓｂ、Ｐｂ，　Ｓｎ，　Ｇａ，　Ｉｎ
，　Ｇｅ、Ｓｉ，　ＴＩ等の低融点非磁性材料の下地膜
を形成しておき、金属磁性材料を垂直方向から蒸着ある
いはスパックし、金属磁性薄膜中にこれら低融点非磁性
材料を拡散せしめ、配向性を解消して面内等方法を確保
するとともに、抗磁力を向」−するようにしてもよい。

また、前述の如きハードディスクとする場合には、金属
磁性薄膜表面に、カーボン膜、ダイヤモンド状カーボン
膜、酸化クロム膜、ＳｉＯ□■り等の硬質保護膜を形成
するようにしてもよい。

かかる金属薄膜型の磁気記録媒体に前記チオリン酸エス
テルを保有せしめる方法としては、第２図に示すように
、金属磁性薄膜表面や前記保護１１９表面に潤滑剤層（
３）をトップコート げられる。この場合、チオリン酸エステルの塗布量とし
ては、やはり０．５〜１００■／ｄであることが好まし
く、１〜２０ｍｇ／ｍであることがより好ましい。

上述のチオリン酸エステルは、単独で磁気記録媒体の潤
滑剤として使用してもよいが、従来公知の潤滑剤と組み
合わせて用いてもよい。あるいは、パーフルオロアルキ
ルカルボン酸エステル、カルボン酸パーフルオロアルキ
ルエステル、パーフルオロアルキルカルボン酸パーフル
オロアルキルエステル、あるいはこれらの誘導体と組み
合わせて使用することも可能である。

さらに、より厳しい条件に対処し潤滑効果を持続させる
ために重量圧３０　：　７０〜７０：３０程度の配合比
で極圧剤を併用してもよい。

極圧剤ば、境界潤滑領域において部分的に金属接触を生
じたときにこれに伴う摩擦熱によって金属面と反応し、
反応生成物皮膜を形成するごとにより摩擦・摩耗防止作
用を行うものであって、リン系極圧剤、イオウ系極圧剤
、ハロゲン系極圧剤、有機金属系極圧剤、複合型極圧剤
等のいずれも使用できる。

また、上述の潤滑剤、極圧剤の他、必要に応じて防錆剤
を併用し°ζもよい。

防錆剤としては、通常この種の磁気記録媒体の防錆剤と
して使用されるものであればいずれも使用でき、例えば
フェノール類、ナフト−ル類、キノン類、窒素原子を含
む複素環化合物、酸素原子を含む複素環化合物、硫黄原
子を含む複素環化合物等である。

防錆剤は、チオリン酸エステルを含む潤滑剤と混合して
用いてもよいが、第３図に示すように、非磁性支持体（
１）上に磁性層（２）を形成し、その上部に防錆剤層（
４）を塗布した後、潤滑剤層（３）を塗布するというよ
うに、２層以上に分けて被着すると効果が高い。

ところで、上述の塗布型の磁気記録媒体、金属″１ＵＩ
Ｊ膜型の磁気記録媒体の何れにおいても、磁性層である
磁性塗膜、金属磁性薄膜の他に、ハックコート層や下傅
層等が必要に応して形成されていてもよい。

例えば、ハックコート層は磁性塗膜と同様の樹脂結合剤
に導電性を付与するためのカーボン系微粉末や表面粗度
をコントロールするための無機顔料を添加し塗布形成さ
れるものである。

本発明においては、このハックコート層に前述のチオリ
ン酸エステルを潤滑剤として内添、あるいはトップコー
ト るいは、磁性塗膜、金属磁性薄膜とハソクコ−１・層に
いずれもチオリン酸エステルを潤滑剤として内添、トッ
プコートする等、種々の組み合わせも可能である。

〔作用〕

チオリン酸エステルは、あらゆる使用条件下でも良好な
潤滑作用を発揮して摩擦係数を低減する。

したがって、このチオリン酸エステルを潤滑剤とする磁
気記録媒体は、該チオリン酸エステルの前記潤滑作用に
より走行性の改善が図られ、耐久性も向」ニする。

〔実施例〕

以下、本発明の具体的な実施例につい゛Ｃ説明するが、
本発明はこの実施例に限定されるものではないことはい
うまでもない。

先ず、チオリン酸エステルの合成例を示す。

企或■よ トリエチルチオリン酸エステルを以下のようにして合成
した。

クロロボルム溶液中にエチルメルカプタン２５ｇを溶解
し、０℃に保ちなから三塩化リン１３．７　ｇをゆっく
り滴下した。これを常圧下，７０℃で加熱した後、減圧
蒸溜によって精製した。得られた化合物は沸点１４０〜
１４３℃／１８ｍｌｌＩ＋ｇであった。

この化合物Ｌｏｇを２００ｃｃの酢酸に熔解させ３％の
過酸化水素水を加えて１２時間攪拌した。これをアンモ
ニア水で中和してエーテルによって抽出した後、蒸溜精
製した。得られた合成物は沸点１６５〜１７０°ｃ／１
８ｍｍ１１ｇであった。

この合成物の質量スペクトルを第４図に示すがごの結果
から、この合成物がトリエチルチオリン酸エステルであ
ることが確認される。

企戚炎１ トリドデシルチオリン酸エステルを以下のようにして合
成した。

クロロホルム溶液中にドデシルメルカプタン２５ｇを溶
解し、０°Ｃに保ちなから三塩化リン１３．７　ｇをゆ
っくり滴下した。これを常圧下、７０°Ｃで加熱した後
、減圧蒸溜によって精製した。

この化合物ｌｏｇを２００ｃｃの酢酸に溶解させ３％の
過酸化水素水を加えて１２時間攪拌した。これをアンモ
ニア水で中和してエーテルによって抽出した後、蒸溜精
製した。

この合成物の質量スペクトルを第５図に示すがごの結果
から、この合成物がトリドデシルチオリン」二連の合成
例に従い、出発原料を変えて第１表に示すチオリン酸エ
ステルを合成した。

第１表 第１表に示す合成物を使用して以下に示す磁気記録媒体
を作製した。

先ず、塗布型磁気記録媒体に適用して実施例を行った。

実施用土 Ｃｏ被着γ−Ｆｅ２０３　　　　　　１００　重量部塩
化ビニル−酢酸ビニル共重合体　　１０．５重量部（Ｕ
．　Ｃ．　Ｃ．社製　Ｖ　Ａ　Ｇ　Ｈ　）ポリウレタン
樹脂　　　　　　　　　１０．５重量部（日本ポリウレ
タン社製　Ｍ−５０３３）カーボン（帯電防止剤）　　
　　　　５　重量部レシチン（分散剤）　　　　　　　
　１　重量部メチルエヂルケトン　　　　　　　１５０
　　重量部メチルイソブチルケ１ン　　　　　１５０　
　重量部」二記組成物を基本組成物とし、該基本組成物
に潤滑剤として第１表中の合成物１を１．５重量部添加
しボールミルにて２４時間混合してからフィルターを通
して取り出し、更に硬化剤を４重量部添加して３０分間
攪拌した。この磁性塗料を１２μｍｐＪのポリエチレン
テレフタレートヘース」二に乾燥後の厚みが５μｍとな
るように塗布し、磁場配向を行った後乾燥し巻き取った
。これをカレンダー処理した後１／２インチ幅に裁断し
、ザンプルテープを作製した。

□ 大嵐桝に丈施炎上立 実施例１において、合成物１の代わりに第１表中の合成
物１〜合成物３を第２表に示すように添加し、さらに第
２表に示すフッ素系潤滑剤を添加して、他は実施例１と
同様の方法によりザンプルテープを作製した。

↓旺 実施例１において、合成物１の代わりに何も潤滑剤とし
て添加せず、他は実施例１と同様の方法によりザンプル
テープを作製した。

第２表 上述のようにして作製された各サンプルテープについて
、温度２５°Ｃ１相対湿度６０％及び温度４０°Ｃ１相
対湿度８０％の場合についてエージング前後にわたり、
その摩擦係数及びスティックスリップについて測定を行
った。その結果を第３表及び第４表に示す。

第３表 第４表 上記第３表及び第４表より明らかなように、潤滑剤とし
てチオリン酸エステルを使用することにより、摩擦係数
、スティックスリップは、各種条件でも劣化することな
く非常に良好な結果が得られた。

次に、金属薄膜型磁気記録媒体（７０ソピーディスク、
下地膜なし。）に適用した実施例について説明する。

一実２施例１１ １４μｍ厚のポリエチレンテレフタレートフィルムに斜
め蒸着法によりＣｏを被着させ、膜厚１０００人の強磁
性金属薄膜を形成した。

次に、この強磁性金属薄膜表面に、第１表中の合成物１
をフレオンとエタノールの混合溶媒に溶解したものを、
塗布量が５■／ボとなるように塗布し、１／２インチ幅
に裁断してサンプルテープを作製した。

′？′　　ノ１１２〜′−缶　　１２０実施例】１にお
いて、潤滑剤として使用した第１表中の合成物１を合成
物１〜合成物３に変えて、さらに第５表に示すフッ素系
潤滑剤を使用して、他は実施例ＩＩと同様の方法により
サンプルテープを作製した。

（以下余白） 第５表 上述のようにして作製された各サンプルディスクについ
て、温度２５℃、湿度６０％の時、温度−５℃の時の摩
擦係数、スチル耐久性、シャトル耐久性について測定を
行った。スチル耐久性はポーズ状態での出力の一３ｄＢ
までの減衰時間を評価した。シャトル耐久性は、１回に
つき２分間のシャトル走行を行い、出力が３ｄ１３低下
するまでのシャトル回数で評価した。なお、比較例２と
して、全く潤滑剤を使用し°ζいないブランクディスク
についても測定した。その結果を第６表及び第７表に示
す。

第６表 第７表 第６表及び第７表より明らかなように、潤滑剤としてチ
オリン酸エステルを使用することにより、摩擦係数、ス
チル耐久性シャトル耐久性等は、各種条件でも劣化する
ことなく非常に良好な結果が得られた。

〔発明の効果〕

以上の説明からも明らかなように、本発明の磁気記録媒
体は、非常に優れた潤滑性を有するチオリン酸エステル
を潤滑剤として保をしているので、如何なる使用条件下
、特に高温、低湿下においても潤滑性を保つことができ
、また長期にわたりその潤滑性を保つことができる。

したがって、本発明の磁気記録媒体は走行性。

耐摩耗性、耐久性に優れたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した磁気記録媒体の一構成例を示
す要部拡大断面図である。 第２図は本発明を適用した磁気記録媒体の他の構成例を
示す要部拡大断面図である。 第３図は本発明を適用した磁気記録媒体のさらに他の構
成例を示す要部拡大断面図である。 第４図は合成例で合成されたチオリン酸エステルの一例
を示す質量スペクトルである。 第５図は合成例で合成されたチオリン酸エステルの他の
例を示す質量スペクトルである。 １・・・非磁性支持体 ２・・・磁性層 ３・・・潤滑剤層 ４・・・防錆剤層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 非磁性支持体上に少なくとも磁性層を有してなる磁気記
   録媒体がチオリン酸エステルを保有してなることを特徴
   とする磁気記録媒体。