JPH01248317A - 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、磁気ソート、磁気ディスク等の
磁気記録媒体、特に円板状の可撓性磁気記録ディスクに
関するものである。

（従来の技術） 磁気記録媒体は、一般に非磁性支持体と、その上に設け
られた磁性層とからなり、更に磁性層は、結合剤（バイ
ンダーと架橋剤）と結合剤に分散された強磁性粉末、カ
ーボンブラックなどからなる。

かかる磁気記録媒体用のバインダー樹脂は低温でも高温
でも適度な柔軟性と適度な強度が要求され、かつ用いる
磁性粉および研磨剤、導電性付与剤等の非磁性粉をよく
分散しうるちのでなければならない。このような要求に
こたえるものとして、本出願人はすでにスルホン酸金属
塩基を１０〜１０００当量／１０”ｇポリマーあたり含
有するポリウレタン樹脂を開発した（特願昭５３−Ｅ１
６４５９号、特開昭５４−１５７Ｅ３０３号）。

（発明が解決しようとする課題） かかる磁気記録媒体、特にフロッピーディスクの如き可
撓性磁気記録ディスクに要求される重要な性能の一つは
摩擦係数、回転トルク、始動トルクを低下せしめること
である。この対策として各種の手段が提案されているが
未だ充分満足すべきものはみられない。

（課題を解決するための手段） 本発明は摩擦係数、回転トルク、始動トルクの低Ｆ１耐
湿（水）性の向−１−１耐久性の向上等の利点を有する
磁気記録媒体を提供するものである。

すなわち、本発明は非磁性支持体」二に、強磁性粉末、
カーボンブラックおよび結合剤を含む磁性層が設けられ
てなる磁気記録媒体において、該磁性層は、平均粒子径
１５〜３０ｍμで吸油量１００〜４００ｃｃ／１００ｇ
のカーボンブラック［Ｃ−１コと、平均粒子径５０〜３
００　ｍｔｒで吸油量３０〜１２０ｃｃ／１００ｇのカ
ーボンブラック［Ｃ−２］とを含有し、かつ上記の結合
剤指数Ｎを満足することを特徴とする磁気記録媒体 ３．０≦Ｎ≦９．０ （ただしＮは、Ｎ＝　（Ａ／Ｂ）Ｘ　１０３であり、Ａ
は磁性層中の結合剤の重量％を示し、Ｂは、磁性層中の
強磁性粉末の重量％に該強磁性粉末のＢＥＴ比表面積（
＋／／ｇ）を乗じた値と、磁性層中のカーボンブランク
の重量％に該カーボンブランクのＢＥＴ比表面積（／／
ｇ）を乗じた値との総和を示す。）である。

本発明においては好ましい実施態様として磁性粉末の結
合剤の主成分としてスルホン酸金属塩基を１０〜１００
０当量／１０６ｇポリマーあたり含有するポリウレタン
樹脂を使用するものであるが、ポリマーあたりのスルホ
ン酸金属塩基が１０当量／１０’ｇ未満であると、Ｂｒ
／８ｍ値の増大が望めないばかりか、同時に磁性粒子の
高い充填性を得ることができない。またポリマー当りの
スルホン酸金属塩基が１０００当量／１０°ｇを超える
とポリウレタン樹脂の溶剤溶解性が不良となり実用性に
欠けたものとなる。

かかるポリウレタン樹脂は例えば常法によりポリヒドロ
キシ化合物をポリカーボネートと反応させるにあたり、
該ポリヒドロキン化合物の一部または全部としてスルホ
ン酸金属塩基を有するものを用いることにより製造され
るものであり、その詳細は例えば特開昭５４−１５７６
０３号公報（特願昭５３−６６４５９号明細書）に説明
されているとおりである。

このようなスルホン酸金属塩基を有するポリウレタン樹
脂は、磁性粉、カーボンブラックなどの粉体表面に存在
するＯＨ基などの極性基と非常に良好な親和性を有する
ため、粉体の分散性は大幅に向上するが、逆に粉体の分
散性が良好になるため磁性層の表面が非常に平滑になり
、磁性層の摩擦係数が」−昇するといった新たな問題が
生じる。

従って、粉体の良好な分散状態を維持しながら、記録媒
体の安定な走行を確保するために磁性層の摩擦係数なと
を低下させることが必要となる。従来は、ンリコーンオ
イルなどの潤滑剤を導入した例が示されているが、本発
明者の検討によると、その効果は充分てはない。

本発明者は鋭意検討した結果、安定な走行性を付、！−
ｊするために磁性層の摩擦係数を低下させ、かつ長期間
の耐久性を自する高信頼性の磁気記録媒体を実現するに
は、磁性層が、特定のカーボンブラックを含み、かつ粉
体の比表面積に対して−・定の割合の結合剤を有するこ
とが必要であることを見出し本発明を完成するに到った
。

本発明の磁気記録媒体は、非磁性支持体と結合剤中に分
散された磁性体、カーボンブラック等からなる磁性層が
この非磁性支持体上に設けられた基本構造を仔するもの
である。

本発明で非磁性支持体としては、通常使用されているも
のを用いることができる。すなわち、ポリエチレンテレ
フタレート、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリ
エチレンナフタレート、ポリアミド、ポリアミドイミド
、ポリイミドなとの各種の合成樹脂フィルム、およびア
ルミ箔、ステンレス箔なとの金属箔をあげることができ
る。非磁性支持体は、一般に３〜１２５μｍ１好ましく
は＝６− ５〜９０ｐｍの厚さのものが使用される。

非磁性支持体」二には、強磁性粉末、カーボンブラック
粉末等が結合剤中に分散された磁性層か設けられている
。

強磁性粉末としては、通常使用されているものを用いる
ことができる。すなわち、鉄を主成分とする強磁性金属
微粉末、γ−１’；”ｅ２０．ｚＦｅ、＋０４のような
金属酸化物系の強磁性粉末およびＣｏ変性酸化鉄、変性
バリウムフェライト、変性ストロンチウムフェライトな
どのような変性金属酸化物系の強磁性粉末をあげること
ができる。

本発明に使用されるカーボンブラックとしては、平均粒
子径１５〜４０ｍｐ１吸油量１００〜４００ｃｃ／１０
０ｇのカーボンブラックと、平均粒子径５０”３００ｍ
、ｕ１吸油ｆ７に３０〜１２００ｃｃ／１００ｇのカー
ボンブランクの混合が必須である。

平均粒子径１５〜４０塑、好ましくは２０〜３０ｍｐ１
吸油ｍ　１００〜４００ｃｃ／　１００　ｇ、好ましく
は１５０〜３５０ｃｃ／１００ｇのカーボンブランクの
具体例としては、Ｖｕｌｃａｎ　　ＸＣ−７２、Ｖｕｌ
ｃａｎ　Ｐ　（キャボット社）　、Ｃｏｎｄｕｃｔｅｘ
　５Ｃ１Ｃｏｎｄｕｃｔｅｘ　９７５（：Ｉ　Ｃｌンビ
ャン社）　、Ｃｏｒａｘ　Ｐ　　（デグザ社）、ケンチ
ェンブラック［Ｃ（アクゾ社）などがあげられる。これ
らのカーボンブラックは、磁性層の表面抵抗を低くおさ
え、静電気による塵なとの付着を防止する。

平均粒子径５Ｏ−３００１ｎｐ１吸浦量３Ｏ−１２０ｃ
ｃ／１００ｇ１好ましくは３Ｏ−９０ｃｃ／１００ｇの
カーボンブラックの具体例としては、Ｓｔｅｒｌｉｎｇ
　ＮＳ　Ｒｅｇａｌ　５ＲＦ−５（キャボット社）、Ｐ
ｒ１ｎｔｅｘ　２５　（デグザ社）　、Ｒａｖｅｎ　５
００　、ＳｅｖａｃａｒｂＭＴ（コロンビャン社）など
があげられる。これらのカーボンブランクは、その大き
な平均粒子径により磁性層とヘッドの実効接触面積を小
さくし、磁性層のトルクを低下させるのにイ１効である
。

これら２種のカーボンブラックの混合比Ｃ−１／Ｃ−２
（重量比）は９／１〜２／８、好ましくは８／２〜３／
７である。

［Ｃ−２］が９／１未満ではトルク低下効果が充分では
なく、また２／８を超えるときは磁性層の表面抵抗が高
く、静電防止効果が充分ではない。

これらカーボンブラックの添加量は、表面抵抗の点から
、磁性粉１００重量部に対し、３〜２５重量部、好まし
くは５〜１８重量部である。

これらの粉体は、そのまま分散に使用されてもよいし、
必要に応じて処理剤とともに分散に使用されてもよく、
又処理剤で表面処理を施した後、分散に使用してもよい
。処理剤は通常使用されているものでよく、具体的には
脂肪酸（パルミチン酸、オレイン酸、リシノール酸など
）、シランカップリング剤（γ−アミノプロピルートリ
メトキシシラン、γ−グリシドキシープロピルトリメト
キンシランなど）、チタネートカップリング剤（イソプ
ロピル−トリステアロイル−チタネート、ビス（ジオク
チルパイロホスフェート）オキシアセテート、チタネー
トなど）、リン酸系化合物（ノニルフェノールフォスフ
ェート、ジノニルフェノールフォスフェートなど）など
が好ましく使用でき、更に好ましくは脂肪酸、リン酸系
化合物である。これらの添加、併用は分散時間の短縮、
−〇− 磁性塗料の塗工性改善、磁性塗膜の非磁性支持体りへの
接着性向」二にメリットが生じる。磁気記録媒体におい
ては、磁性層中に潤滑剤を含仔せしめる。

本発明で使用する潤滑剤は好ましくは炭素数１２〜２０
の脂肪酸と融点が１０°Ｃ以−ドの分枝状脂肪酸エステ
ルを含むものであり、更に好ましくは炭素数１２〜２０
の脂肪酸と融点が１０℃以下ノ分枝状脂肪酸エステルお
よびブチルセロソルブと炭素数が１２〜２０の脂肪酸と
のエステルを含むものである。

本発明で使用する脂肪酸は炭素数１２〜２０、好ましく
は炭素数１４〜１８のものである。炭素数が１２より低
いものでは耐久性が充分改善されず、炭素数が２０を超
えるとブルーミングがみられ、ブロッキングやビットエ
ラー発生の原因となる。かかる脂肪酸の例としてはラウ
リン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、
オレイン酸等があげられる。

また炭素数１２〜２０の脂肪酸とプチルセロソルブとの
エステルは、具体的には、ｎ−ブチルセロソルブパルミ
テート、ｎ−ブチルセロソルブステアレート、ｒｌ−ブ
チルセロソルブオレエート、ｎ−ブチルセロソルブイソ
ステアレー）、５ｅｃ−ブチルセロソルブパルミテート
、５ｅＣ−ブチルセロソルブステアレート、５ｅＣ−ブ
チルセロソルブアラキジネート、ｔｅｒｔ−ブチルセロ
ソルブステアレート、ｔｅｒｔ−ブチルセロソルブステ
アレート等が挙げられるが、好ましくはｎ−ブチルセロ
ソルブパルミテートとｎ−ブチルセロソルブステアレー
トである。

本発明で用いられる融点が１０℃以下の分枝脂肪酸エス
テルとしてはイソブチルラウレート、インブチルミリス
テート、イソブチルパルミテート、インブチルステアレ
ート、２エチルへキシルラウレート、２エチルヘキシル
ミリステート、２エチルへキシルパルミテート、２エチ
ルへキシルステアレート、イソトリデシルラウレート、
イソトリデシルラウレ−ト、トリデシルパルミテート、
イソトリデシルステアレート、イソセチルラウレート、
イソセチルミリステート、イソセチルパルミテート、イ
ンセチルステアレート、インステアリルイソステアレー
ト、ｎ−ブチルイソステアレート、ｎ−ブチルイソカプ
ロネート、イソトリデンルトリメチルアセテート等が挙
げられるが、それらの中では特にイソトリデシルステア
レート、イソセチルステアレートが好ましい。

潤滑剤として、炭素数が１２〜２０の脂肪酸とブチルセ
ロソルブとのエステル（Ｌ−１成分と称す）の１種また
は２種以」−と融点１０°Ｃ以下の分枝脂肪酸のエステ
ル（Ｌ−２成分と称す）とを併用することにより広い温
度範囲で耐久性に優れた磁気記録媒体が得られる。その
理由は明白ではないが、Ｌ−２成分のエステルを構成す
るアルコールおよび酸が分枝していることにより、適度
にバルキーであり、Ｌ−１成分との親和性がよく、さら
に本発明の結合剤とも適度な相溶性を有しており塗膜（
磁性層）表面に必要適量の潤滑剤層が形成されることと
考えられる。更に融点の低いし一２成分と融点の高いＬ
−１成分との組み合わせにより低温から高温まで、適量
の該潤滑剤の滲出が起こり、広い温度範囲で、優れた耐
久性を示す磁気記録媒体が得られると考えられる。その
ために、過度のブルーミングを防ぎ、ブロッキングの問
題も解決すると推定される。

かかる潤滑系に炭素原子数１２〜２０の脂肪酸（Ｌ−３
成分と称する）を添加併用すると低温から高温多湿下で
の耐久性が史に更」ニする。即ち脂肪酸の添加により塗
膜表面エネルギーが低下（接触角が増大）するため耐湿
（水）性が向」ニし、耐久性が向」二する。

全潤滑剤の使用量は一般に磁性粉に対して２〜２０重量
％である。そして前述の分枝エステルとブチルセロソル
ブエステルとの配合比は７０／３０〜３０／７０　（重
量比）であるのが好ましい。

また前記の炭素数１２〜１８の脂肪酸は全潤滑剤の５〜
５０％、好ましくは１０〜３０％（重量）の割合で使用
する。

該潤滑剤組成を採用することにより、長期間の耐久性を
有する高信頼性の磁気記録媒体が製造できるに到ったが
、磁性層の摩擦係数、始動トルク、回転トルクは高く、
安定走行性を有するという而からは満足できるものでは
なかった。

磁性層の摩擦係数などを低下させるために、更に本発明
においては、磁性層を主に構成する磁性粉、カーボンブ
ランク、結合剤の混合比が、下記の結合剤指数、Ｎを満
足することが不可欠である。

３．０≦Ｎ≦９．　Ｏ Ｎ（ｇ／イ）＝ 結合剤指数、Ｎは、粉体粒子表面に吸着された結合剤層
の厚さ、あるいは、磁性層と磁気ヘッドが接触する際、
ヘッドに直接接触する結合剤の割合に対応すると考えら
れ、３．０ｇ／♂以上（好ましくは３．５ｇ／イ以上）
９．０ｇ／−以下（好ましくは８．５ｇ／−以下）が望
ましい。Ｎが９．０ｇ／＋ｔＦ以上では、磁性層表面に
存在する結合剤量が必要量」二に多く、粘着気味となり
、摩擦係数の高い磁性層となる。逆にＮが２．５ｇ／−
以下になると、摩擦係数は低下するが磁性層がもろくな
り耐久性が急激に悪化する。

本発明において、前記スルホン酸金属塩基含有ポリウレ
タンの他に、分散性、耐久性を損わない範囲でその一部
を、ニトロセルロース、酢酸ビニル系重合体、塩化ビニ
ル系共重合体、フェノキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹
脂等、他のバインダーを併用しても構わない。特にニト
ロセルロース、塩化ビニル系共重合体、フェノキシ樹脂
は高温での耐摩耗性を向上する効果があり好ましい。こ
の場合の配合比は本発明のポリウレタン樹脂に対して１
０〜２００％好ましくは２０〜１００％で２００％を超
えるとむしろ塗膜が脆くなり、耐久性を損う。

更に、本発明においては、磁性層の分散性を損わない鞄
囲内でバインダー樹脂に対して架橋剤として作用するポ
リイソシアネート系化合物、例えばヘキサメチレンジイ
ソシアネートの環状トリマー（例えば日本ポリウレタン
社製コロネートＥＨ）、トリレンジイソンアネートとト
リメチロールフロパン付加体（例えば日本ホリウレタン
社製コロネー）Ｌ）等を適量（例えばバインダー樹脂に
対して５〜６０重量％、好ましくは１０〜４０重量％）
を配合するのが好ましい。

本発明の磁気記録媒体は、磁性層に研磨材を添加するこ
とが好ましい。使用する研磨材は特に制限はなく、通常
使用されている研磨材を使用することができる。

次に、本発明の実施例および比較例を示す。なお、実施
例および比較例中の「部」は「重量部」を示す。

（実施例） 実施例、比較例の測定結果は表−１に示す。

〈実施例１〉 Ｃ〇−変性　γ−Ｆｅ２Ｏ３１００部 （ＢＥＴ比表面積１５♂／ｇ） ケンチェンブラノク［Ｃ６部 （ＢＥＴ比表面積９５０♂／ｇ） Ｓｅｖａｃａｒｂ　　ＭＴ　　　　　　　３部（ＢＥＴ
比表面積８♂／ｇ） ポリウレタン樹脂　　　　　　　　　２４部（東洋紡バ
イロン、スルホン酸 Ｎａ基３７５当量／１０６ ポリマー含有） ニトロセルロース　　　　　　　　　　１１部（ダイヤ
ル化学製） α−Ａ０２０３　　　　　　　　　５部（ＢＥＴ比表面
積５＋／／ｇ） パルミチン酸　　　　　　　　　　　　１部ｎ−ブチル
セロソルブパルミテート　　３部ＭＥＫ　　　　　　　
　　　　　　２８０部トルエン　　　　　　　　　　　
　１８０部上記組成をボールミルを用いて４８時間混合
分散した後、硬化剤（コロネートＬ）８部を混合し、ｌ
　ｐｍの平均孔径を打するフィルターを用いて濾過し、
磁性塗料を調整した。

得られた磁性塗料を乾燥後の磁性層の厚さが１．０μｍ
になるように厚さ７５μｍのポリエチレンテレフタレー
ト支持体の旧にリバースコーターを用いて塗布した。こ
のようにして得られたものを、磁性塗料が未乾燥の状態
で交流磁場によりランダム配向処理を１千ない、乾燥後
カレンダー処理および硬化処理（６０℃×４８時間）を
行ない、直径３．５インチに打抜き、３．５インチフロ
ッピーディスクを製造した。

得られたフロッピーディスクの磁性層の表面光沢、角型
比、耐久性、摩擦係数、始動トルクを表１に示す。

なお、」１記の測定は次のようにして行なった。

−表１給水− ＪＩＳ−Ｚ−８７４１に従い、入射角６０度で測定した
。なお表記した値は、屈折率が１．５６７のガラス表面
の鏡面光沢度を１００％としたときの値である。

一角」耐旦− 振動試料磁束計（理研電子（１菊製　ＶＨＢ−３）を用
いて印加磁場１０ＫＯ，、におけるＢｒ／８ｍの値を測
定した。

−耐う（性− ５℃、および５０　’ＣＸ　８０％ＲＨでのそれぞれ同
一トラックでディスクドライバーを連続走行させ、初期
出力の７５％以下、または磁性塗膜か破壊されるまでの
パス回数。

−１の。

得られた磁気記録媒体を中１ＣＩＮにスリットし、この
テープの磁性層表面を２５°Ｃ×６５％ＲＨにて、平均
表面粗度０．２０μｍ１直径５■のステンレスポールに
接触角度１８０度で接触させ、荷重２０ｇ１速度２．０
ｃ＋＋１／分でテープを走行さセタときの磁性層表面の
摩擦係数を測定した。

４　　トル 信明電気■社製のトルクメーター、Ｍｌ）Ｔ−２を取り
付けたフロッピーディスクドライバーに３．５インチフ
ロンピーディスクを挿入し、５０℃×８０％ＲＨで１時
間、ヘッドに密着させた後、フロッピーディスクドライ
バーを回転させる時の始動時のトルク値を測定した。

〈実施例２〉 Ｃｏ−変性拳γ−Ｆｅ２０３を、ＢＥＴ比表面積２７／
／ｇのものにかえた以外は実施例１と同様ニジて、３．
５インチフロッピーディスクを製造した。

〈実施例３〉 カーボンブラックをＶｕｌｃａｎ　ＸＣ−７２（Ｂ　Ｅ
　Ｔ比表面積２５４＋＋？／ｇ）１４部、Ｓｔｅｒｌｉ
ｎｇ　ＮＳ（Ｂ　Ｅ　Ｔ比表面積２５ｆｆ１！／ｇ）４
部にかえた以外は、実施例１と同様にして、３．５イン
チフロッピーディスクを製造した。

〈実施例４〉 ポリウレタン樹脂にスルホン酸Ｎａ基を全く含まないポ
リウレタン樹脂にツボラン２３０４、日本ポリウレタン
■社）を用いた以外は、実施例１と同様にして、３．５
インチフロ、７ビーデイスクを製造した。

〈実施例５〉 Ｃｏ−変性・γ−Ｆｅ２０ａをＢＥＴ比表面積２７♂／
ｇのものに、ケッチエンブラック［Ｃ１８部のかわりに
、Ｃｏｎｄｕｃｔｅｘ　ＳＣ（Ｂ　Ｅ　Ｔ比表面積２２
Ｏｎ？／ｇ）１４部を用いた以外は、実施例１と同様に
して、３．５インチフロッピーディスクを製造した。

〈比較例１〉 ポリウレタン樹脂２４部を８部に、ニトロセルロース１
１部を８部に、硬化剤８部を４部に変更した以外は、実
施例１と同様にして３．５インチフロッピーディスクを
製造した。

〈比較例２〉 カーボンブラックをＣｏｎｄｕｃｔｅｘ　ＳＣ１２部に
した以外は実施例１と同様にして、３．５インチフロッ
ピーディスクを製造した。

以下余白 ＝２１＝ （発明の効果） 磁性層が特定のカーボン［Ｃ−１］と［Ｃ−２］を含有
し、かつ結合剤の含有量と、［Ｃ−１］、［（、−２１
および強磁性粉末のそれぞれの含有量とＢＥＴ比表面積
との積の総和との関係が−・定の範囲内にあるときに、
はじめて摩擦係数が低く、始動トルクも低く、かつ、広
い範囲での環境下で耐久性に優れた磁気記録媒体が得ら
れることがわかった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）非磁性支持体上に、強磁性粉末、カーボンブラッ
   クおよび結合剤を含む磁性層が設けられてなる磁気記録
   媒体において、該磁性層は、平均粒子径１５〜３０ｍμ
   で吸油量１００〜４００ｃｃ／１００ｇのカーボンブラ
   ック［Ｃ−１］と平均粒子径５０〜３００ｍμで吸油量
   ３０〜１２０ｃｃ／１００ｇのカーボンブラック［Ｃ−
   ２］とを含有し、かつ下記の結合剤指数Ｎを満足するこ
   とを特徴とする磁気記録媒体。 ３．０≦Ｎ≦９．０ （ただしＮは、Ｎ＝（Ａ／Ｂ）×１０＾３であり、Ａは
   磁性層中の結合剤の重量％を示し、Ｂは、磁性層中の強
   磁性粉末の重量％に該強磁性粉末のＢＥＴ比表面積（ｍ
   ＾２／ｇ）を乗じた値と、磁性層中のカーボンブラック
   の重量％に該カーボンブラックのＢＥＴ比表面積（ｍ＾
   ２／ｇ）を乗じた値との総和を示す。）