JPH02177125A - 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、例えば磁気ディスクカートリッジ、磁気テー
プあるいは磁気カードなどに用いられる磁気記録媒体に
係り、特にそれの磁性層に関するものである。

〔従来の技術〕

磁気記録媒体の記録密度を高めるために、近年、例えば
鉄、コバルト−ニッケル、コバルト−リンなどの強磁性
金属粉を含有した磁性層が用いられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで従来の磁気記録媒体を記録再生装置に挿入し、
磁気ヘッドを所定の押圧力で磁気記録媒体にコンタクト
させて使用していると、磁性層が著しく摩耗するという
欠点がある。

本発明者らは、この磁性層の摩耗原因について種々検討
した結果、強磁性金属粉、バインダ、フィラーなどの混
合物で形成されている磁性層の硬度が高く、硬くてもろ
いことが基因していることを見出した。すなわち、記録
再生時に磁性層表面に磁気ヘッドが衝突したとき、特に
磁気ヘッドの角部が磁性層に対して局部的に強い衝撃を
与え、そのために幅が狭くて深い傷（クラック）を多数
生じ、これが原因で強磁性金属粉などの脱落、ひいては
磁性層の損耗を生じ、磁気記録媒体の走行性が不安定に
なるばかりでなく、脱落粉による磁気ヘッドギャップの
目詰まりで記録再生特性の劣化を生じることを解明した
。

本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、
信転性の高い磁気記録媒体を提供するにある。

〔！Ｉ！題を解決するための手段〕 前述の目的を達成するため、本発明は、非磁性体からな
る基体上に、強６ｆｉ性金属粉とバインダとを含有する
石ｎ性層を形成してなる磁気記録媒体を対象とするもの
である。

そして前記ｉ磁性層のビッカース硬度が下記の条件で測
定して１５〜３５ｋｇ／鶴２の範囲に規制されているこ
とを特徴とするものである。

圧力子　　頂角１３６度の四角錐ダイヤモンド荷　　　
重　　０．３〜１．０ｇ 押圧速度　　０．５ｍｍ／分 押圧時間　　３０秒間 〔作　用〕 前述のように、磁性層のビッカース硬度を所定の測定条
件下において１５〜３５ｋｇ／鰭２の範囲に規制するこ
とにより、磁性層に適度の柔軟性を保持せしめ、機械的
な削れや粒子の凝縮による摩耗を極力少なくして、優れ
た走行性を発揮する。

〔実施例〕

次に本発明の実施例を図とともに説明する。

第１図ないし第６図は本発明の実施例に係る磁気ディス
クカートリ、ツジを説明するためのもので、第１図はそ
のディスクカートリッジの分解斜視図、第２図は上ケー
スにクリーニングシートを貼着した状態を示す底面図、
第３図は下ケースにクリーニングシートを貼着した状態
を示す平面図、第４図はこの磁気ディスクカートリッジ
の使用状態を示す磁気ヘッド挿入口付近の拡大断面図、
第５図はこの磁気ディスクカートリッジの弾性片付近の
拡大断面図、第６図はクリーニングシートの拡大断面図
である。

磁気ディスクカートリッジは、カートリッジケースｌと
、その中に回転自在に収納された磁気ディスク２と、カ
ートリッジケース１に摺動可能に支持されたシャッタ３
とから主に構成されている。

カートリッジケースｌは上ケース１ａと下ケース１ｂと
から構成され、これらは例えばＡＢＳ樹脂などの硬質合
成樹脂で射出形成されている。

下ケース１ｂのほぼ中央には四転駆勧軸挿入用の開口４
が形成され、それの近くに長方形のヘッド挿入口５が設
けられ、上ケースｌａにも同様にヘッド挿入口５が設け
られている。上ケースｌａならびに下ケースｌｂの前面
付近には、第１図に示すように、前記シャッタ３の摺動
範囲を規制するために若干低くなった凹部６がそれぞれ
形成され、この凹部６の中間位置に前記ｉｆｔ気ヘッド
挿入口５が開設されている。

第３図に示すように、上ケース１ａの内面でかつ磁気ヘ
ッド挿入口５の左右両側には、座ぐり状の凹部７．７が
それぞれ形成されている。この凹部７の縦幅Ｗｌは磁気
ヘッド挿入口５の長手方向の幅（縦幅）Ｗ２とほぼ等し
く、凹部７の横幅Ｗ３は磁気ヘッド挿入口５の長手方向
と直交する方向の幅（横幅）Ｗ４の０．３倍以上、好ま
しくは０．５倍ないし１．５倍の範囲に規制されている
。

上ケースｌａにおける磁気ヘッド挿入口５のディスク回
転方向上流側には、多数本の直線上に延びた突起８が設
けられ、そのうち両側２本はその内側の突起８よりも若
干高くなっている。

上ケース１ａの内面には磁気ディスク２の収納位置を規
制する弧状の規制リブ９が突設され、それの一部は前記
凹部７の端部を通り、規制リブ９が凹部７周辺の補強体
としても役立っている。

この規制リブ９の内側には、はぼＣ字形のクリーングシ
ート１０が挿入される。クリーニングシート１０の磁気
ヘッド挿入口５と対応する位置に設けられた開口１）の
横幅Ｗ５は、磁気ヘッド挿入口５の横１ｉＷ４よりも若
干大きく設計されている。

クリーニングシート１０を上ケースｌａの内面に載置す
ることにより、前記凹部７ならびに突起８も覆われ、ク
リーニングシーＮＯの周辺部が上ケース１ａに超音波溶
着される。前述のように上ケースｌａの凹部７は十分な
広さを有しているから、第４図に示す如くクリーニング
シート１０における開口１）の端縁が凹部７内において
超音波溶着１２することができる。

第３図ならびに第５図に示すように、下ケースｌｂの内
面でかつ上ケース１ａの突起８とほぼ対向する位置に突
条の支え部１３と、張り付き防止用の凸条１４が設けら
れている。第３図ならびに第５図に示すように、プラス
チックシートを折り曲げて形成した弾性片１５の基部１
６が下ケース１ｂの内面でかつ支え部１３の近傍に接着
あるいは熱融着などの適宜な手段で固着される。弾性片
１５の自由端１７は、支え部１３に支えられてそれの傾
斜状態が保持される。

下ケース１ｂの内面にも規制リブ９が突設され、それの
内側にクリーニングシー）１０が配置される。

このクリーニングシート１０の磁気ヘッド挿入口５と対
応する位置に設けられた開口１）の横幅Ｗ５は、磁気ヘ
ッド挿入口５の横幅Ｗ４よりも若干大きく設計されてい
る。第３図に示すようにクリーニングシー目０を下ケー
ス１ｂの内側にＳ！置することにより、前記弾性片１５
が覆われ、クリーニングシー目０の周辺部が下ケースｌ
ｂに超音波溶着１２されてるが、弾性片１５の付近は超
音波溶着１２が省略されている。

上ケースｌａと下ケースｌｂとを組み合わせて磁気ディ
スクカートリッジを組み立てた場合、第５図に示すよう
に弾性片１５によって下ケースｌｂからクリーニングシ
ート１０が部分的に持ち上げられるとともに、上ケース
ｌａに設けられた突起８によってその持ち上げが若干押
し上げられて、６ｎ気デイスク２が上、下のクリーニン
グシート１Ｏ１０によって弾性的に挟持される。そして
磁気ディスク２の回転にともない、クリーニングシート
１０によりディスク表面が清掃される。

第４図は磁気ディスクカートリッジの使用状態を示す図
で、図中の１８は磁気ヘッドである。

前記クリーニングシー目Ｏは、第６図に示すように３層
構造になっている。すなわち、磁気ディスク２と対向す
るディスク側不織布層１９と、カートリッジケースｌと
対向するケース側不織布層２０と、そのディスク側不織
布Ｊｉｉ１９とケース側不織布１）２０とを連結するた
めの中間不織布層２１を備えている。

前記ディスク側不織布層１９ならびにケース側不織布層
２０は、ともにレイヨン繊維単独で構成されており、表
、裏の区別がないようにできている。

レイヨン繊維としては、ビスコースレイヨン、銅アンモ
ニアレイヨンならびにアセテートレイヨンなどが用いら
れる。レイヨン繊維（ステーブル）の引張強さは約２．
５〜３．１ｇ／Ｄ、伸び率は約５５〜８０％、比重は約
１．５０〜１．５２である。

前記中間不織布層２１はレイヨン繊維とポリアミド繊維
の混合繊維層から構成されている。レイヨン繊維とポリ
アミド繊維の混合比率（レイヨン／ポリアミド）は約１
７９〜９／１の範囲において適宜に選択され、３７７〜
７／３の範囲が好適である。

ポリアミド繊維は、アジピン酸とへキサメチレンジアミ
ンとの重縮合物を原料モノマーとした繊維である。ポリ
アミド繊維の引張強さは約４．５〜７．５、伸び率は約
２５〜６０％、伸長弾性率（３％伸長時）は約９５〜１
００％、比重は約１．１４である。

クリーニングシートｌＯはレイヨン繊維単独で構成する
ことができるが、本実施例のように前記ディスク側不織
布層１９とケース側不織布層２０との間に熱可塑性繊維
を含む不織布からなる中間不織布層２１を設けることに
より、カートリッジケースｌと良好に熱融着することが
できる。

前記中間不織布層２１は、前述のようにレイヨン繊維と
ポリアミド繊維の混合物の他に、例えばポリエチレンテ
レフタレートポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチ
レン、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂など各種の熱可塑
性繊維が好適に使用し得る。特に前述のようにディスク
側不織布層１９とケース側不織布１２０にレイヨン繊維
を用いていることから、これら両層１９．２０とのなじ
みを考慮して、中間不織布層２１をレイヨン繊維を含有
した混合繊維層で構成すると良い。

このクリーニングシートｌＯの目付量は、特には限定さ
れるものではないが約２０〜５０ｇ／　ｒｒｌ’が適当
である。なおここでいう目イ寸量とは、５０　Ｘ　５０
ｃｍの試料５枚の重量をそれぞれ測定し、それらの平均
値をとった値である。

クリーニングシートＩＯの厚さは、１５０〜３００μｍ
が適当である。実施例に係るクリーニングシート１０の
具体的な物性を示せば次の通りである。

表 前述のようにクリーニングシートｌＯを３層構造にした
が、実際にこのクリーニングシート１０を用いて磁気デ
ィスクスートリッジを組み立てると、磁気ディスク２と
摺接する繊維の全部がレイヨン繊維でない場合があり、
中間不織布層２１中の熱可塑性繊維（ポリアミド繊維）
の掻く一部分が繊維どうしの絡み合いによってクリーニ
ングシート１０の表面側に出て磁気ディスク２と接触す
ることがある。しかし、そのような場合においても熱可
塑性繊維が磁気ディスク２と摺接する割合は約１０％以
下であり、実質的には磁気ディスク２と接触する繊維の
ほぼ１００％がレイヨン繊維である。

次に磁性層の組成について説明する。

強磁性金属粉としては例えば鉄、コバルト、コバルト−
ニッケル、コバルト−リンなどが用いられ、本実施例で
は鉄粉を用いた例を示している。

実施例で使用しているα−Ｆｅの金属鉄粉の物性は、次
の表２の通りである。

表 表　　　２ また補強物としては例えば酸化アルミニウム。

クロム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などが使用され、本実
施例では酸化アルミニウムを用いた例を示している。補
強物の粒径は、０．４〜０．５μｍである。

磁性層の好適な組成比を示せば、次の表３の通りである
。

この磁気ディスクの磁気特性は、次の表４の通りである
。

表　　　４ 次に磁性層におけるビッカース硬度の調整について説明
する。磁性層の組成は大きく分けて、強磁性金属（例え
ば実施例のようにα−Ｆｅ）と、バインダ（例えば実施
例のように塩化ビニル樹脂。

ウレタン樹脂ならびに架橋剤など）と、フィラー（例え
ば実施例のように酸化アルミニウム、カーボンブラック
、オレイン酸オレイル、ステアリン酸ブチルセルロース
ならびにステアリン酸亜鉛など）とから構成されている
。

ところで磁性層は、要求される磁気特性などによって前
記強磁性金属粉、バインダならびにフィラーの含有率（
混合割合）が規制されているため、これらの含有率（混
合割合）を変更して磁性層の硬度を下げることは、磁気
特性などを犠牲にすることになり、好ましくない、その
ため、使用するバインダ自体の種類を変更して、磁性層
の硬さを所望の範囲内に調整する方が得策である。

従来、この種磁気記録媒体のバインダとしてニトロセル
ロースとニトリルゴムが使用されていてか、これらバイ
ンダはガラス転移点（Ｔｇ）が比較的高く、バインダの
伸び率が低く、バインダの応力が大であるため、磁性層
のビッカース硬度は４０ｋｇ　／　ｆｉ”以上と高かっ
た。

これに対して本発明の磁気記録媒体は、バインダとして
ウレタン樹脂と塩化ビニル樹脂を用いた。

このウレタン樹脂は磁性層に伸び、靭性を付与するのに
役立ち、また塩化ビニル樹脂が磁性層にある程度の硬度
を付与するのに役たつ。特にウレタン樹脂のＴｇは磁性
層の硬度に与える影響が大きく、’ｒｇが例えば＋２５
°Ｃ，−３０℃のものを使用し、塩化ビニル樹脂との混
合比を変えることにより、磁性層の硬度を調整している
。

次の表５は、各バインダの特性値を比較して示す表であ
る。

表　　　５ この表から明らかなように、本発明で使用されるウレタ
ン樹脂は、従来使用されているニトロセルロースに比較
してＴｇが低く、そのため伸び率が大で、応力が小さ（
適度の柔軟性を有している。

ウレタン樹脂はポリエステル類あるいはポリエーテル類
とジイソシアチー１−類との合成によって生成され、ポ
リエステル類としては例えばアジピン酸−グリコール系
のものが、ポリエーテル類としては例えばポリプロピレ
ングリコール（分子置駒２００）が用いられる。一方、
ジイソシアナート単量体としては、例えばトリレンジイ
ソシアナート、ジフェニルメタンジイソシアナート、ナ
フチレンジイソシアナート、ヘキサメチレンジイソシア
ナート、イソホロンジイソシアナート、２゜２．４−ト
リメチルへキサメチレンジイソシアナート、キシレンジ
イソシアナート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアナ
ート、リジンイソシアナートなどが用いられる。

前述のようにウレタン樹脂は磁性層に伸びならびに靭性
を付与するのに、また塩化ビニル樹脂は磁性層にある程
度の硬度を付与するために、それぞれ用いる訳であり、
ウレタン樹脂の含有率が高い程靭性が増し、塩化ビニル
樹脂の含有率が高くなる程硬度が増す、磁性層のピッカ
ス硬度を〜３５ｋｇ／鶴２とするには、ウレタン樹脂と
塩化ビニル樹脂との混合物中におけるウレタン樹脂の混
合重量％を３５〜６５重量％の範囲内に規制すればよい
。

ウレタン樹脂のＴｇならびにウレタン樹脂と塩化ビニル
樹脂の混合重量％を種々変えることによって、磁性層が
各値のビッカース硬度を有する磁気ディスクカートリッ
ジをそれぞれ組立て、ビッカース硬度と磁気ディスクの
耐摩耗性との関係を検討し、その結果を第７図に示した
。

なお、磁性層のビッカース硬度は下記の条件によって測
定した。

圧力子 荷　　　重 押圧速度 押圧時間 硬度測定条件 頂角１３６度の四角錐ダイヤモンド ０．３〜１．０ｇ ０１５龍／分 ３０秒間 また磁気ディスクの耐摩耗性は、各々の磁気ディスクス
ートリッジを常用の記録再生装置に装着し、磁気ディス
クを３６０１．ｐ、ｍの速度で回転するとともに、その
磁気ディスクに対して、２０ｇの荷重で磁気ヘッド摺接
面がほぼ四角形の磁気ヘッドを摺接して、磁気ディスク
の走行を行なった。そして、磁気ディスクの表面に走行
傷が肉眼で確認できるまでのバス回数をカウントしたも
のである。

〔発明の効果〕

この図から明らかなように、磁性層のビッカース硬度が
３５　ｋｇ　／　ａｍ　”を超えたもの、ならびにビッ
カース硬度が１５ｋｇ／ｍ”未満のものは、耐摩耗性に
乏しく、これに対して磁性層のビッカース硬度が１５〜
３５ｋｇ／ａｍ”の範囲にあるものは優れた耐摩耗性を
有している。

磁性層のビッカース硬度が４０ｋｇ／鶴ｔ　（従来側に
相当するもの）の磁気ディスクカートリッジを走行テス
ト後に分解して調査してみると、磁性層表面が機械的に
削られて、幅が狭くて深い摺接傷が多数形成されており
、これが摩耗の原因になっているものであると考えられ
る。一方、磁性層のビッカース硬度が１０ｋｇ／ｍ”の
磁気ディスクスートリッジを走行テスト後に分解して調
査してみると、幅が比較的広くて浅い摩耗状態となって
いる。

これは磁気ヘッドの摺接によって生成した摩耗粉が磁性
層表面に凝着し、これが原因で磁性層が摩耗したもので
あると考えられる。

これに対して本発明のように、磁性層のビッカース硬度
を１５〜３５　ｋｇ　／　ａｍ　ｔの範囲内に規制した
もの、特にその中でも２０〜３０　ｋｇ　／　＋ｕ　”
のものは、耐摩耗性に優れており、長期間にわたって安
定した走行性を有している。またほとんど摩耗粉（脱落
粉）を生じないことから、磁気ヘッドギャップの目詰り
の心配もなく、このようなことから、信頼性の高い磁気
記録媒体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の実施例に係る磁気ディス
クカートリッジを説明するためのもので、第１図はその
磁気ディスクカートリッジの分解斜視図、第２図は上ケ
ースにクリーニングシートを貼着した状態を示す底面図
、第３図は下ケースにクリーニングシートを貼着した状
態を示す平面図、第４図はこの磁気ディスクカートリッ
ジの使用状態を示す磁気ヘッド挿入口付近の拡大断面図
、第５図はこの磁気ディスクカートリッジの弾性片付近
の拡大図面、第６図はクリーニングシートの拡大断面図
、第７図は磁性層のビッカース硬度と耐摩耗性との関係
を示す特性図である。 １・・・カートリッジケース、１ａ・・・上ケース、■
ｂ・・・下ケース、２・・・磁気ディスク、１０・・・
クリーニングシート、１２・・・超音波溶着、１９・・
・ディスク側不織布、２０・・・ケース側不織布、２１
・・・中間不織布。 第２図 第４ 図 第３ 図 第６図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）非磁性体からなる基体上に、強磁性金属粉とバイ
   ンダとを含有する磁性層を形成してなる磁気記録媒体に
   おいて、前記磁性層のビッカース硬度が下記の条件で測
   定して１５〜３５ｋｇ／ｍｍ＾２の範囲に規制されてい
   ることを特徴とする磁気記録媒体。 圧力子　頂角１３６度の四角錐ダイヤモンド荷　重　０
   ．３〜１．０ｇ 押圧速度　０．５ｍｍ／分 押圧時間　３０秒間
2. （２）請求項（１）記載において、前記バインダがウレ
   タン樹脂と塩化ビニル樹脂とを含んでおり、そのウレタ
   ン樹脂と塩化ビニル樹脂との混合物中におけるウレタン
   樹脂の混合重量％が３５〜６５重量％の範囲に規制され
   ていることを特徴とする磁気記録媒体。
3. （３）請求項（１）または請求項（２）記載において、
   前記ウレタン樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）が＋２５℃で
   あることを特徴とする磁気記録媒体。
4. （４）請求項（１）または請求項（２）記載において、
   前記ウレタン樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）が−３０℃で
   あるごとを特徴とする磁気記録媒体。