JPH0378694B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

Ａ 産業上の利用分野 本発明は有機結合剤中に分散された磁気粒子の
被膜を有する型の磁気記録デイスク、より具体的
に言えば、改良された潤滑剤保持手段を有する上
記の型の磁気記録デイスクに関する。 Ｂ 従来の技術 粒子型の記録デイスクの被膜は有機結合剤の中
に粒子状のガンマFe₂O₃のような磁気粒子を含ん
でいる。被膜の対摩耗性を向上するため、例えば
Al₂O₃のような負荷を担うための粒子もまた、被
膜の一部を形成している。代表的に言えば、結合
剤は熱硬化ポリマ（例えば、エポキシ樹脂、フエ
ノール樹脂、又はそれらの組み合せ、ポリウレタ
ン又はアクリル酸塩など）と、溶剤と、分散剤
と、流動促進剤とを含む。加えて、結合剤は或る
種の物質、例えば、被膜の硬化中に分解して、硬
化した被膜の表面に微小な孔を残し、その微小な
孔は、硬化した被膜に、後に加えられる液体潤滑
剤のための小さな貯蔵孔として用いられる。 粒子型の磁気記録デイスクにおいて、磁気粒子
は、塊を砕き、また粒子の分散を強化するため
に、媒体ミル、即ちボールミルに入れられる。次
に、磁気粒子は有機結合剤と混合される。結果の
組成物は、デイスクが回転している間に、その組
成物をデイスクの基体上に注ぐことによつて、デ
イスクの基板に被膜として形成される。被膜内で
磁気粒子を方向づけるために、被膜に磁界が加え
られるので、磁気粒子は所望の方向に整列され
る。次に、デイスクは有機結合剤中のポリマを橋
かけ結合するために、硬化オーブン中に置かれ、
被膜が硬化される。硬化処理中に、或る種の物質
は分解又は蒸発して、硬化被膜中に微小な孔を残
す。硬化後、デイスクの被膜はバフを掛けられ、
次に微細な破片を取り除くため洗滌され更に、凹
凸を取り除くための付加的な研磨処理が施され
る。製造工程の最終スナツプはデイスクへ液体潤
滑剤を加えることである。潤滑剤は、ヘツドとデ
イスクの間の滑りを与えるため、被膜中の微小な
孔の中に吸収される。 結合以外の他の目的で結合剤中に使われる或る
物質は、微小孔を形成するように、硬化処理中で
本来的に分解又は蒸発することは知られており、
一方、微小孔を形成するための或る種の物質を加
えることもまた、知られている。例えば、1984年
５月17日に公開されたドイツ特許出願、
DE3341205号は、液体潤滑剤を保持する微小孔を
残すために、硬化処理中に蒸発する揮発性の物質
の結合剤を加えることを開示している。公開ヨー
ロツパ特許出願、EP−129721号は、硬化処理中
に、熱的に逸散して、そして被膜表面上に微小な
孔を生ずるため、高い効率の揮発性を持つポリブ
テンのような重合添加剤の使用を開示している。 Ｃ 発明が解決しようとする問題点 デイスクの被膜表面中の微小孔を形成する分解
質の添加物は制御することが難かしい。充分な微
小孔が無かつたり、又は微小孔の大きさが充分で
なかつたりすると、デイスクは潤滑不足になり、
その結果、デイスクとヘツドとの間で摩耗が生ず
る。他方、微小孔の数が多すぎたり、又は微小孔
の大きさがあまりにも大きすぎると、デイスクは
過潤滑剤となつて、デイスク装置の動作開始時
に、ヘツドがデイスク面から放れにくくなる問題
を生ずる。 Ｄ 問題点を解決するための手段 本発明は粒子型の磁気記録デイスクの製造方法
に関し、特別の界面活性剤と、界面活性剤によつ
て微粒子に乳化される水とを有機結合剤に添加す
ることを含んでいる。デイスク被膜の硬化処理の
間に、水は微小孔を形成するため蒸発する。被膜
中の微小孔の数と大きさは、潤滑剤の特定の量を
含むデイスクを設計するために、そして潤滑剤の
保持を制御するために特別に選択される。 例えば水のような界面活性剤がないと不飽和の
液体と、デイスク被膜の結合剤とが熱力学的に安
定で、単分散の微粒子の乳化物を形成すること
を、或る種の両親媒性分子（界面活性剤）が達成
することが出来るという原理に、本発明は基礎を
置いている。これらの界面活性剤は、或る閾値以
上の濃度において、デイスクの結合剤中で使われ
る無極の非プルトン性溶剤中に良好に限定された
大きさの凝集体を形成する。これらの凝集体は
“反転されたミセル”又は“反転ミセル”と呼ば
れる。任意の与えられた溶媒系において、微粒子
に乳化された単分散の水滴の大きさは、選ばれた
界面活性剤と、温度と、水対界面活性剤のモル比
とのみに依存する。水対界面活性剤のモル比を増
加すると、水滴の大きさは増加し、その結果、界
面活性剤の一定の濃度構成は減少するけれども、
凝集体は大きくなる。このようにして、被膜中の
水滴の大きさの均一性が制御され、従つて、デイ
スク被膜の硬化処理工程中で形成される微小孔が
制御される。 Ｅ 実施例 反転ミセルの構造の極めて簡単化された図が第
１図に示されている。各界面活性剤の分子１２の
極の端部１０が水滴１４を取り囲んで示されてい
る。取り巻いて付着した界面活性剤１２が無い
と、水滴１４は周囲の有機結合剤１６と不混和に
なる。 微粒子に乳化された水滴中の多数の分子は、与
えられた結合剤系について、水に対して、反転ミ
セルを生成する界面結成剤（以下反転ミセル生成
界面活性剤という）のモル比に依存する。周囲を
取り囲んで付着した界面活性剤の分子数と水の分
子数との関係、換言すれば、水滴の大きさが第１
表に示される。（1976年スイスのバーゼル大学の
レハーク（J.Rehak）博士の論文を参照）。

【表】 第１表中の数“Ｎ”は関与数、換言すれば、水
対界面活性剤のモル比“Ｗ”の夫々の値に対応す
る、水滴を取り囲む界面活性剤の分子の数であ
る。第１表において、取り囲んで混合しない液体
はイソオクタンであり、界面活性剤は、アメリカ
ン・サイアナミツド社（American Cyanamid
Co.）などで販売しているエーロゾルOT（ダイイ
ソオクチルスルフオンコハク酸塩）である。モル
比Ｗが増加すると、水滴を取り巻いている界面活
性剤の数Ｎは増加する。これは、界面活性剤の各
分子が界面活性剤に付着する水の分子の数を増加
するので、水滴の大きさを増加することになる。 界面活性剤のすべてが水で反転ミセルを生成す
る能力を持つわけではない。本発明の実施例に従
つてデイスクを製造するのに使われる反転ミセル
生成界面活性剤はエーロゾルOTであるけれど
も、他の界面活性剤もまた、結合剤の溶媒系中で
微粒子エマルジヨンを形成するよう機能する。任
意の溶媒系に対して、結合剤に適合し、そして水
によりミセルを形成するための充分な極を有し、
従つて微粒子エマルジヨンを形成する界面活性剤
を選択することが出来る。 反転ミセル及び微粒子エマルジヨンの形成は、
界面活性剤の分子の親油性部分の疎水性作用によ
り、且つ溶剤分子のエントロピの僅かな増加によ
るエンタルピの変化により齎される、系の最小の
合計自由エネルギに主として基因するものと理解
されている。実際上は、与えられた溶媒系のため
に適当な反転ミセル生成界面活性剤、又はその界
面活性剤の混合物の選択は、主として以下の一般
的ガイドラインにより決められる。 (a) 反転ミセル及び微粒子エマルジヨンの形成
は、ヘツド対連鎖の体積比の増加と、双極子モ
ーメントの増加と、界面活性剤の溶解度の減少
によつて促進される。代表的には、これらのパ
ラメータは、陰イオン界面活性剤が、無イオン
界面活性剤よりも生成を促進する陽イオン界面
活性剤以上に生成を促進することを表わしてい
る。 (b) イオン型界面活性剤に関して、多数の陽イオ
ン及び多数の陰イオンは反転ミセルの生成を促
進する。陰イオン界面活性剤に関して、凝集は
炭酸塩、リン酸塩及びスルフオン酸塩の順序で
増加する。 (c) 界面活性剤の親油性の炭化水素連鎖の分岐は
凝集を増加し、且つ臨界ミセル濃度を減少す
る。何故ならば、反転ミセルの凝集の炭化水素
の尾の間の疎水性が増大するからである。界面
活性剤の非芳香族性（non−aromaticity）は
溶剤対界面活性剤の相互使用を減少することに
よつて、反転ミセルの生成を付加的に促進す
る。無イオン型の界面活性剤系に対しては、高
い分子量及び低い分子量の界面活性剤と低い分
子量のアルコールとの混合物、又は通常の分子
量の界面活性剤と低い分子量のアルコールとの
混合物は、疎水作用の原子の空間的位置
（sterical）の最適化により、反転ミセルの生成
を強力に促進する。 (d) 与えられた界面活性剤に対して、反転ミセル
の生成は溶剤の溶解度パラメータの値を減少す
ることにより、若干増加する。従つて、エーロ
ゾルOTの場合、反転ミセルの形成は異なつた
溶剤に対して、次の順序で増加する。

【表】 (e) 水又は、例えば電解液のような他の有極物質
を反転ミセルの中に関与させることは、反転ミ
セルの生成を非常に増加し、そして、系の合計
自由エネルギの減少によつて、臨界ミセル濃度
を減少する。炭化水素結合により、又は強いク
ーロンカによつて、水を結合する、高い親水性
を持つ界面活性剤は水の捕捉を促進する。然し
ながら、そのような“膨脹”ミセルの大きさ及
び安定性は系全体のエネルギに依存し、従つ
て、上述した種々の点に依存する。増大した静
電気吸引によつて、陰イオン界面活性剤は一般
に、陽イオン界面活性剤よりも、大量の水を取
り囲む能力がある。無イオン界面活性剤に対し
て、水の捕捉は親水性分子部分中のエトキシの
グループ数により増加する。 要約すると、適当な界面活性剤又は界面活性
剤の混合物は、使用される溶媒系の極性及び溶
解パラメータに先づ依存する。従つて、そのよ
うなパラメータは見積られねばならない。次
に、無イオン性か、陽イオン性か、又は陰イオ
ン性かの何れの界面活性剤が使われるかについ
て選択が行われる。この選択に影響するフアク
タは、ガンマFe₂O₃の界面及びAl₂O₃界面での
吸収と、結合剤の類型と界面活性剤の類型との
間の化学的適合性とがある。そのような検討を
した後、候補に上つた界面活性剤は、使われる
溶剤システムにおいて以然として持つている或
る溶解度の範囲内で、ヘツド対連鎖の最大体積
比と、最大双極子モーメントとに関して選択さ
れる。次に分岐された非芳香族性界面活性剤が
優先性を与えられ、そして、無イオン性界面活
性剤を使つた方がよい場合は、そのような界面
活性剤と低分子量アルコールとの混合物、又は
そのような界面活性剤と低分子量無イオン界面
活性剤との混合物が探究される。臨界ミセル濃
度及び関与数のための実験値は、気相滲透圧、
導電度測定、又は光分散或は分光計の方法によ
つて得られる。水の捕捉は、光分散、混濁及び
導電度測定法、カール・フイツシヤ（Karl−
Fisher）分析法、又は分光分析法によつて見積
られる。 反転ミセル生成界面活性剤の例は以下の通り
である。 陽イオン界面活性剤：プロピオン酸ドデシルアン
モニウム 陰イオン界面活性剤：エーロゾルOT＝スルホコ
ハク酸ナトリウムのヂオクチル・エステル 無イオン界面活性剤：ポリオキシエチレン・ラウ
リルエーテル 本発明に従つて作られた種々の磁気記録デイス
クの潤滑剤保持の特性が第２図に示されている。
これらのデイスクは、溶剤としてのイソホロン
（isophorone）、荷重担い粒子としてのアルミナ
（Al₂O₃）及びガンマFe₂O₃磁気粒子を含むエポキ
シ／フエノール樹脂の混合結合剤の被膜を持つて
いる。この結合剤に加えられたものは、第２図に
示されたような種々のモル重量比における水とエ
ーロゾルOTとである。被膜硬化処理に続く潤滑
剤保持は、エーロゾルOTと水による微粒子生成
の条件が整うと、顕著に増大する。結合剤及び溶
剤のこのタイプにおける、エーロゾルOTの臨界
濃度は、ガンマFe₂O₃粒子の既知の量及び第２図
から決められるように、１リツトル当り約８×
10^-2モルである。この濃度以下では、加えられた
水は微粒子エマルジヨンにはならず、従つて、均
一の大きさの微粒子水滴及び分散を形成する上述
のコンセプトには従わない。界面活性剤のこの臨
界濃度以上では、被膜中に保持される潤滑剤は増
加したミセル濃度によつて増加し、そして、水対
界面活性剤、エーロゾルOTのモル比によつて決
められる、ミセルの増加した大きさによつて増加
する。反転ミセルの生成が始まる濃度である界面
活性剤の臨界濃度は、一定温度の下では、溶媒系
と、使われる界面活性剤と、水に加える有極添加
物の濃度とに依存する。第２図に示されたよう
に、溶剤としてのイソホロンを有するエポキシ／
フエノール樹脂結合剤の臨界濃度は、一部、ガン
マイオン酸化物の界面における、界面活性剤の一
致し且つ優先的な吸収によつて、相対的に高い。
この界面における界面活性剤の吸収はまた、磁気
粒子の分散を著しく改善するものと考えられてい
る。本発明に従つて実験的に作られたデイスクの
ガンマFe₂O₃粒子のオリエンテーシヨン比は、エ
ーロゾルOT及び水の添加のないデイスクのオリ
エンテーシヨン比に比較して、平均50％増加した
ことを示した。 被膜に対する比較的大量の界面活性剤と水との
添加は、潤滑処理を施していないデイスクの摩耗
テストで示されたデイスクの耐久性よりも悪化し
ないことが見出されている。水及びエーロゾル
OT添加物を持ち、潤滑処理を施していない被膜
のデイスクに対するデイスク耐久性テストにおけ
る耐久時間は、エーロゾルOT及び水の添加がな
く、潤滑処理を施していないデイスクの耐久時間
によりも約６倍の長時間であつた。 Ｆ 発明の効果 粒子型の磁気記録デイスクの被膜中の反転ミセ
ル生成界面活性剤の使用は被膜中の微小水滴の大
きさ及び数を制御することが出来、これにより、
硬化被膜中の微小孔の大きさと数を制御すること
が出来る。被膜中の潤滑剤の吸収が被膜の表面積
に比例するから、所望のレベルの潤滑剤の保持
は、微粒子に乳化された水滴の適正な大きさと数
とを設計することによつて、厳密な再現性を以て
達成される。これは、本発明に従つた特別な反転
ミセル生成界面活性剤の濃度及び水に対するその
界面活性剤のモル比を選択することによつて達成
される。

【図面の簡単な説明】

第１図はデイスク被膜の有機結合剤中の反転ミ
セル生成界面活性剤によつて、微粒子に乳化され
た水滴の形成を説明するための図、第２図は水対
界面活性剤の種々のモル比に関して、ガンマイオ
ン酸化物粒子対界面活性剤のモル比の関数として
デイスクの潤滑剤保持量を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 溶剤と磁気粒子とを含む有機性結合剤を準備
   し、基板上に上記結合剤の被膜を形成し、磁界を
   印加して上記被膜中の磁性粒子を整列させ、上記
   被膜を硬化させてから、上記被膜に潤滑剤を付着
   させる工程を含む磁気記録デイスクの製造方法に
   おいて、上記結合剤を準備する際、水及び反転ミ
   セル生成界面活性剤を所定のモル比で上記結合剤
   に加えることを特徴とする磁気記録デイスクの製
   造方法。