JPH0384725A - 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られる磁気記録
媒体に係り、特に強磁性金属粉を主体とし、少なくとも
非磁性のバインダならびに潤滑剤を含有する磁性層の構
成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ｈ−ニッケル、コバルト−リンなどの強磁性
金属からなる微粒子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〕

ところで従来のこの種の磁気記録媒体を記録再生装置に
装着して使用すると、磁気ヘッドとのｍ接によって強磁
性金属粉が磁性層から脱落して、磁気記録記録媒体の走
行性が低下するという問題がある。特に薄くてフレキシ
ブルな磁気ディスクを使用した磁気ディスクカートリッ
ジは、通常、同転している磁気ディスクの両面を磁気ヘ
ッドが所定の圧力で挟持する関係上、磁気ディスクの耐
久性が高く要求されるため、磁気ディスクの耐摩耗性は
非常に重要な問題である。

本発明者らは、この磁気記録媒体の耐摩耗性低下の問題
について種々検討した結果、磁気記録媒体に使用してい
る強磁性金属粉のＢＥＴ表面積が大きく影響しているこ
とを解明した。

すなわち、従来の磁気記録媒体では、磁性層中にお番ブ
る強磁性金属粉の充填率ならびに空孔率などについて十
分に検討されておらず、単に磁気記録媒体のＳ／Ｎ値を
高めるために保磁力（Ｈｃ）の高いα−Ｆｅ金属粉、す
なわち平均ＢＥＴ表面積の大君いα−Ｆｅ金属粉が使用
されていた。例えば保磁力を１５００（Ｏｅ）程度にす
るために、平均ＢＥＴ表面積が５０〜５５ｍ”／ｇ程度
の微粒子状のα−Ｆｅ金属粉が使用されていた。

このように従来のα−Ｆｅ金属粉は平均ＢＥＴ表面積が
大きいため、それを使用した磁性層は結果的に例えば４
０体積％程度の比較的高い空孔率となり、さほどち密で
ない磁性層になってしまう。

さらに、平均ＢＥＴ表面積が大ヒいうことは磁性粒子１
個当りの表面積が小さいヒいうこヒであり、そのため強
磁性金属粉に対するバインダの被覆面積、換言すれば強
磁性金属粉とバインダヒの結合面積（結合力）が小さく
、きらにバインダとの親和力が小さいことから、バイン
ダの優れた特性を十分に発揮することができない、この
ようなことから磁性層に対して磁気ヘッドが拮接してい
る間に、強磁性金属粉が磁性層から脱落して、磁気記録
媒体の走行性が悪くなっていることを解明した。

本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、
優れた磁気特性を維持しながら、耐久性に侵れた信頼性
の高い磁気記録媒体を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

前述の目的を達成るため１本発明は、非磁性体からなる
基体上に１強磁性金属粉を主体こし、少な（εも非磁性
のバインダと潤滑剤とを含有する磁性層を設けた磁気記
録媒体を対象とするものである。

そして前記強磁性金属粉がα−Ｆｅからなり。

その平均ＢＥＴ表面積が４８ｍ”７ｇ以下で、保磁力（
Ｈｃ）が１４５０エルステッド以上で、かつ、磁性層中
における前記強磁性金属粉の充填率が２５体積％以上で
、磁性層中における潤滑剤体積％ヒ空孔率とを合計した
空隙率が２５体積％以下に規制されていることを特徴と
するものである。

〔作用〕

本発明は前述したように、α−Ｆ６の平均ＢＥＴ表面積
が４３ｒｎ”７ｇ以下であると、粒子径が大いため粒子
側々の耐衝撃性が高く、しかも粒子１個当りの表面積が
従来使用していたものよりも太き（なり、従ってバイン
ダとの結合面積ならびに親和力が大である。そのためバ
インダの優れた特性が十分に発揮されて強磁性金属粉の
固着強度が強く、磁気ヘッドが所定の荷重で摺接しても
強磁性金属粉の脱落がほとんどな（、優れた走行性を発
揮する。

しかし、このような強磁性金属粉を使用することによっ
てバインダとの良好な結着性のためバインダの使用量が
多くなり、相対的に磁性金属粉の充填量が減少する傾向
にある。そのため、この強磁性金属粉の磁性層中におけ
る充填率ならびに空隙率を前記のように規制することに
より１強磁性金属粉の有する磁気特性上の欠点を有効に
補うことができる。

なお本発明において、磁性層の空隙率を潤滑剤体積％と
空孔率との合計値と定義したのは、磁気記録媒体を使用
している間に磁性層中の潤滑剤が徐々に表面に進出して
使用され、その跡が空孔となるため、空隙率の項目に潤
滑剤の含有率（体積％）を導入した訳である。

〔発明の実施例〕

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
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１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１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
成樹脂で射出成形されている。

下ケ〒ス１ｂのほぼ中央には回転駆動軸挿入用の開口４
が形成され、それの近くに長方形のヘッド押入口５が設
けられ、上ケース１ａ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１ｂ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の中間位置に前記磁気ヘッド挿入
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Ｗ１は磁気
ヘッド挿入口５の長平方向の幅（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の長平方向
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１ａ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字形のクリーニング
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１１
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。クリーニングシートｌＯを上
ケース１ａ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、クリーニングシート１０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１ａ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
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１ｂ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ｌｂ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０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ト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１１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ト１０を下ケー
ス１ｂの内側に載置するこヒにより、前記弾性片１５が
覆われ、クリーニングシート１０の周辺部が下ケース１
ｂに超音波溶着１２されるが、弾性片ｉ５の付近は超音
波溶着１２が省轄されている。

上ケース１ａ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５第５＠に示すよう
に弾性片１５によって下ケース１ｂからクリーニングシ
ート１０が部分的に持ち上げられるヒともに、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
し下げられて、磁気ディスク２が上、下のクリーニング
シートエ０、ＩＯ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ト１０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ヒ、カートリッジケース１
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Ｍ１９とケース側不織布層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５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３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１６〜２２％、
伸長弾性率（３％伸長時）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
／９〜９／１の範囲において適宜に選択され、特に３／
７〜７／３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ｉ、１４である。

クリーニングシート１０はレイヨン繊維単独で構成する
こともできるが、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１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ｍ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とケース側不織布層２０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／ｎｉ’が適当であ
る。なおここでいう目付量とは、５０Ｘ５０ｃｍ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１０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 １ 前述のようにクリーニングシート１０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！３２１中の熱可塑性繊維（ポリアミド繊維
）の極く一部分が繊維どうしの粘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、実質的にα−Ｆｅからなる金属
鉄粉が用いられる。ここで実質的にα−Ｆｅからなる金
属鉄粉と定義したのは、Ｆｅの他に例えばＮｉ、Ｃｒ、
Ｍｎ、Ｓ　ｔ、ｗｅ　Ｍｏ。

ｃｏなどの金属元素が少量溶けて固溶体になってるもの
も含むことを意味している０本実施例で使用するα−Ｆ
ｅ金属粉の物性は１次の表２の通りである。

表　　２ また補強粉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
。補強粉の粒径は、０．４〜０．５μｍである。

磁性層の好適な組成比を示せば１次の表３の通りである
。

表　　３ 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 次に磁性層中における強磁性金属粉（α−Ｆｅ）の平均
ＢＥＴ表面積と耐摩耗性との関係について説明する。

次の表５は、各種の平均ＢＥＴ表面積を有するα−Ｆｅ
金属粉を用いて磁気ディスクカートリッジを組立て、こ
れを通常の記録再生装置に装着し、磁気ディスクを３６
０ｒｐｍの速度で回転する。

モして０℃から５０℃までの温度サイクルを繰返しなが
ら、磁気ディスクの表面に対して、２０ｇの荷重で摺接
面がほぼ四角形の磁気ヘッドを摺接して、磁気ディスク
表面に走行傷が発生するまで（肉眼で確認）の回転数（
パス回数）をカランＥして耐摩耗性として評価した。な
お、各試料の磁性層の組成は１表３のものと同一として
た９表 この表から明らかなように、従来のように平均ＢＥＴ表
面積が５０〜５５ｍ”／ｇのａ　−Ｆ　ａ金属粉を使用
した磁気ディスクは前述のよう苛酷な走行テストにおい
てはパス回数が少なく、耐久性が十分であるヒはいえな
い。これに対して本発明のように、α−Ｆｅ金属粉の平
均ＢＥＴ表面積が４８ｍ２７ｇ以下のものは、その強磁
性金属粉とバインダとの親和力、結着力が非常に強く、
その結果において苛酷の走行テスｈにおいても十分なパ
ス回数（４００万回以上）が得られ、磁気ディスクの耐
摩耗性が優れていることが分かる。

前述のように強磁性金属粉の平均ＢＥＴ表面積を４８ｍ
”／ｇ以下にすることにより、バインダとの結着力を格
段に高めることができるが、平均ＢＥＴ表面積が３０ｍ
２／ｇ未満になると、保磁力分布が大きくなり、ピーク
シフトなどの電磁変換特性が劣化するため好ましくない
。従って強磁性金属粉の平均ＢＥＴ表面積は、３０〜４
８ｍ２／ｇの範囲に規制する方が好ましい。

次に平均ＢＥＴ表面積が４１ｍ’／ｇのα−Ｆｅを用い
、磁性層を構成する各種材料の体積％・を変えた磁気デ
ィスク（本発明術、比較例１．比較例２）を表すに示す
ような割合に作成した。

表 （単位：体積％） なおこの表において、バインダとしては塩化ビニル樹脂
とウレタン樹脂とを５体積比で７．７対４．５の割合で
用いた。またアルミナ（酸ｆヒアルミニラム）としては
、平均粒径が０．４〜０゜５μｍのものを使用した。さ
らにＣはカーボンブラックであり、潤滑剤としてはへブ
チルウンデシルオレートヒステアリン酸亜鉛とを１体積
比で６．４：０．３の割合で使用した。

なお４表中のｆＲ滑剤含有率と空孔率との合計が本発明
で定義する空綜率であり、従って本発明品の空隙率は２
０体積％であり、比較例工では２７体積％、比較例２で
は１４体積％となる。

この表７に示すような体積％にするために、磁性層を構
成する各材料の混合割合、ならびに磁性層のカレンダリ
ング処理条件１例えばカレンダロールの温度、圧力なら
びに段数などを適宜調整するこεによってコントロール
することができる。

そしてこれら試料磁気ディスクの磁気特性（Ｓ／Ｎ、Ｂ
ｒ、Ｂｍ、ｔ（ｃ）の結果を６．ｙｙ−ｓに示した。

この表から明かなように、比較例１のようにα−Ｆｅの
充填率が２８体積％と高くても、磁性履の空隙率も同じ
ように２７体積％と高いと、Ｂｒが低下するため出力が
低くなり、Ｃ／Ｎが低下するという問題がある。一方、
比較例２のように磁性層の空隙率が比較的小さくても、
α−Ｆｅの充填率が２４体積％と低いとやはり十分な出
力が得られないという問題がある。

これらに対して本発明品は、α−Ｆｅの充填率が２９体
積％と高＜、シかも磁性層の空隙率が２０体積％と低い
と、平均ＢＥＴ表面積が４８ｍ”　７ｇ以下のα−Ｆｅ
を用いても、安定した磁気特性を得ることができる。

この例ではα−Ｆｅの充填率を２９体積％とし。

磁性層の空隙率を２０体積％としたが１本発明者らの諸
種の実験結果から、α−Ｆｅの充填率を２５体積％以上
にして、かつ磁性層の空隙率を２５体積％以下に規制す
ることにより、平均ＢＥＴ表面積が４８ｍ”／ｇ以下の
比較的粒径の大きいα−Ｆｅ金ｍ粉を使用しても、優れ
た磁気特性を発揮することが確認されている。

次に磁気ディスクの表面粗さとクリーニングシートの摩
耗との関係について説明する。クリーニングシートの摩
耗は、記録再生時のエラーの原因になる。そのためクリ
ーニングシートの摩耗を可及的に少なくするには、磁気
ディスクの表面粗さも考慮する必要がある。従来のよう
に磁気ディスクの表面粗さ・が１例えば０．０２０−０
．０２５μｍのように比較的粗い場合には、必然的にク
リーニングシートの摩耗が起き易い。

これに対して磁気ディスクの表面粗さＲａを０．０１μ
ｍ以下、好ましくは０．００５μｍ以下にすることによ
って、クリーニングシートの摩耗を長期間にわたって可
及的に少なくすることができることが分かった。

なお、磁性層の表面粗さはスタイラス径２μｍ。

触針荷重２５　ｍ　ｇ、カットオフ０．Ｏ８ｍｍ−走査
速度０．０３ｍｍ／秒の条件下において触針式表面粗さ
計で測定した。また、磁性層の表面粗さは、それの表面
処理条件（カレンダリング処Ｊ！ｌ装置におけるカレン
ダロールの温度、圧力ならびに段数）を変更することに
よって、所望の表面粗さに保持することかできる。

前記表３で示すように、磁性層中にウレタン樹脂からな
るバインダを含有した場合には、レイヨン繊維などのセ
ルローズ系繊維から摩耗粉が発生しても、その摩耗粉と
の親和性がないから、磁気ディスクへの摩耗粉の付着が
少なく、従ってエラー発生の防止を助長することができ
る。

前記実施例ではｉＦ＝熱可塑性繊維としてレイヨン繊維
を用いたが１本発明はこれに限定されるものではなく、
例えばコツ１ヘン繊維などの他のセルローズ系繊維を用
いても同様の効果を有する。

前記実施例では磁気ディスクカートリッジの場合につい
て説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく
、他の例えば磁気テープや磁気カードなどにも適用する
ことができる。

〔発明の効果〕

本発明は前述したような構成になっているため。

高い磁気特性を維持しながら、耐久性に優れた信頼性の
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】

図はすべて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。 ｔ・・・・・・カートリッジケース。 １ａ・・・・・・上ケース、　　　ｔｂ・・・・・・下
ケース、２・・・・・・磁気ディスク。 Ｏ・・・・・・クリーニングシート。 第２図 第３ 図 テ 第４ 図 ８

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）、非磁性体からなる基体上に、強磁性金属粉を主
   体として、少くとも非磁性のバインダならびに潤滑剤を
   含有する磁性層を設けた磁気記録媒体において、 前記強磁性金属粉がα−Ｆｅからなり、その平均ＢＥＴ
   表面積が４８ｍ＾２／ｇ以下で、保磁力（Ｈｃ）が１４
   ５０エルステッド以上で、 かつ、磁性層中における前記強磁性金属粉の充填率が２
   ５体積％以上で、磁性層中における前記潤滑剤体積％と
   空孔率とを合計した空隙率が２５体積％以下に規制され
   ていることを特徴とする磁気記録媒体。 （２）、請求項（１）記載において、前記強磁性金属粉
   の平均ＢＥＴ表面積の下限値が３０ｍ＾２／ｇであるこ
   とを特徴とする磁気記録媒体。 （３）、請求項（１）または請求項（２）記載において
   、前記α−Ｆｅの磁束密度（Ｂｒ）が１５００〜２００
   ０ガウス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。（４）、請求項（１）記載において、前記バ
   インダの含有率が３５体積％以下に規制されていること
   を特徴とする磁気記録媒体。 （５）、請求項（１）または請求項（４）記載において
   、前記磁性層の空孔率と含有潤滑剤の体積％とがほぼ等
   しいことを特徴とする磁気記録媒体。 （６）、請求項（１）または請求項（４）記載において
   、前記バインダとしてウレタン樹脂を含有していること
   を特徴とする磁気記録媒体。 （７）、請求項（１）ないし請求項（６）のいずれかの
   記載において、前記磁気記録媒体の表面粗さ（Ｒａ）が
   ０．０１μｍ以下に規制されていることを特徴とする磁
   気記録媒体。 （８）、請求項（１）ないし請求項（７）のいずれかの
   記載において、前記磁気記録媒体がフレキシブルなディ
   スク状体であることを特徴とする磁気記録媒体。