JPH04114314A - 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、情報産業分野などに応用される高記録密度の
磁気記録媒体に関する。

従来の技術 磁気ディスク、磁気テープなどに供せられる磁気記録媒
体の開発を目的として、従来γ−Ｆｅｚ　０３、Ｃｏ含
含有−Ｆｅｚ　０３またはＣｒＯ□などの強磁性粉末を
有機バインダー中に分散して作製する塗布型磁気記録媒
体に代わり、現在ではさらに高密度化を目的として、非
磁性基板上に直接強磁性金属薄膜をメツキ法、スパック
リング法、真空蒸着法、イオンブレーティング法などに
よって形成する金属薄膜型磁気記録媒体の開発が活発で
ある。

しかしながら、上記の金属薄膜型磁気記録媒体は、その
まま使用すると円滑な走行性が得られず記録再生の信号
が非常に不安定である。その理由は、非磁性基板が未処
理のままだとガイドやボスト部分との摩擦が大きいため
である。したがって、磁気記録媒体の実用化においては
、耐摩擦、耐磨耗性にすぐれかつ使用環境条件下におい
てこれらの性能を持続させる耐摩耗性のバックコート層
が必要である。

このため、従来のバックコート層の素材としては、塩化
ビニル、酢酸ビニル系では、米国特許４５６７０８３号
明細書、米国特許４５８７１５０号明細書、米国特許４
６１８５３５号明細書、米国特許４６２８００９号明細
書、米国特許４６３９３８９号明細書、米国特許４６６
３２１７号明細書、米国特許４６７３６２２号明細書、
米国特許４５９２９４２号明細書、米国特許４６１８５
３５号明細書、米国特許４４４８８４７号明細書、米国
特許４７８９５８３号明細書、米国特許４７８６５５７
号明細書に、またポリエステル、アクリル系では、米国
特許４６８７６９９号明細書、米国特許４６３７９６３
号明細書、米国特許４４４３５１４号明細書にさらにポ
リウレタン系では、米国特許４５６７０６３号明細書、
米国特許４６１２２４４号明細書、米国特許４６１２２
３５号明細書、米国特許４５８７１５０号明細書などに
記載された内容でその製造が行われてきた。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、走行性にやや改良
が見られるものの、走行中にバックコート層が剥離し、
耐摩耗性が不十分である点と、磁性層への成分転写、形
状転写の影響も多かった。

したがって、本発明はかかる点にかんがみ、耐摩耗性に
すぐれたバックコート層を形成し走行安定性を改善し、
転写のないすぐれた磁気記録媒体の提供を目的とする。

課題を解決するための手段 上記の目的を達成するために本発明の磁気記録媒体は、
非磁性基板の表面にコバルト（ｃｏ）を含有する合金ま
たは金属酸化物からなる磁性層を設け、上記非磁性基板
の裏面にポリウレタン、ニトロセルロース、イソシアネ
ート硬化材、潤滑材、研磨材、と平均粒子径の異なるカ
ーボンを３種以上含有するバックコート層を設ける構成
とした。

作用 本発明は上記した構成によってバックコート層が粗面化
するために、走行中に接触する磁気記録媒体装置内のポ
ストおよびガイド部材との接触性が改善される。

実施例 以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明する
。

第１図は本発明の磁気記録媒体の一実施例の断面図であ
る。

同図において、ｌはポリアミド、ポリイミド、ポリスル
フォン、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチ
レン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ酢酸セルロー
ス、ポリ塩化ビニル、非磁性金属材、ガラスまたは非磁
性セラミック材からなる非磁性基板である。

また２は上記非磁性金属材の表面に設けられた磁性層で
あり、Ｃｏ、　Ｎｉ、、Ｆｅのうちの１種以上の金属元
素にＣｒ、　Ｍｎ、　Ｔｉ、　Ｐ　ＳＹ　、　Ｓｓ、　
Ｂｉのうちの１種以上の元素を添加した合金またはその
金属酸化物である。上記磁性層のうちＣｏにＣｒ、　Ｎ
ｉを添加した磁性層は高い磁気異方性エネルギーを有し
、高い飽和磁化を有している点で好ましく、これらの磁
性層は真空蒸着法、スパックリング法、イオンブレーテ
ィング法、メツキ法などの方法で形成させることができ
る。さらにＧｏおよびＣｒを含有する合金またはその金
属酸化物は耐食性などの実用的な点で好ましい。

３はバックコート層であり、バインダー成分としては、
平均分子量（Ｍｗ）が１０．０００以上のポリウレタン
主剤を用いる。ながでも、本実施例におけるＣｏ、　Ｃ
ｒなとの磁性層は非磁性基板と力学的性質において異な
るため、カール抑制、成分、形状転写を考慮して選択す
ることが必要になる。したがってポリウレタン主剤の平
均分子量は３０．０００以上、ガラス転移点（Ｔｇ）は
１０″Ｃ近傍の物性を有する素材が好ましい。さらにヤ
ング率、厚み、摩耗性を考慮すると、平均分子量は５０
，０００程度がもっとも好ましい、また機械的性質の向
上、および光沢の面からバインダー成分としてニトロセ
ルロースなどの高分子を混合する０本実施例では分子量
の異なる素材を混合しているが、他の高分子との共重合
物を使用しても差し支えない。

次に硬化剤としては、トリメチロールプロパンとトリレ
ンジイソシアネートの３官能イソシアネート系の反応物
を用いる。

さらにバックコート層には導電性を付与し、走行性を改
善するためにカーボンを混合する。本実施例の磁性層は
金属成分のため、本実施例の磁性層は金属成分のため、
導電性は１０１０〜１０６Ω／　ｃｄの範囲の値が達成
されるカーボン混合量でよく、その粒子径は溶液中にお
ける分散性と効果的な走行性が確保できるように選択す
る。本実施例では走行性を改善するため平均粒子径の異
なる３種のカーボンを混合して成膜し、粗面化すること
によって低摩擦化を達成する。

このためカーボンは平均粒子径が０．０２μｍ程度の微
粒子と０．３〜０．６μｍ以上の大粒子径のものと０．
０９〜０．２５μｍ程度の中粒子径のものとを混合し、
大突起面の間隔にこれよりやや粗面の副台が小さい面を
形成するか、０．０２μｍ程度の微粒子径のものと０．
３〜０．６　μｍの中粒子径のものと、０．１５〜１．
０μｍ程度の大粒子径のものとを混合し大突起面を形成
することである。このようにバックコートを粗面化する
ことによってデツキ走行部材との接触を小さくし低摩擦
化を行なうことができる。またこれらのカーボンは耐食
性などを改善するために脱ハロゲンなどの表面処理をし
た後に用いることもある。

バックコート層に混合する研磨材としては、アルミニウ
ム、チタン、シリコン、コバルト、クロム、鉄のうちの
１種以上の単体または酸化物を用い、テープ走行中に接
するポストおよびガイド部材に対して耐摩耗性が確保さ
れる程度に材料、粒子径を選択し、同時に磁気記録媒体
に表面光沢を付与する。

バックコート層に、潤滑材を混合すると走行性がさらに
改善される。これらの素材の化学構造は端部に脂肪酸ま
たはその塩、アミン、エステル、アミド、アルコールな
どの極性基を有する高級炭化水素化合物またはフッ化炭
化水素化合物、パーフルオロポリエーテルなどの液体あ
るいはモリブデン系の有ｍ潤滑材などを単独または混合
して用いる。

しかしながら潤滑材の混合量は、溶液分散性、走行性改
善の程度、磁性層への成分転写影響を含めて決定される
べきであるが、１重量％以下が好ましい。

ほかに硬化促進や分散性改善のための添加材として、前
者であれば炭素数の小さいアルキルチオール、アルキル
アミン、エポキシまたはカルボン酸を有するアルキル基
のシランカップリング材を混合し、後者であればレシチ
ンなどの分散材を混合する。

そして本実施例に述べるバンクコート層は上記記載の磁
気記録媒体のみでなく、磁性層表面に保護層、潤滑層が
形成された場合にも適用可能である。

以下具体的実施例について説明する。

実施例１ 膜厚９μｍのポリイミドフィルムからなる非磁性基板の
表面に連続真空蒸着法でＣｏ−Ｃｒ（重量比でＣｏ：Ｃ
ｒ＝Ｂ　：　２）からなる膜厚２０００人（ＳＥＭ観察
）の磁性層を形成した磁気記録媒体を作製しこれをサン
プルＮα１とした。

次にこれに以下の組成で、厚み０．４〜０，５μｍのバ
ックコート層を形成した磁気記録媒体を作製しサンプル
Ｎα２とした。

バックコート層の組成： ポリウレタン（Ｍｗ５０　、０００　）ポリウレタン（
Ｍｗ８０．０００　） ニトロセルロース 低分子量（１／１６ｓｅｃ　）　　　：高分子量（１／
２ｓｅｃ）　　　： （、ＬＩＳＫ６７２１に準拠した分子量測定）カーボン
ブラック 平均粒径０．０２３μｍ 平均粒径０．３〜０．６μｍ 平均粒径０．０９〜０．２５μｍ 研磨材（ＣｏＡｌｚＯｓ　） イソシアネート硬化材 溶剤メチルエチルケトン ３６．０重量部 ３．７重量部 ２５．５重量部 １０．６重量部 ８５．０重量部 ０．５重量部 ６．８重量部 ４．２重量部 １４．４重量部 ６５．０重量部 トルエン　　　　　　　　：　　　１０５．２重量部シ
クロヘキサン　　　　　・　　　１３．３重量部バック
コート層の作製条件 グラビアメツシュ＃２００ グラビア回転数１１００ｒｐ テープ速度５　ｍ／ｍｉｎ 乾燥温度１１０〜１５０℃ 以上のように作製したサンプルＮ０７１とサンプルＮＯ
，２ドローイングによって動摩擦係数（μに）を測定し
、初期と５０パス後で比較した。なお、ポスト材は４φ
（ＳＯＳ　３０３、ＲａＯ，２Ｓ　）を用い、テンショ
ン荷重（Ｐ）は２０ｇｆ、走行速度（Ｖ）は８ｆｆＩＩ
ｎ／ｓｅｃ　、サンプル形状は５ＩＩＩＩ１幅×３０ｍ
で行った。その結果を第１表に示す。

第１表 第１表より、未処理の磁気記録媒体ではμにが走行回数
とともに大きくなったのに対し、本実施例の磁気記録媒
体は走行初期から小さなＦｅ擦係数を示しかつその性能
も経時的にはなんら変化が生じず脱落などの耐摩耗にも
すぐれていることが分かった。

したがって本実施例に述べるごとく、Ｃｏ−Ｃｒの磁性
層を設けた非磁性基板の裏面に上記の組成のバックコー
ト層を設けるとカーボンにより粗面化が施されることに
より低摩擦特性を示し、走行性の改善された磁気記録媒
体が得られる。

実施例２ 膜厚１０μｍのポリイミドフィルムからなる非磁性基板
の表面に連続真空蒸着法でＣｏ−Ｃｒ　　（重量比でＣ
ｏ−Ｃｒ　＝８　：　２）からなる膜厚１６００Ａ（電
子顕微鏡観察）の磁性層を形成し、上記非磁性基板の裏
面に以下の組成の厚み０．２５〜０．３μｍのバンクコ
ート層を形成し磁気記録媒体を作製しサンプルＮｏ。

３とした。

バックコート層の組成 ポリウレタン（ＭｎＳ２，０００）　　　：　　　　３
６．０重量部１．１重量部 ポリウレタン（ＭｎＢ２．０００） ニトロセルロース 低分子量（１／１６ｓｅｃ）　　　　・高分子量（１／
２ｓｅｃ）　　　　　・（ＪＩＳＫ６７２１に準拠した
分子量測定）カーボンブラック 平均粒径０．０２３μ■ 平均粒径０．３〜０．６μ園 平均粒径０．１５〜１．０μＭ 研磨材（ＣｏＡＩｚＯｓ） イソシアネート硬化材 溶剤メチルエチルケトン トルエン シクロヘキサン バックコート層の作製条件 グラビアメツシュ＃２３０ グラビア回転数１１００ｒｐ テープ速度５ＩＩ／ｌｌ１ｉｎ 乾燥温度１１０〜１２０℃ 以上のように作製したサンプルＮ０９３を、実施例８５
．０重量部 ０．５重量部 ２．１重量部 ４．２重量部 １４．４重量部 ６５．０重量部 １０５．２重量部 １３．３重量部 ２５．５重量部 １０．６重量部 １と同様にドローイングによって荷重条件をＰ＝１０．
２０．４０ｇｆと変えて動摩擦係数（μに）を測定し初
期と５０パス後で調べた。その結果を第２表に示す。

第２表 同表より本サンプルの初期のμにはサンプルＮα１より
下し走行性が改良され、５０パス後においてもそれほど
変化しないことから摩耗性にもすぐれていることが分か
る。

その理由は粒子径が大きいカーボンを添加することによ
ってバックコート層の面が粗面化し走行性が改善された
ためである。

実施例３ バックコート層の組成のうち、第３表に示すようにカー
ボンの平均粒子径の異なるものの混合量を変え、磁気記
録媒体の磁性層とバックコート層の表面粗さを調べた。

測定は非接触３次元形状測定装置（ＷＹＫＯＴＯＰＯ３
）　テＲＭＳ　（１０点平均粗さ）、（中心線平均粗さ
）を測定した。またこの際、磁気記録媒体の形状変化も
調べ、磁気記録媒体をスリットした時の磁性層が凸の場
合を（十十）、凹の場合を（＋）、平坦な形状の時を（
−）で示した。この時バックコート層の厚みは０．３　
μｍとし、磁性層は実施例１と同様にした。その結果を
第４表に示す。

（以下余白） 第３表 第４表によると、平均粒子径が異なる３種のカーボンを
混合することによって、バックコート層のＲＭＳとＲａ
が大きくなり粗面化していることがわかる。このことに
よってこれらの磁気記録媒体は走行性が改善され、また
粗面化による磁性層への形状転写も小さくかつカールの
影響も少ない媒体が作製できている。

したがって、平均粒子径が異なる少なくとも３種のカー
ボンを用いて粗面化した磁気記録媒体は実用可能な状態
を捉供しているといえる。

実施例４ バックコート層の主剤、硬化剤は実施例２と同様にし、
潤滑剤としてステアリン酸を第５表に示す添加量で加え
た。そして１００パス後のμにをバウデン・テーパー型
の摩擦試験機を使用して、幅８１×長さ５０ｍｍの試験
片で、摩擦子は１０ＩＩＩ１１×１０１ＩＩＩｌの５Ｕ
Ｓ３０３、Ｐ　＝２０ｇｆＳｖ　＝　１　ｍｍ／ｌ１ｌ
ｉｎ　、走行距離２０１１Ｉ１１、で測定した。また磁
性層への成分転写を調べるためＥＳＣＡ（”Ｑ子分光性
）によってＣ／Ｃｏのコーティング前後の差異を調べ、
第５表に示した。

第５表 なを磁性層は一例として１０μｍのポリイミドフィルム
の表面に、ＣｏＣｒ、　Ｃｏｏを第６表の条件によって
順次形成し磁気記録媒体を作製した。

第６表 以上のことから、潤滑材を添加するとその添加量の増大
によって確かに走行性は改善されるものの磁性層への成
分転写も生じつつあることから、１重量％以下が望まし
いといえる。

したがって、走行性の改善と磁性層への影響を考慮すれ
ば本実施例に述べる１重量％以下での添加量で作製する
ことがよいといえる。

発明の効果 以上のように本発明の磁気記録媒体によれば、次の効果
が得られる。

（１）非磁性基板の裏面にポリウレタン、ニトロセルロ
ース、イソシアネート硬化材、潤滑材、研磨材で平均粒
子径の異なるカーボンを３種以上含有するバックコート
層を設ける構成によりバックコート層を粗面化するので
、走行安全性と耐摩耗性が改善され、転写のないすぐれ
た磁気記録媒体が得られる。

（２）バックコート層のポリウレタンにガラス転移点１
０℃近傍のものに６０℃以上の高重合度のものを添加し
たものを用いることにより形状変化の少ない磁気記録媒
体が得られる。

（３）バックコート層に１重量％以下の潤滑材を含有さ
せることにより成分転写を抑制するとともに走行性の改
善された磁気記録媒体が得られる。

【図面の簡単な説明】

１・・・・・・非磁性基板、２・・・・・・磁性層、３
・・・・・・ハックコート層。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）非磁性基板の表面にコバルト（Ｃｏ）を含有する
   合金または金属酸化物からなる磁性層を設け、上記非磁
   性基盤の裏面にポリウレタン、ニトロセルロース、イソ
   シアネート硬化材、潤滑材、研磨材と平均粒子径の異な
   るカーボンを少なくとも３種以上含有するバックコート
   層を設けた磁気記録媒体。
2. （２）カーボンの平均粒子径が０．０２μｍ程度と０．
   ０９〜０．２５μｍ程度と０．３〜０．８程度とからな
   る請求項１記載の磁気記録媒体。
3. （３）カーボンの平均粒子径が０．０２μｍ程度と、０
   ．０３〜０．６μｍ程度と０．１５〜１．０μｍ程度と
   からなる請求項１記載の磁気記録媒体。
4. （４）ポリウレタンが主としてガラス転移点１０℃近傍
   のものに６０℃以上の高重合度のものを添加した請求項
   １、２または３記載の磁気記録媒体。
5. （５）潤滑材が１重量％以下含有されている請求項１、
   ２、３または４記載の磁気記録媒体。