JPH04176019A - 磁気記録媒体およびその製造方法 - 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 本発明は磁性層の表面が平滑性に優れ、高周波領域の電
磁変換特性が良好で、かつ走行耐久性に優れた磁性粉末
塗布型の磁気記録媒体とその製造方法に関する。

従来の技術 近年、磁気記録媒体は磁気テープとしてオーディオやビ
デオなどの分野で広く使用されている。

最近では、とくに、より高密度記録を目指し、より微細
な強磁性体粉末を用いて、磁気テープをつくるのが一般
的である。一般に、強磁性体粉末を塩化ビニル共重合体
あるいは塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体とポリウレタ
ン樹脂の混合物を含む有機溶媒中に分散させて磁性塗料
を調製している。

従来、磁性塗料を調製する際、強磁性体粉末を高分散化
するために、種々の分散剤が用いられ、また、提案され
てきた。また、最近では、分散剤なしでも高分散が可能
な結合剤樹脂として、特開昭５９−５４２４号公報など
に分子中にスルホン酸金属塩基を含むものが開示されて
いる。これらの結合剤樹脂は、強磁性体粉末の一次粒子
が強い親水性であることから、分散用の官能基として分
子中に親水性の強いスルホン酸塩基を導入し、強磁性体
粉末の親水性の吸着サイトに吸着させ、強い親水性を押
えて分散性の向上を図ろうとするものである。このよう
な結合剤樹脂を用いれば、例えば、メタル磁性粉のよう
な抗磁力（Ｈｃ）が高く磁気凝集力の強い微細な強磁性
体粉末でさえ、最近の分散設備１分散技術の進歩と相ま
って、結合剤樹脂との十分な吸着が達成され、その結果
として、分散性の向上が見られるようになってきた。

発明が解決しようとする課題 このような従来の磁気記録媒体では磁性粉の比表面積（
ＢＥＴ値）が大きくなると、結合剤樹脂の吸着が必要以
上に増加した磁性塗料となり、非磁性支持体上に塗布、
配向、乾燥、カレンダー処理した時の表面平滑性が逆に
悪くなるという結果を招いていた。この理由としては、
結合剤樹脂の吸着が過多になると、カレンダー平滑化に
寄与する非吸着で遊離状態の結合剤樹脂が少なくなると
ともに、見かけのＴｇが上昇したｊこめと考えられる。

このような場合、すなわち、吸着分子の量が多くて分散
性が優れ、カレンダー加工後の表面平滑性を良くするた
めには、添加する結合剤樹脂の量を増加させて遊離の樹
脂分を増加することによって達成できる。しかし、強磁
性体粉末の磁性層中での充填密度が低下し、高い！磁変
換特性は望めない、また、結合剤樹脂のガラス転移温度
（Ｔｇ）を下げることによっても達成できるが、高温環
境下の磁性層の軟化が大きくなり、高温耐久性が悪くな
るという問題があった。

本発明は、このような課題を解決するもので、従来の結
合剤樹脂の強磁性体粉末への過度な吸着量によって、カ
レンダー加工後の表面平滑性が悪くなるという課題を、
結合剤樹脂のＴｇを下げることなく、また、結合剤樹脂
の添加量を増やすことなく解消し、表面平滑性が良好で
、！磁変換特性と高温耐久性に優れた磁気記録媒体を提
供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段 このｍｓを解決するために本発明は、非磁性支持体上に
形成された強磁性体粉末と結合剤樹脂を主成分とする磁
性層中に、脂肪酸と水分とが含まれている磁気記録媒体
であって、脂肪酸が炭素数４〜２６の飽和脂肪酸または
炭素数１６〜２４の不飽和脂肪酸の１種であり、強磁性
体粉末に対する重量百分率で１〜３％を含み、また、上
記水分が磁性層に含まれる脂肪酸のモル数に対し、１０
〜２０倍モルであり、さらに結合剤樹脂が塩化ビニル共
重合体または塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体のいずれ
かとポリウレタン樹脂の相溶混合物で、この混合物のガ
ラス転移温度（Ｔｇ）が３５〜４５℃であるようにした
ものである。

また、本発明は、強磁性体粉末に、水分を含むメチルエ
チルケトン、トルエン、シクロヘキサノンを単独または
いずれかの混合溶媒を加え、湿潤。

解砕し、水分を吸着させ、次に脂肪酸を吸着させて得ら
れた強磁性体粉末を結合剤樹脂を含む有機溶媒中に分散
させて磁性塗料を調製し、これを非磁性支持体上に塗布
、配向処理、乾燥、カレンダー処理するようにしたもの
である。

作用 この構成の磁気記録媒体では、脂肪酸の一種が強磁性体
粉末に対して１〜３重量％添加され、強磁性体粉末の表
面に脂肪酸が吸着される。しかし、脂肪酸を加える前に
、添加する脂肪酸のモル数に対し１０〜２０倍モルの水
を加え、強磁性体粉末表面に先ず水を吸着させ、その後
、脂肪酸を１着させる。こうすることにより、強磁性体
粉末表面に存在する多数の吸着サイトに先ず水が１１！
ｋｆＦＬ、強磁性体粉末表面がより強く親水化される。

この強い親水化表面に脂肪酸のカルボキシル基が強く吸
着し、強磁性体粉末表面は脂肪酸の親油基を外側にして
覆われる。そして、強磁性体粉末は親油性になり、親水
性の吸着サイトは減少する。

この親油性表面には結合剤樹脂の親油性部分が親和し、
なお残っている親水性吸着サイトには結合剤樹脂の親水
基が強く吸着することによって高い分散状態が実現され
、高周波ＭｗＸの！磁変換特性を向上させることとなる
。

このようにして得られた高分散した磁性塗料は、磁性粉
への結合剤樹脂の吸着量が減少し、吸着されていない遊
離の結合剤樹脂の量が増加する。この遊離の結合剤樹脂
は磁気記録媒体の表面強度を強くし、走行耐久性を向上
させることとなる。

実施例 本発明において使用される強磁性体粉末としては金属磁
性粉やｒ−Ｆｅｗ　Ｏ，、Ｃｏ被着γ〜ＦｅｘＯ□等の
酸化鉄磁性粉が挙げられるが、例えば平均粒子径が０．
２５μｍ以下で窒業吸着法による比表面積が大きく（例
えば４５ポ／ｇ以上）、分散が困難な微粒子強磁性体粉
末はど好適である。

また、本発明において使用される脂肪酸としては、酪酸
、イソバレリアン酸、カプロン酸、カプリル酸、ラウリ
ン＃９　ミリスチン酸、バルミチン酸。

ステアリン酸、アラキシン酸、ベヘン酸、リグノセリン
酸、セロチン酸などの飽和脂肪酸あるいはパルミトレイ
ン酸、オレイン酸、リノール酸、リルン酸、ガドレイン
酸、セトレイン酸、セラコレイン酸などの不飽和脂肪酸
がある。また、これらの脂肪酸の一種は、強磁性体粉末
に対し、１〜３重量％添加するのが好適であり、３重量
％以上の添加では磁性層の機械的強度が低下し耐久性に
支障が生じ、１重量％以下では効果がでない。

さらに本発明で使用される結合剤樹脂は塩化ビニル共重
合体あるいは塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体とポリウ
レタン樹脂の相溶混合物であり、この混合物のＴｇが３
５〜４５℃のものが選ばれる。Ｔｇを限定するのは、４
５″Ｃ以上では、本発明によってもカレンダー加工後に
十分な平面平滑性が得られず、また３５℃以下では磁性
層の機械的強度が十分でなく高温耐久性で粉落ちなどの
支障を来すからである。

本発明の製造方法によれば脂肪酸の一種が強磁性体粉末
に対し、１〜３重■％添加され、強磁性体粉末の表面に
脂肪酸が＠着される。しかし、脂肪酸を加える前に、添
加される脂肪酸のモル数に対し、１０〜２０倍モルの水
を加え、強磁性体粉末表面に水を吸着させ、その後、脂
肪酸を吸着させる。このようにすれば、強磁性体粉末表
面の多数の吸着サイトに水が吸着し、強磁性体粉末表面
が、より親水性になっているので、脂肪酸のカルボキシ
ル基が効果的に強く吸着水に吸着し、強磁性体粉末表面
が親油性になるとともに、親水性の吸着サイトが減少す
る。この親油性の表面に、結合剤樹脂の親油性部分がな
じむとともに、残っている親水性吸着サイトに結合剤樹
脂の親水基が効果的に強く吸着することによって高分散
が可能となる。この理由は十分に解明できていないが結
合剤樹脂の、少ないが強い吸着と脂肪酸の分散剤として
の働きの相乗効果と考えられる。このようにして得られ
た本発明の高分散磁性塗料の磁性粉１ｇｒ当たりの結合
剤樹脂の吸着量を測定すると、水と脂肪酸を用いない磁
性塗料に比較して、結合剤樹脂の吸着量が少なくなるこ
とが確認された。

また、本発明では、製造方法として強磁性体粉末に先ず
水を吸着させたのち、脂肪酸を吸着させて、結合剤樹脂
中に分散させて磁性塗料を調製する。しかし、水分を吸
着させるのに、塗料に使用するトルエン、メチルエチル
ケトン、シクロヘキサノンの単独もしくは、これらの混
合溶媒に水を添加して磁性粉を湿潤させることによって
も達成できる。また、調製された磁性塗料中には、必要
に応じて、潤滑剤、帯電防止剤、研磨剤、硬化側などを
適宜配合する。このようにして得られた磁性塗料を非磁
性支持体、例えばポリエチレンテレフタレートフィルム
、ポリエチレンナフタレートフィルムなどの片面に塗布
し配向、乾燥、カレンダー処理を行う、必要であれば磁
性層の裏面にバツクコート層を設けることにより、磁性
層の表面平滑性に優れ電磁変換特性と耐久性の良好な磁
気記録媒体が得られる。

以下に本発明の具体的実施例と比較例を示し、さらに詳
細に説明する。なお、以下に示す添加量を示す部はすべ
て重量部である。

（実施例１） 以下に本発明の実施例１の磁性塗料の配合組成を示す。

磁性塗料組成 強磁性金属粉末　　　　　　　　・・・・・・１００部
塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体・・・・・・　１０部
ポリウレタン樹脂　　　　　　　・・・・・・　１０部
ステアリン酸　　　　　　　　　・・・・・・　　１部
水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・・・
・　０．７部α−アルミナ　　　　　　　　・・・・・
・　　９部カーボンブラック　　　　　　　・・・・・
・　　１部ステアリン酸−ｎブチル　　　　・・・・・
・　　２部ｉ剤（ＭＥＫ／ｌルエン／シクロヘキサノン
＝３／２／１）　　　　　　・・・・・・２３５部なお
、磁性塗料中の強磁性金属粉末は表面酸化された乾燥鉄
粉であり、比表面積：４９ｒｒｆ／ｇ、Ｈｃ：１６３０
０ｅである。また水分量はステアリン酸の添加モル数に
対し、１１．０倍モルである。

また塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体は重合度３３０の
ものを用いた。上記の磁性塗料の製造方法としては、先
ず、強磁性金属粉末に溶剤に所定の水分を含ませたもの
を添加し、プラネタリ−ミキサーで混練したのち、ステ
アリン酸を添加した。

その後、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリウレタ
ン樹脂および各種の上記添加剤を添加して、さらに混練
を続けたのち、サンドミルを用いて強磁性体粉末を分散
し磁性塗料を調製した。この磁性塗料中の結合剤樹脂の
強磁性体粉末に対する１着量（−ｇ／ｇ）を測定すると
７５ｍｇ／ｇであった。

なお、使用した結合剤樹脂の相溶混合物の平均Ｔｇは４
０°Ｃである。この磁性塗料を、カレンダー加工により
表面を平滑化処理した後の磁性層の厚さが３．０μｍに
なるように、ポリエチレンテレフタレートフィルム上に
グラビアロールを用いて塗布し、配向処理、乾燥後、バ
ックコート層を設けたのち１部２インチ幅にスリットし
てビデオテープを作成した。

（実施例２） 実施例１の水分量を１．２部（１９倍モル）に変えた以
外は実施例１と同様にしてビデオテープを作成した。

（実施例３） 実施例１のステアリン酸を２．５部に変え、水分量を１
．７部（１１倍モル）に変えた以外は実施例１と同様に
してビデオテープを作成した。

（実施例４） 実施例３の水分量を３．０部（１９倍モル）に変えた以
外は実施例３と同様にしてビデオテープを作成した。

（実施例５） 実施例１のステアリン酸１．０部をオレイン酸１．０部
に変え、水分量を０．７部（１１倍モル）にした以外は
実施例１と同様にしてビデオテープを作成した。

（実施例６） 実施例５の水分量を１．０部（１６倍モル）に変えた以
外は実施例５と同様にしてビデオテープを作成した。

（実施例７） 実施例５のオレイン酸を２．５部に変え、水分量を２．
１部（１３倍モル）に変えた以外は実施例５と同様にし
てビデオテープを作成した。

（実施例８） 実施例５の水分量を３．０部（１９倍モル）に変えた以
外は実施例５と同様にしてビデオテープを作成した。

（比較例１） 実施例１の水分量を０．２部（３，２倍モル）に変えた
以外は実施例１と同様にしてビデオテープを作成した。

（比較例２） 実施例１の水分量を１．７部（２７倍モル）に変えた以
外は実施例１と同様にしてビデオテープを作成した。

（比較例３） 実施例７の水分量を０．８部（５倍モル）に変えた以外
は実施例７と同様にしてビデオテープを作成した。

（比較例４） 実施例７の水分量を４．８部（３０倍モル）に変えた以
外は実施例７と同様にしてビデオテープを作成した。

（比較例５） 実施例１の結合剤樹脂のＴｇを３０°Ｃの樹脂に変えた
以外は実施例４と同様にしてビデオテープを作成した。

（比較例６） 実施例１の結合剤樹脂のＴｇを４９°Ｃの樹脂に変えた
以外は実施例１と同様にしてビデオテープを作成した。

（比較例７） 実施例１の水分とステアリン酸を除いた以外は実施例１
と同様にしてビデオテープを作成した。

得られたビデオテープの緒特性を第１表に記載した。

（以　下　余　白） 第１表に示した結果の評価法を以下に示す。

（１）吸着量：磁性塗料の固形分濃度を１０％に希釈し
たのち、円心分離法による強磁性体粉末を沈降させ、上
澄液中の非吸着量を求め結合側樹脂全量との差として算
出した。

（２）表面粗さ：触針弐表面相度計（タリステップ：テ
ーラーホブソン社製）を用いてビデオテープの磁性層表
面の中心平均粗さ（Ｒａ値）を測定した。

（３）　　Ｃ／Ｎ（７Ｍ七１５ＭＨｚ）　　：中心周波
数７ＭＨｚで記録再生し７ＭＨｚにおける信号レベルと
５ＭＨｚにおけるノイズレベルの比を測定した。

Ｃ／Ｎ比は比較例１をＯｄＢとした時の相対値で示した
。ＶＴＲはＡｕ−６５０（松下電器製）を使用した。

（４）出力（１０Ｍセ）：ＩＯＭ七の信号を記録し、再
生出力をＶＴＲ（Ａｕ−６５０）で測定し、比較例１を
ＯｄＢとした時の相対値で示した。

（５）粉付き、ヘッド汚れ：Ａｕ−６５０を使用し、４
０℃、ＲＨ８０％の環境下で２０回往復走行させたのち
、テープパッドおよび磁気ヘッドへの粉付き、ヘッド汚
れを観察した。

第１表の結果より、本発明の実施例のテープは比較例よ
りも緒特性がすべて優れていることがわかる。

発明の効果 以上実施例の説明からも明らかなように本発明によれば
、カレンダー処理後の磁気テープは表面平滑性に優れ、
高周波領域の電磁変換特性と走行耐久性の良好な磁気記
録媒体を提供することができ実用上の価値は大きい。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）非磁性支持体上に形成された強磁性体粉末と結合
   剤樹脂を主成分とする磁性層中に、脂肪酸と水分とが含
   有された磁気記録媒体。
2. （２）脂肪酸が炭素数４〜２６の飽和脂肪酸または炭素
   数１６〜２４の不飽和脂肪酸から選ばれた１種である請
   求項１記載の磁気記録媒体。
3. （３）強磁性体粉末に対して、重量百分率で１〜３％の
   脂肪酸を含む請求項１記載の磁気記録媒体。
4. （４）磁性層に含まれる脂肪酸のモル数に対し、１０〜
   ２０倍モルの水分を含む請求項１記載の磁気記録媒体。
5. （５）結合剤樹脂が塩化ビニル共重合体とポリウレタン
   樹脂の相溶混合物、または塩化ビニル−酢酸ビニル共重
   合体とポリウレタン樹脂の相溶混合物であり、前記相溶
   混合物のガラス転移温度（Ｔｇ）が３５〜４５℃である
   請求項１記載の磁気記録媒体。
6. （６）強磁性体粉末に、水分を含むメチルエチルケトン
   、トルエン、シクロヘキサノンを単独またはいずれかの
   混合溶媒を加え、湿潤、解砕し、前記強磁性体粉末に水
   分を吸着させたのち、次いで脂肪酸を加えて吸着させて
   得られた強磁性体粉末を、結合剤樹脂を含む有機溶媒中
   に分散させて磁性塗料を調製し、前記磁性塗料を非磁性
   支持体上に塗布、配向処理、乾燥、カレンダー処理する
   磁気記録媒体の製造方法。