JPH04271012A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気テープ、磁気ディ
スク等の磁気記録媒体に関するものであり、特に長鎖カ
ルボン酸の第３級アミン塩化合物を潤滑剤とする磁気記
録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、強磁性金属材料を蒸着等の手法
により非磁性支持体上に被着し、これを磁性層としたい
わゆる金属薄膜型の磁気記録媒体や、非常に微細な磁性
粒子と樹脂結合剤とを含む磁性塗料を非磁性支持体上に
塗布し、これを磁性層としたいわゆる塗布型の磁気記録
媒体では、磁性層表面の平滑性が極めて良好であるため
、磁気ヘッドやガイドローラー等の摺動部材に対する実
質的な接触面積が大きく、従って摩擦係数が大きくなり
凝着現象（いわゆる張り付き）が起き易く走行性や耐久
性に欠ける等問題点が多い。そこで、これら問題点を改
善するために各種の潤滑剤を使用することが検討されて
おり、従来より高級脂肪酸やそのエステル等を上記磁気
記録媒体の磁性層に内添したり、あるいはトップコート
することにより摩擦係数を抑えようとする試みがされて
いる。

【０００３】ところで、磁気記録媒体に使用される潤滑
剤には、その性質上非常に厳しい特性が要求され、従来
用いられている潤滑剤では対応することが難しいのが現
状である。即ち、磁気記録媒体に使用される潤滑剤には
、（１）寒冷地での使用に際して所定の潤滑効果が確保
されるように低温特性に優れること、（２）磁気ヘッド
とのスペーシングが問題となるので極めて薄く塗布でき
ることと、その場合にも十分な潤滑特性が発揮されるこ
と、（３）長時間、あるいは長時間の使用に耐え、潤滑
効果が持続すること、等が要求される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来より使
用されていた高級脂肪酸やそのエステル等は、０℃以下
のような低温条件上では凍結して固化して潤滑剤として
の機能が損なわれたり、長時間の耐久性に欠ける傾向に
ある。このように、磁気記録媒体の分野においては、使
用される潤滑剤の能力不足に起因して、走行性耐久性等
の実用特性に不満を残している。そこで、本発明は、各
種使用条件下において優れた潤滑性が保たれるとともに
、長時間にわたり潤滑効果が持続され、走行性、耐摩耗
性、耐久性等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。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の磁気記録媒体は
、非磁性支持体上に少なくとも磁性層を形成してなる磁
気記録媒体であって、一般式 ＲＣＯＯ−　ＨＮ＋　Ｒ１　Ｒ２　Ｒ３　ここで、 Ｒ；直鎖、分岐あるいは脂環式のいずれでも良くその中
に芳香族環を含んでいても良い。また鎖長については制
限はないが好ましくは炭素数１０個以上が良い。ハロゲ
ン原子例えばフッ素原子を含んでいても良い。 Ｒ１　Ｒ２　Ｒ３　；Ｒと同様であるが炭素数に制限は
無い。 Ｒ，Ｒ１　，Ｒ２　，Ｒ３　のうちの少なくとも一つは
炭素数１０以上である。 で表される長鎖カルボン酸の第３級アミン塩化合物を保
有することを特徴とするものである。

【０００６】本発明の長鎖カルボン酸の第３級アミン塩
化合物は、次式に従って容易に合成されるものである。 　　ＲＣＯＯＨ＋Ｒ１　Ｒ２　Ｒ３　Ｎ→ＲＣＯＯ−　
ＨＮ＋　Ｒ１　Ｒ２　Ｒ３　つまり長鎖カルボン酸と第
３級アミンとを例えば加熱溶解させた後ｎ−ヘキサンに
溶解させ、ろ過後冷却して析出した結晶をブフナーロー
ト等で吸引ろ過する。長鎖カルボン酸は市販品のもので
もよく、市販されていないものは例えば炭化水素とフッ
素化炭素の両方を持つような化合物は、Ｎｅａｌ　Ｏ　
Ｂｒａｃｅの方法（Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．ｖｏｌ．２
７　ｐｐ４４９１，　１９６２）で合成することができ
る。アミンについても同様で市販されていないものは相
当するカルボン酸から例えば　Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｓｙｎ
ｔｈｅｓｅｓ　ｃｏｌｌｅｃｔｉｖｅ　ｖｏｌｕｍｅ　
ＩＩＩ　ｐ５６４　の方法で容易に合成することができ
る。

【０００７】ここで長鎖カルボン酸の第３級アミン塩化
合物を構成するカルボン酸中のアルキル鎖の数は１０個
以上が望ましく、それ以下では潤滑特性に支障をきたす
恐れがあるが、特に限定されない。炭化水素鎖について
は分岐していても良いしあるいは二重結合を含んでいて
もよい。また分子鎖中に芳香族環を含んでいても良い。 アミンについては第３級アミンで各々の窒素原子に結合
した炭化水素は鎖長が短いほど立体障害が少なくて良い
が特に炭素数１０以上の炭化水素を含んでいても差し支
えない。第３級アミンで無ければならない理由としては
硬化剤のイソシアネート類と混練中に反応しないように
するためである。この反応が起きるとイソシアネート類
との架橋反応が不十分となり磁気テープとしたときに粉
落ちの原因になる。良好な潤滑特性を保つためには、上
記構造中のＲ，Ｒ１　，Ｒ２　，Ｒ３　のうちの何れか
一つのアルキル鎖の炭素数が１０以上であることが好ま
しい。

【０００８】本発明の磁気記録媒体は、上記長鎖カルボ
ン酸の第３級アミン塩化合物を潤滑剤として保有してな
るものである。ここで、本発明が適用される磁気記録媒
体としては、先ず磁性塗料を非磁性支持体表面に塗布す
ることにより磁性塗膜が磁性層として形成される、いわ
ゆる塗布型の磁気記録媒体が挙げられる。塗布型の、磁
気記録媒体において、非磁性支持体や磁性塗膜を構成す
る磁性粉末、樹脂結合剤等は従来公知のものがいずれも
使用可能で、何等限定されるものではない。例示するな
らば、非磁性支持体としては、ポリエステル類、ポリオ
レフィン類、セルロース類、ビニル系樹脂、ポリイミド
類、ポリカーボネート類に代表されるような高分子材料
により形成される高分子支持体や、アルミニウム合金、
チタン合金等からなる金属基板、アルミガラス等からな
るセラミックス基板、ガラス基板等である。その形状も
何等限定されるものではなく、テープ状、シート状、ド
ラム状等、如何なる形態であってもよい。

【０００９】磁性粉末としては、γ−Ｆｅ２　Ｏ３　、
コバルト被着γ−Ｆｅ２　Ｏ３　等の強磁性酸化鉄系粒
子、強磁性二酸化クロム系粒子、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ等の
金属やこれらを含んだ合金からなる強磁性金属系粒子、
６角板状の六方晶系フェライト微粒子等が例示される。 樹脂結合剤としては、塩化ビニル、酢酸ビニル、ビニル
アルコール、塩化ビニリデン、アクリル酸エステル、メ
タクリル酸エステル、スチレン、ブタジエン、アクリロ
ニトリル等の重合体、あるいはこれら二種以上を組み合
わせた共重合体、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂
、エポキシ樹脂等が例示される。これら結合剤には、磁
性粉末の分散性を改善するために、カルボン酸基、カル
ボニル基やリン酸基等の親水性極性基が導入されてもよ
い。磁性塗料には、前記の磁性粉末、樹脂結合剤の他、
添加剤として分散剤、研磨剤、帯電防止剤、防錆剤等が
加えられてもよい。

【００１０】かかる塗布型の磁気記録媒体に前記長鎖カ
ルボン酸の第３級アミン塩化合物を保有せしめる方法と
しては、磁性塗膜中に内添する方法、磁性層の表面に潤
滑剤をトップコートする方法、あるいはこれら両方の併
用等がある。長鎖カルボン酸の第３級アミン塩化合物を
磁性塗膜中に内添する場合には、樹脂結合剤１００重量
に対して、０．２−２０重量部の範囲で添加される。長
鎖カルボン酸の第３級アミン塩化合物を磁性塗膜の上に
トップコートする場合には、その塗布量は０．５−１０
０ｍｇ／ｍ２　であるのが好ましく、１−２０ｍｇ／ｍ
２　であるのがより好ましい。長鎖カルボン酸の第３級
アミン塩化合物をトップコートする場合にその被着方法
としては、当該長鎖カルボン酸の第３級アミン塩化合物
を溶媒に溶解して塗布もしくは噴霧するか、あるいは逆
にこの溶液の中に浸漬すればよい。

【００１１】本発明は、さらに磁性塗料を非磁性支持体
表面に蒸着等の手法により磁性塗膜が磁性層として形成
される、いわゆる金属薄膜型の磁気記録媒体にも適用す
ることが可能である。また、この金属薄膜型の磁気記録
媒体においては、非磁性支持体と磁性層との間に下地層
を介した構成の磁気記録媒体に適用することができる。 この場合にも、適用可能な金属薄膜型の磁気記録媒体の
非磁性支持体、金属磁性薄膜は何等限定されるものでは
なく、従来より知られるものが何でも使用できる。例示
するならば、非磁性支持体としては先の塗布型の磁気記
録媒体と同様のものが使用可能である。この場合、非磁
性支持体にＡｌ合金板やガラス板等の剛性を有する基板
を使用した場合には、基板表面にアルマイト処理等の酸
化被膜やＮｉ−Ｐ被膜等を形成してその表面を硬くする
ようにしてもよい。

【００１２】金属磁性薄膜は、メッキやスパッタリング
、真空蒸着等のＰＶＤの手法により連続膜として形成さ
れるもので、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ等の金属やＣｏ−Ｎｉ系
合金、Ｃｏ−Ｐｔ系合金、Ｃｏ−Ｐｔ−Ｎｉ系合金、Ｆ
ｅ−Ｃｏ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ
系合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｂ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系合金
、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ−Ｂ系合金等からなる面内磁化記録
金属磁性膜やＣｏ−Ｃｒ系合金薄膜が例示される。特に
、面内磁化記録金属磁性薄膜の場合、予め非磁性支持体
上にＢｉ，Ｓｂ，Ｐｂ，Ｓｎ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｇｅ，Ｓｉ
，Ｔｉ等の低融点非磁性材料の下地層を形成しておき、
金属磁性材料を垂直方向から蒸着あるいはスパッタし、
金属磁性薄膜中にこれら低融点非磁性材料を拡散せしめ
、配向性を解消して面内等方性を確保するとともに、抗
磁性を向上するようにしても良い。また、前述のごとき
ハードディスクとする場合には、金属磁性薄膜表面に、
カーボン膜、ダイヤモンド状カーボン膜、酸化クロム膜
、ＳｉＯ２膜等の硬質保護膜を形成するようにしてもよ
い。

【００１３】かかる、金属薄膜型の磁気記録媒体に前記
長鎖カルボン酸の第３級アミン塩化合物を保有せしめる
方法としては、図２に示すように、金属磁性薄膜表面や
前記保護膜表面に潤滑剤層をトップコートする方法が挙
げられる。この場合、長鎖カルボン酸の第３級アミン塩
化合物の塗布量としては、やはり０．５−１００ｍｇ／
ｍ２　であることが望ましく、１−２０ｍｇ／ｍ２　で
あることがより好ましい。上述の長鎖カルボン酸の第３
級アミン塩化合物は、単独で磁気記録媒体の潤滑剤とし
て用いてもよいが、従来公知の潤滑剤と組み合わせて用
いてもよい。さらに、より厳しい条件に対処し潤滑効果
を持続させるために重量比３０：７０−７０：３０程度
の配合比で極圧剤を併用してもよい。極圧剤は、境界潤
滑領域において部分的に金属接触を生じたときにこれに
伴う摩擦熱によって金属面と反応し、反応生成物被膜を
形成することにより摩擦、摩耗防止作用を行うものであ
って、リン系極圧剤、硫黄系極圧剤、ハロゲン系極圧剤
、有機金属系極圧剤、複合系極圧剤等のいずれも使用で
きる。また、上述の潤滑剤、極圧剤の他、必要に応じて
、防錆剤を併用してもよい。防錆剤としては、通常この
種の磁気記録媒体の防錆剤として使用されるものであれ
ばいずれも使用でき、例えばフェノール類、ナフトール
類、キノン類、窒素原子を含む複素環化合物、酸素原子
をふくむ複素環化合物、硫黄原子を含む複素環化合物等
である。防錆剤は、長鎖カルボン酸の第３アミン塩化合
物を含む潤滑剤として複合して、用いてもよいが、非磁
性支持体上に磁性層を形成し、その上に防錆剤層を塗布
した後、潤滑剤層を塗布するというように、２層以上に
分けて被着すると効果が高い。

【００１４】ところで、上述の塗布型の磁気記録媒体、
金属薄膜型の磁気記録媒体の何れにおいても、磁性層で
ある磁性塗膜、金属磁性薄膜の他に、バックコート層や
下塗層等が必要に応じて形成されていてもよい。例えば
、バックコート層は磁性塗膜と同様の樹脂結合剤に導電
性を付与するためのカーボン系微粉末や表面粗度をコン
トロールするための無機顔料を添加し塗布形成されるも
のである。本発明においては、このバックコート層に前
述の長鎖カルボン層の第３級アミン塩化合物を潤滑剤と
して内添、あるいはトップコートにより含有せしめても
よい。あるいは、磁性塗膜、金属磁性薄膜とバックコー
ト層にいずれも長鎖カルボン酸の第３級アミン塩化合物
を潤滑剤として内添、トップコートする等、種々の組み
合わせも可能である。

【００１５】

【作用】長鎖カルボン酸の第３級アミン塩化合物は、良
好な潤滑作用を発揮して摩擦係数を低減する。また、こ
の潤滑作用は高温高湿下等の厳しい条件下においても損
なわれることはない。従って、この長鎖カルボン酸の第
３級アミン塩化合物を潤滑剤とする磁気記録媒体は、長
鎖カルボン酸の第３級アミン塩化合物の前記潤滑効果に
より走行性の改善が図られ、耐久性が向上する。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない
ことはいうまでもない。 先ず、ステアリン酸−Ｎ、Ｎ−ジメチルステアリルアミ
ン塩 Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＯ−ＨＮ＋（ＣＨ３）２Ｃ１８Ｈ３７
　　の合成例を示す。

【００１７】−合成例− アルドリッチ社製ステアリン酸と東京化成社製ジメチル
ステアリン酸とを等モルづつ加え１１０℃で１時間加熱
後、約２０倍量のｎ−ヘキサンに溶解させて冷却し析出
した結晶をろ過する。この結晶は無色の板状でその融点
は、７０．８℃であった。その赤外吸収スペクトルを図
１に示す。２９２０ｃｍ−１と２８５０ｃｍ−１にＣ−
Ｈの伸縮振動、１７２０ｃｍ−１のカルボニル基の伸縮
振動が消失し１５５０と１４００ｃｍ−１にカルボキシ
レートの吸収が現れることから、この構造は決定される
。上述の合成例に従い、同様に合成した長鎖カルボン酸
の第３級アミン塩化合物を表１に示す。

【００１８】

【表１】

【００１９】表１に示す合成物を使用して以下に示す塗
布型磁気記録媒体に適用して実施例をおこなった。 −実施例１− 　　Ｃｏ被着γ−Ｆｅ２　Ｏ３　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１００重量
部　　塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　１０．５重量部　　ポリウ
レタン樹脂　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　１０．５重量部　　カー
ボン（帯電防止剤）　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　５重量部　　レ
シチン（分散剤）　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１重量部
　　メチルエチルケトン　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１５０重量
部　　メチルイソブチルケトン　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１５０重量部
上記組成物を基本組成物とし、それに潤滑剤として表１
中の合成物１を１．５重量部添加しボールミルにて２４
時間混合してからフィルターを通して取り出し、更に硬
化剤を４重量部添加して３０分間かくはんした。この磁
性塗料を１２μ厚のポリエチレンテレフタレートベース
上に乾燥後の厚みが５μとなるように塗布し、磁場配向
を行った後乾燥し巻き取った。これをカレンダー処理し
た後１／２インチ幅に裁断し、サンプルテープを作製し
た。

【００２０】−実施例２〜実施例１２−実施例１におい
て、合成物１の代わりに表１中の合成物２〜１２を添加
して、他は実施例１と同様の方法によりサンプルテープ
を作製した。

【００２１】−比較例１− 実施例１において、合成物１の代わりに何も潤滑剤とし
て添加せず、他は実施例１と同様の方法によりサンプル
テープを作製した。 −比較例２− 実施例１において、合成物１の代わりにステアリルアミ
ンを潤滑剤として添加し、他は実施例１と同様の方法に
よりサンプルテープを作製した。

【００２２】上述のようにして作製した各サンプルテー
プについて、温度２５℃、相対湿度６０％及び温度４０
℃、相対湿度８０％の場合についてエージング前後にわ
たり、その摩擦係数及びスティックスリップについて測
定を行った。その結果を表２に示す。ここで、エージン
グの条件は、各サンプルテープを４０℃、相対湿度８０
％の環境下において３日間放置するものである。摩擦係
数の測定は、図３に示すような摩擦係数測定装置を用い
た。図３に示すように、サンプルテープ４をガイドピン
５に角度θの外周に接触するように掛け、テープ４の一
端には荷重Ｔ２　を作用させ、他の一端には張力Ｔ１　
を作用させる。摩擦係数の測定は、図３に示す矢印のよ
うにテープ４を往復走行させ、一定のならし走行の後に
、Ｔ１　側への走行時の張力Ｔ１　をストレインゲージ
により計測することにより行う。測定条件は、走行速度
＝０．５ｃｍ／ｓ、往復距離＝４ｃｍ、ならし回数＝１
００往復、荷重Ｔ２　＝２０ｇ、θ＝π／２、測定値張
力Ｔ１　：２〜３回測定の平均値である。摩擦係数μは
、上記の結果をもとに、μ＝１／θｌｎ（Ｔ１　／Ｔ２
　）の式から求められた。また、スティックスリップは
明確な定義はないが、例えばバウデンテーバ著の“固体
の摩擦と潤滑”においては付着−すべりと訳しており、
２面間の静止摩擦が高いことによって生じる現象と記さ
れてある。摩擦係数の値で厳密に規定することはできな
いが、この実施例では、すべり出し時（静止摩擦係数）
と運動時（動摩擦係数）の摩擦係数において、０．１の
差があるときにスティックスリップと規定した。表２に
おいては、スティックスリップなしのときは○印に、ス
ティックスリップありのときは×印とした。

【００２３】

【表２】

【００２４】表２の結果から明らかなように、潤滑剤と
して長鎖カルボン酸の第３級アミン塩化合物を使用する
ことにより、摩擦係数、スティックスリップは、各種条
件でも劣化することなく非常に良好な結果が得られた。 また潤滑剤としてステアリルアミンのみを用いた場合は
、エージングによる加速劣化試験後の結果、摩擦係数が
増加しかつ粉落ちが見られた。

【００２５】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明である長鎖カルボン酸の第３級アミン塩化合物を潤滑
剤として保有する磁気記録媒体は、摩擦係数をエージン
グの前後で測定した結果、優れた潤滑性を有し、また長
期にわたりその潤滑性を保つことができる。したがって
、本発明の磁気記録媒体は走行性の改善が図られ、耐摩
耗性及び耐久性が向上する利益がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】合成物１の赤外吸収スペクトルを示す説明図で
ある。

【図２】磁性層にトップコートした潤滑層の断面図であ
る。

【図３】摩擦係数の測定方法を示す説明図である。

【符号の説明】

１　　非磁性支持体 ２　　磁性層 ３　　潤滑剤層 ４　　サンプルテープ ５　　ガイドピン Ｔ１　　　張力 Ｔ２　　　荷重 Ｖ　　走行速度

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　非磁性支持体上に少なくとも磁性層を
   有してなる磁気記録媒体において、上記磁性層上に一般
   式ＲＣＯＯ−　ＨＮ＋　Ｒ１　Ｒ２　Ｒ３　（Ｒ，Ｒ１
   　，Ｒ２　，Ｒ３　のうち少なくとも何れか一つは炭素
   数１０以上の炭化水素、あるいはハロゲンを含む炭化水
   素。） で表される、長鎖カルボン酸の第３級アミン塩化合物を
   保有することを特徴とする磁気記録媒体。