JPH0449519A - 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、オーディオ機器、ビデオ機器、コンピュータ
ーなどの信号の記録、再生特性に影響する表面摩擦を改
良した磁気記録媒体に関する。

従来の技術 近年、ビデオ機器の高画質、長時間化、小型化やオーデ
ィオ機器のデジタル化が積極的に進められており、その
キーデバイスのひとつは、高密度記録性能の磁気記録媒
体である。このような記録媒体では、短波長記録時の空
隙損失を少なくするため、磁性層の表面粗さを小さくし
ているが、そのために摩擦係数が増大し、媒体の走行性
が低下してジッターの原因となる。また表面の平滑性と
あわせ、摩擦係数を低下させるため高級脂肪酸、エステ
ル、フッ素系の潤滑剤が種々使用されている。

発明が解決しようとする課題 カメラ一体型ビデオテープレコーダーなど、携帯用機器
の使用環境は低温から高温まで範囲が非常に広がってお
り、磁気テープの走行性はこれらの環境下で安定でなけ
ればならない。上述のように磁性層の平滑性と低い摩擦
係数の両立は困難な問題である。潤滑剤の使用により摩
擦係数は低下するが、潤滑剤の過剰な添加は、非磁性支
持体（ベースフィルム）と磁性層の接着性の悪化、塗膜
強度の低下などにより、磁気ヘッドの目詰まり、ヘッド
への粕付着、スチル耐久性などの悪化や潤滑剤の浮き出
しによるドロップアウトの増加を引き起こす。また潤滑
剤により摩擦係数をコントロールする場合、摩擦係数は
潤滑剤の温度特性に左右され、摩擦係数の温度依存性が
現れるなどの問題があった。

本発明は上記課題を解決するもので、磁性層において良
好な表面性と低い摩擦係数を両立することによって、電
磁変換特性と走行耐久性などに優れた磁気記録媒体を提
供することを目的としている。

課題を解決するための手段 本発明は、上記目的を達成するために、磁性層の構成を
２層以上とし、その最上層にその厚みの０．５倍から１
．５倍の粒子径の球状粒子を磁性粉１００重量部に対し
て０．１重量部から１重量部の範囲で添加した。またそ
の球状粒子をシラン系カップリング剤、チタネート系カ
ップリング剤および炭素数１２以上の脂肪酸のうち少な
くとも１種を用い表面処理を施してなるものである。

作用 これら球状粒子を最上層磁性層に添加すると、最上層磁
性層は比較的薄いため（通常０．１μｍから１μｌ１１
）、その表面に突起を作り、ビデオテープレコーダーな
どの磁気ヘッド、シリンダー、走行ピンに摺接するとき
、接触面積を小さくすることができる。このことによっ
て摩擦係数の低下が計れる。

単層構成の磁性層に球状粒子を添加しても摩擦係数は低
下できるが、磁性層が単層の場合、その厚みは２μｍ以
上必要であるため、その表面に突起を作り、摩擦係数を
低下させるためには球状粒子の粒子径を大きくするか、
添加量を増やす必要がある。この場合、球状粒子がドロ
ップアウト、ノイズの原因となるため好ましくない。し
たがって本発明は、多層薄層構成の磁性層に適しており
、最上層は、０．１μｍから０．５μｍ程度の薄い厚み
が好ましい。

以上のことから球状粒子を添加した場合、磁性層の摩擦
係数は、これら球状粒子により決定される。一方、繰り
返し走行時において、この摩擦係数の安定化を実現する
ためには、接触点となるこの球状粒子の表面に滑り性を
付与すること、また、これら球状粒子とバインダ樹脂の
結着力を強くし欠落を少なくすることが必要で、そのた
めに球状粒子の表面処理が重要となる。

表面処理剤としては、単に滑り性を持たせるだけのラウ
リン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、
オレイン酸、ベヘン酸などの炭素数１２以上の脂肪酸の
みでも効果は大きいが、これら脂肪酸は、バインダ樹脂
との結着力を増加させる効果のあるカップリング剤との
併用が望ましい。

またカップリング剤のみでも効果は大きいが、長鎖アル
キル基を持たないカップリング剤では脂肪酸との併用が
望ましい。

実施例 以下本発明の実施例について述べる。なお実施例、比較
例で使用する非磁性支持体、最上層以外の磁性層に用い
る磁性塗料の組成・製造方法は一定とし、以下に示すと
おりである。また最上層の磁性層に用いる磁性塗料の組
成・製造方法についても同様であるが、組成については
下記組成からカーボンブラックを除き、球状粒子を所定
量添加する。

球状粒子には、シリカ球状微粒子、サーマルブラックな
どがある。シリカ球状微粒子には、日本触媒化学工業■
製画品名シーホスター（０，２μｍから１．２μｍの各
粒子径で粒径分布の小さい球状粒子が提供されている。

）がある。サーマルブラックとしては、上記球状微粒子
のように粒径分布は狭くないが、旭カーボン■製商品名
旭サーマル（粒子径０．０５〜０．２　μｍ　、平均粒
子径０．１５，１／ＩＩ＋）、米国コロンビャン・カー
ボン社製商品名ＲＡＶＥＮ−ＭＴ（粒子径０．１０〜１
．５μｍ、平均粒子径０．６７μｍ）がある。

非磁性支持体 ポリエチレンテレフタレートフィルム 厚み　１０μｍ 磁性塗料の組成 磁性粉　　　　　　　　　　　１００重量部カーボンブ
ラック （粒子径　０．０２μｍ）　　　　　　　１重量部アル
ミナ　　　　　　　　　　　７重蓋部ポリ塩化ビニル系
樹脂　　　　　１０重量部ポリウレタン樹脂　　　　　
　　１０重量部潤滑剤 ミリスチン酸　　　　　　　　　２重量部ステアリン酸
　　　　　　　　　１重量部ｎ−ブチルステアレート　
　　　１重量部硬化剤 ポリイソシアネート　　　　　　４重量部磁性塗料の製
造方法 上記磁性塗料の組成から潤滑剤、硬化剤を除いた混合物
にメチルエチルケトン／トルエン／シクロヘキサノンの
混合溶剤（重量比３／３／１）を添加し適度な粘度とし
、２軸押し出し混練機、サンドミル分散機を用いて磁性
粉を充分混線分散する。その後、上記組成になるように
潤滑剤、硬化剤を添加し、混合溶剤によって固形分比率
３０重量％の塗工用磁性塗料を調整する。

以下の具体的な実施例で用いる磁性粉、球状粒子につい
ては、次の第１表、第２表にそれぞれまとめて示す。

第１表　磁性粉 ｃ以下余白） 第２表 球状粒子 （実施例１） 最上層磁性層に添加する球状粒子の粒径の影響を検討し
た。

磁性粉Ａを用いて下層用磁性塗料を作製し、非磁性支持
体上に下層磁性層として乾燥厚みが３μｍになるように
塗布・乾燥後、カレンダー処理を施し下層磁性層を形成
させた。その上に最上層として、磁性粉Ｂを用いるとと
もに、磁性粉１００重量部に対して球状粒子Ｎｏ、　１
を０．２重蓋部添加して磁性塗料を作製し、下層磁性層
の上に乾燥厚みが０．５μｍになるように塗布・乾燥後
、カレンダー処理を施し、最上層磁性層を形成し、５０
°Ｃで４８時間硬化させる。その後、カーボンブラック
を主体とするバックコート層を磁性層の反対面上に乾燥
厚みが０．７μｍとなるように塗布形成させ、その後１
／２インチ幅で裁断し、ＶＨ３力七ットに挿入し、試作
テープＮｏ、　１を作製した。

試作テープＮｏ、　１の最上層磁性層に添加した球状粒
子Ｎｏ、　１を球状粒子Ｎｏ、　２、Ｎｏ、　３、Ｎｏ
、　４にそれぞれ変更し、それ以外は同様にして試作テ
ープＮｏ、　２、Ｎｏ、　３、Ｎｏ、　４を作製した。

比較のために最上層に球状粒子を添加しない試作テープ
Ｎｏ、　５を作製した。また多層構成の磁気テープの最
上層に球状粒子を添加することが有効がどうかを知るた
めに、試作テープＮｏ、　２、Ｎｏ、　３に使用した最
上層用磁性塗料を非磁性支持体上に直接乾燥後厚みが３
．５μｍとなるように塗布・乾燥後、カレンダー処理を
施し、その他は同様にして単層構成の試作テープＮｏ、
　６、Ｎｏ、　７を作製した。

試作テープについて後述する方法によって磁性層の表面
粗さ、各環境下での摩擦係数、摩擦係数の安定性、Ｃ／
Ｎの評価試験を行なった。評価結果について次の第３表
に示す。

（以下余白） 第３表　試作テープの評価結果 この第３表から明らかなように、最上層の磁性層の厚み
０．５μｍに対してその半分に達していない直径の球状
粒子阻１を添加した試作テープＮｏ、　１は球状粒子の
添加をしていない試作テープＮｏ、　５に対して各環境
下での摩擦係数は若干低下しているが、その効果は少な
い。これに対して球状粒子Ｎ（Ｌ　２、Ｎ１１３、Ｎａ
　４を添加した試作テープＮｏ、　２、Ｎｏ、　３、Ｎ
Ｏ，４は各環境下での摩擦係数、摩擦係数の安定性に優
れている。しかしながら、試作テープＮα４は最上層の
磁性層の厚みの２倍の直径の球状粒子Ｎｏ、　４を用い
ているため表面粗さが大きく、Ｃ／Ｎに悪影響を及ぼし
ている。

また、球状粒子の添加はしているものの単層構成の試作
テープＮｏ、　６、Ｎｏ、　７は球状粒子添加の効果は
ほとんどなく、摩擦係数の低下はほとんどない。

（実施例２） 最上層磁性層に添加する球状粒子の添加量の影響を検討
した。

実施例１の試作テープＮｏ、　３と比較するために最上
層の磁性層用の磁性粉１００重量部に対して球状粒子Ｎ
ｏ、　３の添加量を変化させ、磁性塗料を作製し、その
他は実施例１の試作テープＮｏ、　３と同様にして試作
テープＮｏ、８（添加量０．０５重量部）、Ｎｏ、９（
添加量０．１重量部）　、Ｎｏ、１０　（添加量０．５
重量部）、Ｎｏ、１１　（添加量１．０重量部）　、Ｎ
ｏ、１２　（添加量１．２重量部）を作製した。

試作テープについて実施例１と同様の評価試験を行なっ
た。その結果について次の第４表に示す。

合わせて試作テープＮｏ、　３、試作テープＮ０５　（
添加なし）の結果も示す。

第４表　試作テープの評価結果 この第４表から明らかなように、摩擦係数を低下するた
めには０．０５重量部でも効果があるが、十分な効果を
得るためには０．１重量部以上添加が必要である。また
１、２重量部添加した試作テープＮα１２には表面粗さ
が太き（Ｃ／Ｎの悪化が見られる。

（実施例３） 球状粒子のシラン系カップリング剤、チタネート系カッ
プリング剤による表面処理（欠落防止表面処理、易滑表
面処理）の効果を検討するため長鎖アルキル基を持つチ
タネート系カップリング剤で処理した球状粒子Ｎｏ、　
６、Ｎα８、脂肪酸とシラン系カップリング剤で処理し
た球状粒子Ｎα９を添加し試作テープＮｏ、　１３、Ｎ
ｏ、　１４、Ｎｏ、　１５を作製した。試作テープＮｏ
、　３と比較するために球状粒子の種類以外は実施例１
の試作テープＮα３と同様にして作製した。

試作テープについて実施例１と同様の評価試験を行なっ
た。その結果を次の第５表に示す。

（以下余白） 第５表　試作テープの評価結果 この第５表から明らかなように、表面処理の効果は若干
ではあるが、摩擦係数の安定性に効果があり、繰り返し
の往復走行においても安定した摩擦係数を達成している
。

なお、カップリング剤を使用する場合、その種類と使用
方法は下記の通りである。

カップリング剤としては、例えばｐ−（Ｎ（２−アミノ
エチル）アミノメチル〕フェネチルトリメトキシシラン
、Ｎ−（２−アミノエチル）３−アミノプロピルメチル
ジメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−ア
ミノプロピルトリメトキシシラン、■−（３−アミノプ
ロピル）１．１，３，３．３−ペンタメチルジシロキサ
ン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３アミノ
プロピルトリス（トリメチルシロキシ）シラン、ｒ−（
２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン
、Ｔ−（２−アミノエチル）アミノプロピルメチルジメ
トキシシラン、Ｔ−グリシドキシプロピルトリメトキシ
シラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、
等のシラン系カップリング剤、イソプロピルトリイソス
テアロイルチタネート、イソプロピルトリス（ジオクチ
ルパイロフォスフェート）チタネート、イソプロピルト
リ（Ｎ−アミノエチルルアミノエチル）チタネート、テ
トラオクチルビス（ジトリデシルフォスフェート）チタ
ネート、ビス（ジオクチルパイロフォスフェート）オキ
シアセテートチタネート、ビス（ジオクチルパイロフォ
スフェート）エチレンチタネート、イソプロピルトリオ
クタノイルチタネート、イソプロピルトリデシルベンゼ
ンスルフォニルチタネート、イソプロピルトリ（ジオク
チルフォスフェート）チタネート、テトラプロピルビス
（ジオクチルフォスフェート）チタネート等のチタネー
ト系カップリング剤がある。

表面処理の方法については、種々の方法があるが、ここ
ではひとつの方法を挙げる。プラネタリ−ミキサーに球
状粒子を投入し、ブレードを回転し、粉体を混合しなが
ら上記表面処理剤を徐々に添加する。この時プラネタリ
−ミキサー容器の冷却水ジャケットには５０℃の温水を
流しておき、表面処理剤添加後、２時間混合を行なう。

表明処理剤の添加量は球状粒子の表面積によって異なる
が、球状粒子１００重量部に対して０．５から３重量部
が好ましい。

（実施例４） 実施例１の最上層用磁性塗料の磁性粉Ｂを磁性粉Ｃに変
更、球状粒子の添加量を０．３重量部として球状粒子の
種類を変化させ、最上層磁性層の乾燥後厚みが０．３μ
ｍになるようにし、試作テープＮｏ、１６　（球状粒子
Ｎｏ、　１　）　、ＮＣＬ１７　（球状粒子Ｎ０５）、
Ｎｏ、１８　（球状粒子Ｎｏ、　７　）を作製した。比
較のために球状粒子を添加しない試作テープＮｏ、　１
９を同様に作製した。

試作テープについて実施例１と同様の評価試験を行なっ
た。その結果を次の第６表に示す。

第６表　試作テープの評価結果 球状粒子の種類（粒子径）を変化させ、その他は同様に
して試作テープＮｏ、２０　（球状粒子Ｎ０２１を添加
）　、Ｎｏ、２１　（球状粒子Ｎｏ、　２を添加）　、
Ｎｏ、２２　（球状粒子Ｎｏ、　３を添加）を作製した
。

試作テープについて実施例１と同様の評価試験を行なっ
た。その結果を次の第７表に示す。

第７表　試作テープの評価結果 この第６表から明らかなように、最上層の磁性層を０．
３μｍにしても球状粒子の効果は大きく各環境下でも安
定で低い摩擦係数を達成できる。

（実施例５） 実施例４で使用した下層用磁性層の磁性粉Ａを磁性粉Ｂ
に変更し、最上層磁性層に添加する球状粒子の添加量は
実施例４と同じ＜０．３重量部とし、この第７表から明
らかなように、最上層磁性層の厚み０．３μｍに対して
１．５倍を超える直径の球状粒子を添加している試作テ
ープＮｏ、２１．　Ｎｏ、２２は、摩擦係数に関しては
低く安定しているが、表面粗さの悪化からＣ／Ｎの低下
が見られる。

（実施例６） 実施例１で作製した試作テープＮｏ、　２、Ｎｏ、　３
、Ｎｏ、　５、Ｎｏ、　６、実施例２で作製した試作テ
ープＮｏ、　８、Ｎｏ、　９、実施例３で作製した試作
テープＮｏ、　１３、Ｎｏ、　１５、実施例４で作製し
た試作テープＮｏ、　１７、Ｎｏ、　１９について、ビ
デオテープレコーダーを用いて走行耐久性の評価試験を
行なった。その結果を次の第８表に示す。

第８表　走行耐久性評価試験結果 この第８表から明らかなように球状粒子を添加していな
い試作テープＮｏ、　５、Ｎｏ、　１９、球状粒子を添
加していても磁性層の厚みが大きく、球状粒子の効果が
現れていない単層構成の試作テープＮｏ、　６について
は摩擦係数が高いことにより、ビデオテープレコーダー
では正常な走行が出来ないため、テ−プ端部にわかめ状
の変形や折れが生じている。

球状粒子の添加量の少ない試作テープＮｏ、　８につい
てはこれらのテープより変形は少ないが、まだ充分では
ない。

球状粒子の添加効果の現れているその他のテープについ
ては、１００パスの走行耐久試験では異常は認められな
かった。

各実施例で作製した試作テープＮｏ、　１からＮｏ、２
２について行なった評価試験について以下に示す。

（１）磁性層の表面粗さ 米国ＷＹＭＯ社製非接触式３次元表面粗さ測定器ＴＯＰ
Ｏ−３０を用いて磁性層表面の表面粗さを測定した。

（２）磁性層の摩擦係数 直径３胴φのステンレス棒に試験用テープを１８０度巻
き付はテープを５ｃｍ／秒で滑らせたときの入側と出側
の荷重を測定して求めた。ただし入側の荷重は２０ｇと
した。摩擦係数の測定は摩擦係数の温度依存性を知るた
めに３°Ｃ１２３°Ｃ１４０°Ｃの各環境下で測定した
。また摩擦係数の安定性を知るだめに室温に・おいて上
記ステンレス棒に１８０度巻き付け、入側の荷重を２０
ｇとして２００回の往復走行を行なった後の摩擦係数も
測定した。

（３３Ｃ／　Ｎの測定 磁性層の表面粗さの影響が考えられるため、ＶＨ３方式
ビデオテープレコーダー（松下電器産業■製、型式ＮＶ
−ＦＳ９００）を用いて試験用テープの７ＭＨｚ±ＩＭ
ＨｚのＣ／Ｈの測定を行なった。

（４）走行耐久性試験 上記ＶＨ３方式ビデオテープレコーダーを用い、各試験
用テープを４０°Ｃ１８０％ＲＨの環境下で１００バス
の走行（３，３ｃｍ／秒）試験を行ない、その後の試験
用テープの変形について観察した。

なお、球状粒子の外観形状は、必ずしも球である必要は
なく、多角形の微粒子も包含されることは、いうまでも
ない。

発明の効果 以上の実施例から明らかなように、本発明の特徴とする
球状粒子を微量添加することにより平滑な表面性と低い
摩擦係数を両立させるとともに、球状粒子に欠落防止表
面処理、易滑表面処理を行なっているため繰り返し走行
においても安定した走行性が得られる。また形状によっ
て低下した摩擦係数は、潤滑剤でコントロールされた摩
擦係数のような温度依存性は極めて少ない。さらに本発
明の構成では潤滑剤の添加量を少なくすることが可能で
、過剰な潤滑剤の添加が引き起こす諸問題も解決できる
。以上のことから電磁変換特性、走行耐久性に優れた磁
気記録媒体が得られる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）非磁性支持体上に形成される磁性層が、少なくと
   も２層以上の構成からなる磁気記録媒体であって、最上
   層の磁性層にその厚みの０．５倍から１．５倍の粒子径
   の球状粒子を磁性粉１００重量部に対して０．１重量部
   から１重量部の範囲で添加してなる磁気記録媒体。
2. （２）球状粒子が、シラン系カップリング剤、チタネー
   ト系カップリング剤および炭素数１２以上の脂肪酸のう
   ち少なくとも１種を用いて表面処理を施されている請求
   項（１）記載の磁気記録媒体。