JPH06119630A - 磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁性粉の高充填性と、磁性層の低表面電気抵
抗性を同時に実現したフロッピ−ディスクの提供を目的
とする。 【構成】 磁性層にカ−ボンブラックと導電性高分子を
含有し、導電性高分子がカ−ボンブラックを架橋するこ
とにより、少ないカ−ボン量で低い表面電気抵抗値を実
現できる構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気記録媒体に関するも
のであり、磁性粉の高充填性と磁性層の低表面電気抵抗
性を同時に実現したフロッピ−ディスクに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、フロッピ−ディスク（以下、ＦＤ
と略記する）の開発は長足の進歩を遂げ、益々高記録密
度化と大容量化が求められている。しかし、同時に大容
量化にともなって記録再生時の高い信頼性も強く求めら
れてきている。ＦＤの信頼性を損なう要因の１つとして
は磁性層表面への塵埃の付着などがあり、この塵埃の付
着の程度は磁性層の表面電気抵抗に大きく影響を受け
る。即ち、磁性層の表面電気抵抗が高いと磁性層の表面
は帯電しやすくなり、空気中の塵埃も付着しやすくな
る。この付着した塵埃がＭＰ（ミッシング・パルス）の
主な原因となるので、ＦＤの信頼性の向上のためには、
磁性層の表面電気抵抗を低く（望ましくは１０ ⁷ Ω／□
台前半以下）設計する必要があった。

【０００３】磁性層の表面電気抵抗を低下させるには、
従来の技術では磁性層中にカ−ボンブラックを含有させ
ることがよく行われていた。しかし、低表面電気抵抗性
の確保のためにはカ−ボンブラックの体積分率を大きく
する必要はあったが、カ−ボンブラックの体積分率を増
加させることは相対的には磁性粉の体積分率の低下を招
来し、電磁変換特性上からは好ましいことではなかっ
た。そこで、磁性層からカ−ボンブラックを除き、カ−
ボンブラックを含有した導電性アンカ−層（導電性樹脂
層）を磁性層の下層に形成することによって、磁性層の
表面電気抵抗を低下させるようになってきた。更に、こ
の導電性アンカ−層は導電性高分子（例えば、ポリアニ
リン）そのものの塗布層に置き替わるようになった。し
かし、この導電性高分子層はＰＥＴベ−スフィルムとの
接着性が悪いので、導電性高分子層とベ−スフィルムと
の間には易接着層としてのファ−ムグリップ層を形成す
る必要があった。このようなファ−ムグリップ層、導電
性高分子層、磁性層という多層塗工は、生産性を低下さ
せて歩留まりを悪くし、かつコストアップを招来するも
のであった。従って、磁気記録媒体の表面電気抵抗を低
下させるためには、簡便で生産性が高くかつ製造コスト
を低減できる新しい要素技術の開発が求められていた。
他方、バックコ−ト付きのビデオテ−プでは磁性層の表
面電気抵抗を低下させるために腐心する必要はなかっ
た。なぜなら、カ−ボンブラックを含有するバックコ−
ト層は電気抵抗が充分に低く、ベ−スフィルムの厚さが
薄い場合は結果として反対側の磁性層の表面電気抵抗も
低い値になるからである。だが、ベ−スフィルムを挟ん
で両面が磁性層であるＦＤなどの構造の磁気記録媒体で
は、磁性層そのものの電気抵抗を低下させる工夫が必要
であった。更に、高記録密度・大容量ＦＤのために使用
するＢａフェライト磁性粉の粉体自身の固有電気抵抗の
値は、メタル磁性粉などと比較してかなり高い値であ
る。従って、大容量ＦＤの開発では磁性層の表面電気抵
抗を低下させるための要素技術が特に必要であった。

【０００４】従来の技術では、磁性層の表面電気抵抗を
抜本的に大幅に低下させるための手段はなく、報告され
た文献や開示された特許もないのが実情である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記の従来の技術で
は、生産性の低下とコストアップという問題を解決でき
ないのが課題であった。また、高記録密度・大容量ＦＤ
の実現のためには、Ｂａフェライト磁性粉を磁性層中に
高充填させる必要があり、このことにより磁性層の表面
電気抵抗が高くなり過ぎることも課題となっていた。本
発明はこれらの課題を解決するものであり、磁性粉の高
充填性と磁性層の低表面電気抵抗性を同時に実現するも
のである。従って、優れた電磁変換特性と走行信頼性を
同時に実現したＦＤを提供することが本発明の目的であ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、磁性層中にカ−ボンブラックと導電性高分
子を含有するという構成を有している。

【０００７】

【作用】カ−ボンブラックを含有する塗膜では、カ−ボ
ンブラックの粒子間の距離がある閾値を越えて短くなる
と、トンネル効果により電子のジャンピングが起こり、
塗膜の電気抵抗は急落することになる。他方、導電性高
分子はド−パントが付与されると導電性が発現するよう
になる。しかも、導電性高分子の内のポリアニリン高分
子は１次元性の直鎖状で剛直なポリマ−構造であり、ポ
リマ−の主鎖方向に電子は容易に移動する。即ち、ポリ
アニリンのような導電性高分子は針状性有機カ−ボンブ
ラックとして作用すると推測される。塗膜中のカ−ボン
ブラックの粒子間距離が閾値より長い場合でも、ド−ピ
ングされた導電性高分子によってカ−ボンブラックの粒
子同士が短絡（ショ−ト）されたら、塗膜の電気抵抗は
低下することになり、結果として塗膜の表面の表面電気
抵抗も低下することになる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を、Ｂａフェライト磁
性粉を用いたＦＤについて説明する。 Ｂａフェライト磁性粉（東芝（株）製、ＢＥＴ値＝３０．８ｍ² ／ｇ） ・・６０００ｇ 塩ビ系共重合体樹脂（日本ゼオン（株）製、品番：ＭＲ−１１０）（固形分） ・・・７２０ｇ 混合溶剤（ＭＥＫ／トルエン／シクロヘキサノン＝３／３／１（重量比） ・・６６６２ｇ の上記組成物をプラネタリ−ミキサ−で混練した後に、
ＮＶ（塗料中の不揮発成分の重量比）＝５０．０％まで
上記の混合溶剤で希釈して、サンドミルでこの磁性塗料
の分散（１次分散）を行う。次に、アルミナペ−スト、
およびカ−ボンペ−ストを添加する。ここでアルミナペ
−スト中のアルミナ量は１２０ｇになるように添加し、
カ−ボンペ−スト中のカ−ボンは（表１）に記載する配
合になるように添加する。アルミナぺ−ストは、α−ア
ルミナ（住友化学（株）製、品番；ＡＫＰ−３０）と、
ポリウレタン樹脂（以下、ＰＵ樹脂と略記する。東洋紡
製、品番：ＵＲ−８５３０）の固形分の比率がアルミ
ナ／樹脂＝６／１になるようにして、サンドミルを用い
てあらかじめ分散し調製しておく。同様にカ−ボンペ−
ストも、カ−ボンブラック（三菱化成（株）製、品番：
＃３９５０Ｂ、ＢＥＴ値＝１５００ｍ² ／ｇ）と上記の
ＰＵ樹脂の固形分の比率がカ−ボンブラック／樹脂＝１
／１になるようにして、ニ−ダ−とサンドミルを用いて
あらかじめ分散し調製しておく。これらの混合物をサン
ドミルで更に分散（２次分散）させ、（表１）に示すに
種々の量のポリアニリン（ド−パント添加済）を添加す
る。ここで、磁性粉を１００重量部とした場合のカ−ボ
ンブラックの重量部数が１．０、２．５、３．０、の場
合を順に実施例（１〜３）とし、カ−ボンブラックが無
添加の場合を比較例１として、ポリアニリン高分子の全
樹脂量に対する置換率を（表１）に記載した。

【０００９】

【表１】

【００１０】この時、上記ＰＵ樹脂も追添加して、全樹
脂量は同量で各カ−ボンブラックの重量部数ごとにポリ
アニリンの置換率だけが変化するように、ポリアニリン
とＰＵ樹脂の添加量を調整する。その後、ディスパ−で
充分に攪拌させた後に濾過し、潤滑剤、硬化剤、硬化触
媒の各材料を、各々磁性粉を１００とする所定の重量部
数だけ添加する。 脂肪酸 ：ステアリン酸・・・・・・・・・・・・・・・・・１重量部 脂肪酸 ：オレイン酸・・・・・・・・・・・・・・・・・・１重量部 脂肪酸エステル：オレイルオレ−ト・・・・・・・・・・・・・・・４重量部 脂肪酸エステル：ブトキシエチルステアレ−ト・・・・・・・・・・１重量部 硬化剤 ：日本ポリウレタン（株）製、品番：Ｈ−１０１・・２重量部 硬化触媒 ：ジ−ｎ−ブチル錫−ジ−ラウレ−ト・・・・０．０３重量部 更に、ＭＥＫ／トルエン／シクロヘキサノン＝３／３／
１（重量比）の混合溶剤を添加して、ＮＶ＝３７．０に
なるように、すべての試作塗料を調製する。得られた磁
性塗料を６２μｍ厚のＰＥＴベ−スフイルム上に塗布
し、乾燥した後に反対面にも塗布し乾燥する。両面をカ
レンダ−処理して表面を平滑化した後に、６０℃−２４
ｈの条件で熱硬化処理を行う。更に、得られた磁気記録
媒体をディスク状に打ち抜き、表面を研磨してシェルに
装着し、磁性層の厚みが２．５μｍの３．５インチＦＤ
として作製した。

【００１１】これらの試料ＦＤの磁性層の表面電気抵抗
値は、以下のようにして測定した。高電気抵抗測定機
（ＹＨＰ 製、機種：４３２９Ａ）を用いて、測定電圧
＝２５Ｖ、試料巾＝１．５ｃｍ、端子間距離＝５．０ｃ
ｍとし、読み取りの実測値（単位；Ω）をＡとし、表面
電気抵抗値＝１．５×２×Ａ／５＝０．６×Ａ（単位；
Ω／□）に換算した。

【００１２】ここで、本実施例で使用したカ−ボンブラ
ックについて考察する。このカ−ボンブラックは１次粒
子の大きさの径が１６０Åであるが、凝集体構造になっ
ておりこの凝集体の粒径は５１０Åである。塗膜中のカ
−ボンブラックの体積分率をＣ（％）とする時、この凝
集体自身の体積：Ｖと、この凝集体１個を含む塗膜の立
方体の１辺の長さ：Ｌは、各々次のように計算できる。

【００１３】Ｖ（単位；ų ）＝４／３×π×（５１０
／２）³ ＝６．９５×１０⁷ Ｌ（単位；Å）＝（６．９５×１０⁷／（Ｃ／１０
０））の立方根 従って、カ−ボンブラックの１個の凝集体の表面から表
面までの距離：Ｄは、Ｌから１次粒子の半径の２倍の長
さを引いて、 Ｄ（単位；Å） ＝Ｌ−１５０となる。

【００１４】次に、同じく本実施例で使用した導電性高
分子：ポリアニリンについて考察する。

【００１５】このポリアニリン高分子の重量平均分子量
（Ｍｗ）と数量平均分子量（Ｍｎ）は、各々１５０００
０と１５０００である。また、モノマ−の分子量と長さ
は、各々３６４と約２４Åである。従って、Ｍｎからの
重合度は１５０００／３６４＝４１．２となるので、ポ
リマ−の長さは２４×４１．２≒約９９０Åとなる。

【００１６】また、各材料の密度と重量部数から、塗膜
中のカ−ボンブラックの体積分率を計算し、各カ−ボン
ブラックの重量部数に対するカ−ボンブラックの凝集体
表面間距離（Ｄ）を計算することができる。これらの結
果を（表２）に記載する。

【００１７】

【表２】

【００１８】以上の結果から明らかなことは、導電性高
分子：ポリアニリンのポリマ−の長さと、カ−ボンブラ
ック凝集体表面間距離の値は、同程度の長さになること
である。

【００１９】表面電気抵抗とポリアニリン高分子の置換
率との関係を（図１）に示す。横軸は全樹脂量に対する
導電性高分子：ポリアニリンの置換率（重量％）を示
し、縦軸は表面電気抵抗値（Ω／□）の対数値を示す。
また、測定点を結ぶ曲線（Ａ〜Ｄ）は、カ−ボンブラッ
クの各重量部数を示す。

【００２０】（図１）に示す結果から、次のことが読み
取れる。 １．カ−ボンブラックが１．０重量部の場合は、ポリア
ニリン高分子の置換率が少ない内は表面電気抵抗値に変
化はないが、置換率が３０、４０％と大きくなってくる
と表面電気抵抗値は低下する（実施例１）。 ２．カ−ボンブラックが２．５重量部の場合は、置換率
が５％で表面電気抵抗値は２桁も低下している（実施例
２）。 ３．カ−ボンブラックが３．０重量部の場合は、置換率
が２〜３％の間で急激に表面電気抵抗値は低下する（実
施例３）。 ４．カ−ボンブラックが無添加の場合は、樹脂を１０％
までポリアニリン高分子で置換しても、表面電気抵抗値
は変わらない（比較例１）。

【００２１】以上のことから、カ−ボンブラックの凝集
体同士は直鎖状の１次元性の構造をもつ導電性高分子：
ポリアニリンによって架橋され、結果として電気的に短
絡（ショ−ト）され、このことにより表面電気抵抗値が
低下していると推測される。この推測は実験結果に基づ
くものであり、上記の理論的計算からも支持されるもの
である。

【００２２】従って、磁性塗膜の表面電気抵抗値はカ−
ボンブラックの重量部数と導電性高分子：ポリアニリン
の置換率によって制御することが可能である、というこ
とが明らかになった。特に、カ−ボンブラックの少量の
重量部数と導電性高分子：ポリアニリンの全樹脂量に対
する少量の置換率で、表面電気抵抗値を大幅に低下でき
ることの発見は重要である。このことにより、固有電気
抵抗値の大きいＢａフェライト磁性粉の高充填性と、磁
性層の低表面電気抵抗性を同時に実現することができ
る。

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、カ−ボン
ブラックと導電性高分子を磁性層中に含有させることに
より、磁性粉の高充填性と低表面電気抵抗性を同時に実
現することができる。また、両者の配合比により表面電
気抵抗値を任意に設定することができる。なお、本発明
は磁性層に限らず、バックコ−ト層にも適用でき、更に
は磁性層の下層になるアンカ−層、およびバックコ−ト
層の下層になるアンカ−層にも適用できる。また、非磁
性支持体としてのベ−スフィルムに、本発明の磁性層の
直接塗布、または易接着層を介しての間接塗布のどちら
でも有効であることは言うまでもない。更に、本発明は
磁気記録媒体に限らず、導電性フィラ−と導電性高分子
を用いる導電性樹脂の全般についても同様に有効であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】表面電気抵抗とポリアニリンの置換率との関係
を示すグラフ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非磁性支持体上に磁性塗料を塗布して磁性
   層を形成してなる磁気記録媒体で、前記磁性層中にカ−
   ボンブラックと導電性高分子を含有することを特徴とす
   る磁気記録媒体。