JPH06295427A

JPH06295427A - 磁気記録媒体とその製造方法

Info

Publication number: JPH06295427A
Application number: JP8307793A
Authority: JP
Inventors: Fumio Echigo; 文雄越後; Naoyuki Tani; 直幸谷; Yukihiro Shimazaki; 幸博島崎; Masanobu Kikko; 正信橘高; Yuji Mido; 勇治御堂
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-04-09
Filing date: 1993-04-09
Publication date: 1994-10-21

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、摩擦係数が低く、スチル寿命、走
行耐久性に優れた磁気記録媒体を実現することを目的と
する。【構成】磁性粉、カーボンブラック、アルミナ、結合
剤樹脂、および溶剤で構成される磁性塗料を分散、濾過
精製した後、脂肪酸の添加前にカップリング剤を添加す
る。これにより、磁性粉−結合剤樹脂間の接着力を低下
させることなく磁性粉などの粉体に対する脂肪酸の吸着
量を制御し、潤滑性に優れ、強固な磁性層を持つ磁気記
録媒体を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、オーディオ機器、ビデ
オ機器、或はコンピューターなどに用いる磁気記録媒体
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ビデオ機器の高画質化の進行あるいはデ
ジタル・オーディオ（ＤＡＴ）機器などの出現により、
記録波長は短くなる傾向にある。これらに用いられる強
磁性粉についても電磁変換特性の向上を狙い微粒子化が
進んでいる。強磁性粉が微粒子になるほど磁気記録媒体
の磁性層の耐久性（スチル寿命、磁気ヘッドへの粉付着
等）が悪化し、耐久性向上のため結合剤樹脂、潤滑剤、
研磨剤などの改良が行われている。

【０００３】特開昭61-26935号、特開昭62-16236号、特
開昭62-26634号、特開昭62-58422号等等の公報では、強
磁性粉をカップリング剤で表面処理し、電磁変換特性や
耐久性の向上を図っている。また、特開昭61-237225
号、特開平1-49119号、特開平1-211229号等等の公報で
は、非磁性粉末やカーボンブラックをカップリング剤で
表面処理し、分散性や耐久性等の向上を図っている。以
上の例では、主に結合剤樹脂を添加する前に粉体の表面
処理を行っている。

【０００４】また、特開昭61-26935号、特開平1-112523
号、特開平1-173321号、特開平1-211229号、特開平1-21
1230号等等の公報では前記問題点を解決するために、結
合剤樹脂と反応性を有するカップリング剤で磁性粉等の
表面処理を行っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年の磁気記録媒体の
高密度記録化に伴い、磁気記録媒体に用いられる強磁性
粉の微粒子化および強磁性粉の高充填化は更に進んでい
る。これによる磁気記録媒体の走行耐久性低下に対し
て、磁性層に含まれる脂肪酸の影響は大きく、様々な検
討が行なわれている。

【０００６】脂肪酸の量を増加すれば摩擦係数は低下す
るが、強磁性粉に吸着する脂肪酸量も増加するので強磁
性粉−結合剤樹脂間の接着力を著しく低下させ、磁性層
の塗膜強度が下がる。

【０００７】強磁性粉の高充填により結合剤樹脂成分の
添加量は少なく、強磁性粉の微粒子化もあり、吸着した
結合剤樹脂により被覆されない強磁性粉表面は大きくな
る。さらに、メタル磁性粉等の様に、塩基性の表面を有
する強磁性粉の場合には脂肪酸との親和力が強くなるの
で、脂肪酸の吸着量は著しく増加する。強磁性粉表面に
脂肪酸が吸着すると、磁性層表面に存在する脂肪酸の濃
度が低くなるので、磁性層の摩擦係数が高くなり、走行
耐久性に好ましくない影響を与える。

【０００８】あらかじめカップリング剤で表面処理した
強磁性粉は、脂肪酸の吸着量が少なくなり、磁性層の摩
擦係数には良い効果を示すが、カップリング剤は結合剤
樹脂の吸着サイトを少なくし、強磁性粉と結合剤樹脂の
直接の結合が少なくなる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するため、強磁性粉と結合剤樹脂等を混練、分散した磁
性塗料にシラン系カップリング剤、チタン系カップリン
グ剤、アルミニウム系カップリング剤、ジルコニウム系
カップリング剤等のカップリング剤を単独または複数添
加、撹拌した後に、脂肪酸を添加するものである。

【００１０】また、添加するカップリング剤にはビニル
基、アリル基、エポキシ基、アミノ基、ヒドロキシル
基、チオール基を有する場合もある。

【００１１】

【作用】強磁性粉と結合剤樹脂等を混練、分散して得ら
れる磁性塗料中の強磁性粉表面は、完全に結合剤樹脂で
覆われていない。この磁性塗料にカップリング剤を添加
し、結合剤樹脂の吸着していない強磁性粉表面に結合さ
せる。すると、脂肪酸を添加しても強磁性粉表面に脂肪
酸が吸着しにくくなり、強磁性粉−結合剤樹脂間の接着
強度を低下させたり、磁性層表面に存在する脂肪酸量が
減少することはなくなる。その結果、磁性塗膜は強固で
摩擦係数が低く、走行耐久性に優れた磁気記録媒体を得
ることができる。

【００１２】さらに、ビニル基、アリル基、エポキシ
基、アミノ基、ヒドロキシル基、チオール基など、結合
剤樹脂と反応性を有するカップリング剤を用いると、強
磁性粉−結合剤樹脂間の接着強度は一層向上する。ただ
し、磁性塗料のコーティング直前に反応性結合剤として
ポリイソシアネート系硬化剤を使う場合には、アミノ
基、ヒドロキシル基、チオール基等イソシアネート基と
反応性のある官能基を含むカップリング剤を過剰に添加
すると、結合剤樹脂と反応性結合剤の硬化反応を阻害
し、塗膜強度を低下させることがある。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の具体例について述べる。なお
実施例、比較例で使用する非磁性支持体、磁性塗料・磁
気記録媒体の製造方法は一定とし以下に示すとおりであ
る。

【００１４】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磁性塗料の組成強磁性粉１００重量部カーボンブラック１重量部アルミナ１０重量部ポリ塩化ビニル系樹脂９重量部ポリウレタン樹脂９重量部カップリング剤所定量添加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、硬化剤およびカップリ
ング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、混練機に２軸押し出し混練機、
分散機にサンドミルをそれぞれ用いて磁性粉を充分混
練、分散する。その後、カップリング剤を添加、撹拌、
濾過精製し、最終的に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。この磁性塗料を非磁性支
持体に乾燥後の膜厚が３．０μｍになるように塗布・
乾燥後カレンダー処理をおこなう。６０℃，２４時間の
エージング処理をした後、磁性層と反対面上にカーボン
ブラックと結合剤樹脂を主体としたバックコート層を膜
厚０．６μｍとなるように形成し、４０℃，４８時間の
エージング処理を行う。その後、１／２インチ幅に裁断
し、ＶＨＳ方式カセットとして試作サンプルとした。

【００１５】（実施例１）強磁性粉にＣｏ被着γ−Ｆｅ
2０3（比表面積(ＢＥＴ法)＝５５ｍ2／ｇ，保磁力＝８
２０Oe）、カップリング剤に日本ユニカー（株）製エポ
キシシラン系カップリング剤（Ａ−１８７）を２重量部
用い試験サンプルを作製した。

【００１６】（実施例２）（実施例１）のカップリング
剤を日本ユニカー（株）製アミノシラン系カップリング
剤（Ａ−１１００）を２重量部に変更したほかは（実施
例１）と同様に試験サンプルを作製した。

【００１７】（比較例１）（実施例１）または（実施例
２）と比較するためにカップリング剤を含まず、他の組
成は（実施例１）と同じ試験サンプルを作製した。

【００１８】（比較例２）（実施例１）と比較するため
に日本ユニカー（株）製エポキシシラン系カップリング
剤（Ａ−１８７）２重量部の添加を混練、分散から行
い、試験サンプルを作製した。

【００１９】（実施例３）強磁性粉にメタル鉄磁性粉
（比表面積(ＢＥＴ法)＝５５ｍ2／ｇ，保磁力＝１７５
０Oe）、カップリング剤に日本ユニカー（株）製エポキ
シシラン系カップリング剤（Ａ−１８７）を２重量部用
い試験サンプルを作製した。

【００２０】（実施例４）（実施例３）のカップリング
剤を日本ユニカー（株）製アミノシラン系カップリング
剤（Ａ−１１００）を２重量部に変更したほかは（実施
例３）と同様に試験サンプルを作製した。

【００２１】（比較例３）（実施例３）または（実施例
４）と比較するためにカップリング剤を含まず、他の組
成は（実施例３）と同じ試験サンプルを作製した。

【００２２】（比較例４）（実施例３）と比較するため
に日本ユニカー（株）製エポキシシラン系カップリング
剤（Ａ−１８７）２重量部の添加を混練、分散から行
い、試験サンプルを作製した。

【００２３】（比較例５）（実施例４）と比較するため
に日本ユニカー（株）製アミノシラン系カップリング剤
（Ａ−１１００）を０．５重量部に変更したほかは（実
施例４）と同様に試験サンプルを作製した。

【００２４】（比較例６）（実施例４）と比較するため
に日本ユニカー（株）製アミノシラン系カップリング剤
（Ａ−１１００）を５重量部に変更したほかは（実施例
４）と同様に試験サンプルを作製した。

【００２５】試作サンプルについて後述する方法によっ
て磁性層の摩擦係数、スチル寿命テスト、繰り返し走行
テストを行なった。また、磁性塗料について後述する方
法によって脂肪酸吸着量を測定した。評価結果について
（表１）に示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】（表１）から明らかなように磁性塗料への
カップリング剤を添加することにより、磁性層の摩擦係
数が低下している。摩擦係数が低くなる現象は、磁性塗
料の脂肪酸吸着量から説明することができる。しかし、
カップリング剤の添加時期を結合剤樹脂との分散以前に
行うと、結合剤樹脂の吸着サイトにカップリング剤の吸
着が起こり、粉体と結合剤樹脂との接着性が低下し、繰
り返し走行時に磁性層からの粉の脱落が起こっている。
従って、本発明のようにカップリング剤の添加を結合剤
樹脂との分散後、脂肪酸の添加前とすることが摩擦係数
の低下とスチル寿命、走行耐久性の向上につながる。ま
た、カップリング剤の添加量が少ないと、脂肪酸の吸着
サイトを必要以上被覆することができないので、磁性層
表面に存在する脂肪酸量が減り、摩擦係数が高くなる。
反対にカップリング剤の添加量が多すぎると、脂肪酸の
吸着量が減少し、摩擦係数は低くなるが、結合剤樹脂と
反応性結合剤の硬化反応を阻害し、塗膜強度を低下させ
る。カップリング剤の添加量は、磁性粉等の粉体の比表
面積、粉体と脂肪酸との親和性、結合剤樹脂の種類や
量、分散方法などを考慮する必要があり、磁気記録媒体
のスチル寿命、走行耐久性を向上させるためには、塗料
の脂肪酸吸着量を５０ｍｇ／ｇ以下にすることが好まし
い。（１）磁性層の摩擦係数ＭＨ１５研磨ピンを使用し、磁気テープに２０ｇの荷重
を加え、ドローイングを行い磁性層表面と研磨ピンの摩
擦係数を測定した。（２）スチル寿命テストＶＨＳ−Ｃ方式ビデオムービー（松下電器産業（株）
製、型式ＮＶ−Ｍ１０）を用い、−１０℃の環境下で試
験サンプルのスチル寿命を測定した。寿命は記録したテ
ストパターンを再生し、スチル状態としてから計時を開
始し映像が乱れるまでの時間を寿命とした。測定は５回
行いそれらの平均を寿命とした、また測定の最長は６０
分までとした。ただしビデオムービーのスチル解除機能
は削除している。（３）繰り返し走行テストＶＨＳ方式ビデオテープレコーダー（松下電器産業
（株）製、型式ＮＶ−ＦＳ９００）用い、各試験サンプ
ル（ＶＨＳで１２０分のテープ長）を４０℃，８０％Ｒ
Ｈの環境下で１００パスの走行（３．３ｃｍ／秒）試験
を行ない、走行テスト前後のビデオテープレコーダーの
磁気ヘッドの汚れ状態を観察した。（４）磁性塗料の脂肪酸吸着量脂肪酸添加前の磁性塗料１０ｇに２０ｇの混合溶剤を加
え、１０分間超音波分散を行う。これを遠心分離装置で
毎分３５００回転の回転数で３０分間回転し、上澄み液
を取り、さらに遠心分離装置で毎分２００００回転の回
転数で６０分間回転し、上澄み液を１０ｃｃ取り、溶剤
分を揮発させて残留物の重量を測定し、磁性粉等の粉体
３ｇに対して吸着した結合剤樹脂、カップリング剤の吸
着量をＡとする。次に同じ脂肪酸添加前の磁性塗料１０
ｇに３重量％のステアリン酸溶液を加え、上記の方法と
同様に分散、遠心分離を行い、上澄み液を１０ｃｃ取
り、溶剤分を揮発させて残留物の重量を測定し、磁性粉
等の粉体３ｇに対して吸着した結合剤樹脂、カップリン
グ剤およびステアリン酸のの吸着量をＢとする。Ｂの値
からＡの値を差し引いた値を磁性塗料の脂肪酸吸着量と
する。

【００２８】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の磁気記録媒
体は、摩擦係数が低く、スチル寿命、走行耐久性に優れ
た磁気記録媒体を提供することができ、その実用上の価
値は大なるものである。また、これら磁気記録媒体は、
カップリング剤の添加時期を結合剤樹脂との分散後、脂
肪酸の添加前とする本発明の製造方法により実現するこ
とができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者橘高正信大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者御堂勇治大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性支持体上に強磁性粉と結合剤とを主
体とした磁性層を形成してなる磁気記録媒体であって、
上記磁性層にシラン系カップリング剤、チタン系カップ
リング剤、アルミニウム系カップリング剤、ジルコニウ
ム系カップリング剤等のカップリング剤を単独または複
数含有し、磁性粉等の磁性層を構成する粉体に対する脂
肪酸の吸着量を５０ｍｇ／ｇ以下にすることを特徴とす
る磁気記録媒体。
【請求項２】用いるカップリング剤にビニル基、アリル
基、エポキシ基、アミノ基、ヒドロキシル基、チオール
基を有することを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒
体。
【請求項３】請求項１記載の磁気記録媒体の磁性層を形
成する磁性塗料の製造工程において、強磁性と結合剤等
からなる塗料に脂肪酸を添加する前に請求項１記載のカ
ップリング剤を添加することを特徴とする磁気記録媒体
の製造方法。