JPH0721853B2 - 磁気記録媒体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は 磁気記録媒体に関するものであり、磁気記録
の高密度化に伴い、磁性層を従来のものよりさらに薄く
した磁気記録媒体において 特に走行耐久性が改良され
た磁気記録媒体に関するものである。

本発明の磁気記録媒体は 磁気テープ、磁気ディスクあ
るいは磁気シートとして好適である。

〔従来技術及びその問題点〕 磁気記録媒体、特に強靭な耐久性が要求される高密度記
録用の磁気テープ、磁気ディスクあるいは磁気シートな
どの磁気記録媒体においては 電磁変換特性を改良する
ために表面平滑性と走行耐久性を同時に向上させる必要
がある。

しかしながら従来より実施されている磁気記録媒体では
磁気記録の高密度化の要求には十分応えられなくなっ
てきた。すなわち磁気ディスク等の記録の高密度化には
磁性層の表面を平滑化し、かつ磁性層内の強磁性体粉
末の微粒子をその層内に均一に分散させた状態で存在さ
せることが重要であるが、磁性体粉末の極微粒子化、カ
レンダー等の平滑性処理の要件の強化、磁性体粉末を分
散させた磁性液の分散能力の向上などを行っただけでは
磁性層に十分な耐久性を与えることができなかった。
さらに磁気記録の高密度化に伴い、磁性層も益々薄い層
とされているのが実状である。

従来磁性層の走行耐久特性を向上させる方法の一つとし
て 磁性層に各種の潤滑剤を添加することが行われてい
る。しかし磁性層がさらに薄層化した場合には耐久性を
付与するための潤滑剤を磁性層中に添加しても十分な走
行耐久性を得ることができず、また磁気記録媒体が磁気
記録装置内を走行中に、その磁性層の表面は 磁気記録
ヘッドによって与えられる衝撃により大きな損傷を受け
やすく、さらにポリエステルフィルムのごとき支持体の
表面の微小な凹凸が磁性層の表面に影響して その電磁
変換特性を損なう恐れがあった。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕

本発明者らは 上述したごとき磁気記録媒体の磁性層の
薄層化に伴う従来技術における問題点を解決すべく鋭意
研究した結果、従来の常識では容易に推考し得ない現象
を見出し本発明に至ったものである。

すなわち本発明は 磁性層の薄層化に伴い、その表面性
及び走行耐久性が同時に改良された磁気記録媒体を提供
するものであって、非磁性支持体上に 潤滑剤を含有
し、かつ５℃から60℃におけるヤング率が５×10⁴〜50
×10⁴kg/cm²である厚さ1.0μｍ以上の非磁性層及び該層
上に強磁性体を含有する磁性層が設けられていることを
特徴とする磁気記録媒体である。

以下 本発明を詳細に説明する。

本発明の磁気記録媒体は 基本的には非磁性支持体、そ
の上に設けられた非磁性層及びさらにその上に設けられ
た磁性層からなる。

非磁性支持体は ポリエチレンテレフタレート、三酢酸
セルローズ、ポリエチレンナフタレート、ポリアミド、
ポリイミドなどの抗張力の大きなプラスチックのフイル
ム状体である。そしてその形状としては、テープ状、シ
ート状、円盤状など所望の形状とすることができる。

上記の非磁性支持体上に設けられる非磁性層は基本的に
は結合剤及び潤滑剤、さらに所望により用いられる硬化
剤からなり、温度５℃から60℃において５×10⁴〜50×1
0⁴kg/cm²とのヤング率を有する層である。ヤング率が５
×10⁴kg/cm²より小さい場合には、ディスク耐久性及び
タップ耐久性が共に劣化する。またヤング率が５×10⁴k
g/cm²より大きい場合には 特にディスク耐久性が劣化
してしまう。このような範囲の値のヤング率は後記の結
合剤を組み合わせ用いることにより実現することができ
る。ここで非磁性層のヤング率は次式により求めること
ができる。

Ｅ＝（E₁T₁＋E₂T₂）／（T₁＋T₂） （但し、T₁:支持体の厚さ、T₂:非磁性層の厚さ、E₁:支
持体のヤング率、E₂:支持体上に非磁性層を設けたもの
のヤング率。なお、上記のそれぞれのヤング率は 引っ
張り試験において歪みを２％与えた時の応力から求めた
ものである。） この結合剤としては ニトロセルローズ、ポリ塩化ビニ
ル樹脂、塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂などが用いら
れる。さらに非磁性層の平滑性を向上させるために こ
れらの結合剤を他の結合剤と組み合わせて使用すること
ができる。その具体例としては 例えば塩化ビニル酢酸
ビニル共重合樹脂−エポキシ樹脂−ポリアミド樹脂、塩
化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂−ポリウレタン−ポリイ
ソシアネート、セルローズ誘導体−ポリウレタン−ポリ
イソシアネートなどの組み合わせ樹脂組成物がある。

ここで使用されるポリウレタンとしては マレイン酸や
アジピン酸などのような飽和あるいは不飽和カルボン
酸、脂環式ジカルボン酸、フタル酸のような芳香族ジカ
ルボン酸などの有機二塩基酸と、エチレングリコールや
プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエ
チレングリコールなどのグリコール類；トリメチロール
プロパンヘキサントリオールやグリセリン、ペンタエリ
スリトールなどのような多価アルコール；ハイドロキノ
ンやビスフェノールＡなどのような多価フェノール類；
もしくはこれらのグリコール類、多価アルコール類ある
いは多価フェノール類の中から選択された任意の２種以
上のポリオールとの反応によって合成されるポリエステ
ルポリオール；またはε−カプロラクトン、γ−ブチル
ラクトンなどのラクトン類から合成されるラクトン系ポ
リエステルポリオール；またはエチレンオキサイド、プ
ロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなどから合成
されるポリエーテルポリオールなどのポリオールを、後
述の硬化剤としてのポリイソシアネートによってウレタ
ン化したポリエステルポリウレタン樹脂及びポリエーテ
ルポリウレタン樹脂がある。これらのポリウレタン樹脂
は 末端がイソシアネート基、水酸基、カルボキシル基
であってもよく、またはこれらの混合物であってもよ
い。これらのポリウレタン樹脂としては、“クリスボン
7209"、“クリスボン6119"、“パンデックス Ｔ−FM−
1"（以上 大日本インキ製造（株）製造）、“Ｎ−230
4",“Ｎ−2301"（以上 日本ポリウレタン（株）製
造）、“Ｄ−2100"（住友バイエルウレタン（株）製
造）などの市販品がある。

またセルローズ誘導体としては ニトロセルローズ、酢
酸酪酸セルローズ、プロピオン酸セルローズなどがあ
る。これらのセルローズ誘導体は 平均重合度50〜80
0、好ましくは80〜500のものが使用される。残存水酸基
が多いセルローズ誘導体を使用すると 形成する非磁性
層の耐摩耗製が低下して好ましくなく、他方 水酸基が
少ないものを使用すると 形成する非磁性層の分散性と
耐摩耗性が次第に低下し、かつ製造コストも上がる。そ
のためセルローズ誘導体の残存水酸基が7.5〜40％のも
のを使用することが望ましい。

前述の硬化剤としてのポリイソシアネートは分子中に−
Ｎ＝Ｃ＝Ｏ基を２個以上有する脂肪族、芳香族、あるい
は脂環式化合物から選ばれたジ、トリ及びテトライソシ
アネートなどである。これらのイソシアネートとしては
エタンジイソシアネート、ブタンジイソシアネート、
ヘキサンジイソシアネート、2,2−ジメチルペンタンジ
イソシアネート、2,2,4−トリメチルペンタンジイソシ
アネート、デカンジイソシアネート、ω，ω′−ジイソ
シアネート−1,3−ジメチルベンゾール、ω，ω′−ジ
イソシアネート−1,2−ジメチルシクロヘキサン、ω，
ω′−ジイソシアネート−1,4−ジエチルベンゾール、
ω，ω′−ジイソシアネート−1,5−ジメチルナフタリ
ン，ω，ω′−ジイソシアネート−ｎ−プロピルビフェ
ニル、1,3−フェニレンジイソシアネート、１−メチル
ベンゾール−2,4−ジイソシアネート、1,3−ジメチルベ
ンゾール−2,6−ジイソシアネート、ナフタレン−1,4−
ジイソシアネート、1,1′−ジナフチル−2,2′−ジイソ
シアネート、ビフェニル−2,4′−ジイソシアネート、
3,3′−ジメチルビフェニル−4,4′−ジイソシアネー
ト、ジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネート、2,
2′−ジメチルジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネ
ート、3,3′−ジメトキシジフェニルメタン−4,4′−ジ
イソシアネート、4,4′−ジエトキシジフェニルメタン
−4,4′−ジイソシアネート、１−メチルベンゾール−
2,4,6−トリイソシアネート、1,3,5−トリメチルベンゾ
ール−2,4,6−トリイソシアネート、ジフェニルメタン
−2,4,4′−トリイソシアネート、トリフェニルメタン
−4,4′,4″−トリイソシアネート、トリレンジイソシ
アネート、1,5−ナフチレンジイソシアネートなど、こ
れらのイソシアネートの２量体または３量体、またはこ
れらのイソシアネートと２価または３価のポリアルコー
ルとの付加生成物である。これらは 例えばトリメチル
プロパンとトリレンジイソシアネートあるいはヘキサン
メチレンジイソシアネートなどとの付加生成物である。
これらの硬化剤は 結合剤100重量部に対して10〜60重
量部の範囲内の量で使用される。

また潤滑剤としては 脂肪酸、金属石鹸、脂肪酸アミ
ド、高級脂肪酸アルコール、脂肪族アルコールと脂肪
酸、メルカプト基置換脂肪酸、燐酸、ほう酸、チタン
酸、珪酸など各種の酸とのエステル、及びこれらの弗素
置換物、パラフィン類、シリコーンオイル、動植物脂、
鉱脂、高級脂肪族アミン；グラファイト、シリカ、二硫
化モリブデン、二硫化タングステン等の無機微粉末；ポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリエン塩化ビニル、エ
チレン−塩化ビニル共重合物、ポリテトラフルオロエチ
レン等の樹脂の微粉末；α−オレフィン重合物、常温で
液体の不飽和脂肪族炭化水素、フルオロカーボン類など
がある。これらのうち特に好ましいものは 脂肪酸、脂
肪酸の金属塩（金属石鹸）脂肪酸アミド、脂肪族アルコ
ールと脂肪酸、燐酸ほう酸、チタン酸、珪酸などの各種
の酸とのエステル及びこれらの弗素置換物などである。

潤滑剤の濃度は 非磁性層及び磁性層中の結合剤（バイ
ンダー）に対して１〜80重量％であり、好ましくは３〜
55重量％である。１重量％未満では 耐久性についての
効果が認められず、81重量％以上では 潤滑剤に起因す
る結合剤の可塑化によって耐久性に劣化が認められる。

非磁性層中には 潤滑剤の他、所望によりカーボンブラ
ック、アルミナ、酸化クロム、炭化タングステン、ガー
ネットなどのごとき研磨剤に加えてもよい。さらに燐酸
トリクレジル、フタル酸ジブチルなどの可塑剤、レシチ
ン、テンロ、ゼレックスなどの分散剤、ステアリン酸
鉛、ステアリン酸カルシウムなどの安定剤を加えること
もできる。

本発明の非磁性層の厚さは 1.0μｍ以上である。これ
は 磁性層の薄層化のため磁気ヘッドとの接触によって
受ける衝撃を緩和し得るために必要な厚さである。

以上その成分について詳細に説明した非磁性層の上には
磁性層が設けられる。磁性層は 基本的には強磁性体
粉末とこれを結合する結合剤からなり、さらに所望によ
り潤滑剤、カーボンブラック、研磨剤が加えられ、目的
に応じてさらに可塑剤、分散剤、安定剤などが加えられ
る。

この強磁性体としては、γ−Fe₂O₃、Fe₂O₃、FeOx（1.33
＜ｘ＜1.5）、Fe金属微粉末、CrO₂等があり、特にCo含
有γ−Fe₂O₃、Co含有FeOx（1.33＜ｘ＜1.5）が好まし
い。これらの強磁性体は およそ0.1〜１μｍ程度の粒
径の粉末である。

この強磁性体粉末を含有、結合するための結合剤、その
他所望により加えられる潤滑剤、研磨剤、可塑剤、分散
剤、安定剤などは 既に“非磁性層”のための成分とし
て説明されたものと同じものが使用される。そして実際
に非磁性層及び磁性層を構成させるに際して、それぞれ
対応する成分同士が同じでもよく、また異なった成分の
ものであってもよい。またそれぞれの成分の構成比は
既に当業界において知られている通常の技術により定め
ることができ、特別な目的のためには 適宜成分を取捨
選択し、構成比を加減することもできる。

以上の各成分を用いて本発明の磁気記録媒体を製造する
には 各々上述した組成からなる塗布液を調製し、これ
をそれぞれ支持体上に順次塗布し、乾燥させて非磁性層
及び磁性層を形成させるのである。非磁性層及び磁性層
を形成させる塗布液は各成分を有機溶剤中に溶解、ある
いは均一に分散させ、支持体上に塗布した場合 いずれ
の部分も均一な組成となるようにする。

有機溶剤としては メタノール、エタノール、イソプロ
ピルアルコール、ブタノールなどのアルコール系溶剤、
酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル系溶剤、メチル
エチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトン、シ
クロヘキサノンなどのケトン系溶剤、あるいはこれらを
適当な量比で混合した混合溶剤などがある。これらの有
機溶剤は 溶解すべき成分を完全に溶解し得るように選
択され、また混合溶剤の場合は 溶剤の選択と共に各々
の量比が適宜決定される。またこれらの溶剤は 成分と
して用いられている強磁性体粉末の特性を劣化させるも
のであってはならない。

成分の溶剤への溶解には 通常ボールミルや撹拌羽根を
備えた溶解機器を用いるのがよい。

塗布後、塗布層を乾燥させるには 従来使用されている
乾燥機器、乾燥装置を使用すればよい。

〔実施例〕

以下 本発明をその実施例に基づいてより具体的に説明
する。なお、各実施例における試料の測定結果は 末尾
にまとめて説明する。また実施例中“部”はすべて“重
量部”である。

実施例 １ 支持体としての 表面粗さRa0.025μｍ、厚さ75μｍの
ポリエチレンテレフタレートフィルムの両面に下記のご
とく調製した塗布液を塗布して厚さ1.8μｍの非磁性
層を形成し、さらにその上に同じく調製した塗布液を
塗布して厚さ0.6μｍの磁性層を形成した。

非磁性層形成用塗布液の調製 組成 ニトロセルローズ …… 12部 ポリウレタン「クリウボン6119」（大日本インキ製造
（株）製） ……３ 部 導電製カーボンブラック（平均粒径＝30μｍ）……３
部 ステアリン酸ブチル ……0.5部 オレイン酸 ……0.1部 ミリスチン酸変性シリコン ……0.2部 溶剤（メチルエチルケトン／トルエン／メチルイソブチ
ルケトン混合溶剤混合比＝2:2:1） 上記組成の諸成分をボールミルに入れ、十分混合して粘
度10ポイズ（25℃）の塗料を調製し、ここで ポリイソシアネート「コロネートＬ」（日本ポリウレタ
ン（株）製） ……４ 部 を加えて十分混合し、非磁性層形成用塗布液とした。

磁性層形成用塗布液の調製 組成 Co添加FeOx粉末（ｘ＝1.4、平均粒径＝0.3μｍ×0.03μ
ｍ ……100 部 塩化ビニル酢酸ビニル共重合体「UMCH」（米国ユニオン
カーバイト社製） ……13 部 ポリウレタン「Ｎ−2304」（日本ポリウレタン（株）
製） ……４ 部 Cr₂O₃ ……５ 部 カーボンブラック「旭＃80」（旭カーボン（株）製）…
…５ 部 ステアリン酸ブチル ……2.0部 オレイン酸 ……1.0部 ミリスチン酸変性シリコン ……1.5部 溶剤（メチルエチルケトン／トルエン／メチルイソブチ
ルケトン混合溶剤混合比＝2:2:1） 上記組成の諸成分をボールミルに入れ、十分撹拌し、均
一に分散させ、ここで ポリイソシアネート「ウレコートＢマイラー用＃１クリ
アー」（東日本塗料（株）製） ……７ 部 を加えて十分混合し、磁性層形成用塗布液とした。

上記のごとく塗布した被塗物をカレンダー（表面艶出
機）により磁性層表面の平滑化処理を施したのち、半径
5.25インチの円盤状の“フレキシブルディスク”に加工
し、試料No.1を作成した。

実施例 ２ 実施例１における非磁性層形成用塗布液組成のポリイ
ソシアネートの量比を６部、磁性層形成用塗布液組成
のポリイソシアネートの量比を２部に変更し、他は 実
施例１の場合と同様にして実施し、同様に“フレキシブ
ルディスク”の試料No.2を作成した。

比較例 １ 実施例１における非磁性層形成用塗布液組成のニトロ
セルローズ、ポリウレタン、ポリイオソシアネートの量
比を各々４部、８部、２部に変更し、他は 実施例１の
場合と同様にして実施し、同様に“フレキシブルディス
ク”試料No.3を作成した。

比較例 ２ 実施例１における非磁性層形成用塗布液組成のニトロ
セルローズ、ポリウレタンの量比を各々４部、６部に変
更し、ポリイソシアネートを除き、他は 実施例１の場
合と同様にして実施して“フレキシブルディスク”試料
No.4を作成した。

比較例 ３ 実施例１における非磁性層形成用塗布液組成のニトロ
セルローズ、ポリウレタン、ポリイソシアネートの量比
を各々10部、２部、12部に変更し、他は 実施例１の場
合と同様にして実施して“フレキシブルディスク”試料
No.5を作成した。

比較例 ４ 実施例１における非磁性層形成用塗布液組成のニトロ
セルローズ、ポリイソシアネートの量比を各々10部、12
部に変更し、ポリウレタンを除き、他は、実施例１の場
合 同様にして実施して“フレキシブルディスク”試料
No.6を作成した。

以上のごとく作成した試料No.1〜試料No.6について各々
の特性を測定したところ、第１表に記載したごとき結果
が得られた。

第１表に示された測定結果からも明らかなように、本発
明による実施例である試料No.1及び試料No.2の両試料に
おいては ディスク耐久性及びタップ耐久性とも十分で
あることが分かる。

しかし、試料No.3及び試料No.4の各試料は 非磁性層の
ヤング率が５×10⁴Kg/cm²以下の場合であり、ディスク
耐久性及びタップ耐久性とも著しく低下し、試料No.5及
び試料No.6の各試料は 非磁性層のヤング率が50×10⁴K
g/cm²以上であり、ディスク耐久性及びタップ耐久性と
も同様に著しく劣るものであった。

〔発明の効果〕

以上の説明からも明らかなように、本発明による磁気記
録媒体は 従来のものより薄い磁性層を有し、かつ優れ
た走行耐久性を有するので、特に高密度記録をするため
の磁気記録媒体としてきわめて有用である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非磁性支持体上に 潤滑剤を含有し、５℃
   から60℃におけるヤング率が５×10⁴〜50×10⁴kg/cm²で
   ある厚さ1.0μｍ以上の非磁性層及び該層上に強磁性体
   を含有する磁性層が設けられていることを特徴とする磁
   気記録媒体。