JPH0798836A - 磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】非磁性支持体上に磁性粉が分散した結合剤から
なる磁性層を有する磁気記録媒体において、該結合剤
が、スルホベタイン基を有する数平均分子量（Ｍｎ）１
００００〜１５０００の塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂お
よびスルホベタイン基を有する数平均分子量（Ｍｎ）１
００００〜１５０００のポリウレタン樹脂を含有したも
の。さらに表面粗さを０．００５〜０．０３μｍ、角型
比を０．８６〜０．８９、残留磁束密度（Ｂｒ）を２６
００〜３０００ガウスの範囲とすると、極めて優れた磁
気記録媒体となる。 【効果】磁性層中の磁性粉の分散性が良好で、磁性層の
空隙が少なく充填密度が高い。また磁性層の表面が平滑
であるので電磁変換特性が優れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気テープ、磁気シー
ト、磁気デイスク等の磁気記録媒体に関するものである
。

【０００２】

【従来の技術】最近のビデオテープ等の磁気記録媒体で
は、年々、記録密度は高度化され、それに伴いより粒子
径の小さな磁性粉が用いられるようになってきている。
磁性粉を微粒子化すると一般に磁性層の表面が平滑化さ
れヘッドとのスペーシングロスが少なくなることから、
高い電磁変換特性を得る上で有利である。

【０００３】しかし、磁性粉が微粒子になる程、分散は
非常に困難になり、安定性も悪くなる。これは、磁性粉
の配向性、磁性層表面の平滑性の悪化に繋がり、良好な
電磁変換特性は得られず問題がある。

【０００４】磁気記録媒体の結合剤は従来より、塩化ビ
ニル−酢酸ビニル系樹脂、及びポリウレタン樹脂が主に
用いられている。結合剤にスルホ基、カルボキシ基等の
親水性の官能基を導入することにより磁性粉と結合剤と
の吸着力を増大させ、その結果分散性を向上させること
が従来より提案されている。

【０００５】磁性粉を微粒子化すると樹脂の１分子中当
たりの上記の官能基の数も増加させなければ効果が出に
くくなる。官能基の数を増加させると、官能基同士の相
互作用が強くなり磁気塗料の粘度が上昇するので、限度
がある。従って、相互作用が小さく、吸着能が高いため
に１分子当たりの数量が少なくてすむ斬新な官能基の樹
脂への導入が待望されている。

【０００６】特開平２−５６７１９号公報には、スルホ
ベタイン基を有する合成樹脂を結合剤として用いた磁気
記録媒体が記載されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する第１の課題は、結合剤として用いるスルホベタイン
基を含有する合成樹脂として、特定分子量範囲のもの同
志を組み合わせることにより、磁性粉が微粒子化しても
分散性、塗工時のレベリング性に優れた磁気塗料の配合
を設計することである。さらにそこで得られた磁気塗料
の塗工、配向、カレンダー条件を管理することにより、
電磁変換特性に優れた磁気記録媒体を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、前記課題が、磁
性層の結合剤としてスルホベタイン基を有する数平均分
子量（Ｍｎ）が１００００〜１５０００の塩化ビニル−
酢酸ビニル樹脂とポリウレタン樹脂を使用することで改
善できることを見出し、本発明を完成させるに到った。

【０００９】さらに工程条件を調整することにより、磁
気記録媒体の表面粗さを０．００５〜０．０３μｍにす
る、或いは角型比を０．８６〜０．８９、残留磁束密度
（Ｂｒ）を２６００〜３０００ガウスになるようにすれ
ば、電磁変換特性をさらに向上させることができること
がわかった。

【００１０】即ち、本発明は上記課題を解決するため
に、非磁性支持体上に磁性粉が分散した結合剤からなる
磁性層を有する磁気記録媒体において、該結合剤が、ス
ルホベタイン基を有する数平均分子量（Ｍｎ）１０００
０〜１５０００の塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂およびポ
リウレタン樹脂を含有したことを特徴とする磁気記録媒
体を提供するものである。

【００１１】本発明の磁気記録媒体は、非磁性支持体と
結合剤中に分散された磁性粉および研磨剤、潤滑剤等を
含む磁性層が、この支持体上に設けられた構成を有す
る。

【００１２】本発明で用いる結合剤は、スルホベタイン
基を有する数平均分子量１００００〜１５０００の塩化
ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂と、スルホベタイン基を
有する数平均分子量１００００〜１５０００のポリウレ
タン樹脂とを必須成分として含有したものである。

【００１３】スルホベタイン基とは、一つの基中に陽イ
オンとして第４アンモニウムの構造と、陰イオンとして
スルホ基構造との両方を有し、それらが分子内塩を形成
しているものである。

【００１４】結合剤に用いる上記塩化ビニル−酢酸ビニ
ル共重合樹脂及び上記ポリウレタン樹脂の数平均分子量
（Ｍｎ）は、上記した範囲でないと、磁性粉に吸着した
樹脂分子の立体障害が大きくなり別の樹脂分子が磁性粉
に吸着しにくくなり、このため樹脂の磁性粉に対する吸
着量が低下し磁性粉分散性が悪化するし、磁性塗膜の剛
性（ヤング率）が低下し磁気記録媒体のヘッドタッチが
弱くなりスペーシングロスが大きくなる結果、出力等の
電磁変換特性が劣化し好ましくない。

【００１５】上記塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂と上記ポ
リウレタン樹脂との配合比は、特に制限されないが、
８：２〜３：７（重量比）の範囲が好ましく、７：３〜
４：６（重量比）の範囲がより好ましい。

【００１６】本発明においては、結合剤は上記特定の結
合剤のみから構成されていてもよいが、その他の結合剤
と併用してもよい。その他の結合剤としては、この分野
で用いられている公知慣用の結合剤であればいずれも使
用することができる。その様なものとしては、例えばニ
トロセルロース等のセルロース樹脂、ポリエステル樹
脂、水酸基含有ポリウレタン樹脂、カルボキシ基含有ポ
リウレタン樹脂、スルホ基含有ポリウレタン樹脂、カル
ボキシ基含有塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、スル
ホ基含有塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、或いは前
記した様な親水性基を含有しない、塩化ビニル−酢酸ビ
ニル共重合樹脂やポリウレタン樹脂等がある。尚、カル
ボキシ基としては、カルボキシル基そのもの、カルボキ
シル基の金属塩基、カルボキシル基のアンモニア塩基及
びカルボキシル基のアミン塩基が包含される。一方、ス
ルホ基としては、スルホン酸基そのもの、スルホン酸金
属塩基等が包含される。

【００１７】さらに結合剤には、必要に応じて架橋剤を
併用することができる。架橋剤としては、例えばアミノ
プラスト樹脂、フェノプラスト樹脂、ポリイソシアネー
ト、カルボジイミド化合物、アジリジン化合物等が挙げ
られる。

【００１８】本発明の磁気記録媒体の磁性層を形成する
ための磁性塗料は、通常磁性粉を必須成分として、有機
溶剤を必要に応じて用い、磁性粉を上記結合剤に分散さ
せて調製される。

【００１９】本発明で使用される磁性粉としては、公知
慣用のものがいずれも使用できるが、強磁性針状粉末と
しては、例えば戸田工業社、チタン工業社、石原産業
社、堺化学社製のγ−Ｆｅ₂Ｏ₃、ＣOを被着させたγ−
Ｆｅ₂Ｏ₃、または、デュポン社、ＢＡＳＦ社製のＣｒＯ
₂、あるいは、関東電化社、同和工業社製のメタル鉄磁
性粉等が挙げられる。

【００２０】また、磁性塗料中の磁性粉の含有量は、特
に制限されないが、磁性層に対して７０〜９０重量％の
範囲の含有率となる様に調製するのが好ましく、７５〜
８５重量％とするのがより好ましい。つまり、本発明の
磁気記録媒体の磁性層は、磁性粉１００重量部に対して
通常１０〜３０重量部、好ましくは１５〜２５重量部の
範囲内で結合剤を含む。

【００２１】磁性塗料を調製するに当たっては、磁性粉
とともに研磨剤を併用することが多い。この際に用いる
研磨剤としては、例えばα−アルミナ、酸化クロム、ベ
ンガラ、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸化チタンから選ば
れるものを１種類あるいは数種類組合せたものを主成分
とするのが一般的である。

【００２２】その中で上村工業社製の『ＵＢ−１０』
（平均粒径０．５μｍ）、住友化学社製の『ＡＫＰ−１
５』（平均粒径０．７μｍ）、『ＡＫＰ−２０』（平均
粒径０．５５μｍ）、ペシネ社製の『ペシネＡ６Ｚ』
（平均粒径０．６μｍ）の各α−アルミナ及び日本化学
工業社製の『クロメックスＳ−１』（平均粒径０．７μ
ｍ）、『クロメックスＵ−１』（平均粒径０．３μ
ｍ）、日本電工社製の『ＮＤ−８０１』（平均粒径０．
５μｍ）、『ＮＤ−８０２』（平均粒径０．６μｍ）の
各酸化クロムが特に好ましい。

【００２３】磁性層を形成させるための磁性塗料には、
さらに必要に応じて潤滑剤、帯電防止剤、分散剤、防錆
剤などを含ませることができる。磁性塗料を調製する際
に使用できる有機溶剤としては、例えばメチルエチルケ
トン、トルエン、酢酸ブチル、およびシクロヘキサノン
などが挙げられる。

【００２４】次に本発明の磁気記録媒体を製造する方法
について説明する。本発明の磁気記録媒体において用い
られる磁性塗料は、上記した通り、通常、結合剤を溶解
した有機溶剤溶液に、磁性粉と研磨剤、さらに必要に応
じて添加する潤滑剤、帯電防止剤などを分散して調製す
る。

【００２５】上記した様にして得た磁性塗料は、磁性層
の乾燥厚が通常０．５〜１０．０μｍとなるように非磁
性支持体上に塗布し、乾燥させることにより、磁気記録
媒体とすることができる。磁性層は、非磁性支持体上に
直接塗布して布設されるのが一般的であるが、必要に応
じて、非磁性支持体と磁性層の間に、例えば接着層や下
塗り層等のアンカー層を予め設けてから、そのアンカー
層上に磁性層を設けてもよい。非磁性支持体として、前
記アンカー層が設けられたものを用いてもよい。

【００２６】非磁性支持体を形成する素材は、通常の磁
気記録媒体の非磁性支持体の素材として用いられている
ものがいずれも使用することができる。素材の例として
は、ポレエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポ
リカーボネート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミ
ド、ポリアミドイミド、他にアルミ箔、ステンレス箔な
どの金属箔も挙げることができる。

【００２７】非磁性支持体の厚さは、通常３〜５０μ
ｍ、好ましくは５〜３０μｍの範囲内にある。磁性塗料
の非磁性支持体への塗布においては、例えばグラビアコ
ーター、リバースコーター、ダイコーター等の使用が可
能である。

【００２８】また非磁性支持体は、磁性層が設けられて
いない側にバック層が設けられたものであってもよい。

【００２９】この様にして得られた磁気記録媒体は、そ
のまま使用することができるが、磁場配向処理、乾燥、
表面平滑化処理および硬化処理などを行ない、次いで裁
断する通常の方法を利用して製造することができる。

【００３０】本発明者らの知見によれば、磁気記録媒体
の磁気層の表面粗さを特定の範囲とすることにより、Ｒ
Ｆ出力が低下しにくくなることを見い出した。磁気記録
媒体の磁気層の表面粗さは、例えばスーパーカレンダー
の条件を制御することにより調整することが可能であ
る。

【００３１】磁気記録媒体の磁性層の表面粗さが０．０
３μｍを上回ると、走行中のヘッドとのスペーシングロ
スが大きくなりＲＦ出力の低下につながり好ましくな
い。０．００５μｍを下回ると表面が鏡面化しすぎたた
め、μｋが増大しスティクスリップが起こり易くなり、
その結果出力変動が大きくなりＲＦ出力の低下につなが
り好ましくない。

【００３２】また同様に角型比及び残留磁束密度（Ｂ
ｒ）を特定範囲とすることにより、ＲＦ出力が低下しに
くくなることを見い出した。角型比及び残留磁束密度
（Ｂｒ）は、磁場配向処理の際、ソレノイド型配向器を
用い印加磁場を制御することにより調整することが可能
である。

【００３３】角型比が０．８６を下回る、あるいは残留
磁束密度（Ｂｒ）が２６００ガウスを下回ると磁性層の
空隙が大きくなりＲＦ出力が低下するので好ましくな
い。逆に各々０．８９、あるいは３０００ガウス上回る
と磁性層の空隙が少なくなりすぎてカレンダー効果が低
下する結果、充分な表面の平滑性が得られにくくなり好
ましくない。

【００３４】

【作用】金属酸化物系磁性粉及びメタル系磁性粉の表面
には多くの水酸基が存在している。これらの水酸基のほ
とんどは電荷を帯びておらず、イオン置換等により正負
の電荷を帯びているものは非常に少ない。従ってスルホ
基、カルボキシ基等の負電荷を帯びた官能基が結合でき
る水酸基は限られているので、これらの官能基を有する
樹脂を結合剤として用いた時は、それの磁性粉への吸着
量は低い。

【００３５】これに対しスルホベタイン基は構造上、
正、負両方の電荷を帯びている２つの極性基が存在して
いる。これが磁性粉表面の２つの中性の水酸基に近ずく
と、一方の水酸基のプロトンが他方の水酸基へ容易に移
動する。その結果、２つの水酸基は以下の式のようにな
る。

【００３６】

【化１】２ −ＯＨ → −Ｏ^ー ＋ −ＯＨ₂

【００３７】これらがスルホベタイン基の両極性基とキ
レート剤のように２点で結合する。この結合は極めて安
定していると考えられる理由から、スルホベタイン基を
有する合成樹脂の磁性粉に対する吸着量は高くなり、磁
性粉の分散性は飛躍的に向上すると思われる。

【００３８】次に本発明の実施例および比較例を示す。
なお、以下に記載する実施例および比較例において
『部』とは『重量部』を表すものである。

【００３９】

【実施例】

実施例１

【００４０】

【表１】

【００４１】上記組成物成分を一定の方法で前処理後、
ボールミルを用いて３６時間混練分散し、これに『コロ
ネートＬ』（日本ポリウレタン社製ポリイソシアネート
化合物）を３部加え、３０分塗料を攪拌した後、１μｍ
の平均孔径を有するフィルターを用いて濾過し磁性塗料
を調整した。

【００４２】この磁性塗料を、乾燥後の磁性層の厚さが
３．０μｍになるように、厚さ１０．０μｍのポリエチ
レンテレフタレート支持体の表面にグラビアコーターを
用いて塗布した。

【００４３】次いで、磁性層の角型比が０．８６になる
ようソレノイド型配向器の条件を設定し、磁性塗料が塗
布された非磁性支持体の磁場配向処理を行ない、さらに
乾燥後一定の条件でスーパーカレンダー処理を行なっ
た。

【００４４】硬化処理を行なった後、磁性層の裏面にカ
ーボンブラックを主成分とするバック層用組成物を、乾
燥後の厚さが０．６μｍになるようにグラビアコーター
で塗布した。硬化処理後、８mm幅にスリットして８ミリ
ビデオ用テープを製造した。

【００４５】比較例１ 実施例１で使用した塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂、及び
ポリウレタン樹脂で同一の数平均分子量で共にスルホベ
タイン基が導入されていない以外は同じ組成の樹脂を使
用した。それ以外は実施例１と同様にして８ミリビデオ
テープを製造した。

【００４６】比較例２ 実施例１で使用した塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂、及び
ポリウレタン樹脂の数平均分子量（Ｍｎ）を各々１９０
００、１７０００に変更した樹脂を使用した以外は実施
例１と同様にして８ミリビデオテープを製造した。

【００４７】比較例３ 実施例１で使用した塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂、及び
ポリウレタン樹脂の数平均分子量（Ｍｎ）を各々８００
０、６０００に変更した樹脂を使用した以外は実施例１
と同様にして８ミリビデオテープを製造した。

【００４８】実施例１及び比較例１〜３で得られた磁気
テープについて下記の方法で評価をおこなった。その結
果を第１表に示した。以下、評価方法を述べる。

【００４９】１．Ｓ／Ｎ−Ｙ，Ｓ／Ｎ−Ｃ，ＲＦ出力 ソニー社製８ミリＶＴＲ、ＥＶ−Ａ３００を用いて測定
した。５ＭHZにおける再生出力を測定し、当社標準８ミ
リテープの値を０dBとし、これに対する相対値で表示し
た。

【００５０】２．動摩擦係数 横浜システム研究所製テープ走行性試験機ＴＢＴ−３０
０Ｓを用いて測定した。１００φの摩擦シリンダーにテ
ープの磁気面を接触させ１８０°の巻きつけ角でテープ
を一定の速度で走行させた。シリンダーへの入り口側テ
ンションＴ0を一定にして、出口側テンシ ョンＴ1を測
定することでオイラーの公式（下記）よりμkを算出し
た。

【００５１】μk＝１／π・ln（Ｔ1／Ｔ0）

【００５２】３．表面粗さ 小坂社製触針式表面粗さ計を用いて測定した。触針速度
０．１mm／秒、カットオフ２５０μｍ、ピッチ１０μｍ
の条件で、１ｍｍの長さを１０回測定した。ポリミヤル
・スムージング・メソッドの式により、うねり成分を除
去してＲaの平均値を算出した。

【００５３】

【表２】

【００５４】実施例２ 実施例１で使用した塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂の数平
均分子量（Ｍｎ）を１５０００に、ポリウレタン樹脂の
数平均分子量（Ｍｎ）を１５０００にし、さらに配向磁
場強度を制御して角型比を０．８８に変更した。それ以
外は実施例１と同様にして８ミリビデオテープを製造し
た。

【００５５】実施例３ 実施例１で使用した塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂の数平
均分子量（Ｍｎ）を１００００に、ポリウレタン樹脂の
数平均分子量（Ｍｎ）を１１０００にし、さらに配向磁
場強度を制御して角型比を０．８５に変更した。それ以
外は実施例１と同様にして８ミリビデオテープを製造し
た。

【００５６】実施例２〜３で得られた磁気テープについ
て上記と同様の方法で評価をおこなった。その結果を第
２表に示した。

【００５７】

【表３】

【００５８】第１表の実施例１と比較例２〜３とを対比
すれば明らかな通り、スルホベタイン基を導入した塩化
ビニル−酢酸ビニル樹脂、及びスルホベタイン基を導入
したポリウレタン樹脂として、特定の分子量範囲のもの
を選択して組み合わせた結合剤を用いた実施例１の磁気
記録媒体は、特定分子量範囲外の塩化ビニル−酢酸ビニ
ル樹脂と特定分子量範囲外のポリウレタン樹脂とを組み
合わせた、従来の結合剤に比べて、磁気記録媒体の電磁
変換特性が良好であることがわかる。

【００５９】

【発明の効果】本発明では、結合剤として、スルホベタ
イン基を有する特定分子量範囲の樹脂を組み合わせて用
いるので、特定磁性層中の磁性粉の分散性が良好で磁性
層の空隙が少なく充填密度が高い電磁変換特性に優れた
磁気記録媒体が得られるという格別顕著な効果を奏す
る。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非磁性支持体上に、磁性粉が分散した結
   合剤からなる磁性層を有する磁気記録媒体において、該
   結合剤が、スルホベタイン基を有する数平均分子量（Ｍ
   ｎ）１００００〜１５０００の塩化ビニル−酢酸ビニル
   樹脂およびポリウレタン樹脂を含有することを特徴とす
   る磁気記録媒体。
2. 【請求項２】 磁性層の表面粗さを、０．００５〜０．
   ０３μｍの範囲とした請求項１記載の磁気記録媒体。
3. 【請求項３】 角型比を０．８５〜０．８９とし、かつ
   残留磁束密度が２６００〜３０００ガウスとした請求項
   ２記載の磁気記録媒体。