JPH097164A

JPH097164A - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH097164A
Application number: JP15797995A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Hashimoto; 博司橋本; Toshio Ishida; 寿男石田; Tsutomu Okita; 務沖田
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1995-06-23
Filing date: 1995-06-23
Publication date: 1997-01-10

Abstract

(57)【要約】【目的】高密度記録用の表面の平滑性が高い走行耐久
性に優れた磁気記録媒体を得る。【構成】強磁性粉末と結合剤からなる磁性層を非磁性
支持体上に塗布した磁気記録媒体において、磁性層の表
面あるいは内部に潤滑剤として、【化１】ただし、Ｘ₁、Ｘ₂：ＨまたはＣＨ₃、Ｍ：Ｈ、アルカリ
金属、またはアンモニウムであり、ｍ＝７〜２１、ｎ＝
１〜１０を含む、表面の平滑性が極めて高い高密度記録
に好適な磁気記録媒体。【効果】高湿度下でも摩擦特性が低く、走行傷等が生
じにくい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は非磁性支持体上に強磁性
粉末を結合剤に分散してなる磁性層を有する磁気記録媒
体に関し、特に平滑性が高い磁性層においても低摩擦係
数を有し、電磁変換特性に優れるとともに、走行特性の
劣化が小さな磁気記録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高密度記録、高電磁変換特性の要求によ
って磁気記録媒体の表面粗さは小さいことが要求されて
きている。これに従って磁気記録媒体とＶＴＲのヘッ
ド、ガイドポールなどの部材との真の接触面積はどんど
ん大きくなり、摩擦係数は非常に高くなっている。摩擦
係数が高くなるとテープテンションが大きくなり、テー
プ傷、削れや走行不良など重大なトラブルが多発する。
摩擦係数を下げるために従来から磁性層に潤滑剤とし
て、高級脂肪酸、脂肪酸エステル、脂肪酸アミドなどが
用いられてきた。これらの中でもステアリン酸、ミリス
チン酸、ステアリン酸アミドなどは摩擦係数を下げる効
果が大きく磁気記録媒体において広く用いられてきた。
例えば、特開平３−３５４１７号公報には、磁性層中ま
たは磁性層表面に、ステアリン酸アミド、ステアリン酸
およびブトキシエチルステアレート等のアルコキシアル
コールの脂肪酸エステルを含有した磁気記録媒体が記載
されている。

【０００３】しかしながら例えばＶＨＳ、Ｓ−ＶＨＳ、
８ｍｍビデオ、Ｈｉ８ビデオから更に高密度のデジタル
ビデオ、高品位テレビ用の磁気記録媒体では磁性層表面
粗さＲａが、４．０ｎｍ以下と極めて平滑になってきて
おり、上記の脂肪酸、脂肪酸アミドではこのような極め
て平滑な磁性層の摩擦係数を十分に下げることができ
ず、添加量を増加させると経時的にブルーミングが生じ
やすく、磁気記録媒体の表面に白粉として析出しヘッド
汚れの原因となる。

【０００４】また、特開昭５８−１７５１３３号公報に
は、Ｒ−Ｚ−（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）_n−ＳＯ₃Ｍ（ただし、Ｒ
はアルキル基、Ｚは−Ｏ−、−Ｓ−）からなる化合物を
含有する保存安定性、耐磨耗性の大きな磁気記録媒体が
記載されているが、磁性粉を化合物のアルコール溶液中
に分散し、磁性粉の表面を処理するものである。これ
は、磁性粉の分散特性を改良するものであって摩擦係数
の低減効果はなく、極性が大きくアルコール等の極性の
大きな溶媒にしか解けず、磁性層の塗布に用いられてい
るメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トル
エン、酢酸エチル、酢酸ブチル等の溶剤に解けにくく、
磁性層塗布液に添加することはできなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、平滑性、電
磁変換特性、走行性に優れるとともに、高湿度雰囲気で
の摩擦係数が低く、とくに低速摺動時の摩擦係数が低い
磁気記録媒体を提供することを課題とするものであり、
また繰り返し走行により磁気記録媒体に傷が付きにく
く、長期保存しても潤滑剤がブルーミングが生じず走行
性等の特性の劣化が小さい磁気記録媒体を提供すること
を課題とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、主として強磁
性粉末と結合剤を含有する磁性層を非磁性支持体上に塗
布した磁気記録媒体において、磁性層の表面あるいは内
部に潤滑剤として、

【０００７】

【化２】

【０００８】ただし、Ｘ₁、Ｘ₂：ＨまたはＣＨ₃、Ｍ：
Ｈ、アルカリ金属、またはアンモニウムであり、ｍ＝７
〜２１、ｎ＝１〜１０を有する磁気記録媒体である。また、磁性層の表面粗さ
Ｒaが４．０ｎｍ以下である前記の磁気記録媒体であ
る。

【０００９】また、前記の潤滑剤の他に更にエーテル基
を持つエステル系潤滑剤を含む前記の磁気記録媒体であ
る。本発明の潤滑剤において、ｍは７〜２１であり、ｍ
は１０〜１８が好ましく、さらに好ましくは、ｍは１２
〜１６である。この範囲よりも小さい場合、あるいは大
きい場合には摩擦係数低減効果が小さくなる。また、ｎ
は、１〜１０であるが、２〜８が好ましく、さらに好ま
しくは３〜７である。この範囲よりも小さい場合、ある
いは大きい場合はいずれも摩擦係数低減効果が小さくな
る。

【００１０】また、この潤滑剤は、磁性材料１００重量
部に対して、０．１〜５重量部であることが好ましく、
とくに０．５〜３．０重量部とすることが好ましい。添
加量がこれよりも多くなると、ヘッド汚れが生じるとと
もに、摩擦係数が大きくなる。

【００１１】本発明の潤滑剤には、脂肪酸、脂肪酸エス
テル、脂肪酸アミド、シリコーン含有化合物等の種々の
潤滑剤を併用することができるが、とくに併用する潤滑
剤としては、エーテル基を結合した脂肪酸エステルを有
する潤滑剤が好ましい。具体的には、ブトキシエチルス
テアレート、ブトキシエトキシエチルステアレート、ブ
トキシプロポキシプロピルステアレート、ブトキシエチ
ルパルミテート等が好ましい。

【００１２】併用する潤滑剤の添加量は、磁性材料１０
０重量部に対して０．１〜５重量部であることが好まし
く、これよりも多いとバインダーを可塑化し機械的強度
を低下させて耐久性が低下し、これよりも少ないと潤滑
特性の改善の効果が小さい。

【００１３】また、これらのエーテル基をもつエステル
化合物からなる潤滑剤は、本発明のエーテル基をもつ酸
系の潤滑剤と相互作用が高いため組み合わせて用いると
高速摺動での潤滑特性が飛躍的に改良され、スチル耐久
性が大きく改善される。また、本発明の磁気記録媒体に
おいては、ポリウレタン樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリ
エステル樹脂、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、セル
ロース系樹脂、ポリビニルアルキラール系樹脂、フェノ
キシ樹脂など公知の樹脂がバインダーとして用いられ
る。

【００１４】好ましいバインダー樹脂は、ポリウレタン
樹脂および塩化ビニル系樹脂である。そして、いずれも
ＳＯ₃Ｍ、ＣＯＯＭ、ＯＰＯ（ＯＭ）₂、アミノ基、アン
モニウム塩基、ベタイン基等から選ばれる極性基を有す
る物が分散性が高いので好ましい。また、官能基として
エポキシ基、ＯＨ基等を持つものが耐久性上好ましい。
バインダー樹脂の分子量は、重量平均分子量で１万〜
１０万であり、好ましくは２万〜８万、更に好ましくは
３万〜６万である。バインダー樹脂の分子量が小さいと
低分子成分が増加して耐久性上好ましくなく、大きすぎ
ると分散性が低下し電磁変換特性が低下する。またガラ
ス転移温度Ｔgは、好ましくは−３０℃〜１５０℃であ
り、更に好ましくは２０℃〜１００℃である。ガラス転
移温度が低すぎると耐久性が低下し、高いとカレンダー
成形性が低下し電磁変換特性が低下する。

【００１５】本発明の磁気記録媒体に使用する磁性体に
は、結晶子の大きさが１２ｎｍ〜１８ｎｍの磁性体粒子
が好ましく、Ｓ_BETは５０ｍ²／ｇ以上好ましくは５５
ｍ²／ｇ以上である。コバルト含有量が５原子％以上で
あることが好ましく、さらに３０原子％以上でＦｅを主
成分とする強磁性金属粉末が好ましい。さらに微量のＣ
ｒ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｓｒ、Ｎｄ等の金属を含んでも
良い。また、σｓは好ましくは、１１０〜１５０ｅｍｕ
／ｇであり、Ｈｃは、好ましくは１７００〜３０００Ｏ
ｅ、更に好ましくは２０００〜２５００Ｏｅである。磁
性体の形状は、長軸長／短軸長比：２／１から７／１の
針状磁性体が好ましい。この範囲より大きくなると平滑
性が低下し、電磁変換特性が低下する。

【００１６】本発明の磁気記録媒体は、単層の磁性層、
複数の磁性層を重層したもの、あるいは下層に非磁性層
を設け、上層に磁性層を設けた重層のもののいずれにも
用いられる。重層の場合には、上層の磁性層のみ、上下
層の両方、あるいは下層のみに添加してもよい。磁性層
の塗布液中には、上記成分以外に、α−Ａｌ₂Ｏ₃、Ｃ
ｒ₂Ｏ₃等の研磨材、カーボンブラック等の帯電防止
剤、分散剤など通常使用されている添加剤あるいは充填
剤を含むものであってもよい。また、本発明の磁気記録
媒体が多層構成の場合には、下層磁性層または下層非磁
性層には、磁性粉末、非磁性粉末が用いられる。非磁性
粉末としては、金属酸化物、金属炭酸塩、金属硫酸塩、
金属窒化物、金属炭化物、金属硫化物等の無機質化合物
から選択することができる。無機化合物としては例えば
α化率９０〜１００％のα−アルミナ、β−アルミナ、
γ−アルミナ、炭化ケイ素、酸化クロム、酸化セリウ
ム、α−酸化鉄、コランダム、窒化珪素、チタンカーバ
イト、酸化チタン、二酸化珪素、酸化すず、酸化マグネ
シウム、酸化タングステン、酸化ジルコニウム、窒化ホ
ウ素、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫
酸バリウム、二硫化モリブデンなどが単独または組合せ
で使用される。特に好ましいのは二酸化チタン、酸化亜
鉛、酸化鉄、硫酸バリウムであり、更に好ましいのは二
酸化チタンである。これら非磁性粉末の平均粒径は０．
００５〜２μｍが好ましいが、必要に応じて平均粒径の
異なる非磁性粉末を組み合わせたり、単独の非磁性粉末
でも粒径分布を広くして同様の効果をもたせることもで
きる。とりわけ好ましいのは非磁性粉末の平均粒径は
０．０１μｍ〜０．２μｍである。非磁性粉末のｐＨは
６〜９の間が特に好ましい。非磁性粉末の比表面積は１
〜１００ｍ²／ｇ、好ましくは５〜５０ｍ²／ｇ、更に好
ましくは７〜４０ｍ²／ｇである。非磁性粉末の結晶子
サイズは０．０１μｍ〜２μｍが好ましい。ＤＢＰを用
いた吸油量は５〜１００ml/100g、好ましくは１０〜８
０ml/100g、更に好ましくは２０〜６０ｍｌ／１００ｇ
である。比重は１〜１２、好ましくは３〜６である。形
状は針状、球状、多面体状、板状のいずれでも良い。

【００１７】これらの非磁性粉末の表面にはAl₂O₃、SiO
₂、TiO₂、ZrO₂，SnO₂，Sb₂O₃，ZnOで表面処理すること
が好ましい。特に分散性に好ましいのはAl₂O₃、SiO₂、T
iO₂、ZrO₂、であるが、更に好ましいのはAl₂O₃、SiO₂、
ZrO₂である。これらは組み合わせて使用しても良いし、
単独で用いることもできる。また、目的に応じて共沈さ
せた表面処理層を用いても良いし、先ずアルミナで処理
した後にその表層をシリカで処理する方法、またはその
逆の方法を採ることもできる。また、表面処理層は目的
に応じて多孔質層にしても構わないが、均質で密である
方が一般には好ましい。

【００１８】下層にカ−ボンブラックを混合させて公知
の効果であるＲｓを下げることができるとともに、所望
のマイクロビッカース硬度を得る事ができる。このため
にはゴム用ファーネスブラック、ゴム用サーマルブラッ
ク、カラー用カーボンブラック、アセチレンブラック等
を用いることができる。カーボンブラックの比表面積は
１００〜５００ｍ²／ｇ、好ましくは１５０〜４００ｍ²
／ｇ、ＤＢＰ吸油量は２０〜４００ml/100g、好ましく
は３０〜２００ml／100gである。カ−ボンブラックの平
均粒径は５ｍμ〜８０ｍμ、好ましく１０〜５０ｍμ、
さらに好ましくは１０〜４０ｍμである。カ−ボンブラ
ックのｐＨは２〜１０、含水率は０．１〜１０％、タッ
プ密度は０．１〜１ｇ／ml、が好ましい。本発明に用い
られるカ−ボンブラックの具体的な例としてはキャボッ
ト社製、ＢＬＡＣＫＰＥＡＲＬＳ２０００、１３０
０、１０００、９００、８００，８８０，７００、ＶＵ
ＬＣＡＮＸＣ−７２、三菱化学社製、＃３０５０Ｂ，
３１５０Ｂ，３２５０Ｂ、＃３７５０Ｂ、＃３９５０
Ｂ、＃９５０、＃６５０Ｂ，＃９７０Ｂ、＃８５０Ｂ、
ＭＡ−６００、コロンビアカ−ボン社製、ＣＯＮＤＵＣ
ＴＥＸＳＣ、ＲＡＶＥＮ 8800,8000,7000,5750,525
0,3500,2100,2000,1800,1500,1255,1250、アクゾー社製
ケッチェンブラックＥＣなどが挙げられる。

【００１９】本発明の下層にはまた、磁性粉末を用いる
こともできる。磁性粉末としては、γ−Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｃｏ
変性γ−Ｆｅ₂Ｏ₃、α−Ｆｅを主成分とする合金、Ｃｒ
Ｏ₂等が用いられる。特に、Ｃｏ変性γ−Ｆｅ₂Ｏ₃が好
ましい。本発明の下層に用いられる強磁性粉末は上層磁
性層に用いられる強磁性粉末と同様な組成、性能が好ま
しい。ただし、目的に応じて、上下層で性能を変化させ
ることは公知の通りである。例えば、長波長記録特性を
向上させるためには、下層磁性層のＨｃは上層磁性層の
それより低く設定することが望ましく、また、下層磁性
層のＢｒを上層磁性層のそれより高くする事が有効であ
る。それ以外にも、公知の重層構成を採る事による利点
を付与させることができる。

【００２０】下層磁性層または下層非磁性層のバインダ
ー、潤滑剤、分散剤、添加剤、溶剤、分散方法その他は
磁性層のそれが適用できる。特に、バインダー量、種
類、添加剤、分散剤の添加量、種類に関しては磁性層に
関する公知技術が適用できる。また、非磁性支持体の磁
性塗料が塗布されていない面にバックコート層が設けら
れていてもよい。バックコート層は、非磁性支持体の磁
性塗料が塗布されていない面に、研磨材、帯電防止剤な
どの粒状成分と結合剤とを有機溶剤に分散したバックコ
ート層形成塗料を塗布して設けられた層である。粒状成
分として各種の無機顔料やカーボンブラックを使用する
ことができ、また結合剤としてはニトロセルロース、フ
ェノキシ樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリウレタン等の樹
脂を単独またはこれらを混合して使用することができ
る。なお、非磁性支持体の磁性塗料およびバックコート
層形成塗料の塗布面に接着剤層が設けられいてもよい。

【００２１】本発明に用いることのできる非磁性支持体
としては二軸延伸を行ったポリエチレンナフタレート、
ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリイミ
ド、ポリアミドイミド、芳香族ポリアミド、ポリベンズ
オキシダゾール等の公知のものが使用できる。好ましく
はポリエチレンナフタレート、芳香族ポリアミドであ
る。これらの非磁性支持体はあらかじめコロナ放電、プ
ラズマ処理、易接着処理、熱処理、などを行っても良
い。また本発明に用いることのできる非磁性支持体は中
心線平均表面粗さがカットオフ値０．２５ｍｍにおいて
０．１〜２０ｎｍ、好ましくは１〜１０ｎｍの範囲とい
う優れた平滑性を有する表面であることが好ましい。ま
た、これらの非磁性支持体は中心線平均表面粗さが小さ
いだけでなく１μ以上の粗大突起がないことが好まし
い。

【００２２】

【作用】本発明の磁気記録媒体は、潤滑剤として炭素数
７〜２１の炭素鎖とＣＯＯＨ基の間にポリアルキレンオ
キサイドセグメントを有する化合物を用いたものであ
り、とくにポリエチレンオキサイドセグメントを用いた
ものである。その結果、このポリアルキレンオキサイド
セグメントがバインダーとの親和性を高め、塗布型磁性
層表面に潤滑剤分子を最適な状態で配列する働きがある
のではないかと考えられる。そのために摩擦係数そのも
のを下げるだけではなく、走行を繰り返しても走行特性
は劣化しにくく、磁気記録テープとした場合にも走行傷
等は生じにくい。また、高湿度環境においても摩擦係数
が上昇することはなく、低い摩擦係数を示す。さらに、
本発明の潤滑剤は、ステアリン酸アミドほど結晶性は強
くないので、長期間磁気記録媒体を保存しても磁性層表
面に析出することがないので、ヘッド汚れなどの問題も
おきにくい。

【００２３】

【実施例】以下に本発明の実施例および比較例を示し、
本発明を説明する。実施例および比較例において「部」
は「重量部」を示す。実施例および比較例強磁性合金粉末（組成：Ｆｅ９２原子％／Ｃｏ８原
子％、Ｈｃ２０００Ｏｅ、σｓ１３０ｅｍｕ／ｇ
結晶子サイズ１７ｎｍ）１００部をオープンニーダーで
１０分間粉砕し、次いで塩化ビニル系樹脂（日本ゼオ
ン製ＭＲ１１０（極性基ＳＯ₃Ｍ(ＭはＮａ、Ｋ)とエ
ポキシ環を含む)８部ポリウレタン樹脂（ＳＯ₃Ｎａ基、ＯＨ基含有）８部基本骨格：１，４−ブタンジオール／フタル酸／ＨＭＤＩ＝２／２／１分子量：１０２００水酸基：０．２３×１０^-3ｅｑ／ｇ含有 −ＳＯ₃Ｎａ基：１×１０^-4ｅｑ／ｇ含有メチルエチルケトン１５部シクロヘキサノン１５部トルエン１５部を添加して６０分間混練し、次いで研磨剤（Ａｌ₂Ｏ₃ 粒子サイズ０．３μｍ）２部カーボンブラック（粒子サイズ４０ｎｍ）２部メチルエチルケトン／シクロヘキサノン／トルエン＝１／１／１２００部を加えてサンドミルで１２０分間分散した。これにポリイソシアネート（日本ポリウレタン製コロネート３０４１) ４部（固形分）表１〜３の潤滑剤表１〜３の添加量メチルエチルケトン５０部を加え、さらに２０分間攪拌混合したあと、１μｍの平
均孔径を有するフィルターを用いて濾過し、磁性層塗布
液を調製した。得られた磁性層塗布液を乾燥後の厚さ
が２μｍになるように、厚さ８μｍのアラミド支持体の
表面にリバースロールを用いて塗布し、下記のバックコ
ート層塗布液を０．５μｍの厚さで塗布乾燥した。磁性
塗料が塗布された非磁性支持体を、磁性塗料が未乾燥の
状態で３０００ガウスの磁石で磁場配向を行ない、さら
に乾燥後、金属ロールと金属ロールの組み合せによる５
段のカレンダー処理を条件１（速度１００ｍ／分、線圧
３００ｋｇ／ｃｍ、温度８０℃）と条件２（条件１にお
いて温度のみ９５℃とした）で行なった後２００ｍ／分
でスリットし、ビデオテープを作成した。 (バックコート層塗布液組成) カーボンブラック（粒径１８ｎｍ）１００部ニトロセルロース（ダイセル社製ＲＳ１／２Ｈ）６０部ポリウレタン（日本ポリウレタン社製Ｎ−２３０１）６０部ポリイソシアネート（日本ポリウレタン社製コロネートＬ）２０部メチルエチルケトン１０００部トルエン１０００部以上のようにして得られた表１〜３に記載のポリウレタ
ンとコバルト含有量の異なる磁性材料を用いてビデオテ
ープを作製し、以下の評価方法によって評価を行いその
結果を表１〜３に示す。

【００２４】〔評価方法〕表面粗さＲａ：光学式三次元表面粗さ計を用いてカッ
トオフ２５０μｍで測定した平均粗さＲａ（ｎｍ）を求
めた。摩擦係数μ：ＩＥＣ式μ値測定器を用い、１／２イン
チ幅にスリットした試料テープをＳＵＳ３０４Ｊ製の直
径５ｍｍの丸棒に１８０度巻き付けて、５０ｇ荷重で速
度１ｃｍ／秒で１００回摺動させた時の摩擦係数を求め
た。測定は、２３℃３０％ＲＨおよび２３℃７０％ＲＨ
の条件で行った。出力低下：松下電器製Ｄ３方式ビデオテープレコーダ
ーを用いて試料テープに３２ＭＨｚの信号を記録し、１
０分長のテープを繰り返し１００回走行させて再生出力
を測定し、各試料テープの１回目の出力を０ｄＢとした
ときの１００回目の出力を求めた。環境は２３℃７０％
ＲＨで行った。テープ傷：の１００回走行後のテープ表面を顕微鏡
観察し、傷が付いていた物を「有」、付いていなかった
物を「無」とした。ブルーミング：試料テープをＤ３方式のカセットに入
れて、６０℃９０％ＲＨの恒温恒湿装置内に４週間保存
した後、取り出してテープ表面を顕微鏡観察した。白粉
が発生していたものを「不良」、白粉が発生していなか
ったものを「良」とした。スチル耐久性：５℃３０％ＲＨ環境で、松下電器製Ｓ
−ＶＨＳデッキＮＶ−１０００を用いてスチルモードで
再生し出力が５ｄＢ低下するまでの時間を測定した。評価結果を表１〜３に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【表２】

【００２７】

【表３】

【００２８】

【発明の効果】本発明の磁気記録媒体は、磁性層中もし
くは磁性層表面に潤滑剤として炭素数７〜２１の炭素鎖
とＣＯＯＨ基の間にポリアルキレンオキサイドセグメン
トを有する化合物を用いたものであり、表面の平滑性が
極めて高い塗布型磁性層表面に潤滑剤分子を最適な状態
で配列し、摩擦係数の低下とともに走行を繰り返しても
走行特性は劣化しにくく、磁気記録テープとした場合に
も走行傷等は生じににくく、高湿度環境においても摩擦
係数が上昇することはなく低い摩擦係数を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】強磁性粉末と結合剤を含有する磁性層を
非磁性支持体上に塗布した磁気記録媒体において、磁性
層の表面あるいは内部に潤滑剤として、【化１】ただし、Ｘ₁、Ｘ₂：ＨまたはＣＨ₃、Ｍ：Ｈ、アルカリ
金属、またはアンモニウムであり、ｍ＝７〜２１、ｎ＝
１〜１０を有することを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】磁性層の表面粗さＲaが４．０ｎｍ以下
であ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】潤滑剤として、エーテル基を持つエステ
ル系潤滑剤を含むことを特徴とする請求項１または２記
載の磁気記録媒体。