JPH10275321A

JPH10275321A - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH10275321A
Application number: JP8316097A
Authority: JP
Inventors: Taro Omura; 太郎大村
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-04-01
Filing date: 1997-04-01
Publication date: 1998-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】優れた分散性を実現し、耐久性や電磁変換特
性に優れた磁気記録媒体を提供する。【解決手段】非磁性基板上に少なくとも磁性層を有し
てなる磁気記録媒体において、磁性層に含まれる磁性粉
として長軸長が０．１３μｍ以下、且つ比表面積が５５
ｍ²／ｇ以下である磁性粉粒子を用いるとともに、結合
剤として、スルホン酸塩基、アンモニウム塩基の少なく
とも１種と水酸基及びエポキシ基を有し平均重合度が１
００から２２０の範囲にある塩化ビニル系共重合体を用
いる。磁性層中の磁性粉粒子と結合剤との比は、７から
１２の範囲とすることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気テープ、磁気
ディスク等の塗布型の磁気記録媒体に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、磁気テープや磁気ディスク等の磁
気記録媒体は、例えばオーディオ機器、ビデオ機器、コ
ンピューター等、広範な分野で用いられ、その需要は著
しく伸びてきている。

【０００３】この種の磁気記録媒体は、一般に、ポリエ
ステルフィルム等からなる非磁性支持体上に、磁性粉末
粒子と結合剤とからなる磁性層が設けられた構造を有し
ており、磁性層は、通常、磁性粉末粒子を結合剤（バイ
ンダー）や有機溶剤と共に混練分散して磁性塗料を調製
し、これを非磁性支持体に塗布したり、あるいは転写す
ることにより形成されている。

【０００４】従来、磁性層に用いられる結合剤として
は、例えばポリエステル系樹脂、セルロース系樹脂、ポ
リウレタン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニル−酢
酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルア
ルコール共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合
体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、フェノー
ル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリビ
ニルブチラール、ニトロセルロース、セルロースアセテ
ートブチレート、アクリル系樹脂、電子線硬化型樹脂等
の有機高分子化合物が用いられている。

【０００５】これらの結合剤はそれぞれ長所及び短所を
有しており、単独使用では望ましい性質を有する磁気層
が得られ難いため、通常２種類以上を組み合わせて用い
ている。

【０００６】結合剤の役割は、第１に、分散時に磁性塗
料中で機械的に分散された磁性粉粒子に吸着することに
より、磁性粉粒子の分散を化学的に促進し、また安定化
させることにある。第２に、塗布後の磁性層中で、未吸
着の結合剤と磁性粉粒子に吸着した結合剤とが硬化剤を
用いてネットワーク化し、塗膜の強度を上げ、走行耐久
性に大きく寄与せしめることにある。

【０００７】一方、磁性粉粒子のサイズは、磁気記録媒
体の高密度化に対応して、微粒子化が進められている。
具体的には、０．１３μｍ以下で高エネルギー（飽和磁
化σｓが１４０Ａｍ²／ｋｇ以上）の磁性粉粒子が既に
開発されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、磁性粉粒子
の微粒子化が進むと、磁性塗料中での均一な分散が難し
くなり、却って電磁変換特性が劣化する原因となる。

【０００９】したがって、磁気記録媒体の開発に際して
は、如何にして分散性を上げ、耐久性や電磁変換特性等
を改善するかが高性能化の鍵になり、結合剤や磁性粉粒
子の選択が重要になる。

【００１０】本発明は、このような実情に鑑みて提案さ
れたものであって、優れた分散性を実現し、耐久性や電
磁変換特性に優れた磁気記録媒体を提供することを目的
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本願発明の磁気記録媒体は、非磁性基板上に少な
くとも磁性層を有してなり、上記磁性層に含まれる磁性
粉粒子の長軸長が０．１３μｍ以下、且つ比表面積が５
５ｍ²／ｇ以下であるとともに、上記磁性層の結合剤と
して、スルホン酸塩基、アンモニウム塩基の少なくとも
１種と水酸基及びエポキシ基を有し平均重合度が１００
から２２０の範囲にある塩化ビニル系共重合体を含有す
ることを特徴とするものである。

【００１２】磁性粉粒子の観点から分散性を上げる技術
として、磁性粉粒子自体の，いわゆるポアダウンがあ
る。これは、磁性粉の表面の凹凸をできるだけ少なく平
滑性を上げる技術であり、比表面積（ＳＳＡ）は減少す
る。その結果、磁性粉粒子は、そのぬれ性が向上し、結
合剤の吸着性も改善される。

【００１３】微粒子化技術のみで考えると、粒子サイズ
が小さくなれば比表面積（ＳＳＡ）は大きくなる方向で
あるが、本発明では、長軸長が０．１３μｍ以下であり
ながら、先のポアダウン技術により比表面積が５５ｍ²
／ｇ以下と小さい磁性粉粒子を用いる。

【００１４】一方、スルホン酸塩基またはアンモニウム
塩基と水酸基とエポキシ基とを有する塩化ビニル系共重
合体は、平均重合度が１００から２２０の比較的低分子
量（重合度）の範囲で微粒子磁性粉に対して優れた分散
性を発揮する。

【００１５】したがって、これら磁性粉粒子と結合剤と
を組み合わせることで、分散性が大幅に改善され、磁性
粉粒子の微粒子化による高性能化と相俟って、高耐久
性、高電磁変換特性が達成される。

【００１６】ところで、磁性粉粒子の前記改良（ポアダ
ウン）は、別の観点から問題が生じる可能性がある。す
なわち、通常の磁性層中の磁性粉粒子と結合剤の比率
（以下、ＰＢ比と称する。）では、単位結合剤当たりの
磁性粉粒子表面積は減少し、余剰の結合剤成分が生じ
る。そして、この余剰結合剤成分は、磁性層中の空隙を
減少させることになる。

【００１７】このように余剰の結合剤成分が磁性層最表
面の空隙を閉塞してしまうと、潤滑剤の供給が途絶えて
しまい耐久性に支障をきたしてしまう。

【００１８】磁気記録媒体においては、走行耐久性をは
じめ、スチル等の特性を維持するために、潤滑剤が使用
されており、多くの塗布型媒体では、潤滑剤は磁性塗料
作成時に添加され、磁性層を形成した後、磁性層中の空
隙を利用して潤滑剤は磁性層表面に供給される方法を取
っている。空隙は媒体の磁化量には負の関係であるが、
上記潤滑機構を考慮すると、ある程度の空隙は必要であ
る。

【００１９】そこで、考えられるのが磁性層中の磁性粉
粒子の比率（ＰＢ比）を上げることである。磁性層にお
いて、磁性粉粒子の比率を上げれば、結果として余剰結
合剤が減少することになり、これにより磁性層表面の空
隙が確保される。

【００２０】通常、ＰＢ比を上げると磁性粉粒子の分散
力が低下するが、本発明においては、上記磁性粉粒子と
上記結合剤を組み合わせることにより、ＰＢ比を上げた
ときにも十分な分散性を確保することができる。

【００２１】したがって、上記空隙を確保するという点
から、ＰＢ比を７〜１２に設定することが好ましく、こ
れによって潤滑剤が円滑に磁性層表面に供給される。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の磁気記録媒体において
は、スルホン酸塩基、アンモニウム塩基の少なくとも１
種と水酸基及びエポキシ基を極性基として有する塩化ビ
ニル系共重合体を用いる。

【００２３】このとき、極性基の導入量としては、スル
ホン酸塩基構造をＳＯ₄の重量比率で０．３〜３．０重
量％、またはアンモニウム塩基でＮ（窒素）含量で０．
１〜０．５重量％、水酸基量が０．１〜０．８重量％、
エポキシ基量が１．０〜１０．０重量％とすることが好
ましい。スルホン酸塩基量が０．３重量％未満またはア
ンモニウム塩基が０．１重量％未満であると磁性粉粒子
の分散性が悪く、逆にスルホン酸塩基量が３．０重量％
またはアンモニウム塩基が０．５重量％を越えると塩化
ビニル系共重合体の溶剤への溶解性が不良となり実用性
に欠けるものとなる。また、エポキシ基量が１０．０重
量％未満であると塩化ビニル共重合体から脱塩酸を生じ
易くなり、磁性塗膜の錆の問題が懸念され、３．０重量
％を越えると磁性塗料の粘度が高過ぎ塗布が不良とな
り、やはり実用性に欠けるものとなる。

【００２４】また、磁性粉として長軸が０．１３μｍ以
下の微粒子磁性粉を用いた場合には、上記塩化ビニル系
共重合体の平均重合度が２２０を越えて大きくなると、
磁性粉に対するぬれ性が悪く、分散性に劣る結果とな
る。また、平均重合度が１００より低いと、硬化剤を混
入しても十分な高分子が得られず、レベルダウン等の耐
久性に支障をきたす。また分子量が多すぎると前述した
分散性が悪化するのに加えて、塗料としたときの粘度が
大きくなり磁性層の塗布が難しくなる。

【００２５】本発明においては、さらに耐久性向上を目
的に、磁性塗膜中の磁性粉粒子と上記結合剤（塩化ビニ
ル系共重合体）のＰＢ比（磁性粉粒子重量／結合剤重
量）についても検討を行った。

【００２６】その結果、このＰＢ比を７〜１２の範囲と
することが好ましいことが判明した。ＰＢ比率が７未満
では、磁性層表面が結合剤によって閉塞され、潤滑剤が
表面に供給されず、耐久性に問題が生じる。逆にＰＢ比
が１２以上では、結合剤が少なすぎて磁性塗膜の形成が
難しくなる。

【００２７】磁性塗料作成時に使用される混練機、分散
機は従来から公知の機械が使用可能である。具体的に
は、混練に使用される混練機として、連続二軸混練機、
多段階で稀釈が可能な連続二軸混練機、コニーダー、加
圧ニーダー等が挙げられる。稀釈分散工程においても使
用される分散機として、縦型サンドミル、横型サンドミ
ル、スパイクミル、ボール、タワーミル、パールミル、
ＤＣＰ等が挙げられる。

【００２８】また、混練及び稀釈分散工程前後におい
て、上記塩化ビニル系共重合体以外の結合剤を添加して
もよく、この場合、添加される結合剤としては、従来よ
り公知の結合剤全ての使用が可能である。かかる結合剤
としては、例えばポリエステル系樹脂、セルロース系樹
脂、ポリウタレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニ
−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニ
ルアルコール共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン共
重合体、アクリルロニトリル−ブタンジエン共重合体、
アクロリロニトル−ブタジエン共重合体、フェノール系
樹脂、エポキシ系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリビニル
ブチラール、ニトロセルロース、セルロースアセテート
ブチレート、アクリル系樹脂、電子線硬化型樹脂等の有
機高分子化合物を挙げることができる。

【００２９】一方、本発明において使用される磁性粉粒
子は、長軸が０．１３μｍ以下で、かつ比表面積（ＳＳ
Ａ）が５５ｍ²／ｇ以下である微粒子磁性粉である。こ
の要件を満たせば、通常この種の磁気記録媒体の磁性粉
として用いられるものであれば如何なるものも使用可能
である。

【００３０】例示するならば、強磁性酸化鉄粒子、強磁
性ＣｒＯ₂、強磁性コバルトフェライト（ＣｏＯ−Ｆｅ₂
Ｏ₃）、コバルト吸着酸化物、強磁性Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ
系合金、窒化鉄等の微粒子を挙げることができる。強磁
性酸化鉄微粒子の場合、一般式ＦｅＯｘで表現したとき
のｘの値が１．３３＜ｘ＜１．５１の範囲にあるもの、
即ちマグへマタイト（γ−Ｆｅ₂Ｏ₃、ｘ＝１．５）、マ
グネタイト（Ｆｅ₃Ｏ₄、ｘ＝４／３）及びこれらの固溶
体が挙げられる。更に、これらの強磁性体酸化鉄には、
抗磁力を挙げる目的でコバルト、イットリウム等を添加
してもよい。

【００３１】上記強磁性二酸化クロムとしては、ＣｒＯ
₂、あるいは抗磁力を向上させる目的で、Ｒｕ、Ｓｎ、
Ｔｅ、Ｓｂ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ等の少なくとも１種
類のＣｒＯ₂に添加したものを使用することができる。

【００３２】強磁性合金粉末としては、Ｆｅ合金粉末、
Ｃｏ合金粉末、Ｎｉ合金粉末、並びに、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｆ
ｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ、Ｃｏ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｏ
−Ｂ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ−Ｂ、Ｍｎ−Ｂｉ、Ｍｎ−Ａ
ｌ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｖ等の合金粉末、あるいはこれらの合
金と他の元素との化合物である合金粉末を使用すること
ができる。

【００３３】また、非磁性支持体の素材としても、通常
この種の磁気記録媒体に使用されるものであれば如何な
るものも使用することが可能である。例えば、ポリエチ
レンテレフタレート等のポリエステル類、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン等のポリオレフィン類、セルロース
トリアセテート、セルロースジアセテート、セルロース
アセテートブチレート等のセルロース誘導体、ポリ塩化
ビニル、ポリ塩化ビニリデン等のビニル系樹脂、ポリカ
ーボネート、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミ
ド等のプラスチック、紙、アルミニウム、銅等の金属、
アルミニウム合金、チタン合金等の軽金属、セラミッ
ク、単結晶シリコン等を挙げることができる。これらの
非磁性支持体の形態としては、フィルム、テープ、シー
ト、ディスク、カード、ドラム等のいずれでも良い。

【００３４】本発明において結合剤に使用する塩化ビニ
ル系樹脂の軟化点が低い場合には、用途によっては走行
による摩擦、あるいはヘッドとの接触による摩擦熱で軟
化したり、テープを巻いた状態でブロッキングを起こし
たりすることがある。

【００３５】このような場合には磁性粉粒子の分散性を
損なわない範囲内で他の樹脂を添加するか、上記塩化ビ
ニル系共重合体と架橋する化合物を混合してもよい。混
合量は、好ましくは結合剤樹脂に対して通常０．０５〜
０．５倍量であるが、なんらこの量に制約は受けない。
架橋する化合物としては、例示すると、エポキシ樹脂、
イソシアネート系樹脂、メラミン樹脂、ポリオール樹脂
がある。また、塩化ビニル系共重合体がエポキシ基を含
んでいる場合には、トリアジンチオールやジブチル錫ジ
ラウレート等の化合物が架橋剤として有効である。また
ガラス転移温度が目的の温度と異なる場合には、他の樹
脂を混合することにより目的を達成することが可能であ
る。例えば、この目的で塩化ビニル系共重合体に対して
混合する樹脂としては、相溶性にあるもので、例えばポ
リウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、セルロース系樹
脂、アクリル樹脂、アセタール樹脂がある。

【００３６】本発明の磁気記録媒体には、必要に応じ
て、ジブチルフタレート、トリフェニルフォスフェート
の様な可塑剤、ジオクチルスルホナトリウムサクシネー
ト、ｔ−ブチルフェノールポリエチレンエーテル、エチ
ルナフタレンスルホン酸ソーダ、ジラウリルサクシネー
ト、ステアリン酸金属塩、ステアリン酸エステル類のよ
うな炭化水素系潤滑剤、シリコンオイルのようなシリコ
ン系潤滑剤、パーフルオロポリエーテル、パーフルオロ
カルボン酸等のフッ素系潤滑剤、あるいはカーボンブラ
ック等の帯電防止剤を添加することもできる。アルミナ
あるいは酸化クロム等の研磨性のある無機顔料を含有さ
せることもできる。

【００３７】また、上記磁気記録媒体は、防錆剤等より
なるトップコート層やバックコートを必要に応じて設け
るようにしても良い。

【００３８】磁性層の構成としても、単層のもの、同時
２層塗布タイプのもの等、任意の構成とすることができ
る。

【００３９】

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
するが、本発明がこの実施例に限定されるものではない
ということはいうまでもない。

【００４０】例えば、今回はグラビアコーティングでの
単層塗布したテープで実験を行ったが、ダイコーティン
グでの単層、同時二層塗布でのテープ、ディスクで行っ
ても本発明の効果は変わらない。

【００４１】ここでは、メタル磁性粉を含有した単層の
塗布型テープに適用した実施例について説明する。

【００４２】実施例１磁性粉には、長軸長０．０８μｍ、比表面積５０ｍ²／
ｇの磁性粉を用いた。

【００４３】結合剤には、重合度が１５０、極性基はス
ルホン酸塩であり水酸基とエポキシ基を含有した塩化ビ
ニル系共重合体とスルホン酸塩基を含有した分子量３０
０００のポリエステルポリウレタンを使用した。

【００４４】磁性粉１００重量部と、塩化ビニル共重合
体７．１重量部、ウレタンバインダー７．１重量部、及
び溶剤（メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、トル
エン＝１：１：１）をエクストルーダー（栗本鉄工所社
製）で混練した。

【００４５】混練処理後、アルミナを３重量部加え、固
形分３５％になるよう先の溶剤で、希釈してサンドミル
を用いて５時間分散させて磁気塗料を作成した。

【００４６】フィルターを通して取り出し、更に硬化剤
としてコロネートＬ（日本ポリウレタン社製ポリイソシ
アネート）を磁性粉１００重量部に対して４重量部、滑
剤としてミリスチン酸１重量部とステアリン酸ブチルエ
ステル１重量部を添加して１０分間攪拌した。

【００４７】この磁性塗料を１０μｍ厚のポリエチレン
テレフタレートベース上に乾燥後の厚みが２μｍとなる
ように塗布し、磁場配向を行なった後乾燥し巻き取っ
た。

【００４８】これをカレンダー処理及び硬化処理し、バ
ックコートを乾燥後の厚みが０．５μｍになるように塗
布した後、８ｍｍ幅に裁断することによってサンプルテ
ープを作製した。

【００４９】実施例２〜３、比較例１〜２磁性粉とバインダーの重量比を表１、表２に示すように
変更した。他は実施例１と同様の条件で磁気テープを作
成した。

【００５０】なお、重量比を変更するにあたり、塩化ビ
ニル系共重合体、ウレタン樹脂の添加量は同比率で増減
している。

【００５１】実施例４〜９、比較例３〜１０実施例１〜３及び比較１〜２の比較実験と塩化ビニル系
共重合体の重合度を変更した以外は同様な実験を行っ
た。

【００５２】実施例１０〜１８実施例１〜９と塩化ビニル系共重合体の極性基を変更し
た以外は同様な実験を行った。

【００５３】実施例１９〜２０、比較例１１〜１４磁性粉の長軸長と比表面積を変更した磁性粉を使用した
以外は、実施例１と同様な実験を行った。

【００５４】これらのテープの評価には、電磁変換特性
とスチル耐久性を用いた。電磁変換特性は、データ８ｍ
ｍテープ用ドライブ（ＥＸＡＢＹＴＥ社製、ＥＸＢ−８
５０５ＸＬ）でテープを走行させ、磁気ヘッドに生ずる
信号出力を測定した。８．５ＭＨｚの出力成分につい
て、実施例１のテープをリファレンスとした結果を示
す。スチル耐久性は、同様のデータ８ｍｍテープ用ドラ
イブで室温でのスチル特性を測定した。

【００５５】測定結果を表１及び表２に示す。なお、こ
れら表中において、極性基の欄の「Ｓ」はスルホン酸塩
を、「Ｎ」はアンモニウム塩を表す。

【００５６】

【表１】

【００５７】

【表２】

【００５８】得られた結果から、高電磁変換特性でかつ
耐久性が良い磁気記録媒体を達成するためには、磁性粉
として長軸長０．１３ｍｍ以下でかつ比表面積（ＳＳ
Ａ）が５５ｍ²／ｇ以下である微粒子磁性粉は使用する
こと、磁性層中の磁性粉と結合剤の比（ＰＢ比）を７か
ら１２の範囲にすること、そのためにバインダーに平均
重合度が１００から２２０の範囲にあり、スルホン酸塩
基またはアンモニウム塩基と水酸基とエポキシ基とを有
する塩化ビニル系共重合体とを用いることが有効である
ことがわかる。

【００５９】

【発明の効果】以上の結果から明らかなように、本発明
によれば磁性粉粒子を微粒子化しつつ分散性の改善を図
ることができ、電磁変換特性、耐久性に優れた磁気記録
媒体を提供することが可能である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性基板上に少なくとも磁性層を有し
てなり、上記磁性層に含まれる磁性粉粒子の長軸長が０．１３μ
ｍ以下、且つ比表面積が５５ｍ²／ｇ以下であるととも
に、上記磁性層の結合剤として、スルホン酸塩基、アンモニ
ウム塩基の少なくとも１種と水酸基及びエポキシ基を有
し平均重合度が１００から２２０の範囲にある塩化ビニ
ル系共重合体を含有することを特徴とする磁気記録媒
体。
【請求項２】磁性層中の磁性粉粒子と結合剤との比が
７から１２の範囲であることを特徴とする請求項１記載
の磁気記録媒体。