JPH10320759A - ディスク状磁気記録媒体 - Google Patents

ディスク状磁気記録媒体

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JPH10320759A
JPH10320759A JP12984697A JP12984697A JPH10320759A JP H10320759 A JPH10320759 A JP H10320759A JP 12984697 A JP12984697 A JP 12984697A JP 12984697 A JP12984697 A JP 12984697A JP H10320759 A JPH10320759 A JP H10320759A
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JP
Japan
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magnetic
acid
layer
magnetic layer
lubricant
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Application number
JP12984697A
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English (en)
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Hiroshi Hashimoto
博司 橋本
Hitoshi Noguchi
仁 野口
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電磁変換特性、特に高密度記録特性が改良さ
れ、走行性、繰り返し走行耐久性、高温高湿下での保存
安定性に優れ、ライナーウェアが良く、起動トルクが低
いディスク状磁気記録媒体を提供する。 【解決手段】 非磁性支持体上に実質的に非磁性である
下層とその上に強磁性微粉末と結合剤を含む磁性層を設
けたディスク状磁気記録媒体において、前記磁性層及び
前記下層の各層は、それぞれ前記磁性層に含まれる前記
強磁性微粉末100重量部又は前記下層中に含まれる非
磁性微粉末100重量部に対しエステル系潤滑剤もしく
はジエステル系潤滑剤を10〜30重量部含み、且つ前
記磁性層の表面をオージェ電子分光法で測定したときの
C/Feピーク比を5〜80とし、エステル系潤滑剤、
ジエステル系潤滑剤のうち30%以上が不飽和化合物で
あるとよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、実質的に非磁性で
ある下層(以下単に下層ともいう)と、最上層に強磁性
微粉末を含む磁性層とを有する高密度記録用のディスク
状磁気記録媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】磁気ディスクの分野において、Co変性
酸化鉄を用いた2MBのMF−2HDフロッピーディス
クがパーソナルコンピュータに標準搭載されるようにな
った。しかし扱うデータ容量が急激に増加している今日
において、その容量は十分とは言えなくなり、フロッピ
ーディスクの大容量化・高転送レート化が望まれてい
る。従来、磁気記録媒体には酸化鉄、Co変性酸化鉄、
CrO2 、強磁性金属粉末、六方晶系フェライト粉末を
結合剤中に分散した磁性層を非磁性支持体に塗設したも
のが広く用いられる。この中でも強磁性金属微粉末と六
方晶系フェライト微粉末は高密度記録特性に優れている
ことが知られている。
【0003】高密度記録特性に優れる強磁性金属微粉末
を用いた大容量ディスクとしては10MBのMF−2T
D、21MBのMF−2SDまたは六方晶フェライトを
用いた大容量ディスクとしては4MBのMF−2ED、
21MBフロプティカルなどがあるが、容量、転送レー
トの面で十分とは言えなかった。このような状況に対
し、高密度記録特性を向上させる試みが多くなされてい
る。一方、磁気記録媒体は、電磁変換特性の向上のた
め、磁性層表面はますます平滑化が必要である。このた
め従来公知の潤滑剤では十分な走行性、繰り返し走行
性、耐久性に効果を発揮し得なくなってきている。OA
機器としてのミニコン、パソコンの普及にともない外部
記憶媒体としての磁気記録ディスクの普及が著しく、そ
の使用環境も広がっており、温湿度に関し幅広い環境条
件下で使用・保存されるようになり、また使用環境も塵
埃が多い場所でも使用されるようになってきた。このた
め幅広い環境条件での使用に耐える潤滑性能が必要とさ
れている。
【0004】潤滑剤としては従来、鉱物油、シリコンオ
イル、高級アルコール、高級脂肪酸、脂肪酸エステル、
牛脂、鯨油、鮫油の動物油あるいは植物油などが用いら
れてきたが、いずれも耐久性が不良であった。耐久性向
上のために特公昭51−39081号公報をはじめ周知
のように飽和及び不飽和の脂肪酸とアルコールのモノエ
ステルが多用されている。しかし、超平滑磁性面による
高密度記録の磁気記録媒体ではモノエステルでは耐久性
が不十分であった。また多価アルコールの脂肪酸エステ
ルが特公昭41−18063号公報(カルボン酸と2価
アルコールのエステル)、特公昭58−31655号公
報(オレイン酸グリセリドトリエステル)、特開昭54
−21806号公報(3以上の不飽和結合を含むアルコ
ールの脂肪酸エステル)、また特開昭61−19842
2号公報(多価アルコールと脂肪酸のエステル)等に開
示されているが、これら潤滑剤が結合剤樹脂との相溶性
が大き過ぎて磁性層内に潤滑剤が溶解し、磁性層表面に
浸出しにくく、潤滑剤としての機能が発現しにくいので
はないかと推定される。また硬化剤として結合剤樹脂に
含まれるポリイソシアネートとOH基は反応するので、
硬化剤と結合剤樹脂との反応が阻害されるためと考えら
れる。
【0005】その他の該モノエステルを開示するものと
して、特公昭47−12950号公報には、不飽和アル
コールの脂肪酸エステル、例えばステアリン酸ビニルが
記載され、特開昭55−139637号公報には脂肪酸
エステル、脂肪酸アミドおよび脂肪酸の併用が開示され
ている。また、特開昭58−164025号公報には不
飽和脂肪酸エステルを、特開昭59−148131号公
報には不飽和脂肪酸エステルおよび炭化水素との併用を
開示し、特開昭62−1118号公報では分岐アルコー
ルの不飽和脂肪酸エステルを開示しているが、いずれも
耐久性は不十分であった。上記に示す従来の潤滑剤で
は、その潤滑効果を高めるため使用量を多くすると、磁
性塗膜の機械的強度が弱くなり磁性層が削れ易く、削れ
た粉が走行経路を汚したり、あるいは十分な耐久性が得
られなかったりした。またとくにこれらの開示例では高
温あるいは高湿環境で走行させたとき耐久性が不十分
で、ドロップアウトが多発しエラー発生が多いという欠
点を有していた。
【0006】そこで、耐久性と電磁変換特性の両立を狙
って特開平8−167137号公報では不飽和脂肪酸の
ジエステルが開示されている。しかし、特開平8−16
7137号公報では比較的低回転数のドライブを用いた
評価であり、高転送レート化を狙った回転数が高いドラ
イブにおいては十分な耐久性を確保することができなか
った。また、電磁変換特性と耐久性を両立するために、
特開平4−117614号公報、特開平6−21536
0号公報ではAl元素を含有する強磁性金属粉末を用い
ている。しかしこれらの発明では潤滑剤としては比較的
低分子かつモノエステルであるブチルステアレートを用
いており、十分な耐久性を得ることはできなかった。ま
た、特開平4−117614号公報では、下層として非
磁性層を設けていないため、潤滑剤の供給が不十分であ
り、この点でも十分な耐久性を得ることはできなかっ
た。特開平6−215360号公報については、8ミリ
ビデオによる100回繰り返し走行耐久評価において効
果を確認しているが、本発明にあるような高速回転磁気
ディスクシステムによる過酷な評価では十分な耐久性は
確保できないという問題があった。
【0007】
【本発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、電
磁変換特性、特に高密度記録特性が格段に改良され、か
つ走行性、繰り返し走行耐久性、高温高湿下での保存安
定性に優れ、ライナーウェアが良く、起動トルクが低い
ディスク状磁気記録媒体を提供することを目的としてい
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、以下の
構成により達成される。 (1)非磁性支持体上に実質的に非磁性である下層とそ
の上に強磁性微粉末と結合剤を含む磁性層を設けたディ
スク状磁気記録媒体において、前記磁性層及び前記下層
の各層は、それぞれ前記磁性層に含まれる前記強磁性微
粉末100重量部又は前記下層中に含まれる非磁性微粉
末100重量部に対しエステル系潤滑剤もしくはジエス
テル系潤滑剤を10〜30重量部含み、且つ前記磁性層
の表面をオージェ電子分光法で測定したときのC/Fe
ピーク比が5〜80であることを特徴とするディスク状
磁気記録媒体。
【0009】(2)前記エステル系潤滑剤又はおよびジ
エステル系潤滑剤のうち30%以上が不飽和化合物であ
ることを特徴とする上記(1)記載の磁気記録媒体。 (3)前記強磁性微粉末のAl/Feが5原子%〜30
原子%であることを特徴とする上記(1)記載のディス
ク状磁気記録媒体。 (4)回転数700rpm 以上の記録再生システム用であ
ることを特徴とする上記(1)記載のデイスク状磁気記
録媒体。 (5)面記録密度が0.2〜2Gbit/inch2 であり、前
記磁性層の乾燥厚みが0.05〜0.25μmであり、
且つΦmが8×10-3〜1×10-3emu/cm2 であること
を特徴とする上記(1)記載のデイスク状磁気記録媒
体。
【0010】なお、本発明でいう磁性層表面のオージェ
電子分光法によるC/Feピーク比とは、磁性層表面の
潤滑剤の存在量を示す指標となるものである。これは、
試料に電子線を当てて試料から出てくるオージェ電子の
運動エネルギーから元素の種類を判定し、オージェ電子
線量から元素の量を測定する原理を利用したものであ
る。磁性層表面をオージェ分光分析すると磁性体由来の
鉄原子のピーク及びバインダーと潤滑剤由来の炭素のピ
ークが現れる。しかし、炭素のピークのほとんどは潤滑
剤由来のものである。その根拠は、本発明の磁気ディス
クをヘキサン処理して本発明に係わる潤滑剤を除いてオ
ージェ電子分光法により磁性層表面を測定するとFeピ
ークが強くでるが結合剤が寄与するCピークは弱く、逆
にヘキサン処理しないとCピークが強くでるためであ
る。即ち、磁性層表面をオージェ分光分析すると磁性体
由来の鉄原子のピーク及び結合剤と潤滑剤由来の炭素の
ピークが現れるが、炭素のピークのほとんどは本発明に
係わる潤滑剤由来のものとみなすことができるからであ
る。
【0011】本発明において、オージェ電子分光法によ
るC/Feの測定は、以下により求められる値を指す。 上記条件で、Kinetic Energy 130から730eV の範囲を3
回積算し、炭素のKLLピークと鉄のLMM ピークの強度を
微分形で求め、C/Feの比をとることで求める。
【0012】本発明のデイスク状磁気記録媒体の磁性層
表面のオージェ電子分光法によるC/Feピーク比は、
5〜80であるが、これに対し、従来のフロッピーディ
スク等では100以上である。このことから、本発明の
デイスク状磁気記録媒体は、従来のフロッピーディスク
等よりも、その磁性層表面に存在する潤滑剤量が顕著に
少ないことがわかる。一方、本発明のデイスク状磁気記
録媒体の磁性層及び下層の各層に含まれる潤滑剤量は、
それぞれ強磁性微粉末又は非磁性微粉末100重量部に
対し10〜30重量部である。これは従来のフロッピー
ディスク等が含む量とほぼ同等である。よって、本発明
のデイスク状磁気記録媒体は、その磁性層及び下層に含
む潤滑剤量が従来のフロッピーディスク等とほぼ同量で
あるにも関わらず、磁性層表面に存在する潤滑剤量が従
来のフロッピーディスク等に比して顕著に少ないもので
ある。
【0013】従来のフロッピーディスクの欠点として、
耐久性を向上させるために潤滑剤量を多くすると、表面
に、潤滑剤量が多くなりその結果、静止時に磁性層表面
と磁気ヘッドとの張りつきが生じ、起動時トルクが大き
くなる欠点がある。また、起動時トルクを下げるため、
潤滑剤量を少なくすると、摩擦係数が高くなり耐久性が
悪くなる。これらの欠点は、高密度記録等によって高速
回転を行う場合、より顕著に表れる。本発明のディスク
状磁気記録媒体は従来のフロッピーディスクに比べ磁性
層、下層中のエステル又はジエステル系潤滑剤量がほぼ
同等であるにも関わらず、磁性層表面に存在する潤滑剤
を低い値に抑えることによって、極めて高度な耐久性を
達成し且つ、磁性層表面の硬度を高く保ち、高い耐傷性
を付与することができた。とりわけ回転数が700rpm
以上の高速回転の記録システム(例えばZIPのよう
な)で抜群の耐久性を達成できることが分かった。
【0014】さらに磁性層、下層内部に潤滑剤を多く含
んでおり徐々に表面に出て潤滑機能を発揮するため、長
期保存性にも優れることが分かった。本発明の潤滑剤の
存在形態すなわち、磁性層、下層内部に潤滑剤を多く存
在させ、表面には適量(オージエ電子分光法の主として
潤滑剤のC原子、磁性体のFe原子の検出量から求めた
C/Fe値で5〜80)存在させることを実現するため
の手段として、下記の方法がある。
【0015】 潤滑剤はエステル化合物、ジエステル
化合物で、特に不飽和C=Cを持つジエステル化合物、
エステル化合物がバインダー、及び非磁性粉末表面との
親和性があり好ましい。塗布層中の添加量は強磁性微粉
末、及び非磁性微粉末100重量部に対して10〜30
重量部である。 磁性層のバインダー量は硬化剤を含めて強磁性微粉
末100重量部に対し10〜25重量部、下層のバイン
ダー量は非磁性微粉末100重量部に対し25〜40重
量部と下層の方にバインダー量を多くすることが望まし
い。 特に下層用バインダーはSO3 Naのような強い極
性基と骨格に芳香環を多く含有する構造が好ましい。こ
れにより潤滑剤と下層バインダーとの親和性がより高ま
り潤滑剤が下層に多く且つ安定的に存在することができ
る。潤滑剤とバインダーの親和性が高すぎてバインダー
と潤滑剤が完全に分子レベルで相溶するようになると潤
滑剤は上層に移行する事ができなくなるため好ましくな
い。
【0016】本発明のディスク媒体の表面には従来のも
のより少量の潤滑剤であるがエステル、ジエステル化合
物が必要十分に存在し、高速で回転するディスクとヘッ
ドの間の摩擦熱で温度が上昇しても、強い分子間相互作
用によって揮発しにくく、潤滑膜の膜切れを起こすこと
なく安定した流体潤滑を維持することができる。本発明
でAl/Feが5原子%〜30原子%である強磁性金属
微粉末のとき高温高湿保存安定性を向上することができ
る。これはもともとジエステルは親水性が高く吸湿しや
すいため加水分解されやすい性質がある。磁性体表面の
触媒活性作用でさらにこの問題が強くなり高温高湿で保
存すると更にジエステルが分解しやすくなる。Al/F
eが5原子%〜30原子%である強磁性金属微粉末の場
合はこの影響が小さく、分解しにくくなることがわかっ
た。この結果、高温高湿下で保存した後でも耐久性はほ
とんど低下することなく保存前のディスクの特性を発揮
することができる。
【0017】本発明において、面記録密度とは線記録密
度とトラック密度を掛け合わせたものである。線記録密
度は記録方向1インチ当たりに記録する信号のビット数
である。トラック密度とは1インチ当たりのトラック数
である。これら線記録密度、トラック密度、面記録密度
はシステムによって決まる値である。
【0018】マルチメデイア化が進むパソコンの分野で
はこれまでのフロッピーデイスクに代わる大容量の記録
メデイアが注目され始め、米国IOMEGA(アイオメ
ガ)社からZIPデイスク(面記録密度:96Mbit/in
ch2 )として販売された。これは本件出願人が開発した
ATOMM(Advanced Super Thin
Layer & High Output Meta
l Media Technology)型であり、3.
7 インチで100MB以上の記録容量を持った製品が販
売されている。100〜120MBの容量はMO(3.5
インチ)とほぼ同じ容量であり、1枚で新聞記事なら7
〜8月分収まるものである。データ(情報)の書き込み
・読み出し時間を示す転送レートは、1秒当たり2MB
以上とハードデイスク並であり、これまでのFDの20
倍、MOの2倍以上の早さを有し非常に大きな利点を持
つ。さらに下層と薄層磁性層を有するこの記録媒体は現
在のFDと同じ塗布型メデイアで大量生産が可能であ
り、MOやハードデイスクに比べて低価格であるという
メリットを有する。
【0019】本発明者らは、この様な媒体の知見をもと
に鋭意研究を行った結果、前記ZIPデイスクやMO
(3.5 インチ)よりも格段に記録容量の大きい面記録密
度が0.2〜2Gbit/inch2 という磁気ディスクが得ら
れたものである。本発明において、Φmとは磁気記録媒
体の片側の単位面積当たりの磁性層からVSM振動試料
型磁束計(東英工業社製)を用い、Hm10kQeで直
接観測される磁気モーメント量(単位emu/cm2 )であ
り、VSMで求められ、磁束密度Bm(単位G=4πem
u/cm3 )に厚み(cm)を掛けたものに等しい。従ってΦ
mはemu/cm2 またはG・cmで表される。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を明ら
かにするが、本発明はこれに限定されない。本発明のデ
ィスク状磁気記録媒体は、非磁性支持体の片面または両
面上に実質的に非磁性層である下層とその上に磁性層が
形成されたものである。片面のみの場合には、支持体の
裏側にはバックコート層が形成されることがある。磁性
層には、潤滑剤、バインダー、磁性体、カーボンブラッ
ク、研磨剤、その他の添加剤などが使用される。
【0021】(1) 潤滑剤 実質的に非磁性である下層とその上の磁性層にエステル
系潤滑剤もしくはジエステル系潤滑剤を用いる。ここで
用いることができるジエステル系潤滑剤として次のよう
な式で表すことができる例を挙げることができる。 R1 COOROCOR2 又は R1 OCORCOOR2
【0022】式中、Rは、エチレングリコール、ネオペ
ンチルグリコール、プロパンジオール、プロピレングリ
コール、ブタンジオールなどの残基などが好ましい。R
1 、R2 は、アルキル又はアルケニル基を表す。これら
は分岐でも直鎖でもかまわない。ただし、C=Cで表す
ことのできる不飽和結合が含まれる基の方が好ましい。
また、その両者は構造が同一である方がさらに好まし
い。R1 、R2 の炭素数は5〜21、好ましくは7〜1
7、さらに好ましくは9〜13が望ましい。R1、R2
の炭素鎖の長さが短か過ぎると余り好ましくない。短か
過ぎると揮発しやすくなること。揮発しやすくなれば、
磁気ヘッドとの間で生じる摩擦熱などで磁性層が高温に
なった際、それが揮発して磁性層における潤滑剤の表面
量が減り、耐久性が低下する結果にもなるからである。
炭素鎖の長さが長過ぎると粘度が高くなり、流体潤滑性
能が低下して耐久性が低下するおそれもあり、余り好ま
しくない。
【0023】上記のR1 COOROCOR2 は、HO−
R−OHで表されるジオールと、R 1 COOHおよびR
2 COOHで表される不飽和脂肪酸とのジエステルであ
る。該不飽和脂肪酸としては、4−ドデセン酸、5−ド
デセン酸、11−ドデセン酸、cis−9−トリデセン
酸、ミリストレイン酸、5−ミリストレイン酸、6−ペ
ンタデセン酸、7−パルミトレイン酸、cis−9−パ
ルミトレイン酸、7−ヘプタデセン酸、オレイン酸、エ
ラジン酸、cis−6−オクタデセン酸、trans−
11−オクタデセン酸、cis−11−エイコセン酸、
cis−13−ドコセン酸、15−テトラコセン酸、1
7−ヘキサコセン酸、cis−9,cis−12−オク
タジエン酸、trans−9,trans−12−オク
タジエン酸、cis−9,trans−11,tran
s−13−オクタデカトリエン酸、cis−9,cis
−12,cis−15−オクタデカトリエン酸、ステア
ロール酸などの直鎖不飽和脂肪酸、5−メチル−2−ト
リデセン酸、2−メチル−9−オクタデセン酸、2−メ
チル−2−エイコセン酸、2,2−ジメチル−11−エ
イコセン酸などの分岐不飽和脂肪酸が挙げられる。
【0024】該ジオールとしては、エチレングリコー
ル、トリメチレングリコール、1,4−ブタンジオー
ル、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオ
ール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジ
オール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジ
オールなどの直鎖飽和両末端ジオール、プロピレングリ
コール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオ
ール、2,4−ペンタンジオール、2,2−ジメチル−
1,3−プロパンジオール(ネオペンチルグリコー
ル)、2,5−ヘキサンジオール、2−エチル−1,3
−ヘキサンジオール、3−メチル−1,6−ヘキサンジ
オール、1−メチル−1,7−ヘプタンジオール、2,
6−ジメチル−1,7−ペンタンジオール、1−メチル
−1,8−ノナンジオールなどの分岐飽和ジオール、2
−ブテン−1,4−ジオール、2,4−ヘキサジエン−
1,6−ジエンジオール、3−ペンテン−1,7−ジオ
ールなどの直鎖不飽和ジオール、2−メチル−2−ブテ
ン−1,4−ジオール、2,3−ジメチル−2−ブテン
−1,4−ジオール、2,6−ジメチル−3−ヘキセン
−1,6−ジオールなどの分岐不飽和ジオールが例示さ
れる。
【0025】これらのうち特に好ましい本発明のジエス
テル化合物は直鎖不飽和脂肪酸とのエステルである。具
体的には、ミリストレイン酸、5−ミリストレイン酸、
7−パルミトレイン酸、cis−9−パルミトレイン
酸、オレイン酸、エライジン酸、cis−6−オクタデ
セン酸(ペテロセリン酸)、trns−6−オクタデセ
ン酸(ペテロセエライジン酸)、trns−11−オク
タデセン酸(バセニン酸)、cis−11−エイコセン
酸、cis−13−ドコセン酸(エルカ酸)、cis−
9,cis−12−オクジエン酸(リノール酸)などの
直鎖不飽和脂肪酸とジエチレングリコール、トリメチレ
ングリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペン
タンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ペ
ンタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−
ノナンジオール、1,10−デカンジオールなどとのエ
ステルが好ましく、より好ましくは該直鎖不飽和脂肪酸
と1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオー
ル、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ペンタンジオ
ール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオ
ール、1,10−デカンジオールなどとのエステルであ
る。
【0026】また、上記のR1 OCORCOOR2 は、
HOCO−R−COOHで表されるジカルボン酸と、R
1 −OHおよびR2 −OHで表される鎖状不飽和アルコ
ールとのジエステルでもある。HOCO−R−COOH
で表されるジカルボン酸としては、マロン酸、コハク
酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン
酸、アゼライン酸、セバシン酸、メチルマロン酸、エチ
ルマロン酸、プロピルマロン酸、ブチルマロン酸等の飽
和ジカルボン酸、マレイン酸、フマル酸、グルタコン
酸、イタコン酸、ムコン酸等の不飽和ジカルボン酸が具
体例として挙げられる。
【0027】R1 −OHおよびR2 −OHで表される鎖
状不飽和アルコールとしては、cis−9−オクタデセ
ン−1−オール(オレイルアルコール)、trns−9
−オクタデセン−1−オール(エライジルアルコー
ル)、9,10−オクタデセジエン−1−オール(リノ
レイルアルコール)、9,12,15−オクタデセトリ
エン−1−オール(リノレニルアルコール)、cis−
9−trns−11,13−オクタデセトリエン−1−
オール(エレオステアリルアルコール)、2−ペンタデ
セン−1−オール、2−ヘキサデセン−1−オール、2
−ヘプタデセン−1−オール、2−オクタデセン−1−
オール、15−ヘキサデセン−1−オール等が具体例と
して挙げられる。
【0028】これらのうち特に好ましい本発明の化合物
は、直鎖不飽和アルコールと、飽和ジカルボン酸とのエ
ステルである。具体的には、アルコール成分としては、
オレイルアルコール、エライジルアルコール、リノレイ
ルアルコール、リノレニルアルコール、エレオステアリ
ルアルコール等であり、ジカルボン酸成分としては、マ
ロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、メチルマ
ロン酸、エチルマロン酸、プロピルマロン酸、ブチルマ
ロン酸等であり、これら間のジエステルである。更に好
ましくは、マロン酸、コハク酸と、オレイルアルコー
ル、エライジルアルコール、リノレイルアルコール、リ
ノレニルアルコールとの間のジエステルである。このよ
うなジエステルとしては、次のような好ましい例を挙げ
ることができる。すなわち、ネオペンチルグリコールジ
オレート、エチレングリコールジオレート、ネオペンチ
ルグリコールジデカノエート、プロパンジオールジミリ
ステートなどを挙げることができる。その他にも次のよ
うな例を挙げることができる。
【0029】
【化1】
【0030】これらのジエステルは1種単独で使用して
もよく、また、2種以上を混合して用いることもでき
る。さらに下層及び磁性層には、単独であるいはジエス
テル系潤滑剤とともにエステル系潤滑剤を用いてもよ
い。そのようなエステル系潤滑剤としては、飽和脂肪酸
エステル、不飽和脂肪酸エステル、アルキレンオキサイ
ド付加アルコールと脂肪酸とのエステルなどが好まし
い。具体的には、ブチルステアレート、ブチルパルミテ
ート、ブチルミリステート、アミルステアレート、アミ
ルパルミテート、アミルミリステート、2−エチルヘキ
シルステアレート、オレイルオレエート、オレイルステ
アレート、ブトキシエチルステアレート、ブトキシジエ
チレングリコールステアレート、などが好ましい。
【0031】ジエステル系潤滑剤及びエステル系潤滑剤
は、磁性層に含まれる強磁性微粉末100重量部又は下
層中に含まれる非磁性微粉末100重量部に対し、10
〜30重量部好ましくは12〜20部重量含む。ジエス
テル化合物とエステル化合物は混合して用いても良い。
この場合、ジエステル化合物はジエステルとエステルの
全体量に対して30%以上であることが好ましい。ジエ
ステル系潤滑剤、エステル系潤滑剤とともにその他の潤
滑剤を用いることもできる。そのような潤滑剤として
は、例えば炭素数12〜22の不飽和脂肪酸が好まし
い。特に好ましくは、パルミトレイン酸、オレイン酸、
エルカ酸、リノール酸などを挙げることができる。
【0032】(2) バインダー 上記のような潤滑剤とともに、下層及び磁性層に一般的
には原則としてバインダーを用いる。バインダーとして
は例えば塩化ビニル系バインダー、あるいはポリウレタ
ン系バインダーが好ましい。ポリウレタン系バインダー
としては、具体的には、ポリエステルウレタン、ポリエ
ーテルウレタン、ポリカーボネートウレタン、ポリエー
テルエステルウレタン、アクリル系ポリウレタン等を用
いることができる。その中でも特に、極性基を含有し骨
格に芳香環を3.5mmol/g〜7mmol/g含むポリウレタン
が好ましい。芳香環をこの範囲に含むポリウレタン系バ
インダーは、上記したエステル潤滑剤、ジエステル潤滑
剤との親和性が高く表面潤滑剤量を最適な範囲に制御す
る。
【0033】ポリウレタン系バインダーが有するとよい
極性基としては、具体的にはスルホン酸塩、スルファミ
ン酸塩、スルホベタイン、リン酸塩、ホスホン酸塩など
が好ましい。極性基の含有量は1×10-5eq/g〜2×1
-4eq/gが好ましい。特に下層用バインダーは、SO3
Naのような強い極性基を有するとともに骨格に芳香環
を多く含有する構造が好ましい。これにより潤滑剤と下
層バインダーとの親和性がより高まり、潤滑剤は下層に
多く且つ安定的に存在することができるようになってよ
い。反対に、潤滑剤とバインダーの親和性が高すぎれ
ば、バインダーと潤滑剤が完全に分子レベルで相溶する
ようになり、潤滑剤は上層に移行する事ができなくなる
ため好ましくない。
【0034】上記のバインダーの場合、その数平均分子
量は1,000〜200,000、好ましくは10,0
00〜100,000であるとよい。ガラス転移温度が
−50〜150℃、好ましくは0℃〜100℃、破断伸
びが100〜2000%、破断応力は0.05〜10Kg
/mm2、降伏点は0.05〜10Kg/mm2が好ましい。この
他にもバインダーとしては従来公知の熱可塑系樹脂、熱
硬化系樹脂、反応型樹脂やこれらの混合物が使用され
る。熱可塑系樹脂としては、ガラス転移温度が−100
〜150℃、数平均分子量が1,000〜200,00
0、好ましくは10,000〜100,000、重合度
が約50〜1,000程度のものである。
【0035】このような例としては、酢酸ビニル、ビニ
ルアルコール、マレイン酸、アクルリ酸、アクリル酸エ
ステル、塩化ビニリデン、アクリロニトリル、メタクリ
ル酸、メタクリル酸エステル、スチレン、ブタジエン、
エチレン、ビニルブチラール、ビニルアセタール、ビニ
ルエーテル、等を構成単位として含む重合体または共重
合体、ポリウレタン樹脂、各種ゴム系樹脂がある。ま
た、熱硬化性樹脂または反応型樹脂としてはフェノール
樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキ
ド樹脂、アクリル系反応樹脂、ホルムアルデヒド樹脂、
シリコーン樹脂、エポキシ−ポリアミド樹脂等があげら
れる。これらの樹脂については朝倉書店発行の「プラス
チックハンドブック」に詳細に記載されている。また、
公知の電子線硬化型樹脂を各層に使用することも可能で
ある。これらの例とその製造方法については特開昭62
−256219に詳細に記載されている。以上の樹脂は
単独または組合せて使用できるが、好ましいものとして
塩化ビニル樹脂、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
ル酢酸ビニル無水マレイン酸共重合体、から選ばれる少
なくとも1種とポリウレタン樹脂の組合せ、またはこれ
らにポリイソシアネートを組み合わせたものがあげられ
る。
【0036】ここに示したすべてのバインダーについ
て、より優れた分散性と耐久性を得るためには必要に応
じ、−COOM、−SO3 M、−OSO3 M、−P=O
(OM)2 、−O−P=O(OM)2 、(以上につきM
は水素原子、またはアルカリ金属塩基)、OH、N
2 、N+ 3 (Rは炭化水素基)、エポキシ基、S
H、CN、などから選ばれる少なくともひとつ以上の極
性基を共重合または付加反応で導入したものをもちいる
ことが好ましい。このような極性基の量は10-1〜10
-8mol/g であり、好ましくは10-2〜10-6mol/g であ
る。
【0037】本発明に用いられるこれらのバインダーの
具体的な例としてはユニオンカーバイト社製VAGH、
VYHH、VMCH、VAGF、VAGD、VROH、
VYES、VYNC、VMCC、XYHL、XYSG、
PKHH、PKHJ、PKHC、PKFE、日信化学工
業社製MPR−TA、MPR−TA5、MPR−TA
L、MPR−TSN、MPR−TMF、MPR−TS、
MPR−TM、MPR−TAO、電気化学社製1000
W、DX80、DX81、DX82、DX83、100
FD、日本ゼオン社製MR−104、MR−105、M
R110、MR100、MR555、400X−110
A、日本ポリウレタン社製ニッポランN2301、N2
302、N2304、大日本インキ社製パンデックスT
−5105、T−R3080、T−5201、バ−ノッ
クD−400、D−210−80、クリスボン610
9、7209、東洋紡社製バイロンUR8200、UR
8300、UR−8700、RV530、RV280、
大日精化社製、ダイフェラミン4020、5020、5
100、5300、9020、9022、7020、三
菱化成社製MX5004、三洋化成社製サンプレンSP
−150、旭化成社製サランF310,F210などが
あげられる。
【0038】本発明で磁性層に用いられるバインダーの
量は硬化剤を含めて強磁性体微粉末100重量部に対し
10〜25重量部、下層のバインダーの量は非磁性微粉
末100重量部に対し25〜40重量部とするとよい。
磁性層中より下層の方にバインダー量を多くするのが好
ましい。微量の脱塩素によりヘッド腐食が起こる場合
は、ポリウレタンのみまたはポリウレタンとイソシアネ
ートのみを使用することも可能である。
【0039】本発明の磁気記録媒体は二層以上からな
る。従って、バインダー量、バインダー中に占める塩化
ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイソシアネー
ト、あるいはそれ以外の樹脂の量、磁性層を形成する各
樹脂の分子量、極性基量、あるいは先に述べた樹脂の物
理特性などを必要に応じ下層、各磁性層とで変えること
はもちろん可能であり、むしろ各層で最適化すべきであ
り、多層磁性層に関する公知技術を適用できる。例え
ば、各層でバインダー量を変更する場合、磁性層表面の
擦傷を減らすためには磁性層のバインダー量を増量する
ことが有効であり、ヘッドに対するヘッドタッチを良好
にするためには、下層のバインダー量を多くして柔軟性
を持たせることができる。
【0040】本発明に硬化剤として用いられるポリイソ
シアネートとしては、トリレンジイソシアネート、4,
4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチ
レンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、
ナフチレン−1,5−ジイソシアネート、o−トルイジ
ンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ト
リフェニルメタントリイソシアネート等のイソシアネー
ト類、また、これらのイソシアネート類とポリアルコー
ルとの生成物、また、イソシアネート類の縮合によって
生成したポリイソシアネート等を使用することができ
る。これらのイソシアネート類の市販されている商品名
としては、日本ポリウレタン社製、コロネートL、コロ
ネートHL、コロネート2030、コロネート203
1、ミリオネートMR、ミリオネートMTL、武田薬品
社製、タケネートD−102、タケネートD−110
N、タケネートD−200、タケネートD−202、住
友バイエル社製、デスモジュールL、デスモジュールI
L、デスモジュールN、デスモジュールHL、等があり
これらを単独または硬化反応性の差を利用して二つもし
くはそれ以上の組合せで各層とも用いることができる。
【0041】(3) 磁性体 磁性層には上記のようなバインダーなどとともに強磁性
体を使用する。強磁性体は原則として粉末で使用する。
磁性層に使用する強磁性粉末としては、α−Feを主成
分とする強磁性合金粉末が好ましい。これらの強磁性粉
末には所定の原子以外にAl、Si、S、Sc、Ca、
Ti、V、Cr、Cu、Y、Mo、Rh、Pd、Ag、
Sn、Sb、Te、Ba、Ta、W、Re、Au、H
g、Pb、Bi、La、Ce、Pr、Nd、P、Co、
Mn、Zn、Ni、Sr、Bなどの原子を含んでもかま
わない。特に、Al、Si、Ca、Y、Ba、La、N
d、Co、Ni、Bの少なくとも1つをα−Fe以外に
含むことが好ましく、Co、Y、Alの少なくとも一つ
を含むことがさらに好ましい。Coの含有量は、0原子
%以上40原子%以下が好ましく、さらに好ましくは1
5原子%以上35%以下、より好ましくは20原子%以
上35原子%以下である。Yの含有量は、1.5原子%
以上12原子%以下が好ましく、さらに好ましくは3原
子%以上10原子%以下、より好ましくは4原子%以上
9原子%以下である。Alは5原子%以上30原子%以
下が好ましく、さらに好ましくは5原子%以上15原子
%以下、より好ましくは7原子%以上12原子%以下で
ある。
【0042】これらの強磁性粉末にはあとで述べる分散
剤、潤滑剤、界面活性剤、帯電防止剤などで分散前にあ
らかじめ処理を行ってもかまわない。具体的には、特公
昭44−14090号、特公昭45−18372号、特
公昭47−22062号、特公昭47−22513号、
特公昭46−28466号、特公昭46−38755
号、特公昭47−4286号、特公昭47−12422
号、特公昭47−17284号、特公昭47−1850
9号、特公昭47−18573号、特公昭39−103
07号、特公昭46−39639号、米国特許第302
6215号、同3031341号、同3100194
号、同3242005号、同3389014号などに記
載されている。
【0043】強磁性合金微粉末には少量の水酸化物、ま
たは酸化物が含まれていてもよい。そのような合金微粉
末には、公知の製造方法により得られたものを用いるこ
とができる。そのような製造方法としては例えば、下記
の方法を挙げることができる。複合有機酸塩(主として
シュウ酸塩)と水素などの還元性気体で酸化物を還元す
る方法、酸化鉄を水素などの還元性気体で還元してFe
を得る方法、あるいは酸化物を水素などの還元性気体で
還元してFe−Co粒子などを得る方法、金属カルボニ
ル化合物を熱分解する方法、強磁性金属の水溶液に水素
化ホウ素ナトリウム、次亜リン酸塩あるいはヒドラジン
などの還元剤を添加して還元する方法、金属を低圧の不
活性気体中で蒸発させて微粉末を得る方法などである。
このようにして得られた強磁性合金粉末は公知の徐酸化
処理、すなわち有機溶剤に浸漬したのち乾燥させる方
法、有機溶剤に浸漬したのち酸素含有ガスを送り込んで
表面に酸化膜を形成したのち乾燥させる方法、有機溶剤
を用いず酸素ガスと不活性ガスの分圧を調整して表面に
酸化皮膜を形成する方法のいずれを施したものでも用い
ることができる。
【0044】本発明の磁性層で用いる強磁性粉末をBE
T法による比表面積で表せば45〜80m2/g、好ましく
は50〜70m2/gがよい。例えば40m2/g以下ではノイ
ズが高くなるおそれがあり、80m2/g以上では表面性が
得にくく、あまり好ましくない。磁性層で用いる強磁性
粉末の結晶子サイズは350〜80オングストローム、
好ましくは250〜100オングストローム、更に好ま
しくは200〜140オングストロームであるとよい。
また、長軸径は、0.02μm以上0.25μm以下で
あり、好ましくは0.05μm以上0.15μm以下で
あり、さらに好ましくは、0.06μm以上0.1μm
以下である。強磁性粉末の針状比は、3以上15以下が
好ましく、さらには5以上12以下が好ましい。σs
は、100〜180emu/g であり、好ましくは110em
u/g 〜170emu/g 、更に好ましくは125〜160em
u/g である。抗磁力は、1,400Oe以上3,500Oe
以下が好ましく、更に好ましくは1,800Oe以上3,
000Oe以下である。含水率は、0.01〜2%とする
のが好ましい。バインダーの種類によって強磁性粉末の
含水率は最適化するのが好ましい。
【0045】強磁性粉末のpHは、用いるバインダーと
の組合せにより最適化することが好ましい。その範囲は
4〜12であるが、好ましくは6〜10である。強磁性
粉末は必要に応じ、Al、Si、Pまたはこれらの酸化
物などで表面処理を施してもかまわない。その量は強磁
性粉末に対し0.1〜10%でありそのような表面処理
を施すと脂肪酸などの潤滑剤の吸着が100mg/m2 以下
になり好ましい。強磁性粉末には可溶性のNa、Ca、
Fe、Ni、Srなどの無機イオンを含む場合がある。
これらは、本質的に無い方が好ましいが、200 ppm以
下であれば特に特性に影響を与えることは少ない。ま
た、本発明に用いられる強磁性粉末は空孔が少ないほう
が好ましくその値は20容量%以下、さらに好ましくは
5容量%以下である。また形状については先に示した粒
子サイズについての特性を満足すれば針状、米粒状、紡
錘状のいずれでもかまわない。強磁性粉末の自体のSF
Dは小さい方が好ましく、0.8以下が好ましい。強磁
性粉末のHcの分布を小さくする必要がある。尚、SF
Dが0.8以下であると、電磁変換特性が良好で、出力
が高く、また、磁化反転がシャープでピークシフトも少
なくなり、高密度デジタル磁気記録に好適である。Hc
の分布を小さくするためには、強磁性金属粉末において
はゲータイトの粒度分布を良くする、焼結を防止するな
どの方法がある。
【0046】本発明の磁性層に使用する強磁性粉末とし
ては六方晶フェライト微粉末も使用できる。六方晶フェ
ライトとしてバリウムフェライト、ストロンチウムフェ
ライト、鉛フェライト、カルシウムフェライトの各置換
体、Co置換体等がある。具体的にはマグネトプランバ
イト型のバリウムフェライト及びストロンチウムフェラ
イト、スピネルで粒子表面を被覆したマグネトプランバ
イト型フェライト、更に一部スピネル相を含有したマグ
ネトプランバイト型のバリウムフェライト及びストロン
チウムフェライト等が挙げられ、その他所定の原子以外
にAl、Si、S、Sc、Ti、V、Cr、Cu、Y、
Mo、Rh、Pd、Ag、Sn、Sb、Te、Ba、T
a、W、Re、Au、Hg、Pb、Bi、La、Ce、
Pr、Nd、P、Co、Mn、Zn、Ni、Sr、B、
Ge、Nbなどの原子を含んでもかまわない。一般には
Co−Ti、Co−Ti−Zr、Co−Ti−Zn、N
i−Ti−Zn、Nb−Zn−Co、Sb−Zn−C
o、Nb−Zn等の元素を添加した物を使用することが
できる。原料・製法によっては特有の不純物を含有する
ものもある。
【0047】粒子サイズは六角板径で10〜200nm、
好ましくは20〜100nmである。磁気抵抗ヘッドで再
生する場合は、低ノイズにする必要があり、板径は40
nm以下が好ましいが、10nm以下では熱揺らぎのため安
定な磁化が望めない。200nm以上ではノイズが高く、
いずれも高密度磁気記録には向かない。板状比(板径/
板厚)は1〜15が望ましい。好ましくは2〜7であ
る。板状比が小さいと磁性層中の充填性は高くなり好ま
しいが、十分な配向性が得られない。15より大きいと
粒子間のスタッキングによりノイズが大きくなる。
【0048】この粒子サイズ範囲のBET法による比表
面積は10〜200m2/gを示す。比表面積は概ね粒子板
径と板厚からの算術計算値と符号する。結晶子サイズは
50〜450オングストローム、好ましくは100〜3
50オングストロームである。粒子板径・板厚の分布は
通常狭いほど好ましい。数値化は困難であるが粒子TE
M写真より500粒子を無作為に測定する事で比較でき
る。分布は正規分布ではない場合が多いが、計算して平
均サイズに対する標準偏差で表すとσ/平均サイズ=
0.1〜2.0である。粒子サイズ分布をシャープにす
るには粒子生成反応系をできるだけ均一にすると共に、
生成した粒子に分布改良処理を施すことも行われてい
る。たとえば酸溶液中で超微細粒子を選別的に溶解する
方法等も知られている。磁性体で測定される抗磁力Hc
は500Oe〜5,000Oe程度まで作成できる。Hcは
高い方が高密度記録に有利であるが、記録ヘッドの能力
で制限される。通常800Oeから4,000Oe程度であ
るが、好ましくは1,500Oe以上、3,500Oe以下
である。ヘッドの飽和磁化が1.4テスラーを越える場
合は、2,000Oe以上にすることが好ましい。Hcは
粒子サイズ(板径・板厚)、含有元素の種類と量、元素
の置換サイト、粒子生成反応条件等により制御できる。
飽和磁化σsは40emu/g 〜80emu/g である。σsは
高い方が好ましいが微粒子になるほど小さくなる傾向が
ある。σs改良のためマグネトプランバイトフェライト
にスピネルフェライトを複合すること、含有元素の種類
と添加量の選択等が良く知られている。またW型六方晶
フェライトを用いることも可能である。磁性体を分散す
る際に磁性体粒子表面を分散媒、ポリマーに合った物質
で処理することも行われている。
【0049】表面処理材は無機化合物、有機化合物が使
用される。主な化合物としてはSi、Al、P、等の酸
化物または水酸化物、各種シランカップリング剤、各種
チタンカップリング剤が代表例である。量は磁性体に対
して0.1〜10%である。磁性体のpHも分散に重要
である。分散媒やポリマーの種類によるが、通常pH値
4〜12程度が最適値である。媒体の化学的安定性、保
存性を考慮して6〜10程度の値が選択される。磁性体
に含まれる水分も分散に影響する。磁性体に含まれる水
分の最適量は分散媒やポリマーの種類によって異なる
が、通常0.01〜2.0%の範囲が選ばれる。
【0050】六方晶フェライトの製法としては、酸化
バリウム・酸化鉄・鉄を置換する金属酸化物とガラス形
成物質として酸化ホウ素等を所望のフェライト組成にな
るように混合した後溶融し、急冷して非晶質体とし、次
いで再加熱処理した後、洗浄・粉砕してバリウムフェラ
イト結晶粉体を得るガラス結晶化法。バリウムフェラ
イト組成金属塩溶液をアルカリで中和し、副生成物を除
去した後100℃以上で液相加熱した後洗浄・乾燥・粉
砕してバリウムフェライト結晶粉体を得る水熱反応法。
バリウムフェライト組成金属塩溶液をアルカリで中和
し、副生成物を除去した後乾燥し1100℃以下で処理
し、粉砕してバリウムフェライト結晶粉体を得る共沈
法。等があるが、本発明は製法を選ばない。
【0051】(4) 実質的に非磁性である下層(単に下
層ともいう)に関する記載 次に下層を用いる場合、それに関する詳細な内容につい
て説明する。本発明の下層に用いられる無機粉末は、非
磁性粉末であり、例えば、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%以上のα−アルミナ、β−ア
ルミナ、γ−アルミナ、θ−アルミナ、炭化ケイ素、酸
化クロム、酸化セリウム、α−酸化鉄、ゲータイト、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、酸化スズ、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、粒度分布の小さい、機能付与の手段が多
いこと等から、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、α−
酸化鉄である。
【0052】非磁性粉末の粒子サイズは0.005〜2
μmが好ましいが、必要に応じて粒子サイズの異なる非
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
りわけ好ましいの非磁性粉末の粒子サイズは0.01μ
m〜0.2μmである。特に、非磁性粉末が粒状金属酸
化物である場合は、平均粒子径0.08μm以下が好ま
しく、針状金属酸化物である場合は、長軸長が0.3μ
m以下が好ましい。タップ密度は0.05〜2g/ml、好
ましくは0.2〜1.5g/mlである。非磁性粉末の含水
率は0.1〜5重量%、好ましくは0.2〜3重量%、
更に好ましくは0.3〜1.5重量%である。
【0053】非磁性粉末のpHは2〜11であるが、p
Hは5.5〜10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5〜80m2/g、更
に好ましくは10〜70m2/gである。非磁性粉末の結晶
子サイズは0.004μm〜1μmが好ましく、0.0
4μm〜0.1μmが更に好ましい。DBP(ジブチル
フタレート)を用いた吸油量は5〜100ミリリットル
/100g、好ましくは10〜80ミリリットル/100g、更
に好ましくは20〜60ミリリットル/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。
【0054】強熱減量は20重量%以下であることが好
ましく、本来ないことが最も好ましいと考えられる。本
発明に用いられる上記非磁性粉末のモース硬度は4以
上、10以下のものが好ましい。これらの粉体表面のラ
フネスファクターは0.8〜1.5が好ましく、更に好
ましいラフネスファクターは0.9〜1.2である。非
磁性粉末のSA(ステアリン酸)吸着量は1〜20μm
ol/m2 、好ましくは2〜15μmol/m2 、さら
に好ましくは3〜8μmol/m2 である。非磁性粉末
の25℃での水への湿潤熱は、200erg/m2〜600er
g/m2の範囲にあることが好ましい。また、この湿潤熱の
範囲にある溶媒を使用することができる。pHは3〜6
の間にあることが好ましい。非磁性粉末の水溶性Naは
0〜150ppm 、水溶性Caは0〜50ppm である。
【0055】これらの非磁性粉末の表面にはAl
2 3 、SiO2 、TiO2 、ZrO2 、SnO2 、S
2 3 、ZnO、Y2 3 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Al2 3 、Si
2 、TiO2 、ZrO2 であるが、更に好ましいのは
Al2 3 、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。
【0056】本発明の下層に用いられる非磁性粉末の具
体的な例としては、昭和電工製ナノタイト、住友化学製
HIT−100、ZA−G1、戸田工業社製αヘマタイ
トDPN−250、DPN−250BX、DPN−24
5、DPN−270BX、DBN−SA1、DBN−S
A3、石原産業製酸化チタンTTO−51B、TTO−
55A、TTO−55B、TTO−55C、TTO−5
5S、TTO−55D、SN−100、αヘマタイトE
270、E271、E300、E303、チタン工業製
酸化チタンSTT−4D、STT−30D、STT−3
0、STT−65C、αヘマタイトα−40、テイカ製
MT−100S、MT−100T、MT−150W、M
T−500B、MT−600B、MT−100F、MT
−500HD、堺化学製FINEX−25、BF−1、
BF−10、BF−20、ST−M、同和鉱業製DEF
IC−Y、DEFIC−R、日本アエロジル製AS2B
M、TiO2P25、宇部興産製100A、500A、
及びそれを焼成したものが挙げられる。
【0057】特に好ましい非磁性粉末は二酸化チタンと
α−酸化鉄である。α−酸化鉄(ヘマタイト)は以下の
ような諸条件の基で実施される。即ち、本発明における
α−Fe2 3 粒子粉末の製造は、針状ゲータイト粒子
を前駆体粒子とする。針状ゲータイト粒子は例えば次の
ような方法で製造できる。
【0058】第一鉄水溶液に等量以上の水酸化アルカ
リ水溶液を加え、水酸化第一鉄コロイドを含むpH11
以上の懸濁液を調製し、80℃以下の温度でこれに酸素
含有ガスを通気して第一鉄イオンに酸化反応を行わさ
せ、針状ゲータイト粒子を生成させる方法。 第一鉄塩水溶液と炭酸アルカリ水溶液とを反応させ、
得られるFeCO3 を含む懸濁液に酸素含有ガスを通気
して鉄イオンに酸化反応を行わさせ、紡錘状を呈した針
状ゲータイト粒子を生成させる方法。
【0059】第一鉄塩水溶液に等量未満の水酸化アル
カリ水溶液または炭酸アルカリ水溶液を添加し、得られ
る水酸化第一鉄コロイドを含む第一鉄塩水溶液に酸素含
有ガスを通気して鉄イオンに酸化反応を行わさせ、針状
ゲータイト核粒子を生成する。次いで、該針状ゲータイ
ト核粒子を含む第一鉄塩水溶液に、該第一鉄塩水溶液中
のFe2+に対し等量以上の水酸化アルカリ水溶液を添加
し、その後、酸素含有ガスを通気して前記針状ゲータイ
ト核粒子を成長させる方法。
【0060】 第一鉄水溶液に等量未満の水酸化アル
カリまたは炭酸アルカリ水溶液を添加して水酸化第一鉄
コロイドを含む第一鉄塩水溶液を調製し、得られた水溶
液に酸素含有ガスを通気して鉄イオンに酸化反応を行わ
させ、これによって針状ゲータイト核粒子を生成させ、
次いで、酸性乃至中性領域で前記針状ゲータイト核粒子
を成長させる方法。
【0061】尚、ゲータイト粒子の生成反応中に粒子粉
末の特性向上等の為に通常添加されているNi、Zn、
P、Si等の異種元素が添加されていても支障はない。
前駆体粒子である針状ゲータイト粒子を200〜500
℃の温度範囲で脱水するか、必要に応じて、更に350
〜800℃の温度範囲で加熱処理により焼き鈍しをして
針状α−Fe2 3 粒子を得る。尚、脱水または焼き鈍
しされる針状ゲータイト粒子の表面にP、Si、B、Z
r、Sb等の焼結防止剤が付着していても支障はない。
350〜800℃の温度範囲で加熱処理により焼き鈍し
をするのは、脱水されて得られた針状α−Fe2 3
子の粒子表面に生じている空孔を焼き鈍しにより、粒子
の極表面を溶融させて空孔をふさいで平滑な表面形態と
させる事が好ましいからである。
【0062】本発明において用いられるα−Fe2 3
粒子粉末は、前記脱水または焼き鈍しをして得られた針
状α−Fe2 3 粒子から次のようにして製造する。針
状α−Fe2 3 粒子を水溶液中に分散して懸濁液を得
る。得られた懸濁液にAl化合物を添加し、懸濁液のp
Hを調整するとともにα−Fe2 3 粒子の表面にその
Al化合物で被覆し、次いで、濾過、水洗、乾燥、粉
砕、必要により更に脱気・圧密処理等を施す。用いられ
るAl化合物は酢酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、
塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム等のアルミニウム
塩やアルミン酸ソーダ等のアルミン酸アルカリ塩を使用
することができる。この場合のAl化合物添加量はα−
Fe2 3 粒子粉末に対してAl換算で0.01〜50
重量%である。0.01重量%未満である場合には、結
合剤樹脂中における分散が不十分であり、50重量%を
超える場合には粒子表面に浮遊するAl化合物同士が相
互作用するために好ましくない。本発明における下層の
非磁性粉末においては、Al化合物とともにSi化合物
を始めとして、P、Ti、Mn、Ni、Zn、Zr、S
n、Sbから選ばれる化合物の1種または2種以上を用
いて被覆することもできる。Al化合物とともに用いる
これらの化合物の添加量はそれぞれα−Fe23 粒子
粉末に対して0.01〜50重量%の範囲である。0.
01重量%未満である場合には添加による分散性向上の
効果が殆どなく、50重量%を超える場合には、粒子表
面以外に浮遊する化合物同士が相互作用をする為に好ま
しくない。
【0063】二酸化チタンの製法に関しては以下の通り
である。これらの酸化チタンの製法は主に硫酸法と塩素
法がある。硫酸法はイルミナイトの源鉱石を硫酸で蒸解
し、Ti,Feなどを硫酸塩として抽出する。硫酸鉄を
晶析分離して除き、残りの硫酸チタニル溶液を濾過精製
後、熱加水分解を行なって、含水酸化チタンを沈澱させ
る。これを濾過洗浄後、夾雑不純物を洗浄除去し、粒径
調節剤などを添加した後、80〜1000℃で焼成すれ
ば粗酸化チタンとなる。ルチル型とアナターゼ型は加水
分解の時に添加される核剤の種類によりわけられる。こ
の粗酸化チタンを粉砕、整粒、表面処理などを施して作
成する。塩素法の原鉱石は天然ルチルや合成ルチルが用
いられる。鉱石は高温還元状態で塩素化され、TiはT
iCl4にFeはFeCl2 となり、冷却により固体と
なった酸化鉄は液体のTiCl4と分離される。得られ
た粗TiCl4 は精留により精製した後核生成剤を添加
し、1000℃以上の温度で酸素と瞬間的に反応させ、
粗酸化チタンを得る。この酸化分解工程で生成した粗酸
化チタンに顔料的性質を与えるための仕上げ方法は硫酸
法と同じである。
【0064】表面処理は上記酸化チタン素材を乾式粉砕
後、水と分散剤を加え、湿式粉砕、遠心分離により粗粒
分級が行なわれる。その後、微粒スラリーは表面処理槽
に移され、ここで金属水酸化物の表面被覆が行なわれ
る。まず、所定量のAl、Si、Ti、Zr、Sb、S
n、Znなどの塩類水溶液を加え、これを中和する酸、
またはアルカリを加えて、生成する含水酸化物で酸化チ
タン粒子表面を被覆する。副生する水溶性塩類はデカン
テーション、濾過、洗浄により除去し、最終的にスラリ
ーpHを調節して濾過し、純水により洗浄する。洗浄済
みケーキはスプレードライヤーまたはバンドドライヤー
で乾燥される。最後にこの乾燥物はジェットミルで粉砕
され、製品になる。
【0065】また、水系ばかりでなく酸化チタン粉体に
AlCl3 、SiCl4 の蒸気を通じその後水蒸気を流
入してAl、Si表面処理を施すことも可能である。そ
の他の顔料の製法についてはG.D.Parfitt and K.S.W. S
ing ”Characterization ofPowder Surfaces ”Academi
c Press,1976 を参考にすることができる。下層にカー
ボンブラックを混合させて公知の効果である表面電気抵
抗Rsを下げること、光透過率を小さくすることができ
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。また、下層にカーボンブラックを含ませること
で潤滑剤貯蔵の効果をもたらすことも可能である。カー
ボンブラックの種類はゴム用ファーネス、ゴム用サーマ
ル、カラー用ブラック、アセチレンブラック、等を用い
ることができる。下層のカーボンブラックは所望する効
果によって、以下のような特性を最適化すべきであり、
併用することでより効果が得られることがある。
【0066】下層のカーボンブラックの比表面積は10
0〜500m2/g、好ましくは150〜400m2/g、DB
P吸油量は20〜400ミリリットル/100g、好ましく
は30〜200ミリリットル/100gである。カーボンブ
ラックの粒子径は5mμ〜80mμ、好ましく10〜5
0mμ、さらに好ましくは10〜40mμである。カー
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/ミリリットルが好まし
い。本発明に用いられるカーボンブラックの具体的な例
としてはキャボット社製 BLACKPEARLS 2
000、1300、1000、900、800、88
0、700、VULCAN XC−72、三菱化成工業
社製 #3050B、#3150B、#3250B、#
3750B、#3950B、#950、#650B、#
970B、#850B、MA−600、MA−230、
#4000、#4010、コンロンビアカーボン社製
CONDUCTEX SC、RAVEN 8800、8
000、7000、5750、5250、3500、2
100、2000、1800、1500、1255、1
250、アクゾー社製ケッチェンブラックECなどがあ
げられる。カーボンブラックを分散剤などで表面処理し
たり、樹脂でグラフト化して使用しても、表面の一部を
グラファイト化したものを使用してもかまわない。ま
た、カーボンブラックを塗料に添加する前にあらかじめ
結合剤で分散してもかまわない。これらのカーボンブラ
ックは上記無機質粉末に対して50重量%を越えない範
囲、下層総重量の40%を越えない範囲で使用できる。
これらのカーボンブラックは単独、または組合せで使用
することができる。本発明で使用できるカーボンブラッ
クは例えば「カーボンブラック便覧」(カーボンブラッ
ク協会編)を参考にすることができる。
【0067】また下層には有機質粉末を目的に応じて、
添加することもできる。例えば、アクリルスチレン系樹
脂粉末、ベンゾグアナミン樹脂粉末、メラミン系樹脂粉
末、フタロシアニン系顔料が挙げられるが、ポリオレフ
ィン系樹脂粉末、ポリエステル系樹脂粉末、ポリアミド
系樹脂粉末、ポリイミド系樹脂粉末、ポリフッ化エチレ
ン樹脂も使用することができる。その製法は特開昭62
−18564号、特開昭60−255827号に記され
ているようなものが使用できる。下層の結合剤樹脂、潤
滑剤、分散剤、添加剤、溶剤、分散方法その他は以下に
記載する磁性層のそれが適用できる。特に、結合剤樹脂
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。
【0068】(5) カーボンブラック、研磨剤 本発明の磁性層に使用されるカーボンブラックはゴム用
ファーネス、ゴム用サーマル、カラー用ブラック、アセ
チレンブラック、等を用いることができる。比表面積は
5〜500m2/g、DBP吸油量は10〜400ミリリッ
トル/100g、粒子径は5mμ〜300mμ、pHは2〜
10、含水率は0.1〜10%、タップ密度は0.1〜
1g/cc、が好ましい。本発明に用いられるカーボンブラ
ックの具体的な例としてはキャボット社製、BLACK
PEARLS 2000、1300、1000、90
0、905、800、700、VULCAN XC−7
2、旭カーボン社製、#80、#60、#55、#5
0、#35、三菱化成工業社製、#2400B、#23
00、#900、#1000、#30、#40、#10
B、コロンビアンカーボン社製、CONDUCTEX
SC、RAVEN 150、50、40、15、RAV
EN−MT−P、日本EC社製、ケッチェンブラックE
C、などがあげられる。カーボンブラックを分散剤など
で表面処理したり、樹脂でグラフト化して使用しても、
表面の一部をグラファイト化したものを使用してもかま
わない。また、カーボンブラックを磁性塗料に添加する
前にあらかじめ結合剤で分散してもかまわない。これら
のカーボンブラックは単独、または組合せで使用するこ
とができる。カーボンブラックを使用する場合は磁性体
に対する量の0.1〜30%でもちいることが好まし
い。カーボンブラックは磁性層の帯電防止、摩擦係数低
減、遮光性付与、膜強度向上などの働きがあり、これら
は用いるカーボンブラックにより異なる。従って本発明
に使用されるこれらのカーボンブラックは磁性層、下層
でその種類、量、組合せを変え、粒子サイズ、吸油量、
電導度、pHなどの先に示した諸特性をもとに目的に応
じて使い分けることはもちろん可能であり、むしろ各層
で最適化すべきものである。本発明の磁性層で使用でき
るカーボンブラックは例えば「カーボンブラック便覧」
(カーボンブラック協会編)を参考にすることができ
る。
【0069】本発明に用いられる研磨剤としてはα化率
90%以上のα−アルミナ、β−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、人造ダイアモンド、窒化珪素、炭化珪素チタンカー
バイト、酸化チタン、二酸化珪素、窒化ホウ素、など主
としてモース硬度6以上の公知の材料が単独または組合
せで使用される。また、これらの研磨剤どうしの複合体
(研磨剤を他の研磨剤で表面処理したもの)を使用して
もよい。これらの研磨剤には主成分以外の化合物または
元素が含まれる場合もあるが主成分が90%以上であれ
ば効果にかわりはない。これら研磨剤の粒子サイズは
0.01〜2μが好ましく、特に電磁変換特性を高める
ためには、その粒度分布が狭い方が好ましい。また耐久
性を向上させるには必要に応じて粒子サイズの異なる研
磨剤を組み合わせたり、単独の研磨剤でも粒径分布を広
くして同様の効果をもたせることも可能である。タップ
密度は0.3〜2g/cc、含水率は0.1〜5%、pHは
2〜11、比表面積は1〜30m2/g、が好ましい。本発
明に用いられる研磨剤の形状は針状、球状、サイコロ
状、のいずれでも良いが、形状の一部に角を有するもの
が研磨性が高く好ましい。具体的には住友化学社製AK
P−12、AKP−15、AKP−20、AKP−3
0、AKP−50、HIT20、HIT−30、HIT
−55、HIT60、HIT70、HIT80、HIT
100、レイノルズ社製、ERC−DBM、HP−DB
M、HPS−DBM、不二見研磨剤社製、WA1000
0、上村工業社製、UB20、日本化学工業社製、G−
5、クロメックスU2、クロメックスU1、戸田工業社
製、TF100、TF140、イビデン社製、ベータラ
ンダムウルトラファイン、昭和鉱業社製、B−3などが
挙げられる。これらの研磨剤は必要に応じ下層に添加す
ることもできる。下層に添加することで表面形状を制御
したり、研磨剤の突出状態を制御したりすることができ
る。これら磁性層、下層の添加する研磨剤の粒径、量は
むろん最適値に設定すべきものである。
【0070】(6) 添加剤 本発明の磁性層と下層に使用される添加剤としては、既
に述べたエステル化合物、ジエステル化合物以外に潤滑
効果、帯電防止効果、分散効果、可塑効果、などをもつ
ものが使用される。二硫化モリブデン、二硫化タングス
テングラファイト、窒化ホウ素、フッ化黒鉛、シリコー
ンオイル、極性基をもつシリコーン、脂肪酸変性シリコ
ーン、フッ素含有シリコーン、フッ素含有アルコール、
フッ素含有エステル、ポリオレフィン、ポリグリコー
ル、アルキル燐酸エステルおよびそのアルカリ金属塩、
アルキル硫酸エステルおよびそのアルカリ金属塩、ポリ
フェニルエーテル、フェニルホスホン酸、αナフチル燐
酸、フェニル燐酸、ジフェニル燐酸、p−エチルベンゼ
ンホスホン酸、フェニルホスフィン酸、アミノキノン
類、各種シランカップリング剤、チタンカップリング
剤、フッ素含有アルキル硫酸エステルおよびそのアルカ
リ金属塩、炭素数10〜24の一塩基性脂肪酸(不飽和
結合を含んでも、また分岐していてもかまわない)、お
よび、これらの金属塩(Li、Na、K、Cuなど)ま
たは、炭素数12〜22の一価、二価、三価、四価、五
価、六価アルコール、(不飽和結合を含んでも、また分
岐していてもかまわない)、炭素数12〜22のアルコ
キシアルコール、炭素数8〜22の脂肪酸アミド、炭素
数8〜22の脂肪族アミン、などが使用できる。
【0071】これらの具体例としては脂肪酸では、カプ
リン酸、カプリル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パル
ミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、オレイン酸、エラ
イジン酸、リノール酸、リノレン酸、イソステアリン
酸、などが挙げられる。アルコール類ではオレイルアル
コール、ステアリルアルコール、ラウリルアルコール、
などがあげられる。また、アルキレンオキサイド系、グ
リセリン系、グリシドール系、アルキルフェノールエチ
レンオキサイド付加体、等のノニオン界面活性剤、環状
アミン、エステルアミド、第四級アンモニウム塩類、ヒ
ダントイン誘導体、複素環類、ホスホニウムまたはスル
ホニウム類、等のカチオン系界面活性剤、カルボン酸、
スルフォン酸、燐酸、硫酸エステル基、燐酸エステル
基、などの酸性基を含むアニオン界面活性剤、アミノ酸
類、アミノスルホン酸類、アミノアルコールの硫酸また
は燐酸エステル類、アルキルベダイン型、等の両性界面
活性剤等も使用できる。これらの界面活性剤について
は、「界面活性剤便覧」(産業図書株式会社発行)に詳
細に記載されている。これらの添加剤、帯電防止剤等は
必ずしも100%純粋ではなく、主成分以外に異性体、
未反応物、副反応物、分解物、酸化物等の不純分が含ま
れてもかまわない。これらの不純分は30%以下が好ま
しく、さらに好ましくは10%以下である。
【0072】本発明で使用されるこれらの添加剤、界面
活性剤は個々に異なる物理的作用を有するものであり、
その種類、量、および相乗的効果を生み出す添加剤の併
用比率は目的に応じ最適に定められるべきものである。
下層、磁性層で融点の異なる脂肪酸を用い表面へのにじ
み出しを制御する、沸点、融点や極性の異なるエステル
類を用い表面へのにじみ出しを制御する、界面活性剤量
を調節することで塗布の安定性を向上させる、添加剤の
添加量を中間層で多くして潤滑効果を向上させるなど考
えられ、無論ここに示した例のみに限られるものではな
い。一般には添加剤の総量として磁性体または非磁性粉
体に対し、0.1%〜50%、好ましくは2%〜25%
の範囲で選択される。
【0073】また本発明で用いられる添加剤のすべてま
たはその一部は、磁性および非磁性塗料製造のどの工程
で添加してもかまわない、例えば、混練工程前に磁性体
と混合する場合、磁性体と結合剤と溶剤による混練工程
で添加する場合、分散工程で添加する場合、分散後に添
加する場合、塗布直前に添加する場合などがある。ま
た、目的に応じて磁性層を塗布した後、同時または逐次
塗布で、添加剤の一部または全部を塗布することにより
目的が達成される場合がある。また、目的によってはカ
レンダーした後、またはスリット終了後、磁性層表面に
添加剤を塗布することもできる。本発明で用いられる有
機溶剤は公知のものが使用でき、例えば特開昭6−68
453に記載の溶剤を用いることができる。
【0074】(7) 層構成 本発明の磁気記録媒体の厚み構成は非磁性支持体が2〜
100μm、好ましくは2〜80μmである。非磁性可
撓性支持体と下層また磁性層の間に密着性向上のための
下塗り層を設けてもかまわない。本下塗層厚みは0.0
1〜0.5μm、好ましくは0.02〜0.5μmであ
る。本発明は通常支持体両面に下層と磁性層を設けてな
る両面磁性層ディスク状媒体であっても、片面のみにこ
れらの層を設けたものでもかまわない。片面のみの場
合、帯電防止やカール補正などの効果を出すために下
層、磁性層側と反対側にバックコート層を設けてもかま
わない。この厚みは0.1〜4μm、好ましくは0.3
〜2.0μmである。これらの下塗層、バックコート層
は公知のものが使用できる。
【0075】磁性層の厚みは用いるヘッドの飽和磁化量
やヘッドギャップ長、記録信号の帯域により最適化され
るものであるが、一般には0.05μm以上0.25μ
m以下であり、好ましくは0.05μm以上0.20μ
m以下である。磁性層を異なる磁気特性を有する2層以
上に分離してもかまわず、公知の重層磁性層に関する構
成が適用できる。本発明の媒体の下層の厚みは0.2μ
m以上5.0μm以下、好ましくは0.3μm以上3.
0μm以下、さらに好ましくは1.0μm以上2.5μ
m以下である。なお、本発明媒体の下層は実質的に非磁
性であればその効果を発揮するものであり、たとえば不
純物としてあるいは意図的に少量の磁性体を含んでも、
本発明の効果を示すものであり、本発明と実質的に同一
の構成と見なすことができることは言うまでもない。実
質的に非磁性とは下層の残留磁束密度が100G以下ま
たは抗磁力が100Oe以下であることを示し、好ましく
は残留磁束密度と抗磁力をもたないことを示す。
【0076】(8) 支持体 本発明に用いられる非磁性支持体はポリエチレンテレフ
タレート、ポリエチレンナフタレート、等のポリエステ
ル類、ポリオレフィン類、セルローストリアセテート、
ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミ
ドイミド、ポリスルフォン、ポリアラミド、芳香族ポリ
アミド、ポリベンゾオキサゾールなどの公知のフィルム
が使用できる。ポリエチレンナフタレート、ポリアミド
などの高強度支持体を用いることが好ましい。また必要
に応じ、磁性面とベース面の表面粗さを変えるため特開
平3−224127に示されるような積層タイプの支持
体を用いることもできる。これらの支持体にはあらかじ
めコロナ放電処理、プラズマ処理、易接着処理、熱処
理、除塵処理、などをおこなっても良い。また本発明の
支持体としてアルミまたはガラス基板を適用することも
可能である。
【0077】本発明の目的を達成するには、非磁性支持
体としてWYKO社製TOPO−3Dのmirau法で
測定した中心面平均表面粗さSRaは8.0nm以下、好
ましくは4.0nm以下、さらに好ましくは2.0nm以下
のものを使用する必要がある。これらの非磁性支持体は
単に中心面平均表面粗さが小さいだけではなく、0.5
μm以上の粗大突起がないことが好ましい。また表面の
粗さ形状は必要に応じて支持体に添加されるフィラーの
大きさと量により自由にコントロールされるものであ
る。これらのフィラーとしては一例としてはCa、S
i、Tiなどの酸化物や炭酸塩の他、アクリル系などの
有機微粉末があげられる。支持体の最大高さSRmaxは
1μm以下、十点平均粗さSRzは0.5μm以下、中
心面山高さはSRpは0.5μm以下、中心面谷深さS
Rvは0.5μm以下、中心面面積率SSrは10%以
上、90%以下、平均波長Sλaは5μm以上、300
μm以下が好ましい。所望の電磁変換特性と耐久性を得
るため、これら支持体の表面突起分布をフィラーにより
任意にコントロールできるものであり、0.01μmか
ら1μmの大きさのもの各々を0.1mm2 あたり0個か
ら2000個の範囲でコントロールすることができる。
【0078】本発明に用いられる非磁性支持体のF−5
値は好ましくは5〜50Kg/mm2、また、支持体の100
℃30分での熱収縮率は好ましくは3%以下、さらに好
ましくは1.5%以下、80℃30分での熱収縮率は好
ましくは1%以下、さらに好ましくは0.5%以下であ
る。破断強度は5〜100Kg/mm2、弾性率は100〜2
000Kg/mm2が好ましい。温度膨張係数は10-4〜10
-8/ ℃であり、好ましくは10-5〜10-6/℃である。
湿度膨張係数は10-4/RH %以下であり、好ましくは1
-5/RH %以下である。これらの熱特性、寸法特性、機
械強度特性は支持体の面内各方向に対し10%以内の差
でほぼで等しいことが好ましい。
【0079】(9) 製法 本発明の磁気記録媒体の磁性塗料を製造する工程は、少
なくとも混練工程、分散工程、およびこれらの工程の前
後に必要に応じて設けた混合工程からなる。個々の工程
はそれぞれ2段階以上にわかれていてもかまわない。本
発明に使用する磁性体、非磁性粉体、結合剤、カーボン
ブラック、研磨剤、帯電防止剤、潤滑剤、溶剤などすべ
ての原料はどの工程の最初または途中で添加してもかま
わない。また、個々の原料を2つ以上の工程で分割して
添加してもかまわない。例えば、ポリウレタンを混練工
程、分散工程、分散後の粘度調整のための混合工程で分
割して投入してもよい。本発明の目的を達成するために
は、従来の公知の製造技術を一部の工程として用いるこ
とができる。混練工程ではオープンニーダ、連続ニー
ダ、加圧ニーダ、エクストルーダなど強い混練力をもつ
ものを使用することが好ましい。ニーダを用いる場合は
磁性体または非磁性粉体と結合剤のすべてまたはその一
部(ただし全結合剤の30%以上が好ましい)および磁
性体100部に対し15〜500部の範囲で混練処理さ
れる。これらの混練処理の詳細については特開平1−1
06338、特開平1−79274に記載されている。
また、磁性層液および非磁性層液を分散させるにはガラ
スビーズを用ることができるが、高比重の分散メディア
であるジルコニアビーズ、チタニアビーズ、スチールビ
ーズが好適である。これら分散メディアの粒径と充填率
は最適化して用いられる。分散機は公知のものを使用す
ることができる。
【0080】本発明で重層構成の磁気記録媒体を塗布す
る場合、以下のような方式を用いることが好ましい。第
一に磁性塗料の塗布で一般的に用いられるグラビア塗
布、ロール塗布、ブレード塗布、エクストルージョン塗
布装置等により、まず下層を塗布し、下層がウェット状
態のうちに特公平1−46186や特開昭60−238
179、特開平2−265672に開示されている支持
体加圧型エクストルージョン塗布装置により上層を塗布
する方法。第二に特開昭63−88080、特開平2−
17971、特開平2−265672に開示されている
ような塗布液通液スリットを二つ内蔵する一つの塗布ヘ
ッドにより上下層をほぼ同時に塗布する方法。第三に特
開平2−174965に開示されているバックアップロ
ール付きエクストルージョン塗布装置により上下層をほ
ぼ同時に塗布する方法である。なお、磁性粒子の凝集に
よる磁気記録媒体の電磁変換特性等の低下を防止するた
め、特開昭62−95174や特開平1−236968
に開示されているような方法により塗布ヘッド内部の塗
布液にせん断を付与することが望ましい。さらに、塗布
液の粘度については、特開平3−8471に開示されて
いる数値範囲を満足する必要がある。本発明の構成を実
現するには下層を塗布し乾燥させたのち、その上に磁性
層を設ける逐次重層塗布をもちいてもむろんかまわず、
本発明の効果が失われるものではない。ただし、塗布欠
陥を少なくし、ドロップアウトなどの品質を向上させる
ためには、前述の同時重層塗布を用いることが好まし
い。
【0081】デイスクの場合、配向装置を用いず無配向
でも十分に等方的な配向性が得られることもあるが、コ
バルト磁石を斜めに交互に配置すること、ソレノイドで
交流磁場を印加するなど公知のランダム配向装置を用い
ることが好ましい。等方的な配向とは強磁性金属微粉末
の場合、一般的には面内2次元ランダムが好ましいが、
垂直成分をもたせて3次元ランダムとすることもでき
る。六方晶フェライトの場合は一般的に面内および垂直
方向の3次元ランダムになりやすいが、面内2次元ラン
ダムとすることも可能である。また異極対向磁石など公
知の方法を用い、垂直配向とすることで円周方向に等方
的な磁気特性を付与することもできる。特に高密度記録
を行う場合は垂直配向が好ましい。また、スピンコート
を用い円周配向してもよい。
【0082】乾燥風の温度、風量、塗布速度を制御する
ことで塗膜の乾燥位置を制御できる様にすることが好ま
しく、塗布速度は20m/分〜1000m/分、乾燥風の温
度は60℃以上が好ましい、また磁石ゾーンに入る前に
適度の予備乾燥を行なうこともできる。カレンダ処理ロ
ールとしてエポキシ、ポリイミド、ポリアミド、ポリイ
ミドアミド等の耐熱性のあるプラスチックロールまたは
金属ロールで処理するが、特に両面磁性層とする場合は
金属ロール同志で処理することが好ましい。処理温度
は、好ましくは50℃以上、さらに好ましくは100℃
以上である。線圧力は好ましくは200kg/cm 以上、さ
らに好ましくは300kg/cm 以上である。
【0083】(10) 物理特性 本発明になる磁気記録媒体の磁性層の飽和磁束密度は強
磁性金属微粉末を用いた場合2,000G以上5,00
0G以下、六方晶フェライトをもちいた場合は1,00
0G以上3,000G以下である。抗磁力HcおよびH
rは1,500Oe以上5,000Oe以下であるが、好ま
しくは1,700Oe以上、3,000Oe以下である。抗
磁力の分布は狭い方が好ましく、SFDおよびSFDr
は0.6以下が好ましい。角形比は2次元ランダムの場
合は0.55以上0.67以下で、好ましくは0.58
以上、0.64以下、3次元ランダムの場合は0.45
以上、0.55以下が好ましく、垂直配向の場合は垂直
方向に0.6以上好ましくは0.7以上、反磁界補正を
行った場合は0.7以上好ましくは0.8以上である。
2次元ランダム、3次元ランダムとも配向度比は0.8
以上が好ましい。2次元ランダムの場合、垂直方向の角
形比、Br、HcおよびHrは面内方向の0.1〜0.
5倍以内とすることが好ましい。
【0084】本発明の磁気記録媒体のヘッドに対する摩
擦係数は温度−10℃から40℃、湿度0%から95%
の範囲において0.5以下、好ましくは0.3以下、表
面固有抵抗は好ましくは磁性面104 〜1012オーム/s
q 、帯電位は−500Vから+500V以内が好まし
い。磁性層の0.5%伸びでの弾性率は面内各方向で好
ましくは100〜2000Kg/mm2、破断強度は好ましく
は10〜70Kg/mm2、磁気記録媒体の弾性率は面内各方
向で好ましくは100〜1500Kg/mm2、残留のびは好
ましくは0.5%以下、100℃以下のあらゆる温度で
の熱収縮率は好ましくは1%以下、さらに好ましくは
0.5%以下、もっとも好ましくは0.1%以下であ
る。磁性層のガラス転移温度(110Hzで測定した動的
粘弾性測定の損失弾性率の極大点)は50℃以上120
℃以下が好ましく、下層のそれは0℃〜100℃が好ま
しい。損失弾性率は1×108 〜8×109 dyne/cm2
範囲にあることが好ましく、損失正接は0.2以下であ
ることが好ましい。損失正接が大きすぎると粘着故障が
発生しやすい。これらの熱特性や機械特性は媒体の面内
各方向で10%以内でほぼ等しいことが好ましい。磁性
層中に含まれる残留溶媒は好ましくは100mg/m2
下、さらに好ましくは10mg/m2 以下である。塗布層が
有する空隙率は下層、磁性層とも好ましくは30容量%
以下、さらに好ましくは20容量%以下である。空隙率
は高出力を果たすためには小さい方が好ましいが、目的
によってはある値を確保した方が良い場合がある。例え
ば、繰り返し用途が重視されるディスク媒体では空隙率
が大きい方が走行耐久性は好ましいことが多い。
【0085】磁性層のTOPO−3Dのmirau法で
測定した中心面表面粗さRaは4.0nm以下、好ましく
は3.8nm以下、さらに好ましくは3.5nm以下であ
る。磁性層の最大高さSRmax は0.5μm以下、十点
平均粗さSRz は0.3μm以下、中心面山高さSRp
は0.3μm以下、中心面谷深さSRv は0.3μm以
下、中心面面積率SSr は20%以上、80%以下、平
均波長Sλa は5μm以上、300μm以下が好まし
い。磁性層の表面突起は0.01μmから1μmの大き
さのものを0個から2000個の範囲で任意に設定する
ことが可能であり、これにより電磁変換特性、摩擦係数
を最適化することが好ましい。これらは支持体のフィラ
ーによる表面性のコントロールや磁性層に添加する粉体
の粒径と量、カレンダ処理のロール表面形状などで容易
にコントロールすることができる。カールは±3mm以内
とすることが好ましい。
【0086】本発明の下層と磁性層を有する磁気記録媒
体では、目的に応じ下層と磁性層でこれらの物理特性を
変えることができるのは容易に推定されることである。
例えば、磁性層の弾性率を高くし走行耐久性を向上させ
ると同時に下層の弾性率を磁性層より低くして磁気記録
媒体のヘッドへの当りを良くするなどである。
【0087】
【実施例】以下、実施例を説明するが、本発明はこれに
限定されない。 〔実施例1〜6〕〔比較例1〜4〕上層用磁性液と下層
用非磁性液とを調製し、ポリエチレンテレフタレート支
持体の表面にそれらを塗布して本発明の磁気記録媒体を
製造した。以下、実施例中の「部」の表示は「重量部」
を示す。
【0088】[上層用磁性液の調整]強磁性合金粉末A
(組成:Fe100原子に対して、Co20%、Al9
%、Y6%、Hc2000Oe、結晶子サイズ15nm、B
ET比表面積59m2/g、長軸径0.09μm、針状比
7、σs140emu/g )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/酢酸ビニル/グリ
シジルメタクリレート/2−ヒドロキシプロピルアリル
エーテル=86/5/5/4の共重合体にヒドロキシエ
チルスルフォネートナトリウム塩を付加した化合物(S
3 Na基=6×10-5eq/g含有、エポキシ基=10-3
eq/g含有、Mw=30,000)を7.5部及びポリウ
レタン樹脂(SO3 Na基=7×10-5eq/g含有、末端
OH基含有、Mw=40,000、Tg=90℃のポリ
エステルポリウレタン)5部(固形分)、及びシクロヘ
キサノン60部を添加して60分間混練し、次いで
【0089】 研磨剤(Al2 3 粒子サイズ 0.2μm) 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/トルエン=1/1 200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) 5部(固形分) 表1の潤滑剤 2部 ステアリン酸 1部 オレイン酸 1部 メチルエチルケトン 50部 を加え、さらに20分間撹拌混合したあと、1μmの平
均孔径を有するフィルターを用いて濾過し、磁性塗料を
調製した。
【0090】
【表1】
【0091】[下層用非磁性液の調整]酸化チタン(平
均粒径0.035μm、結晶型ルチル、TiO2 含有量
90%以上、表面処理層;アルミナ、BET比表面積3
5〜42m2/g、真比重4.1、pH6.5〜8.0)8
5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/酢酸ビニル/グリシジルメタクリレート=86
/9/5の共重合体にヒドロキシエチルスルフォネート
ナトリウム塩を付加した化合物(SO3 Na基=6×1
-5eq/g含有、エポキシ基=10-3eq/g含有、Mw=3
0,000)を11部及びスルホン酸含有ポリウレタン
樹脂東洋紡製UR8700 10部(固形分)、及びシ
クロヘキサノン60部を添加して60分間混練し、次い
【0092】 メチルエチルケトン/シクロヘキサノン=6/4 200部 を加えてサンドミルで120分間分散した。これに表1の潤滑剤と ポリイソシアネート (日本ポリウレタン製 コロネート3041) 5部(固形分) ステアリン酸 1部 オレイン酸 1部 メチルエチルケトン 50部 を加え、さらに20分間撹拌混合したあと、1μmの平
均孔径を有するフィルターを用いて濾過し、非磁性塗料
を調製した。
【0093】
【表2】
【0094】得られた非磁性塗料を1.5μmに、さら
にその直後に磁性塗料を乾燥後の厚さが0.2μmにな
るように、厚さ62μmのポリエチレンテレフタレート
支持体の表面に同時重層塗布した。両層が未乾燥の状態
で周波数50Hz、250ガウス、また周波数50H
z、120ガウスの2つの磁場強度の交流磁場発生装置
の中を通過させランダム配向処理を行ない、さらに乾燥
後、金属ロール−金属ロール−金属ロール−金属ロール
−金属ロール−金属ロール−金属ロールの組み合せによ
るカレンダー処理(速度100m/min 、線圧300 kg/
cm、温度90℃)を行なった。3.7インチのディスク
に打ち抜き、表面研磨処理を施した後、ライナーが内側
に設置された、米 Iomega社製Zip−Disk
カートリッジに入れ所定の機構部品を付加してフロッピ
ーディスクサンプルを得た。
【0095】〔実施例7〕実施例3において強磁性合金
粉末AをB(組成:Fe100原子%にたいし、Co20
%、Al0%、Y6%、Hc2000Oe、結晶子サイズ
15nm,BET比表面積59m2/g、長軸径0.09μ
m、針状比7、σs140emu/g)に替えた以外は同様に
ディスクサンプルを作成した。
【0096】〔測定実験〕実施例1〜7、比較例1〜4
で得られたディスクサンプルを次のような方法で測定し
た。 C/Feの測定 Φ社製PHI−660型オージエ電子分光法測定器を用
い、C/Fe値を測定した。測定条件は次の通りであっ
た。1次電子線の加速電圧3kV、試料電流130n
A、倍率250倍、傾斜角度30度。運動エネルギー
(Kinetic Energy)130eV〜730eVの範囲を3回積
算し、炭素のKLLピークと鉄のLMNピークの強度を
微分形で求め、C/Feの比を求めた。
【0097】電磁変換特性測定試験 米GUZIK社製のRWA1001型ディスク評価装置
及び協同電子システム(株)製スピンスタンドLSー9
0にて、ギャップ長0.3μmのメタルインギャップヘ
ッドを用い、半径24.6mmの位置において線記録密度
60kfci時での再生出力(TAA)とDCイレーズ後の
ノイズレベルを測定し、S/N値を求めた。なお、比較
例1のS/NをゼロdBとしたときの相対的なS/Nを評
価した。
【0098】走行耐久性測定試験 フロッピーディスクドライブ(米Iomega社製ZI
P100:回転数2968rpm )を用いて半径38mm位
置にヘッドを固定し記録密度34kfciで記録した後その
信号を再生し100%とした。その後以下のフローを1
サイクルとするサーモサイクル環境で1500時間走行
させた。走行24時間おきに出力をモニターし初期の7
0%以下となったときNGとしその時間を表した。 25℃50%RH 1時間→昇温2時間→60℃20%
RH 7時間→降温2時間→25℃50%RH 1時間
→降温2時間→5℃10%RH 7時間→昇温2時間
【0099】高温高湿保存後の走行耐久性試験 ディスクサンプルをで60℃90%RH雰囲気に8週間
保存させたあと、上記と同様の方法で走行耐久性を評
価した。 起動トルク試験 東日製作所製トルクゲージ モデル300ATGを用い
て、Imation社製LS−120ドライブにおける
ヘッドON時の起動トルクを測定した。
【0100】 ライナーウェア試験 ヘッドオフの状態で走行耐久性と同じ環境で、サンプル
を1000時間走行させた。走行終了後、サンプルのカ
ートリッジケースを開き磁気ディスクの磁性層表面を目
視観察し、次の基準で評価した。 ○:磁性層表面に欠陥がないもの △:磁性層表面の一部に細かな傷が発生したもの ×:磁性層表面全体に細かな傷が発生したもの
【0101】
【表3】
【0102】上記の結果から以下のことが分かった。本
実施例1〜7は、長時間走行させてもその後の走行に支
障が生じないという走行耐久性に優れている。高温高湿
下で長時間保存しても使用上支障が生じないという保存
性にも優れている。高温高湿下で長時間保存した後に長
時間走行してもなお走行に支障の生じないという保存後
の走行耐久性にも優れている。長時間走行させても磁気
ディスクの磁性層に異常が生じない。すなわちライナー
ウェアが良化し、起動トルクも低い。
【0103】
【発明の効果】本発明では、磁性層及び下層の各層は、
それぞれ磁性微粉末100重量部又は非磁性微粉末10
0重量部に対しエステル系潤滑剤もしくはジエステル系
潤滑剤を10〜30重量部含み、且つ前記磁性層の表面
をオージェ電子分光法で測定したときのC/Feピーク
比が5〜80であることから、磁性層表面の潤滑剤量は
顕著に少ない。一方で、磁性層及び下層の潤滑剤量は従
来のフロッピーディスクとほぼ同等である。そのため、
電磁変換特性、特に高密度記録特性が格段に改良され、
繰り返し走行耐久性が向上し、高温高湿下での保存安定
性に優れ、保存後の走行耐久性に優れ、ライナーウェア
が良く、起動トルクも低下し、また、低温下での走行耐
久性にも優れたディスク状磁気記録媒体を提供すること
ができる。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非磁性支持体上に実質的に非磁性である
    下層とその上に強磁性微粉末と結合剤を含む磁性層を設
    けたディスク状磁気記録媒体において、前記磁性層及び
    前記下層の各層は、それぞれ前記磁性層に含まれる前記
    強磁性微粉末100重量部又は前記下層中に含まれる非
    磁性微粉末100重量部に対しエステル系潤滑剤もしく
    はジエステル系潤滑剤を10〜30重量部含み、且つ前
    記磁性層の表面をオージェ電子分光法で測定したときの
    C/Feピーク比が5〜80であることを特徴とするデ
    ィスク状磁気記録媒体。
  2. 【請求項2】 前記エステル系潤滑剤又はおよびジエス
    テル系潤滑剤のうち30%以上が不飽和化合物であるこ
    とを特徴とする請求項1記載の磁気記録媒体。
  3. 【請求項3】 前記強磁性微粉末のAl/Feが5原子
    %〜30原子%であることを特徴とする請求項1記載の
    ディスク状磁気記録媒体。
  4. 【請求項4】 回転数700rpm 以上の記録再生システ
    ム用であることを特徴とする請求項1記載のデイスク状
    磁気記録媒体。
  5. 【請求項5】 面記録密度が0.2〜2Gbit/inch2
    あり、前記磁性層の乾燥厚みが0.05〜0.25μm
    であり、且つΦmが8×10-3〜1×10-3emu/cm2
    あることを特徴とする請求項1記載のデイスク状磁気記
    録媒体。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6852404B2 (en) * 2002-03-29 2005-02-08 Tdk Corporation Magnetic recording medium
US7096470B2 (en) 2002-09-19 2006-08-22 International Business Machines Corporation Method and apparatus for implementing thread replacement for optimal performance in a two-tiered multithreading structure

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