JPS6289218A - 磁気デイスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、可撓性の磁気ディスクに関し、特に耐久性お
よび電磁変換特性すなわち表面平滑性に優れた上記磁気
ディスクに関する。

〔従来の技術〕

高密度磁気ディスクにおける信頼性を従来のディスクよ
りもさらに向上させるためには、ドロップアウト低減は
もちろんのこと、電磁変換特性と耐久性の両方を同時に
向上させることが必要である。

電磁変換特性の向上、すなわち表面平滑性の向上に関し
ては、磁性粉末の微粒子化、分散剤の使用、結合剤の改
良等の検討が種々なされているが、塗料の安定性、磁性
粉末の分散性、塗膜物性の点から考えると、これらの技
術はまだ充分とはいえず、むしろカレンダーに代表され
るような機械的な塗膜表面の平滑化処理の強化に依存す
るところが大きい。

一方、通常の磁気記録媒体の耐久性向上に関しては、耐
摩耗性に優れる結合剤システムの開発。

固形添加剤の種類や添加量、潤滑剤の種類や添加量等が
従来から検討されているが、この中でも特に潤滑剤に依
存するところが大きい。一般に、耐久性の向上を計るた
め、磁気記録媒体表面に良好な潤滑性を付与する方法と
しては、大別して、潤−滑剤を磁性層塗布後に含浸させ
る方法と潤滑剤を磁性塗料中に添加しておく方法の２通
りがある。

このうち、前者の潤滑剤を磁性層塗布後に含浸させる方
法は工程の数上不利であり、また一般的に媒体表面がべ
とついて塵埃等が付着しやすくドロップアウト発生の原
因となったり、媒体表面とヘッドがはりつく、いわゆる
吸着現象を起こす傾向が大きいため、媒体表面に潤滑性
を付与する方法としてはあまり好ましくない。従って、
媒体表面に良好な潤滑性を付与する方法としては、前記
欠点を解消しうる後者の方法、つまり潤滑剤を磁性塗料
中に添加しておく方法がより好ましい方法といえる。

ところで、磁気ディスクをディスクドライブに装着した
場合は、磁気テープの場合とは異なり、通常、磁気ヘッ
ドが磁気ディスクをクリップのように表裏から挟み込む
構成となることにより、磁性層は装着時あるいはヘッド
ロード時に厚み方向に圧縮衝撃を受ける。このため、磁
気ディスクにおいては、連続走行耐久性はもちろんのこ
と、耐衝撃性いいかえればタップ耐久性も同時に要求さ
れる。このタップ耐久性は、衝撃を緩和する能力を磁性
層に付与することにより、その改善を期待でき、通常は
磁性塗料の溶剤揮散の痕跡として磁性層中に多数存在す
る空孔に起因するスポンジ状構造（クッション効果）に
よって改善を期待できる。また、この効果は、さらに結
合剤としてポリウレタン樹脂のような比較的柔らかいも
のを使用することにより相乗的に増大するものと期待さ
れる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかるに、前述したように、電磁変換特性向上のために
する平滑化処理としてのカレンダ一手段によって、これ
らの空孔が圧搾滅失してしまうので、磁性層がスポンジ
性能を喪失し、耐衝撃性が失われてしまう故、従来の方
法では良好なタップ耐久性は得られなかった。

すなわち、磁気テープの耐久性を向上させるためには、
一般に脂肪酸や脂肪酸エステル等の潤滑剤をる〃性粉末
１００重量部に対し７重量部未満添加するのが好ましい
ことが知られているが、磁気ディスクにおいて、実際に
このような潤滑剤を磁性粉末１００重量部に対して７重
量部未満の割合で磁性塗料に添加してディスクを作製し
た場合、カレンダー処理によってディスクの表面平滑性
は向上する一方で、塗膜中の空孔が圧搾され減少してし
まい、クッション効果がなくなるため、良好なタップ耐
久性は得られなかった。

しかも、上記の如く潤滑剤の絶対量が少ないため、また
磁気ヘッドでディスクが挟み込まれた時に、クッション
効果がないために、適量の潤滑剤がディスク表面ににじ
み出できに＜＜、連続走行耐久性についても良好な結果
は得られなかった。

一方、潤滑剤を磁性粉末に対して上記より多く添加した
場合については、磁性層が可塑化されて凝集力が弱（な
るため、優れた耐久性は得られないものとされてきた。

これを要するに、従来の磁気ディスクにおいては、磁性
塗料中に適宜の潤滑剤を添加しこれを非磁性支持体の両
面に塗布乾燥したのちカレンダー処理して磁性層を形成
するという方法によっては、磁性層の表面平滑性ひいて
は電磁変換特性を満足させると同時に、磁性層の連続走
行耐久性およびタップ耐久性とを共に満足させうるすぐ
れた耐久特性を得ることは、決して容易なことではなか
った。

したがって、本発明は、上記従来の問題点を解決して、
表面平滑性ひいては電磁変換特性にすぐれるとともに、
連続走行耐久性およびタップ耐久性とを共に満足するす
ぐれた耐久特性を示す磁気ディスクを得ることを目的と
している。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本発明者らは、上記の目的を達成するために、
まず磁性塗料に添加する潤滑剤が磁性粉末に対し従来よ
り多い領域で、再度潤滑剤の添加量と磁性層の可塑化お
よび磁性層の空孔率などの関係について鋭意検討しなお
した結果、次のような新たな事実を見い出した。

すなわち、従来、磁気テープにおいては、前述したよう
に、脂肪酸や脂肪酸エステル等の潤滑剤を磁性粉末１０
０重量部に対し７重量部以上添加すると、磁性層が可塑
化され耐久性が悪くなるものと考えられていた。しかし
ながら、通常の磁気ディスクの組成においては、脂肪酸
や脂肪酸エステル等の潤滑剤の添加量が磁性粉末１００
重量部に対して０〜７重量部の領域の磁性層では、結合
剤と潤滑剤がある程度相溶するため、やはり比較的顕著
な可塑化（ヤング率の低下）が観察されるが、潤滑剤添
加量が７重量部以上の領域では、結合剤と相溶しきれな
くなった潤滑剤は塗膜中の空孔に存在するため、それ以
上の急激な塗膜の可塑化は観察されず、潤滑剤添加量７
重量部近傍の塗膜物性を比較的維持していることが判明
した。

そして、上記の如く、潤滑剤の添加量を７重量部以上と
多くした場合、これら潤滑剤が磁性塗料中の溶剤と相溶
した状態で乾燥されることにより、乾燥後の磁性塗膜に
、前述したような電磁変換特性向上のためにする平滑化
処理としてのカレンダ一手段によって容易に圧搾滅失の
起こらない潤滑剤を取り込んだ外気連絡通孔を、磁性塗
膜全体積の２５〜４０％の割合で確保でき、これにより
磁性層に衝撃を緩和できるクッション性能を付与できる
こと、またこの空孔が磁性層中における多大な潤滑剤だ
めにもなり、磁気ヘッドにより磁気ディスクが挟み込ま
れた時に適度な量の潤滑剤がスムーズにディスク表面に
にじみ出てきて良好な潤滑性を付与できること、の新た
な事実を見い出した。

そして、さらに都合のよいことには、上記潤滑剤として
特に脂肪酸、脂肪酸エステルまたは炭化水素を選択して
その添加量を７重量部以上にすることにより、磁性塗料
を非磁性可撓性支持体上に塗布する際のレベリング状態
が極めて良好になり、カレンダー処理前の塗膜の表面平
滑性が良くなり、従ってカレンダー処理後の磁性層の表
面平滑性も向上するという付随的利点をも見い出した。

本発明は、以上の知見に基づいてなされたものであり、
すなわち、前記本発明の目的は、非磁性可撓性支持体の
両面に磁性粉末を結合剤中に分散せしめてなる磁性層を
設けてなる磁気ディスクにおいて、上記の磁性層が、結
合剤としてポリウレタン樹脂を含むとともに、潤滑剤と
して脂肪酸、脂肪酸エステル、炭化水素の少なくとも一
種を磁性粉末１００重量部に対して７重量部以上含み、
かつ上記の潤滑剤を取り込んだ空孔の割合が磁性層全体
積の２５〜４０％であり、さらにこの磁性層の表面粗度
が０．０２５μｍ以下であることを特徴とする磁気ディ
スクによって達成される。

なお、本明細書において、磁気ディスクの表面粗度とは
、触針式表面粗さ計を用いてカットオフ０、０８　＋ｕ
の条件で測定したときのＣ，Ａ、Ｌ、（センターライン
アベレージ）で表わしたものである。

また、磁性層の空孔は、磁性層中に本発明で用いる潤滑
剤として代表的なオレイン酸オレイルを最大限含浸させ
うる量を求め、この量から算出される値を意味する。す
なわち、潤滑剤を含む磁気ディスクをｎ−ヘキサンにて
洗浄して上記潤滑剤を充分に洗い出したのち、適宜の濃
度のオレイン酸オレイルのｎ−ヘキサン溶液に浸漬し、
オレイン酸オレイルを磁性層中に空孔いっばいに含浸さ
せ、含浸前後の磁気ディスクの重量変化から含有された
オレイン酸オレイルの量を求め、オレイン酸オレイルの
比重から体積換算し、これを磁性層の空孔率として割り
出したものである。

〔発明の構成・作用〕

本発明に使用される非磁性可撓性支持体としては、その
材料は何ら特定されるものではなく、たとえばポリエチ
レンテレフタレート、ポリエチレン−２・６−ナフタレ
ートなどのポリエステル類、ポリエチレン、ポリプロピ
レンなど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などのセルロースアセテー
ト、あるいはポリイミド、ポリアミドなどが挙げられる
。

また、その支持体の厚みは約１０〜１００μｍのものが
好ましい。

また、磁性層に用いる磁性粉末としては、その粒子形状
が特に針状１粒状である金属鉄粉、金属コバルト粉、そ
の他の合金粉、γ−Ｆｅ２Ｏ３粉、Ｆｅ、０４粉および
前二者の中間酸化物およびこれらのコバルト磁性粉、バ
リウムフェライト、ストロンチウムフェライトなどの六
方晶フェライトなどが好適に使用できるが、その中でも
特にコバルト変性酸化鉄粉が望ましい。そして、これら
の磁性粉として好ましくは、飽和磁化σ、が６５ｅｍ　
ｕ　／　ｇ以上、保磁力Ｈｃが２０００ｅ以上のものを
選択すればよい。

これらの磁性粉末を結合せしめる結合剤としては、前記
理由によってポリウレタン樹脂が用いられるが、この樹
脂とともに塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ｌ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、繊維素系樹脂、ポリエステル樹
脂あるいはこれをスルホン化したもの、塩化ビニリデン
−アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル−ブタ
ジェン共重合体、イソプレンゴム、ブタジェンゴム、放
射線硬化型樹脂等を適宜併用してもよい。

また必要により低分子量イソシアネート化合物等の架橋
剤を添加してもよい。

ポリウレタン樹脂としては、たとえば分子末端にイソシ
アネート基や水酸基を有するボリエーテルボリウレクン
もしくポリエステルポリウレタンなどが使用しうる。こ
れらのポリウレタン樹脂は結合剤全量の２０重量％以上
、特に好適には３０〜５０重量％の使用量とするのがよ
い。このポリウレタン樹脂の市販品としては、例えば、
武田薬品工業社製タケネートＩＶＩ−４０７、大日本イ
ンキ化学社製バンデツクスＴ−５２５０，Ｔ−５２０１
、クリスボン４５６５，７２０９．６４０７゜６１０９
、Ｈｌ−２０００、バイエル社製デスモフエン１２００
などが挙げられる。なお前記架橋剤として用いるイソシ
アネート化合物の具体例としては、バイエル社製デスモ
ジュールし、日本ポリウレタン社製コロネートＬなどが
ある。

本発明における潤滑剤としては、脂肪酸、脂肪酸エステ
ルおよび炭化水素が適宜単独もしくは併用して使用でき
る。これらの潤滑剤は潤滑性能に特にすぐれ、また前記
塗膜表面のレベリング性の向上に大きく寄与するもので
ある。

脂肪酸としては、飽和、不飽和脂肪酸のいずれも使用で
き、具体的には、ラウリン酸、パルチミン酸、ミリスチ
ン酸、ステアリン酸、オレイン酸等がある。脂肪酸エス
テルとしては、飽和、不飽和脂肪酸エステルのいずれも
使用でき、具体的には、ステアリン酸ブチル、ステアリ
ン酸アミル、パルチミン酸アルキル、オレイン酸オレイ
ル、オレイン酸２−エチルへキシル等がある。炭化水素
としては、潤滑性能の良好なもので、具体的には流動パ
ラフィン、トリアコンクン等がある。

上記潤滑剤の使用量としては、既述したとおり、磁性粉
末１００重量部に対し７重量部以上とすべきであり、こ
の値に満たない場合は、前述した理由により耐久性が悪
くなる。なお、上限についてはあまりに多く使用した場
合は、磁性層と非磁性支持体との接着力が低下し、また
磁性層のマクロ的な凝集力も低下してくるため、耐久性
が悪くなってくるので、２０重型部までとするのが好適
である。このような使用量範囲において、この潤滑剤を
取り込んだ空孔の割合を、カレンダー処理後に磁性層全
体の２５〜４０％の範囲に容易に設定でき、これにより
耐久性の大幅な改善が図られる。

本発明において前記可撓性支持体の両面に設けられる磁
性層は、上記した磁性粉末、結合剤および前記の潤滑剤
と、さらに必要に応じて分散剤、研摩剤などの各種の添
加剤を、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メ
チルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、アセトン、
テトラヒドロフラン、酢酸エチル、ジメチルホルムアミ
ドなどの少なくとも一種の適当な溶剤とともに、ボール
ミル、サンドミル、ペブルミル等の分散機により塗料化
し、この磁性塗料を前記支持体の両面にナイフコータ、
グラビアロールコータ、リバースロールコーク等により
塗布、乾燥したのち、カレンダー処理することにより、
形成される。

この磁性層の上記塗布、乾燥後の厚みとしては一般に０
．５〜５μｍ程度である。また、カレンダー処理後の磁
性層における潤滑剤が取り込まれた空孔の割合は、磁性
層全体積の２５〜４０％、特に好適には３０〜３６％の
範囲に設定される。この設定は、既述した潤滑剤の多量
使用により、その潤滑剤の量に応じたカレンダー条件（
線圧など）を選択することにより、容易に行える。ここ
で、容易とは、カレンダー処理の目的である磁性層表面
の平滑化効果を失うことなく節単に行える、つまりは磁
性層の表面平滑性を良好なものとしてなおかつ上記空孔
を確保できるということである。

そして、上記表面平滑性は、磁性層の表面粗度が０、０
２５μｍ以下、好適には０．０１５μｍ以下にされるこ
とを意味する。

なお、上記空孔の割合が２５％に満たないときは前述の
説明にて明らかなように耐久性の低下をきたし、また４
０％を超える割合となると、磁性層自体の強度が低下す
ることによる耐久性の低下と、さらに記録密度の低下に
よる電磁変換特性の劣化を伴うこととなるため、いずれ
も不適当である。

このようなカレンダー処理を行ったのち、円板状に打ち
抜き成形することにより、本発明に係る磁気ディスクが
作製される。

（発明の効果〕 以上のように、本発明においては、磁性層中に特定の潤
滑剤を従来に比し多量に含ませることにより、この潤滑
剤が取り込まれた空孔の割合を磁性層全体積の２５〜４
０％という大きな範囲に設定して、かつその磁性層の表
面粗度を小さな値に維持させる構成としたことにより、
磁性層の表面平滑性ひいては電磁変換特性にすぐれると
ともに、タップ耐久性、連続走行耐久性などの耐久性に
格段にすぐれた磁気ディスクを提供することができる。

〔実施例〕

以下に、本発明の実施例を記載してより具体的に説明す
る。なお、以下において部とあるは重量部を意味するつ
また、実施例および比較例の各磁気ディスクの耐久特性
は下記の如く測定評価した。

く連続走行耐久性〉 ５インチフロッピーディスクドライブに磁気ディスクを
装着し、５℃、４０％ＲＨと４５℃、８０％ＲＨの環境
が半日毎に入れかわる恒温槽内において、同一トラック
上でヘッドとディスクを３６Ｏｒｐｍの回転数で摺接さ
せて耐久性試験を行い、磁気ディスクの出力が初期出力
値の７０％以下となるまでの回転数で表した。

〈タップ耐久性〉 ５インチフロッピーディスクドライブに磁気ディスクを
装着し、２３℃、６０％ＲＨの環境下において、同一ト
ラック上でヘッドのロード、アンロードの操作を３回／
秒の割合で行い、この操作の繰り返し回数１万回毎に、
磁気ディスクの出力を測定し、この出力が初期出力値の
６０％以下となるまでの回数で表した。

実施例１ ニトロセルロース　　　　　　　　　１７．６部ポリウ
レタン樹脂　　　　　　　　１０．５部イソシアネート
化合物　　　　　　　　７部Ａ６ｚＯ，粉（平均粒子径
０．７．ｃｒｍ）　　　１０部オレイン酸オレイル　　
　　　　　　　１５部シクロヘキサン　　　　　　　　
　２０４部トルエン　　　　　　　　　　　　２０４部
上記組成の磁性塗料を、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、乾燥後の厚みが１．４
μｍとなるように塗布、乾燥し、カレンダーを用いて線
圧１５０ｋｇ／ａｍの条件で表面平滑化処理を施した。

ついで、これを直径５インチの円板状に打ら抜いて磁気
ディスクを作製した。

実施例２ カレンダーによる処理時の線圧を実施例１の２／３にし
て磁性層の空孔を多くした以外は、実施例１と全く同様
にして磁気ディスクを作製した。

実施例３ オレイン酸オレイルの使用部数を１０部に変更した以外
は、実施例１と全く同様にして磁気ディ□スクを作製し
た。

実施例４ オレイン酸オレイルの使用部数を７部に変更した以外は
、実施例１と全く同様にして磁気ディスクを作製した。

実施例５ オレイン酸オレイルの代わりに、オレイン酸２−エチル
、ヘキシル１５部を用いた以外は、実施例１と全く同様
にして磁気ディスクを作製した。

実施例６ オレイン酸オレイルの代わりに、オレイン酸１５部を用
いた以外は、実施例１と全（同様にして磁気ディスクを
作製した。

実施例７ オレイン酸オレイルの代わりに、流動パラフィン１５部
を用いた以外は、実施例１と全く同様にして磁気ディス
クを作製した。

比較例１ オレイン酸オレイルの使用部数を４部に変更した以外は
、実施例１と全く同様にして磁気ディスクを作製した。

比較例２ オレイン酸オレイルの使用部数を６部に変更した以外は
、実施例１と全く同様にして磁気ディスクを作製した。

比較例３ オレイン酸オレイルの代わりに、オレイン酸２−エチル
ヘキシル６部を用いた以外は、実施例１と全く同様にし
て磁気ディスクを作製した。

上記の実施例および比較例に係る各磁気ディスクにつき
、連続走行耐久性、タップ耐久性、磁性層の表面粗度お
よび空孔率を調べた結果は、つぎの第１表に示されると
おりであった。なお、表には、参考のために、用いた潤
滑剤の種類および使用部数（磁性粉末１００部に対する
）を併記した。

上記第１表の結果から、本発明における磁気ディスクは
、他のものに比し、表面平滑性、すなわち電磁変換特性
に優れるだけでなく、タップ耐久性、連続走行耐久性が
大幅に改善されたものであることが明らかである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）非磁性可撓性支持体の両面に磁性粉末を結合剤中
   に分散せしめてなる磁性層を設けてなる磁気ディスクに
   おいて、上記の磁性層が、結合剤としてポリウレタン樹
   脂を含むとともに、潤滑剤として脂肪酸、脂肪酸エステ
   ル、炭化水素の少なくとも一種を磁性粉末１００重量部
   に対して７重量部以上含み、かつ上記の潤滑剤を取り込
   んだ空孔の割合が磁性層全体積の２５〜４０％であり、
   さらにこの磁性層の表面粗度が０．０２５μｍ以下であ
   ることを特徴とする磁気ディスク。