【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
この発明は磁気記録媒体に関し、その目的とす
るところは磁性層の潤滑性および耐摩耗性を改善
し、走行安定性および耐久性に優れる磁気記録媒
体を提供することにある。
一般に、ポリエステルフイルムなどの基体上に
磁性粉末、バインダー、有機溶剤およびその他の
必要成分からなる磁性塗料を塗着してつくられる
磁気テープなどの磁気記録媒体は、磁気ヘツド、
ガイド部材などと接触しながら走行するため磁性
層の摩擦係数が小さくて走行安定性に優れている
ことが要求され、また記録再生時に磁気ヘツドな
どと激しく摺接するため磁性層の摩耗が少なく耐
久性に優れていることが要求される。
このため、磁性層の潤滑性および耐摩耗性を改
善する一方策として、従来からシリコーンオイル
または高級脂肪酸などの潤滑剤を磁性層中に含有
させることが行なわれており、また一般式
（但し、式中R1、R2およびR3は炭素数７〜21の
飽和または不飽和の炭化水素基、ｍは１〜100の
整数、ｎは０〜250の整数を示し、ｍ＋ｎ300、
ｍｎ／５である。）
で示される脂肪酸で変性される有機シリコーン化
合物を磁性層中に混入したものが提案されてい
る。
ところが、シリコーンオイルは潤滑性に優れる
反面バインダーとの相溶性が悪く、そのため磁性
層の摩擦抵抗を充分に低減することはできても磁
性層を不均質化してピンホールを生じたり磁性層
表面に滲出し易い難点があり、また高級脂肪酸は
バインダーとの相溶性はよいが磁性塗料中で磁性
粉末と反応して金属塩になりやすく、このため磁
性層中で遊離した状態で存在し難く潤滑効果を充
分に発揮できない難点がある。
これらに対し、前記一般式で示される脂肪酸変
性有機シリコーン化合物は、両末端および主鎖中
にバインダーとの親和性に優れる脂肪酸残基を有
しているためバインダーとの相溶性がよく、また
これらの主鎖中の脂肪酸残基は磁性塗料中では遊
離しない磁性粉末との反応も生ぜず、さらに磁性
層表面では空気中の水分により加水分解されて脂
肪酸が遊離するため、この脂肪酸による潤滑効果
も充分に発揮されて磁性層の潤滑性および耐摩耗
性が向上されるが、両末端の脂肪酸変性部分は反
応性が高くて、塗料中で加水分解しやすく、塗料
のゲル化や分散性低下が生じるため未だ充分では
ない。
この発明者らはかかる事情に鑑み種々検討を行
なつた結果、一般式
（但し、式中Ｒは炭素数７〜21の飽和または不飽
和の炭化水素基、ｍ、ｎは整数を示し、１ｍ＜
150、０ｎ、ｍ＋ｎ1000、ｍ／ｎ＝１／1000
〜１／１である。）
で示される脂肪酸で変性された有機シリコーン化
合物を磁性層中に含有させると、磁性層表面に滲
出したり、ピンホールを生ずることなく、また加
水分解による塗料のゲル化や磁性粉末の分散性の
低下も生ぜず磁性層の潤滑性および耐摩耗性を充
分に向上し得ることを見いだし、この発明をなす
に至つた。
この発明において使用される脂肪酸で変性され
た有機シリコーン化合物は、上記一般式で示され
るように主鎖中に脂肪酸残基を有するためバイン
ダーとの相溶性がよく、またこれらの脂肪酸残基
は磁性塗料中で加水分解により遊離しないため磁
性粉末と反応したりゲル化することもなく、さら
に塗布後の磁性層表面では空気中の水分により加
水分解されてこれらの脂肪酸残基が脂肪酸として
遊離するためこの脂肪酸による潤滑効果も充分に
発揮される。また両末端にメチル基を配している
ため塗料中での加水分解が生じにくく、塗料のゲ
ル化を防止でき、磁性粉末の分散性やテープ表面
性を低下しないため、テープの電磁変換特性、磁
気特性が向上するとともに、磁性層の潤滑性およ
び耐摩耗性が充分に向上され、走行安定性および
耐久性に優れた磁気記録媒体が得られる。
前記一般式で示されるこの発明の脂肪酸変性有
機シリコーン化合物において、Ｒで示される飽和
または不飽和炭化水素基の炭素数は７〜21個の範
囲内であることが好ましく、炭素数が７未満では
耐摩耗性の向上が充分でなく、21を超えると潤滑
性がかえつて低下するおそれがある。具体的とし
ては、たとえばカプリル、ペラルゴン、カプリ
ン、ウシデシル、ラウリン、トリデシル、ミリス
チン、ペンタデシル、パルミチン、ヘプタデシ
ル、ステアリン、ノナデカン、アラキン、ベヘン
などの飽和脂肪酸残基、およびラウロレイル、４
―テトラデセノイル、ゾーマリル、ペトロセリニ
ル、オレイン、エライジル、バクセニル、リノー
ル、エレオステアリル、リノレン、バリナリル、
アラキドン、ガドレイル、エルシン、ブラシリル
などの不飽和脂肪酸残基などが挙げられる。
また、ｍおよびｎはその数が１ｍ＜150、０
ｎ、ｍ＋ｎ1000、ｍ／ｎ＝１／1000〜１／１
の整数であることが好ましく、ｍおよびｎがあま
り大きすぎると有機溶剤に溶解し難くなつて塗料
化が困難となり、潤滑性および耐摩耗性が充分に
向上されない。
このようなこの発明の脂肪酸変性有機シリコー
ン化合物は一種を単独でまたは二種以上を混合し
て使用され、磁性粉末に対して0.1重量％以上磁
性層中に含有させると所期の効果が発揮されて含
有量の増加にともないその効果も顕著になる。し
かし含有量が磁性粉末に対して10重量％を超える
と磁性層表面に滲出して磁気ヘツドを汚染し、出
力を低下させるおそれがあるため、磁性粉末に対
して0.1〜10重量％の範囲内で磁性層中に含有さ
せるのが好ましい。
この発明の脂肪酸変性有機シリコーン化合物を
磁性層中に含有させるには、これを磁性粉末、バ
インダー、有機溶剤等とともに混合分散して磁性
塗料を調整し、この磁性塗料をポリエステルフイ
ルタなどの基体上に塗布、乾燥することによつて
行なえばよく、またこの発明の脂肪酸変性有機シ
リコーン化合物を適当な溶剤に溶解し、溶解によ
つて得られた溶液を予め形成した磁性層に塗布も
しくは噴霧するか或いは逆に磁性層を上記溶液中
に浸漬して行なつてもよい。
ここに用いる磁性粉末としては、たとえばγ―
Fe2O3粉末、Fe3O4粉末、Co含有γ―Fe2O3粉末、
Co含有Fe3O4粉末、CrO2粉末の他Fe粉末、Co粉
末、Fe―Ni粉末など従来公知の各種磁性粉末が
広く包含され、またバインダーとしては、塩化ビ
ニル―酢酸ビニル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、
繊維素系樹脂など通常磁性粉末のバインダーとし
て使用されるものがいずれも使用されるが、特に
塩化ビニル系樹脂、繊維素系樹脂、塩化ビニリデ
ン系樹脂又はビニルブチラール系樹脂と、ウレタ
ン系樹脂と、イソシアネート化合物とを併用した
バインダーが好適なものとして使用される。
有機溶剤としては特に限定されず、この発明の
脂肪酸変性有機シリコーン化合物およびバインダ
ーを溶解するのに適した溶剤、たとえばアセト
ン、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケト
ン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶剤、酢酸
エチルなどのエステル系溶剤、テトラヒドロフラ
ンなどのエーテル系溶剤、トルエン、キシレンな
どの炭化水素系溶剤が単独で或いは二種以上混合
して使用される。
次に、この発明の実施例について説明する。
実施例 １
構造式
で表わされるミリスチン酸で変性された有機シリ
コーン化合物を使用し、
Co含有γ―Fe2O3磁性粉末 80重量部
VAGH（米国U.C.C社製、塩化ビニル―酢酸ビ
ニル―ビニルアルコール共重合体） 10〃
パンデツクスＴ―5250（大日本インキ社製、ウ
レタンエラストマー） ８〃
コロネートＬ（日本ポリウレタン工業社製、三
官能性低分子量イソシアネート化合物） ２〃
シクロヘキサノン 50〃
メチルエチルケトン 50〃
ミリスチン酸変性有機シリコーン化合物 １〃
の組成物からなる混合物をボールミルで70時間混
合分散して磁性塗料を調整した。この磁性塗料を
厚さ11μのポリエステルフイルム上に乾燥厚が5μ
となるように塗布、乾燥し、表面処理を行なつた
後1/7インチ巾に裁断して磁気テープをつくつた。
実施例 ２
実施例１における磁性塗料の組成において、
VAGHに代えてニトロセルロースＨ1/2（旭化成
社製、ニトロセルロース）を同量使用した以外は
実施例１と同様にして磁気テープをつくつた。
比較例 １
実施例１における磁性塗料の組成において、ミ
リスチン酸変性有機シリコーン化合物に代えて下
記の構造式で表わされるミリスチン酸で変性され
た有機シリコーン化合物を同量使用した以外は実
施例１と同様にして磁気テープをつくつた。
比較例 ２
実施例２における磁性塗料の組成において、ミ
リスチン酸変性有機シリコーン化合物に代えて比
較例１で使用したと同じミリスチン酸変性有機シ
リコーン化合物を同量使用した以外は実施例２と
同様にして磁気テープをつくつた。
各実施例および各比較例で得られた磁気テープ
について耐久性を試験し、摩擦係数を測定した。
耐久性試験は35℃、80％RHの条件下に、各磁気
テープをヘツド荷重10g、走行速度4.8cm／secで
走行させて再生し、出力が初期出力より3dB低下
するまでの走行回数を測定して行ない、摩擦係数
は前記の耐久性試験と同一の条件下で磁気テープ
を走行させて200回走行後の磁気ヘツドとの摩擦
係数を測定した。またテープの感度を磁気テープ
工業会標準規格MTS―102に準じて測定した。
下表はその結果である。
The present invention relates to a magnetic recording medium, and an object thereof is to provide a magnetic recording medium that improves the lubricity and wear resistance of a magnetic layer and has excellent running stability and durability. In general, magnetic recording media such as magnetic tapes are made by coating a magnetic paint consisting of magnetic powder, a binder, an organic solvent, and other necessary components on a substrate such as a polyester film.
The magnetic layer must have a low coefficient of friction and excellent running stability because it travels in contact with guide members, etc. Also, since it comes into intense sliding contact with the magnetic head etc. during recording and playback, the magnetic layer has little wear and durability. It is required to be excellent at. For this reason, as a measure to improve the lubricity and wear resistance of the magnetic layer, it has been conventionally carried out to incorporate lubricants such as silicone oil or higher fatty acids into the magnetic layer. (However, in the formula, R 1 , R 2 and R 3 are saturated or unsaturated hydrocarbon groups having 7 to 21 carbon atoms, m is an integer of 1 to 100, n is an integer of 0 to 250, m + n300,
mn/5. ) has been proposed in which an organosilicone compound modified with a fatty acid represented by the following formula is mixed into the magnetic layer. However, although silicone oil has excellent lubricity, it has poor compatibility with the binder, so although it may be able to sufficiently reduce the frictional resistance of the magnetic layer, it may make the magnetic layer inhomogeneous, causing pinholes or scratches on the surface of the magnetic layer. In addition, although higher fatty acids have good compatibility with the binder, they tend to react with magnetic powder in the magnetic paint and become metal salts, so they are difficult to exist in a free state in the magnetic layer and have no lubricating effect. The problem is that it cannot be fully demonstrated. On the other hand, the fatty acid-modified organosilicone compound represented by the general formula above has fatty acid residues that have excellent affinity with the binder at both ends and in the main chain, so it has good compatibility with the binder. The fatty acid residues in the main chain of the magnetic paint are not liberated in the magnetic paint and do not react with the magnetic powder, and furthermore, the fatty acids are hydrolyzed by moisture in the air and liberated on the surface of the magnetic layer, so the lubricating effect of these fatty acids is also reduced. However, the fatty acid-modified portions at both ends are highly reactive and easily hydrolyzed in the paint, resulting in gelation and decreased dispersibility of the paint. It is still not enough because it occurs. In view of these circumstances, the inventors conducted various studies and found that the general formula (However, in the formula, R is a saturated or unsaturated hydrocarbon group having 7 to 21 carbon atoms, m and n are integers, and 1m<
150, 0n, m+n1000, m/n=1/1000
~1/1. ) When the organic silicone compound modified with the fatty acid represented by The present inventors have discovered that the lubricity and abrasion resistance of the magnetic layer can be sufficiently improved without causing any decrease in the lubricity and abrasion resistance of the magnetic layer, leading to the present invention. The organosilicone compound modified with a fatty acid used in this invention has fatty acid residues in the main chain as shown in the above general formula, so it has good compatibility with the binder, and these fatty acid residues have magnetic properties. Because it is not liberated by hydrolysis in the paint, it does not react with magnetic powder or gel. Furthermore, after coating, it is hydrolyzed by moisture in the air on the surface of the magnetic layer, and these fatty acid residues are liberated as fatty acids. The lubricating effect of this fatty acid is also fully exhibited. In addition, since methyl groups are placed at both ends, hydrolysis in the paint is difficult to occur, preventing gelation of the paint, and does not reduce the dispersibility of the magnetic powder or tape surface properties, so the electromagnetic conversion properties of the tape In addition to improved magnetic properties, the lubricity and wear resistance of the magnetic layer are sufficiently improved, and a magnetic recording medium with excellent running stability and durability can be obtained. In the fatty acid-modified organosilicone compound of the present invention represented by the above general formula, the number of carbon atoms in the saturated or unsaturated hydrocarbon group represented by R is preferably within the range of 7 to 21, and if the number of carbon atoms is less than 7, If the number exceeds 21, the wear resistance may not be sufficiently improved, and the lubricity may even deteriorate. Specifically, saturated fatty acid residues such as caprylic, pelargon, capric, bosidecyl, lauric, tridecyl, myristic, pentadecyl, palmitin, heptadecyl, stearin, nonadecane, arachin, behen, and lauroyl, 4
- Tetradecenoyl, zomaryl, petroselinyl, olein, elaidyl, vaxenyl, linole, eleostearyl, linolene, valinalyl,
Examples include unsaturated fatty acid residues such as arachidone, gadleyl, erucin, and brasilyl. Also, m and n are 1m<150, 0
n, m+n1000, m/n=1/1000~1/1
If m and n are too large, it will be difficult to dissolve in organic solvents, making it difficult to form into a paint, and the lubricity and wear resistance will not be sufficiently improved. Such fatty acid-modified organosilicone compounds of the present invention can be used alone or in combination of two or more, and the desired effect can be exerted when it is contained in the magnetic layer in an amount of 0.1% or more by weight based on the magnetic powder. The effect becomes more pronounced as the content increases. However, if the content exceeds 10% by weight based on the magnetic powder, it may leak onto the surface of the magnetic layer and contaminate the magnetic head, reducing the output. It is preferable to include it in the magnetic layer. In order to incorporate the fatty acid-modified organic silicone compound of the present invention into a magnetic layer, a magnetic paint is prepared by mixing and dispersing it with a magnetic powder, a binder, an organic solvent, etc., and the magnetic paint is applied onto a substrate such as a polyester filter. This can be done by coating and drying, or by dissolving the fatty acid-modified organosilicone compound of the present invention in a suitable solvent and coating or spraying the solution obtained by dissolving onto a previously formed magnetic layer. Conversely, the magnetic layer may be immersed in the above solution. The magnetic powder used here is, for example, γ-
Fe 2 O 3 powder, Fe 3 O 4 powder, Co-containing γ-Fe 2 O 3 powder,
In addition to Co-containing Fe 3 O 4 powder and CrO 2 powder, various conventionally known magnetic powders such as Fe powder, Co powder, and Fe-Ni powder are widely included, and binders include vinyl chloride-vinyl acetate resin, polyurethane-based resin, etc. resin,
Any binder that is normally used as a binder for magnetic powder, such as cellulose resin, can be used, but in particular, vinyl chloride resin, cellulose resin, vinylidene chloride resin, or vinyl butyral resin, urethane resin, A binder used in combination with an isocyanate compound is preferably used. The organic solvent is not particularly limited, and includes solvents suitable for dissolving the fatty acid-modified organic silicone compound and binder of the present invention, such as ketone solvents such as acetone, methyl isobutyl ketone, methyl ethyl ketone, and cyclohexanone, and ester solvents such as ethyl acetate. Solvents, ether solvents such as tetrahydrofuran, and hydrocarbon solvents such as toluene and xylene are used alone or in combination of two or more. Next, embodiments of the invention will be described. Example 1 Structural formula Co-containing γ-Fe 2 O 3 magnetic powder 80 parts by weight VAGH (manufactured by UCC, USA, vinyl chloride-vinyl acetate-vinyl alcohol copolymer) 10〃 Pandex T-5250 (manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd., urethane elastomer) 8. Coronate L (manufactured by Nippon Polyurethane Industries, Ltd., trifunctional low molecular weight isocyanate compound) 2. Cyclohexanone 50. Methyl ethyl ketone 50. Myristic acid-modified organic silicone compound 1. A magnetic paint was prepared by mixing and dispersing a mixture of the compositions in a ball mill for 70 hours. This magnetic paint is applied to a polyester film with a dry thickness of 5μ on an 11μ thick polyester film.
After coating, drying, and surface treatment, the magnetic tape was cut into 1/7-inch pieces. Example 2 In the composition of the magnetic paint in Example 1,
A magnetic tape was prepared in the same manner as in Example 1, except that the same amount of nitrocellulose H1/2 (manufactured by Asahi Kasei Corporation, nitrocellulose) was used in place of VAGH. Comparative Example 1 Same as Example 1 except that in the composition of the magnetic paint in Example 1, the same amount of the myristic acid-modified organic silicone compound represented by the following structural formula was used instead of the myristic acid-modified organic silicone compound. He used it to make magnetic tape. Comparative Example 2 The same procedure as in Example 2 was carried out, except that in the composition of the magnetic paint in Example 2, the same amount of the same myristic acid-modified organic silicone compound as used in Comparative Example 1 was used instead of the myristic acid-modified organic silicone compound. Created magnetic tape. The magnetic tapes obtained in each Example and each Comparative Example were tested for durability and measured for friction coefficient.
The durability test was performed under conditions of 35℃ and 80% RH by running each magnetic tape at a head load of 10g and a running speed of 4.8cm/sec, and measuring the number of runs until the output decreased by 3dB from the initial output. The friction coefficient was measured by running the magnetic tape under the same conditions as in the durability test described above and measuring the friction coefficient with the magnetic head after running 200 times. In addition, the sensitivity of the tape was measured according to the Magnetic Tape Industry Association standard MTS-102. The table below shows the results.
【表】
上表から明らかなように、この発明で得られた
磁気テープ（実施例１および２）は従来の磁気テ
ープ（比較例１および２）に比しいずれも摩擦係
数が小さく、耐久性もよくて感度が高く、このこ
とからこの発明によつて得られる磁気記録媒体は
走行安定性および耐久性に優れており、磁性粉末
の分散性も向上していることがわかる。[Table] As is clear from the above table, the magnetic tapes obtained by the present invention (Examples 1 and 2) have lower coefficients of friction and higher durability than conventional magnetic tapes (Comparative Examples 1 and 2). This indicates that the magnetic recording medium obtained by the present invention has excellent running stability and durability, and also has improved dispersibility of the magnetic powder.