KR940006848B1

KR940006848B1 - 자기기록매체

Info

Publication number: KR940006848B1
Application number: KR1019910005727A
Authority: KR
Inventors: 유끼히로 시마자끼
Original assignee: 마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤; 다니이 아끼오
Priority date: 1990-04-11
Filing date: 1991-04-10
Publication date: 1994-07-28
Also published as: JP2621565B2; DE69110945D1; DE69110945T2; US5219652A; KR910018984A; JPH03292614A; EP0451703A3; EP0451703A2; EP0451703B1

Abstract

내용 없음.

Description

자기기록매체

본 발명은, 오오디오기기, 비데오기기, 또는 컴퓨우터등에 사용하는 자기기록매체에 관한 것이다.

비데오기기의 고화질화의 진행 또는 디지틀·오디오·테이프(DAT)기기등의 출현에 따라서, 그들에 사용되는 자기기록매체(이하 자기테이프의 경우에 대해서 설명한다)에 있어서는, 단파장영역의 전자변환 특성을 향상시키기 위하여 자성층표면은 극도로 평활하게 마무리하지 않으면 안된다. 이 때문에 사용하는 베이스필름의 표면도 평활해야할 필요가 있다. 그런데 자성층 표면성 및 베이스필름표면성을 올리면, 테이프의 미끄럼성이 나빠지고, 실제의 사용에 있어서 주행성에 치명적결함이 나타난다. 이 주행성개선을 위하여 자기기록면과는 반대의 면위에, 결합제수지에 카아본블랙, 탄산칼슘, 산화아연, 황산바륨등의 무기미입자 충전제를 분산시켜, 백코우트층을 형성시키는 방법이 제안되어 실시되고 있다.

이 백코우트층에 요구되는 성능은 상기한 바와 같이 낮은 값으로 안정된 마찰계수외에, 대전기 방지를 위한 107Ω/sq 이하의 표면전기저항, 자기테이프의 종점검지를 위하여 요구되는 특정범위의 광투과율등이 요구된다.

지금까지 백코우트층의 낮은 값으로 안정된 마찰계수를 얻기 위하여 윤활제의 첨가나 대입자직경의 보올형상입자(포름알데히드 축합경화수지 보올형상입자 0.5μm 이상의 입자를 함유하는 더어멀카아본블랙)의 첨가가 제안되어 있다. 예를들면 일본국 특공소 60-1622호 공보, 동특공소 60-7612호, 동특공소 61-11923호 공보, 동특공소 57-111828호 공보, 동특공소 61-104327호 공보, 동특공소 62-8328호 공보등에 개시되어 있다.

최근, 카메라일체형 비데오테이프레코오더, 휴대용기기의 반전에 수반하여 기기의 사용환경은 저온에서부터 고온까지 범위가 확대되어 있으며, 자기테이프의 주행성은 모든 환경하에서 안정한 것이 요망된다. 이주행성을 실현하려면 백코우트층의 마찰계수가 중요하게 된다. 일반적으로 백코우트층의 마찰계수는 표면거칠음을 거칠게 하거나 윤활제를 첨가하므로서 저하할 수 있다. 그러나, 상기한 바와 같이 단파장영역의 전자변환 특성을 향상하려면 자성층표면은 극도로 평활하지 않으면 안된다. 경화공정은 리일에 완전히 감긴상태에서 고온으로 유지되어서 실행되나, 이때 자성층표면과 상당한 압력으로 접촉하고 있는 백코우트층의 표면상태가 자성층 표면에 전사되어, 자성층의 표면품질을 저하하므로, 그런 의미에서도 백코우트층의 표면거칠음은 극력 작게할 필요가 있다.

그러나 상기 종래의 자기테이프의 백코우트층에 있어서는 양호한 표면성과 마찰계수를, 양립시키는 일은 곤란한 과제의 하나였다. 왜냐하면 윤활제에 의해 마찰계수는 저하하나 윤활제의 첨가에 의한 베이스필름과 백코우트층의 접착력이 저하한다. 또 도막강도도 저하하고, 고온환경하에서는 보존중에 자성층과 백코우트층이 점착하는 등의 새로운 과제가 발생한다. 또 윤활제에 의해 마찰계수는 콘트롤을 할 경우, 마찰계수는윤활제의 각 온도에서의 특성에 좌우되어 마찰계수에는 온도의존성이 나타난다.

본 발명은 상기 과제를 해결하는 것이며, 자기기록면과 반대면위에 형성되는 백코우트층에 표면거칠음을 작고, 마찰계수도 낮고 또한 안정되어 있는 특성을 가지게 하므로서, 전자변환특성과 주행내구성 등에 뛰어난 자기테이프를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 비자성의 베이스필름의 한쪽의 주면위에 자성층을 형성하고, 또한 다른쪽의 주면위에 형성되는 백코우트층의 마찰계수를 저하, 안정화하기 위하여 무기미립자 충전제로서 실란계 커플링계, 티타네이트계 커플링제 또는 탄소수 12이상의 지방산중 적어도 1종류를 사용하여 표면처리를 한 입자직경 0.6μm이상 1.2μm 이하의 보올형상입자를 표면거칠음을 악화시키기 않는 범위인 백코우트층 전체의 0.05중량%에서부터 0.5중량%의 범위로 미량 첨가한 것이다.

본 발명의 특징으로 하는 입자직경 0.6μm 이상 1.2μm 이하의 보올형상입자는 실리카보올형상미립자, 더어밀카아본블랙, 멜라민·포름알데히드 축합체 미립자등이 있다. 실리카보올형상미립자는 일본국 닛뽕쇼쿠바이가가구공업(주)제 상품명 씨호스터 KE-P70(입자직경 0.7μm), 씨호스터 KE-P100(입자직경 1.0μm)이 있다.

멜라민·포름알데히드축합체 미립자로서는 닛뽕쇼쿠바이가가구공업(주)제 상품명 에포스터 S12(입자직경1.2μm)가 있다. 더어멀블랙으로서는 상기 보올형상입자와 같이 입자직경분포는 좁지 않으나 미국 콜롬비아·카아본사제 상품명 세버커어브 MT(입자직경 0.10∼1.5μm, 평균입자직경 0.67μm)가 있다.

이들 보올형상입자를 백코우트층에 첨가하면, 그 표면에 돌기를 만들어 백코우터층이 비데오테이프레코오더등의 주행핀에 접접(接接)할때의 접촉면적을 작게할 수 있다. 이에 의해서 마찰계수의 저하를 도모할 수있다. 또 형상에 의해서 저하된 마찰계수는 윤활제에 의해서 콘트롤된 마찰계수와 같은 온도 의존성이 극히 적다.

상기와 바와 같이 백코우트층의 마찰계수는 이들 보올형상입자에 의해 결정된다고 해도 과언은 아니다. 그런데 반복하여 주행시에 있어서 이 마찰계수의 안정화를 실현하기 위해서는 접촉점이 되는 이 보올형상입자의 표면에 미끄럼성을 가지게 하는 것, 또 이들 보올형상입자와 바인더수지의 결착력을 강하게 해서 결락을 적게하는 것이 중요한 것으로 되어 있다. 따라서 이들 보올형상입자의 표면처리가 유효한 수단이 된다. 또 표면처리제로서는 백코우트층에 미량 첨가되는 보올형상입자만의 처리로 되기 때문에, 백코우트층 전체에 대한 표면처리제의 첨가량은 극미량으로 되기 때문에, 상기한 윤활제와 같은 저분자량 화합물에 의해 악화되는 베이스필름과 백코우트층의 접착성, 도막강도, 고온환경하에서의 보존중에 일어나는 자성층과 백코우트층의 점착등의 과제에 대해서도 전혀 영향은 없다.

표면처리제로서는, 단순히 미끄럼성만을 가지게 하는 만큼의 타우린산, 미리스틴산, 팔미틴산, 스티어린산, 올레산, 베헨산 등의 탄소수 12 이상의 지방산만이라도 효과는 크나, 이들 지방산은 수지와의 결착력을 증가시키는 효과가 있는 커플링제와의 병용이 바람직하다. 또 이하의 커플링제만으로도 효과는 크나 긴 사슬알킬기를 가지지 않는 커플링제에서는 지방산과의 병용이 바람직하다.

커플링제로서는 예를들면 P-[N-(2-aminoethyl)amlnomethyl]phenthyltrimethoxysilane, N-(2-aminoethyI)-3-aminopropylmethyldimetoxysilane, N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltrlmethoxysilane, 1-(3-aminopropyl)-1,1,3,3,3-pentamethyldiloxane, 3-aminopropyltrlethoxysilane, 3-aminopropyltris(trimethylsiloxy)silane, 2-(2-aminoethyl)aminopropyltrimethoxysilane, 2-(2-aminoethyl)aminopropylmethyldimethoxysilane, 2-glycidoxypropyltrimetoxysilane, 2-mercapto-propyltrimethoxysilane등의 실란계 커플링제, isopropyltriisostearoyltitanate, isopropyltris(diocthylpyro-phosphate)titanate, isopropyltri(N-aminoethyl-aminoethyl)titanate,tetraocthylbis(ditridecylphos-phate)titanate,bis(dioctylpyrophosphate)oxyacetatetitanate,bis(diocthylpyrophosphate)ethylentetitanate,isopropyltrioctanoyltitante,isopropytridecylbenzensulfonyltitanate,isopropyltri(diocthylphosphate)titanate,tetrapropylbis(dioctylphosphate)titanate등의 티타네이트계 커플링제가 있다.

표면처리의 방법에 관해서는, 여러가지의 방법이 있으나 여기서는 하나의 방법을 첨가한다. 폴리네타리혼합기에 보올형상입자를 투입하고, 블레이드를 회전하고, 분체를 혼합하면서 상기 표면처리제를 서서히 첨가한다. 이때 플라네타리혼합기용기의 냉각수재킷에는 50℃의 온수를 흘려두고, 표면처리제 첨가후, 2시간 혼합을 행한다.

표면처리제의 첨가량은 보올형상입자의 표면적에 의해서 다르나 보올형상입자 100중량부에 대해서 0.5에서부터 3중량부가 바람직하다.

본 발명은 상기한 구성에 의해서, 비자성의 베이스필름의 한쪽의 주면위에 자성층을 형성하고, 다른쪽의 주면위에, 보올형상입자를 백코우트층에 미량첨가하여 적당한 표면거칠음과 낮은 마찰계수를 양립시키고 있는 동시에, 보올형상입자에 결락방지를 위한 표면처리 및 미끄러지기 쉬운 표면처리를 행하고 있기 때문에, 반복주행에 있어서도 안정된 주행성이 얻게 된다. 이상의 일로부터 전자변환특성, 주행내구성에 뛰어난 자기기록매체를 얻게 되는 것이다.

이와 같이 실시예에 의하면, 마찰계수에 있어서 온도변화에 의한 변동은 거의 볼 수 없고, 안정성도 뛰어나 있다. 또 내구성에 있어서도 깎임이나 테이프변형은 전혀 볼 수 없어 극히 뛰어난 특성을 얻을 수 있었다.

본 발명은 상기 실시예에서 명백한 바와 같이, 백코우트층에 표면처리를 한 무기미립자충전제를 첨가하고 있는 것은 처음부터, 마찰계수가 작고, 또한 안정하고 있는 것은 처음부터, 마찰계수의 온도의존성이 없기때문에 저온에서부터 고온까지 전체 환경하에 있어서 주행안정성, 내구성에 뛰어난 자기기록매체를 제공할수 있다.

이하 본 발명의 실시예에 대해서 설명한다.

[실시예 1]

두께 10μm의 폴리에틸렌테레프탈레이트계의 베이스필름(미자성)의 표면에 강자성미립자분말로 이루어진 자성도료를 건조막두께 3.5μm가 되도록 도포하고, 켈린더처리를 행하여 자성층을 형성시켰다.

다음에 표시한 재료를 보올밀에 의해 30시간 혼합, 분산하여 백코우트 도료를 제작하였다.

이 백코우트도료 1000중량부에 대해서, 폴리이소시아네이트(일본 폴리우레탄공업(주)제 코로네이트 L고형분비율 50중량%)를 50중량부, 메틸에틸케톤을 250중량부, 톨루엔을 250중량부 첨가하여 잘 혼합하고, 자성층을 형성한 베이스필름의 반대면에 건조도막두께 0.7μm가 되도록 도포하여 백코우트층을 형성하었다. 이것은 1/2인치 폭으로 절단하여 VHS용 비데오카세트에 수납해서 시험용테이프 No.1로 하였다.

표면처리보올형상입자의 첨가량은 카아본블랙 MA-7B l00중량부에 대해서 0.1중량부의 첨가량의 경우 백코우트층 전체의 약 0.05중량%로 된다. 마찬가지로 0.3중량부로 약 0.15중량%, 0.6중량부로 약 0.3중량%, 1.0중량부로 약 0.5중량%로 된다. 단, 더어멀블랙 세바커어브 MT의 경우는 입자직경분포가 넓고 0.6μm에서부터 1.2μm의 입자직경의 것이 약 40중량%정도 밖에 함유되어 있지 않기 때문에, 백코우트층 전체에 대한 첨가량을 산출하는데 있어서는 전제사용량의 40%가 유효한 것으로 해서 보정하였다.

[실시예 2]

실시예 1의 백코우트도료재료의 표면처리보올형상입자의 첨가량을 0.2중량부(0.1중량%)로 증가한 외는 실시예 1과 마찬가지로서 시험용테이프 No.2를 제작하였다.

[실시예 3]

실시예 1의 백코우트도료재료의 표면처리보올형상입자를 마찬가지로 처리한 씨호스터 KE-P70으로 변경하여, 첨가량을 0.3중량부(0.15중량부)로 한 외는 실시예 1과 마찬가지로 하여 시험용테이프 No. 3을 제작하였다.

[실시예 4]

실시예 1의 백코우트도료재료의 표면처리보올형상입자를 마찬가지로 처리한 세바커어브 MT로 변경하여, 첨가량을 0.6중량부(0.6μm에서부터 1.2μm의 입자직경의 입자는 약 0.12중량%)로 한 외는 실시예 1과 마찬가지로하여 시험용테이프 No.4를 제작하였다.

[실시예 5]

실시예 1의 백코우트도료재료의 표면처리보올형상입자를 마찬가지로 처리한 세바커어브 MT로 변경하여, 첨가량을 1.5중량부(0.6μm에서부터 1.2μm의 입자직경의 입자는 약 0.3중량%)로 한 외는 실시예 1과 마찬가지로하여 시험용테이프 No.5를 제작하였다.

[실시예 6]

실시예 1의 백코우트도료재료의 표면처리보올형상입자를 마찬가지로 처리한 세바커어브 MT로 변경하여, 첨가량을 2.4중량부(0.6μm에서부터 1.2μm의 입자직경의 입자는 약 0.48중량%)로 한 외는 실시예 1과 마찬가지로 하여 시험용테이프 No.5를 제작하였다.

[실시예 7]

실시예 1의 백코우트도료재료의 표면처리보올형상입자로서 미리스틴산 1.5중량부를 사용하여 마찬가지로 처리한 세바커어브 MT를 0.6중량부(0.6μm에서부터 1.2μm의 입자직경의 입자는 약 0.12중량%) 첨가한외는 실시예 1과 마찬가지로 하여 시험용테이프 No.7을 제작하였다.

[실시예 8]

실시예 1의 백코우트도료재료의 표면처리보올형상입자로서 미리스틴산 1.0중량부와 3-아미노프로필트리에톡시실란 0.5중량부를 사용하여 마찬가지로 처리한 세바커어브 MT를 0.6중량부(0.6μm에서부터 1.2μm의 입자직경의 입자는 약 0.12중량%) 첨가한 외는 실시예 1과 마찬가지로 하여 시험용테이프 No.8을 제작하였다.

비교예로서 이하의 6종류의 시험용테이프를 제작하였다.

[비교예 1]

백코우트층에 보올형상입자를 전혀 함유하지 많는 시험용테이프로서 (실시예 1)에서 보올형상입자를 제외하고, 그외는 실시예 1과 마찬가지로하여 시험용테이프 No.9를 제작하였다.

[비교예 2]

백코우트층에 입자직경의 작은 보올형상입자를 첨가한 시험용테이프로서 (실시예 3)의 보올형상입자 KE-P70 대신에 닛뽕쇼쿠바이공업(주)제 KE-P30(평균입자직경 0.3μm)를 사용하고, 그외는 실시예 1과 마찬가지로 하여 시험용테이프 No.10을 제작하였다.

[비교예 3]

백코우트층에 보올형상입자를 비교적 다량으로 첨가한 시험용테이프로서 (실시예 1)의 표면처리보올형상입자 KE-P100의 첨가량을 0.l중량부에서부터 1.5중량부(0.75중량%)로 증가하고, 그외는 실시예 1과 마찬가지로하여 시험용테이프 No.11을 제작하였다.

[비교예 4]

백코우트층에 입자직경이 큰 보올형상입자를 첨가한 시험용테이프로서 (실시예 1)의 보올형상입자 KE-P100 대신에 닛뽕쇼쿠바이공업(주)제 에포스터 MS(평균입자직경 2.0μm)를 사용하고, 그외는 실시예 1과 마찬가지로하여 시험용데이프 No.12를 제작하였다.

[비교예 5]

백코우트층에 첨가하는 보올형상입자의 표면처리의 효과를 알기 위하여 표면처리를 실시하지 않는 세바커어브 MT를 사용하고, 그외는 실시예 1과 마찬가지로 하여 시험용테이프 No. 13을 제작하였다.

[비교예 6]

백코우트층에 첨가한 윤활제의 영향을 알기 위하여 비교예 1에 있어서 보올밀에 의해서 제작한 백코우트도료 1000중량부에 대해서 n-부틸스테어레이트를 4.5중량부를 첨가하여 혼합한 외는, 비교예 1과 마찬가지로 시험용테이프 No.14를 제작하였다.

이상의 각 실시예 및 비교예에서 얻게된 시험용테이프 No.1에서부터 No.14에 대해서, 각각 이하에 표시한 평가시험을 행하였다.

(1) 백코우트층의 표면거칠음

미국 WYKO사제 비접촉식 3차원 표면거칠음측정기 TOPO-3D를 사용하여 백코우트층의 표면거칠음을 측정하였다.

(2) 백코우트층의 마찰계수

직경 3mmψ의 스테인레스봉에 시험용테이프를 180° 감아서 테이프를 5cm/초로 활주시켰을때의 들어가는 쪽과 나가는 쪽의 하중을 측정하여 구하였다. 단 들어가는 쪽의 하중은 20.0gr로 하였다. 마찰계수의 측정은 마찰계수의 온도의존성을 알기 위하여 3℃, 23℃, 40℃의 각 환경하에서 측정하였다. 또 마찰계수의 안정성을 알기 위하여 실내온도에 있어서 상기 스테인레스봉에 180° 감아서, 들어가는 쪽의 하중을 100g로 하여 200회의 왕복주행을 행한 후의 마찰계수도 측정하였다.

(3) C/N의 측정

백코우트층의 표면거칠음의 영향을 생각할 수 있기 때문에 VHS방식 비데오테이프레코오더(일본국 마쯔시다덴기산업(주)제, 형식 NV-FS900)을 사용하여 시험용테이프의 7MHZ±1MHZ의 C/N의 측정을 행하였다. 여기서는 (비교예 1)로 얻게된 시험용테이프 No.9를 기준(±0dB)으로 하였다.

(4) 주행내구성시험

VHS방식 비데오데이프레코오더(마쓰시다덴기산업(주)제, 형식 NV-FS900)를 사용하여, 각 시험용테이프를 40℃, 80% RH의 환경하에서 100페스의 주행(3.3cm/초) 시험을 행하여, 그후의 시험용테이프의 변형, 손상에 대해서 관찰하였다.

이상의 평가결과를 표1, 표2에 정리한다.

[표 1]

마찰계수 안정성은 100g의 하중으로 200회의 왕복주행후의 값이다. 시험테이프의 평가결과(실시예 1에서부터 실시예 7)

[표 2]

마찰계수 안정성은 100g의 하중으로 200회의 왕복주행후의 값이다. 시험테이프의 평가결과(비교예 1에서부터 비교예 6)

Claims

비자성베이스필름의 한쪽의 주면위에 자성층을 형성하고, 다른쪽의 주면위에 백코우트층을 형성해서 이루어진 자기기록매체로서, P-[N-(2-aminoethyl)aminomethyl]phenthyItrimethoxysilane, N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimetoxysilane, N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltrimethox-ysilane, 1-(3-aminopropyl)-1,1,3,3,3-pentamethyldiloxane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltris(trimethylsiloxy)silane, 2-(2-aminoethyl)aminopropyltrimethoxysilane, 2-(2-aminoethyl)aminopropylmethyldimethoxysilane, 2-glycidoxypropyltrimetoxysilane, 2-mercapto-propyltrimethoxysilane로 이루어진 실란계 커플링제군,isopropyltriisostearoyltitanate,isopropyltris(diocthylapyrophosphate)titanate,isopropyltri(N-aminoethyl-aminoethyl)titanate,tetraocthylbis(ditridecylphosphate)titanate,bis(dioctylpyrophosphate)oxyacetatetitanate,tetrapropylbis(dioctylphosphate)titanate로 이루어진 티타네이트계 커플링제군 및 라우린산, 미리스틴산, 팔미틴산, 스티어린산, 올레산, 베헨산으로 이루어진 탄소수 12 이상의 지방산군으로부터 선택된 적어도 1종류의 처리제에 의하여 처리된 입자직경 0.6μm 이상,1.2μm 이하의 보올형상입자를 백코우트층 전체의 0.05중량%에서부터 0.5중량%의 범위로 첨가해서 이루어진 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
제1항에 있어서, 처리제가 티타네이트계 커플링제 이소프로필트리이소스테아로일 티타네이트이며, 보올형상입자가 더어멀카아본블랙인 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
제1항에 있어서, 처리제가 티타네이트계 커플링제 이소프로필트리이소스테아로일 티타네이트이며, 보올형상입자가 실리카인 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
제1항에 있어서, 처리제가 티타네이트계 커플링제 이소프로필트리이소스테아로일 티타네이트이며, 보올형상입자가 멜라민·포름알데히드축합체 미립자인 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
제1항에 있어서, 처리제가 지방산이 미리스틴산이며, 보올형상입자가 더어멀카아본블랙인 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
제1항에 있어서, 처리제가 지방산과 실란계 커플링제인 미리스틴산과 3-아미노프로필트리에톡시실란이며, 보올형상입자가 더어멀카아본블랙인 것을 특징으로 하는 자기기록매체.