JPH01162220A - 磁気記録媒体 - 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〕 この発明はバインダ中に磁性粉末が分散結着されてなる
磁性層を備えた磁気テープ、磁気ディスクなどの磁気記
録媒体に関する。

〔従来の技術〕

この種の磁気記録媒体における磁性層のバインダとして
は、従来より、塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体、繊
維素系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂
、ポリビニルアセクール系樹脂、ポリアミド系樹脂、ゴ
ム系樹脂など種々のものが単独あるいは２種以上の混合
物として使用されている。

また、上記バインダー成分として水酸基やカルボキシル
基などの極性基を有する樹脂を用いるとともに、これら
極性基と反応しうるイソシアネート基などの官能基を有
する化合物を架橋剤として併用し、磁性層形成時に架橋
反応させてバインダを３次元網状構造化することにより
、塗膜強度を向上させることも行われている。

そして、上記バインダの中でもポリウレタン系樹脂は磁
性層に高い塗膜弾性率を付与してその耐久性を向上させ
るものとしてよく知られており、とくに分子両末端に水
酸基を有するポリウレタン樹脂とポリイソシアネート化
合物よりなる架橋剤とを併用するとともに、このポリウ
レタン樹脂として分子量の大きなものを用いることが上
記耐久性の向上に効果的であるとされていた（文献不祥
）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、近年においては、磁気記録媒体の高記録密度
化に伴い、磁性粉末として非常に粒子径の小さいものを
使用したり、従来汎用の酸化物系磁性粉末に代えて金属
磁性粉末を使用する傾向にあり、このような磁性粉末の
微粒子化やメタル化による磁性層の強度低下を補う必要
から、バインダに対して以前よりも格段に厳しい耐久性
の向上効果が求められている。

しかるに、現状では、前記のポリウレタン樹脂とポリイ
ソシアネート化合物を併用した場合でも耐久性の向上に
限界があり、上記要望に対処しうる充分な耐久性は確保
されていない。また、使用するポリウレタン樹脂が高分
子量であるほど、磁性塗料の溶剤に対する溶解性の低下
や該塗料の粘度上昇が大きくなって作業性の悪化を招く
とともに、磁気記録媒体の電磁変換特性も低下するとい
う問題があった。

この発明は、上述の事情に鑑み、近年の高記録密度に伴
う前記要望に充分に対処しうる極めてすぐれた耐久性を
具備し、しかも良好な電磁変換特性を示す磁気記録媒体
を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明者らは、上記の目的を達成するために、従来の
如きポリウレタン樹脂の高分子量化によらず、磁性層中
におけるバインダの架橋密度の増大によって耐久性の向
上を図るという観点に立って鋭意検討を重ねた。その結
果、特定の構成成分を含むバインダを使用し、磁性層の
塗布形成時にポリウレタン化反応を生起させることによ
り、磁性層中に架橋密度が高く均一かつ緻密な三次元綱
状構造が形成され、これに基づき従来の高分子量ポリウ
レタン樹脂とポリイソシアネート化合物を併用した場合
に比較して格段にすぐれた耐久性を発揮し、しかも出力
などの電磁変換特性も良好な磁気記録媒体が得られるこ
とを見い出し、この発明をなすに至った。

すなわち、この発明は、非磁性支持体上に磁性粉末をバ
インダで結着した磁性層が形成されてなる磁気記録媒体
において、上記バインダがフタル酸を合成原料のひとつ
とするポリエステルポリオールとポリイソシアネート化
合物とを構成成分として含むものからなることを特徴と
する磁気記録媒体に係るものである。

〔発明の構成・作用〕

この発明において磁性層のバインダの構成成分として使
用する上記特定のポリエステルポリオールとポリイソシ
アネート化合物とは磁性層形成時にポリウレタン化反応
を生起して最終的にポリウレタンポリマーを生成するが
、このポリマーは磁性層全体にわたって均一かつ緻密な
３次元網状構造をとり、磁性層に高い塗膜弾性率を付与
すると同時に、この網状構造により磁性粉末を強く結着
する。

その結果、この発明の磁気記録媒体は、従来のようにバ
インダとして高分子量ポリウレタン樹脂とポリイソシア
ネート化合物を併用したものに比較して磁性層の耐摩耗
性が著しく向上し、極めて微小な粒子からなる磁性粉末
や金属磁性粉末を用いた場合でも充分な耐久性能を発揮
するとともに、出力などの電磁変換特性にもすぐれたも
のとなる。

また、上記構成成分は磁性層の形成に使用する磁性塗料
の溶剤に容易に溶解し、かつ従来の高分子量ポリウレタ
ン樹脂のような粘度上昇を招く恐れもない。

この発明のように磁性層形成時にポリウレタン化を行う
場合と、従来のように予め高分子量化したポリウレタン
樹脂をバインダとして用いる場合とで、上述のように効
果とくに耐久性改善効果に顕著な差異を生じる理由は、
明確ではないが、以下のように推察される。

すなわち、従来の高分子量ポリウレタン樹脂では、ポリ
マー分子が既に単純な線状構造を形成しており、ポリイ
ソシアネート化合物などを用いて架橋硬化させる場合で
も、この単純なポリマー分子の両末端の水酸基しか架橋
に利用できないため、均一かつ緻密な三次元網状構造が
形成されにくいと考えられる。

これに対して、この発明のような磁性層形成時のポリウ
レタン化においては、反応に関与する水酸基が磁性塗膜
中に均一に分布した状態で多量に存在することに加えて
、磁性塗膜中に磁性粉末の微粒子が高含有率で分散して
いるため、上記水酸基と同様に均一に分布しているポリ
イソシアネート化合物のイソシアネート基との反応が上
記微粒子の間を縫うような形で磁性塗膜全体にわたり均
等に進行し、高弾性率を付与する均一かつ緻密な３次元
網状構造が形成され、この綱状構造中に磁性粉末が均一
分散状態のままからめ取られるように取り込まれる結果
、上記のすぐれた耐久性が付与されるものと推測される
。

この発明においてバインダの構成成分とするポリエステ
ルポリオールは、フタル酸を必須とする多塩基酸と多価
アルコールとを常法によりポリエステル化反応させるこ
とにより得られるものである。多塩基酸としてフタル酸
を含まないものを用いたときにはポリエステル中に芳香
環構造が導入されないなどの理由で磁性層の耐久性改善
効果が低減するため、好ましくない。多塩基酸としては
フタル酸を単独で用いてもよいし、フタル酸とともにコ
ハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セパチン酸などの
他の多塩基酸を全多塩基酸中６０モル％以下の割合で併
用してもよい。多価アルコールとしては、エチレングリ
コール、プロピレングリコール、１・４−ブタンジオー
ル、１・６−ヘキサンジオール、トリメチロールプロパ
ンなどの公知の各種のものを使用できる。

このようなポリエステルポリオールの平均分子量は３０
０〜１，２００、とくに５００〜８０ｏの範囲であるこ
とが望ましい。この平均分子量が小さすぎると磁性層が
硬くかつ脆いものとなり、逆に大きすぎると磁性層が柔
らかすぎて高弾性率が付与されず、いずれにしても良好
な耐久性が得られにくくなる。さらに、このようなポリ
エステルポリオールの官能基数は、１分子当たり平均２
〜３個であるのが望ましい。

上記のポリエステルポリオールの市販品としては、たと
えば地竜化−から「アデカニューエースＦ−１２１２−
５Ｊの商品名で市販されているものなどがある。

一方、この発明において上記のポリエステルポリオール
と併用するポリイソシアネート化合物としては、分子内
に２個以上のイソシアネート基を有する低分子量の単量
体や２量体、３量体の如き多量体のほか、トリレンジイ
ソシアネートやヘキサメチレンジイソシアネートの如き
ジイソシアネート３モルとトリメチロールプロパン１モ
ルとの反応物、あるいはポリフェニルメタンポリイソシ
アネートなどの多官能イソシアネート化合物が好適なも
のとして挙げられる。

これらポリイソシアネート化合物の好適な市販品として
は、日本ポリウレタン■の商品名「コロネートＬ」、「
コロネートＨＬＪ、［コロネート２０３０Ｊ、「ミリオ
ネートＭＲＪ、「ミリオネートＭＴＬ」、住友バイエル
ウレタン■の商品名「デスモジュールＬ」、「デスモジ
ュールＮ」、「デスモジュール■Ｌ」、「デスモジュー
ルＨＬ」、式日薬品工業−の商品名［タケネートＤ−１
０２Ｊ、［タケネー）Ｄ−１１ＯＮＪ、「タケネートＤ
−２０２Ｊなどがある。

このようなポリイソシアネート化合物の使用量は、前記
のポリエステルポリオールを含むバインダ成分中のイソ
シアネート基と反応しうる官能基に対してイソシアネー
ト基が同当量かやや多めとなるように設定すればよい。

なお、この発明においては、磁性層のバインダとして、
上記したポリエステルポリオールおよびポリイソシアネ
ート化合物のほかに、必要に応じて他のバインダ成分を
使用することもできる。

このような他のバインダ成分としては、ニトロセルロー
ス、酢酸セルロース、セルロースアセテ−トブチレート
などのセルロース系樹脂；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−酢酸ビニル−マレイン酸共重合体の
如き塩化ビニル−酢酸ビニル系樹脂；塩化ビニリデン−
塩化ビニル共重合体、塩化ビニリデン−アクリロニトリ
ル共重合体の如き塩化ビニリデン系樹脂；アルキッド樹
脂、線状ポリエステルの如きポリエステル系樹脂；　（
メタ）アクリル酸−アクリロニトリル共重合体、（メタ
）アクリル酸メチル−アクリロニトリル共重合体の如き
アクリル系樹脂；ポリビニルアセクール、ポリビニルブ
チラールの如きアセタール系樹脂などや、その他フェノ
キシ系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリアミド系樹脂、ブタ
ジェン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジ
ェン共重合体、放射線重合可能な二重結合を有する樹脂
など、従来より磁性層用のバインダとして知られる種々
の樹脂が挙げられ、これらは２種以上を用いてもよい。

なお、これら他のバインダ成分はバインダ全体の７０重
量％以下とするのが好ましい。

この発明の磁気記録媒体を製造するには、常法に準じ、
上記のポリエステルポリオールおよびポリイソシアネー
ト化合物を含むバインダおよび磁性粉末と適宜の溶剤を
含む磁性塗料を調製し、この塗料をポリエステルフィル
ムなどの非磁性支持体上に塗布したのち、磁場配向およ
び乾燥して磁性層を形成し、カレンダー加工などの表面
処理を行って所要の形状、大きさに裁断すればよい。

なお、上記磁性層の形成時にポリウレタン化反応を行う
ために、上記乾燥を８０〜１５０℃で０゜３〜２秒間程
度行ったのち、カレンダー加工などの表面処理後４０〜
６０℃で２４〜７２時間程度保持して熟成させることが
推奨される。

上記の磁性粉末としては、従来より磁気記録媒体用の磁
気記録素子として知られるものをいずれも使用可能であ
り、たとえばＦｅ、Ｃｏ、］Ｎｉ、これらの合金もしく
はこれらと他の金属あるいは少量の非金属元素を含む合
金などからなる金属磁性粉末、Ｔ　　Ｆ　ｅｚ　Ｏｚ　
、Ｆ　ｅ３０ｍ　、これらの中間的酸化物、ＣＯ含有ｒ
−Ｆｅｗ　Ｏｓ　、Ｃｏ含有Ｆｅ３Ｏ４の如き針状酸化
鉄粉末、バリウムフェライト、ストロンチウムフェライ
トの如き六方晶系板状フェライト粉末などの酸化物系磁
性粉末などが挙げられる。これらの中でも、とくに平均
粒子径が０．２５μｍ以下（ＢＥＴ比表面積が４゜ｎ？
／ｇ以上）である微粒子からなる磁性粉末、さらに金属
磁性粉末を使用した場合にこの発明の適用効果が大きい
。

また、上記磁性塗料中には通常使用されている各種添加
剤、たとえば分散剤、潤滑剤、研磨剤、帯電防止剤など
を適宜配合してもよい。

〔発明の効果〕

この発明に係る磁気記録媒体は、磁性層のバインダの構
成成分として特定のポリエステルポリオールとポリイソ
シアネート化合物を用いたものであるため、磁性層形成
時の上記構成成分のポリウレタン化反応により、磁性層
が架橋密度の高い均一で緻密な３次元網状構造を有して
かつ高い塗膜弾性率を具備したものとなり、これに基づ
いて極めてすぐれた耐久性を示し、しかも出力などの電
磁変換特性も良好である。また、この発明の磁気記録媒
体の製造に際し、上記構成成分は磁性層形成に使用する
磁性塗料の溶剤に容易に溶解するとともに、従来の高分
子量ポリウレタン樹脂を使用する場合のような粘度上昇
を招く恐れがないという利点がある。

〔実施例〕

以下、この発明を実施例に基づいて具体的に説明する。

なお、以下において部とあるは重量部を意味する。また
実施例および比較例で使用したポリエステルポリオール
Ａ−Ｄの構成を下記の第１表に示す。

実施例１ α−ＡＩ！、０．粉末　　　　　　　　　６部ステアリ
ン酸　　　　　　　　　　　　２部ポリエステルポリオ
ールＡ　　　　　　６部上記の組成物をボールミルにて
充分に混線分散しさらにサンドグラインドミルにて凝集
物が充分にほぐれるまで混線分散したのち、ポリイソシ
アネート化合物〔住友バイエルウレタン側の商品名ディ
スモジュールＬ）６部を加え、混合分散して磁性塗料を
調製した。この塗料を厚さ１３μｍのポリエステルベー
スフィルム上に乾燥Ｋが２．５μｍとなるように塗布し
、９０℃にて１秒間乾燥し、この過程で磁場配向を行っ
て磁性層を形成し、さらにカレンダー処理を施したのち
６０℃にて４８時間熟成し、１部２インチ幅に裁断して
磁気テープを作製した。

実施例２ ポリエステルポリオールＡに代えてポリエステルポリオ
ールＢを同量使用した以外は、実施例１と同様にして磁
気テープを作製した。

実施例３ ポリエステルポリオールＡに代えてポリエステルポリオ
ールＣを同量使用した以外は、実施例１と同様にして磁
気テープを作製した。

比較例１ ポリエステルポリオールＡに代えて高分子量ポリウレタ
ン樹脂〔日本ポリウレタン■の商品名Ｎ−２３０１ｉ数
平均分子Ｎ４万〕８部を使用するとともに、ポリイソシ
アネート化合物の使用量を４部に変更した以外は、実施
例１と同様にして磁気テープを作製した。

比較例２ ポリエステルポリオールＡに代えてポリエステルポリオ
ールＤを同量使用した以外は、実施例１と同様にして磁
気テープを作製した。

実施例４ 金属性磁性粉末に代えてＣＯ含有ｒ−ＦｅｚＯ８磁性粉
末（保磁力Ｈｃ＝７５００ｅ、ＢＥＴ比表面積４５ｒｒ
ｒ／ｇ、平均長軸径０．２μｍ）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作製した。

比較例３ ポリエステルポリオールＡに代えて高分子量ポリウレタ
ン樹脂（比較例１と同じ）８部を使用するとともに、ポ
リイソシアネート化合物の使用量を４部に変更した以外
は、実施例４と同様にして磁気テープを作製した。

以上の実施例および比較例の磁気テープについて、低温
耐久性、出力、磁性層の弾性率を測定した。その結果を
第２表に示す。なお、各項目の測定方法は下記のとおり
である。

〈低温耐久性〉 市販のビデオデツキを用いて５℃、４０％ＲＨの条件下
で磁気テープを３．５ｃｍ／秒の速さで反復走行させ、
ビデオ出力が６ｄＢ低下するまでの走行回数を測定した
。

〈出力〉 市販の８ミリビデオデツキに４．７　Ｍ　Ｈｚのキャリ
ヤ信号を記録し、再生出力電圧を測定して、実施例１〜
３および比較例１，２の磁気テープについては「比較例
１」を、実施例４および比較例３の磁気テープについて
は「比較例３」を、それぞれ基準（ＯｄＢ）とした相対
値で表した。

〈磁性層の弾性率〉 試料長さ１０ｃｍ、引張り速度５ｍｍ／分の条件で０．
５％伸びにおけるテープ全体の弾性率を測定する一方、
ポリエステルベースフィルム単独の弾性率を測定し、両
側定値から下式にしたがって磁性層だけの弾性率を求め
た。

ｄＭ　二磁性層の厚さ（μｍ） Ｅ７　：テープ全体の弾性率（ｋｇ　／　ｔｎｒＡ　）
第２表 上表の結果から、フタル酸を合成原料のひとつとするポ
リエステルポリオールとポリイソシアネート化合物を磁
性層のバインダの構成成分として用いたこの発明の磁気
テープ（実施例１〜４）は、同バインダとして高分子量
ポリウレタン樹脂とポリイソシアネート化合物を用いた
従来構成の磁気テープ（比較例１，３）に比べて、磁性
粉末が金属鉄磁性粉末と酸化鉄磁性粉末のいずれの場合
においても、耐久性に著しくすぐれ、しかも高出力が得
られることが明らかである。なお、実施例１〜３の磁気
テープの比較から、上記ポリエステルポリオールの平均
分子量が高すぎても低すぎても耐久性の低下を招くが、
平均分子量５００〜８００の範囲にあるもの（実施例１
）が最も高い耐久性を付与できることが判る。

これに対し、フタル酸以外の多塩基酸を合成原料とする
ポリエステルポリオールとポリイソシアネート化合物と
を磁性層のバインダの構成成分として用いた磁気テープ
（比較例２）は、従来構成の磁気テープ（比較例１）に
較べれば耐久性および出力の向上が認められるが、この
発明の磁気テープに較べればかなり劣るものであること
が判る。

特許出願人　　日立マクセル株式会社

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）非磁性支持体上に磁性粉末をバインダで分散結着
   した磁性層が形成されてなる磁気記録媒体において、上
   記バインダがフタル酸を合成原料のひとつとするポリエ
   ステルポリオールとポリイソシアネート化合物とを構成
   成分として含むものからなることを特徴とする磁気記録
   媒体。
2. （２）ポリエステルポリオールが、平均分子量３００〜
   １，２００で、かつ１分子当たり平均２〜３個の官能基
   を有するものからなる特許請求の範囲第（１）項記載の
   磁気記録媒体。
3. （３）磁性粉末が平均粒子径０．２５μｍ以下のものか
   らなる特許請求の範囲第（１）項または第（２）項に記
   載の磁気記録媒体。
4. （４）磁性粉末が金属磁性粉末である特許請求の範囲第
   （１）〜（３）項のいずれかに記載の磁気記録媒体。