JPH01220122A - 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〕 本発明は、磁気テープや磁気ディスク等の磁気記録媒体
に関するものであり、特に磁性層に配合される磁性粉末
の分散性の改善に関するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、磁性粉末と結合剤とを主体とする磁性層を有
する磁気記録媒体において、前記磁性層中にアルコキシ
ル基及びカルボキシル基を有するシランカップリング剤
を含有させることにより、磁性粉末の分散性の向上及び
脱落の減少を図り、電磁変換特性の劣化を改善するとと
もに塗膜の耐久性の向上を図ろうとするものである。

〔従来の技術〕

磁気記録媒体は、年々高密度記録化の方向に向かってい
る。このような状況の中、磁性層においては極めて微細
な粒子径を有した磁性粉末を結合剤樹脂中に高度に分散
させ、該磁性層の表面を鏡面化し、電磁変換特性を向上
させると同時に磁性塗膜の耐久性を向上させることが要
求されている。

すなわち、上記磁気記録媒体にあっては、磁性層に含有
される磁性粉末を如何に良好に塗料中に分散させるか、
また上記磁性層に含有される磁性粉末を如何に良好に結
合剤と結合させるかが非常に重要な課題である。

従来、上記要求を満足する方法として、磁性塗料中にい
わゆる分散剤（例えば界面活性剤）を添加して、該界面
活性剤の有する親水基と磁性粉末の親水基とを結合させ
、さらに該界面活性剤の有する親油基と結合剤中の親油
基とを結合させることにより磁性粉末と結合剤とを結合
させ、耐久性の向上や上記磁性粉末の分散性の向上を図
ることが提案されている。しかしながら、この方法では
分散剤の親油基に極性がないため結合剤との結合力が非
常に弱く界面補強機能が充分に発揮されない。また、界
面補強機能を発揮させようとして分散剤を過剰にいれた
場合、結合剤を可塑化したり、分散剤が塗膜表面に析出
したりして塗膜の耐久性を著しく欠くものとなっている
。

これに対して、近年、結合剤に極性基を導入する方法が
提案され、結合剤に高分子としての機能と分散剤、界面
補強剤としての機能を合わせ持たせる技術が提案されて
いる。しかしながら、上述のように結合剤中に極性基を
導入し、これにより磁性粉末との界面補強を図ろうとし
た場合に、極性基の親水基団が結合剤の高分子としての
機能からくる立体障害で充分に磁性粉末表面の親水基と
吸着することができず分散性の劣化を招いたり、また塗
料中に耐久性向上等の目的から添加した長鎖アルキル基
を有する化合物や脂肪酸を始め各種潤滑剤や分散剤等が
存在した場合に、これらが優先的に磁性粉末に吸着して
しまい、分散機能を有する結合剤の吸着を妨げ磁性粉末
の分散性が劣化する等の問題が生ずる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述のように、磁気記録媒体の分野においては、使用さ
れる結合剤やそれに添加される極性基の能力不足や極性
基と粉体の表面特性との係わりあい等に起因して各種の
実用特性に不満を残している。

そこで、本発明は上述の従来の実情に鑑みて提案された
ものであって、磁性粉末への潤滑剤の吸着を防止すると
ともに、磁性粉末の分散性の向上及び脱落の減少を図り
、電磁変換特性や耐久性に優れた磁気記録媒体を提供す
ることを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者は、上述の目的を達成せんものと鋭意研究の結
果、磁性粉末と結合剤とを直接作用させるのではなく、
アルコキシル基及びカルボキシル基を有したシランカッ
プリング剤を介して結合させることにより磁性粉末と結
合剤との親和性が著しく向上し、磁性粉末の分散性が飛
躍的に向上するとの知見を得るに至った。

本発明は上記知見に基づきなされたものであって、第１
図に示すように、非磁性支持体（１）上に磁性粉末と結
合剤とを主体とする磁性層（２）を有する磁気記録媒体
において、前記磁性層（２）がアルコキシル基及びカル
ボキシル基を有するシランカップリング剤を含有してい
ることを特徴とするものである。

また本発明は、第２図に示すように、非磁性支持体（１
１）の一方の面に上述の構成からなる磁性層（１２）を
形成し、他方の面に非磁性粉末と潤滑剤等を主体とする
バックコート層（１３）を形成した磁気記録媒体に適用
してもよい。

上記磁気記録媒体の磁性層には、上述のようにアルコキ
シル基及びカルボキシル基を有するシランカップリング
剤が含有されている。このシランカップリング剤は、磁
性層中に配合される磁性粉末の表面と結合させ、磁性粉
末の見掛は上の表面状態を変えることが目的である。

上述の磁性層中に含有されるアルコキシル基及びカルボ
キシル基を有するシランカップリング剤とは、シランカ
ップリング剤中に−ＯＲ（Ｒはアルキル基を表す。なお
、このアルキル基は炭素鎖が短い方が好ましく、炭素鎖
が長い場合には加水分解が良好に行われず、磁性粉末の
表面と良好に化学結合できなくなってしまう。）で示さ
れるアルコキシル基と−ＣＯＯＨで示されるカルボキシ
ル基の両者を同時に含んだものである。

かかるシランカップリング剤としては、■（ＣＬＯ）　
＊ＳｉＣｔｌｌＪＨＣＪａＮＨＣＬＣＯＯＨＮ−（３−
（）すＩトキシシリル）プロピル　〕　フタル７ミＦＮ
−（）リメトキシシリルブＩ’３）エチレンジアミン三
酢酸等が挙げられる。

上記シランカップリング剤と磁性粉末とを反応させるに
は、例えば、 （ａ）磁性塗膜の作製時にシランカップリング剤と磁性
粉末とを同時に添加する方法、 （ｂ）水中で磁性粉末に対してシランカフプリング剤に
よる処理を行い、その後水分を乾燥させる方°法、 （ｃ）有機溶媒中で磁性粉末をシランカップリング剤に
よる処理を施し有機溶媒を乾燥させる方法、（ｄ）　［
性粉末に対してシランカップリング剤をスプレーン混合
しその後乾燥させる方法、等がある。

上記アルコキシル基及びカルボキシル基を含有したシラ
ンカフプリング剤の磁性層への添加量としては６ｎ性粉
末１００重量部に対して０．３〜５重量部（０，３〜５
ＰＨＰと表す。）の範囲内であることが好ましい。この
範囲より添加量を少なくした場合には、アルコキシル基
及びカルボキシル基を含有したシランカップリング剤を
添加した効果が期待できず、添加量を多くした場合には
塗膜が酸性に傾くことになり、磁気記録媒体の耐蝕性の
劣化を招くことになる。

上述のような方法により磁性粉末と上記シランカップリ
ング剤とを反応させることにより、該シランカップリン
グ剤分子中に存在するアルコキシル基が加水分解して一
５ｉ−０−を形成し、これが磁性粉末の表面と良好に化
学結合する。その結果、シランカップリング剤分子中に
存在するもう一方の極性基であるカルボキシル基が磁性
粉末の表面を覆う状態となり、磁性粉末は見掛は土酸性
（プロトンが充分存在する状態）状態となる。

これによって、例えば磁性層の潤滑性付与のために添加
した脂肪酸の磁性粉末への吸着を防止することができる
とともに、該脂肪酸は少量の添加で優れた潤滑効果を引
き出すことができる。

また、磁性粉末表面を見掛は土酸性状態としているカル
ボキシル基は、磁性層を構成する結合剤樹脂と良好且つ
強固に結合するため、耐久性に優れた塗膜を形成するこ
とができる。したがって、磁気記録媒体の摺動によって
も磁性粉末は離脱することがなく耐久性の向上が図れる
。なお、磁性粉末の表面は上述のように酸性状態となっ
ているため、結合剤樹脂としては塩基性極性基が導入さ
れたものがより好ましく、耐久性改善の効果が大きい。

上記シランカフプリング剤によって表面が覆われる磁性
粉末としては、強磁性酸化鉄粒子、強磁性二酸化クロム
、強磁性合金粉末、大方晶系バリウムフェライト微粒子
、窒化鉄等が挙げられる。

上記強磁性酸化鉄粒子としては、一般式ＦｅＯｘで表し
た場合、Ｘの値が１．３３≦Ｘ≦１．５０の範囲にある
もの、即ちマグネタイト（γ−Ｆｅ２ｏｚ　１Ｘ＝１．
５０）、マグネタイト（ＰｅｓＯｎ　、　　Ｘ　＝　１
．３３）及びこれらの固溶体（ＦｅＯｘ、１．３３＜Ｘ
＜１．５０）である。さらに、これら強磁性酸化鉄には
、抗磁力をあげる目的でコバルトを添加してもよい。コ
バルト含有酸化鉄には、大別してドープ型と被着型の２
種類がある。

上記強磁性二酸化クロムとしては、ＣｒＯ２あるいはこ
れらに抗磁力を向上させる目的でＲｕ。

Ｓｎ、Ｔｅ、Ｓｂ、Ｆａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ等の少なくと
も一種類を添加したものを使用できる。

強磁性合金粉末としては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ。

Ｆｅ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ、Ｃ。

−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ−Ｂ。

Ｍｎ−Ｂ　ｉ、　Ｍｎ−Ａｌ１．　　Ｆｅ−Ｃｏ−Ｖ等
が使用でき、またこれら°に種々の特性を改善する目的
でＡｊ！、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ等の金
属成分を添加してもよい。

なお、磁性層においては上記磁性粉末の他例えば研磨剤
、無機顔料、カーボン等の各種粉体が添加されてもよく
、その場合にも結合剤中に含有されたシランカップリン
グ剤の働きにより、磁性粉末の場合と同様に該シランカ
ップリング剤分子中に存在するアルコキシル基が加水分
解して一５ｉ−０−を形成し、これが粉体の表面と良好
に化学結合する。その結果、シランカップリング剤分子
中に存在するもう一方の極性基であるカルボキシル基が
粉体の表面を覆い粉体は見掛は土酸性となる。したがっ
て、磁性層を構成する結合剤との間で良好且つ強固な結
合が発現し、粉体の分散性が向上するとともに粉落ちも
減少する。

本発明の磁気記録媒体において磁性層は、例えば上述の
磁性粉末を結合剤中に分散し、有機溶剤に溶かして調製
される磁性塗料を非磁性支持体の表面に塗布して形成す
ればよい。

ここで、磁性粉末を分散させる結合剤としては、通常こ
の種の磁気記録媒体の結合剤として用いられる樹脂であ
れば何れのものも使用可能であるが、磁性粉末の表面が
シランカフプリング剤によって覆われることにより酸性
状態となっていることを考えあわせ、その効果を最大限
に発揮させるためには塩基性の極性基が導入された結合
剤であることが望ましい。

結合剤は、上述のように通常使用される極性基が導入さ
れていない結合剤を単独で用いてもよいし、塩基性極性
基が導入された樹脂を単独で用いてもよい。さらには、
塩基性極性基が導入された結合剤と極性基が導Δされて
いない結合剤との組み合わせや塩基性極性基が導入され
た異なる樹脂同士の組み合わせ、塩基性極性基が導入さ
れた結合剤とその他の極性基（酸性極性基や中性極性基
）が導入された結合剤との組み合わせ等、何れも使用す
ることができる。なお、塩基性極性基が導入された樹脂
と極性基が導入されていない樹脂との組み合わせでは、
塩基性極性基が導入された樹脂が少なくとも１０％以上
の割合で組み合わされていることが必要である。

かかる樹脂としては、例えば塩化ビニル−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
、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニル−
アクリロニトリル共重合体、アクリル酸エステル−アク
リロニトリル共重合体、アクリル酸エステル−塩化ビニ
リデン共重合体、メタクリル酸エステル−塩化ビニリデ
ン共重合体、メタクリル酸エステル−スチレン共重合体
、熱可塑性ポリウレタン樹脂、ポリ弗化ビニル、塩化ビ
ニリデン−アクリロニトリル共重合体、ブタジェン−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−メタクリル酸共重合体、ポリビニルブチラール、セ
ルロース誘導体。

スチレン−ブタジェン共重合体、ポリエステル樹脂、フ
ェノール樹脂、エポキシ樹脂、熱硬化性ポリウレタン樹
脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、尿素−ホ
ルムアルデヒド樹脂またはこれらの混合物等の結合剤樹
脂が挙げられる。

また、これら樹脂に塩基性極性基を導入するとした場合
、導入される塩基性極性基としては、（ａ）　−Ｃ１ｌ
ｚ−９Ｈ− ＮＨ。

（ｂ）−ＮＨＣＨ，ＣＨ，− 等の形で導入される第１アミン（−ＮＨ２）、第２アミ
ン（−ＮＲＨ）、第３アミン（−ＮＲｚ）が挙げられ、
第４アンモニウム塩（ＮＲ４・Ｘ）の形で導入されたも
のであってもよい。

あるいは、 等で示される複素環の形で導入されたものであってもよ
い。

さらには、 等で示されるシッフ塩基（：Ｃ＝Ｎ−）の形で導入され
たものであってもよく、ジアゾ基（−Ｎ、Ｎ−）の形で
導入されたものであってもよい。すなわち、不対電子を
有するチッソ原子を極性基として有する結合剤であれば
よい。

前述の塩基性極性基の導入方法としては、従来知られる
方法がいずれも使用可能であり、例えば代表的な塩基性
極性基である第３アミンや第４アンモニウムを縮合系樹
脂（例えばポリウレタン）に導入するには、 （ｉ）塩基性極性基含有ポリオール、ポリイソシアネー
ト等を鎖延長剤の一部として用いる方法、（ｉｉ）ｗｉ
合系樹脂の側鎖あるいは末端に残存する活性水素等（例
えば水酸基）を利用し、活性水素と反応可能な基と塩基
性極性基の両者を分子内に持つ化合物によって変性する
方法、 等によればよい。

また、塩化ビニル系樹脂等の共重合系樹脂にこれら極性
基を導入するには、 （ｉｉｉ　＞塩化ビニル等のビニル系モノマーと共重合
可能な二重結合を有する塩基性極性基の両者等分子内に
持つ化合物を重合させる方法、 （ｉｖ）予め活性水素を導入しておき、これを活性水素
と反応可能な基と塩基性極性基の両者を分子内に持つ化
合物によって変性する方法、等によればよい。また、そ
の他の塩基性極性基についても同様の手法で導入するこ
とができる。

なお、結合剤中に含まれる塩基性極性基の含有量として
は０．　ＯＯ１ｍ　ｍｏｌ／ｇ　〜１．０　ｍ　＋ａｏ
ｌ／ｇの範囲内であることが好ましい。

また、磁性層中には通常この種の磁気記録媒体の磁性層
に添加される各種の添加剤が添加されてもよい。ただし
、各種添加剤はアルコキシル基とカルボキシル基を含有
したシランカップリング剤を添加した効果の妨げとなら
ない程度で添加することが好ましい。

上述のように磁性粉末と該磁性粉末の表面を酸性状態と
するために添加されるアルコキシル基とカルボキシル基
を含有したシランカップリング剤とその他磁気記録媒体
の磁性層に通常使用される各種添加剤とこれらを分散さ
せる結合剤とからなる塗料を塗布形成して磁性層とする
場合には、有８１溶剤に溶解させた後非磁性支持体上に
塗布形成すればよい。

上記有機溶剤としては、アセトン、メチルエチルケトン
、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケト
ン系、酢酸メチル、酢酸エチル。

酢酸ブチル、乳酸エチル、酢酸グリコールモノエチルエ
ーテル等のエステル系、グリコールジメチルエーテル、
グリコールモノエチルエーテル、ジオキサン等のグリコ
ールエーテル系、ベンゼン。

トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、ヘキサン、ヘ
プタン等の脂肪族炭化水素、メチレンクロライド、エチ
レンクロライド、四塩化炭素、クロロホルム、エチレン
クロルヒドリン、ジクロルベンゼン等の塩素化炭化水素
等が挙げられる。

一方、上述のようにして形成された磁性層形成面とは反
対の面には帯電防止機能や摩擦像ｆＪ１．ｍ能、さらに
は傷付き防止（耐久性向上）機能等を目的としてバック
コート層が形成されていてもよい。

上記バックコート層は、非磁性粉末を結合剤中に分散さ
せ、これを有Ｉａ溶剤に溶解してバフクコ−）［塗料を
調製し、磁性層形成面とは反対の面に塗布形成すること
により形成される。

上記バックコート層を構成する非磁性粉末としては、こ
の種の磁気記録媒体の非磁性粉末として通常使用される
ものがいずれも使用できるが、例えば例えばコンタクト
ブラック、チャンネルブラック、ロールブラック、ディ
スクブラック、ファーネスブラック、サーマルブラック
、ランプブラック等あらゆる種類のカーボンブラックや
ＣａＣ０１粉末、Ｂ　ａ　Ｓ　Ｏａ粉末、ＺｎＯ粉末、
ａ−Ｆｅ２０コ粉末、Ｔｉｅ、粉末、Ａ　Ｉｔ　ｔ　Ｏ
ｘ粉末、ｃｒｚｏｚ粉末等の非磁性粉末が挙げられる。

また、バックコート層も磁性層と同様にその他通常添加
される各種の添加剤がいずれも使用することができる。

また、バックコート層においても該バックコート層に使
用される非磁性粉末の分散性や非磁性粉末の離脱を防止
するためにバックコート層に対して磁性層と同様にアル
コキシル基及びカルボキシル基を含有したシランカフブ
リング剤を添加してもよい。

なお、本発明に係る磁気記録媒体を構成する非磁性支持
体の素材としては、ポリエチレンテレフタレート等のポ
リエステル類、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリ
オレフィン類、セルローストリアセテートセルロースダ
イアセテート、セルロースアセテートブチレート等のセ
ルロース誘導体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン
等のビニル系樹脂、ポリカーボネートポリイミド。

ポリアミドイミド等のプラスチック、アルミニウム合金
、チタン合金等の軽金属、アルミナガラス等のセラミッ
クス等が挙げられる。この非磁性支持体の形態としては
、フィルム、シート、ディスク、カード、ドラム等のい
ずれでもよい。

〔作用〕

本発明で用いられるアルコキシル基及びカルボキシル基
を含有したシランカフブリング剤は、そのアルコキシル
基が磁性粉末と強固に結合するとともに、カルボキシル
基が結合剤と良好に結合するため、結合剤中での磁性粉
末の分散性、界面補強性に著しい効果を発揮する。

また、磁性粉末の表面がアルコキシル基及びカルボキシ
ル基を含有したシランカップリング剤のカルボキシル基
によって覆われるため、磁性粉末の表面は見掛は土酸性
状態となる。そのため脂肪酸等の酸素供与性の原子団を
有する添加剤の磁性粉末への吸着が防げ、その結果磁性
粉末の分散安定性や界面補強を失うことなく塗膜が完成
され、高磁気特性を有し、耐久性に優れた塗膜が完成さ
れる。

〔実施例〕

以下、本発明についての具体的な実施例について説明す
るが、本発明がこの実施例に限定されるものではないこ
とはいうまでもない。

去血班上 Ｃｏ　　Ｔ　−ＦｅｚＯｓ　　　　　　　　　　　　１
２重量部Ｃｒ、０３　　　　　　　　　　　　　　　０
．６重量部カーボン　　　　　　　　　　　　　０．６
重量部ステアリン酸　　　　　　　　　　　０．０６重
量部ブチルステアレート　　　　　　　　０．１２重量
部シランカフプリング剤　　　　　　　０．２４重量部
（（ＣＨ３０）　５ｓｉｃＪＪＨｃＪａＮＨｃＨｚｃＯ
ＯＨ）塩化ビニル酢酸ビニル系樹脂　　　　　１重量部
ウレタン樹脂　　　　　　　　　　　　２重量部（３級
アミン基０．３ｎｍｏｌ／ｇ含有）メチルエチルケトン
　　　　　　　　３０重量部上記組成物をボールミルに
て４８時間混合してからフィルターを通して取り出し、
この磁性層塗料を１２μｍ厚のポリエチレンテレフタレ
ートフィルムの裏面に乾燥後の厚みが５μｍとなるよう
に塗布し、磁場配向をした後巻取った。これをカレンダ
ー処理した後、１７２インチ幅に裁断し、サンプルテー
プを作製した。

災施班１ 実施例１において使用したシランカップリング剤をＮ−
（３−（）リメトキシシリル）プロピル〕フタルアミド
に変え、他は実施例１と同様の方法によリサンプルテー
プを作製した。

爽旅炎ユ 実施例１において使用したシランカップリング剤をＮ−
（トリメトキシシリルプロピル）エチレンジアミン三酢
酸に変え、他は実施例１と同様の方法によりサンプルテ
ープを作製した。

比較鍔上 実施例１において使用したシランカップリング剤を使用
せず、他は実施例１と同様の方法によりサンプルテープ
を作製した。

上述のようにして作製された各サンプルテープについて
グロス、粉落ち、摩擦係数、磁束密度Ｂｍ、角形比Ｒｓ
、保磁力Ｈｃを測定した。

上記グロスは光沢計を用いて入射角７５°、反射角７５
°における反射率を測定した。また、粉落ちは６０分シ
ャトル１００回走行後のヘッドドラム、ガイドピン等へ
の粉落ち量を目視によって観察し、殆ど粉落ちのないも
のをθ点粉落ち量の多いものを一５点として評価した。

さらに摩擦係数は低速のテープ速度（０，４ｍｍ／５ｅ
ｅ）における磁性層表面とＩＳステンレスとの摩擦係数
（荷重Ｗ＝５０ｇ＞を測定した。さらにまた磁気特性は
２５００ガウスの磁場で測定したものである。

これらの結果を第１表に示す。

第１表 第１表より明らかなように、磁性層中にシランカフプリ
ング剤を含有している実施例は、該シランカップリング
剤を含有していない比較例と比ベグロス、粉落ち、摩擦
係数、磁気特性のいずれについても非常に良好な結果が
得られた。

〔発明の効果〕

以上の説明より明らかなように、アルコキシル基及びカ
ルボキシル基を含有したシランカップリング剤を含有し
た磁性層においては、該カップリング剤が磁性層及び結
合剤と良好に結合するため潤滑剤や分散剤等の添加剤の
磁性粉末への結合を防ぐとともに、分散安定性及び界面
補強性を失うことなく耐久性に優れた塗膜を完成するこ
とができる。

したがって、これを磁気記録媒体の磁性層とすることに
より電磁変換特性や塗膜の耐久性等に優れた磁気記録媒
体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した磁気記録媒体の一構成例を示
す要部拡大断面図である。 第２図は本発明を適用した磁気記録媒体の他の構成例を
示す要部拡大断面図である。 ■、１１・・・非磁性支持体 ２．１２・・・磁性層 １３・・・バックコート層 特許出願人　　　ソニー株式会社 代理人　　弁理士　　小泡　　晃 岡　　　田村　榮− 同　　　佐藤　　勝 第１図 第２図 手続ン甫正書岨発） 昭和６３年６月２３日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 非磁性支持体上に磁性粉末と結合剤とを主体とする磁性
   層を有する磁気記録媒体において、前記磁性層がアルコ
   キシル基及びカルボキシル基を有するシランカップリン
   グ剤を含有していることを特徴とする磁気記録媒体。