JPH01224919A - 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〕 本発明は磁気記録媒体、特に高温環境保存後の走行耐久
性が改良された磁気記録媒体に関する。

〔従来の技術〕

一般にオーディオ用、ビデオ用あるいはコンピュータ用
等の磁気記録媒体（以下磁気テープと記載することもあ
る）として、１−ＦｅｇＯ，、Ｃ。

含有磁性酸化鉄、Ｃｒｙ、などの針状結晶からなる強磁
性粉末を結合剤（バインダ）中に分散させた磁性層を非
磁性支持体上に設けた磁気記録媒体が用いられている。

しかしながら、最近、磁気記録媒体においては、より高
密度記録への要求が高まり、従来より使用されている強
磁性粉末に代り、たとえば鉄、ニッケルおよびコバルト
などの金属を主成分とする強磁性合金粉末を使用するこ
とが一般化しつつある。

強磁性合金粉末は、抗磁力（Ｈｅ）および残留磁束密度
（Ｂｒ）が高いため高密度記録ができることから、高密
度記録を必要とする分野の磁気記録媒体の強磁性体とし
て好適である。

特に、ビデオテープにおいては、記録波長を短くしたり
、トラック幅を狭くするなどの方法の利用に伴ない、非
常に高密度の記録を行なうことが必要になり、従来の酸
化鉄系の強磁性粉末に代って、強磁性合金粉末を用いた
ビデオテープが使用されるようになってきている。

強磁性合金粉末を使用する場合には磁性層の表面を平滑
にすることによりさらに高密度の記録ができ、磁気記録
媒体の電磁変換特性が向上することが知られている。

しかしながら、磁性層の表面を平滑にすると、ビデオテ
ープの走行中において磁性層と装置系との接触の摩擦係
数が増大する結果、短期間の使用で磁気記録媒体の磁性
層が損傷を受け、あるいは磁性層が剥離する傾向がある
。特にビデオテープではビデオヘッドと記録媒体が高速
で接触しながら走行するため、磁性層から強磁性粉末が
脱落し易く、磁気ヘッドの目詰まりの原因ともなる。さ
らにスチルモード時には上記走行条件が厳しいものとな
る。従って、ビデオテープの磁性層の走行耐久性の向上
が望まれている。

従来より磁性層の走行耐久性を向上させるための対策と
しては、磁性層にコランダム、炭化ケイ素、酸化クロム
などの研磨材（硬質粒子）を添加する方法が提案されて
いるが、磁性層の走行耐久性を向上させる目的で磁性層
に研磨材を添加する場合には、研磨材を相当多量に添加
しなければその添加効果が現れにくい。しかし、研磨材
を多量添加した磁性層は、磁気ヘッドなどを著しく摩耗
させる原因となり、また磁性層を平滑化して電磁変換特
性を向上させるとの趣旨にも反することとなり好ましい
方法であるとは言えない。

特にビデオテープやフロッピーディスクにおいては、記
録波長の圧縮、トラック幅の圧縮による記録媒体の小型
化が急速に進むにつれ、磁性体の材質は従来の酸化鉄系
の強磁性粉末より強磁性合金粉末がよく用いられるよう
になってきている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような急激な磁性体粒子の小型化により電磁変換特
性は比較的価れたものが得られるようになっているが、
同時に良好な走行耐久性を得ることは難しく、その向上
が望まれている。

従来、電磁変換特性を改良するために磁性層を重層構成
となし、上層における磁性粉の抗磁力を下層におけるも
のより大となし、特に高周波域における電磁変換特性を
はかった磁気記録媒体において、走行耐久性を向上させ
るために、下層の潤滑剤（脂肪酸）の平均含有率を上層
の平均含有率の３／４や３／２にする試み（特開昭６１
−２６４５０９号公報の実施例）、下層のみに潤滑剤を
用いる試み（特開昭５８−２００４２５号公報）、や下
層の潤滑剤の平均含有率を上層に対して１゜２倍以上に
した例がある（特開昭６１−２６４５０９号）。

しかしながら、例えば、上層にのみ潤滑剤を用い下層に
用いない場合には密着性は良いが（り返し走行耐久性が
悪く、また下層の潤滑剤の平均含有率が多い場合には、
密着性が悪くなるばかりでなく、可塑化によりくり返し
走行耐久性が低下したり、高温条件下の目詰り等に悪影
響を及ぼすようになる等の問題があった。

従って、本発明の目的は密着性とくり返し走行耐久性に
優れ、かつ高温条件下での目詰まりの発生を生じない磁
気記録媒体を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記の目的を達成するために磁気記録媒体の潤
滑剤の使用法を種々研究した結果なされたもので、磁気
記録媒体の磁性層を複数構成となし、下層における脂肪
酸の平均含有率を上層における平均含有率の１／１０〜
２／３になすことによって上記目的を達成することがで
きることを見出した。

なお、本発明における脂肪酸の平均含有率とはその層に
含まれる強磁性体に対する脂肪酸の平均含有率であり、
また磁性層は一般に重層（二層）構成でよいが、三層以
上であってもよく、この場合下層とは最上層を除く他の
層を云う。

また、本発明においては、最上層における脂肪酸の平均
含有率が多過ぎると電磁変換特性が悪くなり、少な過ぎ
ると良好な走行性が得られない。

従って、本発明においては、最上層における脂肪酸の平
均含有率は核層の強磁性粉末１００重量部に対して０．
　３〜５重量部である。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明においては、脂肪酸として次の一般式で示される
脂肪酸を用いることが好ましい。

−Ｃ−ＯＨ ここで、ＲはＣ０〜Ｃ３Ｓの直鎖又は分枝アルキル又は
アルケニル基を表わす。

これらの脂肪酸の具体例は以下のようである。

ラウリン酸　　　　　　　　　−（１）ミリスチン酸　
　　　　　　　−（ＩＩ）パルミチン酸　　　　　　　
−（ｌ［）ステアリン酸　　　　　　　　−（ＩＶ）イ
ソステアリン酸 オレイン酸　　　　　　　　　−（Ｖ）リノール酸　　
　　　　　　　−（Ｖｌ）リルン酸　　　　　　　　　
−（■） ベヘン酸　　　　　　　　　　−（■）エライジン酸　
　　　　　　　−（ＩＫ）尚、上記式で示される脂肪酸
は天然物であるものが多い、従って、上記に示した例の
中にも炭化水素基が異なった数の炭素数を有する化合物
が含までいる場合があり、単一組成物と言えない化合物
もある。

しかしながら、単一の組成の化合物より若干異なった数
の炭素数を有する化合物が含まれていた方が、走行耐久
性に優れていることも多い。例えば、牛脂に由来する脂
肪酸などである。

本発明において、磁性層の最上層に存在させる脂肪酸量
は前記したように最上層の磁性塗料中の強磁性粉末に対
し０．　３〜５重量％が好ましく、より好ましくは０．
　５〜３重量％の範囲である。

本発明においては、脂肪酸と共に一般の潤滑剤を併用す
ることができる。この場合少なくとも上層に混存させる
ことが有効である。

併用できる潤滑剤としては、脂肪酸エステル。

高級脂肪層アルコール、モノアルキルフォスフェート、
ジアルキルフォスフェート、トリアルキルフォスフェー
ト、パラフィン類、シリコーンオイル、動植物油、鉱油
、高級脂肪層アミン、グラファイト、シリカ、二硫化モ
リブデン、二硫化タングステル等の無機微粉末；ポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、エチレン−
塩化ビニル共重合体、ポリテトラフルオロエチレン等の
樹脂微粉末；α−オレフィン重合物、常温で液体の不飽
和脂肪層炭化水素、フルオロカーボン類等があげられる
。

本発明において使用される強磁性粉末に特に制限はない
０強磁性合金粉末、ｙ−Ｆｅ、Ｏ，、Ｆｅ、Ｏ，、Ｃｏ
変性酸化鉄Ｃｏｏ、の弛度性バリウムフェライトおよび
変性ストロンチウムフェライト等を挙げることができる
。

強磁性粉末の形状に特に制限はないが通常は、針状、粒
状、サイコロ状、米粒状および板状のものなどが使用さ
れる。この強磁性粉末の比表面積は、４０ｎｆ／ｇ以上
が電磁変換特性上好ましく、更に４５ｒｒｆ／ｇ以上が
好ましい。

本発明においては、磁性層を複数層構成としているが、
この場合、各磁性層の強磁性粉末は同種であっても異種
であってもよい０本発明で磁性層を複数層としたのは前
記したように、各層に含まれる脂肪酸の平均含有率を本
発明のように規定することによってくり返し走行耐久性
や密着性を向上させようとするためであるから、複数層
の組成は、潤滑剤としての脂肪酸の含有率が本発明で規
定するようになっていれば、その他の成分については同
じであっても異なっていてもよい。例えば、磁性層を重
層構成となし、上層の強磁性体の抗磁力を下層のものよ
り大となして高周波帯域における磁気特性を向上させる
等の手段をとってもよい。

本発明において、磁性層を形成する結合剤は通常の結合
剤から選ぶことができる。結合剤の例としては、塩化ビ
ニル・酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル、酢酸ビニルと
ビニルアルコール、マレイン酸および／またはアクリル
酸との共重合体、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、エチレン・
酢酸ビニル共重合体、ニトロセスロース樹脂などのセル
ロース誘導体、アクリル樹脂、ポリビニルアセクール樹
脂、ポリビニルブチラール樹脂、エポキシ樹脂、フェノ
キシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネートポリウ
レタン樹脂等を挙げることができる。

また結合剤樹脂は分子中に一３Ｏ，Ｈ。

−０３Ｏ３Ｈ，−ＰＯｓＨｔ　、−０Ｐ０３Ｈｚ　。

−ＣＯＯＨ，等の酸性基またはそれらの塩、あるいはヒ
ドロキシル基、エポキシ基、アミノ基、等の極性基を持
つものがより優れた分散性と塗膜耐久性を与える。この
中でも−３Ｏ，Ｎ　ａ　。

−ＣＯＯＨ，−０ＰＯｚＮａｚ、−ＮＨｚ、基を持つも
のが好ましい。

本発明の磁気記録媒体の磁性層中の全結合剤の含有量は
、通常は強磁性粉末１００重量部に対して１０〜１００
重量部であり、好ましくは２０〜４０部である。

本発明の磁気記録媒体の磁性層には、さらにモース硬度
５以上の無機質粒子を含有することが好ましい。

使用される無機質粒子は、モース硬度が５以上であれば
特に制限はない。モース硬度が５以上の無機質粒子の例
としては、ＡｌｚＯｘ　　（モース硬度９）、ＴｉＯ（
同６）、Ｔｉ０ｚ（同６．５）。

５ｉｆｔ（同７）、ＳｎＯ，（同６．５）、Ｃｒ。

０３（同９）、およびａ−Ｆｅ、０＝（同５．５）を挙
げることができ、これらを単独あるいは混合して用いる
ことができる。

とくに好ましいのはモース硬度が８以上の無機質粒子で
ある。モース硬度が５よりも低いような比較的軟らかい
無機質粒子を用いた場合には、磁性層から無機質粒子が
脱落しやすく、またヘッドの研磨作用も殆どないため、
ヘッド目詰まりを発生しやすく、また走行耐久性も乏し
くなる。

無機質粒子の含有量は、通常、強磁性粉末１゜０重量部
に対して０．１〜２０重量部の範囲であり、好ましくは
１〜１０重量部の範囲である。

また磁性層には上記の無機質粒子以外にも、カーボンブ
ラック（特に、平均粒径が１０〜３００μｍのもの）な
どを含有させることが望ましい。

つぎに本発明の磁気記録媒体を製造する方法の例を述べ
る。

まず、強磁性粉末と結合剤、前記の化合物、そして必要
に応じて、他の充填材、添加剤などを溶剤と混練し、磁
性塗料を調製する。混練の際に使用する溶剤としては、
磁性塗料の調製に通常使用されている溶剤を使用するこ
とができる。

混線の方法にも特に制限はなく、また各成分の添加順序
などは適宜設定することができる。

磁性塗料の調製には通常の混線機、例えば、二本ロール
ミル、三本ロールミル、ボールミル、ペブルミル、トロ
ンミル、サンドグラインダー、ゼグバリアトライター、
高速インペラー分散機、高速ストーンミル、高速度衝撃
ミル、デイスパー、ニーダ−１高速ミキサー、ホモジナ
イザーおよび超音波分散機なとを挙げることができる。

磁性塗料を調製する際には、前記した成分のほかに、分
散剤、帯電防止剤、添加剤を併せて使用することもでき
る。

分散剤の例としては、炭素数１２〜２２の脂肪酸（例、
カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、
パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、オレイン酸、
エライジン酸、リノール酸、リルン酸、ステアロール酸
）、上記脂肪酸とアルカリ金属（例、リチウム、ナトリ
ウム、カリウム、バリウム）とからなる金属セッケン、
およびその化合物の水素の一部あるいは全部をフッ素原
子で置換した化合物、上記の脂肪酸のアミド、脂肪族ア
ミン、高級アルコール、ポリアルキレンオキサイドアル
キル燐酸エステル、アルキル燐酸エステル、アルキルホ
ウ酸エステル、サルコシネート類、アルキルエーテルエ
ステル類、トリアルキルポリオレフィン、オキシ第４級
アンモニウム塩およびレシチンなどの公知の分散剤を挙
げることができる。

分散剤を使用する場合は、通常は使用する強磁性粉末１
００重量部に対し、０．１〜１０重量部の範囲で使用さ
れる。

帯電防止剤の例としては、カーボンブラック、カーボン
ブラックグラフトポリマーなどの導電性微粉末；サポニ
ンなどの天然界面活性剤；アルキレンオキサイド系、グ
リセリン系およびグリシドール系などのノニオン系界面
活性剤；高級アルキルアミン類、第４級アンモニウム塩
類、ピリジンその他の複素環化合物の塩類、ホスホニウ
ムまたはスルホニウム類などのカチオン性界面活性剤；
カルボン酸、燐酸、硫酸エステル基、燐酸エステル基等
の酸性基を含むアニオン性界面活性剤；アミノ酸類、ア
ミノスルホン酸類、アミノアルコールの硫酸または燐酸
エステル類等の両性界面活性剤等を挙げることができる
。帯電防止剤として上記の導電性微粉末を使用する場合
には、例えば強磁性粉末１００重量部に対し０．　１〜
１０重量部の範囲で使用され、界面活性剤を使用する場
合にも同様に０．１２〜ｌＯ重量部の範囲で使用される
。

なお、上述した分散剤、帯電防止剤、などの添加剤は、
厳密に上述した作用効果のみを有するものであるとの限
定の下に記載したものではなく、例えば、分散剤が潤滑
剤あるいは帯電防止剤として作用することも有りうる。

従って、上記分類により例示した化合物などの効果作用
が、上記分類に記載された事項に限定されないことは勿
論であり、また複数の作用効果を奏する物質を使用する
場合には、添加量は、その作用効果を考慮して決定する
ことが好ましい。

このようにして調製された磁性塗料は前述の非磁性支持
体上に塗布される。塗布は、前記非磁性支持体上に直接
行なうことも可能であるが、また、接着剤層などを介し
て非磁性支持体上に塗布することもできる。

非磁性支持体上への塗布法の例としては、エアードクタ
ーコート、ブレードコート、ロッドコート、押し出しコ
ート、エアナイフコート、スフイスコート、含浸コート
、リバースロールコート、トランスファーロールコート
、グラビアコート、キスコート、キャストコート、スプ
レーコート及びスピンコード法等を挙げることができ、
特に下層用塗布液と上層用塗布液を湿潤状態重畳して塗
布するいわゆるウェットオンウェット塗布方式が好まし
い。

ウェットオンウェット方式としては、特開昭６１−１３
９９２９号公報の塗布方法を用いることができる。

また、上記の強磁性粉末と結合剤の分散方法および支持
体への塗布方法などの詳細は特開昭５４−４６０１１号
および同５４−２１８０５号等の各公報に記載されてい
る。

このようにして塗布される磁性層の厚さは、乾燥後の厚
さで一般には約０．　５〜１０μｍの範囲、通常は１．
　５〜７．０μｍの範囲になるよう塗布される。

非磁性支持体上に塗布された磁性層は磁気記録媒体がテ
ープ状で使用される場合通常、磁性層中の強磁性粉末を
配向させる処理、即ち磁場配向処理を施したあと、乾燥
される。また必要により表面平滑化処理が施される。

支持体の厚さは４〜５０μｍが好ましい。また強磁性薄
膜の密着向上・磁気特性改良のために支持体上に下地層
を設けてもよい。

〔実施例〕

次に本発明の実施例および比較例を示す。

以下に記載する実施例および比較例において「部」とは
重量部を示す。

以下に記載する組成の［第一磁性層の成分と第２磁性層
成分とをそれぞれボールミルを用いて４８ｈｒ混線分散
を行なって、混線分散物を得た。

なお第１磁性塗料及び第２磁性塗料の調整に用いた強磁
性粉末、樹脂成分は同一のものである。

冶　　　始　　　　　冶　　　冶　冶　鴇　垢ロ　　　
　ヘ　　　　　　ロ　　　唖　Ｌｒ３　　へ　ロロ　　
　−−−ロ °−０７ ２寸　　　　　。

垢　　　粗　　　　　冶　垢　垢　垢 ロ　　　　ヘ　　　　　　ロ　り　＋’ＪＯロ　　　　
−　　　　　　−−０ 勺 °−−２ ７口 上記の組成物を混線分散して得られた混線分散液にポリ
イソシアネートを５部加えさらに１時間混練した後、そ
れぞれ１μｍの平均孔径を有するフィルタを用いて濾過
し、第一磁性塗料および第二磁性塗料を調製した。

厚さ１０μｍのポリエチレンテレフタレート支持体の表
面に上記の第２磁性塗料を乾燥厚さ４μｍとなるように
塗布して、磁性層を形成し次いで第２磁性塗料の塗布面
上に第一磁性塗料を乾燥厚さが１１１ｍとなるように塗
布して脂肪酸含有磁性層を形成した。なお各磁性塗料の
塗布はリバースロールを用いて行なった。

第２′Ｍｉ性塗料及び第１磁性塗料が塗布されて非磁性
支持体上にこの順に積層されてなる積層体を、磁性塗料
が未乾燥の状態で１０００ガウスの磁石で磁場配向処理
を行ない、さらに乾燥後、スーパークレンダー処理を行
ない１／２寸幅にスリットして１／２寸テープを製造し
た。

上記各試料について次の如き評価を行い、得られた結果
を第１表に示した。

〔評価方法〕

〔ヘッド目詰まり〕 得られたビデオテープをＶＨ３−ＶＴＲ（ＮＶ−８２０
０ｉ松下電器産業■製）を使用して４０℃、８０％ＲＨ
という高温条件下において１時間長のテープの全長に亘
り記録再生を行なった。その間に発生したビデオヘッド
目詰まりから１時間当りの発生回数を算出し、この発生
回数で評価した。

〔スチル耐久性〕

得られたビデオテープを上記ＶＨ３−ＶＴＲにて記録後
、再生し再生途中にスチルモード再生に切変え、ヘッド
出力がスチル再生初期の１／２以下になるまでの時間を
計測した。

上記測定は１０°Ｃの条件にて行なった。

「μ値（摩擦係数）」 得られたビデオテープ（６０°Ｃ×９０％ＲＨＸ２ｄａ
ｙ保存品）とステンレスポールとを５０ｇの張力（Ｔ、
）で接触（巻き付は角１８０°）させて、この条件下で
走行させるのに必要な張力（Ｔ２）を測定した。この値
をもとに下記計算式によりビデオテープの摩擦係数μを
求めた。

μ＝１／π・ｌ、　（’ｒｚ／’ｒｔ）摩擦係数のテス
トは２３℃Ｘ７０％ＲＨの条件で行なった。

〔発明の効果〕

上記第１表から明らかなように、本発明により下層の脂
肪酸量を、上層に対して減じることにより、目詰り及び
スチル耐久性が良好となる。

特に下層の脂肪酸量を最上層に対し０．　１〜０゜７と
することにより良好な結果が得られる。

これに対し、下層の脂肪酸量を０．１未満にした場合、
高温保存により脂肪酸の移動が起こりμ値が上昇してし
まう。

また下層の脂肪酸量を０．　７より多くすると可塑化等
により目詰りスチル耐久性といった耐久面（ほか３名） 手続補正肉 昭和６３年１１月　７日

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）非磁性支持体上に強磁性粉末を結合剤中に分散し
   てなり、且つ脂肪酸を潤滑剤として含有する磁性層を設
   けた磁気記録媒体において、該磁性層を複数層で構成し
   、下層の平均脂肪酸含有率が最上層の平均脂肪酸含有率
   の０．１〜０．７となしたことを特徴とする磁気記録媒
   体。
2. （２）最上層に含まれる脂肪酸の平均含有率を最上層の
   強磁性粉末１００重量部に対し０．３〜５重量の範囲内
   にある特許請求の範囲第１項に記載の磁気記録媒体。