JPH01243227A - 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、磁気シート、磁気ディスクＡの
磁気記録媒体、特に円板状の可撓性磁気記録ディスクに
関するものである。

（従来の技術） 磁気記録媒体は、一般に非磁性支持体と、その１−に設
けられた磁性層とからなり、更に磁性層は、結合剤（バ
インダーと架橋剤）と結合剤に分散された強磁性粉末、
カーボンブラックなどからなる。

かかる磁気記録媒体用のバインダー樹脂は低温でも高温
でも適度な柔軟性と適度な強度か要求され、かつ用いる
磁性粉および研磨剤、導電外付Ｊｊ剤等の非磁性粉をよ
く分散しうるちのでなければならない。このような要求
にこたえるものとして、本山願人はすてにスルホン酸金
属塩基を１０〜１０００等ｆ？ｔ／　１０　’　ｇ　ホ
、　’Ｊ　７−アタ’Ｑ含有スルポリウレタン樹脂を開
発した（特願昭５３−６６４５９号、特開昭５４−１５
７６０３号）。

（発明か解決しようとする問題点） かかる磁気記録媒体、特にフロンビーディスクの如き＋
１ＪＬＪ性磁気記録デイスクに要求される重要な性能の
一つは摩擦係数、回転トルク、始動トルクを低下せしめ
ることである。この対策として各種の手段が提案されて
いるが未だ充分満足すべきものはみられない。

（課題を解決するための手段） 本発明は摩擦係数、回転トルク、始動トルクの低下、耐
湿（水）性の向上、耐久性の向上等の利点を有する磁気
記録媒体を提供するものであり、その要旨は非磁性支持
体−Ｊ−に、強磁性粉末、カーボンブラックなどが結合
剤に分散された磁性層を形成した磁気記録媒体において
、該磁性層が炭素原子数１２〜２０の脂肪酸を含み、か
つ次に示される結合剤指数、Ｎを満足することを特徴と
する磁気記録媒体にある。

２．５≦Ｎ≦８．５ Ｎ　：　−Ｘ　１０　” Ａ：磁性層中の結合剤量（重量％） Ｂ：磁性層中の強磁性粉末ｊｄ（重量％）×該強磁性粉
末のＢＥＴ比表面積（♂／ｇ）＋磁性層中のカーボンブ
ラック量（重ｉ１−％）×該カーボンブランクのＢＥＴ
比表面積（♂／ｇ） そして、本発明の好ましい実施態様として結合剤がスル
ホン酸金属塩基を１０〜１０００当鼠／１０°ｇポリマ
ーあたり含有するポリウレタン樹脂が主成分であり、潤
滑剤が炭素数１２〜２０の飽和、あるいは不飽和脂肪酸
と融点が１０℃以下の分枝状脂肪酸エステルを含むもの
、また更に好ましい実施態様として潤滑剤が炭素数１２
〜２０の脂肪酸と融点が１０°Ｃ以下の分枝状脂肪酸エ
ステルおよびブチルセロソルブと炭素数が１２〜２０の
脂肪酸とのエステルを含む場合があげられる。

本発明の磁気記録媒体は、非磁性支持体と結合剤中に分
散された磁性体、カーボンブランクからなる磁性層がこ
の一１１磁Ｐ１支持体りに設けられたＪｌ（本構造を何
するものである。

本発明で非磁性支持体としては、通常使用されているも
のを用いることができる。すなわち、ポリエチレンテレ
フタレート、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリアミドイミ
ド、ポリイミドなどの各種の合成樹脂フィルム、および
アルミ箔、ステンレス箔なとの金属箔をあげることがで
きる。

非磁性支持体は、一般に３〜１２５　ｐｍ　、好ましく
は５・〜９０ｐｍの厚さのものが使用される。

非磁性支持体」−には、強磁性粉末、カーボンブラック
粉末等が結合剤中に分散された磁性層が設けられている
。

強磁性粉末としては、通常使用されているものを用いる
ことができる。すなわち、鉄を主成分とする強磁性金属
微粉末、γ−Ｆｅ２０．３゜Ｆｅ５０．ｔのような金属
酸化物系の強磁性粉末およびＣｏ変性酸化鉄、変性バリ
ウムフェライト、変性ストロンチウムフェライトなどの
ような変性金属酸化物系の強磁性粉末をあげることがで
きる。

本発明に使用されるカーボンブランクとしては、平均粒
子径２０〜４０Ｔｎｐ１吸油量１００−４００ｃｃ／１
００ｇの良好な電気導電性を有するものが望ましく、具
体的にはＶｕｌｃａｎ　ＸＣ（キャボ１．ト社）、Ｃｏ
ｒａｘ　Ｐ（デグザ社）　、Ｃｏｎｄｕｃｔｅｘ　５Ｃ
１Ｃｏｎｄｕｃｔｅｘ９７５　（コロンビャン社）、ケ
ツチェンブラ・ツクＥＣ（アクゾ社）などがあげられる
。又、磁性層の光線透過率を低Ｆさせるために、平均粒
子径１０〜３０ｒｎｐ１吸油量１００ｃｃ／１００ｇ以
下の着色用カーボンブラックを、磁性塗料の流動体を改
善するために、平均粒子径５０塑以上、吸油量８０ｃｃ
／１００ｇ以下の良流動性カーボンブラックを併用添加
することも可能である。着色用カーボンブラックの例と
しては、Ｂｌａｃｋ　Ｐｅａｒｌｓ　　　・Ｉ　Ｚｏｏ
ｌＲｅｇａｌ　Ｂ２Ｏ（キャボーｙト社）、Ｐｒｊｎｔ
ｅｘ　９０、Ｐｒ１ｎｔｅｘ　８０　（デグザ社）、Ｒ
ａｖｅｎ　１５００、Ｒｅｖｅｎ　１２５５　（コロン
ビャン社）なとか、良流動性カーボンブラックとしては
、Ｓｔｅｒｌｌｎｇ　ＮＳ（キャボット社）　、Ｐｒｊ
ｎｔｅｘ　２５　（デグザ社）、Ｒａｖｅｎ４５０．５
ｅｖａｃａｒｋ　ＭＴ（＝１０ンビャン社）などがあげ
られる。

これらの粉体は、そのまま分散に・使用されてもよいし
、必要に応じて処理剤とともに分散に使用されでもよく
、又処理剤で表面処理を施した後、分散に使用してもよ
い。処理剤は通常使用されているものでよ＜、具体的に
は脂肪酸（パルミチン酸、オレイン酸、リシノール酸な
七）、７ランカソプリング剤（γ−アミノプロピルート
リメトキンシラン、γ−グリシドキンープロピルトリメ
トキンンランなど）、チタネートカップリング剤（イン
プロピル−トリステアロイル−チタネート、ビス（ジオ
クチルパイロホスフェート）オキシアセテート、チタネ
ートなど）、リン酸系化合物（ノニルフェノールフォス
フェート、ジノニルフェノールフＡスフェ−１・なと）
などが好ましく使用でき、史に好ましくは脂肪酸、リン
酸系化合物である。これらの添加、併用は分散時間の短
縮、磁性塗料の塗１′、性改ｉ’ｉ　ｓ　ｂＩｉ性塗膜
の、Ｊ１磁性支ｔ、５体１・への接着性向１・、にメリ
ットが生しる。

本発明においては磁性粉末の結合剤きしては従来公知の
結合剤が使用できるか、好ましくは１：、成分としてス
ルホン酸金属」−ノ、丸を１０〜１０００当ｉＪｔ／　
１０　’　ｇポリマーあたり含イ丁するポリウレタン樹
脂を使用するものであるが、ポリマーあたりのスルホン
酸金属塩ノ、（が１０当昂：　／　１０　’″ｇ未満で
あると、Ｂｒ／８ｍ４ｔ”１の増大が望めないばがりか
、同時に磁ｖ１粒子の高い充填性を得ることができない
。またポリマー当りのスルホン酸金属塩基が１０００当
ｔＪｋ／１０６ｇを超えるとポリウレタン樹脂の溶剤溶
解性が不良となり実用性に欠けたものとなる。

かかるポリウレタン樹脂は例えば常法によりポリヒドロ
キシ化合物をポリイソシアネートと反応させるにあたり
、該ポリヒドロキシ化合物の一部または全部としてスル
ホン酸金属塩基を有するものを用いるこ吉により製造さ
れるものであり、その詳細は例えば特開昭５４−１５７
６０３吋公報（特願１１ｉ’Ｊ　５３−８８４５９吋明
細ｊ書）に説明されているとおりである。

このようなスルホン酸金属塩基を有するポリウレタン樹
脂は、磁性粉カーボンブラックなどの粉体表面に存在す
るＯＨ基などの極性基上非常に良好な親和性を有するた
め、粉体の分散性は大幅に向」−するが、逆に粉体の分
散性が良好になるため磁性層の表面が非常に平滑になり
、磁性層の摩擦係数がＩ−５’＋’するといった新たな
問題が生じる。従って、粉体の良好な分散状態を維持し
ながら、記録媒体の安定な走行を確保するために磁性層
の摩擦係数などを低下させることが必要となる。従来は
、ンリコーンオイルなとの潤滑剤を導入した例が示され
ているが、本発明者の検討によると、その効果は充分で
はない。

本発明者は鋭意検討した結果、安定な走行性を付与する
ために磁性層の摩擦係数を低下させ、かつ長期間の耐久
性を有する高信頼性の磁気記録媒体を実現するには、磁
性層が、特定の潤滑剤を含みかつ粉体の比表面積に対し
て一定の割合の結合剤ををすることが必要であることを
見出し本発明を完成するに到った。

前述の如く本発明における好ましい実施態様ではかかる
スルホン酸金属塩ノλを含イ１゛するポリウレタン樹脂
と共に特定の潤滑剤を使用することを特徴とするもので
ある。そして潤滑剤は好ましくは炭素数１２〜２０の脂
肪酸と融点が１０℃以下の分枝状脂肪酸エステルを含む
ものであり、更に好ましくは炭素数１２〜２０の脂肪酸
と融点が１０℃以下の分枝状脂肪酸エステルおよびブチ
ルセロソルブと炭素数が１２〜２０の脂肪酸とのエステ
ルを含むものである。

本発明で使用する脂肪酸は炭素数１２〜２ｏ１好ましく
は炭素数１４〜１８のものである。炭素数が１２より低
いものでは耐久性が充分改善されず、炭素数が２０を超
えるとブルーミングがみられ、ブロッキングやビットエ
ラー発生の原因となる。かかる脂肪酸の例としてはラウ
リン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、
オレイン酸等があげられる。

また炭素数１２〜２０の脂肪酸とプチルセロソルフトの
エステルは、具体的には、ｎ−プチルセロソルブパルミ
テ−１・、ｎ−ブチルセロソルブステアレート、ｒｌ−
ブチルセロソルブオレエート、ｒｌ−ブチルセロソルブ
イソステアレート、ｓｅｃ　−ブチルセロソルブパルミ
テート、５ｅｃ−ブチルセロソルブステアレート、５ｅ
Ｃ−ブチルセロソルブアラキジネート、ｔｅｒｔ−ブチ
ルセロソルブステアレート、ｔｅｒｔ−ブチルセロソル
ブステアレート等が挙げられるが、好ましくはｎ−プチ
ルセロソルフハルミテートとｎ−ブチルセロソルブステ
アレートである。

本発明で用いられる融点が１０°Ｃ以下の分枝脂肪酸エ
ステルとしてはインブチルラウレート、イソブチルミリ
ステート、インブチルパルミテート、イソブチルステア
レート、２エチルへキシルラウレート、２エチルヘキシ
ルミリステート、２エチルへキシルパルミテート、２エ
チルへキシルステアレート、イントリデシルラウレート
、イソトリデシルミリステート、トリデシルパルミテー
ト、イソトリデシルステアレート、インセチルラウレー
ト、インセチルミリステート、インセチルパルミテート
、インセチルステアレート、インステアリルイソステア
レート、ｒｌ−ブチルイソステアレート、ＩＩ−ブチル
イソカプロネート、イソトリデンルトリメチルアセテー
ト等が挙げられるが、それらの中では特にイソトリデシ
ルステアレート、インセチルステアレートが好ましい。

潤滑剤として、炭素数か１２〜２０の脂肪酸とブチルセ
ロソルブとのエステル（Ｃ−１成分と称す）の１種また
は２種以上と融点１０℃以Ｆの分枝脂肪酸のエステル（
Ｃ−２成分と称す）とを併用することにより広い温度範
囲で耐久性に優れた磁気記録媒体が得られる。その理由
は明白ではないが、Ｃ−２成分のエステルを構成するア
ルコールおよび酸が分枝していることにより、適度にバ
ルキーであり、Ｃ−１成分との親和性がよく、さらに本
発明の結合剤とも適度な相溶性を有しており塗膜（磁性
層）表面に必要適量の潤滑剤層が形成されることと考え
られる。更に融点の低いＣ−２成分と融点の高いＣ−１
成分との組み合わせにより低温から高温まで、適量の該
潤滑剤の滲出が起こり、広い温度範囲で、優れた耐久性
を示す磁気記録媒体が得られると劣えられる。そのため
に、過度のブルーミングを防ぎ、ブロッキングの問題も
解決すると推定される。

かかる潤滑系に炭素原子数１２〜２０の脂肪酸（Ｃ−３
成分と称する）を添加併用すると低温から高温多湿下で
の耐久性が更に史−卜する。即ち脂肪酸の添加により塗
膜表面エネルギーが低下（接触角が増大）するため耐湿
（水）性が向上し、耐久性が向」−する。

全潤滑剤の使用量は一般に磁性粉に対して２〜２０重量
％である。そして前述の分枝エステルとプチルセロソル
フエステルとの配合比は７０／３０〜３０／７０（重量
比）であるのが好ましい。

また１に１記の炭素数１２〜２０の脂肪酸は全相滑剤の
５〜５０％、好ましくは１０〜３０％（重量）の割合で
使用する。

該潤滑剤組成を採用することにより、長期間の耐久性を
有する高信頼性の磁気記録媒体が製造できるに到ったが
、磁性層の摩擦係数、始動トルク、回転トルクは高く、
安定走行性を有するという面からは満足できるものでは
なかった。

磁性層の摩擦係数なとを低−ドさせるために、更に本発
明においては、磁性層を主に構成する磁ｗ１粉、カーボ
ンブランク、結合剤の混合比が、下記の結合剤指数、Ｎ
を満足することが不可欠である。

２．５≦Ｎ≦８．５ Ｎ（ｇ／ぜ）＝ 結合剤指数、Ｎは、粉体粒子表面に吸着された結合剤層
の厚さ、あるいは、磁性層と磁気ヘッドが接触する際、
ヘッドに直接接触する結合剤の割合に対応すると考えら
れ、２．５ｇ／ｎ？以」二（好ま、しミは３．０ｇ／−
以上）８．５ｇ／−Ｐ以下（好ましくは８．０ｇ／ｎ？
以下）が望ましい。Ｎが８．５ｇ／♂以−にでは、磁性
層表面に存在する結合剤量が必要量Ｌ−に多く、粘着気
味となり、摩擦係数の高い磁性層となる。逆にＮが２．
’５’、ｇ７♂以下になると、摩擦係数は低下するが磁
性層がもろくなり耐久性が急激に悪化する。

本発明において、前記ポリウレタンの他に、分散性、耐
久性を損わない範囲でその一部を、ニトロセルロース、
酢酸ビニル系重合体、塩化ビニル系共重合体、フェノキ
ンレジン、メラミン樹脂、尿素樹脂等、他のバインダー
を併用しても構わない。特にニトロセルロース、塩化ビ
ニル系ＪＩ［合体、フェノキン樹脂は高温での耐摩耗性
を同士、する効果があり好ましい。この場合の配合比は
本発明のポリウレタン樹脂に対して１０〜２００％好更
に、本発明においては、磁性層の分散性を損わない範囲
内でバインター樹脂に対して架橋剤として作用するホリ
イソンアネート系化合物、例えばヘキザメチレンジイソ
シアネートの環状トリマー（例えば１１本ポリウレタン
社製コロネートＥＨ）、ｌ−リレンジイソシアネ−１・
とトリメチロールフロパン付加体（例えば１１木ホリウ
レタン祠製コロネートＬ）等を適量（例えばバインター
樹脂に対して５〜６０重ｊ７１−％、好ましくは１０〜
４０重旧０を配合するのが好ましい。

本発明における結合剤とは、高分子のバインダーと架橋
剤を含むものであり、最終的に磁性層中において高分子
量の結合剤として存在するものである。

本発明の磁気記録媒体は、磁気層に研摩材を添加するこ
とが好ましい。使用する研摩材に４ろに制限はなく、通
常使用されている研摩材を使用することができる。

次に、本発明の実施例および比較例を示す。なお、実施
例および比較例中の「部」は「重量部」を示す。

（実施例） 実施例Ｉ Ｇｏ−変性　７−Ｆｅ２Ｏ：＋　　　　１００部（ＢＥ
Ｔ比表面積１５イ／ｇ） ケッチエンブラックＥＣ８部 （ＢＥＴ比表面積９５０♂／ｇ） ポリウレタン樹脂　　　　　　　　　２４部（東？Ｘ　
紡バイロン、スルホン酸 Ｎａ）、（３７５当量／１０’ｇ ポリマー） ニトロセルロース　　　　　　　　　１１部（ダイヤル
化学製） α−ＡＱ２０．．　　　　　　　　　　５部パルミチン
酸　　　　　　　　　　０．５部ｎ−ブチルセロソルブ
パルミテート　　３部ＭＥＫ　　　　　　　　　　　　
　２８０部トルエン　　　　　　　　　　　　　１２０
部−１１記組成をボールミルを用いて４８時間混合分散
した後、硬化剤（コロネートＥＨ）８部を混合後１μｍ
の平均孔径を有するフィルターを用いて濾過し、磁性塗
料を調整した。

得られた磁性塗料を乾燥後の磁性層の厚さが１．０／１
ｚｌｌｌになるように厚さ７５μｍのポリエチレンテレ
フタレート支持体の上にリバースコースタ−を用いて塗
布した。このようにして得られたものを、磁性塗料が未
乾燥の状態で交流磁場によりランダム配向処理を行ない
、乾燥後カレンダー処理および硬化処理（６０℃×４８
時間）を１１ない、１白？子３．５インチに打抜き、３
．５インチフロツー１フー ピーゾイスクを製造した。

得られたフロッピーディスクの磁性層の表面光沢、角型
比、耐久性、摩擦係数、始動トルクを表２に示す。

なお、上記の測定は次のようにして行なった。

−表記ｒＫ− Ｊ　Ｉ　５−Ｚ−８７４１に従い、入射角６０度で７１
１１１定した。なお表記した値は、屈折率が１．５６７
のガラス表面の鏡面光沢度を１００％としたときの値で
ある。

一角１置此− 振動試料磁束計（理研電了Ｏ勾製　ＶＨＢ−３）を用い
て印加磁場１０ＫＯＰにおけるＢｒ／Ｂｍの値を測定し
た。

一部う（性− ５°Ｃ１および５０℃の８０％ＲＨでのそれぞれ同一　
トラ、りでディスクドライバーを連続走１ｊ゛させ、初
期出力の７５％以下、または磁性塗膜か破壊されるまで
のバス回数。

；−バーの一゛２′ 得られた磁気記録媒体をｒｌ＋　ｌ　ｃｍにスリットし
、このテープの磁性層表面を２５℃×６５％ＲＨにて、
平均表面粗度０．２０部ｍ１直径５　＋ａｍのステレレ
スポールに接触角度１８０度で接触させ、荷重２０ｇ１
速度２．０ｃｍ／分でテープを走行させたときの磁性層
表面の摩擦係数を測定した。

−班ｉ旦り乞− 信明電気ａ１社製のトルクメーター、ＭＤＴ−２を取り
付けたフロッピーディスクドライバーに３．５インチフ
ロッピーディスクを挿入し、５０”ＣＸ８０％ＲＨで１
時［１１１、ヘッドに密着させた後、フロッピーディス
クドライバーを回転させる時の始動時のトルク値を測定
した。

実施例２ ｃｏ−変性１１７−Ｆｅ２０．、を、ＢＥＴ比表面積２
７Ｉ／ｇのものにがえた以外は実施例１と同様にして、
３，５インチフロッピーディスクを製造した。

実施例３ パルミチン酸０．５部のかわりに、オレイン酸１．０部
を用いた以外は、実施例１と同様にして３．５インチフ
ロッピーディスクを製造した。

実施例４ ポリウレタン樹脂にスルホン酸Ｎａ基を全（含まないポ
リウレタン樹脂にツボラン２３０４、日本ポリウレタン
（１１社）を用いた以外は、実施例１と同様にして、３
．５インチフロッピーディスクを製造した。

実施例５ Ｃｏ−変性”７−Ｆｅ２Ｏ：＋をＢＥＴ比表面積２７ｒ
ｌ／ｇのものに、ケッチエンブラックＥＣ。

８部のかわりに、Ｃｏｎｄｕｃｔｅｘ　ＳＣ（Ｂ　Ｅ　
Ｔ、　２２　Ｏｒｌ／ｇ）１４部を用いた以外は、実施
例１と同様にして、３゜５インチフロンピーディスクを
製造した。

比較例１ ポリウレタン樹脂２４部を８部に、ニトロセルロース１
１部を８部に、硬化剤８部を４部に変更した以外は、実
施例１と同様にして３．５インチフロッピーディスクを
製造した。

比較例２ ケッチエンブラックＥＣ８部をＣｏｎｄｕｃｔｅｘ　５
Ｃ１２部にした以外は実施例１と同様にして、３．５イ
ンチフロッピーディスクを製造した。

比較例３ パルミチン酸０．５部をインセチルステアレート１．０
部にした以外は実施例１と同様にして、３．５インチフ
ロッピーディスクを製造した。

以下余白 （発明の効果） 本発明の炭素原子数１２〜２０の脂肪酸を含み、かつ結
合剤昂と、使用する強磁性祠、カーボンブラックの昂と
比表面積が一定の関係を満たす磁性層であるときにのみ
、摩擦係数、始動トルクが低く、しかも耐久性にすぐれ
た磁気記録媒体となりうることか判明した。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）非磁性支持体上に、強磁性粉末、カーボンブラッ
   クおよび結合剤を含む磁性層が設けられてなる磁気記録
   媒体において、該磁性層は炭素原子数１２〜２０の脂肪
   酸を含み、かつ下記の結合剤指数Ｎを満足することを特
   徴とする磁気記録媒体。
2. ２．５≦Ｎ≦８．５ （ただしＮは、Ｎ＝（Ａ／Ｂ）×１０＾３であり、Ａは
   磁性層中の結合剤の重量％を示し、Ｂは、磁性層中の強
   磁性粉末の重量％に該強磁性粉末のＢＥＴ比表面積（ｍ
   ＾２／ｇ）を乗じた値と、磁性層中のカーボンブラック
   の重量％に該カーボンブラックのＢＥＴ比表面積（ｍ＾
   ２／ｇ）を乗じた値との和を示す。）