JPH03212816A - 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〕 本発明は非磁性支持体上に強磁性粉末全結合剤に分散し
てなる磁性層を有する磁気記録媒体に関し、広範囲の温
湿度条件特に低温下において走行性、耐久性に優れる高
密度磁気記録媒体に関するものである。

〔従来の技術〕

磁気記録媒体においては、より高密度記録の要求が高１
９、その一つの対応手段として磁性層の表面を平滑にす
ることが知られている。

しかしながら磁性層の六回を平滑にすると磁気記録媒体
の走行中に於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
損傷上受け、あるいは磁性層が剥離する傾向がある。

このような問題に対処するため、脂肪酸、脂肪酸エヌテ
ル、炭化水素、シリコーン化合物等の潤滑剤が用いられ
てきた。

最近ＶＴＲやパーソナルコンピュータ１几はワードプロ
セッサ用といつ几民生用のフレキシブルディスクドライ
ブ装置の普及・−膜化するにいたり、磁気記録媒体の使
用条件も低温下での使用、あるいは高温高湿下での使用
等広きにわたるようになってきた。従って、磁気記録媒
体は予測される種々の、条件下においてもその走行耐久
性が変動することがないような安定したものでなければ
ならないが従来知られているような潤滑剤では十分では
なかった。

シリコーン化合物はその、特異な次面改質能力と優れた
流動性から上記の問題解決に用いられてきた（特公昭弘
ター／弘λ≠り、特開昭！０−Ｊ１りＯ≠等参照）。更
に磁気記録媒体の磁性層への潤滑剤の保持性の向上の友
めに脂肪酸変性シリコーン化合物が種々検討された（特
公昭６３−２２３３３、％開昭ｔＯ−１６２３．１％開
昭ｊ７−／６タコλ３、特開昭ｊ７−３７７３６等参照
）。

しかしながらこれらの脂肪酸変性シリコーンはそれが飽
和脂肪酸変性である場合は融点（軟化点）が高くなり低
温での潤滑効果が低下する、また不飽和脂肪酸変性の場
合は流動性は優れるが高密度記録適性の優れたきわめて
平滑な磁気記録媒体に応用した場合、静止摩擦係数の増
大をき良し、満足の行くものではなかった。

例えは特公昭６３−２２３３３には下記一般式の有機シ
リコーン化合物が知られている。

（但し、式中Ｒ′は炭素数７〜２１の飽和または不飽和
の炭化水素基、ｍ、ｎは整数を示し、７６ｍく／ｊＯ，
０≦ｎ、ｍ＋ｎ≦１０００．ｍ／　ｎ　＝　／　／　／
　０００〜／／／である。）しかしながらＲ′が炭素数
７〜コｌの飽和１九は不飽和の炭化水素基で直鎖のもの
が知られている。このような潤滑剤音用いることにより
、磁性層の潤滑性および耐摩耗性全改善し、走行安定性
、および耐久性全改良したものであるが、飽和脂肪酸変
性の場合は融点（軟化点）が高く低温での潤滑効果が低
下し、また不飽和脂肪酸変性の場合は流動性は優れるが
静止摩擦係数の増大をきたした。

そこで本発明者らはこれら潤滑剤の構造について鋭意検
討し次結果、脂肪酸変性有機シリコーン化合物の脂肪酸
部に７〜２弘の炭素数の分岐を有し、かつ飽和の炭化水
素基を用いることによシ上記問題が解決できることを見
出し、本発明に至った。

〔発明の目的〕

本発明の目的は再生出力が向上し、高温高湿、及び特に
低温下で優れた摩擦係数を示す磁気記録媒体を提供する
ことにある。

〔発明の構成〕

すなわち本発明の上記目的は非磁性支持体上に強磁性粉
末と結合剤からなる磁性層を設けた磁気記録媒体におい
て磁性層が下記一般式（１）に示される有機シリコーン
化合物金倉むこと全特徴とする磁気記録媒体によって達
成できる。

（１） ここで几は炭素数７〜ｊ４ｃの分岐・飽和の炭化水素基
、ｍは／〜１００の整数、ｎはＯＮλよＱの整数であり
、Ｉｎ≧ｎ　／　ｊである。

更に好ましくは本発明の上記目的は前記一般式で示され
る有機シリコーン化合物の添加量が強磁性粉末１００重
量部に対して０．／−１重量部であること全特徴とする
磁気記録媒体によって達成できる。

すなわち本発明は、従来知られている脂肪酸変性シリコ
ーンの脂肪酸部の炭化水素基を分岐かつ飽和炭化水素基
とすることにより、流動性が付与でき、液体潤滑性が向
上する。未変性のシリコーン化合物では流動性が優れて
いるが結合剤との相溶性が低く使用できないが本発明で
は流動性と結合剤との相溶性を同時に改良したもので低
温から高温高湿の条件でも優れた摩擦係数（μ値）を示
すものである。

本発明の化合物としては特定の範囲の炭素数を持つ分岐
・飽和高級脂肪酸でアシル化変性し几シリコーン化合物
であれば、分岐構造の如何を問わず、広範囲の分子量範
囲において選択することができる。

凡として好′１【７いものは炭素数／３以上、２７以下
の分岐構造をもつ飽和炭化水素基である。

具体的に１ｄ）Ｌとしては−Ｃ１−１（Ｃ，Ｉ（１３）
Ｃ８Ｈ１７゜−ＣＨ（Ｃ７Ｈ１５）Ｃ９Ｈ□９．−ＣＨ
（Ｃ８Ｈ１７）Ｃ１ｏＨ２１−ＣＨ（Ｃ１ｏＨ２□）Ｃ
１□Ｈ２５等の２−位分岐脂肪酸型、オキソ法による複
維な分岐構造をもつもの（例：日産化学製イソヌテアリ
／酸系）を含む）のものや直鎖脂肪族基にメチル基が側
鎖として分岐した異性体構造の混合物（メチル分岐脂肪
酸（例：米国エメリー社製））構造のものが挙げられる
。

これらの分岐脂肪酸は ■ゲルベ法、■オキソ法−！！友は■ダイマー酸合成時
の副産物の生成により誘導される分岐脂肪酸に由来する
ものである。

本発明のシリコーン化合物の具体例は以下に示すＡ〜Ｈ
及びＪの化合物である。

使用量は通常の塗布型磁気記録媒体の磁性層に内添する
場合、 強磁性粉末に対してＯ ／〜！重 量囁が適当であｐｌ　よす好ましくはＯ６ｊ慢〜３襲で
ある。塗布型磁気記録媒体の磁性層の採面にトップコー
トする場合はλ〜ｊ　０１＋９　／　？ｒｌ　　が適当
である。

使用量がこの範囲をこえると採血の、有機シリコーン化
合物が過剰になり、貼りつき等の故障の原因になること
があるだけでなく、内添型の場合磁性層の結合剤を可塑
化する作用により却って耐久性が低下する等の問題があ
る。

使用量がこの範囲を下まわると当然のことながら人面量
か不十分となり効果が得られない。

本発明においては、その他の潤滑剤を混在させてもよい
。

併用できる潤滑剤としては、飽和、不飽和の脂肪酸（ミ
リスチン酸、ステアリン酸、オレイ酸等筒金金属石鹸、
脂肪酸アミド、脂肪酸エステル（各穐モノエステルをは
じめソルビタン、グリセリフ等多価エヌテルの脂肪酸エ
ステル、多塩基酸のエステル化合物等）、高級脂肪族ア
ルコール、モノアルキルフォスフェート、ジアルキルフ
オヌ７エート、トリアルキルフォスフェートまたはこれ
らフォスフェートの金属塩・アンモニウム塩、アルカ／
ホヌホ／酸またはその塩、アルキル硫酸エステル類′ま
たはその塩、アルカンヌルホン酸またはその塩、パラフ
ィン類、他のシリコーンオイル、動植物油、鉱油、高級
脂肪族アミン；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／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１合体、ポリテトラフルオロエチレン等の樹肪微
粉末；αオレフィン重合物；常温で数体の不飽和脂肪族
炭化水素、フルオロカーボ／類、フッ素置換エステル化
合物パーフルオロアルキルポリエーテル等があけられる
。

これらの混在潤滑剤の好ましい使用量は使用態様によっ
て様々だが、おおむね、本発明の有機シリコーン化合物
の／／１０−ｕ倍の使用量である。

本発明において、有機シリコーン化合物を使用する方法
としては、磁性層に含有させる方法と表面にトップコー
ト（材料全有機溶剤に溶解して基板に塗布あるいは噴霧
したのち乾燥する方法、材料を熔融して基板に塗着させ
る方法、有機溶剤に材料を溶解し次溶液に基板を浸漬し
て材料を基板六回に吸着させる方法、う／グミュアープ
ロジェット法などによる）する方法がある。

強磁性粉末塗布型磁気記録媒体の場合使用される強磁性
粉末の組成（酸化鉄、コバルト含有酸化鉄、鉄を主成分
とする合金、バリウムフェライト等）、サイズや衣面処
理に特に制限はない。

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。この強磁性粉末の結晶子サイズ（測定はＸ線回折
による）は、μｊｎｍ以下が電磁変換特性上好ましい。

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
、マレイン酸オよひ／’Ｅ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、ニトロセルロース樹脂などのセルロース誘導体、
アクリル樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、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
挙けることができる。分散性・耐久性を更に高めるため
に以上列挙の結合剤分子中に、極性基（エポキシ基、Ｃ
Ｈ３Ｉ、（ＪＨ。

ＮＨ、Ｓ（Ｊ３Ｍ、（Ｊ８（Ｊ３Ｍ、Ｐ（Ｊ３Ｍ２゜（
ＪＰ（Ｊ３Ｍ２．ただしＭは水素、アルカリ金属または
アンモニウムであり、一つの基の中に複数のＭがあると
きは互いに異なっていてもよい）′ｆ！：導大したもの
が好ブしい。極性基の含有量としてはポリマー／グラム
当り７０　〜／Ｑ　　当量が好筐しい範囲である。

以上列挙の高分子結合剤は単独または数糧混合で使用さ
れ、しばしばインシアネート系の公知の架橋剤を添加し
て硬化処理される。

また、アクリル酸エステル系のオリゴマーと、モノマー
を結合剤としてもちい、放射線照射によって硬化する結
合剤系にも、本発明の有機シリコーン化合物は適用され
る。

非磁性支持体の材質としては、ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリエチレン２，６ナフタレートなどのポリエス
テル類；ポリエチレン、ポリプロピレンなどのボリオレ
フイ／類、セルローストリアセレートなどのセルロース
誘導体、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミドイ
ミド等の樹脂を用いることができ、必要に応じアルミニ
ウム等の金属でメタライズしてあってもよい。

支持体の厚みは３〜ｉｏｏμ、磁気テープとしては好ま
しくは３〜コθμ、磁気デイヌクとしては２０〜１００
μが通常使用される範囲である。

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１００Ｍ量部に対して１０〜６０重
量部であり、好１しくけ２０〜≠Ｏ部である。

本発明の磁気記録媒体の磁性層には、さらにモーヌ硬度
！以上の無機質粒子全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以上であれは
特に制限はない。モース硬度が５以上の無機質粒子とし
ては、Ａ１２０３（モース硬度り）Ｔｉ（Ｊ（同Ａ　）
　、Ｔ　ｉＵ　２　（同Ａ　、　ｊ　）　、　Ｓ　ｉ　
（Ｊ　２（同７）、ＳｎＵ　　（同Ａ　、　！　）　、
　Ｃｒ　２　（Ｊ　ａ（同り）、およびα−Ｆ　ｅ　２
　（Ｊ　ｓ　（同！、ｊ）を挙けることができ、これら
全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？以上の無機質粒子で
ある。モース硬度が！よりも低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１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１０Ｏ！量部
に対して０．／〜−〇１ｊＬ量部の範囲であシ、好まし
くは７〜１０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１０〜３００ｎｍ（ナノメー
トル；１０−９ｍ）のもの）など全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、本発明の有機シリコーン化
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’（＋−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、マた各成分の添加順序
などは適宜設定することができる。

すなわち、結合剤、溶剤、強磁性粉末を予め混線分散し
た後硬化剤溶液を添加する方法や潤滑剤全最後に溶液状
態で添加する方法がとられる場合もある。

磁性塗料を調製する際には、分散剤、帯電防止剤、他の
潤滑剤等の公知の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／２〜，２コの脂肪酸、そ
の塩ｔｒｉはエステル化物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、Ａｆｔフルコール、ポ
リアルキレ／オキサイドアルキル燐酸エヌテル、アルキ
ル燐酸ｘ　ｐ　ｆ　ｋ　、７　ｋ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／、オキシ第Ｚ級ア／モニクム塩
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．／−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）ニオ／系界面
活性剤；高級アルキルアミン類、第弘級アンモニウム塩
類、ピリジ／その他の複素環化合物の塩類、ホスホニウ
ムまｆｃはスルホニタム類などのカチオ／性界面活性剤
；力ｗ＋−＋４：・ノ馳　涜−ユ馳イリ品−首　濠畿ψ
呼二Ａ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／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、例えは強磁性粉末１００重量部に対し
ｏ、ｉ〜ｉｏ重量部の範囲で使用され、界面活性剤全使
用する場合にも同様に０．７．２〜ＩＯ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、潤滑剤などの添加
剤は、厳密に上述し次作用効果のみを有するものである
との限定の下圧記載したものではなく、例えは、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、上記分類によシ例示し文化合物などの効
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、ま九複数の作用効果金臭する物質全使
用する場合には、添加量は、その作用効果全考慮して決
定することが好ましい。

このようにして調製され友磁性塗料は前述の非支持体上
に直接性なうことも可能であるが、また、接着剤層など
の中間層を介して非磁性支持体上に塗布することもでき
る。ここでいう中間層とは接着剤単独の層または結合剤
中にカーボンブラック等の非磁性微粒子全分散してなる
複合膜層等である。

カー「ンを含有する中間層は結合剤として磁性１−に用
いられる糧々の結合剤のなかから任意に選ぶことができ
る。カーボンの粒径は１０〜！Ｏ口＋ｎ　（ナノメート
ル；　／　Ｏｍ　）のものが好１しく、結合剤二カーボ
ンブラックは重量比にして１００二１０から１００’、
／！０が好ブしい。中間層の厚みは率なる接着剤層の場
合Ｏ７〜２μｍ、非磁性粉体ケ含む複合層の場合０．３
−≠μｍｎが好寸しい。

中間１−にはこのほか磁性層に用いている潤滑紀と′！
たけ異なる潤滑剤全添加しＣもよい。

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ｊ４Ａ−≠６０／／号およ
び同ｊ≠−λ／♂ｏｊ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Ｏ０！〜ｉｏμｍの範囲、通常は０，７
〜ｔ、ｏμｍの範囲になるよう塗布きれる。

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全
配向させる処理、即ち磁場配向処理を施し几あと、乾燥
される。ま几逆にディスク状媒体の場合は磁気特性の異
方性をとりのぞくために、磁場による無配向処理が施さ
れる。こののち必要により採血平滑化処理が施される。

〔発明の効果〕

本発明は従来知られている脂肪酸変性クリコーンの脂肪
酸部の炭化水素基を分岐かつ飽和炭化水素基とすること
により、温度を低温から高温に変化させた時に流動しは
じめるいわゆる流動点が直鎖の脂肪酸変性シリコーンよ
り低くなり、低温下（−ｔｏ　ｏｃ）でも顕著な流体潤
滑特性を発揮する。未変性のシリコーンオイルは流動性
はよいが結合剤との相溶性を上げるために直鎖の脂肪酸
変性シリコーンとすると上記の如く流動点か上ってしま
うが本発明の如き分岐かつ飽和脂肪酸変性シリコーン化
合物を用いると未変性シリコーンと同じように流動点が
低い筐まで、かつ結合剤との相溶性も向上できる。

このように本発明の分岐かつ飽和脂肪酸エステルを用い
ることにより、特に低温下（−１００Ｃ）で良好な摩擦
係数全示し、かつ再生出力も良好である。

高温高湿でも良好な摩擦係数を示すのは以下の如き理由
と考えられる。すなわち分岐したアルキル基は一つの基
当りの有効式面積が犬きく疎水化効果が大きい。このた
め水の影響を受けにくくなり、絶対湿度の極めて高い隅
混高湿条件で優れると考えられる。

〔実施例〕

次に実施例をもって本発明を具体的に説明するが、本発
明はこれらに限定されるものではない。

なお、実施例中の１部」との表示は［重量部Ｊを示すも
のとする。

〔実施例１〕 下記の組成物音ボールミルを用いて４Ｌざ時開混線分散
し７ｃあと、これにポリイソシアネート１部を加え、さ
らに７時間混線分散したあと、７μｍの平均孔径を有す
るフィルタを用いてろ過し、磁性塗料を調製した。得ら
れた磁性塗料を乾燥後の厚さが≠、Ｏμｍになるように
、厚さｉｏμｍのポリエチレンテレフタレート支持体の
六回にリノ（−ヌロール奮用いて塗布した。

磁性塗料組成 強磁性合金粉末（組成二Ｆｅりａｔｅ　、Ｚｎ４→。

Ｎｉ２チ；抗磁カニ　／！００ＣＪｅ　；比表面積よ参
〜／ｍ　　） １００部 ポリエステル系ポリウレタン（重量平均分子量μ万、数
平均分子量コ、よ万、１分子当り平均コ個の５ｔ）３Ｎ
ａ基金持つ） ５部 塩化ビニル／酢酸ビニル／無水マレイ／酸共重合体（Ｅ
Ｅ本ゼオｙ＠ｇ４ｔｏｏＸｉ１０ｋ、重合度≠００） ７２部 研磨材（α−アルミナ、平均粒径０．３μｍ）を部 潤滑剤　　　　　　　　　　　（第１表記載）オレイン
酸　　　　　　　　　　　　　１部カーボンブラック（
平均粒径≠Ｏａｍ）２部 メチルエチルケト／　　　　　　　　３００部磁性塗料
が塗布された非磁性支持体を、磁性塗＃＋が未乾燥の状
態で３０００ガウスの磁石で磁場配向全行ない、さらに
乾燥後、ヌーパーカレンダー処理を行った後ｌｒｍｍ幅
にスリットして、ｔｍｍビデオテープ全製造した。

上記のようにして得られたビデオテープにＶＴ凡（富士
写真フィルム■：ＦＵＪＩＸ−ｆｌ用いて７　Ｍ　Ｈｚ
の信号全記録し、再生し友。基準テープ（比軟例／）に
記録した７　Ｍ　Ｈｚの再生出力ｆＯｄＢとし次ときの
ビデオテープの相対的な再生出力を測定し次。

得られ几ビデオテープとステンレスポールとを１０９の
張力（Ｔ／）で接触（巻きつけ角／１０　’）させて、
この条件下で、ビデオテープｆ！、３ｃＷＬ／Ｓの速度
で走行させるのに必要な張力（Ｔλ）を測定した。この
測定値をもとに、下記計算式によりビデオテープの、摩
擦係数μをもとめた。

（第１表） μ＝／／π・／ｎ（Ｔλ／Ｔｌ） 湖、摩擦係数のテストは、ａ、　　−ｉｏ　’Ｃ。

ｂ、ｉｏ　　０Ｃ，ｒｏ％ＲＨのコ条件で行なった。

第１表 第１表の結果より明白な如く、本発明の、有機シリコー
ン化合物を用いた？／プル扁ｌ〜ｔ、１０、／３．／≠
はいずれも再生出力が高く、ａ。

ｂ両条件でも摩擦係数が低いことがわかる。

一方、本発明の化合物を使用せず、単に従来型のシリコ
ーンや脂肪酸やエステルのみを用い几場合は、再生出力
も低く　、ｉ　ｙｔ特に低！（ａ条件）下での摩擦係数
が大きいという問題があることがわかる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）非磁性支持体上に強磁性粉末と結合剤からなる磁
   性層を設けた磁気記録媒体において前記磁性層が下記一
   般式〔 I 〕に示される有機シリコーン化合物を含むこ
   とを特徴とする磁気記録媒体。 〔 I 〕 ▲数式、化学式、表等があります▼ ここでＲは炭素数７〜２４の分岐・飽和の炭化水素基、
   ｍは１〜１００の整数、ｎは０〜２５０の整数であり、
   ｍ≧ｎ／５である。
2. （２）前記一般式で示される有機シリコーン化合物の添
   加量が強磁性粉末１００重量部に対して０．１〜５重量
   部であることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に
   記載の磁気記録媒体。