JPH039533B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の属する技術分野〕 本発明は、磁気記録および再生装置に用いる磁
気記録媒体に関する。 〔従来技術の説明〕 従来、磁気記録・再生装置に用いる磁気記録媒
体の磁性塗膜の耐摩耗性と潤滑性を向上させるた
めに、モース硬度の大きな研摩材粒子と、脂肪酸
エステルや脂肪酸アミドなどの潤滑剤を磁性層中
に添加することが行われている。この方法により
磁性塗膜の耐摩耗性はかなり向上するが、反面研
摩剤粒子による磁気ヘツドの摩耗が促進される問
題が生じる。また、潤滑剤を添加しても、それは
揮発や散逸により経時的に失われて潤滑効果の持
続性に乏しい欠点が生じる。そこでこの欠点を解
消させるために、潤滑剤を徐々に磁性塗膜層中に
移行させるための工夫が必要となるが、移行量の
コントロールは極めて難しい課題である。さら
に、一般に潤滑剤による潤滑効果は、周囲の環
境、特に湿度の影響を受けやすい欠点があるとさ
れている。 磁気記録媒体の磁性塗膜の耐摩耗性と潤滑性を
向上させるための先行技術としては、たとえば、
モース硬度６以上の研摩材粒子と針状のα酸化鉄
を共存させる方法（特開昭57−162127）、針状の
非磁性粉末と平均単一粒径が30μm以下のカーボ
ンブラツクを磁性層に添加する方法（特開昭57−
150131）、平均粒径が0.8μm以上の研摩材と平均
粒径が0.4μm以下の研摩材を併用する方法（特開
昭57−162129）、モース硬度６以上の研摩材、コ
ロイド状SiO₂、脂肪酸および脂肪酸エステルを
併用する方法（特開昭57−162128）、ポリエチレ
ンワツクスと二硫化モリブデンまたはフツ素系樹
脂粉末を併用する方法（特開昭57−123527）など
があるが、磁性塗膜層の耐摩耗性や潤滑性は依然
として不十分である。 〔発明の目的〕 本発明は、磁性塗膜層の耐摩性と潤滑性に優
れ、潤滑性が長期にわたつて持続し、これらの性
能が環境の変化の影響を受けず、かつ磁気ヘツド
を摩耗させずにジツター（画面ゆれ）および摺動
ノイズの少ない磁気記録媒体を提供することを目
的とする。 〔発明の特徴〕 本発明は、磁気記録・再生装置に用いる磁気記
録媒体において、平均単一粒子径が0.1〜2.0μmの
ガラス状炭素粉末を、磁性粉末0.5〜15重量部含
有する磁性層を有することを特徴とする。 ここで言うガラス状炭素とは、熱硬化性樹脂を
炭素化して得られるガラス状炭素、共重合や共縮
合などにより熱硬化するように変性された樹脂を
炭素化して得られるガラス状炭素、硬化あるいは
炭素化の過程で化学処理により結晶化を著しく妨
げることにより得られるガラス状炭素、メタン、
エチレン、ベンゼンなどの低分子量炭化水素類を
気相で熱分解して得られるガラス状炭素などであ
り、具体的には、ポリアクリロニトリル系ガラス
状炭素、レーヨン系ガラス状炭素、ピツチ系ガラ
ス状炭素、リグニン系ガラス状炭素、フエノール
系ガラス状炭素、フラン系ガラス状炭素、アルキ
ツド樹脂系ガラス状炭素、不飽和ポリエステル系
ガラス状炭素、キシレン樹脂系ガラス状炭素など
が挙げられる。 平均単一粒子径0.1〜2.0μmのガラス状炭素粉末
を得る方法しては、たとえばガラス状炭素の塊あ
るいは板は物理的手段、すなわち、ハンマーミ
ル、クラツシヤー、ジエツトミル、サンドミル、
ボールミルなどにより粉砕して分級することによ
り得ることができる。さらに別の方法としてはガ
ラス状炭素の前駆体である樹脂硬化物を前述の物
理的手段により粉砕し、所望の粒径のものを分級
により取り出し、これを炭素化する方法、ガラス
状炭素の原料樹脂液を噴霧乾燥させて粒状硬化物
として、これを炭素化する方法などがある。 本発明の磁気記録媒体は、たとえば、磁性粉
末、平均単一粒径が0.1〜2.0μmのガラス状炭素、
バインダ、有機溶媒および分散剤、また必要に応
じてさらに帯電防止剤、研摩材あるいは潤滑剤を
加えて混練することにより磁性塗料を作り、これ
を非磁性支持体上に塗布し乾燥させて鏡面仕上げ
を行う工程により製造することができる。 本発明に関する磁性粉末としては、針状形の微
細なγ−Fe₂O₃、Fe₃O₄、CrO₂のような金属酸化
物、またCo被着γ−Fe₂O₃、Coドープγ−Fe₂O₃
のような加工処理を施したγ−Fe₂O₃、鉄メタル
粉、微少板状のバリウムフエライトおよびその
Fe原子の一部がTi，Co，Zn，Ｖ，Nbなどの原
子の一種または二種以上で置換された磁性粉、
Fe，Co，Fe−Co，Fe−Ni，Ni−Coなどの金属
または合金の超微粉、γ−Fe₂O₃とFe₃O₄のベル
トライド化合物、Co−Ni−Ｐ合金、Co−Ni−
Fe合金、Fe−Me−Zn合金、Fe−Co−Ni−Ｐ合
金、など公知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バインダとしては従来公知
の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂または反応型樹脂
やこれらの混合物が使用される。 熱可塑性樹脂として軟化温度が150℃以下、平
均分子量が10000〜200000、重合度が約200〜2000
程度のもので、たとえば塩化ビニル酢酸ビニル共
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、アクリル酸エ
ステルスチレン共重合体、メタクリル酸エステル
アクリロニトリル共重合体、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、ウレタンエラストマー、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、ブタジエンアクリロニトリル共重合
体、ポリアミド樹脂、ポリビニルブチラール、セ
ルロース誘導体（セルロースアセテートブチレー
ト、セルロースダイアセテート、セルローストリ
アセテート、セルロースプロピオネート、ニトロ
セルロースなど）、スチレンブタジエン共重合体、
ポリエステル樹脂、クロロビニルエーテルアクリ
ル酸エステル共重合体、アミノ樹脂、各種の合成
ゴム系の熱可塑性樹脂およびこれらの混合物など
が使用される。 熱硬化性樹脂または反応型樹脂としては塗布液
の状態では200000以下の分子量であり、塗布、乾
燥後に添加することにより、縮合、付加などの反
応により分子量は無限大のものとなる。また、こ
れらの樹脂のなかで、樹脂が熱分解するまでの間
に軟化または溶融しないものが好ましい。具体的
にはたとえばフエノール樹脂、エポキシ樹脂、ポ
リウレタン硬化型樹脂、尿素樹脂、メラミン樹
脂、アルキツド樹脂、シリコン樹脂、アクリル系
反応樹脂、高分子量ポリエステル樹脂とイソシア
ネートプレポリマーの混合物、メタクリル酸塩共
重合体とイソシアネートプレポリマーの混合物、
ポリエステルポリオールポリイソシアネートの混
合物、尿素ホルムアルデヒド樹脂、低分子量グリ
コール／高分子量ジオール／トリフエニルメタン
トリイソシアネートの混合物、ポリアミン樹脂お
よびこれらの混合物などである。これらのバイン
ダは単独または組合わされて使用される。 磁性粉末とバインダとの混合割合は、重量比
で、磁性粉末100に対しバインダ10〜400、好まし
くはバインダ30〜200の範囲である。 有機溶媒としては、アセトン、メチルエチルケ
トン、メチルイソプチルケトン、シクロヘキサノ
ンなどのケトン系；メタノール、エタノール、プ
ロパノール、ブタノールなどのアルコール系；酢
酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチ
ル、酢酢酸グリコールモノエチルエーテルなどの
エステル系；エーテル、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
ンなどのグリコールエーテル系；ベンゼン、トル
エン、キシレンなどのタール系（芳香族炭化水
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、ジクロルベンゼンなどの塩素化炭化水素な
どを用いることができる。 また、分散剤としては、カプリン酸、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、オレイン酸、エライジン酸、リノ
ール酸、リノレン酸、ステアロール酸などの炭素
数12〜18個の脂肪酸（R₁ COOH，R₁は炭素数11
〜17個のアルキル基）；前記の脂肪酸のアルカリ
金属（Li，Na，Ｋなど）またはアルカリ土類金
属（Mg，Ca，Ba）から成る金属石鹸；レシチ
ンなどが使用される。この他に炭素数12以上の高
級アルコール、およびこれらの他に硫酸エステル
なども使用可能である。これらの分散剤の使用量
はバインダ100重量部に対して１〜20重量部が適
当である。 また、必要に応じて添加される帯電防止剤とし
ては、グラフアイト、カーボンブラツク、カーボ
ンブラツクグラフトポリマーなどの導電性粉末；
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、グリシドール系などの
ノニオン界面活性剤；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
類、ホスホニウムまたはスルホニウム類などのカ
チオン界面活性剤；カルボン酸、スルホン酸、燐
酸、硫酸エステル基、燐酸エステル基などの酸性
基を含むアニオン界面活性剤；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
燐酸エステル類などの両性活性剤などを例示する
ことができる。 これらの界面活性剤は単独または混合して添加
してもよい。これらは帯電防止剤として用いられ
るものであるが、時としてその他の目的、たとえ
ば分散、磁気特性の改良、潤滑性の改良、塗布助
剤として適用される場合もある。 研摩材としては、溶融アルミナ、炭化ケイ素、
酸化クロム、コランダム、人造コランダム、ダイ
ヤモンド、人造ダイヤモンド、ざくろ石、エメリ
などを例示することができる。 潤滑剤としては、シリコンオイル、カーボンブ
ラツク、グラフアイト、カーボンブラツクグラフ
トポリマー、二硫化モリブデン、二硫化タングス
テン、炭素数12〜16個の一塩基性脂肪酸と炭素数
３〜12個の一価のアルコールからなる脂肪酸エス
テル類、炭素数17個以上の一塩基性脂肪酸とこの
脂肪酸の炭素数と合計して炭素数が21〜23個と成
る一価のアルコールから成る脂肪酸エステルなど
が例示でき、これらの潤滑剤はバインダ100重量
部に対して0.2〜20重量部の範囲で添加される。 磁性粉末、ガラス状炭素粉末、分散剤、溶剤な
どは混練されて磁性塗料とされるが、これらは全
て同時に、あるいは個々順次に混練機に投入され
る。たとえばまず分散剤を含む溶剤中に磁性粉末
を加え所定の時間混練し、しかるのちに残りの各
成分を加え混練しつづけて磁性塗料とする方法な
どがある。 混練分散にあたつては各種の混練機が使用され
る。たとえば二本ロールミル、三本ロールミル、
ボールミル、ペプルミル、トロンミル、サンドグ
ラインダー、Szegvari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、ニーダー、高速ミキサー、ホモ
ジナイザー、超音波分散機などである。 非磁性支持体へ前記の磁性塗料を塗布する方法
としては、エアードクターコート、ブレードコー
ト、エアナイフコート、スクイズコート、アプリ
ケーターによる含浸コート、リバースロールコー
ト、トランスフアーロールコート、グラビヤコー
ト、キスコート、キヤストコート、スプレイコー
ト、などが利用でき、その他の方法も可能であ
り、これらの具体的説明は朝倉書店発行の「コー
テイング工学」253頁〜277頁（昭和46.3.20発行）
に詳しく記載されている。 また、この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、ポリエチレン−２、２
−ナフタレートなどのポリエステル類、ポリプロ
ピレンなどのポリオレフイン類、セルローストリ
アセテート、セルロースダイアセテートなどのセ
ルロース誘導体、ポリカーボネートなどのプラス
チツク、Cu，Al，Znなどの非磁性金属、ガラ
ス、磁器、陶器などのセラミツクなどが使用され
る。 これらの非磁性支持体の厚みはフイルム、シー
ト状の場合は約３〜100μm程度好ましくは５〜
50μmであり、デイスク、カード状の場合は0.5〜
10μm程度であり、ドラム状の場合は円筒状とし、
使用するレコーダーに応じてその型は決められ
る。 本発明に用いられるガラス状炭素は、平均単一
粒子径が0.1〜2.0μmのものでなければならない、
粒径が0.1μm未満のガラス状炭素を用いて作られ
た磁気記録媒体は、磁性塗膜層の表面平滑性は向
上するが、塗膜層からの磁性粉末などの脱落が多
くなり、これが磁気ヘツドを損傷させることにな
る。また、粒径が2μmを越えるガラス状炭素を用
いた場合は、磁気ヘツドの摩耗が促進される。 本発明に用いるガラス状炭素の使用量は、磁性
粉100に対して0.5〜15（重量基準）である。使用
量が0.5未満ではガラス状炭素添加の効果が見ら
れず、15を越える場合は磁気ヘツドの摩耗を促進
する。 〔応用〕 以上、磁気記録媒体について説明する。後述す
る実施例による説明においては、磁気記録媒体と
して磁気テープについて説明するが、これは必ず
しも磁気テープのみに限定されるものではなく、
原理的に同一であるので磁気デイスクあるいは磁
気ドラムその他記録媒体にも同様に実施すること
ができる。 本発明の磁気記録媒体は、情報処理装置用、ビ
デオ機器用、音響機器用など、あらゆる磁気記録
媒体が使用することができる。記録する情報はデ
ジタル、アナログのいずれでもよい。 〔発明の効果〕 以上述べたように、本発明の磁気記録媒体は、
磁性塗膜層の耐摩耗性と潤滑性にすぐれ、磁気ヘ
ツドを損傷させず、長時間にわたつて磁気特性な
どが劣化しない優れた効果がある。 〔実施例による説明〕 次に実施例により、本発明をさらに具体的に説
明する。本発明はこの実施例のみに限定されるも
のではない。 (1) 磁性塗料の調製 次に示す配合の混合物 ・Co被着γ−Fe₂O₃ 100重量部 ・バインダ 25重量部 ・分散剤 1.5重量部 ・導電性カーボンブラツク ５重量部 ・研摩材 ・潤滑剤 表に示す量 ・ガラス状炭素 に対して、メチルエチルケトンとのシクロヘキサ
ノンの１：１（重量比）の混合溶媒を加えてボー
ルミルで24時間混練することにより磁性塗料を得
た。 なお前記の配合物の各成分について説明する
と、Co被着γ−Fe₂O₃は粒子長軸1.0μm、粒子短
軸0.2μmであり、バインダは塩ビ一酢ビコポリマ
ー（米国ユニオンカーバイド社製のVAGH）と
ポリウレタン樹脂（日本ポリウレタン工業株式会
社製のＮ−2304）の１：１（重量比）の混合物、
分散剤はレシチン、導電性カーボンブラツクはコ
ロンビヤンカーボン日本株式会社製の
CONDUCTEXSC、研摩材は粒径0.5〜1.1μmの
ものを60重量％以上含有するα−Al₂O₃、潤滑剤
はブチルミリステート、ガラス状カーボンについ
ては、表中の実験番号１，２，３および９に使用
したものはフラン系ガラス状炭素、実験番号４，
５および11に使用したものはフエノール系ガラス
状炭素、実験番号６および７に使用したものはポ
リアクリロニトリル系ガラス状炭素である。所望
の粒径のガラス状炭素を得るには、前記のガラス
状炭素の塊をまずハンマーミルで粗分砕し、次い
でジエツトミルで微粉砕して分級するという方法
に依つた。 (2) 磁気記録媒体の製造 前記の方法で得られた磁性塗料を、30μmのア
プリケータを用いてポリエステルフイルム上に塗
布し、磁場配向を行つた後、熱風乾燥を行い、次
いでカレンダ処理により塗膜を平滑化し、さらに
１／２インチ幅にスリツトしてビデオ用の磁気記録
媒体（以下、これを磁気テープという。）を製造
した。 (3) 磁気テープの評価 前記の方法で得られた磁気テープをVHS方式
のビデオテープレコーダを用いて、20℃、50％
R.H（相対湿度）雰囲気中と５℃、80％R.H雰囲
気中において評価した。評価は次の３つの項目に
ついて行つた。 (i) ヘツド摩耗量 磁気テープを100時間走行させた時点での、レ
コーダの磁気ヘツドの摩耗量である。これはヘツ
ドが突出している部分の寸法が摩耗によつてどの
程度減少させられたかによつて表わす。 (ii) スチールライフ 録画された磁気テープを巻出側張力50ｇとして
静止画再生をし、その画像の乱れるまでの時間で
表わす。測定時間は120分までとした。 (iii) スチール時ヘツド状態 スチールライフ測定後のヘツドの状態を肉眼で
観察することによつて行つた。 (iv) 磁気特性（角型比） 本発明品および比較品について磁気特性（角型
比）を測定した。その結果磁気特性においては本
発明品および比較品はほとんど変わらない良好な
値が得られた。 以上の評価の結果は表に示す。なお、ヘツド状
態に関しては、 〇は良好 △はやや不良 ×は不良 を意味し、（ ）内は具体的な不良内容である。

【表】

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 平均単一粒子径が0.1μm〜2.0μmのガラス状
   炭素粉末を磁性粉末100重量部あたり0.5重量部〜
   15重量部含有する磁性層を有することを特徴とす
   る磁気記録媒体。 ２ 磁気記録用テープである特許請求の範囲第１
   項に記載の磁気記録媒体。