JPH0610861B2 - 磁気記録媒体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は磁気記録媒体に関し、さらに詳しくは走行耐久
性に優れた磁気記録媒体に関する。

〔従来技術〕

磁気記録媒体においては、より高密度記録への要求が高
まつてきており、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行なわれてきている。

しかしながら磁性層の表面を平滑にすると磁気記録媒体
の走行中に置いて磁性層と装置系との接触時の摩擦係数
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。

とくにビデオテープではスチルモードのように磁性層を
苛酷な条件下におくことがあり、このような条件下で使
用した場合、時に磁性層から強磁性粉末が脱落し易く、
磁気ヘツドの目詰まりの原因ともなる。

従来、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、炭化珪素、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。

しかしながら、研磨材を多量に添加した磁性層は、磁気
ヘツ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
することなり好ましい方法であるとは言えない。

また脂肪酸や脂肪酸と脂肪族アルコールとのエステルを
磁性層中に潤滑剤として添加し、摩擦係数を低減させる
ことも行なわれている。

しかしながら、昨今のポータブルビデオテープレコーダ
ーやパーソナルコンピユータ用フレキシブルデイスクド
ライブ装置の普及にともない、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など様
々な態様が予測される。従つて、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前
記従来知られている潤滑剤では十分ではなかつた。

特に、ビデオテープおよびフロピーデイスクにおいて
は、記録波長の圧縮、トラツ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
るようになり、磁性体粉末の大きさも、より小さいもの
が用いられるようになつてきた。

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
性は比較的優れたものが得られるが、同時に走行耐久性
を向上させることは難しかつた。

そこで本発明者らは、さきに上記欠点を解消するような
潤滑剤について鋭意検討した結果、アルカンスルホン酸
塩またはアルキル硫酸塩を磁性層に含ませるとたとえば
高温高湿、低温低湿の苛酷な条件下で使用した場合でも
恒に安定した走行耐久性が得られることを見出した（特
願昭６１−７７３２５号）。

しかし、アルカンスルホン酸塩またはアルキル硫酸塩は
一般に有機溶剤への溶解性が小さいものが多く、このた
め、磁性層において、結晶析出が起こり特に低湿度でビ
デオヘツドの目詰まりが生じる問題があることが判明し
た。

〔発明が解決すべき問題点〕

本発明は電磁変換特性と走行耐久性の両者が改良された
磁気記録媒体を提供することを目的とする。

特に本発明は、電磁変換特性が優れかつ、温度変化およ
び湿度変化によつても安定した優れた走行耐久性を示し
かつ目詰まりの起こりにくい磁気記録媒体を供給するこ
とを目的とする。

〔問題点を解決すべき手段〕

本発明は、非磁性支持体上に強磁性粉末を結合剤中に分
散させた磁性層を設けてなる磁気記録媒体において、該
磁性層に、スルホン酸アンモニウム塩および硫酸エステ
ルアンモニウム塩から選ばれる少なくとも１種が存在す
ることを特徴とする磁気記録媒体、に関する。

本発明において、スルホン酸アンモニウム塩および硫酸
エステルアンモニウム塩は、好ましくは下記一般式で示
される。

本発明で使用する非磁性支持体は、通常使用されている
ものを用いることができる。

非磁性支持体を形成する素材の例としては、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、ポリエチレンナフタレート、ポリアミド、ポリアミ
ドイミド、ポリイミド等の各種合成樹脂フイルム、およ
びアルミ箔、ステンレス箔などの金属箔を挙げることが
できる。また、非磁性支持体の厚さは一般には３〜５０
μｍ、好ましくは５〜３０μｍである。

非磁性支持体は、磁性層が設けられていない側にバツク
層（パツキング層）が設けられたものであつてもよい。

本発明の磁気記録媒体の磁性層には、スルホン酸アンモ
ニウム塩または硫酸エステルアンモニウム塩が含まれて
いることが必要である。スルホン酸アンモニウム塩また
は硫酸エステルアンモニウム塩は磁性層中に均等に含ま
れていてもよいが、特に磁性層表面に局在するような場
合が好ましい。本発明で使用されるスルホン酸アンモニ
ウム塩または硫酸エステルアンモニウム塩があげられ
る。

たとえば、 があげられる。

これらスルホン酸アンモニウム塩または硫酸エステルア
ンモニウム塩は溶液の形で磁性層にトツプコートするの
が摩擦係数を低減させるうえで好ましい。トツプコート
するにはスルホン酸アンモニウム塩または硫酸エステル
アンモニウム塩を水、メタノール、アセトン、水−メタ
ノール混合溶媒、水−アセトン混合溶媒等に溶解してエ
アードクターコート、ブレードコート、ロツドコート、
押し出しコート、、エアナイフコート、スクイズコー
ト、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、グラビアコート、キスコート、キヤス
トコート、スプレーコート及びスピンコート、バーコー
ト等の手法で塗布する。トツプコート層として用いると
きは１０〜５００mg／m²の塗布量が好ましく、より好ま
しくは２０から２００mg／m²である。また磁性塗布液に
内添して使用されるときの添加される量は、強磁性粉末
に対し、０．０１ｗｔ％〜１０．０ｗｔ％が好ましく、
より好ましくは、０．０５ｗｔ％〜６ｗｔ％である。

本発明で使用される強磁性粉末に特に制限はない。強磁
性合金粉末、α−Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｆｅ_３Ｏ_４、Ｃｏ変性酸
化鉄、CrO₂の他変性バリウムフエライトおよび変性スト
ロンチウムフエ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、３０m²／ｇ以上、
好ましくは４５m²／ｇ以上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使用される結合剤から選
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、ポリビニルアセタール樹脂、ポリ
ビニルブチラール樹脂、エポキシ樹脂、フエノキシ樹
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。

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１０〜１０
０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、Al₂O₃（モース硬度９）、TiO（同６）、TiO₂
（同６．５）、SiO₂（同７）、SnO₂（同６．５）、Cr₂O
₃（同９）、およびα−Ｆｅ_２Ｏ_３（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、またヘツドの研磨作用も殆どないため、
ヘツ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１００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
ラツク（特に、平均粒径が１０〜３００ｎｍ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を、スルホ
ン酸アンモニウム塩または硫酸エステルアンモニウム塩
を磁性塗料中に添加（内添）する場合を例にとつて述べ
る。

まず、強磁性粉末と結合剤、前記のスルホン酸アンモニ
ウム塩または、硫酸エステルアンモニウム塩、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。

混練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練機、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、ニーダー、高速ミキサー、ホモジナ
イザーおよび超音波分散機などを挙げることができる。

磁性塗料を調製する際には、分散剤、帯電防止剤、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、
パルミリン酸、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、リノレン酸、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）とからなる金属セツケ
ン、上記の脂肪酸のエステルおよびその化合物の水素の
一部あるいは全部をフツ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
リオレフイン、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、カーボンブラツク、カーボン
ブラツ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、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、アミノスルホンサン
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０．１２〜１０重量部の範囲で使用される。

追加の潤滑剤の例としては、前記の脂肪酸、高級アルコ
ール類、ブチルステアレート、ソルビタンオレエート等
の炭素数１２〜２０の一塩基性脂肪酸と炭素数３〜２０
の一価もしくは多価アルコールからなるエステル類、鉱
物油、動植物油、オレフイン低重合体、脂肪酸アミド、
シリコーンオイル、変性シリコーンオイル、脂肪酸のア
ルキレンオキサイド付加物のほかにグラフアイト微粉
末、二硫化モリブデン微粉末、テトラフルオロエチレン
重合体微粉末などの公知の潤滑剤およびプラスチツク用
潤滑剤を挙げることができる。

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。従つて、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、ロツドコート、押し出しコ
ート、エアナイフコート、スクイズコート、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、グラビアコート、キスコート、キヤストコート、ス
プレーコート及びスピンコート法等を挙げることがで
き、またこれら以外の方法であつても利用することがで
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小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。表
面平滑化処理等が施された磁気記録媒体はつぎに所望の
形に裁断される。

〔実施例〕

次に、本発明に実施例及び比較例を示す。なお、実施例
中の「部」との表示は「重量部」を示すものとする。

〔実施例１〕 下記の組成物をボールミルを用いて４８時間混練分散し
たあと、これにポリイソシアネート５部を加え、さらに
１時間混練分散したあと、１μｍの平均孔径を有するフ
イ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４．０μｍになるように、厚
さ１０μｍのポリエチレンテレフタレート支持体の表面
にリバースロースを用いて塗布した。

磁性塗料組成 強磁性合金粉末（組成：Ｆｅ９４％、 Ｚｎ４％、Ｎｉ２％：抗磁力： １５００Oe；比表面積５４mg／m²） １００部 塩化ビニル／酢酸ビニル／無水マレイ ン酸共重合体（日本ゼオン（株）製 ４００／１１０Ａ、重合度４００） １２部 研磨材（α−アルミナ、平均粒径 ３μｍ） ５部 添加剤 （第１表記載） ステアリン酸 １部 カーボンブラツク （平均粒径４０ｎｍ） ２部 メチルエチルケトン ３００部 磁性塗料が塗布された非磁性支持体を、磁性塗料が未乾
燥の状態で３０００ガウスの磁石で磁場配向を行ない、
さらに乾燥後、スーパーカレンダー処理を行なつた後８
mm幅にスリツトして、８mmビデオテープを製造した。

〔実施例２〕 下記の組成物をボールミルを用いて４８時間混練分散し
たあと、これにポリイソシアネート５部を加え、さらに
１時間混練分散したあと、１μｍの平均孔径を有するフ
イ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４．０μｍになるように、厚
さ１０μｍのポリエチレンテレフタレート支持体の表面
にリバースロールを用いて塗布した。

磁性塗料組成 強磁性合金粉末（組成：Ｆｅ９４％、 Ｚｎ４％、Ｎｉ２％；抗磁力： １５００Oe；比表面積５４mg／m²） １００部 塩化ビニル／酢酸ビニル／無水マ レイン酸共重合体（日本ゼオン （株）製400Ｘ110Ａ、重合度400） １２部 研磨材（α−アルミナ、平均粒径 ３μｍ） ５部 ステアリン酸 １部 カーボンブラツク （平均粒径４０ｎｍ） ２部 メチルエチルケトン ３００部 磁性塗料が塗布された非磁性支持体を、磁性塗料が未乾
燥の状態で３０００ガウスの磁石で磁場配向を行ない、
さらに乾燥後、スーパーカレンダー処理を行なつた後バ
ーコータを用い、第２表に記載の潤滑剤溶液をトツプコ
ートした後８mm幅にスリツトして、８mmビデオテープを
製造した。

上記のようにして得られたビデオテープにＶＴＲ（富士
写真フイルム（株）：ＦＵＪＩＸ−８）を用いて７ＭＨ
ｚの信号を記録し、再生した。基準テープ（比較例１）
に記録したＭＨｚの再生出力を０ｄＢとしたときのビデ
オテープの相対的な再生出力を測定した。

得られたビデオテープとステンレスポールとを５０ｇの
張力(Ti)で接触（巻きつけ角１８０゜）させて、この条
件下で、ビデオテープを３．３cm／ｓの速度で走行させ
るのに必要な張力(T₂)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表および第２表に記載） μ＝１／π・１ｎ（Ｔ_２／Ｔ_１） 摩擦係数のテストは、ａ・２０℃、７０％ＲＨ、ｂ．４
０℃、８０％ＲＨの２条件で行なつた。

また、気温２０℃、相対湿度１０％の条件で、上記ＶＴ
Ｒにて、録画、再生をおこない、再出３０分当りのヘツ
ド目詰まりを観測した結果を表１および２に示す。

第１表および第２表の結果より明白な如く、本発明のス
ルホン酸アンモニウム塩または硫酸エステルアンモニウ
ム塩を用いた実施例１〜１０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く、さらに低湿度で
の目詰まりにおいても優れた性能をもつことがわかる。

一方、本発明の化合物を使用せず、単に脂肪酸やエステ
ルのみを用いた場合は、再生出力も低く、また特に高
温、高湿（ｂ条件）下での摩擦係数が大きく問題がある
ことがわかる。

また、他のスルホン酸塩や、硫酸エステル塩等は、摩擦
係数的には相当優れた特性を示すが、低湿度という苛酷
な条件でのヘツド目詰まりにおいては、問題があること
がわかる。

〔発明の効果〕

本発明の磁気記録媒体は高い再生出力を示すとともに良
好なスチルライフおよび走行耐久性を有する。

さらに、広範囲の温湿度条件下で低い摩擦係数を示し、
また低湿度下における磁気ヘツド目詰まりが改良され
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非磁性支持体上に強磁性粉末を結合剤中に
   分散させた磁性層を設けてなる磁気記録媒体において、
   該磁性層に、下記一般式で示されるスルホン酸アンモニ
   ウム塩および硫酸エステルアンモニウム塩から選ばれる
   少なくとも１種の化合物が存在することを特徴とする磁
   気記録媒体。