JPH06325353A

JPH06325353A - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH06325353A
Application number: JP13903593A
Authority: JP
Inventors: Toshitsugu Ono; 敏嗣小野
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1993-05-17
Filing date: 1993-05-17
Publication date: 1994-11-25

Abstract

(57)【要約】【目的】結合剤中への無機願料粉末の分散性が良好
で、架橋効率の良好な結合剤を提供し、耐久性に優れた
バックコート層を有し、走行安定性、走行耐久性に優れ
た磁気記録媒体を提供する。【構成】非磁性支持体１の一面に磁性層２を設け、他
面にバックコート層３を設けた磁気記録媒体において、
上記バックコート層３は結合剤として、ポリエステルポ
リウレタン樹脂１０⁶ｇ当り第三級アミンを８０〜２５
０当量含有するポリエステルポリウレタン樹脂を用い
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気記録媒体に関し、
特にバツクコート層を構成する結合剤の改良に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】所謂塗布型の磁気記録媒体、特にオーデ
ィオテープ、ビデオテープ、カートリッジ用磁気テープ
においては、走行安定性、テープ間の摩擦抵抗低減ある
いは帯電性の改良のために、非磁性支持体の磁性層形成
面の背面に主として無機顔料等の固体粒子と結合剤から
なるバックコート層を設けている。

【０００３】このようなバックコート層に用いられる結
合剤としては、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化
ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコール共重合体、塩化
ビニル−塩化ビニリデン共重合体等の塩化ビニル系樹脂
や、ニトロセルロース、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、
ポリウレタン樹脂等がよく用いられている。これらの樹
脂においては、必要とされる物理的特性を達成できるよ
うに２種類以上を組合せて使用することが多い。例え
ば、これらの樹脂のうち分散性、強靭性、耐摩耗性に優
れた剛性の低い(ガラス転移温度の低い)ポリエステルポ
リウレタン樹脂と、形成されるバックコート層に塗膜強
度を付与する剛性の高い(ガラス転移温度の高い)ニトロ
セルロースあるいは塩化ビニル系樹脂を組合せて使用し
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一方、近年では上記磁
気記録媒体に更なる走行安定性、走行耐久性が求められ
ており、上述のようにバックコート層の結合剤としてニ
トロセルロースあるいは塩化ビニル系樹脂を用いた場合
には十分な特性が得られなかった。

【０００５】そこでガラス転移温度の低いポリエステル
ポリウレタン樹脂に代えてガラス転移温度の高いポリエ
ステルポリウレタン樹脂が提案されている。該ポリエス
テルポリウレタン樹脂は剛性、柔軟性、および分散性に
おいてともに優れており、分散性、耐久性の良好なバッ
クコート層を形成することができる。ここでガラス転移
温度の高いポリエステルポリウレタン樹脂とは、そのガ
ラス転移温度が７０℃以上のものを指し、その構造から
同程度のガラス転移温度を持つ塩化ビニル系樹脂に比較
して高い柔軟性を有するものである。

【０００６】このポリエステルポリウレタン樹脂は、エ
ステル結合を有するポリオール成分とグリコールを二官
能イソシアネートを用いて結合させ高分子量化すること
によって合成される。また、このようなポリエステルポ
リウレタン樹脂には、無機願料粉末への吸着性の向上お
よびバックコート用塗料の分散性向上のために適当な割
合の官能基を導入することができる。かかる官能基とし
ては、スルホン酸金属塩基を例示することができる（特
公昭５８−４１５６５号公報)。

【０００７】この時、前述のようにバックコート層用塗
料に例えばポリイソシアネート化合物のような架橋剤を
配合してバックコート層を架橋させてバツクコート層の
強度の向上を図ることがあるが、高いガラス転移温度を
有するポリエステルポリウレタン樹脂においては、その
ガラス転移温度が硬化温度よりも高いためにバックコー
ト層中での自由度が著しく損われ、架橋剤であるポリイ
ソシアネートとの反応が促進されず、充分な架橋が行わ
れない。即ち、このようなポリエステルポリウレタン樹
脂を結合剤として使用した場合、得られたバックコート
層の走行耐久性、特に繰り返し走行に対する耐久性は充
分満足すべきものではないという問題がある。また硬化
温度をポリエステルポリウレタン樹脂のガラス転移温度
以上とした場合には該ポリエステルポリウレタン樹脂の
自由度は確保されるが、ポリエステル等の非磁性支持体
の流動が起こり形状が変化し、得られる磁気記録媒体の
電磁変換特性が劣化してしまう。よって結合剤としてガ
ラス転移温度の高いポリエステルポリウレタン樹脂を用
いた場合には得られるバックコート層に更なる耐久性を
付与することはできない。

【０００８】本発明は上記従来技術の問題点に鑑みなさ
れたものであって、結合剤中への無機願料粉末の分散性
が良好で、架橋効率の良好な結合剤を提供し、耐久性に
優れたバックコート層を有し、走行安定性、走行耐久性
に優れた磁気記録媒体を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明は、結合剤としてポリエステルポリウレタン
樹脂を用いたバックコート層を有する磁気記録媒体にお
いて、上記ポリエステルポリウレタン樹脂１０⁶ ｇ当り
第三級アミンを８０〜２５０当量含有するポリエステル
ポリウレタン樹脂であることを特徴とするものである。

【００１０】また、上記本発明の磁気記録媒体の一例に
おいては、バックコート層用塗料中に架橋剤としてポリ
イソシアネート化合物を含有していることおよび結合剤
のガラス転移温度が６０℃以上であることを特徴とする
ものである。

【００１１】本発明の磁気記録媒体は図１に示すよう
に、非磁性支持体１とその上に形成された磁性粉末と結
合剤とを主体とした磁性層２および非磁性支持体１の背
面に形成された結合剤と無機顔料等の固体粒子を主体と
するバックコート層３とからなる。

【００１２】上記磁性層２は、例えば磁性粉末を結合剤
中に分散させ、結合剤の種類に応じてエーテル類、エス
テル類、ケント類、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、
塩素化炭化水素等から選択された有機溶剤と共に混練し
て調製された磁性塗料を、非磁性支持体１上に塗布する
ことにより形成することができる。

【００１３】上記磁気記録媒体の磁性層を形成する磁性
粉末は、通常この種の磁気記録媒体の磁性粉末として用
いられるものであれば何れも使用可能である。このよう
な磁性粉末としては、γ−Ｆｅ₂Ｏ₃、コバルト被着γ−
Ｆｅ₂Ｏ₃等の強磁性酸化鉄粒子、強磁性二酸化クロム粒
子、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等の金属やこれらを含んだ合金か
らなる強磁性合金粉末、六角板状の六方晶フェライト微
粒子、窒化鉄等が例示される。また、磁性塗料を形成す
る結合剤としては、通常この種の磁気記録媒体の製造に
使用されるものであれば何れでもよい。なお、上記磁性
塗料には、前記磁性粉末、結合剤の他、添加剤として分
散剤、研摩剤、帯電防止剤等が加えられても良い。

【００１４】また、上記磁気記録媒体の非磁性支持体
は、通常この種の磁気記録媒体の非磁性支持体として用
いられるものであれば何れも使用可能である。例えば、
ポリエステル類、ポリオレフィン類、セルロース誘導
体、ビニル系樹脂、ポリイミド類、ポリアミド類、ポリ
カーボネート類等に代表される高分子支持体や、アルミ
ニウム合金、チタン合金等からなる金属板、ガラス基板
等が挙げられる。その形態も何等限定されるものではな
く、テープ状、シート状、ドラム状など如何なる形態で
あっても良い。さらに該非磁性支持体においては、その
表面性をコントロールするために微細な凹凸が形成され
るような表面処理を施しても良い。

【００１５】一方、バックコート層は、例えば無機顔料
等の固体粒子を結合剤中に分散させ、結合剤の種類に応
じて選択された有機溶剤と共に混練して調整されたバッ
クコート層用塗料を非磁性支持体の背面に塗布すること
により形成され、上記固体粒子としては、帯電防止効
果、潤滑効果を与えるものであれば従来公知のものが何
れも使用可能で、例えばグラファイト、カーボンブラッ
ク、カーボンブラックグラフトポリマー、二硫化タング
ステン、二硫化モリブデン、酸化チタン等が挙げられ
る。

【００１６】また、上記バックコート層用塗料を形成す
る結合剤として用いられるポリエステルポリウレタン樹
脂は、ポリヒドロキシ化合物とポリイソシアネートとの
反応によって得られる。ポリヒドロキシ化合物として
は、ポリエステルポリオールに加えて、必要に応じてエ
チレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブ
タンジオール等のグリコール等が使用される。またポリ
イソシアネートとしては、２，４−トリレンジイソシア
ネート、２，６−トリレンジイソシアネート、ジフェニ
ルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシア
ネート等が挙げられる。

【００１７】ここで、上記ポリエステルポリウレタン樹
脂に含有される第三級アミン量は樹脂１０⁶ ｇ当たり８
０〜２５０当量とすることが望ましい。上記第三級アミ
ン量が樹脂１０⁶ ｇ当たり８０当量未満では、得られる
バックコート層用塗料の分散性は満足すべきものではな
く、よって得られるバックコート層の走行安定性におい
て満足すべきものではない。また第三級アミン量が樹脂
１０⁶ ｇ当たり２５０当量を越えると過剰な第三級アミ
ンの相互作用のために塗料の流動性が失われ、バックコ
ート層用塗料の分散性などにおいて満足すべきものでは
なく、よって得られるバックコート層の走行安定性にお
いて満足すべきものではない。上記第三級アミンをポリ
エステルポリウレタン樹脂に導入するには、第三級アミ
ンを有するグリコール、例えばＮ−メチルジエタノール
アミン等を上述のグリコールに加えて所定量投入すれば
良い。

【００１８】また、バックコート層に結合剤として上述
の第三級アミンを有するポリウレタン樹脂および架橋剤
としてポリイソシアネート化合物を含有する磁気記録媒
体においては、その耐久性においてより優れた媒体が得
られる。これは、結合剤中の水酸基と架橋剤中のイソシ
アネート基との反応による架橋によるものである。

【００１９】この時、上記ポリエステルポリウレタン樹
脂は、ガラス転移温度が６０℃以上のもの、望ましくは
７０℃以上のものである。前述のように架橋剤としてポ
リイソシアネートを用いた場合、ポリエステルポリウレ
タン樹脂のガラス転移温度が硬化温度を越えてしまうた
めに磁性塗膜中での自由度が著しく損われてしまい、架
橋反応が阻害されてしまうが、本発明による第三級アミ
ンを含有するポリエステルポリウレタン樹脂において
は、上記結合剤と架橋剤との架橋反応に結合剤中の第三
級アミンが触媒としてより効率的に作用し、高密度な架
橋が行われ、耐久性の良好なバックコート層を形成する
ことができる。

【００２０】ここでガラス転移温度の低いポリウレタン
樹脂を結合剤として使用した場合、その剛性が不十分で
あるために得られた磁気記録媒体の耐久性は充分満足す
べきものではなくなる。また硬化温度をポリウレタン樹
脂のガラス転移温度以上に上げてしまうとポリエステル
等の非磁性支持体が流動し始め、形状が劣化することに
より得られた磁気記録媒体の電磁変換特性が劣化してし
まう。

【００２１】

【作用】本発明においては、結合剤としてポリエステル
ポリウレタン樹脂を用いたバックコート層を有する磁気
記録媒体において、該ポリエステルポリウレタン樹脂
が、樹脂１０⁶ ｇ当たり第三級アミンを８０〜２５０当
量含有するため、分散性、耐久性の良好なバックコート
層を形成し、走行安定性、走行耐久性の良好な磁気記録
媒体を得ることができる。

【００２２】また架橋剤としてポリイソシアネート化合
物を用いた場合には、結合剤中に含有する第三級アミン
の触媒作用ゆえにその耐久性においてより優れたバック
コート層を形成し、走行安定性、走行耐久性の良好な磁
気記録媒体を得ることができる。またその効果は、結合
剤としてガラス転移温度が７０℃以上のポリウレタン樹
脂を使用した場合においてより一層発揮され、耐久性に
おいて特に優れたバックコート層を形成し、走行安定
性、走行耐久性の良好な磁気記録媒体を得ることができ
る。

【００２３】

【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて説明する。先ず、ポリエステルポリオール、Ｎ−メ
チルジエタノールアミン、グリコールおよびジフェニル
メタンジイソシアネートを所定の条件下で反応させてポ
リエステルポリウレタン樹脂よりなる結合剤Ａ〜Ｆを作
成した。この結合剤のＧＰＣ法で測定した重量平均分子
量は４７，５００〜５０，０００であり、またガラス転
移温度は結合剤Ｅを除いて７６〜８１℃であった。

【００２４】この結合剤を用いて、下記の配合比でボー
ルミルにて４８時間混合し、バックコート層用塗料を作
成した。バックコート層用塗料配合比無機顔料：カーボンブラック１００重量部（コロンビヤン社製ＲＡＶＥＮ−１２５５）結合剤：ポリエステルポリウエタン樹脂５０重量部ニトロセルロース５０重量部溶剤：メチルエチルケトン２２０重量部トルエン２２０重量部シクロヘキサノン２２０重量部

【００２５】上記ポリエステルポリウレタン樹脂中の第
三級アミンの含有量が樹脂１０⁶ ｇ当たり１０１当量で
ある結合剤Ａを用いたバックコート層用塗料を実施サン
プル１、樹脂中の第三級アミンの含有量が樹脂１０⁶ ｇ
当たり２００当量である結合剤Ｂを用いたバックコート
層用塗料を実施サンプル２とした。また比較のために、
上記ポリエステルポリウレタン樹脂中の第三級アミンの
含有量が樹脂１０⁶ ｇ当たり５０当量である結合剤Ｃを
用いたバックコート層用塗料を比較サンプル１、第三級
アミンの含有量が樹脂１０⁶ ｇ当たり３０５当量である
結合剤Ｄを用いたバックコート層用塗料を比較サンプル
２、第三級アミンの含有量が樹脂１０⁶ｇ当り１０４当
量であり、ガラス転移温度が５２℃である結合材Ｅを用
いたバックコート層用塗料を比較サンプル３とした。さ
らに、スルホン酸金属塩基を有するポリエステルポリオ
ール、グリコール（Ｎ−メチルジエタノールアミン等の
グリコールは含まない）、およびジフェニルメタンジイ
ソシアネートを所定の条件下で反応させてポリエステル
ポリウレタン樹脂よりなる結合材Ｆを作製し、これを用
いたバックコート層用塗料を比較サンプル４とした。結
合材Ｆ中には第三級アミンは全く含まれておらず、結合
材Ｆ中のスルホン酸金属塩基の含有量は樹脂１０⁶ ｇ当
り１６２当量であった。

【００２６】次に磁性塗料の作製を行った。該磁性塗料
の作製は、下記に示す材料を下記の配合比でサンドミル
にて混合して行った。

【００２７】磁性塗料配合比Ｆｅメタル粉（比表面積５２ｍ²／ｇ）１００重量部ポリエステルポリウレタン樹脂１０重量部（重量平均分子量４７０００，ガラス転移温度３０℃，官能基としてＳＯ₃Ｎａ０．０５％）ポリ塩化ビニル共重合体１０重量部（日本ゼオン社製商品名：ＭＲ−１１０）アルミナ（平均粒径０、３μｍ）５重量部カーボン（平均粒径０、１５μｍ）２重量部ステアリン酸１重量部ステアリン酸ブチル１重量部メチルエチルケトン１００重量部トルエン１００重量部シクロヘキサノン１００重量部

【００２８】上記のように作製されたバックコート層用
塗料および磁性塗料に硬化材コロネートＬ（日本ポリウ
レタン社製）をそれぞれ１０重量部添加した後、厚さ１
４μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムに乾燥後
のバックコート層の厚さが０．７μｍとなるようにバッ
クコート層用塗料を塗布し、その反対面に乾燥後の磁性
層の厚さが４μｍになるように磁性塗料を塗布し、磁場
配向、乾燥、スーパーカレンダーの順に処理を行い、７
０℃の条件下で所定の時間硬化させてバックコート層お
よび磁性層を形成した。そして１／２インチ幅に裁断し
実施サンプルテープ１，２及び比較サンプルテープ１〜
４を得た。

【００２９】このように作製された実施サンプルテープ
１，２および比較サンプルテープ１〜４について、走行
安定性と走行耐久性の評価を行った。走行安定性、走行
耐久性の評価は、バックコート層の表面粗度（Ｒａ）、
摩擦係数、バックコート層の傷の発生、磁性層のＲＦ出
力を測定して行った。それぞれの測定方法は以下の通り
である。

【００３０】表面粗度（Ｒａ）走行安定性の評価として、バックコート層の表面粗度
（Ｒａ）の測定を行った。測定は、小坂研究所（株）の
表面粗度計（ＳＥ−３０Ｈ）を用い、倍率５０，０００
倍、測定長２ｍｍ、カットオフ０．０８ｍｍで行った。
十分な走行安定性を得るには、表面粗度は２０μｍ以下
であることが望ましい。

【００３１】摩擦係数走行耐久性の評価として摩擦係数の評価を行った。該摩
擦係数は、ステンレスガイドピンに対するバックコート
層の摩擦係数であり、テープのシャトル回数が１０パス
の時と２００パスの時に測定を行った。十分な走行耐久
性を得るには、摩擦係数は０．１８以下であることが望
ましい。

【００３２】バックコート層の傷の発生走行耐久性の評価として摩擦係数測定後（テープのシャ
トル回数：２００パス）のバックコート層の傷の発生の
度合いを目視により観察した。評価は、Ａ、Ｂ、Ｃの３
段階で行い、Ａ：傷の状態が殆ど無い状態、Ｂ：若干の
傷が発生している状態（使用不可）、Ｃ：大きな傷が発
生している状態（使用不可）とした。

【００３３】磁性層のＲＦ出力走行安定性、走行耐久性を総合的に評価するために、ソ
ニー（株）社製の１／２インチビデオデッキを用い、６
ＭＨｚでのＲＦ出力を測定した。実施サンプルテープ１
の出力を０ｄＢとした場合のそれぞれのサンプルテープ
の相対出力を測定した。

【００３４】実施サンプルテープ１、２および比較サン
プルテープ１〜４の測定結果を表１に示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】表１の結果を見て分るように、本発明を適
用した実施例１，２のサンプルテープにおいては、バッ
クコート層の表面粗度（Ｒａ）が低く、摩擦係数も０．
１８以下でかつテープシャトル回数による上昇がなく、
摩擦係数測定後のバックコート層の表面状態も良好で、
磁性層のＲＦ出力も高く、走行安定性、走行耐久性共に
良好であることがわかった。これは、結合剤であるポリ
エステルポリウレタン樹脂に適量の第三級アミンを含有
させたことにより無機顔料粉末の結合剤への分散性が向
上したこと、および架橋剤として用いたポリイソシアネ
ート化合物とポリエステルポリウレタン樹脂中に含有さ
れる第三級アミンが触媒として働いて高密度架橋反応を
促進したため、得られるバックコート層の走行安定性、
走行耐久性が向上されるためと思われる。これは、実施
例１，２のサンプルテープにおいてシャトル走行後のバ
ックコート層に傷の発生が見られないことからも確認さ
れる。

【００３７】一方、比較例１，２のサンプルテープのよ
うに結合剤中に含有される第三級アミンの量が過少およ
び過多である場合には、得られるバックコート層の走行
安定性、走行耐久性において良好な結果を得ることがで
きない。よって結合剤であるポリエステルポリウレタン
樹脂中に含有される第三級アミンの量は樹脂１０⁶ ｇに
対し８０〜２５０当量が適していることも確認された。
さらに、比較例３のサンプルテープのように結合剤のガ
ラス転移温度が６０℃未満（この場合は５２℃）である
場合にはバックコート層に十分な強度を付与することが
できず、走行耐久性が良好ではない。これは、比較例３
のサンプルテープにおいてシャトル走行後のバックコー
ト層に大きな傷の発生が見られることからも確認され
る。なお、比較例４のサンプルテープのように結合剤中
に第三級アミンを含有せず、官能基としてスルホン酸金
属塩基を導入した結合剤を用いた場合には、得られるバ
ックコート層用塗料の分散性は良好であるものの、バッ
クコート層に十分な強度を付与することができず、耐久
性が良好ではない。これはスルホン酸金属塩基にはポリ
エステルポリウレタン樹脂とポリイソシアネート化合物
間の架橋時に触媒として働く機能がなく、高密度架橋反
応が促進されないためと思われる。これは、比較例４の
サンプルテープにおいてシャトル走行後のバックコート
層に傷の発生が見られることからも確認される。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明においては、結合剤としてポリエステルポリウレタン
樹脂を用いたバックコート層を有する磁気記録媒体にお
いて、該ポリエステルポリウレタン樹脂が、樹脂１０⁶
ｇ当り第三級アミンを８０〜２５０当量含有するため、
分散性、耐久性の良好なバックコート層を形成し、走行
安定性、走行耐久性の良好な磁気記録媒体を得ることが
できる。

【００３９】また架橋剤としてポリイソシアネート化合
物を用いた場合には、結合剤中に含有する第三級アミン
の触媒作用ゆえにその耐久性においてより優れたバック
コート層を形成し、走行安定性、走行耐久性の良好な磁
気記録媒体を得ることができる。またその効果は、結合
剤としてガラス転移温度が７０℃以上のポリウレタン樹
脂を使用した場合においてより一層発揮され、耐久性に
おいて特に優れたバックコート層を形成し、走行安定
性、走行耐久性の良好な磁気記録媒体を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した磁気記録媒体の一構成例を
示す断面図である。

【符号の説明】

１：非磁性支持体２：磁性層３：バックコート層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性支持体の一面に磁性層を設け、他
面にバックコート層を設けた磁気記録媒体において、上
記バックコート層は結合剤として、ポリエステルポリウ
レタン樹脂１０⁶ｇ当り第三級アミンを８０〜２５０当
量含有するポリエステルポリウレタン樹脂を用いること
を特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】バックコート層中に架橋剤としてポリイ
ソシアネート化合物を含有していることを特徴とする請
求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項３】結合剤であるポリエステルポリウレタン
樹脂のガラス転移温度が６０℃以上であることを特徴と
する請求項１または２に記載の磁気記録媒体。