JPH07220270A - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 走行耐久性にすぐれ、高密度での磁気記録に
適した磁気記録媒体の製造方法を提供する。 【構成】 磁性塗料に脂肪族カルボン酸を添加するにあ
たり複数回に分けて添加し、初回添加は磁性粉の樹脂バ
インダへの分散時に行い、２回目以降の添加は分散後に
行うようにして磁性塗料を調製する。

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、さ
らに詳しくは、走行耐久性にすぐれ、高密度での磁気記
録に適した磁気記録媒体の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、磁気記録媒体はオーディオ用、ビ
デオ用、コンピュータ用などのさまざまな分野において
大量の情報を記録する記録媒体として多用されている。
なかでも塗布型の磁気記録媒体は、量産性にすぐれるな
どの理由から普及しており、その製造にあたっては、γ
−フェライトや鉄粉などの磁性粉を各種添加剤とともに
樹脂バインダ中に分散させてなる磁性塗料を、ポリエス
テルフィルムなどの非磁性支持体上に塗布することが行
われている。

【０００３】このような塗布型の磁気記録媒体において
は、磁気記録密度の大幅な向上を図るため支持体の塗布
面と垂直な方向の磁化を用いる垂直磁気記録方式が開発
されたこともあり、今まで以上に微粒子化され高磁力化
された磁性粉の使用が増加している。なかでもビデオ用
磁気記録媒体においては、良好な短波長記録特性が要求
されるため、このような微粒子化され高磁力化された磁
性粉が使用される傾向が強くなっている。

【０００４】しかしながら、一般に粒子は細かくなれば
なるほど表面積が大きくなり、凝集力が大きくなる。し
かも磁性粉の場合には、磁気的な力により粒子間の相互
作用が一層強くなっている。したがって、磁性粉は、微
粒子化されるほどそして高磁力化されるほど凝集力が強
まり、樹脂バインダ中へ分散し難くなる。磁性塗料調製
時に磁性粉の樹脂バインダ中への分散が不良である場合
には、作製された磁気記録媒体において磁性層表面の平
滑性が損なわれ、再生出力やＳ／Ｎ比の低下が引き起こ
される。

【０００５】このような不都合が起こらないように、す
なわち磁性粉の樹脂バインダ中への分散性を向上させる
ためには、これまでにも、使用する磁性粉の粒度分布を
調整したり、界面活性剤を分散剤として使用したり、あ
るいは樹脂バインダの分子中に親水性基を導入して特性
の改善を行うなどの方法が提案されている。

【０００６】しかしその半面、磁性粉の樹脂バインダ中
への分散性が向上し磁気記録媒体表面の平滑性が向上し
た場合には、磁気ヘッドと磁気記録媒体間、あるいはシ
リンダ、テープガイドなどと磁気記録媒体間の摩擦係数
が大きくなり、媒体がダメージを受けやすく、記録・再
生出力に乱れや低下を引起こし走行性や耐久性が損われ
る傾向にある。

【０００７】こうした問題点を解決し、磁性層表面の平
滑性と、磁気記録媒体の走行性や耐久性をともに向上さ
せるため、従来は樹脂バインダなどの改良、あるいは添
加剤として用いられる潤滑剤や研磨材などの添加量の調
節という手段が、主として採られていた。研磨材として
は、たとえばアルミナや酸化クロムなどの微粒子が用い
られることが多い。潤滑剤としては、たとえば脂肪族モ
ノカルボン酸である高級脂肪酸などが用いられることが
多く、磁性層に、あるいは補助的に支持体と磁性層との
間に設けた中間層などに添加され、潤滑剤として機能し
ている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
添加剤の添加量の調節にあたって添加量を大きくした場
合には、磁性粉の充填密度が小さくなり媒体の出力低下
につながることから、その増量により走行性や耐久性を
向上させるのには限度があった。とくに潤滑剤の場合に
は、多量の添加により高温時に樹脂バインダの可塑化
や、磁性層表面への潤滑剤の湧出（ブリーディング）な
どが生じやすくなり、高温時の媒体の耐久性や走行性が
損なわれるなどの不都合が生じていた。

【０００９】さらに、潤滑剤として多用されている脂肪
酸の場合には、磁性粉に吸着されやすく、添加された脂
肪酸が潤滑剤としての役割を十分果たし難いという問題
点があった。脂肪酸はカルボキシル基をもっているた
め、磁性粉のような微粒子の非常に活性な表面と、静電
的あるいは化学的な何らかの相互作用を容易に及ぼしあ
うため、磁性粉に吸着され易いと思われる。

【００１０】上記した脂肪酸の問題点を解決するために
は、これまでにも、たとえば磁性粉を樹脂バインダに分
散させた後に脂肪酸を添加する方法や、塗布直前の磁性
塗料に添加する方法などが提案されている。しかしなが
ら、磁性粉と脂肪酸との吸着力の方が、磁性粉と樹脂バ
インダとの吸着力より強いため、このような方法を用い
てもその効果は顕著なものとは言い難かった。

【００１１】本発明はこのような問題点を解消するため
に成されたものであり、磁性塗料の調製にあたり脂肪酸
の添加方法を工夫することによって、磁気記録特性がす
ぐれ高密度記録が可能な磁気記録媒体の、走行安定性や
走行耐久性を向上させることが可能な製造方法を提供す
ることを、その目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、磁性粉と樹脂
バインダとを含む磁性塗料を調製し、この磁性塗料を非
磁性支持体上に塗布して磁性層を形成する磁気記録媒体
の製造方法において、前記磁性塗料に脂肪族カルボン酸
を添加するにあたり複数回に分けて添加し、初回添加は
磁性粉の樹脂バインダへの分散時に行い、２回目以降の
添加は分散後に行って前記磁性塗料を調製するようにし
たことを特徴としている。

【００１３】本発明において、脂肪族カルボン酸の初回
の添加量が少ない場合には、磁性粉粒子間の相互作用を
緩和するには不十分となるため、所期の効果が得られな
くなる。また、初回の添加量が多い場合には、磁性粉間
に保持される脂肪族カルボン酸量が不足し潤滑剤として
のはたらきが不十分となるため、やはり所期の効果が得
られなくなる。脂肪族カルボン酸の好ましい初回添加量
は、磁性粉の種類あるいは樹脂バインダをはじめとする
他の配合物の種類や量によって影響を受けるため、一義
的に規定することはできないものの、脂肪族カルボン酸
全量が０．１〜１０重量部であれば、初回の添加量を５
０％以上に制御するとよい。

【００１４】また、脂肪族カルボン酸の初回添加が行わ
れる磁性粉の樹脂バインダへの分散時とは、秤量された
磁性粉や樹脂バインダなどの各配合物が、混合され混練
されるまでをいう。本発明において初回添加分の脂肪族
カルボン酸は、磁性粉が秤り込まれた後樹脂バインダが
加えられる前に添加されることがより好ましい。

【００１５】本発明の製造方法は、潤滑剤としての脂肪
族カルボン酸の添加以外の工程は、塗布型磁気記録媒体
の製造の常法にしたがって行えばよい。すなわち、磁性
粉を、初回添加分の脂肪族カルボン酸と、研磨材を始め
とする各種配合剤とともに樹脂バインダ中に分散させ、
分散工程終了の後、脂肪族カルボン酸の残量を添加混合
することによって磁性塗料を調製する。得られた磁性塗
料を、非磁性支持体上に塗布することによって磁性層を
形成すればよい。形成する磁性層の厚みは０．０５〜５
μｍの範囲が好ましい。本発明の方法により形成される
磁性層は、単層で構成されていてもよいし、または多層
で構成される記録層のうちの一部あるいは全部の層が本
発明の方法によって形成されるのであってもよい。ま
た、帯電防止あるいは転写防止などのため、非磁性支持
体の磁性層を設けた側の反対の面にバックコート層など
を形成してもよい。

【００１６】本発明においては、炭素数３〜３０の飽和
あるいは不飽和脂肪族カルボン酸が、潤滑剤として使用
可能であり、それらは一塩基性である脂肪酸（脂肪族モ
ノカルボン酸）に限らず、二塩基性の脂肪族ジカルボン
酸であってもよい。それらのなかでも、炭素数６〜３０
の脂肪酸が好適に使用可能であり、炭素数１０〜２２の
脂肪酸がより好ましい。

【００１７】本発明において潤滑剤として使用可能な脂
肪酸（脂肪族モノカルボン酸）は、たとえば、カプロン
酸（炭素数６）、カプリル酸（同８）、カプリン酸（同
１０）、ラウリン酸（同１２）、ミリスチン酸（同１
４）パルミチン酸（同１６）ステアリン酸（同１８）イ
ソステアリン酸（同１８）リノレン酸（同１８）、リノ
ール酸（同１８）、オレイン酸（同１８）、エライジン
酸（同１８）、あるいはベヘン酸（同２２）などがあげ
られる。

【００１８】脂肪族ジカルボン酸としては、マロン酸
（同３）、コハク酸（同４）、マレイン酸（同４）、グ
ルタル酸（同５）、アジピン酸（同６）、ピメリン酸
（同７）、アゼライン酸（同９）、セバシン酸（同１
０）、あるいは1,12 -ドデカンジカルボン酸（同１４）
などがあげられる。

【００１９】本発明においては、初回添加分と２回目以
降の添加分の脂肪族カルボン酸が、同一種類のものであ
ってもよいし、異なる種類のものであってもよい。ある
いは初回添加分と２回目以降の添加分がそれぞれ複数の
脂肪族カルボン酸の組み合わせから成っていてもよい。

【００２０】本発明においては、磁性粉として、鉄を主
体とする金属粉末あるいは六方晶系フェライト粉を使用
したときに、顕著な効果が得られる。磁性粉として六方
晶系フェライト粉を用いたときはとくに、本発明の効果
が顕著となる。

【００２１】六方晶系フェライトとしては、Ｍ型あるい
はＷ型の六方晶系のBaフェライト、Srフェライト、鉛フ
ェライト、Caフェライト、あるいはこれらの固溶体、イ
オン置換体などを用いることができる。上記磁性粉とし
ては、保磁力Ｈｃ ５００〜３，０００ Ｏｅ、粒径
０．０１〜０．１μｍのものが好ましい。

【００２２】鉄を主体とする金属粉末としては、たとえ
ば Fe-Al金属粉末、 Fe-Ni金属粉末、Fe-Al-P 金属粉
末、Fe-Ni-Si-Al 金属粉末、Fe-Si-Al-Mn 金属粉末、Fe
-Mn-Zn金属粉末、Fe-Co-Ni金属粉末、Fe-Co-Ni-Cr 金属
粉末、Fe-Co-Ni-P金属粉末などをあげることができる。
上記磁性粉としては、保磁力Ｈｃ ５００〜３，０００
Ｏｅ、粒径０．０５〜０．３μｍのものが好ましい。

【００２３】本発明においては、樹脂バインダとして、
スルホン酸金属塩基が導入されたポリエステルポリウレ
タン系樹脂を使用した場合に、とくに著しい効果が得ら
れる。なお、上記樹脂を使用した場合には、さらに、各
種の樹脂バインダを併用することができる。併用可能な
樹脂としては、たとえばポリウレタン樹脂、ポリエステ
ル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアクリル樹脂、ポ
リアミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエ
ーテル樹脂、フェノキシ樹脂、メラミン樹脂、ビニルブ
チラール樹脂、フラン樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニ
ル樹脂、ビニルアルコール樹脂あるいはこれらの混合物
もしくは共重合物があげられる。これらの併用樹脂バイ
ンダの配合量は、全樹脂バインダに対して８０重量％以
内で適宜設定される。

【００２４】なお、以上の樹脂バインダを用いた磁性塗
料中には、塗膜の機械的強度を高め耐久性を増加させる
ために、通常支持体上に塗布する際、さらにポリアミン
あるいはポリイソシアナート系の硬化剤を添加してもよ
い。

【００２５】本発明において、上記各成分と併用できる
分散剤としては次のようなものが例示される。すなわ
ち、前記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）からなる金属石鹸；前記
の脂肪酸エステルであってふっ素を含有した化合物；前
記脂肪酸のアミド；レシチン；トリアルキルポリオレフ
インオキシ第四アンモニウム塩（アルキル基は炭素数１
〜５のもの、オレフインはエチレン、プロピレンな
ど）；炭素数１２以上の高級アルコールおよびその硫酸
エステルなどが使用可能である。

【００２６】研磨材としては、アルミナ、炭化ケイ素、
酸化クロム（Cr₂ Ｏ₃ ）、コランダム、人造コランダ
ム、ダイアモンド、人造ダイアモンド、ザクロ石、エメ
リーなど、磁気記録媒体の研磨材として一般に使用され
るモース硬度５以上の材料の微粒子が使用可能である。
これら研磨材微粒子の平均粒子径は０．０５〜５μｍの
範囲が好ましいが、より好ましくは０．１〜２μｍの範
囲である。これらの研磨材は磁性粉１００重量部に対し
て０．５〜２０重量部の範囲で添加される。

【００２７】帯電防止剤としては、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、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、第四アンモニウ
ム塩類、ピリジンその他の複素環類、ホスホニウム類な
どのカチオン系界面活性剤；カルボン酸、スルホン酸、
リン酸、硫酸エステル基、リン酸エステル基などの酸性
基を含むアニオン系界面活性剤；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リン酸エス
テル類などの両性活性剤などが使用される。なお、上記
導電性微粉末は磁性粉１００重量部に対して０．２〜２
０重量部が、界面活性剤は、０．１〜１０重量部の範囲
で添加することが好ましい。これらの界面活性剤は、単
独または混合して添加されるようにしてもよい。

【００２８】ところで、磁性粉を、脂肪族カルボン酸、
研磨材などの各種配合剤とともに樹脂バインダ中に分散
させて磁性塗料を調製するにあたっては、有機溶剤と混
合される。本発明においてそのような有機溶剤として使
用可能なものは、たとえば、ケトン類（たとえばアセト
ン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シ
クロヘキサノンなど）、アルコール類（たとえばメタノ
ール、エタノール、プロパノール、ブタノールなど）、
エステル類（たとえばメチルアセテート、エチルアセテ
ート、ブチルアセテート、エチルラクテート、グリコー
ルアセテートモノエチルエーテルなど）、グリコールエ
ーテル類（たとえばエチレングリコールモノエチルエー
テル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジオキサ
ンなど）、芳香族炭化水素（たとえばベンゼン、トルエ
ン、キシレンなど）、脂肪族炭化水素（たとえばヘキサ
ン、ヘプタンなど）、あるいはニトロプロパンなどがあ
げられる。

【００２９】磁性塗料が塗布される非磁性支持体を構成
する材料としては、ポリエステル、ポリオレフイン、セ
ルロース誘導体、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、
ポリイミド、ポリアミド、ポリヒドラジド類、金属（た
とえばアルミニウム、銅）、あるいは紙など、通常、磁
気記録媒体の支持体として使用可能なものならどのよう
なものであってもよい。

【００３０】

【作用】本発明の磁気記録媒磁体の製造方法において
は、磁性塗料の調製にあたり脂肪族カルボン酸を複数回
に分けて添加するようにしている。脂肪族カルボン酸の
初回添加は、磁性粉を樹脂バインダ中へ分散させる工程
中に行われる。初回添加分の脂肪族カルボン酸は主に磁
性粉に吸着されることにより、磁性粒子間の相互作用を
緩和しその分散性向上に寄与する。磁性粉の分散性が向
上する結果、磁性層中での磁性粉の充填率も向上する。

【００３１】２回目以降の添加分は磁性粉に吸着されず
に、樹脂バインダと同様に磁性粉粒子間の隙間に安定し
た状態で保持される。そのため、記録再生時にはヘッド
に押圧されて常に脂肪酸の適当量が媒体表面に供給さ
れ、長時間に亘って安定した潤滑剤の添加効果が発揮さ
れるようになる。しかも気温などの環境変化によっても
潤滑剤が磁性層表面へ湧出するおそれもなくなる。

【００３２】

【実施例】以下本発明の具体的な実施例について説明す
る。

【００３３】実施例１ まず、以下の材料組成物を、ニーダ中に秤り込み約３０
分間混練分散を行った。なお、このときに添加されるス
テアリン酸の量は、磁性塗料中に最終的に添加されるス
テアリン酸全量の７５％に相当する。

【００３４】Co,Ti,Nb置換Baフェライト粉（Hc 1000 O
e, 数平均粒径0.05μｍ、比表面積d=38ｍ² ／g ）
１００重量部 ステアリン酸 ３重量部 スルホン基含有ウレタン樹脂（Mw=10000, スルホン酸Na
基含有量 0.5 mmol/g ）５重量部 Gafac RE-610（商品名：リン酸エステル系界面活性剤、
東邦化学社製） ２重量部 シクロヘキサノン／メチルエチルケトン（1/1 ）混合溶
剤 ２５重量部 アルミナ（平均粒径 0.4μｍ） ３重量部 そして、得られた混練分散物に、 スルホン基含有塩化ビニル樹脂（Mw=15000, スルホン酸
Na基含有量 0.6 mmol/g ）５重量部 と同上混合溶剤１７０重量部を加えてディゾルバで希釈
し、サンドグラインダでさらに分散した。得られた塗料
には、ポアサイズ０．３μｍのフィルタを通した後、塗
料中のBaフェライト粉１００重量部に対してコロネート
Ｌ（商品名：トリレンジイソシアナート系硬化剤 50 ％
希釈物）３重量部、およびステアリン酸１重量部を加え
て混合し、これを磁性層用磁性塗料とした。

【００３５】得られたこの磁性塗料をスロットダイコー
タに供給しつつ、カーボンブラックを含む導電性塗料を
裏面に塗布したポリエステルフィルム（層厚み１１μ
ｍ）上に塗布した。得られた塗布膜が乾燥しないうちに
６ kOeの磁場強度を発生しているソレノイド中を通過さ
せて有機溶剤を揮散させ、乾燥させた。

【００３６】このようにして表面に磁性層が形成され裏
面にバックコート層が形成されたポリエステルフィルム
を、４０℃のキュアオーブン中に４日間静置したのち、
８ｍｍ幅テープ状にスリットした。この媒体試料１につ
いて特性評価を行い、本発明の製造方法の効果を調べ
た。評価項目、評価結果については後述する。

【００３７】実施例２ 実施例１におけるのBaフェライト粉の代わりに、Fe-Ni
金属粉末（Hc 1500 Oe, 数平均粒径0.15μｍ、比表面積
d=50ｍ² /g）を使用し、かつスルホン基含有ウレタン樹
脂とスルホン基含有塩化ビニル樹脂の配合量をそれぞれ
６重量部にした他は実施例１の製造方法と同様にして８
ｍｍ幅磁気テープ試料２を作製し、これを評価した。

【００３８】比較例１ 磁性塗料の混練分散工程において、初回分のステアリン
酸を入れず２回目のステアリン酸添加量を４重量部に変
えた他は、実施例１の製造方法と同様にして、８ｍｍ幅
磁気テープ試料３を作製し、これを評価した。

【００３９】比較例２ 磁性塗料の混練分散工程において、初回分のステアリン
酸を入れず２回目のステアリン酸添加量を４重量部に変
えた他は、実施例２の製造方法と同様にして、８ｍｍ幅
磁気テープ試料４を作製し、これを評価した。

【００４０】比較例３ 磁性塗料の混練分散工程において、２回目のステアリン
酸を添加せず初回分のステアリン酸添加量を４重量部に
変えた他は実施例１の製造方法と同様にして、８ｍｍ幅
磁気テープ試料５を作製し、これを評価した。

【００４１】比較例４ 磁性塗料の混練分散工程において、２回目のステアリン
酸を添加せず初回分のステアリン酸添加量を４重量部に
変えた他は実施例２の製造方法と同様にして、８ｍｍ幅
磁気テープ試料６を作製し、これを評価した。

【００４２】なお、このようにして得られた上記実施例
および比較例の塗布型テープ試料のについて評価項目
は、以下の通りである。磁気特性（飽和磁化Ｍｓおよび
角型比ＳＱＲ）、表面粗さ、記録再生特性（記録波長
０．５μｍおよび１．５μｍにおける再生出力で表
す）、Ｓ／Ｎ比、スチル耐久性（温度２５℃、相対湿度
６０％環境下）、およびジッタ特性を評価した。その評
価結果を次の表１に示す。なお、記録再生特性およびＳ
／Ｎ比の測定にあたっては、Ｓ−ＶＨＳおよびハイバン
ド８ｍｍビデオデッキを使用した。

【００４３】

【表１】 表１からも明らかなように、本発明の方法によれば、す
ぐれた磁気特性、記録再生特性を示し、走行耐久性にす
ぐれた磁気記録媒体が得られた。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明においては
脂肪族カルボン酸の添加をその目的に応じて複数回に分
けて２回行っている。磁性粉と樹脂バインダなどと分散
時に入れる初回添加では、脂肪族カルボン酸の磁性粉に
吸着しやすい特徴を利用し、磁性粉粒子間の相互作用を
緩和させ、より高い分散度が得られる。その結果、磁性
粉の高充填・高配向が可能になる。また、磁性粉が充分
に分散された後の磁性塗料に、硬化剤とともに添加し混
合する２回目以降の添加は、本来の潤滑剤としての効果
を発揮させるのに貢献するため、磁気記録媒体の走行安
定性および耐久性が向上する。

【００４５】したがって、本発明によれば、磁性粉の分
散性および充填率が高められ表面の平滑な磁性層を備
え、広範な使用環境下においても安定した走行耐久性が
確保されたすぐれた磁気記録媒体を製造することが可能
となる。本発明によれば、高密度な磁気記録に適した磁
気記録媒体をも容易に製造し得る。

【００４６】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁性粉と樹脂バインダとを含む磁性塗料
   を調製し、この磁性塗料を非磁性支持体上に塗布して磁
   性層を形成する磁気記録媒体の製造方法において、 前記磁性塗料に脂肪族カルボン酸を添加するにあたり複
   数回に分けて添加し、初回添加は磁性粉の樹脂バインダ
   への分散時に行い、２回目以降の添加は分散後に行って
   前記磁性塗料を調製するようにしたことを特徴とする磁
   気記録媒体の製造方法。