JPH0777023B2

JPH0777023B2 - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH0777023B2
Application number: JP61077325A
Authority: JP
Inventors: 康郎西川; 肇宮塚; 延雄辻
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1986-04-03
Filing date: 1986-04-03
Publication date: 1995-08-16
Anticipated expiration: 2010-08-16
Also published as: JPS62234234A; US4857402A

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、一層詳細には電磁変換特
性、走行耐久性の優れた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ま
り、その一つの解決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。

時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。

従来より磁性層の走行耐久性を向上させるための対策と
しては、磁気層にコランダム、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、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
ことも提案されている。

しかし、昨今のポータブルビデオテープレコーダやパー
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従来知ら
れているような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ツ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、低温低湿のような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本発明
をなすに至つた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は第一に電磁変換特性にすぐれる磁気記録
媒体を提供することにある。

本発明の第２の目的は、優れた走行耐久性を示す磁気記
録媒体を提供することにある。

〔発明の構成〕

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
磁性層中に、スルホン酸塩および硫酸エステル塩から選
ばれる少なくとも１種を含有することを特徴とする磁気
記録媒体、に関する。

本発明における磁気記録媒体は、非磁性支持体上に、強
磁性粉末、結合剤及びスルホン酸塩および硫酸エステル
塩から選ばれる少なくとも１種を含有する磁性層が設け
られた基本構造を有する。

本発明で使用される非磁性支持体は、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３〜50μ
ｍ、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（バツキング層）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、スルホン酸塩およ
び／または硫酸エステル塩が含まれていることが必要で
ある。スルホン酸塩または硫酸エステル塩は磁性層中に
均等に含まれていてもよいが、特に磁性層表面近傍に局
在するような場合が好ましい。本発明で使用されるスル
ホン酸塩および硫酸エステル塩は、アルカンスルホン酸
塩およびアルキル硫酸塩が好ましい。具体的にはエタン
スルホン酸ナトリウム、プロパンスルホン酸ナトリウ
ム、ブタンスルホン酸ナトリウム、ペンタンスルホン酸
ナトリウム、ヘキサンスルホン酸ナトリウム、ヘプタン
スルホン酸ナトリウム、オクタンスルホン酸ナトリウ
ム、ノナンスルホン酸ナトリウム、デカンスルホン酸ナ
トリウム、ウンデカンスルホン酸ナトリウム、ドデカン
スルホン酸ナトリウム、トリデカンスルホン酸ナトリウ
ム、テトラデカンスルホン酸ナトリウム、ペンタデカン
スルホン酸ナトリウム、ヘキサデカンスルホン酸ナトリ
ウム、ヘプタデカンスルホン酸ナトリウム、オクタデカ
ンスルホン酸ナトリウム、ノナデカンスルホン酸ナトリ
ウム、エイコサンスルホン酸ナトリウム、エタンスルホ
ン酸カリウム、プロパンスルホン酸カリウム、ブタンス
ルホン酸カリウム、ペンタンスルホン酸カリウム、ヘキ
サンスルホン酸カリウム、ペプタンスルホン酸カリウ
ム、オクタンスルホン酸カリウム、ノナンスルホン酸カ
リウム、デカンスルホン酸カリウム、ウンデカンスルホ
ン酸カリウム、ドデカンスルホン酸カリウム、トリデカ
ンスルホン酸カリウム、テトラデカンスルホン酸カリウ
ム、ペンタデカンスルホン酸カリウム、ヘキサデカンス
ルホン酸カリウム、ヘプタデカンスルホン酸カリウム、
オクタデカンスルホン酸カリウム、ノナデカンスルホン
酸カリウム、エイコサンスルホン酸カリウム、エチル硫
酸ナトリウム、プロピル硫酸ナトリウム、ブチル硫酸ナ
トリウム、ペンチル硫酸ナトリウム、ヘキシル硫酸ナト
リウム、ヘプチル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリ
ウム、ノニル硫酸ナトリウム、デシル硫酸ナトリウム、
ウンデシル硫酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウム、
トリデシル硫酸ナトリウム、テトラデシル硫酸ナトリウ
ム、ペンタデシル硫酸ナトリウム、ヘキサデシル硫酸ナ
トリウム、ヘプタデシル硫酸ナトリウム、オクタデシル
硫酸ナトリウム、ノナデシル硫酸ナトリウム、エイコシ
ル硫酸ナトリウム、エチル硫酸カリウム、プロピル硫酸
カリウム、ブチル硫酸カリウム、ベンチル硫酸カリウ
ム、ヘキシル硫酸カリウム、ヘプチル硫酸カリウム、オ
クチル硫酸カリウム、ノニル硫酸カリウム、デシル硫酸
カリウム、ウンデシル硫酸カリウム、ドデシル硫酸カリ
ウム、トリデシル硫酸カリウム、テトラデシル硫酸カリ
ウム、ペンタデシル硫酸カリウム、ヘキサデシル硫酸カ
リウム、ヘプタデシル硫酸カリウム、オクタデシル硫酸
カリウム、ノナデシル硫酸カリウム、エイコシル硫酸カ
リウム、等のほか、アンモニウム塩等も用いられる。こ
れらのうち炭素数が12以上のものがとくに好ましい。

このスルホン酸塩または硫酸エステル塩は溶液状態で磁
性層にトツプコートすることができる。トツプコートす
るにはスルホン酸塩および／または硫酸エステル塩を
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、キヤツトコート、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。トツプコートする場合は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。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は特に制限されない。強
磁性合金粉末、γ−Fe₂O₃、Fe₃O₄、Co変性酸化鉄CoO₂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、とく
に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10〜100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）、Cr₂O₃（同
９）、およびα−Fe₂O₃（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
有されることが望ましい。

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、前記のスルホン酸塩または
硫酸エステル塩、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10
0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の一塩基性樹脂酸と炭素数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使用することも有り
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こ
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昭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1.5〜7.0μ
ｍ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。平
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」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10
μｍ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:
15000e;比表面積54m²/g） 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部スルホン酸塩または硫酸エスセル塩（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8mm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10
μｍ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:
15000e;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表に記載のスルホン酸塩または硫酸エ
ステル塩溶液をトツプコータした後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7MHz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7M
Hzの再生出力をOdB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（T₁）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/x・ln（T₂/T₁）尚、摩擦係数のテストは、a.5℃、70％RH、b.40℃、80
％RHの２条件で行なつた。

またａ条件でのスチル耐久性もあわせて評価した。

第１表および第２表の結果より明白な如く、本発明のス
ルホン酸塩または硫酸エステル塩を用いた実施例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
が低いことがわかる。

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。

〔発明の効果〕

本発明の磁気記録媒体は、電磁変換特性にすぐれ、かつ
温度変化に対してもすぐれた走行耐久性を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭58−175135（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−175133（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−76570（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−208419（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【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、
該磁性層中にアルカンスルホン酸塩およびアルキル硫酸
エステル塩から選ばれる少なくとも１種を含有すること
を特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】磁性層に使用される強磁性微粉末が、BET
比表面積30m²/g以上の強磁性金属合金粉末であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁気記録媒体。