JPH10208234A

JPH10208234A - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH10208234A
Application number: JP1521497A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Kinoshita; 喜裕木下; Osamu Shimomura; 理下村
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1997-01-29
Filing date: 1997-01-29
Publication date: 1998-08-07

Abstract

(57)【要約】【課題】高密度記録に適した磁気記録媒体を提供す
る。【解決手段】非磁性下地層上に磁性層を積層してなる
磁気記録媒体において、非磁性下地層のフィラーとして
比表面積が１００ｍ²／ｇ以上で揮発分が３％以上のカ
ーボンブラックを用い、結合剤として酸基と３級アミノ
基を実質的に有していないポリウレタンを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は磁気記録媒体に関す
るものであり、詳しくは電磁変換特性に優れた高密度記
録に適した磁気記録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータソフト・データの大
容量化や機器・媒体の小型化がめざましく、磁気記録媒
体の大容量化・高密度化が求められている。この要望に
応えるべく、従来から磁性粉末の強磁性化や小粒径化、
磁性層中での分散性・充填率の向上などにより記録密度
の向上が図られてきた。また、それに伴い、分解能やオ
ーバーライト特性向上のため磁性層の薄膜化が望まれて
いる。しかし単なる薄膜化は表面平滑性・耐久性の劣
化、表面固有抵抗の上昇によるエラーの増加などの問題
を伴うので、磁性層の下に非磁性下地層を設ける方法が
用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来、非磁性下地層を
有する磁気記録媒体を製造するには、可撓性非磁性支持
体に非磁性酸化物やカーボンブラック等のフィラーと結
合剤から成る非磁性下地層用の塗料を塗布し、引続き又
は乾燥したのち、その上に磁性層用の塗料を塗布する方
法が採られている。しかしこれらの方法によっても、依
然として磁性層表面の平滑性が劣化したり、非磁性下地
層と磁性層の界面が乱れて、電磁変換特性や耐久性が低
下するなどの問題が残されていた。従って本発明は、非
磁性下地層を有する磁気記録媒体におけるこのような問
題を解決する方法を提供せんとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、可撓性
非磁性支持体上に、カーボンブラックとポリウレタン樹
脂から成る非磁性下地層を設け、その上に比表面積が３
５ｍ²／ｇ以上の強磁性金属粉末を含む厚さ０．５μｍ
以下の磁性層を設けてなる磁気記録媒体において、非磁
性下地層のカーボンブラックが比表面積が１００ｍ²／
ｇ以上で揮発分が３％以上のものを用い、かつポリウレ
タン樹脂としてカルボン酸基、スルホン酸基、ホスホン
酸基及び３級アミノ基のいずれをも実質的に有していな
いものを用いることにより、電磁変換特性に優れた高密
度記録に適した磁気記録媒体を得ることができる。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明について更に詳細に説明す
ると、本発明の磁気記録媒体に用いる可撓性非磁性支持
体としては常用の任意のものが使用できる。例えば、ポ
リエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート
等のポリエステル類、ポリプロピレン、ポリエチレン等
のポリオレフィン類、セルロースアセテート等のセルロ
ース誘導体、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミ
ド等の各種プラスチック類等のフィルムが使用できる。
中でも優れた機械特性、耐熱性、電気的特性及び耐薬品
性等を有している点からしてポリエチレンテレフタレー
トやポリエチレンナフタレート等のポリエステル類が好
ましい。なお、これらのポリエステルフィルム類には、
高度に結晶配向していて非磁性下地層との接着性に乏し
いものもあるが、これらはアルカリ水溶液、アミン水溶
液、トリクロロ酢酸、フェノール類等の表面改質剤によ
る処理を施してから磁気記録媒体の製造に供するのが好
ましい。可撓性非磁性支持体の厚みは、通常４〜１００
μｍであり、例えば磁気テープでは４〜１０μｍ、磁気
ディスクでは３０〜１００μｍである。

【０００６】本発明では、可撓性非磁性支持体上に、先
ずカーボンブラックとポリウレタン樹脂から成る非磁性
下地層を設ける。カーボンブラックとしては、アセチレ
ンブラック、ファーネスブラック、サーマルブラックな
ど任意のものを用いることができるが、その比表面積
（本明細書において比表面積は全てＢＥＴ法により測定
する）は１００ｍ²／ｇ以上でなければならない。特に
１００〜１５０ｍ²／ｇの比表面積のものを用いるのが
好ましい。非磁性下地層及びその上の磁性層には脂肪族
カルボン酸やそのエステルなどの有機潤滑剤を含有させ
ることが多いが、比表面積の小さいカーボンブラックを
用いたのでは、非磁性下地層がこれらの有機潤滑剤を保
持する作用が弱く、磁気記録媒体の耐久性が悪化するこ
とがある。

【０００７】また、カーボンブラックの揮発分は３％以
上であることが必要であり、３〜１０％であることが好
ましい。本発明者らの知見によれば、揮発分の含有量は
カーボンブラックの分散性と関連しており、揮発分１０
％程度までは揮発分が多いと一般にカーボンブラックの
分散性が向上する。揮発分が３％未満のカーボンブラッ
クは分散性が劣り、磁気記録媒体の耐久性を悪化させる
傾向がある。なお、揮発分とはＪＩＳＫ−６２２１−
１９８２により、落とし蓋付きの磁性又は白金るつぼに
カーボンブラックを入れ、９５０℃で７分間加熱した際
の揮発減量を意味する。カーボンブラックは非磁性下地
層の３０〜９８重量％、特に３５〜８５重量％を占める
のが好ましい。

【０００８】非磁性下地層の結合剤であるポリウレタン
樹脂としては、カルボン酸基（−ＣＯＯＨ）、スルホン
酸基（−ＳＯ₃Ｈ）、ホスホン酸基（−ＰＯ₃Ｈ₂）及
び３級アミノ基（本明細書ではこれらを総称して極性基
ということがある）のいずれをも実質的に有していない
ものを用いることが必要である。一般に磁気記録媒体の
非磁性下地層や磁性層の結合剤として用いられるポリウ
レタン樹脂としては、上記のような極性基を有している
ものが用いられている。しかし本発明者らの知見によれ
ば、上記のような極性基を有するポリウレタン樹脂を非
磁性下地層の結合剤として用いると、非磁性下地層と磁
性層との界面が乱れやすいという難点があることが判明
した。

【０００９】非磁性下地層は本質的に上記のカーボンブ
ラックとポリウレタン樹脂から成るが、所望ならばこれ
らに更に結合剤、架橋剤、潤滑剤、分散剤などの常用の
他の成分を加えることもできる。例えば他の結合剤を併
用する場合には、その量は結合剤全体の２０重量％以
下、特に１０重量％以下であるのが好ましい。非磁性下
地層の厚さは通常は０．２μｍ以上であり、０．４〜
２．０μｍであるのが好ましい。

【００１０】非磁性下地層の上に形成される磁性層は、
強磁性金属粉末と結合剤を主体とし、これに常用の種々
の添加剤を含有させたものである。強磁性金属粉末とし
ては比表面積が３５ｍ²／ｇ以上のものを用いる。３５
ｍ²／ｇ未満では、磁気記録媒体にした際に充分な表面
性が得られず、高密度記録には適さないことがある。ま
た磁性層中の強磁性金属粉末の充填率も充分に大きくで
きないため、高い出力は得られない。一方、比表面積が
大きくなり過ぎると、磁性層用塗料中での分散性が低下
したり、磁気記録媒体の耐久性が低下することがある。
従って強磁性金属粉末としては、３５〜６５ｍ²／ｇの
比表面積を有するものを用いるのが好ましい。

【００１１】強磁性金属粉末の平均長軸長は０．５μｍ
以下、特に０．３μｍ以下のものが好ましい。又、針状
軸比は、磁性層における強磁性金属粉末の密度を増加さ
せ、磁気記録の高密度化をはかるために、１２以下のも
のが好ましい。強磁性金属粉末は磁性層の５０〜９０重
量％、特に６０〜７０重量％を占めるのが好ましい。５
０重量％未満では、磁性層中における強磁性金属粉末の
充填率が低いために高い保磁力が得られず、従って高密
度磁気記録媒体になり難い。逆に９０重量％を越えると
磁性層用塗料中での分散性が低下したり、磁気記録媒体
の耐久性が低下することがある。

【００１２】結合剤としては非磁性下地層との密着性や
耐摩耗性に優れるものを使用する。例えば、ポリウレタ
ン樹脂、ポリエステル樹脂、セルロースアセテートブチ
レート、セルロースジアセテート、ニトロセルロース等
のセルロース誘導体、塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合
体、塩化ビニル−塩化ビニリデン系共重合体、塩化ビニ
ル−アクリル系共重合体等の塩化ビニル系重合体、各種
合成ゴム、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂等が用いられ
る。これらは単独で用いてもよくまたは２種以上を混合
して用いても良い。結合剤は、磁性層の２〜４５重量
％、特に５〜２５重量％を占めるのが好ましい。

【００１３】更に磁性層用塗料中に、イソシアネート基
を複数個有する低分子ポリイソシアネート化合物を含有
させることにより、磁性層内に三次元網目構造を形成さ
せ、その機械的強度を向上させることもできる。そのよ
うな低分子ポリイソシアネート化合物としては、例えば
トリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパン付
加体等が用いられる。低分子ポリイソシアネート化合物
は、結合剤に対して１０〜５０重量％の割合で使用する
のが好ましい。また磁性層には、必要に応じて、潤滑
剤、研磨剤、分散剤、帯電防止剤等の常用の助剤を含有
させても良い。

【００１４】潤滑剤としては脂肪族系、フッ素系、シリ
コーン系又は炭化水素系等の各種の潤滑剤が使用でき
る。脂肪族系潤滑剤としては、オレイン酸、ラウリン
酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘ
ン酸等の脂肪酸、これらとマグネシウム、アルミニウ
ム、ナトリウム、カルシウム等の金属との塩、これらの
脂肪酸のブチルエステル、オクチルエステル、グリセリ
ド等のエステル、更にはこれらの脂肪酸やリノール酸、
カプロン酸などのアミド等が挙げられる。また、ラウリ
ルアルコール、ステアリルアルコール、ミリスチルアル
コール、パルミチルアルコール、オレイルアルコール等
の脂肪族アルコールや、ペルフルオロアルキルポリエー
テル、ペルフルオロアルキルカルボン酸等のフッ素系潤
滑剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイル等のシ
リコーンオイル系潤滑剤、パラフィン、スクアラン等の
炭化水素系潤滑剤が挙げられる。さらには、二硫化モリ
ブデン、二硫化タングステン等の固形潤滑剤や、リン酸
エステル類等も使用できる。通常は脂肪酸エステル又は
脂肪酸エステルと脂肪酸とを併用することが多い。

【００１５】脂肪酸エステルは、磁性層中における含有
量が通常、０．１〜１５重量％、好ましくは１〜１５重
量％となるように用いる。含有量が少な過ぎると一般に
耐久性が不十分である。逆に含有量が多過ぎる場合は、
ヘッドが潤滑剤で汚れることがある。脂肪酸は磁性層中
における含有量が０．１〜１０重量％、好ましくは１〜
５重量％となるように用いる。含有量が少ないと走行性
が低下しやすく、逆に多過ぎると耐久性劣化や出力低下
が生じやすくなる。研磨剤としては、各種のアルミナや
コランダム、炭化珪素、酸化クロム、窒化珪素等の硬度
の高いものを用いるのが好ましい。また、研磨剤の平均
粒子径は０．６μｍ以下であることが好ましい。研磨剤
の使用量は、磁性層中における含有量を１〜１５重量％
の範囲とすることが好ましい。

【００１６】分散剤としては、カプリン酸、ラウリン
酸、ミリスチン酸、オレイン酸、リノール酸等の炭素数
１０〜１８の脂肪酸やこれらのアルカリ金属塩またはア
ルカリ土類金属塩（すなわち金属石鹸）、レシチン等が
使用される。分散剤は、通常、磁性層中の含有量が０〜
５重量％となるように用いる。帯電防止剤としては、カ
ーボンブラック、導電性の金属化合物や酸化物、サポニ
ン等の天然界面活性剤、アルキレンオキサイド系、グリ
セリン系等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、ピリジニウム塩類その他
の複素環塩類等のカチオン界面活性剤、カルボン酸基、
スルホン酸基、燐酸基、硫酸エステル基、燐酸エステル
基等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
酸エステル類等の両性界面活性剤等が使用される。これ
らの界面活性剤は、所望によりいくつかを併用してもよ
い。

【００１７】カーボンブラックとしては、アセチレンブ
ラック、ファーネスブラック、サーマルブラックなど市
場で入手し得る各種のものを用いることができる。例え
ば、キャボット社製のＢＬＡＣＫＰＥＡＲＬＳ２００
０、１０００、９００、８００、ＭＯＧＵＬ−Ｌ、ＶＵ
ＬＣＡＮＸＣ−７２、コロンビアンカーボン社製のＲ
ＡＶＥＮ８８００、８０００、７０００、三菱化学社
製の＃３７５０Ｂ、＃３７５０、＃３２５０Ｂ、＃３２
５０、＃９５０、＃８５０Ｂ、＃６５０Ｂ、＃４５、＃
４０、＃５、ＭＡ−７７、ＭＡ−７等などがあげられ
る。これらのカーボンブラックは、単独で、あるいは複
数組み合わせて用いることができる。また、カーボンブ
ラックの表面を分散剤等で処理したり、一部をグラファ
イト化してもよい。また、導電性の金属化合物や酸化物
としては、酸化スズ、インジウムスズ酸化物等を用いる
ことができる。帯電防止剤は、通常、磁性層中の含有量
が０．１〜１０重量％となるように用いる。なお、上記
の説明からも明らかなように、一つの助剤が複数の目的
で用いられることもある。

【００１８】磁性層の厚みは、高密度記録に際し問題と
なる自己減磁損失、厚み損失などの点で、０．５μｍ以
下、特に０．３μｍ以下が好ましい。ただし、磁性層厚
みが０．０１μｍに満たないと、磁気記録媒体の耐久性
が低下することがあるので０．０１μｍ以上であること
が望ましい。本発明に係る磁気記録媒体を製造するに
は、先ず上述の非磁性下地層及び磁性層を形成する各成
分を適当な溶剤と一緒に混練・分散させて均一な組成の
塗料を調製する。

【００１９】溶剤としては、例えばメチルエチルケト
ン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケ
トン類、メタノール、エタノール、プロパノール、イソ
プロピルアルコール等のアルコール類、酢酸メチル、酢
酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、ジエチルエーテ
ル、テトラヒドロフラン等のエーテル類、ベンゼン、ト
ルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、ヘキサン等の
脂肪族炭化水素等、常用の溶剤が用いられる。また、混
練・分散用の装置としては、常用のボールミルやニーダ
ーなどを用いればよい。

【００２０】次いで可撓性非磁性支持体上に上記で調製
した非磁性下地層用の塗料及び磁性層用の塗料を順次塗
布して非磁性下地層及び磁性層を形成する。塗布装置と
しては、エアードクターコーティング、ブレードコーテ
ィング、リバースロールコーティング、グラビアコーテ
ィング等、常用の各種のものを用いることができる。ま
た、磁性層用塗料の塗布は、非磁性下地層用塗料の塗布
に引続いて、すなわち非磁性下地層が未だ乾燥せずに湿
潤状態にある間に行ってもよいが、非磁性下地層を乾燥
させてから塗布するのが好ましい。非磁性下地層を乾燥
させてから磁性層用塗料を塗布すると、両層間の界面の
乱れを少くすることができる。

【００２１】磁性層用塗料を塗布した後は、通常は乾燥
前に磁場を印加して磁場配向させる。また乾燥後はカレ
ンダー処理して表面を平滑化する。カレンダー処理は７
０〜１２０℃の温度、２００〜５００ｋｇ／ｃｍの線圧
力で行うのが好ましい。また、塗料がトリレンジイソシ
アネートのトリメチロールプロパン付加体のような架橋
剤を含有している場合には、４５〜７０℃に２４〜１６
０時間程度保持するキュアリングを行って、結合剤と架
橋剤との架橋反応を行わせる。

【００２２】

【実施例】以下に実施例により本発明をさらに具体的に
説明するが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実
施例に限定されるものではない。なお、実施例中「部」
は「重量部」を表す。出力は、スピンスタンドにてＭＩ
Ｇヘッドを使用し、回転数２９４５ｒｐｍ、測定位置を
中心から２０ｍｍの点とし、記録周波数を変化させて各
記録密度にて測定を行い、実施例１の出力を１００とし
た相対値で表示した（表３は４０ＫＦＴＰＩでの値を表
示した）。耐久性は上記スピンスタンドにて温度２５
℃、湿度５０％ＲＨの雰囲気にて、回転数２９４５ｒｐ
ｍ、測定位置を中心から２０ｍｍの点として１２０時間
走行させた後に、４０ＫＦＴＰＩでの出力を測定し、走
行前の出力を１００として評価した。

【００２３】実施例１：非磁性下地層用塗料の調製；下記の表１の各成分を配合
して混練したのち、サンドミルで分散した。この分散液
に架橋剤（トリレンジイソシアネートのトリメチロール
プロパン付加体；三菱化学（株）製ＡＤ３０）を６重量
部加え、３μｍの平均孔径を有するフィルターを用いて
濾過し、非磁性下地層用塗料とした。

【００２４】

【表１】表１非磁性下地層用塗料下層用塗料組成カーボンブラック１００部ポリエステルポリウレタン樹脂２０部トリデシルステアレート３部オレイン酸２部メチルエチルケトン３００部シクロヘキサノン１００部

【００２５】磁性層用塗料の調製；下記の表２の各成分
を配合して混練したのち、サンドミルで分散した。この
分散液に架橋剤（三菱化学（株）製ＡＤ３０）を５重量
部加え、１μｍの平均孔径を有するフィルターを用いて
濾過し、磁性層用塗料とした。

【００２６】

【表２】表２磁性層用塗料金属磁性粉１００部塩化ビニル系共重合体１５部スルホン酸基を有するポリエステルポリウレタン樹脂４部 α−アルミナ１０部カーボンブラック８部トリデシルステアレート９部オレイン酸１部メチルエチルケトン２８０部シクロヘキサノン１２０部

【００２７】磁気記録媒体の製造及び特性評価；厚さ６
２μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムに上記の
非磁性下地層用塗料を所定の乾燥厚さになるように塗布
し、８０℃の雰囲気で数分間保持して乾燥させた。次い
でその上に上記の磁性層用塗料を乾燥厚さが０．３μｍ
になるように塗布して乾燥させた。これに８０℃、３０
０ｋｇ／ｃｍのカレンダー処理を施したのち、直径３．
５インチの円板状に打ち抜いた。これを５０℃で４８時
間水平に静置してキュアリングし、磁気記録媒体とし
た。この磁気記録媒体につき、４０ＫＦＴＰＩにおける
出力及び耐久性、並びにＤ５０を測定した。結果を表３
に示す。

【００２８】

【表３】＊１非磁性下地層用塗料を塗布したのち、乾燥することなく磁性層用塗料を塗布した。

【００２９】なお、下地層のカーボンブラック及びポリ
ウレタン並びに強磁性金属粉末としてはそれぞれ下記の
ものを用いた下地層のカーボンブラックＡ；比表面積１２０ｍ²／
ｇ、揮発分３．５％、ＤＢＰ吸収量６５ｍｌ／１００
ｇ、一次粒子の平均粒径２４ｎｍ下地層のカーボンブラックＢ；比表面積２４０ｍ²／
ｇ、揮発分１．０％、ＤＢＰ吸収量１６５ｍｌ／１００
ｇ、一次粒子の平均粒径２８ｎｍ下地層のポリウレタン樹脂Ａ；極性基を含まないポリエ
ステルポリウレタン下地層のポリウレタン樹脂Ｂ；スルホン酸基を含むポリ
エステルポリウレタン強磁性金属粉末Ａ；比表面積４２ｍ²／ｇ、Ｆｅ／Ｃｏ
＝８５／１５（原子比）、σｓ＝１５０ｅｍｕ／ｇ、Ｈ
ｃ＝１７００Ｏｅ強磁性金属粉末Ｂ；比表面積３０ｍ²／ｇ、Ｆｅ／Ｃｏ
＝９０／１０（原子比）、σｓ＝１４０ｅｍｕ／ｇ、Ｈ
ｃ＝１６００Ｏｅ

【００３０】

【発明の効果】本発明に係る磁気記録媒体は、下地層と
磁性層との界面の乱れが少なく、電磁変換特性、表面性
に優れており、最大磁束反転密度が３．５×１０⁴ＦＴ
ＰＩ以上の性能を容易に発現できる。また耐久性にも富
んでいる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ１１Ｂ 5/842 Ｇ１１Ｂ 5/842 Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】可撓性非磁性支持体上に、カーボンブラ
ックとポリウレタン樹脂から成る非磁性下地層を設け、
その上に比表面積が３５ｍ²／ｇ以上の強磁性金属粉末
を含む厚さ０．５μｍ以下の磁性層を設けてなる磁気記
録媒体において、非磁性下地層のカーボンブラックが比
表面積１００ｍ²／ｇ以上、揮発分３％以上のものであ
り、ポリウレタン樹脂がカルボン酸基、スルホン酸基、
ホスホン酸基及び３級アミノ基のいずれをも実質的に有
していないものであることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】最大磁束反転密度が３．５×１０⁴ＦＴ
ＰＩ以上であることを特徴とする請求項１記載の磁気記
録媒体。
【請求項３】可撓性非磁性支持体上に非磁性下地層を
形成する塗料を塗布して乾燥したのち、その上に磁性層
を形成する塗料を塗布する過程を経て製造されたもので
あることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気記録
媒体。