JPH10275328A - 磁気記録媒体 - Google Patents
磁気記録媒体Info
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- JPH10275328A JPH10275328A JP8120497A JP8120497A JPH10275328A JP H10275328 A JPH10275328 A JP H10275328A JP 8120497 A JP8120497 A JP 8120497A JP 8120497 A JP8120497 A JP 8120497A JP H10275328 A JPH10275328 A JP H10275328A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 磁性層表面が良好な潤滑性を有するととも
に、その潤滑性が長期間保持され、走行性,耐久性に優
れた磁気記録媒体を実現する。 【解決手段】 塗布型の磁気記録媒体において、表層部
で潤滑剤を除去した後に、表層部より下側の潤滑剤が表
面に移動し、この表面で潤滑剤量が平衡状態になるまで
の時間を500秒以内に規制する。
に、その潤滑性が長期間保持され、走行性,耐久性に優
れた磁気記録媒体を実現する。 【解決手段】 塗布型の磁気記録媒体において、表層部
で潤滑剤を除去した後に、表層部より下側の潤滑剤が表
面に移動し、この表面で潤滑剤量が平衡状態になるまで
の時間を500秒以内に規制する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、塗布型の磁気記録
媒体に関し、特に磁性層表面の潤滑性の改善に関する。
媒体に関し、特に磁性層表面の潤滑性の改善に関する。
【0002】
【従来の技術】磁気テープ等の磁気記録媒体としては、
磁性粉末、結合剤及び各種添加剤を有機溶剤とともに混
練、分散して調製された磁性塗料を、非磁性支持体上に
塗布することで磁性層が形成される、いわゆる塗布型の
磁気記録媒体が、生産性、汎用性に優れることから主流
を占めている。
磁性粉末、結合剤及び各種添加剤を有機溶剤とともに混
練、分散して調製された磁性塗料を、非磁性支持体上に
塗布することで磁性層が形成される、いわゆる塗布型の
磁気記録媒体が、生産性、汎用性に優れることから主流
を占めている。
【0003】最近、このような塗布型の磁気記録媒体で
は、スペーシングロスを最小限に抑え、短波長領域での
電磁変換特性を改善するために、磁性粉末として非常に
微細なものが用いられるようになっている。しかし、微
細な磁性粉末を用いると、電磁変換特性は改善されるも
のの、磁性層表面が非常に平滑になるために、磁気ヘッ
ドやガイドローラ等の摺動部材に対して実質的な接触面
積が大きくなる。このため、磁気テープと磁気ヘッドの
凝着現象(いわゆる貼り付き)が起き易くなって摩擦係
数が増大し、走行性や耐久性が損なわれるといった問題
が生じている。
は、スペーシングロスを最小限に抑え、短波長領域での
電磁変換特性を改善するために、磁性粉末として非常に
微細なものが用いられるようになっている。しかし、微
細な磁性粉末を用いると、電磁変換特性は改善されるも
のの、磁性層表面が非常に平滑になるために、磁気ヘッ
ドやガイドローラ等の摺動部材に対して実質的な接触面
積が大きくなる。このため、磁気テープと磁気ヘッドの
凝着現象(いわゆる貼り付き)が起き易くなって摩擦係
数が増大し、走行性や耐久性が損なわれるといった問題
が生じている。
【0004】そこで、このような走行性、耐久性の劣化
を抑えるために、従来より、種々の潤滑剤を磁性層に塗
布あるいは内添することが行われている。
を抑えるために、従来より、種々の潤滑剤を磁性層に塗
布あるいは内添することが行われている。
【0005】ここで、潤滑剤としては、脂肪酸、脂肪酸
エステル、フッ素系潤滑剤、流動パラフィン等が挙げら
れる。しかしながら、磁気記録媒体に使用される潤滑剤
には、その使用条件上、非常に厳しい特性が要求され、
これらの潤滑剤を単に添加するだけでは十分な効果が得
られないのが現状である。
エステル、フッ素系潤滑剤、流動パラフィン等が挙げら
れる。しかしながら、磁気記録媒体に使用される潤滑剤
には、その使用条件上、非常に厳しい特性が要求され、
これらの潤滑剤を単に添加するだけでは十分な効果が得
られないのが現状である。
【0006】すなわち、磁気記録媒体に使用される潤滑
剤には、(1)寒冷地での使用に際して所定の潤滑効果
が確保されるように低温特性に優れること、(2)磁気
ヘッドとのスペーシングが問題となるので極めて薄く塗
布できることと、その場合にも十分な潤滑特性が発揮さ
れること、(3)長時間、あるいは長期間の使用に耐
え、潤滑効果が持続すること、等が要求される。
剤には、(1)寒冷地での使用に際して所定の潤滑効果
が確保されるように低温特性に優れること、(2)磁気
ヘッドとのスペーシングが問題となるので極めて薄く塗
布できることと、その場合にも十分な潤滑特性が発揮さ
れること、(3)長時間、あるいは長期間の使用に耐
え、潤滑効果が持続すること、等が要求される。
【0007】このような要求を実現するには、潤滑剤そ
のものの検討はもちろんのこと、その適正量、被覆率、
存在状態などの検討が非常に重要になる。
のものの検討はもちろんのこと、その適正量、被覆率、
存在状態などの検討が非常に重要になる。
【0008】まず、潤滑剤自体の潤滑性能はその分子構
造に依存することが知られており、磁気記録媒体用の潤
滑剤としても、これまで多数の化合物が開発されてい
る。これらを大別するとシリコン系、炭化水素系、フッ
素化炭素系の3種類に分けられる。
造に依存することが知られており、磁気記録媒体用の潤
滑剤としても、これまで多数の化合物が開発されてい
る。これらを大別するとシリコン系、炭化水素系、フッ
素化炭素系の3種類に分けられる。
【0009】まず、シリコン系潤滑剤は、熱安定性がよ
いことと蒸気圧が低いために塗布型の磁気記録媒体では
汎用されている潤滑剤のひとつである。しかし、非常に
表面性の良い磁気記録媒体に用いた場合には、あまり良
い潤滑性能が得られず、ピンオンディスクの摩耗加速試
験、あるいはCSS(コンタクト・スタート・ストッ
プ)試験での耐久性の仕様を満足しない。
いことと蒸気圧が低いために塗布型の磁気記録媒体では
汎用されている潤滑剤のひとつである。しかし、非常に
表面性の良い磁気記録媒体に用いた場合には、あまり良
い潤滑性能が得られず、ピンオンディスクの摩耗加速試
験、あるいはCSS(コンタクト・スタート・ストッ
プ)試験での耐久性の仕様を満足しない。
【0010】炭化水素系潤滑剤は、塗布型の磁気記録媒
体では現在でも主流の潤滑剤である。しかし、この炭化
水素系潤滑剤は、一般に、熱的あるいは化学的な安定性
が、シリコン系あるいはフッ素化炭素系潤滑剤と比較し
て劣る。また、摩擦によって潤滑剤分子が反応し、フリ
クショナルポリマーを生成する。このフリクショナルポ
リマーは、潤滑特性を低下させ、ときには致命的な故障
の原因となる。また、炭化水素系潤滑剤は、蒸気圧が高
いことも欠点の一つである。
体では現在でも主流の潤滑剤である。しかし、この炭化
水素系潤滑剤は、一般に、熱的あるいは化学的な安定性
が、シリコン系あるいはフッ素化炭素系潤滑剤と比較し
て劣る。また、摩擦によって潤滑剤分子が反応し、フリ
クショナルポリマーを生成する。このフリクショナルポ
リマーは、潤滑特性を低下させ、ときには致命的な故障
の原因となる。また、炭化水素系潤滑剤は、蒸気圧が高
いことも欠点の一つである。
【0011】フッ素系潤滑剤は、金属磁性薄膜型の磁気
記録媒体において、現在最もよく使用されている潤滑剤
である。フッ素系潤滑剤の中でも、とりわけパーフルオ
ロポリエーテルは他のフッ素系潤滑剤と比較して潤滑性
能や表面保護作用が良いことから広く用いられている。
パーフルオロポリエーテルがこのように良好な特性を有
するのは、CF2−O−CF2エーテル結合がフレキシブ
ルであるため、同分子量のパーフルオロアルカンと比べ
て粘度が低いこと、そして幅広い温度領域で粘度が変化
しないこと等の理由からである。これに加えて、化学的
に不活性であること、蒸気圧が低いこと、熱的あるいは
化学的安定性が高いこと、表面エネルギーが低いこと、
境界潤滑特性がよいこと、さらに溌水性が高いこと等が
特長として挙げられる。
記録媒体において、現在最もよく使用されている潤滑剤
である。フッ素系潤滑剤の中でも、とりわけパーフルオ
ロポリエーテルは他のフッ素系潤滑剤と比較して潤滑性
能や表面保護作用が良いことから広く用いられている。
パーフルオロポリエーテルがこのように良好な特性を有
するのは、CF2−O−CF2エーテル結合がフレキシブ
ルであるため、同分子量のパーフルオロアルカンと比べ
て粘度が低いこと、そして幅広い温度領域で粘度が変化
しないこと等の理由からである。これに加えて、化学的
に不活性であること、蒸気圧が低いこと、熱的あるいは
化学的安定性が高いこと、表面エネルギーが低いこと、
境界潤滑特性がよいこと、さらに溌水性が高いこと等が
特長として挙げられる。
【0012】ここで、上記パーフルオロポリエーテルの
特性は、その分子構造に非常に強く依存する。現在数種
類のパーフルオロポリエーテルが市販品として入手可能
であるが、それらは分子量、主鎖の繰り返し単位、末端
基がそれぞれ異なる。
特性は、その分子構造に非常に強く依存する。現在数種
類のパーフルオロポリエーテルが市販品として入手可能
であるが、それらは分子量、主鎖の繰り返し単位、末端
基がそれぞれ異なる。
【0013】例えばアウジモント社製、商品名Fomb
lin−Yは、CF(CF3)CF2OとCF2Oのラン
ダム重合体で、主鎖の繰り返し単位が分岐構造をもって
いる。これに対して、同社製、商品名Fomblin−
Zは、CF2CF2OとCF2Oの重合体で直鎖構造を持
つ。また、ダイキン工業社製、商品名Demnum及び
デュポン社製、商品名Krytoxは、それぞれヘキサ
フルオロプロピレンオキシド及びヘキサフルオロイソプ
ロピレンオキシドのホモポリマーである。
lin−Yは、CF(CF3)CF2OとCF2Oのラン
ダム重合体で、主鎖の繰り返し単位が分岐構造をもって
いる。これに対して、同社製、商品名Fomblin−
Zは、CF2CF2OとCF2Oの重合体で直鎖構造を持
つ。また、ダイキン工業社製、商品名Demnum及び
デュポン社製、商品名Krytoxは、それぞれヘキサ
フルオロプロピレンオキシド及びヘキサフルオロイソプ
ロピレンオキシドのホモポリマーである。
【0014】これらのフッ素系潤滑剤は化学的に不活性
であるために磁気媒体表面での吸着能力に欠ける。そこ
で吸着力を改善するために、両末端に極性基を導入した
パーフルオロポリエーテルとして、アウジモント社製、
商品名Fomblin Z−DOL(極性基として水酸
基を導入)や同社製 商品名Fomblin AM20
01(極性基としてピペロニル基を導入)が開発されて
いる。このうち、Fomblin AM2001は特に
金属表面やカーボン表面に対して非常に強い固定化作用
を有し、未修飾のパーフルオロポリエーテルに比べて、
大きな摩擦係数低減効果が得られ、媒体の耐用年数を増
加させる。
であるために磁気媒体表面での吸着能力に欠ける。そこ
で吸着力を改善するために、両末端に極性基を導入した
パーフルオロポリエーテルとして、アウジモント社製、
商品名Fomblin Z−DOL(極性基として水酸
基を導入)や同社製 商品名Fomblin AM20
01(極性基としてピペロニル基を導入)が開発されて
いる。このうち、Fomblin AM2001は特に
金属表面やカーボン表面に対して非常に強い固定化作用
を有し、未修飾のパーフルオロポリエーテルに比べて、
大きな摩擦係数低減効果が得られ、媒体の耐用年数を増
加させる。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、磁気記
録媒体で使用される潤滑剤については、分子構造の点か
らは非常に多くの検討がなされている。
録媒体で使用される潤滑剤については、分子構造の点か
らは非常に多くの検討がなされている。
【0016】しかしながら、媒体上での潤滑剤の挙動に
ついては、ほとんど検討がなされていないため、添加量
や添加方法等の条件は経験に基づいて設定されているに
過ぎずない。このため、媒体上で、潤滑剤の効果を十分
に持続させることができないのが実情である。
ついては、ほとんど検討がなされていないため、添加量
や添加方法等の条件は経験に基づいて設定されているに
過ぎずない。このため、媒体上で、潤滑剤の効果を十分
に持続させることができないのが実情である。
【0017】そこで、本発明はこのような従来の実情に
鑑みて提案されたものであり、磁性層表面が良好な潤滑
性を有するとともに、その潤滑性が長期間保持され、走
行性,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。
鑑みて提案されたものであり、磁性層表面が良好な潤滑
性を有するとともに、その潤滑性が長期間保持され、走
行性,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。
【0018】
【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、本発明者等が鋭意検討を重ねた結果、磁気記録媒
体での潤滑性能は、磁性層の表層部より下側にある潤滑
剤の挙動に大きく依存するとの知見を得るに至った。
めに、本発明者等が鋭意検討を重ねた結果、磁気記録媒
体での潤滑性能は、磁性層の表層部より下側にある潤滑
剤の挙動に大きく依存するとの知見を得るに至った。
【0019】本発明の磁気記録媒体は、このような知見
に基づいて完成されたものであり、非磁性支持体上に、
磁性粉末と結合剤を主体とする磁性層が形成され、この
磁性層に潤滑剤が保持されてなる磁気記録媒体におい
て、磁性層の表面から10nmの深さの表層部で潤滑剤
を除去したときに、表層部より下側の潤滑剤が表面に移
動し、この表面で潤滑剤量が平衡状態になるまでの時間
が500秒以内であることを特徴とするものである。
に基づいて完成されたものであり、非磁性支持体上に、
磁性粉末と結合剤を主体とする磁性層が形成され、この
磁性層に潤滑剤が保持されてなる磁気記録媒体におい
て、磁性層の表面から10nmの深さの表層部で潤滑剤
を除去したときに、表層部より下側の潤滑剤が表面に移
動し、この表面で潤滑剤量が平衡状態になるまでの時間
が500秒以内であることを特徴とするものである。
【0020】磁性層の表面から10nmの深さの表層部
で潤滑剤を除去したときに、表層部より下側の潤滑剤が
表面に移動し、この表面で潤滑剤量が平衡状態になるま
での時間が500秒以内の磁気記録媒体では、揮発や転
写等によって磁性層表面から潤滑剤が失われても、磁性
層の下側の潤滑剤によって速やかに磁性層表面に潤滑剤
が補われる。したがって、潤滑性能が長期間持続し、良
好な走行性,耐久性が得られる。
で潤滑剤を除去したときに、表層部より下側の潤滑剤が
表面に移動し、この表面で潤滑剤量が平衡状態になるま
での時間が500秒以内の磁気記録媒体では、揮発や転
写等によって磁性層表面から潤滑剤が失われても、磁性
層の下側の潤滑剤によって速やかに磁性層表面に潤滑剤
が補われる。したがって、潤滑性能が長期間持続し、良
好な走行性,耐久性が得られる。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施の形
態について説明する。
態について説明する。
【0022】磁気記録媒体において、磁性層に保持させ
た潤滑剤は、磁性層の表面に存在した状態で磁気ヘッド
や各種摺動部材との摩擦係数を低減する。
た潤滑剤は、磁性層の表面に存在した状態で磁気ヘッド
や各種摺動部材との摩擦係数を低減する。
【0023】しかし、磁性層表面にある潤滑剤は、揮発
や転写等によって経時的に失われていき、次第に効果が
得られなくなる。したがって、潤滑性能を長期間持続さ
せるためには、表面の潤滑剤が失われても、それが補わ
れるようなメカニズムを磁性層が有していることが必要
である。
や転写等によって経時的に失われていき、次第に効果が
得られなくなる。したがって、潤滑性能を長期間持続さ
せるためには、表面の潤滑剤が失われても、それが補わ
れるようなメカニズムを磁性層が有していることが必要
である。
【0024】ここで、磁性層が磁性粉末と結合剤よりな
る塗布型の磁気記録媒体では、潤滑剤は磁性層に内添さ
れたり、あるいはトップコートされたりする。このよう
にして磁性層に保持された潤滑剤は、その一部は表面で
存在し、他の一部は磁性層に形成された微細な空孔に保
留される。この空孔に保留された潤滑剤は、磁性層表面
の潤滑剤が失われると表面に移動し、磁性層表面に潤滑
性を補給する役割をする。
る塗布型の磁気記録媒体では、潤滑剤は磁性層に内添さ
れたり、あるいはトップコートされたりする。このよう
にして磁性層に保持された潤滑剤は、その一部は表面で
存在し、他の一部は磁性層に形成された微細な空孔に保
留される。この空孔に保留された潤滑剤は、磁性層表面
の潤滑剤が失われると表面に移動し、磁性層表面に潤滑
性を補給する役割をする。
【0025】したがって、この塗布型の磁気記録媒体で
潤滑性能を持続させるためには、この磁性層に保留され
た潤滑剤の挙動を制御することが重要である。
潤滑性能を持続させるためには、この磁性層に保留され
た潤滑剤の挙動を制御することが重要である。
【0026】そこで、本発明では、磁性層の表面から1
0nmの深さの表層部で潤滑剤を除去した後に、表面で
潤滑剤量が平衡状態になるまでの時間を、潤滑剤の挙動
の指標として用い、この潤滑剤量が平衡状態になるまで
の時間を500秒以内に規制する。
0nmの深さの表層部で潤滑剤を除去した後に、表面で
潤滑剤量が平衡状態になるまでの時間を、潤滑剤の挙動
の指標として用い、この潤滑剤量が平衡状態になるまで
の時間を500秒以内に規制する。
【0027】すなわち、表層部で潤滑剤を除去すると、
この表層部より下側にある潤滑剤が空孔を通って表層部
に移動する。このとき、表層部における潤滑剤量の経時
変化を観測すると、ある時間までは時間の経過に伴って
潤滑剤量が増加し、その後は潤滑剤量が一定になり、平
衡状態となる。本発明では、この潤滑剤量が平衡状態に
なるまでの時間を500秒以内に規制する。この潤滑剤
量が平衡状態になるまでの時間(以下、潤滑剤量の回復
時間と称する)は、磁性層表面への潤滑剤の補われ易さ
を意味している。この時間が500秒以内の磁性層で
は、表面から潤滑剤が失われても速やかに潤滑剤が補わ
れ、長期間に亘り良好な潤滑性能が持続することにな
る。
この表層部より下側にある潤滑剤が空孔を通って表層部
に移動する。このとき、表層部における潤滑剤量の経時
変化を観測すると、ある時間までは時間の経過に伴って
潤滑剤量が増加し、その後は潤滑剤量が一定になり、平
衡状態となる。本発明では、この潤滑剤量が平衡状態に
なるまでの時間を500秒以内に規制する。この潤滑剤
量が平衡状態になるまでの時間(以下、潤滑剤量の回復
時間と称する)は、磁性層表面への潤滑剤の補われ易さ
を意味している。この時間が500秒以内の磁性層で
は、表面から潤滑剤が失われても速やかに潤滑剤が補わ
れ、長期間に亘り良好な潤滑性能が持続することにな
る。
【0028】このような潤滑剤量の回復時間を測定する
に当たり、表層部の潤滑剤を除去する方法としては、イ
オンエッチング法、ウルトラミクロトームによる表面切
削法、溶媒抽出法等が挙げられる。このうちイオンエッ
チング法やウルトラミクロトームによる表面切削法を用
いる場合には、磁性層を必要以上に削り取らないよう注
意することが必要である。
に当たり、表層部の潤滑剤を除去する方法としては、イ
オンエッチング法、ウルトラミクロトームによる表面切
削法、溶媒抽出法等が挙げられる。このうちイオンエッ
チング法やウルトラミクロトームによる表面切削法を用
いる場合には、磁性層を必要以上に削り取らないよう注
意することが必要である。
【0029】潤滑剤量を測定する方法としては、例えば
ESCA(X線光電子分光分析法;Electron
Spectroscopy for Chemical
Analysis)が用いられる。ESCAとは、試
料に軟X線を照射し、このとき原子から叩き出された光
電子のエネルギースペクトルを観測することによって、
試料の構成元素の種類や化学結合状態を分析する方法で
ある。この軟X線を照射したときに原子から叩き出され
た光電子は、結合剤として用いられる炭化水素系高分子
中での透過能が小さいため、ここで観測されるエネルギ
ースペクトルは、深部よりも表面から10nm以内にあ
る元素種や化学結合状態を強く反映する。したがって、
ESCAは媒体の表層部の分析を行うのに適している、
また、励起源が軟X線であるので、有機物等にダメージ
を与えることなく分析を行うことができる。
ESCA(X線光電子分光分析法;Electron
Spectroscopy for Chemical
Analysis)が用いられる。ESCAとは、試
料に軟X線を照射し、このとき原子から叩き出された光
電子のエネルギースペクトルを観測することによって、
試料の構成元素の種類や化学結合状態を分析する方法で
ある。この軟X線を照射したときに原子から叩き出され
た光電子は、結合剤として用いられる炭化水素系高分子
中での透過能が小さいため、ここで観測されるエネルギ
ースペクトルは、深部よりも表面から10nm以内にあ
る元素種や化学結合状態を強く反映する。したがって、
ESCAは媒体の表層部の分析を行うのに適している、
また、励起源が軟X線であるので、有機物等にダメージ
を与えることなく分析を行うことができる。
【0030】ESCAによって潤滑剤量の測定を行うに
は、具体的にはエネルギースペクトル上で、その潤滑剤
に特有の原子に対応したピークを積分し、その積分値か
ら喚算すれば良い。例えば、フッ素系潤滑剤の場合に
は、F1sに対応するピークの積分強度から潤滑剤量が
求められる。この他、Si,S,N等に対応するピーク
の積分値からも潤滑剤量を求めることができる。
は、具体的にはエネルギースペクトル上で、その潤滑剤
に特有の原子に対応したピークを積分し、その積分値か
ら喚算すれば良い。例えば、フッ素系潤滑剤の場合に
は、F1sに対応するピークの積分強度から潤滑剤量が
求められる。この他、Si,S,N等に対応するピーク
の積分値からも潤滑剤量を求めることができる。
【0031】ここで典型例として、潤滑剤除去前のES
CAによるエネルギースペクトルと、イオンエッチング
法によって潤滑剤を除去した後、所定時間毎に観測され
るエネルギースペクトルを図1に、またエネルギースペ
クトルのF1sピークを積分した値を、時間を横軸にし
てプロットしたものを図2に示す。測定条件は以下の通
りである。
CAによるエネルギースペクトルと、イオンエッチング
法によって潤滑剤を除去した後、所定時間毎に観測され
るエネルギースペクトルを図1に、またエネルギースペ
クトルのF1sピークを積分した値を、時間を横軸にし
てプロットしたものを図2に示す。測定条件は以下の通
りである。
【0032】測定条件 測定装置:アルバック・ファイ社製,商品名ESCA5
400MC型 X線強度:14kV−50W X線アノード:Mg X線:MgKα線 測定時間:10分以内 ピークの積分値がこのような経時変化を示す場合には、
潤滑剤量が平衡状態になり始めるところの、図2中、A
時点までの時間が本発明で規制する、潤滑剤量の回復時
間である。
400MC型 X線強度:14kV−50W X線アノード:Mg X線:MgKα線 測定時間:10分以内 ピークの積分値がこのような経時変化を示す場合には、
潤滑剤量が平衡状態になり始めるところの、図2中、A
時点までの時間が本発明で規制する、潤滑剤量の回復時
間である。
【0033】なお、潤滑剤量の測定方法としては、ES
CAの他、SIMS(2次イオン質量分析法;Seco
ndary Ion Mass Spectrosco
py)等を用いることもできる。
CAの他、SIMS(2次イオン質量分析法;Seco
ndary Ion Mass Spectrosco
py)等を用いることもできる。
【0034】また、このような潤滑剤量の回復時間は、
潤滑剤の分子設計や、潤滑剤の添加方法,添加量等の各
種条件によって、結合剤と潤滑剤の相溶性、潤滑剤の分
布状態等を制御することで所定の範囲に調整される。
潤滑剤の分子設計や、潤滑剤の添加方法,添加量等の各
種条件によって、結合剤と潤滑剤の相溶性、潤滑剤の分
布状態等を制御することで所定の範囲に調整される。
【0035】この他の媒体の構成については特に制限さ
れず、塗布型の磁気記録媒体で通常用いられている材料
や条件がいずれも使用可能である。
れず、塗布型の磁気記録媒体で通常用いられている材料
や条件がいずれも使用可能である。
【0036】まず、非磁性支持体としては、ポリエステ
ル類、ポリオレフィン類、セルロース類、ビニル系樹
脂、ポリイミド類、ポリカーボネート類に代表されるよ
うな高分子材料により形成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基板、アルミ
ガラス等からなるセラミック基板、ガラス基板等であ
る。その形状も何等限定されるものではなく、テープ
状、シート状、ドラム状等、如何なる形態であってもよ
い。
ル類、ポリオレフィン類、セルロース類、ビニル系樹
脂、ポリイミド類、ポリカーボネート類に代表されるよ
うな高分子材料により形成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基板、アルミ
ガラス等からなるセラミック基板、ガラス基板等であ
る。その形状も何等限定されるものではなく、テープ
状、シート状、ドラム状等、如何なる形態であってもよ
い。
【0037】磁性層は、磁性粉末、樹脂結合剤を有機溶
剤とともに分散、混練して磁性塗料を調製し、この磁性
塗料を非磁性支持体上に塗布、乾燥することで形成され
る。
剤とともに分散、混練して磁性塗料を調製し、この磁性
塗料を非磁性支持体上に塗布、乾燥することで形成され
る。
【0038】磁性粉末としては、例えばFe,Co,N
i等の金属やこれらを含んだ合金からなる強磁性金属系
粒子等が用いられる。
i等の金属やこれらを含んだ合金からなる強磁性金属系
粒子等が用いられる。
【0039】樹脂結合剤としては、塩化ビニル、酢酸ビ
ニル、ビニルアルコール、塩化ビニリデン、アクリル酸
エステル、メタクリル酸エステル、スチレン、ブタジエ
ン、アクリロニトリル等の重合体、あるいはこれら2種
類以上を組み合わせた共重合体の他、ポリウレタン樹
脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等が例示される。
これら結合剤には、磁性粉末の分散性を改善するため
に、スルホン酸基やカルボキシル基、リン酸基等の親水
性極性基が導入されても良い。
ニル、ビニルアルコール、塩化ビニリデン、アクリル酸
エステル、メタクリル酸エステル、スチレン、ブタジエ
ン、アクリロニトリル等の重合体、あるいはこれら2種
類以上を組み合わせた共重合体の他、ポリウレタン樹
脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等が例示される。
これら結合剤には、磁性粉末の分散性を改善するため
に、スルホン酸基やカルボキシル基、リン酸基等の親水
性極性基が導入されても良い。
【0040】塗料化のための有機溶剤としては、エーテ
ル類、エステル類、ケトン類、芳香族炭化水素、脂肪族
炭化水素、塩素化炭化水素等が挙げられる。
ル類、エステル類、ケトン類、芳香族炭化水素、脂肪族
炭化水素、塩素化炭化水素等が挙げられる。
【0041】また、この磁性層には潤滑剤が内添あるい
はトップコートされる。この潤滑剤としては、化1で表
される長鎖脂肪酸、化2〜化11で表されるフッ素系潤
滑剤等が用いられる。
はトップコートされる。この潤滑剤としては、化1で表
される長鎖脂肪酸、化2〜化11で表されるフッ素系潤
滑剤等が用いられる。
【0042】
【化1】
【0043】
【化2】
【0044】
【化3】
【0045】
【化4】
【0046】
【化5】
【0047】
【化6】
【0048】
【化7】
【0049】
【化8】
【0050】
【化9】
【0051】
【化10】
【0052】
【化11】
【0053】(但し、化1において、R1は炭素数10
以上の炭化水素を示し、R2は水素あるいは炭化水素を
示す。また、化2〜化11において、Rfはパーフルオ
ロポリエーテル,フッ素化炭素、部分フッ素化炭素等の
フッ素含有炭化水素を示す。また、R3〜R5は炭化水素
を示し、この炭化水素は芳香環,ヘテロ系芳香環を有し
ていても良い。R6〜R11は水素あるいは炭化水素を示
す。R12〜R20は水素あるいは炭素数30以下の炭化水
素を示し、この炭化水素は芳香環、ヘテロ系芳香環を有
していても良い。) ここで、Rfで示されるフッ素含有炭化水素のうち単官
能パーフルオロポリエーテルとしては、化12〜化14
で表されるもの等が挙げられる。
以上の炭化水素を示し、R2は水素あるいは炭化水素を
示す。また、化2〜化11において、Rfはパーフルオ
ロポリエーテル,フッ素化炭素、部分フッ素化炭素等の
フッ素含有炭化水素を示す。また、R3〜R5は炭化水素
を示し、この炭化水素は芳香環,ヘテロ系芳香環を有し
ていても良い。R6〜R11は水素あるいは炭化水素を示
す。R12〜R20は水素あるいは炭素数30以下の炭化水
素を示し、この炭化水素は芳香環、ヘテロ系芳香環を有
していても良い。) ここで、Rfで示されるフッ素含有炭化水素のうち単官
能パーフルオロポリエーテルとしては、化12〜化14
で表されるもの等が挙げられる。
【0054】
【化12】
【0055】
【化13】
【0056】
【化14】
【0057】また、多官能パーフルオロポリエーテルと
しては、化15で表されるもの等がある。
しては、化15で表されるもの等がある。
【0058】
【化15】
【0059】これらパーフルオロポリエーテルにおい
て、添字のl,m,n,k,p,qは1以上の整数を示
す。分子量は特に制限されないが、600〜5000程
度が好ましい。分子量が大きくなり過ぎると末端基の効
果が小さくなり、小さいとパーフルオロポリエーテル基
の効果が薄れる。
て、添字のl,m,n,k,p,qは1以上の整数を示
す。分子量は特に制限されないが、600〜5000程
度が好ましい。分子量が大きくなり過ぎると末端基の効
果が小さくなり、小さいとパーフルオロポリエーテル基
の効果が薄れる。
【0060】なお、以上の潤滑剤は1種類を単独で用い
ても、複数種を組み合わせて用いても差し支えない。
ても、複数種を組み合わせて用いても差し支えない。
【0061】また、これらの潤滑剤は、上述の如く内添
あるいはトップコート、または内添とトップコートの両
方で磁性層に保持される。
あるいはトップコート、または内添とトップコートの両
方で磁性層に保持される。
【0062】潤滑剤を内添する場合、これら潤滑剤を磁
性塗料の調製段階で他の塗料組成物とともに混合すれば
良い。この添加量は、磁性層の樹脂結合剤100重量部
に対して0.2〜20重量部の範囲で潤滑剤量の回復時
間が500秒以内となるように設定するのが好ましい。
潤滑剤の内添量がこの範囲を下回る場合には十分な潤滑
性が得られない。また、潤滑剤の内添量がこの範囲より
も多くなると媒体と磁気ヘッドが貼り付いたりドロップ
アウトが生じたりする。
性塗料の調製段階で他の塗料組成物とともに混合すれば
良い。この添加量は、磁性層の樹脂結合剤100重量部
に対して0.2〜20重量部の範囲で潤滑剤量の回復時
間が500秒以内となるように設定するのが好ましい。
潤滑剤の内添量がこの範囲を下回る場合には十分な潤滑
性が得られない。また、潤滑剤の内添量がこの範囲より
も多くなると媒体と磁気ヘッドが貼り付いたりドロップ
アウトが生じたりする。
【0063】また、潤滑剤を磁性層表面にトップコート
する場合、潤滑剤を炭化水素系溶媒等で溶解させて潤滑
剤溶液を調製し、この溶液を磁性層表面に塗布すれば良
い。このとき、潤滑剤溶液の濃度は0.1〜10重量%
の範囲で潤滑剤量の回復時間が500秒以内となるよう
に設定するのが好ましい。潤滑剤溶液の濃度が薄過ぎる
と効果が十分に得られない。また、濃度が高過ぎると、
媒体と磁気ヘッドが貼り付いたりドロップアウトが生じ
たりする。
する場合、潤滑剤を炭化水素系溶媒等で溶解させて潤滑
剤溶液を調製し、この溶液を磁性層表面に塗布すれば良
い。このとき、潤滑剤溶液の濃度は0.1〜10重量%
の範囲で潤滑剤量の回復時間が500秒以内となるよう
に設定するのが好ましい。潤滑剤溶液の濃度が薄過ぎる
と効果が十分に得られない。また、濃度が高過ぎると、
媒体と磁気ヘッドが貼り付いたりドロップアウトが生じ
たりする。
【0064】
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について実験
結果に基づいて説明する。
結果に基づいて説明する。
【0065】この実施例で用いた潤滑剤は、後に示す表
1中のフッ素系潤滑剤であり、ここではこれら潤滑剤の
添加量と保持方法を制御することで潤滑剤の平衡時間を
調整し、この平衡時間と磁気テープの走行性,耐久性の
関係を調べた。
1中のフッ素系潤滑剤であり、ここではこれら潤滑剤の
添加量と保持方法を制御することで潤滑剤の平衡時間を
調整し、この平衡時間と磁気テープの走行性,耐久性の
関係を調べた。
【0066】 実施例1 磁性塗料の組成: 金属粉末磁性粉 100重量部 塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体 10.5重量部 ポリウレタン樹脂 10.5重量部 カーボン(帯電防止剤) 5重量部 メチルエチルケトン 150重量部 トルエン 150重量部 シクロヘキサノン 100重量部 上記組成に準じて磁性塗料の各組成物を、表1に示す潤
滑剤1の2重量部と合わせ、ボールミルにて24時間混
合した後、フィルターによってろ過した。そして、得ら
れた分散液に、硬化剤を4重量部添加して30分間攪拌
することで磁性塗料を調製した。この磁性塗料を、12
μm厚のポリエチレンテレフタレートベース上に乾燥後
の厚みが5μmとなるように塗布した。そして、磁性塗
膜に磁場配向処理を行った後、塗膜を乾燥して卷き取っ
た。次いで、カレンダー処理によって磁性層表面を平滑
化し、1/2インチ幅に裁断することで磁気テープを作
製した。
滑剤1の2重量部と合わせ、ボールミルにて24時間混
合した後、フィルターによってろ過した。そして、得ら
れた分散液に、硬化剤を4重量部添加して30分間攪拌
することで磁性塗料を調製した。この磁性塗料を、12
μm厚のポリエチレンテレフタレートベース上に乾燥後
の厚みが5μmとなるように塗布した。そして、磁性塗
膜に磁場配向処理を行った後、塗膜を乾燥して卷き取っ
た。次いで、カレンダー処理によって磁性層表面を平滑
化し、1/2インチ幅に裁断することで磁気テープを作
製した。
【0067】上述のようにして作製された磁気テープに
ついて、表層部(表面から10nmの深さ)の潤滑剤を
イオンエッチング法によって取り除き、その後、ESC
Aによって所定時間毎にエネルギースペクトルを観測し
た。そして、このスペクトル上のF1sピークを積分す
ることで潤滑剤量の回復時間を求めた。その結果、潤滑
剤量の回復時間は250秒であった。詳細な測定条件は
以下の通りである。
ついて、表層部(表面から10nmの深さ)の潤滑剤を
イオンエッチング法によって取り除き、その後、ESC
Aによって所定時間毎にエネルギースペクトルを観測し
た。そして、このスペクトル上のF1sピークを積分す
ることで潤滑剤量の回復時間を求めた。その結果、潤滑
剤量の回復時間は250秒であった。詳細な測定条件は
以下の通りである。
【0068】イオンエッチング条件 イオン種:Ar+ 加速電圧:2kV,25mA ESCA条件 測定装置:アルバック・ファイ社製 商品名ESCA−
5400MC X線:MgKα X線強度:14kV−50W 測定時間:10分以内 装置内真空度:10-7Pa台実施例2,実施例3 潤滑剤1の添加量を表2に示すように変えたこと以外は
実施例1と同様にして磁気テープを作製した。なお、こ
れら磁気テープの潤滑剤量の回復時間は表3に示す。
5400MC X線:MgKα X線強度:14kV−50W 測定時間:10分以内 装置内真空度:10-7Pa台実施例2,実施例3 潤滑剤1の添加量を表2に示すように変えたこと以外は
実施例1と同様にして磁気テープを作製した。なお、こ
れら磁気テープの潤滑剤量の回復時間は表3に示す。
【0069】実施例4,実施例5 潤滑剤として、潤滑剤1の代わりに表2に示す潤滑剤を
用いたこと以外は実施例1と同様にして磁気テープを作
製した。なお、これら磁気テープの潤滑剤量の回復時間
は表4に示す。
用いたこと以外は実施例1と同様にして磁気テープを作
製した。なお、これら磁気テープの潤滑剤量の回復時間
は表4に示す。
【0070】実施例6 磁性塗料に潤滑剤を添加せず、その代わりに潤滑剤1を
1.5重量%の濃度で溶解させたトルエン溶液を磁性層
表面にトップコートしたこと以外は実施例1と同様にし
て磁気テープを作製した。なお、この磁気テープの潤滑
剤量の回復時間は表4に示す。
1.5重量%の濃度で溶解させたトルエン溶液を磁性層
表面にトップコートしたこと以外は実施例1と同様にし
て磁気テープを作製した。なお、この磁気テープの潤滑
剤量の回復時間は表4に示す。
【0071】比較例1 磁性塗料に潤滑剤を添加しないこと以外は実施例1と同
様にして磁気テープを作製した。
様にして磁気テープを作製した。
【0072】比較例2,比較例3 トルエン溶液の潤滑剤1の濃度を表2に示すように変え
たこと以外は実施例1と同様にして磁気テープを作製し
た。なお、これら磁気テープの潤滑剤量の回復時間は表
5に示す。
たこと以外は実施例1と同様にして磁気テープを作製し
た。なお、これら磁気テープの潤滑剤量の回復時間は表
5に示す。
【0073】比較例4,比較例5 潤滑剤として、潤滑剤1の代わりに表2に示す潤滑剤を
使用したこと以外は実施例1と同様にして磁気テープを
作製した。なお、これら磁気テープの潤滑剤量の回復時
間は表5に示す。
使用したこと以外は実施例1と同様にして磁気テープを
作製した。なお、これら磁気テープの潤滑剤量の回復時
間は表5に示す。
【0074】
【表1】
【0075】
【表2】
【0076】以上のようにして作製された磁気テープに
ついて、温度25℃相対湿度60%下、温度−5℃下、
温度40℃相対湿度80%下のそれぞれの条件で摩擦係
数、スチル耐久性及びシャトル耐久性を調べた。また、
これら特性の経時変化を調べるために、磁気テープを温
度60℃、相対湿度50%下で1週間放置するといった
加速試験を行い、この後、摩擦係数、スチル耐久性及び
シャトル耐久性を調べた。摩擦係数、スチル耐久性及び
シャトル耐久性の測定条件を以下に示す。
ついて、温度25℃相対湿度60%下、温度−5℃下、
温度40℃相対湿度80%下のそれぞれの条件で摩擦係
数、スチル耐久性及びシャトル耐久性を調べた。また、
これら特性の経時変化を調べるために、磁気テープを温
度60℃、相対湿度50%下で1週間放置するといった
加速試験を行い、この後、摩擦係数、スチル耐久性及び
シャトル耐久性を調べた。摩擦係数、スチル耐久性及び
シャトル耐久性の測定条件を以下に示す。
【0077】<摩擦係数>磁気テープを、荷重をかけた
状態でステンレスシリンダーの周面に摺動させながら往
復走行させ、このときのテンションの変化をオイラーの
式に代入することで計算した。ここでは、テープの50
mmの範囲を往復走行させ、100往復目の摩擦係数を
以って測定値とした。
状態でステンレスシリンダーの周面に摺動させながら往
復走行させ、このときのテンションの変化をオイラーの
式に代入することで計算した。ここでは、テープの50
mmの範囲を往復走行させ、100往復目の摩擦係数を
以って測定値とした。
【0078】荷重:18g テープの移動速度:5mm/sec テープの移動距離:50mm ガイドピンの材質:SUS−303 ガイドピンの表面粗さ:0.2S <スチル耐久性>磁気テープを収容したカセットをビデ
オテープレコーダに装着してスチル再生を行い、出力が
3dB低下するまでの時間を測定した。
オテープレコーダに装着してスチル再生を行い、出力が
3dB低下するまでの時間を測定した。
【0079】<シャトル耐久性>磁気テープを収容した
カセットをビデオテープレコーダに装着し、2分間のシ
ャトル走行をシャトル1回として複数回シャトル走行を
行い、出力が3dB低下するまでのシャトル回数を測定
した。
カセットをビデオテープレコーダに装着し、2分間のシ
ャトル走行をシャトル1回として複数回シャトル走行を
行い、出力が3dB低下するまでのシャトル回数を測定
した。
【0080】これらの測定結果を潤滑剤量の回復時間と
併せて表3〜表5に示す。
併せて表3〜表5に示す。
【0081】
【表3】
【0082】
【表4】
【0083】
【表5】
【0084】表3〜表5に示すように、潤滑剤量の回復
時間が500秒以内の実施例1〜実施例6の磁気テープ
は、いずれの環境下においても、エージング前後に亘っ
て摩擦係数が低く、良好なスチル耐久性,シャトル耐久
性が得られる。これに対して、潤滑剤量の回復時間が5
00秒を越える比較例2〜比較例5の磁気テープは、特
に高温多湿下や低温下においては、エージング前であっ
ても大きな摩擦係数を示し、十分なスチル耐久性,シャ
トル耐久性が得られない。そして、これらの特性はエー
シングによってさらに劣化する。
時間が500秒以内の実施例1〜実施例6の磁気テープ
は、いずれの環境下においても、エージング前後に亘っ
て摩擦係数が低く、良好なスチル耐久性,シャトル耐久
性が得られる。これに対して、潤滑剤量の回復時間が5
00秒を越える比較例2〜比較例5の磁気テープは、特
に高温多湿下や低温下においては、エージング前であっ
ても大きな摩擦係数を示し、十分なスチル耐久性,シャ
トル耐久性が得られない。そして、これらの特性はエー
シングによってさらに劣化する。
【0085】このように、潤滑剤の効果は、潤滑剤量の
回復時間に依存しており、これを指標とすることによっ
て磁気テープの耐久性を制御することができる。そし
て、良好な耐久性を得るためには、潤滑剤量の回復時間
を500秒以内とする必要がある。
回復時間に依存しており、これを指標とすることによっ
て磁気テープの耐久性を制御することができる。そし
て、良好な耐久性を得るためには、潤滑剤量の回復時間
を500秒以内とする必要がある。
【0086】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明では、塗布型の磁気記録媒体について、表層部の潤滑
剤を除去した後に、表面で潤滑剤量が平衡状態になるま
での時間を500秒以内に規制するので、常に十分量の
潤滑剤が表面に保持され、良好な潤滑性能が持続する磁
気記録媒体が得られる。したがって、本発明によれば、
磁性粉末を微細化した場合でも低摩擦係数が保持され、
電磁変換特性と、走行性及び耐久性が両立する磁気記録
媒体が得られる。
明では、塗布型の磁気記録媒体について、表層部の潤滑
剤を除去した後に、表面で潤滑剤量が平衡状態になるま
での時間を500秒以内に規制するので、常に十分量の
潤滑剤が表面に保持され、良好な潤滑性能が持続する磁
気記録媒体が得られる。したがって、本発明によれば、
磁性粉末を微細化した場合でも低摩擦係数が保持され、
電磁変換特性と、走行性及び耐久性が両立する磁気記録
媒体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】表層部の潤滑剤を除去した後の、ESCAで観
測されるF1sピークの経時変化を示す特性図である。
測されるF1sピークの経時変化を示す特性図である。
【図2】F1sピークの積分値を、時間を横軸にしてプ
ロットした特性図である。
ロットした特性図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 非磁性支持体上に、磁性粉末と結合剤を
主体とする磁性層が形成され、この磁性層に潤滑剤が保
持されてなる磁気記録媒体において、 上記磁性層の表面から10nmの深さの表層部で潤滑剤
を除去したときに、表層部より下側の潤滑剤が表面に移
動し、この表面で潤滑剤量が平衡状態になるまでの時間
が500秒以内であることを特徴とする磁気記録媒体。 - 【請求項2】 磁性層に、潤滑剤が内添あるいはトップ
コートされていることを特徴とする請求項1記載の磁気
記録媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8120497A JPH10275328A (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | 磁気記録媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8120497A JPH10275328A (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | 磁気記録媒体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10275328A true JPH10275328A (ja) | 1998-10-13 |
Family
ID=13739964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8120497A Withdrawn JPH10275328A (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | 磁気記録媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10275328A (ja) |
-
1997
- 1997-03-31 JP JP8120497A patent/JPH10275328A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040601 |