JPS6057531A - 磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の屈する技術分野〕 本発明は、磁気記録および再生装置に用いる磁気記録媒
体に関する。

〔従来技術の説明〕

従来、磁気記録・再生装置に用いる磁気記録媒体の磁性
塗膜の耐摩耗性と潤滑性を向上させるために、モース硬
度の大きな研摩材粒子と、脂肪酸エステルや脂肪酸アミ
ドなどの潤滑剤を磁性層中に添加することが行われ°ζ
いる。この方法により磁性塗膜の耐摩耗性はかなり向上
するが、反面研磨剤粒子による磁気ヘッドの摩耗が促進
される問題が生じる。また、潤滑剤を添加しても、それ
は揮発や散逸により経時的に失われてＷｊＪ？Ｐｔ効果
の持続性に乏しい欠点が生じる。そこでこの欠点を解消
させるために、潤滑剤を徐々に磁性塗膜層中に移行させ
るための工夫が必要となるが、移行量のコントロールは
極めて難しい課題である。さらに、一般に潤滑剤による
潤滑効果は、周囲の環境、特に湿度の影響を受けやすい
欠点があるとされている。

磁気記録媒体の磁性塗膜の耐摩耗性と潤滑性を向上させ
るための先行技術としては、たとえば、モース硬度６以
上のｒｔｕａ材粒子と針状のα酸化鉄を共存させる方法
（特開昭５７−１６２’１２７）　、針状の非磁性粉末
と平均単一粒径が３０μｍ以下のカーボンブラックを磁
性層に添加する方法（特開昭５７一１５０１３］、）　
、平均粒径が０．８１１ｍ以上の研摩材と平均粒径が０
．４μｍ　Ｑ）下の研摩材を併用する方法（特開昭５７
−１６２］、２９）　、モース硬度６以上の研摩材、コ
ロイド状５１０２、脂肪酸および脂肪酸エステルを併用
する方法（特開昭５７−１６２１２８）　、ポリエチレ
ンワックスと二硫化モリブデンまたはフッ素系樹脂粉末
を併用する方法（特開昭５７−１２３５２７）などがあ
るが、磁性塗膜層の耐摩耗性や潤滑性は依然として不十
分である。

〔発明の目的〕

本発明は、磁性塗膜層の耐摩性と側溝性に優れ、潤滑性
が長期にわたって持続し、これらの性能が環境の変化の
影響を受けず、かつ磁気ヘッドを摩耗させずにジ・ツタ
−（画面ゆれ）および摺動ノイズの少ない磁気記録媒体
を提供することを目的とする。

〔発明の特徴〕

本発明は、磁気記録・再生装置に用いる磁気記録媒体に
おいて、平均単一粒子径が０．１〜２．ＯｆＩｍのガラ
ス状炭素粉末を、磁性粉末に対して０．５〜１５重量部
含有する磁性層を有することを特徴とする。

ここで言うガラス状炭素とは、熱硬化性樹脂を炭素化し
て得られるガラス状炭素、共重合や共縮合などにより熱
硬化するように変性された樹脂を炭素化して得られるガ
ラス状炭素、硬化あるいは炭素化の過程で化学処理によ
り結晶化を著しく妨げることにより得られるガラス状炭
素、メタン、エチレン、ヘンゼンなどの低分子量炭化水
素類を気相で熱分解して得られるガラス状炭素などであ
り、具体的には、ポリアクリロニトリル系ガラス状炭素
、レーヨン系ガラス状炭素、ピッチ系ガラス状炭素、リ
グニン系ガラス状炭素、フェノール系ガラス状炭素、フ
ラン系ガラス状炭素、アルキッド樹脂系ガラス状炭素、
不飽和ポリエステル系ガラス状炭素、キシレン樹脂系ガ
ラス状炭素などが挙げられる。

平均単一粒子径０．１〜２．０μｍのガラス状炭素粉末
を得る方法しては、たとえばガラス状炭素の塊あるいは
板を物理的手段、すなわち、ハンマーミル、クラッシャ
ー、ジェットミル、サンドミル、ボールミルなどにより
粉砕して分級することにより得ることができる。さらに
別の方法としてはガラス状炭素の前駆体である樹脂硬化
物を前述の物理的手段により粉砕し、所望の粒径のもの
を分級により取り出し、これを炭素化する方法、ガラス
状炭素の原料樹脂液を噴霧乾燥させて粒状硬化物として
、これを炭素化する方法などがある。

本発明の磁気記録媒体は、たとえば、磁性粉末、平均９
１−粒径が０．１〜２．’０．ｃ＋ｍのガラス状炭素、
バインダ、有機溶媒および分散剤、また必要に応じてさ
らに帯電防止剤、研摩材あるいは潤滑剤を加えて混練す
ることにより磁性塗料を作り、これを非磁性支持体上に
塗布し乾燥させて鏡面仕上げを行う工程により製造する
ことができる。

本発明に関する磁性粉末としては、針状形の微細なｒ　
Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４、ＣｒＯ２のような金属酸化物
、またＣｏ被着ｒ　Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｏドープｒ　Ｆｅ２
Ｏ３のような加工処理を施したγ−Ｆｅ２Ｏ３、鉄メタ
ル粉、微少板状のバリウムフェライトおよびそのＦｅ原
子の一部がＴｉ、Ｇｏ、Ｚｎ、Ｖ＋Ｎｂなどの原子の−
、種または二種以」二で置換された磁性粉、Ｆｅ、　Ｃ
ｏ、　Ｆｅ−Ｃｏ。

Ｆｅ−Ｎｊ　、　Ｎ１−Ｇｏなどの金属または合金の超
微粉、γ＝Ｆｅ２０３とＦｅ３Ｏ４のベルトライド化合
物、Ｃｏ−Ｎ１−Ｐ合金、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｆｅ合金、Ｆｅ
−Ｍｅ−Ｚｎ合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎ１−Ｐ合金、など公
知の強磁性粉末をあげることができる。

本発明に使用されるバインダとしては従来公知の熱可塑
性樹脂、熱硬化性樹脂または反応型樹脂やこれらの混合
物が使用される。

熱可塑性樹脂として軟化温度が１５０°Ｃ以下、平均分
子量が１０，０００〜２００，０００、重合度が約２０
０〜２０００程度のもので、たとえば塩化ビニル酢酸ビ
ニル共重合体、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、アクリル酸エステ
ルアクリロニトリル共重合体、アクリル酸エステル塩化
ビニリデン共重合体、アクリル酸エステルスチレン共重
合体、メタクリル酸エステルアクリロニトリル共重合体
、メタクリル酸エステル塩化ビニリデン共重合体、メタ
クリル酸エス７−ルスチレン共重合体、ウレタンエラス
トマー、ポリ弗化ビニル、塩化ビニリデンアクリロニト
リル共重合体、ブタジェンアクリロニトリル共重合体、
ポリアミド樹脂、ポリビニルブチラール、セルロース誘
導体（セルロースアセテ−１−フチレート、セルロース
ダイアセテート、セルローストリアセテート、セルロー
スプロピオネート、ニトロセルロースなど）、スチレン
ブタジェン共重合体、ポリエステル樹脂、クロロビニル
エーテルアクリル酸エステル共重合体、アミノ樹脂、各
種の合成ゴム系の熱可塑性樹脂およびこれらの混合物な
どが使用される。

熱硬化性樹脂または反応型樹脂としては塗布液の状態で
は２００，０００以下の分子量であり、塗布、乾燥後に
添加することにより、縮合、付加などの反応により分子
量は無限大のものとなる。また、これらの樹脂のなかで
、樹脂が熱分解するまでの間に軟化または溶融しないも
のが好ましい。具体的にはたとえばフェノール樹脂、エ
ポキシ樹脂、ポリウレタン硬化型樹脂、尿素樹脂、メラ
ミン樹脂、アルキッド樹脂、シリコン樹脂、アクリル系
反応樹脂、高分子量ポリエステル樹脂とイソシアネート
プレポリマーの混合物、メタクリル酸塩共重合体とジイ
ソシアネートプレポリマーの混合物、ポリエステルポリ
オールとポリイソシアネートの混合物、尿素ホルムアル
デヒド樹脂、低分子量グリコール／高分子量ジオール／
トリフェニルメタントリイソシアネートの混合物、ポリ
アミン樹脂およびこれらの混合物などである。これらの
バインダばＱ’＝独または組合わされて使用される。

磁性粉末とバインダとの混合割合は、重量比で、磁性粉
末１００に対しバインダ１０〜４００、好ましくはバイ
ンダ３０〜２００の範囲である。

有機溶媒としては、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のケトン
系；メタノール、エタノール、プロパツール、ブタノー
ルなどのアルコール系；酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸
ブチル、乳酸エチル、酢酸グリコールモノエチルエーテ
ルなどのエステル系；エーテル、クリコールジメチルエ
ーテル、グリコールモノエチルエーテル、ジオキサンな
どのグリコールエーテル系；ベンゼン゛、トルエン、キ
シレンなどのタール系（芳香族炭化水素）；メチレンク
ロライド、エチレンクロライド、四塩化炭素、クロロホ
ルム、エチレンクロルヒドリン、ジクロルヘンゼンなど
の塩素化炭化水素などを用いることができる。

千た、分散剤としては、カプリル酸、カプリン酸、ラウ
リン酸、ミリスチン酸、バルミチン酸、ステアリン酸、
オレイン酸、エライジン酸、リノール酸、リルン酸、ス
テアロール酸などの炭素数１２〜１８個の脂肪酸（Ｒｓ
　Ｃ０ＯＨ，Ｒｉは炭素数１１〜１７個のアルキル基）
；前記の脂肪酸のアルカリ金属（Ｌｉ　＋Ｎａ＋になど
）またはアルカリ土類金属（Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ）から成
る金属石鹸；レシチンなどが使用される。この他に炭素
数１２以上の高級アルコール、およびこれらの他に硫酸
エステルなども使用可能である。これらの分散剤の使用
量はバインダ１００重量部に対して１〜２０重量部が適
当である。

また、必要に応じて添加される帯電防止剤としては、グ
ラファイト、カーボンブラック、カーボンブランクグラ
フトポリマーなどの導電性粉末；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
複素環類、ホスホニウムまたはスルホニウム類などのカ
チオン界面活性剤；カルボン酸、スルホン酸、燐酸、硫
酸エステル基、燐酸エステル基など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などの両性
活性剤などを例示することができる。

これらの界面活性剤は単独または混合して添加してもよ
い。これらは帯電防止剤として用いられるものであるが
、時としてその他の目的、たとえば分散、磁気特性の改
良、潤滑性の改良、塗布助剤として適用される場合もあ
る。

研摩材としては、溶融アルミナ、炭化ケイ素、酸化クロ
ム、コランダム、人造コランダム、ダイヤモンド、人造
ダイ４−モンド、ざ（ろ石、エメリなどを例示すること
ができる。

潤滑剤としては、シリコンオイル、カーボンブラック、
グラファイト、カーボンブランクグラフトポリマー、二
硫化モリブデン、二硫化タングステン１、炭素数１２〜
１６個の一塩基性脂肪酸と炭素数３〜１２個の一価のア
ルコールからなる脂肪酸エステル類、炭素数１７Ｉｌｌ
ｉＩ以上の一塩基性脂肪酸とこの脂肪酸の炭素数と合計
して炭素数が２１〜２３ｆｌｌｉｌと成る一価のアルコ
ールから成る脂肪酸エステルなどが例示でき、これらの
潤滑剤はバインダ１００重量部に対して０．２〜２０重
量部の範囲で添加される。

磁性粉末、ガラス状炭素粉末、分散剤、溶剤などは混練
されて磁性塗料とされるが、これらは全て同時に、ある
いは個々順次に混練機に投入される。たとえばまず分散
剤を含む溶剤中に磁性粉末を加え所定の時間混練し、し
かるのちに残りの各成分を加え混線をつづけて磁性塗料
とする方法などがある。

混線分散にあたっては各種の混練機が使用される。たと
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、Ｓｚｅｇ
ｖａｒｉアトライター、高速インペラー分散機、高速ス
ト−ンミル、高速度衝撃ミル、ディスパー、ニーダ−１
高速ミキサー、ホモジナイザー、超音波弁Ｈ（ｚ機など
である。

非磁性支持体へ前記の磁性塗料を塗布する方法としては
、エアードクターコート、ブレードコート、エアナイフ
コ−１・、スクイズコー１−、アプリケニターによる含
浸コート、リバースロールコート、トランスファーロー
ルコート、グラビヤコート、キスコート、キャストコー
ト、スプレィコート、などが利用でき、その他の方法も
可能であり、これらの具体的説明は朝倉書店発行の「コ
ーティング工学」２５３頁〜２７７頁（昭和４６．３．
２０発行）に詳しく記載されている。

また、この非磁性支持体の素材としては、ポリエチレン
テレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレート
などのポリエステル類、ポリプロピレンなどのポリオレ
フィン類、セルローストリアセテート、セルロースダイ
アセテートなどのセルロース誘導体、ポリカーボネート
などのプラスチック、Ｃｕ　＋　Ａ　Ｉ　＋　Ｚｎなど
の非磁性金属、ガラス、磁器、陶器などのセラミックな
どが使用される。

これらの非磁性支持体の厚みはフィルム、シート状の場
合は約３〜１００μｍ程度好ましくは５〜５０μｍであ
り、ディスク、カード状の場合は０．５〜１０μｍ程度
であり、ド、ラム状の場合は円筒状とし、使用するレコ
ーダーに応じてその型は決められる。

本発明に用いられるガラス状炭素は、平均単一粒子径が
０．１〜２．０μｍのものでなければならない。粒径が
０．１μｍ未満のガラス状炭素を用いて作られた磁気記
録媒体は、磁性塗膜層の表面平湯性は向上するが、塗膜
層からの磁性粉末などの脱落が多（なり、これが磁気ヘ
ッドを損傷させることになる。また、粒径が２μｍを越
えるガラス状炭素を用いた場合は、磁気ヘッドの摩耗が
促進される。

本発明に用いるガラス状炭素の使用量は、磁性粉１００
に対して０．５〜１５（重量基準）である。使用量が０
，５未満ではガラス状炭素添加の効果が見られず、Ｉ５
を越える場合は磁気ヘッドの摩耗を促進する。

〔応　用〕

以上、磁気記録媒体について説明し、後述する実施例に
よる説明においては、磁気記録媒体として磁気テープに
ついて説明するが、これは必ずしも磁気テープのみに限
定されるものではなく、原理的に同一であるので磁気デ
ィスクあるいは磁気ドラムその他記録媒体にも同様に実
施することができる。

本発明の磁気記録媒体は、情報処理装置用、ビデオ機器
用、音響機器用など、あらゆる磁気記録媒体が使用する
ことができる。記録する情報はデジタル、アナログのい
ずれでもよいへ 〔発明の効果〕 以上述べたように、本発明の磁気記録媒体は、磁性塗膜
層の耐摩耗性と潤滑性にすぐれ、磁気ヘッドを損傷させ
ず、長時間にわたって磁気特性などが劣化しない優れた
効果がある。

〔実施例による説明〕

次に実施例により、本発明をさらに具体的に説明する。

本発明はこの実施例のみに限定されるものではない。

（１）磁性塗料の調製 次に示す配合の混合物 ・ＣＯ被着ｒ　Ｆｅ２０３１００　重量部・バインダ　
２５　重量部 ・分ｌｋ剤　１．５　重量部 ・導電性カーボンブランク　５　重量部に対して、メチ
ルエチルケトンとシクロヘキサノンの１：１　（重量比
）の混合溶媒を加えてボールミルで２４時間混練するこ
とにより磁性塗料を得た。

なお前記の配合物の各成分について説明すると、Ｃｏ被
着ｒ−Ｆｅ２０３は粒子長軸１．０μｍ、粒子短軸０．
２μｍであり、バインダは塩ビー酢ピコポリマー（米国
ユニオンカーバイド社製のＶ　Ａ　Ｇ　Ｈ）とポリウレ
タン樹脂（日本ポリウレタン工業株式会社製のＮ　−２
３０４）の１：１　（重量比）の混合物、分散剤７はレ
シチン、導電性カーボンブランクはコロンビャンカーギ
ン日本株式会社製のＣ０ＮＤＩＪＣ，ＴＥＸＳＣ，研摩
材は粒径０．５〜１．１μｍのものを６０重量％以上含
有するα−Ａ１２０３、潤滑剤はブチルミリステート、
ガラス状カーボンについては、表中の実験番に８１．２
．３および９に使用したものはフラン系ガラス状炭素、
実験番号４．５および１１に使用したものはフェノール
系ガラス状炭素、実験番号６および７に使用したものは
ポリアクリロニトリル系ガラス状炭素である。所望の粒
径のガラス状炭素を得るには、前記のガラス状炭素の塊
をまずハンマーミルで粗粉砕し、次いでジェットミルで
微粉砕して分級するという方法に依った。

（２）磁気記録媒体の製造 前記の方法で得られた磁性塗料を、３０μｍのアプリケ
ータを用いてポリエステルフィルム上に塗布し、磁場配
向を行った後、熱風乾燥を行い、次いでカレンダ処理に
より塗膜を平滑化し、さらに２インチ幅にスリットして
ビデオ用の磁気記録媒体（以下、これを磁気テープとい
う。）を製造した。

（３）磁気テープの評価 前記の方法で得られた磁気テープをＶＨ３方式のビデオ
テープレコーダを用いて、２０℃、５ｏ％Ｒ１■（相対
湿度）雰囲気中と５℃、８ｏ％Ｒ，＋１雰囲気中におい
て評価した。評価は次の３つの項目について行った。

（１）ヘッド摩耗量 磁気テープを１００時間走行させた時点での、レコーダ
の磁気ヘッドの摩耗量である。これはヘッドが突出して
いる部分の寸法が摩耗によってどの程度減少させられた
かによって表わす。

（ｉｉ）スチールライフ 録画された磁気テープを巻出側張力５０ｇとして静止画
再生をし、その画像の乱れるまでの時間で表わす。測定
時間は１２０分までとした。

（ｉｉｉ　）スチール時ヘッド状態 スチールライフ測定後のヘッドの状態を肉眼で観察する
ことによって行った。

（ｉｖ　）磁気特性（角型比） 本発明品および比較品について磁気特性（角型比）を測
定した。その結果磁気特性においては本発明品および比
較品はほとんど変わらない良好な値が得られた。

以上の評価の結果は表に示す。なお、ヘッド状態に関し
ては、 ○は良好 △はやや不良 ×ば不良 を意味し、（）内は具体的な不良内容である。

（以下本頁余白）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）平均単一粒子径が０．１μｍ〜２．０μｍのガラ
   ス状炭素粉末を磁性粉末１００重量部あたり０．５重量
   部〜１５重量部含有する磁性層を有することを特徴とす
   る磁気記録媒体。
2. （２）磁気記録用テープである特許請求の範囲第（１）
   項に記載の磁気記録媒体。