JPS6216236A - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は支持体上に磁性粉末と非磁性固形添加剤粉末
と結合剤樹脂とを含む磁性層を設けてなる磁気テープ、
磁気ディスクなどの磁気記録媒体に関する。

〔従来の技術］ この種の磁気記録媒体においては、磁性粉末と結合剤樹
脂とを含む磁性層中にα−Ｆ　ｅ２０３粉、Ａｌ２Ｏ３
粉、Ｔ　ｉ０２粉、ＢａＳＯ４粉などの非磁性固形添加
剤粉末を含ませて、磁性層の耐久性や走行安定性などの
向上を図っている。しかるに、上記の固形添加剤粉末は
一般に磁性粉末に比し結合剤樹脂との親和性に劣り、磁
性層中での分散性不良により凝集塊を生じて表面平滑性
を損ない、磁気特性および電磁変換特性の低下やドロッ
プアウトを多発する欠点があるほか、この固形添加剤粉
末を用いる本来の目的、特に走行安定性を充分に改善で
きないという欠点があった。

ところで、磁性層中の磁性粉末の分散性を改善する手段
として、磁性粉末を表面処理剤によって表面処理するこ
とがよく行われており、この表面処理剤として特に有効
なものとしてシランカップリング剤が知られている（特
開昭５９−１２９９３８号公報、同５８−１５５７０３
号公報）。このような表面処理剤を前記非磁性固形添加
剤粉末に適用すれば、つまり上記処理剤で上記添加剤粉
末を表面処理すれば、磁性層中での上記固形添加剤粉末
の分散性が改善されるものと期待される。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、上記従来公知のシランカップリング剤は、い
ずれも分子内にアミ７基、エポキシ基。

インシアネート基などの反応性基を有するものがほとん
どで、このような反応性基は結合剤樹脂に通常台まれる
極性基、たとえばカルボキシル基。

水酸基などとの間で化学反応を起こすため、磁性塗料の
粘度を異常に増加させ、固形添加剤粉末の分散性を却っ
て損なうおそれがあった。

したがって、この発明は、上記従来公知の表面処理剤と
は全く異なる特定のシランカップリング剤を用いて、こ
れを磁性層中に添加するべき非磁性固形添加剤粉末に適
用することにより、この添加剤粉末の磁性層内での分散
性が改善された磁気１　　　　　特性および電磁変換特
性にすぐれるとともにドロップアウトが少なくしかも走
行安定性の良好な磁気テープなどの磁気記録媒体を得る
ことを目的としている。

〔問題点を解決するための手段］ この発明者らは、上記の目的を達成するために鋭意検討
した結果、分子内にアルキレンオキシド基を有する特定
のシランカップリング剤を磁性層の非磁性固形添加剤粉
末用の表面処理剤として用いたときには、上記添加剤粉
末とともにその表面部に上記シランカップリング剤に由
来する特定の基を含有する有機化合物を含んでなる磁性
層を形成でき、この場合結合剤樹脂との反応による磁性
塗料の増粘化をきたすことな（上記添加剤粉末の結合剤
樹脂に対する親和性および分散性が大幅に改善されたも
のとなり、これにより磁気特性および電磁変換特性にす
ぐれるとともにドロップアウトが少なくしかも走行安定
性の良好な磁気記録媒体が得られるものであることを知
り、この発明を完成するに至った。

すなわち、この発明は、支持体上に磁性粉末と非磁性固
形添加剤粉末と結合剤樹脂とを含む磁性層を設けてなる
磁気記録媒体において、上記磁性層中の非磁性固形添加
剤粉末の表面部に、つぎの式； ％式％） （式中、Ｒ１はアルキル基、Ｒ′はアルキレン基、ｍは
１以上の整数、ｎは０〜５の整数である）で表わされる
基を含有する有機化合物を含んでなることを特徴とする
磁気記録媒体に係るものである。

〔発明の構成・作用］ この発明において磁性層中に非磁性固形添加剤粉末とと
もにこの粉末の表面部に前記式ｉｔｌで表わされる基を
含有する有機化合物を含ませるために用いられるシラン
カップリング剤は、下記の式；（式中、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ
３はアルキル基、Ｒ′はアルキレン基、ｌは１〜３の整
数、ｍは１以上の整数、ｎは０〜５の整数である）、。

にて表わされるものであり、このシランカップリング剤
は、分子内にアミ７基、エポキシ基、インシアネート基
などの結合剤樹脂と反応する反応性基を有しないため、
結合剤樹脂として水酸基、カルボキシル基、インシアネ
ート基などの反応性基を含むものを用いたときでも磁性
塗料の増粘化という現象をきたすおそれがない。

しかも、上記のシランカップリング剤はその分子内に含
まれるアルコキシ基（ＯＲ２基）の加水分解にて生成す
る水酸基によって非磁性固形添加剤粉末の表面部に容易
に反応吸着する性質を有し、この吸着により上記添加剤
粉末の表面部に少な（とも前記式（１）で表わされる基
を含有する有機化合物が付着形成される。そして、この
付着物におけるＲ’Ｏで表わされるアルキレンオキシド
構造部分のアルキレンオキシドの種類や付加モル数を調
節することにより結合剤樹脂および有機溶剤に対する親
和性を上記固形添加剤粉末に対して良好に付与すること
ができる。このため、皿々の結合剤樹脂を用いる場合で
も、非磁性固形添加剤粉末の分散性とさらにその分散安
定性が著しく改善されたものとなる。

このような効果を発揮する上記のシランカップリング剤
の中でも、前記式（２）中のｒが２であるジアルコキシ
タイプのものか、ｌが３であるトリアルコキシタイプの
ものが好ましい。

なお、前記式［１）　、　（２１中のＲ′は炭素数が通
常２〜４個のアルキレン基であり、Ｒ′０で表わされる
繰り返し単位が、エチレンオキシド基とプロピレンオキ
シド基とブチレンオキシド基とのうちの少なくとも二種
の混合物から構成されていてもよい。混合物で構成され
る場合、各単位がランダムであってもブロックであって
もよく、ブロックである場合その付加順序も特に問われ
ない。また、ｍは上記繰り返し単位の単位数を示したも
ので、通常１〜３０、好適には５〜１５であるのがよい
。

また、前記式（１１、＋２１中のＲ１，Ｒ２，Ｒ３は炭
素数が通常１〜３のアルキル基であり、各アルキル基の
炭素数は同一であっても異なるものであってもよい。ｎ
はメチレン基（−ｃｒ−ｔ２−）の繰り返し数を表わし
、０〜５の整数の中から任意に選択することができる。

ｎ＝ｏの場合、前記アルキレンオキシド基（Ｒ’０）が
Ｓｉ原子に直接結合する構造をとる。

このようなシランカップリング剤は市販品としても入手
できるものであり、その製造法は特に限定されない。た
とえばアルコキシシラン化合物にアルキレンオキシドを
付加反応させたのちアルキルエーテル化するか、あるい
は上記アルキレンオキシドを付加反応させる前に適宜の
手段でＳｉ原子に直接結合するアルキレン基を導入する
などの方法によって容易に得ることができる。

この発明においては上記のシランカップリング剤を用い
て非磁性固形添加剤粉末を表面処理する。

この処理によって上記添加剤粉末の表面部に上記シラン
カップリング剤に由来する前記式（＋）で表わされる基
を含有する有機化合物を均一に付着させるが、この付着
量は非磁性固形添加剤粉末１００重量部に対して０．１
〜２０重量部、好適には２〜１０重量部とするのがよい
。この付着量が少なすぎては充分な分散性改善効果が得
られず、また多すぎると磁性層の表面平滑性が却って損
なわれたり耐久性低下の原因となり、いずれも好ましく
ない０ 表面処理されるべき非磁性固形添加剤粉末としては、粒
子径が０．０５〜４ＰＬ程度でモース硬度が５以上の非
磁性無機粉末が用いられる。たとえばａ−Ｆｅ２０３粉
、Ａｌ２Ｏ３粉、ＴｉＯ２粉、Ｃｒ２Ｏ３粉、ムライト
（３Ａ７７２０３・２ＳｉＯ２）粉、チタン酸アルミニ
ウム（Ａ１２０３・Ｔｉ０２）粉、ＢａＳＯ４粉、ジル
コン（ＺｒＯ２ＨＳ　１ｏ２）粉、フォルステライト（
２ＭｇＯ−５ｉＯ２）粉、エンスタタイト（ＭｇＯ−５
ｉ　０２鳥、スポジーｙ−−メン（Ｌｉ２０−ＡｆｚＯ
３・４ＳｉＯ，、）粉、ユークリプタイト（Ｌ　ｉ２０
−　ＡＪ２０３−２　Ｓ　１０２）粉、コーディエライ
ト（２Ｍｇ０・２Ａ１２０３・５Ｓｉｏｚ）Ｋサフイリ
ン（４Ｍｇｏ・５Ａ１２ｏ３・２ｓｉｏ２）粉、ヘタラ
イト（Ｌｉ２０・ＡＩ！２ｏ３・８ｓｉｏ２）粉、ベリ
ル（３ＢｅＯ１’ｋｅ２０３Ｈ６ＳｉＯｚ）粉、セルシ
フＫＢａＯ−ＡＩ！２０３・２ＳｉＯ□）粉などが挙げ
られる。この非磁性固形添加剤粉末は磁性粉末１００重
量部に対して通常１〜２０重量部の割合で使用されるも
のである。

表面処理の方法としては、一般にシランカップリング剤
を適宜の溶媒に溶解させた溶液をつくり、この溶液中に
非磁性固形添加剤粉末を加えてホモミキサーなどにより
混合分散させ、その後加熱乾燥する方法が好ましく採用
される。この方法によれば非磁性固形添加剤粉末の表面
部にシランカップリング剤に由来する均一な有機化合物
の層を付着形成できる利点がある。

上記シランカップリング剤を溶解する溶媒としては、水
、炭素数１〜５のアルコール類、アセトン、メチルエチ
ルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類、酢
酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類、ベンゼン、ト
ルエンなどの芳香族類、テトラヒドロフラン、ジオキサ
ンなどのエーテル類が挙げられる。これらの中でも炭素
数１〜５のアルコール類は最終目的とする非磁性固形添
加剤粉末の分散性に特に好結果を与えるものである。こ
れら溶媒中のシランカップリング剤の濃度としては、溶
媒の種類によりかなり相違するが、一般的には０．１〜
２．０重量％、特に好ましくは０．５〜１重量重量％色
なるようにするのがよい。

この発明の磁気記録媒体は、上記の如く特定のシランカ
ップリング剤で表面処理してその表面部に前記式（１）
で表わされる基を含有する有機化合物を付着させた非磁
性固形添加剤粉末を、磁性粉末および結合剤樹脂ととも
に有機溶媒中に混合分散させた磁性塗料を調製し、これ
をポリエステルフィルムなどの非磁性の支持体上に塗着
して磁性層を形成することにより、また通常採用される
配向処理、鏡面化処理および裁断（打ち抜き）処理など
を行うことにより、得ることができる。

ここで使用する磁性粉末としては、従来公知のものをい
ずれも使用でき、たとえばＴ−Ｆｅ２０３粉末、Ｆｅ３
Ｏ４粉末、ＣＯ含有Ｔ−Ｆｅ２０３粉末、Ｃｄ有Ｆｅ３
Ｏ４粉末、バリウムフェライト、ストロンチウムフェラ
イトなどの六方晶系のフェライト粉末などの酸化物系磁
性粉末のほか、Ｆｅ粉末、Ｃｏ粉末、Ｆｅ−Ｎｉ粉末な
どの金属粉末などが挙げられる。

、　　　　　　　ｃｈ；（Ｄ’Ｍｉｊａ粉７（１針“粉
０°１”・６状・粒“・米つぶ状などの形状を有するも
のである。

なお、この発明においては、前記のとおり、磁性層中に
添加するべき非磁性固形添加剤粉末を特定のシランカッ
プリング剤で表面処理してその表面部に前記特定の有機
化合物を付着させておくことを特徴とするものであるが
、必要に応じてさらに磁性粉末を上記同様のシランカッ
プリング剤で表面処理して前述と同様の効果を発現させ
るようにしてもよい。これによれば磁気特性、電磁変換
特性、走行安定性およびドロップアウトの低減により一
層好結果を得ることができる。このように磁性粉末を表
面処理するときは、磁性粉末と非磁性固形添加剤粉末と
を混合して両者を同時に表面処理するようにするのが操
作上簡便である。

つぎに、上記の磁性粉末および非磁性固形添加剤粉末を
分散結着させるべき結合剤樹脂としては、塩化ビニル−
酢酸ビニル系共重合体、ポリビニルブチラール樹脂、繊
維素系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂
、ポリイソシアネート化合物など従来から汎用されてい
る結合剤樹脂がいずれも使用可能である。また、種々の
電子線硬化型樹脂についても使用可能である。

さらに、磁性塗料調製用の有機溶剤としては、シクロヘ
キサノン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケト
ンなどのケトン系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチルなどの
エステル系溶剤、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの
芳香族炭化水素系溶剤、イソプロピルアルコールなどの
アルコール系溶剤、ジメチルホルムアミドなどの酸アミ
ド系溶剤、ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド系
溶剤、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル
系溶剤など、使用する結合剤樹脂を溶解するのに適した
溶剤が特に制限されることなく、単独または二種以上混
合して使用される。

なお、いうまでもないが、このような磁性粉末、結合剤
樹脂、有機溶剤および前記シランカップリング剤で表面
処理してその表面部に上記シランカップリング剤に由来
する特定の有機化合物を付着させた非磁性固形添加剤粉
末を含む磁性塗料中には、通常使用されている添加剤、
たとえば潤滑剤、カーボンブラックの如き超微粒子状の
帯電防止剤などを適宜に添加してもよい。また、従来よ
り用いられてきた結合剤樹脂と反応するアミ７基、水酸
基、インシアネート基、不飽和結合基などの官能基を含
むシランカップリング剤をこの発明の特徴を損なわない
範囲で含ませることもできる。

〔発明の効果〕

以上詳述したとおり、この発明においては、磁性層中に
添加するべき非磁性固形添加剤粉末用の表面処理剤とし
て前記特定のシランカップリング剤を用いて、上記添加
剤粉末とともにその表面部に付着する上記シランカップ
リング剤に由来する特定の有機化合物を磁性層中に含ま
せるようにしたことにより、磁性塗料の調製にあたって
各種の結合剤樹脂を用いる場合でも増粘化という問題を
きたすことなく上記固形添加剤粉末の分散性を大きく改
善することができ、これにより固形添加剤粉末が凝集塊
を形成することなく均一に分散された表面平滑性の良好
な磁性層を形成できるから、磁気特性および電磁変換特
性にすぐれるとともにドロップアウトが少なくしかも走
行安定性の良好な磁気テープなどの磁気記録媒体を提供
することができる。

〔実施例〕

つぎに、この発明の実施例を記載してより具体的に説明
する。なお、以下において、部とあるは重量部を意味す
るものとする。また、以下の実施例および比較例で用い
たシランカップリング剤Ａ〜Ｄは下記のとおりである。

〈シランカップリング剤Ａ〉 ＣＨ３０（−ＥＯ←ＰＯ云ＣＨ２→７Ｓｉ÷０ＣＨ３）
３ＥＯ：エチレンオキシド ＰＯ：プロピレンオキシド 〈シランカップリング剤Ｂ〉 ＣＨ３０÷ｐｏヤ←ＣＨ２ヤＳ　ｉ　＋０ＣＨ３）３Ｐ
Ｏ：プロピレンオキシド 〈シランカップリング剤Ｃ〉 ＣＨ３０÷ＥＯ＋Ｆ−＋−ＣＨ２大−５ｉ÷０ＣＨ３）
。

ＥＯ：エチレンオキシド くシランカップリング剤Ｄ〉 Ｈ２Ｎ（−ＣＩ（、、電−５ｉ　＋ｏｃ２Ｈ５）３実施
例Ｉ ＣＬ−Ｆｅ２０３粉（平均粒子径０．８７”　＞　　　
　　　５部ＡＩ！２０３粉（平均粒子径０．３μ）　　
　　　　３部シランカップリング剤Ａ　　　　　　　　
　　　　１９イソプロピルアルコール　　　　　　　　
１０（１上記の成分からなる分散液をホモミキサーで４
時間混合分散させ、２４時間静置後ろ過した。ついで、
８０’Ｃで１５時間乾燥して表面処理混合固形添加剤を
得た。この処理添加剤には、α−Ｆｅ２０３粉およびＡ
Ｉ！２０３粉共に各粉末１００部あたりそれぞれ０．５
〜２部のシランカップリング剤Ａに由来する有機化合物
が、均一に付着していた。

この処理添加剤を用いて、下記の配合組成にて、ボール
ミル中で約１００時間混合分散して磁性塗料を調製した
。

表面処理混合固形添加剤　　　　　　　８部Ｃｏ含有Ｔ
−Ｆｅ２０３磁性粉末　　　　　　１００部硝　　　化
　　　綿　　　　　　　　　　　　　　９部ポリウレタ
ン樹脂　　　　　　　　　　　８部三官能性低分子量イ
ンシアネート化合物　　　　３部ミリスチン酸　　　　
　　　　３部 シクロへキサノン　　　　　　　　　　９０部ト　　　
ル　　　エ　　　ン　　　　　　　　　　　　　　　　
９０部つぎに、上記の磁性塗料を厚さ１２／”のポリエ
ステルフィルム上に乾燥厚みが約３μとなるように塗布
、乾燥し、鏡面処理を行ったのち所定の幅に裁断して、
磁気テープを作製した。

実施例２ Ｃｏ含有Ｔ−Ｆｅ２０３磁性粉末　　　　　１００部ａ
−Ｆｅ２０３粉（平均粒子径０．８　、”　）　　　　
　　５部ＡＩ！２０３粉（平均粒子径０．３戸）　　　
　　　　３部シランカップリング剤Ａ　　　　　　　　
　　　１０部イソプロピルアルコール　　　　　　　１
，０００部上記の各成分からなる分散液より実施例１と
同様の操作で表面処理された磁性粉末と表面処理された
混合固形添加剤とからなる表面処理混合粉末を得た。こ
の処理粉末には、ｃｏ含有Ｔ−Ｆｅ２０３磁性粉末、α
−Ｆｅ２０３粉およびＡｌ２Ｏ３粉のいずれにも各粉末
１００部あたりそれぞれ０．５〜４．５部のシランカッ
プリング剤Ａに由来する有機化合物が、均一に付着して
いた。

この表面処理混合粉末１０８部を、実施例１の磁性塗料
における表面処理混合固形添加剤８部およびＣｏ含有Ｔ
−Ｆｅ２０３磁性粉末１００部に代えて使用した以外は
、実施例１と同様にして磁気テープを作製した。

比較例１ シランカップリング剤による表面処理を行わず、実施例
１の磁性塗料の配合組成中、表面処理混合固形添加剤８
部の代わりに、未処理のα−Ｆｅ２０３粉５部と未処理
のＡｌ２Ｏ３粉３部とを用いるようにした以外は、実施
例１と同様にして磁気テープを作製した。

比較例２ シランカップリング剤Ａの代わりにシランカップリング
剤りを同量用いた以外は、実施例１と同様にして磁気テ
ープを作製した。この場合、磁性塗料の調製時に実施例
１，２のものに比し明らかに粘度が増大した。

実施例３ Ｔｉ０２粉（平均粒子径０．５　／ｆｆｉ　）　　　　
　　　　８部シランカップリング剤Ｂ　　　　　　　　
　　　　１部イソプロピルアルコール　　　　　　　　
１０（１上記の成分からなる分散液をホモミキサーで４
時間混合分散させ、２４時間静置後ろ過した。ついで、
８０℃で１５時間乾燥して表面処理固形添加剤を得た。

この処理添加剤には、ＴｉＯ２粉１００部あたり０．５
〜２部のシランカップリング剤Ｂに由来する有機化合物
が、均一に付着していた。

この表面処理固形添加剤８部を、実施例１の磁性塗料に
おける表面処理混合固形添加剤８部に代えて使用した以
外は、実施例１と同様にして磁気テープを作製した。

実施例４ シランカップリング剤Ｂの代わりにシランカップリング
剤Ｃを同量用いた以外は、実施例３と同様にして磁気テ
ープを作製した。

比較例３ （シランカップリング剤Ｂによる表面処理を行わず、実
施例３の磁性塗料の配合組成中、表面処理固形添加剤８
部の代わりに、未処理のＴｉＯ２粉８部を用いるように
した以外は、実施例３と同様にして磁気テープを作製し
た。

以上の実施例１〜４および比較例１〜３の各磁気テープ
について、磁気特性、表面平滑性、Ｃ／Ｎ比、ドロップ
アウトおよび走行安定性を調べた結果は、下記の第１表
および第２表に示されるとおりであった。

なお、磁気特性は角型（Ｂｒ／Ｂｓ）と残留磁束密度（
Ｂｒ）とを測定した。表面平滑性は触針式表面粗度計を
用いてカットオフ８０Ｐにて測定し、中心線平均粗さく
Ｒａ）で示した。Ｃ／Ｎ比は記録波長４ＭＨｚにおいて
測定し、実施例１．２および比較例１，２では比較例１
を、実施例３，４および比較例３については比較例３を
、それぞれＯｄＢ（基準）としてその相対値にて表わし
た。また、ドロップアウトは１分あたり５μ秒以上のも
ののドロップアウトの個数を、走行安定性はワウフラッ
タを、それぞれ調べた。

第　　１　　　表 第　　　２　　　表 上記の結果から明らかなように、この発明の磁気テープ
は、磁気特性および表面平滑性にすぐれ、Ｃ／Ｎ比で表
わされる電磁変換特性が良好であるとともにドロップア
ウトが少なくしかも走行安定性にもすぐれていることが
判る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）支持体上に磁性粉末と非磁性固形添加剤粉末と結
   合剤樹脂とを含む磁性層を設けてなる磁気記録媒体にお
   いて、上記磁性層中の非磁性固形添加剤粉末の表面部に
   、つぎの式； Ｒ＿１Ｏ−（Ｒ′Ｏ■ＣＨ＿２）−＿ｎＳｉ■・・・（
   １）（式中、Ｒ＿１はアルキル基、Ｒ′はアルキレン基
   、ｍは１以上の整数、ｎは０〜５の整数である）で表わ
   される基を含有する有機化合物を含んでなることを特徴
   とする磁気記録媒体。