JPS62298020A - 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】 ３発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 この発明は基体上に磁性粉末と結合剤とを含む磁性層を
設けてなる磁気テープ、磁気カードその他の磁気記録媒
体に関する。

［従来の技術］ この種の磁気記録媒体において、Ｃ／　Ｎ比などの電磁
変換特性を向上させるためには、磁性層中での磁性粉末
の分散性にすぐれて、磁性層の表面平滑性が良好である
ことが望まれる。また、磁性層は磁気ヘッドなどの対接
物と高速で摺接するため、その耐摩耗性が良好で、耐久
性にすぐれる媒体を付与しつるものであることが要求さ
れる。

従来、上記要求特性を満足させるため、磁性粉末の分散
性や磁性層の耐摩耗性に好結果を与える結合剤が選択使
用されており、そのひとつにポリウレタン樹脂が知られ
ている（文献不詳）。しかるに、この樹脂は本来分子内
に水酸基、カルボキシル基などの磁性粉末との親和性に
寄与する官能基を持たないため、磁性粉末に対する吸着
能が低く、該粉末の分散能に劣る欠点があり、また磁性
層の耐摩耗性の面でも必ずしも満足できるものとはいえ
なかった。

そこで、上記従来のポリウレタン樹脂の欠点を克服する
ため、分子主鎖中に水酸基ないしカルボキシル基を導入
した改良ポリウレタン樹脂を用いる試みがなされたが、
上記水酸基ないしカルボキシル基は主鎖に対して直接的
にまたはメチレン基などの短鎖を介して結合した自由度
の小さいものであり、また特に二級の水酸基（＞ＣＨＯ
Ｈ）ないし二級のカルボキシル基（＞ＣＨＣＯＯＨ）に
あってはそれ自体反応性が低いため、磁性粉末に対する
吸着能をあまり大きくできず、分散性の改善効果はそれ
ほど期待できなかった。

一方、上記改良ポリウレタン樹脂の代わりに、分子内に
比較的長鎖の分枝鎖を導入しかつこの分枝鎖と主鎖との
末端のうちの少なくとも２個の末端に一級水酸基（−Ｃ
Ｈ２０Ｈ）を、また少なくとも１個の末端に一級カルボ
キシル基Ｃ−ＣＨ２ＣＯＯＨ）を導入した分枝ポリウレ
タン樹脂を用いる試みもなされている。この分枝ポリウ
レタン樹脂は、水酸基およびカルボキシル基が主鎖およ
び分枝鎖の末端に結合したものであるため自由度が大き
く、しかもこの結合水酸基およびカルボキシル基は反応
性の高い一級の極性基のため、磁性粉末に対する吸着能
を大きくでき、結果として分散性の改善に良好な結果が
得られ、また磁性層の耐摩耗性の面でも改善効果が認め
られた。

〔発明が解決しようとする問題点］ しかるに、この発明者らの検討によれば、上記の分枝ポ
リウレタン樹脂を用いることによって改善された分散性
および耐摩耗性が得られるものの、近年ますます要求さ
れている高性能の磁気記録媒体を提供するという観点か
らは上記両特性になお改良の余地があることが認められ
た。

したがって、この発明は、磁性粉末の分散性と磁性層の
耐摩耗性がさらに一段と改善された電磁変換特性および
耐久性に格段にすぐれる磁気記録媒体を得ることを目的
とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討し
た結果、結合剤として、上述の分枝ポリウレタン樹脂と
ともに繊維素系樹脂を併用したときには、上記ポリウレ
タン樹脂単独の場合よりも磁性粉末の分散性を大きく向
上でき、また磁性層の耐摩耗性の面でも良好な結果が得
られることを知り、この発明を完成するに至った。

すなわち、この発明は、基体上に磁性粉末と結合剤とを
含む磁性層を設けてなる磁気記録媒体において、上記結
合剤として、主鎖および分枝鎖の末端数が平均３個以上
であり、かつそのうちの少なくとも２個の末端に一級水
酸基が、また少なくとも１個の末端に一級カルボキシル
基が導入されてなる分枝ポリウレタン樹脂と、繊維素系
樹脂とを併用した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〕

この発明において使用する分枝ポリウレタン樹脂は、主
鎖および分子鎖の末端数が平均３個以上、換言すれば分
枝鎖が平均１個以上であり、かつそのうちの少なくとも
２個の末端に一級水酸基が、また少なくとも１個の末端
に一級カルボキシル基が導入されてなるものである。

なお、末端に一級カルボキシル基を全く導入させないで
少なくとも３個の末端に一級水酸基のみを導入してなる
分枝ポリウレタン樹脂は、これと繊維素系樹脂と併用す
ることにより前記この発明と同様の作用効果をもたらす
ものである。しかし、これについてはこの出願に係る発
明とは異なる発明として別途出願している。

一方、末端に一級水酸基を全く導入させないで少なくと
も３個の末端に一級カルボキシル基のみを導入した分枝
ポリウレタン樹脂、あるいは１個の末端にのみ一級水酸
基を、少なくとも２個の末端に一級カルボキシル基を導
入した分枝ポリウレタン樹脂は、上記−級カルボキシル
基が一級水酸基に比し反応性にやや劣るため、この種の
分枝ポリウレタン樹脂を繊維素系樹脂と併用したのでは
前記この発明と同様の作用効果を得にくいものである。

上記理由により、この発明では、前述のとおり、末端数
を平均３個以上有する分枝ポリウレタン樹脂に導入する
べき極性基を、上記末端のうちの少なくとも２個に一級
水酸基が、また少なくとも１個に一級カルボキシル基が
導入されるように、規定したものである。

このようなこの発明に係る分枝ポリウレタン樹脂におい
て、その分枝鎖が多くなりすぎて末端に結合する一級の
水酸基ないしカルボキシル基の数が多くなりすぎると、
塗料調製時にその反応性によってゲル化するおそれがあ
るから、通常は分枝鎖が平均１個以上で平均１．５個以
下、つまり主鎖および分枝鎖の末端数が平均３個以上で
平均３．５個以下であるのが好ましい。

このような分枝ポリウレタン樹脂は、たとえばまず有機
二塩基酸とジオールおよびトリオールを含むポリオール
とを重縮合反応させるかあるいはラクトンとジオールお
よびトリオールを含むポリオールとをアニオン重合反応
させて分枝鎖を有する平均分子量が通常５００〜３，０
００程度のポリ工支チルポリオールを得、これを脱水精
製したのちにジイソシアネート化合物を反応させ、また
必要ならその後さらにジオールないし有機二塩基酸を反
応させるという方法により、またこの方法における上記
反応成分の使用比率を適宜設定することにより、容易に
得ることができる。

上記の反応に用いるジオールとしては、たとえばエチレ
ングリコール、ジエチレングリコール、プロピレンクリ
コー、ル、ジプロピレングリコール、ブチレングリコー
ル、トリエチレングリコール、ブタンジオール、ネオペ
ンチ、ルグリコール、ベンタンジオール、ヘキサンジオ
ール、オクタンジオールなどの炭素数が２〜１２個の脂
肪族ジオールのほか、ビスフェノールジオキシエチルエ
ーテル、ビスフェノールジオキシプロピルエーテルなど
がある。また、トリオールとしては、トリメチロールエ
タン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、
グリセロールなどが挙げられる。有機二塩基酸としては
、コｌ＼り酸、アジピン酸、セパチン酸などのほか、一
部無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などの不飽和
二塩基酸も使用可能である。

これら原料を用いて得られる分枝ポリエステルポリオー
ルに反応させるジイソシアネート化合物トシテは、ジフ
ェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネ
ート、ヘキサメチレンジイソシアネート、インホロンジ
イソシアネートなどが挙げられる。

このようにして得られる分枝ポリウレタン樹脂は、その
平均分子量が５，０００〜ｓｏ、ｏｏｏ、好適には７，
０００〜４０，０００の範囲にあるのがよい。分子量が
低くなりすぎると、耐摩耗性や分散性の面で好結果が得
られず、また高くなりすぎると塗料調製時の粘度が高く
なって取扱い性に問題が生じてくる。

この発明においては上記の分枝ポリウレタン樹脂ととも
に繊維素系樹脂を用いることが重要であり、これによっ
て磁性粉末の分散性とさらに磁性層の耐摩耗性をより一
段と向上させることができる。この理由については、必
ずしも明らかではないが、下記の如く推定される。

すなわち、繊維素系樹脂はその分子内にランダムでかつ
ポリウレタン樹脂に比し多めの水酸基が含まれているが
、この水酸基（二級の水酸基）は磁性粉末の活性点の多
い部分、針状粉では長袖に沿う表面部に、選択的に吸着
され、しかもこの繊維素系樹脂はそれ自体磁性粉末との
親和性が良好であるという特徴をも有している。一方、
前記分枝ポリウレタン樹脂は、これに含まれる水酸基お
よびカルボキシル基が上記繊維素系樹脂に比し少なめで
はあっても、その反応性は高くしかも主鎖および分枝鎖
の末端に位置して自由度が大きいため、これが磁性粉末
の活性点の少ない部分、前記針状粉では長軸方向の末端
部にも容易に吸着する。

このため、磁性粉末は繊維素系樹脂と上記分枝ポリウレ
タン樹脂とによってうまく被覆されることとなり、これ
により各粒子の分散が良くなってまた磁性層の耐摩耗性
の向上にも寄与することとなる。すなわち、繊維素系樹
脂と上記分枝ポリウレタン樹脂とは、その併用によって
お互いの特徴を生かしつつバインダとしての性能をいか
んなく発揮するに至るものと思われる。

このような効果を発揮する繊維素系樹脂としては、ニト
ロセルロースのほか従来公知のものを広く使用できる。

市販品としては、たとえば旭化成社製の商品名硝化綿Ｈ
，ＨｒＧ、Ｌなど、またダイセル化学工業社製の商品名
硝化綿Ｒ３，ＳＳなどが挙げられる。

この発明においては、上述の繊維素系樹脂と前記分枝ポ
リウレタン樹脂とを併用することを特徴とするが、その
併用割合としては、両者の合計量中に占める分枝ポリウ
レタン樹脂の割合が通常２０〜８０重量％、好適には５
０〜８０重量％となるようにするのがよい。どちらか一
方が多くなりすぎても少なくなりすぎてもこの発明の効
果を得にくくなり、好ましくない。

なお、磁性粉末のバインダとしては、上記三者を必須成
分とするほか、水酸基ないしカルボキシル基と反応して
磁性層を架橋硬化させることのできる低分子量ポリイン
シアネート化合物などを使用してもよい。これによれば
、磁性層の耐摩耗性をさらに一層向上させることができ
る。また、この発明の効果を損なわない範囲内で、他の
従来公知の結合剤樹脂を併用することも可能である。

この発明の磁気記録媒体は、たとえば上記のバインダと
磁性粉末とを含む磁性塗料を調製し、これをポリエステ
ルフィルムなどの基体上に塗着したのち、カレンダー処
理などの所要の工程を経ることにより、得ることができ
る。

上記の磁性粉末としては、たとえばγ−Ｆｅ２０３＋Ｆ
ｅ３Ｏ４，ＣＯ含有Ｆｅ、、０３．Ｃｏ含有Ｆｅ３Ｏ４
＋ＣｒＯ２。

バリウムフェライトなどの酸化物系磁性粉末や、Ｆ　ｅ
　＋　Ｃｏ　ｒ　Ｎ　＋またはこれらの合金などの金属
磁性粉末など従来公知のものをいずれも使用できる。

この磁性粉末の使用量も従来と特に異なるところはなく
、結合剤との合計量中通常６０〜９０重量％程度とすれ
ばよい。

なお、磁性塗料中には、必要に応じて分散剤、潤滑剤、
研磨剤、帯電防止剤などの公知の各種添加剤を含ませて
もよいことはいうまでもない。

〔発明の効果］ 以上のように、この発明においては、磁性粉末のバイン
ダとして特定の分枝ポリウレタン樹脂と繊維素系樹脂と
を併用したことにより、磁性層中での磁性粉末の分散性
が高度に改善されて磁性層表面の平滑性に好結果が得ら
れ、しかも磁性層の耐摩耗性の向上をも図りうるため、
電磁変換特性と耐久性とに共にすぐれる磁気記録媒体を
提供することができる。

〔実施例〕

以下に、この発明の実施例を記載してより具体的に説明
する。以下において、部とあるは重量部を意味するもの
とする。

実施例１ ブタンジオーノペ　トリメチロールプロパン、アジピン
酸、４・４′−ジフェニルメタンジインシアネートを出
発原料として本文詳記の方法にて、平均分子量が４０，
０００、末端の一級水酸基が平均２個、末端の一層カル
ボキシル基が平均１個（つまり、分枝鎖が平均１個）の
分枝ポリウレタン樹脂を得た。この分枝ポリウレタン樹
脂を用いて、下記の配合組成にて磁性塗料を調製した。

硝化綿ＨＩＧＩ（旭化成社製の商品名）　　１３部分枝
ポリウレタン樹脂　　　　　　　　１３部α−ＡＩ！、
、０３粉　　　　　　　　　６部オレイン酸２−エチル
ヘキシル　　　　　　　１０部シクロへキサノン　　　
　　　　　　１４０部ト　　　ル　　　エ　　　　ン　
　　　　　　　　　　　　　　　　　１４０部すなわち
、上記組成のうち、分枝ポリウレタン樹脂と三官能性イ
ンシアネート化合物を除く他の成分を、ボールミル中で
７２時間混合分散させたのち、分枝ポリウレタン樹脂を
加えてさらに２４時間混合分散させ、ついで三官能性イ
ソシアネート化合物を加えて１時間混合することにより
、磁性塗料を調製した。

つぎに、この塗料を厚み７５μのポリエステルフィルム
の両面に乾燥厚みが両面共２５ρとなるように塗着した
のち、カレンダー処理（熱鏡面処理）を行った。その後
円板状に打ち抜き加工処理して、この発明の磁気ディス
クを作製した。

実施例２ 分枝ポリウレタン樹脂の使用部数を２０部に変更し、三
官能性イソシアネート化合物を使用しなかった以外は、
実施例１と同様にして磁気ディスクを作製した。

比較例１ 分枝ポリウレタン樹脂の使用部数を２６部とし、硝化綿
ＨＩＧＩを使用しなかった以外は、実施例１と同様にし
て磁気ディスクを作製した。

比較例２ 分枝ポリウレタン樹脂の使用部数を３３部とし、硝化綿
ＨＩＧ　１および三官能性インシアネート化合物をいず
れも使用しなかった以外は、実施例１と同様にして、磁
気ディスクを作製した。

上記実施例１，２および比較例１，２の各磁気ディスク
につき、電磁変換特性としてＤ５０［ｋＢＰ１］とＣ／
Ｎ比を測定し、また耐久性試験を行った結果は、後記の
表に示されるとおりであった。なお、各特性試験は下記
の方法にて行った。

く電磁変換特性〉 ヘッドギャップ長さ０．２５−のアモルファスヘッドを
用いて測定した。Ｄ５０　［ｋＢＰＩ　］　は周周波数
性であり、この数値が大きいほど周波数特性にすぐれる
ことを意味する。またＣ／Ｎ比は４０ｋＢＰＩでの出力
とこのときの５０ｋＢＰＩでのノイズの比で示した。

く耐　久　性〉 磁気ディスクを記録再生装置に装填して、これに磁気ヘ
ッドをパッド圧３０　’ｉ’／ｃｄで摺接させて再生出
力が初期出力の７０％になるまでの走行時間を測定した
。

上記の結果から明らかなように、この発明の磁気ディス
クは電磁変換特性にすぐれ、しかも耐久性にもすぐれて
いることが判る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基体上に磁性粉末と結合剤とを含む磁性層を設け
   てなる磁気記録媒体において、上記結合剤として、主鎖
   および分枝鎖の末端数が平均３個以上であり、かつその
   うちの少なくとも２個の末端に一級水酸基が、また少な
   くとも１個の末端に一級カルボキシル基が導入されてな
   る分枝ポリウレタン樹脂と、繊維素系樹脂とを併用した
   ことを特徴とする磁気記録媒体。
2. （２）分枝ポリウレタン樹脂が繊維素系樹脂との合計量
   中２０〜８０重量％である特許請求の範囲第（１）項記
   載の磁気記録媒体。