JPS6282510A - 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う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（−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、この発明者の検討によれば、上記の分枝ポリ
ウレタン樹脂は、その分枝鎖を多くして一級の水酸基な
いしカルボキシル基の数を増やした場合、磁性塗料調製
時にその反応性によってゲル化する傾向がみられた。こ
のため、分枝鎖および上記極性基数はおのずと限定され
、この場合所期する分散性改善効果さらには耐摩耗性改
善効果が得られなくなるという問題があった。

したがって、この発明は、上記分枝ポリウレタン樹脂の
問題点を解消して、磁性粉末の分散性とさらに磁性層の
耐摩耗性が大幅に改善された電磁変換特性および耐久性
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
もに水酸基ないしカルボキシル基含有の塩化ビニル−酢
酸ビニル共重合体を併用したときには、上記ポリウレタ
ン樹脂の極性基数を塗料調製時のゲル化を防止しうる少
なめに設定したときでも、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、水酸基な
いしカルボキシル基含有の塩化ビニル−酢酸ビニル共重
合体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、これと前記共重合体と併用す
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
が、これについては別発明としてすでに出願済みである
。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前記共重合体と併用したので
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、
前述したように、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ポリエステルポリオールを得、こ
れ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、プロピレングリ
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、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
、コハク酸、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としては、メチ
レンジインシアネート、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
に水酸基ないしカルボキシル基含有の塩化ビニル−酢酸
ビニル共重合体を用いることが重要であり、これによっ
てはじめて磁性粉末の分散性とさらに磁性層の耐摩耗性
の向上に好結果を得ることができる。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、上記共重合体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ないしカルボキシ
ル基が含まれているが、この極性基（二級の水酸基ない
しカルボキシル基）は磁性粉末の活性点の多い部分、針
状粉では長軸に沿う表面部に、選択的に吸着され、しか
もこの共重合体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
ル基が上記共重合体に比し少なめではあつでも、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、磁性粉末は上記共重合体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、上記共重合
体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上記水酸基ないしカルボキシ
ル基含有の塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体は、一般に
塩化ビニルと酢酸ビニルとビニルアルコールないし不飽
和カルボン酸（たとえば無水マレイン酸、マレイン酸、
フマル酸など）とを共重合反応させることにより、また
特に水酸基含有の上記共重合体にあっては塩化ビニル−
酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニル成分を所定割合で加水
分解して水酸基を生成させることにより、得られるもの
である。

この水酸基ないしカルボキシル基含有の塩化ビニル−酢
酸ビニル共重合体の水酸基ないしカルボキシル基の含有
量としては、この共重合体を構成するビニルアルコール
成分ないし不飽和カルボン酸成分が全モノマー中通常０
．５〜２０モル％程度となる割合であるのがよい。また
、この共重合体の分子量としては、平均分子量が一般に
１５，０００〜４０，０００程度のものが好ましく用い
られる。

上記共重合体の市販品としては、たとえばＵ、Ｃ０Ｃ。

社製の商品名ＶＡＧＨ、ＶＭＣＨ１積水化学工水化学工
業社製工スレツクＡ、電気化学工業社製の商品名デンカ
ビニル１００ＯＧなどが挙げられる。

この発明においては、上述の共重合体と前記分枝ポリウ
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１０〜９０重量％、好適には２０〜
７０重量％となるようにするのがよい。どちらか一方が
多くなりすき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ソ
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−Ｆｅ２Ｏ３゜Ｆ
ｅ３Ｏ４，Ｃｏ含有Ｆｅ、０３．　Ｃｏ含有Ｆｅ３０ａ
、ＣｒＯ２、バリウムフェライトなどの酸化物系磁性粉
末や、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ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。

ｉ″“、　！ｔｅｌ−ｔｌ”″“・７８“′９°７１４
・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水酸基ないしカ
ルボキシル基含有の塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体と
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も好結果が得
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 ブタンジオール、トリメチロールプロパン、アジピン酸
、メチレンジイソ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３個、末端の一級カルボキシル基が平均１個
（つまり、分枝鎖が平均２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。

分枝ポリウレタン樹脂　　　　　　　１３部３官能性イ
ンシアネ一ト化合物（日本　　　　７部ポリウレタン社
製の商品名コロネートし）（Ｌ−Ａ７？２０３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３官能性インシアネ一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、上記
の二成分を加えてさらに２４時間撹拌混合することによ
り、磁性塗料を調製した。

つぎに、この塗料を厚み７５Ａ’のポリエステルフィル
ムの両面に乾燥厚みが両面共２．５μとなるように塗着
したのち、カレンダー処理を行った。

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 ＶＡＧＨ１３部の代わりに、ｖＭＣＨ（カルボキシル基
含有の塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体）１３部を用い
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、ＶＡＧ
Ｈ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。

実施例３ 分枝ポリウレタン樹脂の使用部数を２０部に変更し、３
官能性インシアネ一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２ 分枝ポリウレタン樹脂の使用部数を３３部とし、ＶＡＧ
Ｈおよび３官能性インシアネ一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１〜３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［ｋＢＰＩ］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。

〈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］は周波数特性で
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
ッドをヘッド荷重３０ｇＩ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、水酸基ないしカルボキシル
   基含有の塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体とを併用した
   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水酸基ないしカルボキシ
   ル基含有の塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体との合計量
   中１０〜９０重量％である特許請求の範囲第（１）項記
   載の磁気記録媒体。