JPH07210853A - 情報記録媒体とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電磁変換特性、走行耐久性に優れた情報記録
媒体を提供すること。 【構成】 磁性層や隠蔽層インキに、スルホン酸金属塩
基を有する樹脂とスルホン酸基を有する分散剤の共存、
有機溶剤やアルミナの添加、分散剤での湿式処理、隠蔽
層の外縁円周部分のＣＤ面への接着、などを行う構成と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気記録の分野に関す
るものであり、電磁変換特性と走行耐久性に優れた磁気
記録の媒体をＣＤ上に付与した情報記録媒体に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報記録媒体の開発は長足の進歩
を遂げ、特に磁気記録の分野では益々の高記録密度化と
高性能化が求められている。この高性能化には電磁変換
特性の向上と耐久性の向上がある。

【０００３】前者の電磁変換特性の向上に関しては、特
許等によって開示された技術内容は枚挙に暇がない。し
かし、磁性塗料の調製上の技術としては、磁性粉の高分
散と高充填の技術が基本である。特に、微細なメタル磁
性粉のような高ＢＥＴ比表面積値をもつ粉体の場合に
は、粉体への吸着のために必要とされるバインダ−樹脂
量は多くなるのが通例であった。従って、磁性塗膜の磁
性粉の充填性には上限ができ、結果として電磁変換特性
の内の主として出力の向上には限界（上限）があること
になった。従来の技術では、バインダ−樹脂に各種の官
能基を導入して、磁性粉への吸着性を改善してきたが、
これらの対策には塗料粘度との関係から困難な面があっ
た。また、塗膜上の構成からはヘッドと磁性層表面まで
のスペ−シングをできるだけ少なくすることが大切であ
る。だが、スクリ−ン印刷で塗膜を形成する場合には通
常は膜厚が厚くなるという欠点があり、膜厚を薄くする
ことは困難であった。

【０００４】他方、後者の走行耐久性の向上に関して
も、同様に開示された技術内容は枚挙に暇がない。従来
より、白色隠蔽層の紫外線硬化の場合には硬化に時間が
かかりすぎ塗膜強度が上がらない場合があった。更に、
非磁性支持体がＣＤそのもので磁性層のバインダ−樹脂
が紫外線硬化型樹脂でない場合には、接着性が不十分と
なり、結果としてはヘッドによる情報記録媒体の走行耐
久性が充分に確保されない場合があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、磁性
粉や隠蔽用粉体の高充填、塗膜のレベリング性の向上と
薄膜化、隠蔽層塗膜の高強度化、塗膜構造の改善、必要
な非磁性支持体の処理などにより、情報記録媒体の電磁
変換特性と走行耐久性を向上させることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の情報記録媒体では、磁性層用インキや隠蔽層
用インキにスルホン酸金属塩基を有するバインダ−樹脂
とスルホン酸基を有する分散剤を共存させるという構成
を有している。ここで、分散剤としてはｐ−トルエンス
ルホン酸が有用であり、望ましくはＭＥＫなどの有機溶
剤に溶かして粉体への吸着表面処理をすることが有効で
ある。また、磁性層用インキや隠蔽層用インキの組成
を、紫外線硬化型樹脂溶液、シクロヘキサノンなどの有
機溶剤、無機粉体としては酸化チタンとアルミナの混
合、とする構成とする。更に、隠蔽層の外縁円周部分を
磁性層よりはみ出させて非磁性支持体に接着させたり、
非磁性支持体を紫外線により易接着処理することなども
有効な手段である。

【０００７】

【作用】従来より無機粉体にはスルホン酸金属塩基の吸
着が最も有効であると考えられていた。また、スルホン
酸金属塩基を有するバインダ−樹脂が磁性粉に対してど
れだけの吸着部数で飽和のレベルにまで達するかは、実
験的には測定可能であった。しかし、磁性塗膜の磁性粉
の充填性が最高値にするための問題は別問題であった。
本発明者は、適当な分散剤を検討することにより、バイ
ンダ−樹脂と分散剤の組合せにおいて、有効な手法を見
い出すことができた。即ち、スルホン酸金属塩基を有す
る高分子量のバインダ−樹脂とスルホン酸基を有する低
分子量の分散剤の適切な添加量比によって、高い塗膜中
への充填性が得られることが判明した。更に、隠蔽層用
粉体でも同様のことが判明した。

【０００８】ところで、磁性層用インキや隠蔽層用イン
キを紫外線硬化型樹脂溶液で調製すると、粘度が高いま
までスクリ−ン印刷後の膜厚は薄くならず、紫外線硬化
処理後の膜厚も厚いままとなる。しかし、有機溶剤が混
合されたインキでは、有機溶剤は印刷後には乾燥飛散す
るので、塗膜の厚みは薄くなる。また、アルミナは紫外
線硬化型樹脂と良く分散調製され酸化チタンと同じ白色
なので白色隠蔽性を損なうことがない。むしろその高い
モ−ス硬度から塗膜の強度を向上させ、結果として走行
耐久性を向上させる。更に、隠蔽層の外縁円周部分を下
層の磁性層よりはみ出させて直接に非磁性支持体である
ＣＤ（表面は紫外線硬化樹脂）に接着させると、隠蔽性
樹脂とＣＤの表面は同じ紫外線硬化型樹脂なので充分な
接着性が得られことになり、磁性層は強く保持されＣＤ
より剥離し難くなる。特に、磁性層用樹脂が紫外線硬化
型樹脂でない場合にはこのことは有用である。これらの
対策によって、本発明の情報記録媒体の電磁変換特性と
走行耐久性は向上する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の各実施例を詳しく記載する。

【００１０】まず、予備実験１として以下の実験を行っ
た。磁性粉としては関東電化工業（株）製のメタル磁性
粉（品番：ＭＡＰ２０００、ＢＥＴ比表面積値＝５５平
方ｍ／ｇ）を用い、バインダ−樹脂としては東洋紡
（株）製のスルホン酸金属塩基を有するポリウレタン樹
脂溶液（品番：ＵＲ−８５３０、固形分＝３０ｗｔ％、
溶剤はＭＥＫ／トルエン＝１／１、分子量Ｍｗ＝５００
００）を使用した。分散剤としては、市販品の試薬：ｐ
−トルエンスルホン酸（１水和物、分子量＝１９０．２
１、ナカライテスク（株））を用いた。

【００１１】このメタル磁性粉に対するｐ−トルエンス
ルホン酸の単分子吸着量を測定した。実験方法として
は、５００ｍｌのポリエチレン容器に以下の材料と分散
ビ−ズを注入し、１時間シェ−カ−分散し、ヌッチェで
濾取後、送風乾燥し、熱重量分析曲線から分散剤の吸着
量を解析した。本メタル磁性粉を１００ｇ、有機溶剤：
ＭＥＫを３００ｇ、本分散剤：ｐ−トルエンスルホン酸
（１水和物）を１０ｇ、分散用のビ−ズとして１ｍｍ径
のジルコンビ−ズを３００ｇとした。

【００１２】結果は、磁性粉１００重量部に対して２．
８８重量部であり、この値はスルホン酸基の分子断面
積、ｐ−トルエンスルホン酸（１水和物）の分子量、本
メタル磁性粉のＢＥＴ比表面積値、アボガドロ数などか
ら計算される単分子吸着量とほぼ一致している。従っ
て、本メタル磁性粉に対しては、２．８８ｗｔ％は吸着
の飽和値であり、実際にｐ−トルエンスルホン酸（１水
和物）をメタル磁性粉に注ぐと、ガス（水素ガス）の発
生が認められることからも、本分散剤はメタル磁性粉に
吸着することが傍証された。

【００１３】次に、予備実験２として以下の実験を行っ
た。実験方法としては、５００ｍｌのポリエチレン容器
に以下の材料と分散ビ−ズを注入して、３時間シェ−カ
−分散し、ヌッチェで濾取後、送風乾燥し、熱重量分析
曲線からバインダ−樹脂の吸着量を解析した。本メタル
磁性粉を１００ｇ、本バインダ−樹脂溶液：ポリウレタ
ン樹脂溶液を５０ｇ、混合溶剤（ＭＥＫ／トルエン＝１
／１、重量比）を１３７．５ｇ、分散用のビ−ズとして
１ｍｍ径のジルコンビ−ズを３００ｇとした。

【００１４】結果は、磁性粉１００重量部に対して１
０．４４重量部であり、この値は妥当な値と認めること
ができる。

【００１５】（実施例１）磁性層用インキの調製の場合
について、以下の材料で実験を行った。 メタル磁性粉（関東電化工業（株）製の品番：ＭＡＰ２
０００）・・・５００ｇ 分散剤（試薬；ｐ−トルエンスルホン酸（１水和物））
・・・・・・・表１記載 有機溶剤（ＭＥＫ）・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・１５００ｇ をディスパ−で高速攪拌混合し、大型のヌッチェと吸引
濾過鐘を用いて分散剤処理済みのメタル磁性粉を濾取
し、余分なＭＥＫを送風飛散させ充分に乾燥させた。

【００１６】次に、ポリウレタン樹脂溶液（東洋紡
（株）製の品番：ＵＲ−８５３０、 固形分＝３０ｗｔ％）・・・・・・・・・表１記載 を添加した後に、３本ロ−ルで混練し、希釈してサンド
ミルで分散した。

【００１７】更に、有機溶剤を添加してＭＥＫ／トルエ
ン／シクロヘキサノン＝３／３／１（重量比）とし、Ｎ
Ｖ（塗料中の不揮発成分の重量％）＝３０．０にすべて
の塗料を調製した。得られた各磁性塗料をＣＤ上（レ−
ザ−光が照射しない方の面）にメッシュ工業（株）製の
４００メッシュのスクリ−ンで印刷し、その上に市販の
紫外線硬化樹脂（大日本インキ化学工業（株）製、品
番：ＳＳＤ Ｆ２６ Ｗｈｉｔｅ）を同様に塗布し、紫
外線硬化処理を行い、磁性層４μｍ、隠蔽層（紫外線硬
化層）８μｍになるような情報記録媒体を作製した。こ
こで、（表１）に記載するように、ポリウレタンと分散
剤：ｐ−トルエンスルホン酸（１水和物）の仕込みの量
比を変化させた試料塗膜を試料番号１〜７とした。

【００１８】これらの情報記録媒体の出力を内製した測
定装置で測定した。測定条件として、情報記録媒体とヘ
ッドの相対速度は１．３ｍ／ｓとし、線記録密度は６０
０ＢＰＩであり、Ｒｅａｄ／Ｗｒｉｔｅのトラック巾は
共に２００μｍとした。出力のデシベル表示値を相対比
較した結果を（表１）に記載した。

【００１９】

【表１】

【００２０】ここで、本分散剤は本磁性粉に対して飽和
吸着量の２．８８ｗｔ％まで仕込み量のまま吸着すると
し、吸着率（Ａ）を、Ａ＝仕込み重量部数×１００／
２．８８ （％）と定義する。この吸着率（Ａ）の値も
（表１）に記載した。（表１）の結果に示すように、本
分散剤の少量の添加（仕込み）量で、出力は極大値にな
ることが判る。

【００２１】このことの解釈として、高分子のバインダ
−樹脂と低分子の分散剤が適量の関係を保って磁性粉に
吸着すれば、バインダ−樹脂の吸着後の広がりが適当と
なり、結果としては塗膜中の磁性粉の充填性も極大値に
なると考えられる。なお、磁性粉のＢＥＴ比表面積値が
変化すれば吸着率の値も１次的に変化する。従って、こ
のことの意味は、吸着能力の高いスルホン酸金属塩基を
有するバインダ−樹脂とスルホン酸基を有する分散剤の
適量比での共存こそが有効であることを示していると考
えられる。

【００２２】（実施例２）隠蔽層用インキの調製の場合
についても、以下の材料で実験を行った。

【００２３】実施例１での粉体を隠蔽用粉体の酸化チタ
ン（石原産業（株）製、品番：Ｒ−５８０、粒径０．２
８μｍ、ＢＥＴ比表面積値＝７平方ｍ／ｇ）＝５００ｇ
とし、他の材料組成や製膜法は同じとし、試料塗膜を試
料番号８〜１４とした。

【００２４】塗膜の光沢度を日本電色（株）製の光沢度
計（品番：ＶＧ−１Ｄ、入反射角度＝４５度）で測定
し、結果を（表２）に記載した。

【００２５】

【表２】

【００２６】（表２）の結果に示すように、本分散剤の
少量の添加（仕込む）量で、光沢度は極大値になること
が判る。この解釈としては磁性粉の場合と同様に考えら
れる。光沢度は隠蔽性の尺度とし、隠蔽性は高充填性の
尺度と考えられからである。

【００２７】ところで、磁性インキの分散調製法である
が、高ＢＥＴ比表面積値をもつメタル磁性粉に分散剤を
均一に吸着させるには、前処理としては湿式法としての
有機溶剤による分散剤の充分な湿潤吸着処理が望まし
い。この場合、有機溶剤としては低沸点、低毒性、磁性
粉との非反応性などの方が好ましいので、汎用有機溶剤
の中ではＭＥＫが最も有用であり、シクロヘキサノンは
メタル磁性粉と反応すると考えられ、トルエンは中沸点
で毒性も少なくはない。しかし、ＭＥＫを主成分する混
合有機溶剤でも特に問題は起こっていない。なお、分散
剤としてのｐ−トルエンスルホン酸は、スルホン酸基を
持つ有機酸としては有用であり、低分子量、高吸着保持
性、対溶剤溶解性などの利点も持っている。

【００２８】（実施例３）次に、光硬化型樹脂の内で、
紫外線硬化型樹脂を用いた場合について説明する。

【００２９】まず、磁性層用インキの調製について、以
下に詳述する。 メタル磁性粉（関東電化工業（株）製、品番：ＭＡＰ２
０００）・・・５００ｇ アルミナ（住友化学工業（株）製、品番：ＡＫＰ−２
０、粒径０．５０μｍ）・・・・・・・表３、６記載 紫外線硬化型樹脂溶液（エポキシアクリル系）・・・・
・・・・・・・１００ｇ プレポリマ−：４７ｗｔ％ モノマ− ：４０ｗｔ％ 光重合開始剤： ５ｗｔ％ 補助剤 ： ５ｗｔ％ 消泡剤 ： ３ｗｔ％ 有機溶剤：シクロヘキサノン・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・表３記載 上記混合物を、ディスパ−で高速攪拌してプレミキシン
グした後、３本ロ−ルで混練分散した。

【００３０】同様に、隠蔽層用インキの調製について
は、メタル磁性粉のみを隠蔽性粉体の酸化チタン（石原
産業（株）製、品番：Ｒ−５８０、粒径＝０．２８μ
ｍ、ＢＥＴ比表面積値＝７平方ｍ／ｇ）の５００ｇに換
えて調製した。

【００３１】まず、磁性層用のインキだけで磁性層の単
独膜をスクリ−ン印刷で作製した。スクリ−ンは、メッ
シュ工業（株）製の４００メッシユのスクリ−ンで行
い、被印刷媒体はＣＤ（レ−ザ−光線が照射されない
面）面とした。膜厚６μｍの良好な塗膜が得られた。な
お、この塗膜を紫外線硬化処理し、その上に直接にヘッ
ドを乗せて磁気記録再生を行うのが電磁変換特性的には
最も効率が良いことは言うまでもない。

【００３２】さて、スキ−ジ−による磁性層塗膜面の縦
スジの程度についての目視判定した。試料番号１５〜１
８の塗膜についての結果を（表３）に記載した。

【００３３】

【表３】

【００３４】（表３）に示すように、有機溶剤のシクロ
ヘキサノンの添加量が多くなるとインキが低粘度にな
り、レベリング性が向上していることが判った。次に、
有機溶剤としてＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）
を用いた場合の結果を（表４）（試料番号１９−２２）
に記載した。

【００３５】

【表４】

【００３６】（表４）に示すように、有機溶剤としては
ＮＭＰは高沸点（沸点＝２０２℃）であり、乾燥が緩慢
となるので、塗膜の表面性（目視観察）はより優れてい
ることが判った。

【００３７】なお、高沸点溶剤としてはＮＭＰ溶剤だけ
に限らず、ホロン（沸点＝１９８℃）やイソホロン（沸
点＝２１５℃）などの他の高沸点有機溶剤との混合でも
有効であることは言うまでもない。

【００３８】次に、磁性層用インキ（試料番号１８）と
その上に隠蔽層用インキ（試料番号１９−２２）を印刷
した後に、紫外線硬化処理を行い情報記録媒体を作製し
た。

【００３９】この情報記録媒体（試料番号２３−２６）
の出力を内製した測定装置で測定した。

【００４０】測定条件としては、ＣＤの情報記録媒体と
ヘッドの相対速度は１．３ｍ／ｓとし、線記録密度は６
００ＢＰＩであり、Ｒｅａｄ／Ｗｒｉｔｅのトラック巾
は共に２００μｍとした。出力のデシベル表示値を相対
比較した結果の値を（表５）に記載した。

【００４１】

【表５】

【００４２】（表５）の結果に示すように、有機溶剤：
シクロヘキサノンの混合により隠蔽層の膜厚は減少し、
その結果として出力が向上したと考えられる。なお、有
機溶剤としては汎用の高沸点溶剤であり、エポキシアク
リル系の紫外線硬化樹脂にも相溶し、また安価であるこ
とから、シクロヘキサノン（沸点＝１５６℃）が最も望
ましいが、他の溶剤との混合系でも有効であることは言
うまでもない。

【００４３】（実施例４）次に、高硬度粉体を添加した
塗膜を作製するために、実施例３の組成表の内でメタル
磁性粉を酸化チタン（品番：Ｒ−５８０）に換え、シク
ロヘキサノンは添加せず、他は同じとして作製した試料
塗膜（試料番号２７−３０）について、走行耐久試験を
行った。

【００４４】ここで高硬度粉体としては、硬度と粒径の
観点から住友化学工業（株）のアルミナの品番：ＡＫＰ
−２０が最も実績があるので採択し実験検討した。

【００４５】試験条件としては、情報記録媒体の隠蔽層
の上にフロッピ−デイスクのヘッドを乗せ、ヘッドと媒
体の相対速度は１．３ｍ／ｓとし、ヘッド荷重は２５ｇ
とした。媒体の回転数は３６０ｒｐｍであり、常温常湿
環境下で１００万パスまで走行させた。

【００４６】結果の判定は、目視判定による５段階表示
とした。判定基準は以下のようにした。隠蔽層に痕跡が
無い・・・５、隠蔽層に微小の痕跡がある・・・４、隠
蔽層にはっきり判る痕跡がある・・・３、隠蔽層に大き
な痕跡が残る・・・２、痕跡が磁性層にもおよぶ・・・
・１。この基準に従って結果を判定し（表６）に記載し
た。

【００４７】

【表６】

【００４８】（表６）の結果に示すように、隠蔽層に酸
化チタンの他にアルミナを混合させた実施例では、その
走行耐久性が向上していることが明らかである。

【００４９】（実施例５）更に、磁性層とその上に塗布
して形成する隠蔽層の塗膜の構造を、従来例の（図２）
より改善して（図１）のようにした構造の情報記録媒体
について、同上の条件で走行耐久試験を行った。その結
果を（表７）に記載した。インキは試料番号３０を使用
した。

【００５０】

【表７】

【００５１】（表７）の結果に示すように、実施例のよ
うな構造にすれば明らかに走行耐久性が向上することが
確認された。この理由は、隠蔽層が磁性層を包み込み磁
性層を固く保持して動けないようにするためと考えられ
る。

【００５２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、磁性層
用インキや隠蔽層用インキでは、スルホン酸金属塩基を
有するバインダ−樹脂とスルホン酸基を有する分散剤の
共存、および湿式法による分散剤の前処理、シクロヘキ
サノンやＮＭＰなどの有機溶剤の添加、アルミナなどの
高硬度粉体の添加、また構造的には隠蔽層の外縁円周部
分のＣＤへの接着、などが情報記録媒体の電磁変換特性
や走行耐久性を向上させることになる。

【００５３】なお、隠蔽層にはスクリ−ン印刷やオフセ
ット印刷などによりレ−ベル印刷ができる。更に、（図
１）のような構成は、スクリ−ンのサイズを変えるだけ
で簡単に実現できる。即ち、磁性層用、隠蔽層用の各々
サイズが異なるスクリ−ンを用いて印刷すればよいので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す情報記録媒体の断面図

【図２】従来の情報記録媒体の断面図

【符号の説明】

１ ＣＤ ２ 磁性層 ３ 隠蔽層 ４ 隠蔽層の外縁円周部分

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非磁性支持体上に多層塗膜が形成され、多
   層塗膜の内の２層が磁性層と隠蔽層であり、隠蔽層が磁
   性層の上に直接に重ねられて形成されたことを特徴とす
   る情報記録媒体。
2. 【請求項２】磁性層中に、スルホン酸金属塩基を有する
   バインダ−樹脂とスルホン酸基を有する分散剤、が共存
   していることを特徴とする請求項１記載の情報記録媒
   体。
3. 【請求項３】隠蔽層中に、スルホン酸金属塩基を有する
   バインダ−樹脂とスルホン酸基を有する分散剤、が共存
   していることを特徴とする請求項１記載の情報記録媒
   体。
4. 【請求項４】分散剤を有機溶剤に溶かし、粉体の表面に
   充分に吸着させた後に、バインダ−樹脂を添加してイン
   キを分散調製することを特徴とする情報記録媒体の製造
   方法。
5. 【請求項５】磁性層用インキが、光硬化型樹脂、有機溶
   剤、および磁性粉を含む無機粉体からなることを特徴と
   する請求項１記載の情報記録媒体。
6. 【請求項６】隠蔽層用インキが、光硬化型樹脂、有機溶
   剤、および隠蔽用粉体を含む無機粉体からなることを特
   徴とする請求項１記載の情報記録媒体。
7. 【請求項７】有機溶剤がＮ−メチル−２−ピロリドン
   （ＮＭＰ）を含むことを特徴とする請求項６記載の情報
   記録媒体。
8. 【請求項８】無機粉体が酸化チタンとアルミナを含むこ
   とを特徴とする請求項６記載の情報記録媒体。
9. 【請求項９】隠蔽層の外縁円周部分が磁性層よりはみ出
   して、非磁性支持体に直接に接着していることを特徴と
   する請求項１記載の情報記録媒体。