JPH1069627A - 磁気記録媒体 - Google Patents
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Abstract
な高出力、低ノイズの磁気記録媒体を提供することを。 【解決手段】非磁性支持体上に非磁性粉末または軟磁性
粉末と結合剤を主体とする下層塗布層を設け、その上に
強磁性粉末を結合剤中に分散してなる磁性層を設けた少
なくとも2層以上の複数の層からなる磁気記録媒体にお
いて、少なくとも前記下層塗布層中には環状構造とエー
テル基とを含むポリウレタン樹脂を含み、かつ前記下層
塗布層中の非磁性粉末または軟磁性粉末の平均長軸長が
0.04〜0.20μmであり、軸比が2〜10である
ことを特徴とする磁気記録媒体。
Description
高密度で記録再生する磁気記録媒体に関するものであ
る。
テープあるいはフロッピーディスクなどとして広く用い
られている。磁気記録媒体は、強磁性粉末が結合剤(バ
インダ)中に分散された磁性層を非磁性支持体上に積層
している。磁気記録媒体は、電磁変換特性、走行耐久性
および走行性能などの諸特性において高いレベルにある
ことが必要とされる。すなわち、音楽録音再生用のオー
ディオテープにおいては、より高度の原音再生能力が要
求されている。また、ビデオテープについては、原画再
生能力が優れているなど電磁変換特性が優れていること
が要求されている。
同時に、磁気記録媒体は前述のように良好な走行耐久性
を持つことが要求されている。そして、良好な走行耐久
性を得るために、一般には研磨材および潤滑剤が磁性層
中に添加されている。
耐久性を得るためには、その添加量をある程度多くする
必要があり、そのため強磁性粉末の充填度が低下する。
また優れた走行耐久性を得るために粒子径の大きな研磨
材を使用した場合には、磁性層表面に研磨材が過度に突
出し易くなる。従って、研磨材による走行耐久性の改良
は上記の電磁変換特性の劣化をもたらす場合が多く問題
となる。
向上させる場合には、その添加量を多くする必要があ
り、このため結合剤が可塑化され易くなり、磁性層の耐
久性が低下する傾向がある。また、上記耐久性および電
磁変換特性を向上させるためには、磁性層の主成分の一
つである結合剤も、当然のことながら重要な働きを担っ
ている。従来から用いられている塩化ビニル樹脂、セル
ロース樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂等では、磁性
層の耐摩耗性が劣り、磁気テープの走行系部材を汚染す
るという問題があった。
い結合剤を用いて磁性層の硬度を上げる方法が行われて
いる。例えば、ポリエステルポリウレタン樹脂、ポリカ
ーボネートポリウレタン樹脂からなる結合剤を用いた磁
気記録媒体が特開平6−96437号公報に記載されて
おり、実施例には、ウレタン基が2〜4mmol/gの
ウレタンが記載されているが、長鎖ジオールの含有量は
不明であり、OH基に関しても明かなものでなく、ま
た、特公平6−19821号公報には、同様に、ウレタ
ンとウレアの合計が1.8〜3.0mmol/gのウレ
タンウレアが含まれている結合剤が記載されているが、
樹脂合成例によれば、得られたポリウレタン樹脂中の長
鎖ジオールの割合は61重量%である、これらはウレタ
ン結合濃度が大きく、耐久性に優れるものの塗布液の粘
度の上昇に伴う分散性の低下によって電磁変換特性が低
下するものである。
いたポリウレタン樹脂を結合剤としたものが提案されて
おり、特開昭61−148626号公報には、ビスフェ
ノールAが20%含まれるポリエステルポリオールを用
いており、実施例から求めると、ウレタンに対してビス
フェノールAの含有量は13重量%であり、ポリオール
含有量69重量%のものが用いられているが、環状構造
が溶剤への溶解性を低下させるために分散性が低下す
る。また、特開平1−251416号公報には、環状構
造を有する短鎖ジオールとして、ビスフェノールAを鎖
延長剤およびポリカーボネートポリオール原料に用いた
ポリウレタンが記載されており、実施例からビスフェノ
ールAの含有量は16重量%であり、ポリオール含有量
63重量%のものが用いられているが、同様に環状構造
が溶剤への溶解性を低下させるために分散性が低下する
という問題がある。また、ビスフェノールSを含むラク
トン変性ポリオールを用いることが特公平7−2185
1号公報に記載されているが、実施例から求めるとポリ
オール含有量は52重量%であり、ビスフェノールSの
含有量は13重量%のポリウレタンであるが、環状構造
を有するために同様な問題があった。
は、ポリウレタン樹脂が、環状構造を有するポリエーテ
ルポリオールを含有するものであり、ビスフェノール
A、水素化ビスフェノールAのエチレンオキシド、プロ
ピレンオキシド付加物をジオール(分子量250〜30
00)等を用いることが記載されており、実施例はいず
れもポリオール含有量は70重量%以上であり、またエ
ーテル含有量が8mmol/g以上であるので、塗膜が
軟らかくなりヘッド汚れなどの耐久性が低下する。
は、ポリウレタン樹脂としてポリテトラメチレングリコ
ール、ポリカプロラクトンポリオールを用いているが、
実施例の記載によれば、ポリオール含有量は70重量%
以上であり、同様に塗膜が軟らかくヘッド汚れなどが生
じ耐久性が低下するという問題があった。
アネート末端プレポリマーに、分岐状ポリエステルポリ
オールを反応させたポリウレタン樹脂が記載されている
が、合成例から求めるとOH基の8.2×10-5eq/
gであり、含有量が多く溶液の粘度が増加し、分散性が
低下する。さらに、分岐ポリオールにより樹脂の強度の
低下、繰り返し走行性の悪化等も生じることとなる。
は、両末端に少なくとも1個のOH基を有する化合物と
ポリイソシアネートからなる結合剤を用いた磁気記録媒
体が記載されているが、ポリエステルポリオールを用い
ることが記載されているのみであり、樹脂の強度の低
下、繰り返し走行性の悪化等も生じることとなる。
は、主鎖および分岐鎖の末端数が平均3個以上であり、
少なくとも2個の末端に一級水酸基があるポリウレタン
樹脂を含有した結合剤が記載されており、実施例にはポ
リエステルポリオールが挙げられているが、樹脂の強度
および繰り返し走行耐久性等が十分なものではなかっ
た。
て用いられるポリウレタン樹脂やポリウレタンウレア樹
脂は、一般的にポリエステル、ポリエーテル、ポリカー
ボネート等の親水性セグメントを有する長鎖ジオールを
用いることが記載されており、また、長鎖ジオールは、
各先行技術に記載の実施例によると樹脂中の長鎖ジオー
ルはいずれも25モル%以上含むことが記載されてい
る。
タン−ウレア樹脂は前述した親水性セグメントを有する
ために有機溶剤との親和性を妨げ、親水性極性基が凝集
をおこし易く、有機溶剤中における分子鎖の広がりが小
さくなる方向にあり、強磁性微粉末の分散性を妨げる作
用をするという欠点がある。又、これらの親水性セグメ
ントを持つ長鎖ジオールは、ポリエステルの場合には、
エステル結合基が加水分解しやすく保存性が低下すると
いう問題があり、ポリエーテルには、ポリテトラメチレ
ンエーテルグリコール、ポリプロピレングリコール、ポ
リエチレングリコールなどのようにTgが低く、柔らか
く強度の小さいものとなる。
ことにより磁性層厚味を薄くした磁気記録媒体が公知で
あるが、更に高密度記録を達成するために磁性層の厚さ
がより薄い、また、強磁性金属粉末も更に微小なものが
必要になり、かつ該磁性層を設ける該非磁性層自体の表
面性が磁性層の表面性に及ぼす影響力が大きくなってき
ている。そのため非磁性粉末を微小化して非磁性層の表
面性を改善しようとすると強磁性金属粉末と同様に分散
性の低下を招き、ひいてはその表面性を劣化させるとい
う問題があった。また、非磁性粉末の分散性を確保しよ
うと結合剤の種類を選択すると非磁性粉末を結合剤に固
定する強度が不足し、テープ端面から非磁性層が欠落す
るという問題が生じた。更に、下層粉末として、磁性層
の電磁変換特性を改善するために軟磁性粉末を用いる
と、従来の結合剤では粉体間の磁気的な引力により、分
散が不十分であり、上記と同様な問題を生じた。
優れ、かつ硬さ(即ち、高Tg、高ヤング率)と靱性
(伸び)が両立した耐久性に優れた結合剤が望まれてい
る状況下において、上述のポリウレタン樹脂は、上記課
題に十分に応えることができないものであり、かつこの
ような課題に応えられる結合剤及びそれに対し最適な非
磁性粉末の条件を見出し得ないでいた。
面性に優れ、かつ走行耐久性が良好な高出力、低ノイズ
の磁気記録媒体を提供することを課題とするものであ
る。
なる。 1)非磁性支持体上に非磁性粉末または軟磁性粉末と結
合剤を主体とする下層塗布層を設け、その上に強磁性粉
末を結合剤中に分散してなる磁性層を設けた少なくとも
2層以上の複数の層からなる磁気記録媒体において、少
なくとも前記下層塗布層中には環状構造とエーテル基と
を含むポリウレタン樹脂を含み、かつ前記下層塗布層中
の非磁性粉末または軟磁性粉末の平均長軸長が0.04
〜0.20μmであり、軸比が2〜10であることを特
徴とする磁気記録媒体。
有機ジイソシアネートを主要原料とした反応生成物であ
るポリウレタン樹脂からなり、環状構造を有する短鎖ジ
オール単位をポリウレタン樹脂中に17〜40重量%含
み、かつポリウレタン樹脂全体に対して、エーテル基を
1.0〜5.0mmol/gを含む長鎖ジオール単位を
ポリウレタン樹脂中に10〜50重量%含む結合剤であ
ることを特徴とする前記1)に記載の磁気記録媒体。
抗磁力Hcが 0〜300(Oe) で、飽和磁化σs が 0〜80em
u/g である前記1)または2)記載の磁気記録媒体。 4)前記非磁性粉末または軟磁性粉末は、AlがFeに対し
て 0.5〜10原子%、Siが0.5 〜5原子%含まれること
を特徴とする前記1)〜3)の何れか1項に記載の磁気
記録媒体。
μmであることを特徴とする前記1)〜4)の何れか1
項に記載の磁気記録媒体。本発明者は、下層塗布層(以
下、「下層」ともいう)の結合剤の中のポリウレタン樹
脂に着目し、かつ非磁性粉末または軟磁性粉末(両者を
呼称する場合、「下層主粉末」ともいう)の形状・サイ
ズが分散性に及ぼす影響について検討した結果、環状構
造とエーテル基とを含むポリウレタン樹脂を用い、かつ
平均長軸長が0.04〜0.20μmかつ軸比2〜10
の下層主粉末を用いたときに、磁性層の表面性が改善さ
れると共に電磁変換特性と耐久性が共に向上する結果を
得た。このことは、このポリウレタン樹脂が、環状構造
の存在でガラス転移点Tgを上げることが出来、エーテ
ル基の存在による高慣性半径によって下層主粉末の分散
性が格段に改善されたことによるものである。また、こ
のようなポリウレタン樹脂を磁性層に用いると、強磁性
粉末の分散性も下層主粉末の分散性と同様に改善される
から、より一層磁性層の表面性および走行耐久性が改善
されるという効果がある。
下層の表面性が磁性層の粗さに影響する。微粒子の下層
主粉末は凝集し易く、平滑な面性を得るのが困難であ
り、特に、平均長軸長が0.04〜0.20μmで軸比
が2〜10の下層主粉末で、その傾向が顕著だった。上
記ポリウレタン樹脂を用いると、上記のような微粒子粉
体でも、良好な分散性、平滑、かつ高Tgの表面性が得
られるようになった。本ポリウレタン樹脂の慣性半径は
エーテル基の存在により従来のポリウレタンのそれより
大きいことが確認されており、塗布液の段階で、広がり
の大きなバインダが、下層主粉末の凝集を押さえる役割
を果たしていると推定される。また、僅かでも磁性のあ
る軟磁性粉末(例えば、抗磁力が300(Oe) 以下、σs が
80emu/g 以下) は、従来のポリウレタンでは微粒子に加
え粉体間の磁気的な引力により、分散が更に不十分であ
ったが、本ポリウレタン樹脂は、広がりの大きいバイン
ダであるため、粉体の凝集を抑制する役割を果たし、下
層として良好な面性を得ることが出来る。
ては、環状構造とエーテル基とを含むものであれば、特
に制限はない。本発明に使用されるポリウレタン樹脂と
しては、具体的には、ジオールと有機ジイソシアネート
を主要原料とした反応生成物であるポリウレタン樹脂か
らなり、環状構造を有する短鎖ジオール単位をポリウレ
タン樹脂中に17〜40重量%含み、かつポリウレタン
樹脂全体に対して、エーテル基を1.0〜5.0mmo
l/gを含む長鎖ジオール単位をポリウレタン樹脂中に
10〜50重量%含むことが好ましい。
ビスフェノールA、下記の式1で示される水素化ビスフ
ェノールA、ビスフェノールS、ビスフェノールPおよ
びこれらのエチレンオキシド、プロピレンオキシド付加
物、シクロヘキサンジメタノール、シクロヘキサンジオ
ール等の芳香族、脂環族を有するジオールが好ましい。
フェノールAおよびそのエチレンオキシド、プロピレン
オキシド付加物が挙げられる。ポリウレタン樹脂中の短
鎖ジオール単位の含有量は、17〜40重量%が好まし
く、さらに好ましくは20〜30重量%である。17重
量%未満では、得られる塗膜が軟らかくなりすぎ充分な
強度が得られず、スチル耐久性が低下する。また、40
重量%より大では、溶剤への溶解性が低下し、下層主粉
末の分散性が低下しやすいので電磁変換特性が低下しや
すいとともに、下層塗布層の強度が小さくなる。
分子量が50〜500であることが好ましく、より好ま
しくは100〜300である。50未満では、少なくと
も下層がもろくなり耐久性が低下する。また500より
大であると、少なくとも下層のガラス転移温度Tgが低
下し、軟らかくなり耐久性が低下する。また、前記環状
構造を有する短鎖ジオールには、他のジオールを併用す
ることができる。具体的には、エチレングリコール、
1,3−プロピレンジオール、1,2−プロピレングリ
コール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジ
オール、1,6−ヘキサンジオール、2,2−ジメチル
プロパンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9
−ノナンジオール、ジエチレングリコール、シクロヘキ
サン−1,4−ジオール、シクロヘキサン−1,4−ジ
メタノール等の脂肪族ジオール、脂環族ジオール等、ま
た、ビスフェノールA、ビスフェノールAのエチレンオ
キサイドまたはプロピレンオキサイド付加物等の芳香族
ジオール、N−ジエタノールアミンのエチレンオキシド
またはプロピレンオキシド付加物等のジオールを挙げる
ことができる。
ールAまたは水素化ビスフェノールAのエチレンオキシ
ド付加物、プロピレンオキシド付加物であり、更に好ま
しくはビスフェノールAのプロピレンオキシド付加物で
ある。これらを用いることによって、環状構造により高
強度、高Tgであって、高耐久性の塗布膜が得られる。
さらに分岐CH3 の導入により溶剤への溶解性に優れる
ため高分散性が得られる。
位の含有量は、ポリウレタン樹脂中10〜50重量%で
あることが好ましく、さらに好ましくは30〜40重量
%である。10重量%未満であると溶剤への溶解性が低
下するので分散性が低下する。また、50重量%より大
であると塗膜強度が低下するので耐久性が低下する。該
長鎖ジオール単位のエーテル基の含有量は、ポリウレタ
ン樹脂中に1.0〜5.0mmol/gであることが好
ましく、より好ましくは2.0〜4.0mmol/gで
ある。1mmol/g未満であると磁性体への吸着性が
低下し、分散性が低下する。一方、5.0mmol/g
より大であると、溶剤への溶解性が低下し、分散性が低
下する。
ェノールA、水素化ビスフェノールA、ビスフェノール
S、ビスフェノールPおよびこれらのポリエチレンオキ
シド、プロピレンオキシド付加物、ポリプロピレングリ
コール、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレン
グリコールが好ましく、さらに好ましくは、水素化ビス
フェノールA及びこれらのエチレンオキシド、プロピレ
ンオキシド付加物であり、とくに下記の式2で示される
化合物が好ましい。
り、好ましくは3〜20であり、より好ましくは4〜1
5である。n、mが3よりも小さいとウレタン結合濃度
が高くなり、溶剤への溶解性が低下したり、塗膜が脆く
なりやすく、さらに分散性、耐久性が低下する。n、m
が24よりも大きくなると塗膜が軟らかくなり、スチル
耐久性が低下する。
の、が好ましく、
ウレタン樹脂が環状構造を有するので、塗膜強度が高
く、耐久性に優れ、プロピレンの分岐CH3 を有するの
で、溶剤への溶解性に富み分散性に優れる。また、式2
の長鎖ジオールにおいて、Xは、水素、またはメチル基
が好ましく、メチル基がより好ましい。
は、500〜5000であり、5000以上では塗膜強
度が低下し、軟らかくなるので耐久性が低下する。ポリ
ウレタン樹脂中のOH基の含有量は、1分子あたり3個
〜20個であることが好ましく、より好ましくは1分子
あたり4個〜5個である。1分子あたり3個未満である
とイソシアネート硬化剤との反応性が低下するために、
塗膜強度が低下し、耐久性が低下しやすい。また、20
個より大であると溶剤への溶解性が低下し、分散性が低
下しやすい。
整するために用いる化合物としては、OH基が3官能以
上の化合物を用いることができる。具体的には、トリメ
チロールエタン、トリメチロールプロパン、無水トリメ
リット酸、グリセリン、ペンタエリスリトール、ヘキサ
ントリオール等が挙げられ、従来技術として説明した特
公平6−64726号に記載のポリエステルポリオール
原料として用いられる2塩基酸と前記化合物をグリコー
ル成分として得られる3官能以上OH基をもつ分岐ポリ
エステル、ポリエーテルエステルが挙げられる。好まし
くは、3官能のものが好ましく、4官能以上になると反
応過程においてゲル化しやすい。
SO3 M、−OSO3 M、−COOM、−PO3 M
M′、−OPO3 MM′、−NRR′、−N+ RR′
R″COO - (ここで、MおよびM′は、各々独立に水
素、アルカリ金属、アルカリ土類金属またはアンモニウ
ム塩であり、R、R′およびR″は各々独立に炭素数1
〜12のアルキル基を示す)から選ばれた少なくとも1
種の極性基を含むことが好ましく、とくに好ましくは、
−SO3 M、−OSO3 Mである。これらの極性基の量
は好ましくは、1×10-5〜2×10-4eq/gであ
り、特に好ましくは5×10-5〜1×10-4eq/gで
ある。1×10-5eq/gより少ないと下層主粉末への
吸着が不充分となるために分散性が低下し、2×10-4
eq/gより多くなると溶剤への溶解性が低下するので
分散性が低下する。
分子量(Mn)は5000〜100,000が好まし
く、さらに好ましくは10,000〜50,000であ
り、特に好ましくは20,000〜40,000であ
り、5000未満では、少なくとも下層の強度が低下
し、耐久性が低下する。また、100,000より大で
は溶剤への溶解性が低下し、分散性が低下する。
度Tgは、0〜200℃であり、好ましくは、30〜1
50℃であり、さらに好ましくは、30〜130℃であ
る。0℃未満のものは高温での少なくとも下層の強度が
低下するので耐久性、保存性が低下する。また、200
℃より大のものはカレンダー成形性が低下し、電磁変換
特性が低下する。
場合には、本発明のポリウレタン樹脂に塩化ビニル系の
合成樹脂を併用しても良い。併用することができる塩化
ビニル系樹脂の重合度は200〜600が好ましく、2
50〜450が特に好ましい。塩化ビニル系樹脂はビニ
ル系モノマー、例えば酢酸ビニル、ビニルアルコール、
塩化ビニリデン、アクリロニトリルなどを共重合させた
ものでもよい。また、ニトロセルロース樹脂などのセル
ロース誘導体、アクリル樹脂、ポリビニルアセタール樹
脂、ポリビニルブチラール樹脂、エポキシ樹脂、フェノ
キシ樹脂等を併用しても良く、これらは、単独でも組み
合わせでも使用することができる。
とも下層に含まれるポリウレタン樹脂は、結合剤中に1
0〜100重量%未満を含有されていることが好まし
く、さらに好ましくは20〜100重量%未満の量であ
る。10重量%未満では溶媒への溶解性が低下し、分散
性が低下する。
〜80重量%含有されていることが好ましく、さらに好
ましくは20〜70重量%の量である。特に好ましくは
30〜60重量%の量である。
のウレタン結合を形成する成分として、あるいは更にポ
リウレタン樹脂または他の併用される樹脂同士を架橋さ
せる硬化剤としてポリイソシアネート化合物、好ましく
は有機ジイソシアネートを使用することができる。
は、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリ
レンジイソシアネート、キシレン−1,4−ジイソシア
ネート、キシレン−1,3−ジイソシアネート、4,
4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4−ジ
フェニルエーテルジイソシアネート、2−ニトロジフェ
ニル−4,4’−ジイソシアネート、2,2’−ジフェ
ニルプロパン−4,4’−ジイソシアネート、4,4’
−ジフェニルプロパンジイソシアネート、m−フェニレ
ンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネー
ト、ナフチレン−1,4−ジイソシアネート、ナフチレ
ン−1,5−ジイソシアネート、3,3’−ジメトキシ
ジフェニル−4,4’−ジイソシアネート等の芳香族ジ
イソシアネート、リジンジイソシアネート等の脂肪族ジ
イソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水添化
トリレンジイソシアネート、水添化ジフェニルメタンジ
イソシアネート等の脂環族ジイソシアネート等を挙げる
ことができる。
イソシアネート化合物は結合剤(樹脂成分と硬化剤との
合計)中に5〜50重量%の範囲で含有されていること
が好ましく、さらに好ましくは10〜40重量%の範囲
である。
合には、ウレタンアクリレート等のような反応性二重結
合を有する化合物を使用することができる。下層の結合
剤の重量は、下層主粉末に対し通常、10〜35重量
部、好ましくは、20〜30重量部であり、強磁性粉末
100重量部に対して、通常5〜30重量部の範囲内に
あることが好ましく、さらに好ましくは10〜25重量
部である。
は任意であり、テープ、ディスク、シート、カード等が
挙げられる。本発明の磁気記録媒体の層構成は、基本的
には下層塗布層およびその上に設ける磁性層を少なくと
も2層支持体上に有するものであり、ポリウレタン樹脂
および該下層主粉末を少なくとも下層塗布層に含む構成
であれば、あらゆる構成のものが採用され得る。下層塗
布層は、非磁性粉末または軟磁性粉末の下層主粉末を含
み、かつ強磁性粉末を含まない、非記録層である。ま
た、磁性層とは磁気により記録再生可能な強磁性粉末を
含有する層を指す。
は、好ましくは、0.05〜1.0μm、更に好ましく
は、0.1〜0.5μm、特に好ましくは、0.1〜
0.3μmであり、下層は0.8〜3μmである。本発
明のポリウレタン樹脂は、前記特定の下層主粉末と共に
少なくとも下層に含有させることが必要であるが、ポリ
ウレタン樹脂は下層以外の層、好ましくは、磁性層にも
含有させることが好ましい。
用いられる下層主粉末は、平均長軸長が0.04〜0.
20μm、好ましくは、0.07〜0.18μm、更に
好ましくは0.1〜0.16μmであり、軸比が2〜1
0、好ましくは、3〜9、更に好ましくは5〜9であ
る。また、下層主粉末は、抗磁力Hcが、 0〜300(Oe)
で、飽和磁化σs が 0〜80emu/g である、非磁性粉末ま
たは軟磁性粉末が好ましい。
酸塩、金属硫酸塩、金属窒化物、金属炭化物、金属硫化
物、等の無機化合物、非磁性金属から選択することがで
きる。無機化合物としては例えば酸化チタン(Ti
O2 、TiO)、α化率90〜100%のα−アルミ
ナ、β−アルミナ、γ−アルミナ、α−酸化鉄、酸化ク
ロム、酸化亜鉛、酸化すず、酸化タングステン、酸化バ
ナジウム、炭化ケイ素、酸化セリウム、コランダム、窒
化珪素、チタンカーバイト、二酸化珪素、酸化マグネシ
ウム、酸化ジルコニウム、窒化ホウ素、炭酸カルシウ
ム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、二硫化モリブデ
ン、ゲーサイト、水酸化アルミニウムなどが単独または
組合せで使用される。特に好ましいのは二酸化チタン、
酸化亜鉛、酸化鉄、硫酸バリウムである。
5〜150Oe、σS が1〜50emu/g のものが挙げら
れる。軟磁性粉末としては、粒状Fe、Ni、粒状マグ
ネタイト、Fe−Si、Fe−Al、Fe−Ni、Fe
−Co、Fe−Co−Ni、Fe−Al−Co(センダ
スト)合金、Mn−Znフェライト、Ni−Znフェラ
イト、Mg−Znフェライト、Mg−Mnフェライト、
その他、近角聡信著(「強磁性体の物理(下)磁気特性
と応用」(裳華房、1984年)、368〜376頁)
に記載されているもの等が挙げられる。
はAl2O3 、SiO2、TiO2、ZrO2,SnO2,Sb2O3 ,ZnO で表
面処理することが好ましい。特に分散性に好ましいのは
Al2O 3 、SiO2、TiO2、ZrO2であるが、更に好ましいのは
Al2O3 、SiO2、ZrO2である。これらは組み合わせて使用
しても良いし、単独で用いることもできる。また、目的
に応じて共沈させた表面処理層を用いても良いし、先ず
アルミナで処理した後にその表層をシリカで処理する方
法、またはその逆の方法を採ることもできる。また、表
面処理層は目的に応じて多孔質層にしても構わないが、
均質で密である方が一般には好ましい。
eを主体として含む場合、好ましくは、AlがFeに対して
0.5〜10原子%、更に好ましくは2〜7原子%含ま
れ、かつ好ましくは、Siが0.5 〜5原子%、更に好まし
くは1〜2原子%含まれることが好ましい。下層主粉末
において、比表面積は通常、1〜100m2 /g、好ま
しくは40〜70m2 /gであり、pHは5.5〜10
が好ましい。DBPを用いた吸油量は5〜100ml/
100g、好ましくは10〜80ml/100g、更に
好ましくは20〜60ml/100gである。比重は1
〜12、好ましくは3〜6である。
の効果である表面電気抵抗Rsを下げることができると
ともに、所望のマイクロビッカース硬度を得る事ができ
る。このためにはゴム用ファーネスブラック、ゴム用サ
ーマルブラック、カラー用カーボンブラック、アセチレ
ンブラック等を用いることができる。カーボンブラック
の比表面積は100〜500m2 /g、好ましくは15
0〜400m2 /g、DBP吸油量は20〜400ml
/100g、好ましくは30〜200ml/100gで
ある。カ−ボンブラックの平均粒径は5nm〜80n
m、好ましく10〜50nm、さらに好ましくは10〜
40nmである。カ−ボンブラックのpHは2〜10、
含水率は0.1〜10%、タップ密度は0.1〜1g/
ml、が好ましい。本発明に用いられるカ−ボンブラック
の具体的な例としてはキャボット社製、BLACKPE
ARLS 2000、1300、1000、900、8
00,880,700、VULCAN XC−72、三
菱化学社製、#3050B,3150B,3250B、
#3750B、#3950B、#950、#650B,
#970B、#850B、MA−600、コロンビアン
カ−ボン社製、CONDUCTEX SC、RAVEN
8800,8000,7000,5750,5250,3500,2100,2000,1800,150
0,1255,1250 、アクゾー社製ケッチェンブラックECな
どが挙げられる。
散方法その他は磁性層のそれが適用できる。特に、バイ
ンダー量、種類、添加剤、分散剤の添加量、種類に関し
ては磁性層に関する公知技術が適用できる。本発明にお
いては、上記の樹脂成分、硬化剤および下層主粉末等
を、通常、塗料の調製の際に使用されているメチルエチ
ルケトン、ジオキサン、シクロヘキサノン、酢酸エチル
等の溶剤と共に混練分散して下層用塗料とする。混練分
散は通常の方法に従って行うことができる。
酸化鉄、コバルト含有強磁性酸化鉄、バリウムフェライ
ト粉末又は強磁性金属粉末等である。強磁性粉末はS
BET (BET比表面積)が40〜80m2 /g、好まし
くは50〜70m2 /gである。結晶子サイズは12〜
25nm、好ましくは13〜22nmであり、特に好ま
しくは14〜20nmである。長軸長は0.05〜0.
25μmであり、好ましくは0.07〜0.2μmであ
り、特に好ましくは0.08〜0.15μmである。強
磁性粉末のpHは7以上が好ましい。強磁性金属粉末と
してはFe、Ni、Fe−Co、Fe−Ni、Co−N
i、Co−Ni−Fe等の単体または合金が挙げられ、
金属成分の20重量%以下の範囲内で、アルミニウム、
ケイ素、硫黄、スカンジウム、チタン、バナジウム、ク
ロム、マンガン、銅、亜鉛、イットリウム、モリブデ
ン、ロジウム、パラジウム、金、錫、アンチモン、ホウ
素、バリウム、タンタル、タングステン、レニウム、
銀、鉛、リン、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネ
オジム、テルル、ビスマスを含む合金を挙げることがで
きる。また、強磁性金属粉末が少量の水、水酸化物また
は酸化物を含むものなどであってもよい。これらの強磁
性粉末の製法は既に公知であり、本発明で用いる強磁性
粉末についても公知の方法に従って製造することができ
る。
常は針状、粒状、サイコロ状、米粒状および板状のもの
などが使用される。とくに針状の強磁性粉末を使用する
ことが好ましい。
剤および強磁性粉末を、通常、磁性塗料の調製の際に使
用されているメチルエチルケトン、ジオキサン、シクロ
ヘキサノン、酢酸エチル等の溶剤と共に混練分散して磁
性層用塗料とする。混練分散は通常の方法に従って行う
ことができる。磁性層用塗料は、上記成分以外に、α−
Al2 O3 、Cr2 O3 等の研磨剤、カーボンブラック
等の帯電防止剤、脂肪酸、脂肪酸エステル、シリコーン
オイル等の潤滑剤、分散剤など通常使用されている添加
剤あるいは充填剤を含むものであってもよい。
下層塗料を非磁性支持体上に塗布して下層および磁性層
を形成する。本発明に用いることのできる非磁性支持体
としては二軸延伸を行ったポリエチレンナフタレート、
ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリイミ
ド、ポリアミドイミド、芳香族ポリアミド、ポリベンズ
オキシダゾール等の公知のものが使用できる。好ましく
はポリエチレンナフタレート、芳香族ポリアミドであ
る。これらの非磁性支持体はあらかじめコロナ放電、プ
ラズマ処理、易接着処理、熱処理、などを行っても良
い。また本発明に用いることのできる非磁性支持体は中
心線平均表面粗さがカットオフ値0.25mmにおいて
0.1〜20nm、好ましくは1〜10nmの範囲とい
う優れた平滑性を有する表面であることが好ましい。ま
た、これらの非磁性支持体は中心線平均表面粗さが小さ
いだけでなく1μ以上の粗大突起がないことがこのまし
い。
ば、走行下にある非磁性支持体の表面に塗布液を好まし
くは塗布層の乾燥後の層厚が0.05〜5μmの範囲
内、より好ましくは0.07〜3μmになるように塗布
する。ここで磁性塗料および下層塗料を逐次あるいは同
時に重層塗布することができる。上記磁性塗料を塗布す
る塗布機としては、エアードクターコート、ブレードコ
ート、ロッドコート、押出しコート、エアナイフコー
ト、スクイズコート、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、スプレイコート、スピンコ
ート等が利用できる。
センター発行の「最新コーティング技術」(昭和58年
5月31日)を参考にできる。
適用する場合、塗布する装置、方法の例として以下のも
のを提案できる。 (1)磁性塗料の塗布で一般的に適用されるグラビア、
ロール、ブレード、エクストルージョン等の塗布装置に
より、まず下層を塗布し、下層が未乾燥の状態のうちに
特公平1−46186号公報、特開昭60−23817
9号公報、特開平2−265672号公報等に開示され
ているような支持体加圧型エクストルージョン塗布装置
により、上層を塗布する。 (2)特開昭63−88080号公報、特開平2−17
971号公報、特開平2−265672号公報に開示さ
れているような塗布液通液スリットを2個有する一つの
塗布ヘッドにより上下層をほぼ同時に塗布する。 (3)特開平2−174965号公報に開示されている
ようなバックアップロール付きのエクストルージョン塗
布装置により、上下層をほぼ同時に塗布する。
塗布されていない面にバックコート層(バッキング層)
が設けられていてもよい。バックコート層は、非磁性支
持体の磁性塗料が塗布されていない面に、研磨材、帯電
防止剤などの粒状成分と結合剤とを有機溶剤に分散した
バックコート層形成塗料を塗布して設けられた層であ
る。粒状成分として各種の無機顔料やカーボンブラック
を使用することができ、また結合剤としてはニトロセル
ロース、フェノキシ樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリウレ
タン等の樹脂を単独またはこれらを混合して使用するこ
とができる。
クコート層形成塗料の塗布面に接着剤層が設けられいて
もよい。
の塗布層中に含まれる強磁性粉末を磁場配向処理を施し
た後に乾燥される。このようにして乾燥された後、塗布
層に表面平滑化処理を施す。表面平滑化処理には、たと
えばスーパーカレンダーロールなどが利用される。表面
平滑化処理を行うことにより、乾燥時の溶剤の除去によ
って生じた空孔が消滅し磁性層中の強磁性粉末の充填率
が向上するので、電磁変換特性の高い磁気記録媒体を得
ることができる。
ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド等の耐熱性
プラスチックロールを使用する。また金属ロールで処理
することもできる。
均粗さRaが、カットオフ値0.25mmにおいて0.
1〜4nm、好ましくは1〜3nmの範囲という極めて
優れた平滑性を有する表面であることが好ましい。その
方法として、例えば上述したように特定の結合剤及び下
層主粉末を選んで形成した磁性層を上記カレンダー処理
を施すことにより行われる。カレンダー処理条件として
は、カレンダーロールの温度を60〜100℃の範囲、
好ましくは70〜100℃の範囲、特に好ましくは80
〜100℃の範囲であり、圧力は100〜500Kg/
cmの範囲であり、好ましくは200〜450Kg/c
mの範囲であり、特に好ましくは300〜400Kg/
cmの範囲の条件で作動させることによって行われるこ
とが好ましい。
用して所望の大きさに裁断して使用することができる。
環族などの環状構造を含む短鎖ジオールを多く含むので
従来のポリウレタン樹脂に比べて、高強度、高Tgが得
られる。特に高温環境での繰り返し走行などに優れる。
また、短鎖ジオール含量が多いので実質的にポリウレタ
ン樹脂中のウレタン結合濃度が増加するので、更に高強
度、高Tgが得られる。
造やウレタン結合濃度が増加すると溶剤への溶解性が低
下し、分散性が低下するが本発明のポリウレタンは溶剤
への溶解性にも優れている利点がある。これは、本発明
のポリウレタン樹脂には親水性のエ−テル基が所定量含
まれているので溶剤への溶解性を低下させずにポリウレ
タンの下層主粉末への吸着がしやすくなるため分散性が
向上したと考えられる。
層が脆くならないので繰り返し走行性も低下しない利点
もある。さらには、短鎖ジオールに環状構造を持つので
ウレタン結合近傍に立体障害性が付与されるので分子間
でのウレタン結合同志の会合がしにくくなるためにウレ
タン結合濃度が高くても溶解性が低下しない利点を持
つ。
と末端以外のOH基に比べて、運動性が高く、下層主粉
末への吸着がしやすくなるために、更に分散性が向上す
る作用をもつと考えられる。また、一般的に用いられて
いるイソシアネート系硬化剤との反応性も向上するの
で、より高度な耐久性が得られた。
さらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されな
い。
た。 磁性層用塗布液 強磁性金属微粉末:組成 Fe/Co=70/30 100部 Hc:2450 Oe、 SBET :45m2 /g 結晶子サイズ:220Å 表面処理剤:Al2 O3 、Y2 O3 長軸長:0.18μm 針状比:10 σs:155emu/g 塩化ビニル系共重合体 10部 日本ゼオン製MR−110 ポリウレタン樹脂A(表1) 6部 α−Al2 O3 (平均粒径:0.15μm) 5部 カ−ボンブラック(平均粒径:0.08μm) 0.5部 ブチルステアレート 1部 ステアリン酸 5部 メチルエチルケトン 90部 シクロヘキサノン 30部 トルエン 60部 下層用塗布液 非磁性粉末:α−Fe2 O3 (ヘマタイト) 80部 長軸長:0.15μm 軸比:7 SBET :52m2 /g pH:8 タップ密度:0.8 DBP 吸油量: 27 〜38g/100g 表面処理剤:Al2 O3 、SiO2 カーボンブラック 20部 平均一次粒子径:16nm DBP吸油量:80ml/100g pH:8.0 SBET :250m2 /g 揮発分:1.5% 塩化ビニル系共重合体 12部 日本ゼオン製MR−110 ポリウレタン樹脂A(表1記載) 5部 α−Al2 O3 (平均粒径0.2μm) 1部 ブチルステアレート 1部 ステアリン酸 1部 メチルエチルケトン 100部 シクロヘキサノン 50部 トルエン 50部
オープンニ−ダで混練したのち、サンドミルを用いて分
散させた。得られた下層分散液にポリイソシアネ−ト
(日本ポリウレタン(株)製コロネートL)を下層塗布
層の塗布液には5部加え、さらにそれぞれにメチルエチ
ルケトン、シクロヘキサノン混合溶媒40部を加え,1
μmの平均孔径を有するフィルターを用いて濾過し、下
層用、磁性層形成用の塗布液をそれぞれ調製した。
1.5μmになるようにさらにその直後にその上に磁性
層の厚さが0.2μmになるように、厚さ5.2μmで
磁性層塗布面の中心線表面粗さが0.001μmのポリ
エチレンナフタレート支持体上に磁性塗布液を同時重層
塗布をおこない、両層がまだ湿潤状態にあるうちに50
00Gの磁力をもつコバルト磁石と4000Gの磁力を
もつソレノイドにより配向させ乾燥後、金属ロールとエ
ポキシ樹脂ロールから構成される7段のカレンダで温度
100℃にて分速200m/min.で処理を行い、その後、
厚み0.5μmのバック層を塗布した。8mmの幅にスリ
ットし、8mmビデオ用テ−プを作成した。
する以外は同様にしてテープを作成した。実施例1−2
は以下の非磁性粉末を用いた 非磁性粉末:α−Fe2 O3 (ヘマタイト) 80部 長軸長 0.10μm 軸比 5 SBET 60m2 /g pH 9.0 タップ密度 0.8 DBP 吸油量 27 〜38g/100g 表面処理剤 Al2 O3 、SiO2 実施例1−3は以下の非磁性粉末を用いた 非磁性粉末:α−Fe2 O3 (ヘマタイト) 80部 長軸長 0.04μm 軸比 9 SBET 70m2 /g pH 7.5 タップ密度 0.9 DBP 吸油量 27 〜38g/100g 表面処理剤 Al2 O3 、SiO2 実施例1−4は以下の非磁性粉末を用いた 非磁性粉末:α−Fe2 O3 (ヘマタイト) 80部 長軸長 0.20μm 軸比 10 SBET 50m2 /g pH 7.0 タップ密度 0.8 DBP 吸油量 27 〜38g/100g 表面処理剤 Al2 O3 、SiO2 実施例1−5は以下の非磁性粉末を用いた 非磁性粉末:α−Fe2 O3 (ヘマタイト) 80部 長軸長 0.08μm 軸比 2 SBET 55m2 /g pH 10 タップ密度 0.8 DBP 吸油量 27 〜38g/100g 表面処理剤 Al2 O3 、SiO2 比較例1−1〜2 実施例1−1において、下層の非磁性粉末を以下に変更
する以外は同様にしてテープを作成した。
て、以下のポリウレタン樹脂Bを使用した。それ以外は
実施例1−3〜5と同様にして、作成した。
MDI=−0.9/2.6/1(モル比) −SO3 Na基:1×10-4eq/g含有 実施例1−6 実施例1−1の磁性層のポリウレタン樹脂Aに変えて前
記ポリウレタン樹脂Bを用いた以外は、実施例1−1と
同様にして試料を作成した。
結果を示した。 〔測定方法〕 1.Ra:デジタルオプチカルプロフィメーター(WY
KO製)を用いたる光干渉法により、カットオフ0.2
5mmの条件で中心線平均粗さをRaとした。 2.再生出力:富士写真フィルム社製FUJIX8 8
mmビデオデッキを用いて、7MHzの信号を記録し、
この信号を再生したときの6MHzで発生するノイズを
スペクトラアナライザーで測定し、このノイズに対する
再生信号の比を測定した。 3.出力低下:富士写真フィルム社製FUJIX8 8
mmビデオデッキを用いて、7MHzの信号を記録し、
この信号を再生した時の出力をオシロスコープで測定
し、初期の出力を求めた。その後、120分の再生を1
00回繰り返した後、初期の出力から低下分を測定し
た。
低く高いC/N を示す。また、走行耐久性にも優れ、繰り
返し走行後の出力低下も少ない。下層の下層主粉末およ
び結合剤のどちからを満足しない比較例はそれら特性が
実施例に比べ劣ることが分かる。 実施例2−1 実施例1−1に用いた下層の非磁性粉末を作成する際
に、原料をレピッドクロサイトに変えて脱水処理を行
い、以下のような軟磁性粉末を得た。
料を作成した。
σs の異なる下層粉体を作成した。 比較例2−1〜4 実施例2−1〜4の各下層のポリウレタン樹脂Aに変え
て、比較例1−1のポリウレタン樹脂Bを使用した。そ
れ以外は実施例2−1〜4と同様にして、作成した。
記比較例1−1のポリウレタン樹脂Bを用いた以外は、
実施例2−1と同様にして試料を作成した。上記試料を
前記と同様に評価した。
低く高いC/N を示す。また、走行耐久性にも優れ、繰り
返し走行後の出力低下も少ない。 実施例3−1 実施例1−1に用いた下層の非磁性粉末を作成する際
に、表面処理剤のAl2O3 、SiO2 の量を変えて、
以下のような非磁性粉末を得た。
法で試料を作成した。
処理量の異なる下層の非磁性粉末を作成し、同様にして
試料を作成した。 比較例3−1〜2 実施例3−3〜4の下層のポリウレタン樹脂Aに変え
て、比較例1−1のポリウレタン樹脂Bを使用した。そ
れ以外実施例3−3〜4と同様にして、試料を作成し
た。
記ポリウレタン樹脂Bを用いた以外は、実施例2−1と
同様にして試料を作成した。上記試料を前記と同様に評
価した。
低く高いC/N を示すが、表面処理剤のAl、Si量が好
ましい範囲であっても、下層の結合剤が本発明以外のポ
リウレタン樹脂を用いた比較例では、それら特性は実施
例に劣る。
テル基を有する特定構造のポリウレタン樹脂と形状・サ
イズの特定された非磁性粉末または軟磁性粉末を用いる
ことにより、磁性層の表面性が改善されると共に電磁変
換特性と耐久性が共に向上した磁気記録媒体を提供する
ことができる。
Claims (5)
- 【請求項1】 非磁性支持体上に非磁性粉末または軟磁
性粉末と結合剤を主体とする下層塗布層を設け、その上
に強磁性粉末を結合剤中に分散してなる磁性層を設けた
少なくとも2層以上の複数の層からなる磁気記録媒体に
おいて、少なくとも前記下層塗布層中には環状構造とエ
ーテル基とを含むポリウレタン樹脂を含み、かつ前記下
層塗布層中の非磁性粉末または軟磁性粉末の平均長軸長
が0.04〜0.20μmであり、軸比が2〜10であ
ることを特徴とする磁気記録媒体。 - 【請求項2】 前記ポリウレタン樹脂は、ジオールと有
機ジイソシアネートを主要原料とした反応生成物である
ポリウレタン樹脂からなり、環状構造を有する短鎖ジオ
ール単位をポリウレタン樹脂中に17〜40重量%含
み、かつポリウレタン樹脂全体に対して、エーテル基を
1.0〜5.0mmol/gを含む長鎖ジオール単位を
ポリウレタン樹脂中に10〜50重量%含む結合剤であ
ることを特徴とする請求項1に記載の磁気記録媒体。 - 【請求項3】 前記非磁性粉末または軟磁性粉末は、抗
磁力Hcが 0〜300(Oe) で、飽和磁化σs が 0〜80emu/
g である請求項1または2記載の磁気記録媒体。 - 【請求項4】 前記非磁性粉末または軟磁性粉末は、Al
がFeに対して 0.5〜10原子%、Siが0.5 〜5原子%含
まれることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記
載の磁気記録媒体。 - 【請求項5】 前記磁性層の厚みが0.05〜1.0μ
mであることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に
記載の磁気記録媒体。
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