JPS61180927A - 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 本発明は、オーディオ、ビデオ機器あるいはコンピュー
ター等に用いる磁気テープ、磁気シート等の磁気記録媒
体の電磁変換特性及び走行耐久性の改良に関する。

従来の技術 近年、上記の各磁気記録媒体は高密度記録に向い、その
ために記録波長は短く、記録トラック幅は狭く、記録媒
体厚は薄くという方向にある。その結果、再生出力、Ｓ
Ｎ比等の電磁変換特性は一般に不利になる。この対策と
して、短波長記録時の再生出力低下につながる磁気記録
媒体と磁気ヘッドとの間隔損失をできるだけ減少させる
ために磁性層表面は一層高平滑にしなければならなくな
ってきている。更に、ＳＮ比向上のために最近の磁気記
録媒体に用いられる磁性粉末は益々微粒子になってきて
いるが、一般に磁性粉末の微粒子化が進むと比表面積の
増加あるいは凝集体ができ易くなるためにその分散はよ
り困難になっている０磁性粉の分散性を上げ、磁性層の
表面性を一層高めるだめの方策としては、特定の分散剤
の使用や、樹脂構造中に特定の親水性基を導入するなど
の方法が知られている。（例えば、特公昭６２−３３４
８２号公報、特公昭５Ｂ−４１５６５号公報） 一方、磁性層の表面性の向上に伴い記録媒体の摩擦係数
が増大し、走行性、耐久性の面で不利になることから、
一般に前記の如き高性能磁気テープにおいては支持体上
の磁性面とは反対の面にバックコート層（以下バック層
と略称）を付与する方法が知られている。（例えば、特
開昭５７−５０３２７号公報、特公昭５７−２０８６３
５号公報） 発明が解決しようとする問題点 上記の如き磁性粉の分散性向上策と従来より使用されて
いる結合剤を用いたバック層を付与する方法のみでは電
磁変換特性と走行耐久性を同時に満足させるのは難しい
。すなわち、安定した走行性、優れた電磁変換特性を得
るためには上記条件の他、磁性層に高剛性（高ヤング率
）の結合剤を用いることが要求されるが、高ヤング率の
結合剤を用いると走行性は向上するものの塗膜が硬くな
るため磁性層の表面平滑化処理（カレンダ処理）効果が
得難かった。逆に低ヤング率の結合剤を用いると磁性層
の表面性向上は期待できるものの摩擦係数が高い、それ
に剛性が低下するため摺動ノイズが増大するという問題
が生じ易かった。〔信学技報、ＭＲ８２−３４（１９８
３）　〕一方、電磁変換特性及び走行性、耐久性に優れ
た磁気記録媒体を得るには、上述の如く磁性層の改善の
みではその実現は難しく、バック層についても同様の改
善が必要とされていた。すなわち、従来より使用されて
いる結合剤を用いたバック層では混入される充填剤の分
散が充分には行い難く、その結果、バック層の表面状態
が粗雑になシすぎて、磁気テープのようにロール状に巻
き込まれたシ、シート状で積み重ねられる磁気記録媒体
においては、バック層の凹凸が磁性層表面に移り磁性層
の表面性が低下する結果、磁気記録媒体の電磁変換特性
が損なわれるなどの問題が生じ易かった。

また、この問題を重視するあまシ、過度の分散剤の使用
、あるいは比較的充填剤の分散の良好な低ヤング率の結
合剤を使用したバック層においては、摩擦係数の増加、
テープ走行時の塗膜の削れやテープの折れなどが生じ易
かった。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するために非磁性支持体の一
方の主面上に磁性層が、他方の主面上にはバック層がそ
れぞれ設けられた磁気記録媒体において、前記磁性層及
びバック層用主結合剤成分としてスルホン酸金属塩基及
び水酸基を含有する樹脂と、ポリイソシアネート化合物
を含有させることによシ磁性層媒体のＳ／Ｎ特性が良好
で且つ走行安定性、耐久性に優れた磁気記録媒体を得る
ものである。

作　　用 本発明者らは、鋭意研究の結果、前記磁性層及び′バッ
ク層用主結合剤成分としてスルホン酸金属塩基及び水酸
基を含有する樹脂と、ポリイソシアネート化合物を含有
させることによシ、磁性粉、充填剤の分散が容易になシ
、従来に比べ平滑性に優れた磁性層、バック層が得られ
るのみならず高弾性率の塗膜形成が行えることから、高
ＳＮ比を有し、摩擦係数が低く且つ耐久性に優れた磁気
記録媒体が得られることを見いだした。

本発明で用いられるスルホン酸金属塩基及び水酸基を含
有する樹脂としては、その基本骨格が、磁性層あるいは
パック要用結合剤として従来よりよく使用されているポ
リウレタン樹脂、塩化ビニル系共重合樹脂、ポリエステ
ル樹脂、繊維素系樹脂、アクリル系樹脂等のいずれであ
ってもよいが、特に好ましくはポリエステル樹脂もしく
はポリウレタン樹脂がよい。前記スルホン酸金属塩基と
しては、スルホン酸ナトリウム基もしくはスルホン酸カ
リウム基であることが好ましい。樹脂中にこれらの官能
基を存在させることによシ、分散剤を使用するのと同じ
効果が発揮できることから表面性に優れ、且つ分散剤使
用に伴う種々の欠点（例えば、プルーミング）のないバ
ック層用樹脂として適したものとなる。更に、前記樹脂
中に水酸基を含有させた樹脂においては、ポリイソシア
ネート化合物と反応させることにより耐熱性、耐摩耗性
に優れ、且つ摩擦係数の低い塗膜形成が可能となる。

本発明で使用されるスルホン酸金属塩基及び水酸基を含
有するポリエステル樹脂としては、基本的にはシカ・ル
ボン酸と多価アルコールとを重縮合させることによって
得られるものであり、樹脂中へのスルホン酸金属塩基の
導入はスルホン酸金属塩基を含有するジカルボン酸もし
くは多価アルコールを一部使用することによって得られ
る。同じく本発明で使用されるポリウレタン樹脂は、上
記ポリエステル樹脂を種々のジインシアネート化合物、
例えばトルエンジイソシアネート（ＴＤＩ　）、ジフェ
ニルメタン４，４゛　　ジイソシアネート（ＭＤＩ）、
インホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）あるいはへキ
サメチレンジイソシアネート（ＨＭＤＩ）などを用いて
ウレタン化することによシ得られる。これらポリエステ
ル樹脂あるいはポリウレタン樹脂の平均分子量（Ｍｗ）
は、１ｏｏｏ〜１０００００が望ましい。１０００未満
では充分な塗膜強度（耐摩耗性等）が得られ難（１００
０００よシ大きいと塗料適性が低下（粘度上昇等）する
などして好ましくない。

本発明で使用される上記ポリエステル樹脂もしくはポリ
ウレタン樹脂は一種あるいは二種以上組み合わせて使用
できる他、スルホン酸金属塩基及び水酸基を含有しない
樹脂との併用も可能である。

但し、前結合剤中に占めるスルホン酸金属塩基及び水酸
基を含有する樹脂の配合比率は概ね３ｏ％以上であるこ
とが望ましい。３０％未満では、磁性粉や充填剤の分散
性面での効果が充分に発揮できない。また、前結合剤中
に占めるポリイソシアネート化合物の配合比率は１０〜
４０％が適当である。１０％未満では、塗膜の弾性率や
耐久性（耐熱性、耐摩耗性など）の改善が充分に行えず
、４０％以上では塗膜が硬くなり過ぎて脆くなったり、
ポットライフが極端に短くなるなどの問題が生じ易い。

次に本発明の磁気記録媒体についてその製造方法を磁気
テープを例として説明する。

磁性層の形成は上記結合剤成分（硬化剤を含む）と磁性
粉末及び有機溶剤、それに必要に応じて使用される添加
剤成分（研摩剤、帯電防止剤、分散剤、潤滑剤等）から
なる磁性塗料をポリエステルフィルムなどの非磁性支持
体上に塗布、乾燥と同時に磁場配向処理を行った後、カ
レンダロールによる表面平滑化処理、次いで熱処理を施
すなどして得る。

磁性層の形成で使用される磁性粉末としては、ｒ　　Ｆ
ｅ２Ｏ３、Ｆｅ０ｘ（１，３３＜！＜１．５）、　Ｃｒ
Ｏ２、Ｃｏ添添加−Ｆｅ２０３、ＣＯ添加Ｆｅ０ｘ（１
，３３〈ｘ（１，５）、平板状Ｂａ　　フェライト、Ｆ
ｅ　−Ｃｏ　−Ｎｉ　系合金粉末、Ｆｅ−Ｚｎ系合金粉
末等がある。

研摩剤トシテは、Ｃｒ２ｏ３、ａ　−Ａ　１２０３、ａ
−Ｆｅ２０３、ＳｉＣ，Ｔｉ０ｘ（ｘ＝　１又は２）等
の高硬度微粉末がある。

帯電防止剤としては、カーボンブラック、グラファイト
等の無機粒子の他、有機帯電防止剤がある０ 分散剤としては、高級脂肪酸、燐酸エステル、アルキル
ベンゼンスルホン酸ソーダ等がアル。

潤滑剤としては、シリコン油、フラン油、高級脂肪酸エ
ステル等がある。

上記磁性層成分を含有する磁性塗料用有機溶剤としては
、メチルエチールケトン、メチルインブチルケトン、ト
ルエン、シクロヘキサノン、酢酸エチル、酢酸ブチル等
がある。

バック層の形成については磁場配向処理を除き、磁性層
とほぼ同様にして行うことができる。但し、バック層は
塗膜の強度、適度の表面性あるいは導電性の付与等の目
的のために上記の如く結合剤中に比較的多量の（非磁性
）充填剤を分散させるのが通例である。

パック要用充填剤としては、カーボンブラック、は必要
に応じて少量の研摩剤、分散剤、潤滑剤などの各種添加
剤を含有させるようにしても差し支えない。

実施例 以下、本発明の実施例について具体的に説明する。なお
実施例で述べている成分の部数はすべて重量部を示すも
のとする。

本発明の実施例に使用したスルホン酸金属塩基及び水酸
基を含有するポリエステル樹脂及びポリウレタン樹脂を
以下に示す。

以下余白 （実施例１） 磁性塗料およびバック層用塗料は次のようにして調整し
た。

１−１．磁性層用塗料の調整 ＣＯ含含有−Ｆｅ２０３磁性酸化鉄粉末〔平均粒子サイ
ズ長さ＝０．３μｍ１　針状比＝１ｏ／１、抗磁力＝６
４ｏＯｅ〕　　　　・・・・・・１００部ポリエステル
樹脂〔＃１〕　・・・・・・　１０部塩ビ・酢ビ共重合
樹脂［ＵＣＣ社製、Ｖ　Ａ　Ｇ　Ｈ〕・・・・・・　１
０部 Ａｌ２Ｏ３粉末〔平均粒子サイズ＝０．３μｍ〕・・・
・・・　４部 大豆油レシチン　　　　　　　・・・・・・　１部ミリ
スチン酸　　　　　　　　・・・・・・　１部ステアリ
ン酸ブチル　　　　　・・・・・・　１部メチルエチル
ケトン　　　　・・・・・・１５０部トルエン　　　　
　　　　　・・・・・・１５０部シクロヘキサノン　　
　　　・・・・・・　５０部上記組成物をボールミルで
４８時間混合分散して混線物を取り出した後、ポリイソ
シアネート化合物〔日本ポリウレタン社製、コロネート
Ｌｅｅ部を添加混合して得られた混練物を平均孔径１μ
ｍのフィルターでろ過して磁性層用塗料を準備した。

１−２．バック層用塗料の調整 ポリウレタン樹脂〔＃３〕　・・・・・・　２６部ニト
ロセルロース樹脂〔旭化成社製、セルツバＢＴＨ−１／
２〕　　　・・・・・・　１５部カーボンブラック〔旭
カーボン社製、旭サーマル、平均粒径９０ｍμ〕　　・
・・・・・　６部部メチルエチルケトン　　　　・・・
・・・１６０部トルエン　　　　　　　　　・・・・・
・１００部シクロヘキサノン　　　　　・・・・・・　
６０部上記組成物をボールミルで４８時間混合分散して
混練物を取シ出した後、ポリインシアネート化合物〔日
本ポリウレタン社製、コロネートＬ〕８部を添加混合し
て得られた混線物を平均次に、上記磁性塗料を１４μｍ
厚のボリエステルフィルム上に塗布、磁場配向、乾燥処
理を施した後、スーパーカレンダロールによる鏡面加工
処理、次いで熱処理を施し、厚さ５μｍの磁性層を有す
る原反ロールを得た。この原反ロール上の磁性層とは反
対の面に、上記バック層用塗料を塗布、乾燥、次いで熱
処理を施し、厚さ０．８μｍのバック層を形成した。こ
れを１部２インチ幅に裁断してビデオテープ試料（２６
０部長）を作成した。

（実施例２） ２−１．磁性層用塗料の調整 実施例１の磁性塗料組成におけるポリエステル樹脂〔＃
１〕を〔＃２〕に、塩ビ・酢ビ共重合樹脂をニトロセル
ロース樹脂〔旭化成社製、セルツバＢＴＨ−１／４’）
にそれぞれ置き換えた他は、実施例１と全く同様にして
磁性層用塗料を準備した。

２−２゜バック層用塗料の調整 ポリウレタン樹脂〔＃４〕　・・・・・・　２５部塩ビ
・酢ビ共重合樹脂［ＶＡＧＨ） ・・・・・・　２１５部 炭酸カルシウム〔白石工業社製、ホモカルＤ１平均粒径
７０　ｍμ〕　　　　・・・・・・　２０部カーボンブ
ランク〔旭サーマル〕 ・・・・・・　３０部 メチルエチルケトン　　　　・・・・・・１５０部トル
エン　　　　　　　　　・・・・・・１００部シクロヘ
キサノン　　　　　・・・・・・　５０部上記組成物を
ボールミルで４８時間混合分散して混練物を取り出した
後、ポリイソシアネート化合物〔武田薬品社製、Ｄ−１
０２１６部を添加混合して得られだ混練物を平均孔径３
μｍのフィルターでろ過してバック層用塗料を準備した
。

以上のようにして準備された磁性層用塗料及びバック層
用塗料をそれぞれ用いた他は、実施例１と全く同様にし
てビデオテープ試料を作成した。

（実施例３） ３−１．磁性層用塗料の調整 実施例１の磁性塗料組成におけるポリエステル樹脂〔＃
１〕をポリウレタン樹脂〔＃３〕に、置き換えた他は、
実施例１と全く同様にして磁性層用塗料を準備した。

３−２．バック層用塗料の調整 ポリエステル樹脂〔＃１〕　・・・・・・　２０部塩ビ
・酢ビ共重合体ＣＶＡＧＨ］ ・・・・・・　２０部 カーボンブラック〔旭サーマル〕 ・・・・・・　６６部 α−Ａ１２ｏ３〔平均粒径＝　０．２　ｐ　ｍ　］・・
・・・・　　６６ 部チルエチルケトン　　　　・・・・・・１５０部トル
エン　　　　　　　　　・・・・・・１００部シクロヘ
キサノン　　　　　・・・・・・　５０部上記組成物を
ボールミルで４８時間混合分散して混練物を取り出した
後、ポリインシアネート化合物（武田薬品社製、タケネ
ートＤ−１０２）８部を添加混合して得られた混練物を
平均孔径３μｍのフィルターでろ過してバック層用塗料
を準備した。

以上のようにして準備された磁性層用塗料及びバック層
用塗料をそれぞれ用いた他は、実施例１と全く同様にし
てビデオテープ試料を作成した。

（実施例４） ４−１゜磁性層用塗料の調整 実施例１の磁性塗料組成におけるポリエステル樹脂〔＃
１〕１０部をポリウレタン樹脂〔＃４〕８部に、塩ビ・
酢ビ共重合樹脂ＣＶＡＧＨ）１０部を６部及びニトロセ
ルロース樹脂〔セルツバＢＴＨ−１／２］６部にそれぞ
れ置き換えた他は、実施例１と全く同様にして磁性層用
塗料を準備した。

４−２．バック層用塗料の調整 ポリエステル樹脂〔＃２〕　・・・・・・　２０部ニト
ロセルロース樹脂〔セルツバＢＴＨ−１／４〕　　　　
　　　　　・・・・・・　１６部酸化亜鉛〔平均粒径０
．１μｍ〕・・・・・・　６５部カーボンブラック〔東
海カーボン社製、ジーストＳ１平均粒径６８μｍ〕　・
・・・・・　１０部メチルエチルケトン　　　　・・・
・・・１５０部トルエン　　　　　　　　　・・・・・
・１００部シクロヘキサノン　　　　　・・・・・・　
５０部上記組成物をボールミルで４８時間混合分散して
混練物を取り出した後、ポリイソシアネート化合物（コ
ロネートＬ）１０部を添加混合して得られた混練物を平
均孔径３μｍのフィルターでろ過してバック層用塗料を
準備した。

以上のようにして準備された磁性層用塗料及びバック層
用塗料をそれぞれ用いた他は、実施例１と全く同様にし
てビデオテープ試料を作成した。

（比較例１） 実施例１の磁性層用塗料（１−１）における結合剤中の
ポリエステル樹脂〔＃１〕を−Ｓ　Ｏ３Ｎａ非含有ポリ
エステル樹脂［：Ｍｗ＝１２０００、−ＯＨ価＝３０〕
に置き換え、且つバック層用塗料（１−２）における結
合剤中のポリウレタン樹脂〔＃３〕を一８ｏ３に非含有
ポリウレタン樹脂［Ｍｗ＝２００００、−〇Ｈ価＝８〕
に置き換えた他は、実施例１と全く同様にしてビデオテ
ープ試料を作成した。

（比較例２） 実施例１の磁性層用塗料（１−１）及びバック層用塗料
（１−２）の準備においてポリイソシアネート化合物を
共に全く用いなかった他は、実施例１と全く同様にして
ビデオテープ試料を作成した。

（比較例３）′ 実施例３の磁性層用塗料（Ｓ−１）における結合剤中の
ポリウレタン樹脂〔＃３〕を−３０３Ｎａ非含有ポリウ
レタン樹脂ＣＭｗ　＝　２００００．−０Ｉ（価＝４０
〕に置き換え、且つバック層用塗料（３−２）における
結合剤中のポリエステル樹脂〔＃１〕を一５ＯＮａ非含
有ポリエステル樹脂［Ｍｗ＝１２０００゜−〇Ｈ価＝　
３０〕に置き換え、更に充填剤（カーボンブラック、α
−Ａ１２ｏ３）の分散剤としてレシチンを１部使用した
他は実施例３と全く同様にしてビデオテープ試料を作成
した。

（比較例４） 実施例４の磁性層用塗料（＋−１）における結合剤中の
ポリウレタン樹脂Ｃ＃−４〕を−ＳＱ３に１と全く同様
にしてビデオテープ試料を作成した。

以上の各実施例及び比較例で得られた磁気テープ試料に
ついて、それぞれ以下に示す評価試験を行なった。

（１）表面粗さ 磁性層、バック層の表面粗さは、テーラーホプソン社製
タリステップ触針型表面粗さ計を用いて測定した。値は
粗さチャートにおけるピーク高さの自乗平均平方根を算
出して求めた。

（２）磁性層のヤング率 磁性層のヤング率は、シンコー（株）製、万能引っ張り
圧縮試験機を用いて試料テープ全体及びバック層の付与
されたポリエステルベースフィルムのヤング率をそれぞ
れ測定し、両側定値から下式にしたがって磁性層だけの
ヤング率を算出した。

ｄＭ：磁性層の厚さくＷ） ｄＢ　：試料テープ全体の厚さ一磁性層の厚さくｇｌ）
ＥＴ：テープ全体のヤング率 ＥＢ：バック層の付与されたポリエステルベースフィル
ムのヤング率 。　（３）テープ走行テンション ＶＨ８方式ＶＴＲ（松下電器産業（株）製、ＮＶ−８２
００）を用い、テープ走行時（３，３Ｃｒｎ／秒）の入
側テンション（Ｔ１）と出側テンション（Ｔ２）とを測
定し、Ｔ　２　／　Ｔ　１の値として求めた。

（４）　　ビデオＳ／Ｎ （２）と同一のＶＴＲを用い、ＴＶ信号発生器による規
定の輝度信号（ＳＯ％白レベル信号）を基準テープの最
適記録電流で記録し、ビデオカラーノイズメータにより
再生時の復調信号に含まれる信号と雑音との比を測定し
、基準テープのそれをｏｄＢとして比較したものである
。

各磁気テープ試料それぞれの評価試験結果を次表に示す
。

以下余白 発明の効果 上表から明らかなように、磁性層及びバック層用主結合
剤としてスルホン酸金属塩基及び水酸基を含有する樹脂
とポリインシアネート化合物を用いた本発明の磁気記録
媒体においては、電磁変換特性に優れるのみならず、走
行性、耐久性の優れたものが得られることから、その実
用上の価値は大なるものがある。

なお、上記実施例では塗布型磁性酸化鉄磁気テープにつ
いて説明をしたが、本発明は、塗布型あるいは蒸着型の
磁性メタル磁気テープ、あるいは磁気テープのみならず
、磁気ディスク、磁気カード等の他の磁気記録媒体に応
用可能であることは言うまでもない。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）非磁性支持体の一方の主面上に磁性層が、他方の
   主面上には結合剤中に分散された充填剤を含むバックコ
   ート層が、それぞれ設けられた磁気記録媒体であって、
   前記磁性層及びバックコート層用主結合剤がスルホン酸
   金属塩基及び水酸基を含有する樹脂とポリイソシアネー
   ト化合物であることを特徴とする磁気記録媒体。
2. （２）スルホン酸金属塩基及び水酸基を含有する樹脂の
   基本骨格がポリエステル樹脂またはポリウレタン樹脂で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
   磁気記録媒体。
3. （３）スルホン酸金属塩基が、スルホン酸ナトリウムま
   たは、スルホン酸カリウムであることを特徴とする特許
   請求の範囲第（１）項記載の磁気記録媒体。