説明

磁気テープ及び磁気テープカートリッジ

【課題】テープの表面を平滑にしても、安定な高速搬送性と巻き取り性を維持し、テープの巻き姿の乱れが生じることを防止できる磁気記録媒体を提供する。
【解決手段】非磁性支持体上に実質的に非磁性である下層と強磁性微粉末を結合剤中に分散してなる磁性層を有する磁気テープにであって、AFM40μm角で測定したときの磁性層側表面の15nm以上の突起が30個以下であり、90μm角で測定したバック層側表面の30nm以上の突起数が500個以下であり、テープの湾曲値が−0.5〜−2.0mmであり、磁性面のスリットエッジの盛り上りが0.3μm以下とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、高密度記録用磁気テープに関するものであり、テープの巻き姿改善処理方法に関し、詳しくは、テープリールに巻き取られた磁気テープの巻き姿の乱れ(巻き乱れ)を改善することができる磁気テープの巻き姿に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、テラバイト級の情報を高速に伝達するための手段が著しく発達し、莫大な情報をもつ画像およびデータ転送が可能となる一方、それらを記録、再生および保存するための高度な技術が要求されるようになってきた。記録、再生媒体には、フレキシブルディスク、磁気ドラム、ハードディスクおよび磁気テープが挙げられるが、特に、磁気テープは1巻あたりの記録容量が大きく、データバックアップ用をはじめとしてその役割を担うところが大きい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
ところで、磁気テープの高密度記録のためにテープの厚さを薄くし、表面を平滑にしている。テープの厚さを薄くすることに伴い、テープの力学強度は低下し、座屈等の変形が起こりやすくなってくる。また、表面の平滑化に伴い、巻き取り時にテープに同伴する空気層が増大し、巻き乱れが発生する確率が増大する。従来、テープを巻き取るリールに溝を形成することで、同伴する空気層による巻き乱れを防止することが検討されているが解決することは困難であった。
したがって本発明の目的は、テープの表面を平滑にしても、安定な高速搬送性と巻き取り性を維持し、テープの巻き姿の乱れが生じることを防止できる磁気テープを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明の上記目的は、下記構成によって達成される。
(1)非磁性支持体上に実質的に非磁性である下層と強磁性微粉末を結合剤中に分散してなる磁性層を有する磁気テープであって、
AFM40μm角で測定したときの磁性層側表面の15nm以上の突起が30個以下であり、90μm角で測定したバック層側表面の30nm以上の突起数が500個以下であり、テープの湾曲値が−0.5〜−2.0mmであり、磁性面のスリットエッジの盛り上りが0.3μm以下であることを特徴とする磁気テープ。
(2)前記磁気テープが巻回されるリールに700m以上巻かれていることを特徴とする上記(1)に記載の磁気テープカートリッジ。
【発明の効果】
【0005】
本発明によれば、テープの表面を平滑にしても、安定な高速搬送性と巻き取り性を維持し、テープの巻き姿の乱れが生じることを防止できる磁気記録媒体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0006】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
【0007】
[非磁性支持体]
本発明に用いられる非磁性支持体は、ポリエチレンテレフタレ−ト、ポリエチレンナフタレート、等のポリエステル類、ポリオレフィン類、セルロ−ストリアセテ−ト、ポリカ−ボネ−ト、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリスルフォン、ポリアラミド、芳香族ポリアミド、ポリベンゾオキサゾ−ルなどの公知のフィルムが使用できる。ポリエチレンナフタレ−ト、ポリアミドなどの高強度支持体を用いることが好ましい。また必要に応じ、磁性面とベ−ス面の表面粗さを変えるため特開平3−224127に示されるような積層タイプの支持体を用いることもできる。これらの支持体にはあらかじめコロナ放電処理、プラズマ処理、易接着処理、熱処理、除塵処理、などをおこなっても良い。また本発明の支持体としてアルミまたはガラス基板を適用することも可能である。
【0008】
中でもポリエステル支持体(以下、単にポリエステルという)が好ましい。このようなポリエステルはポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどジカルボン酸およびジオールからなるポリエステルである。主要な構成成分のジカルボン酸成分としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、ジフェニルエタンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェニルチオエーテルジカルボン酸、ジフェニルケトンジカルボン酸、フェニルインダンジカルボン酸などを挙げることができる。
【0009】
また、ジオール成分としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、テトラメチレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシエトキシフェニル)プロパン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビスフェノールフルオレンジヒドロキシエチルエーテル、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ハイドロキノン、シクロヘキサンジオールなどを挙げることができる。
これらを主要な構成成分とするポリエステルの中でも透明性、機械的強度、寸法安定性などの点から、ジカルボン酸成分として、テレフタル酸及び/または2,6−ナフタレンジカルボン酸、ジオール成分として、エチレングリコール及び/または1,4−シクロヘキサンジメタノールを主要な構成成分とするポリエステルが好ましい。
【0010】
中でも、ポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレン−2,6−ナフタレートを主要な構成成分とするポリエステルや、テレフタル酸と2,6−ナフタレンジカルボン酸とエチレングリコールからなる共重合ポリエステル、およびこれらのポリエステルの二種以上の混合物を主要な構成成分とするポリエステルが好ましい。特に好ましくはポリエチレン−2,6−ナフタレートを主要な構成成分とするポリエステルである。
なお、本発明に用いられるポリエステルは、二軸延伸されていてもよいし、2層以上の積層体であってもよい。
【0011】
また、ポリエステルは、さらに他の共重合成分が共重合されていても良いし、他のポリエステルが混合されていても良い。これらの例としては、先に挙げたジカルボン酸成分やジオール成分、またはそれらから成るポリエステルを挙げることができる。
【0012】
本発明に用いられるポリエステルには、フィルム時におけるデラミネーションを起こし難くするため、スルホネート基を有する芳香族ジカルボン酸またはそのエステル形成性誘導体、ポリオキシアルキレン基を有するジカルボン酸またはそのエステル形成性誘導体、ポリオキシアルキレン基を有するジオールなどを共重合してもよい。
【0013】
中でもポリエステルの重合反応性やフィルムの透明性の点で、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、2−ナトリウムスルホテレフタル酸、4−ナトリウムスルホフタル酸、4−ナトリウムスルホ−2,6−ナフタレンジカルボン酸およびこれらのナトリウムを他の金属(例えばカリウム、リチウムなど)やアンモニウム塩、ホスホニウム塩などで置換した化合物またはそのエステル形成性誘導体、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、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール共重合体およびこれらの両端のヒドロキシ基を酸化するなどしてカルボキシル基とした化合物などが好ましい。この目的で共重合される割合としては、ポリエステルを構成するジカルボン酸を基準として、0.1〜10モル%が好ましい。
【0014】
また、耐熱性を向上する目的では、ビスフェノール系化合物、ナフタレン環またはシクロヘキサン環を有する化合物を共重合することができる。これらの共重合割合としては、ポリエステルを構成するジカルボン酸を基準として、1〜20モル%が好ましい。
【0015】
本発明において、ポリエステルの合成方法は、特に限定があるわけではなく、従来公知のポリエステルの製造方法に従って製造できる。例えば、ジカルボン酸成分をジオール成分と直接エステル化反応させる直接エステル化法、初めにジカルボン酸成分としてジアルキルエステルを用いて、これとジオール成分とでエステル交換反応させ、これを減圧下で加熱して余剰のジオール成分を除去することにより重合させるエステル交換法を用いることができる。この際、必要に応じてエステル交換触媒あるいは重合反応触媒を用い、あるいは耐熱安定剤を添加することができる。
【0016】
また、合成時の各過程で着色防止剤、酸化防止剤、結晶核剤、すべり剤、安定剤、ブロッキング防止剤、紫外線吸収剤、粘度調節剤、消泡透明化剤、帯電防止剤、pH調整剤、染料、顔料、反応停止剤などの各種添加剤の1種又は2種以上を添加させてもよい。
【0017】
また、ポリエステルにはフィラーが添加されてもよい。フィラーの種類としては、球形シリカ、コロイダルシリカ、酸化チタン、アルミナ等の無機粉体、架橋ポリスチレン、シリコーン樹脂等の有機フィラー等が挙げられる。
また、支持体を高剛性化するために、これらの材料を高延伸したり、表面に金属や半金属または、これらの酸化物の層を設けることもできる。
【0018】
本発明において、非磁性支持体であるポリエステルの厚みは、好ましくは3〜9μm、より好ましくは3〜5μmである。また支持体表面の中心線平均粗さ(Ra)は、6nm以下、より好ましくは4nm以下である。このRaは、WYKO社製HD2000で測定した。
【0019】
本発明の磁気記録媒体は、前記の非磁性支持体の少なくとも一方の面に強磁性粉末と結合剤とを含む磁性層を設けたものであり、非磁性支持体と磁性層との間に実質的に非磁性である非磁性層(下層)を設けたものが好ましい。
【0020】
[磁性層]
磁性層に含まれる強磁性粉末として、その体積が1000〜20000nm3であることが好ましく、2000〜8000nm3であることが更に好ましい。この範囲とすることにより、熱揺らぎにより磁気特性の低下を有効に抑えることができると共に低ノイズを維持したまま良好なC/N(S/N)を得ることができる。強磁性粉末としては、特に制限はないが、強磁性金属粉末、六方晶系フェライト粉末または、希土類―鉄系磁性粉末が好ましい。
【0021】
針状粉末の体積は、形状を円柱と想定して長軸長、短軸長から求める。
板状粉末の場合は、形状を角柱(六方晶系フェライト粉末の場合は6角柱)と想定して板径、軸長(板厚)から体積を求める。
希土類―鉄系磁性粉末の場合は、形状を球と想定して体積を求める。
磁性体のサイズは、磁性層を適当量剥ぎ取る。剥ぎ取った磁性層30〜70mgにn−ブチルアミンを加え、ガラス管中に封かんし熱分解装置にセットして140℃で約1日加熱する。冷却後にガラス管から内容物を取り出し、遠心分離し、液と固形分を分離する。分離した固形分をアセトンで洗浄し、TEM用の粉末試料を得る。この試料を日立製透過型電子顕微鏡H−9000型を用いて粒子を撮影倍率100000倍で撮影し、総倍率500000倍になるように印画紙にプリントして粒子写真を得る。粒子写真から目的の磁性体を選びデジタイザ−で粉体の輪郭をトレースしカ−ルツァイス製画像解析ソフトKS−400で粒子のサイズを測定する。500個の粒子のサイズを測定し、測定値を平均して平均サイズとする。
【0022】
<強磁性金属粉末>
本発明の磁気記録媒体における磁性層に用いられる強磁性金属粉末としては、Feを主成分とするもの(合金も含む)であれば、特に限定されないが、α−Feを主成分とする強磁性合金粉末が好ましい。これらの強磁性粉末には所定の原子以外にAl、Si、S、Sc、Ca、Ti、V、Cr、Cu、Y、Mo、Rh、Pd、Ag、Sn、Sb、Te、Ba、Ta、W、Re、Au、Hg、Pb、Bi、La、Ce、Pr、Nd、P、Co、Mn、Zn、Ni、Sr、Bなどの原子を含んでもかまわない。Al、Si、Ca、Y、Ba、La、Nd、Co、Ni、Bの少なくとも1つがα−Fe以外に含まれるものが好ましく、特に、Co,Al,Yが含まれるのが好ましい。さらに具体的には、CoがFeに対して10〜40原子%、Alが2〜20原子%、Yが1〜15原子%含まれるのが好ましい。
【0023】
上記強磁性金属粉末には後述する分散剤、潤滑剤、界面活性剤、帯電防止剤などで分散前にあらかじめ処理を行ってもかまわない。また、強磁性金属粉末は、少量の水、水酸化物又は酸化物を含むものであってもよい。強磁性金属粉末の含水率は0.01〜2%とするのが好ましい。結合剤の種類によって強磁性金属粉末の含水率は最適化するのが好ましい。強磁性金属粉末のpHは、用いる結合剤との組合せにより最適化することが好ましい。その範囲は通常、6〜12であるが、好ましくは7〜11である。また強磁性金属粉末には可溶性のNa、Ca、Fe、Ni、Sr、NH4、SO4、Cl、NO2、NO3などの無機イオンを含む場合がある。これらは、本質的に無い方が好ましい。各イオンの総和が300ppm以下程度であれば、特性には影響しない。また、本発明に用いられる強磁性金属粉末は空孔が少ないほうが好ましくその値は20容量%以下、さらに好ましくは5容量%以下である。
【0024】
強磁性金属粉末の平均長軸長は、10〜100nmが好ましく、20〜70nmが更に好ましく、30〜60nmがとくに好ましい。
【0025】
また強磁性金属粉末の結晶子サイズは70〜180Åであり、好ましくは80〜140Å、更に好ましくは90〜130Åである。
この結晶子サイズは、X線回折装置(理学電機製RINT2000シリーズ)を使用し、線源CuKα1、管電圧50kV、管電流300mAの条件で回折ピークの半値幅からScherrer法により求めた平均値である。
【0026】
強磁性金属粉末のBET法による比表面積(SBET)は、45〜120m2/g以上が好ましく、50〜100m2/gであることがさらに好ましく、45m2/g以下ではノイズが高くなり、120m2/g以上では表面性が得にくく好ましくない。この範囲であれば良好な表面性と低いノイズの両立が可能となる。強磁性金属粉末の含水率は0.01〜2%とするのが好ましい。
結合剤の種類によって強磁性粉末の含水率は最適化するのが好ましい。強磁性粉末のpHは、用いる結合剤との組合せにより最適化することが好ましい。その範囲は4〜12であるが、好ましくは6〜10である。強磁性粉末は必要に応じ、表面処理を行いAl、Si、Pまたはこれらの酸化物などの形になっていてもかまわない。その量は強磁性粉末に対し0.1〜10%であり表面処理を施すと脂肪酸などの潤滑剤の吸着が100mg/m2以下になり好ましい。
強磁性金属粉末には可溶性のNa、Ca、Fe、Ni、Srなどの無機イオンを含む場合があるが200ppm以下であれば特に特性に影響を与える事は少ない。また、本発明に用いられる強磁性金属粉末は、空孔が少ないほうが好ましく、その値は20容量%以下、さらに好ましくは5容量%以下である。
【0027】
また強磁性金属粉末の形状については、先に示した粒子体積を満足すれば針状、粒状、米粒状又は板状いずれでもかまわないが、特に針状の強磁性粉末を使用することが好ましい。針状強磁性金属粉末の場合、針状比は4〜12が好ましく、さらに好ましくは5〜8である。強磁性金属粉末の抗磁力(Hc)は、好ましくは159.2〜278.5kA/m(2000〜3500Oe)であり、さらに好ましくは167.1〜238.7kA/m(2100〜3000Oe)である。また、飽和磁束密度は、好ましくは150〜300mT(1500〜3000G)であり、さらに好ましくは160〜290mTである。また飽和磁化(σs)は、好ましくは90〜140A・m2/kg(90〜140emu/g)であり、さらに好ましくは100〜120A・m2/kgである。磁性体自体のSFD(switching field distribution)は小さい方が好ましく、0.6以下であることが好ましい。SFDが0.6以下であると、電磁変換特性が良好で、出力が高く、また磁化反転がシャープでピークシフトが小さくなり、高密度デジタル磁気記録に好適である。Hc分布を小さくするためには、強磁性金属粉末においてはゲータイトの粒度分布を良くする、単分散αFe23を使用する、粒子間の焼結を防止するなどの方法がある。
【0028】
強磁性金属粉末は、公知の製造方法により得られたものを用いることができ、下記の方法を挙げることができる。焼結防止処理を行った含水酸化鉄、酸化鉄を水素などの還元性気体で還元してFe又はFe−Co粒子などを得る方法、複合有機酸塩(主としてシュウ酸塩)と水素などの還元性気体で還元する方法、金属カルボニル化合物を熱分解する方法、強磁性金属の水溶液に水素化ホウ素ナトリウム、次亜リン酸塩あるいはヒドラジンなどの還元剤を添加して還元する方法、金属を低圧の不活性気体中で蒸発させて粉末を得る方法などである。このようにして得られた強磁性金属粉末は公知の徐酸化処理が施される。含水酸化鉄、酸化鉄を水素などの還元性気体で還元し、酸素含有ガスと不活性ガスの分圧、温度、時間を制御して表面に酸化皮膜を形成する方法が、減磁量が少なく好ましい。
【0029】
<六方晶フェライト粉末>
六方晶フェライト粉末には、例えば、バリウムフェライト、ストロンチウムフェライト、鉛フェライト、カルシウムフェライト、それらのCo等の置換体等がある。より具体的には、マグネトプランバイト型のバリウムフェライト及びストロンチウムフェライト、スピネルで粒子表面を被覆したマグネトプランバイト型フェライト、さらに一部にスピネル相を含有したマグネトプランバイト型のバリウムフェライト及びストロンチウムフェライト等が挙げられる。その他、所定の原子以外にAl、Si、S,Sc、Ti、V、Cr、Cu、Y、Mo、Rh、Pd、Ag、Sn、Sb、Te、Ba、Ta、W、Re、Au、Hg、Pb、Bi、La、Ce、Pr、Nd、P、Co、Mn、Zn、Ni、Sr、B、Ge、Nbなどの原子を含んでもかまわない。一般には、Co−Zn、Co−Ti、Co−Ti−Zr、Co−Ti−Zn、Ni−Ti−Zn、Nb−Zn−Co、Sb−Zn−Co、Nb−Zn等の元素を添加した物を使用できる。また原料・製法によっては特有の不純物を含有するものもある。好ましいその他の原子およびその含有率は、前記の強磁性金属粉末の場合と同様である。
【0030】
六方晶フェライト粉末の粒子サイズは、上述の体積を満足するサイズであることが好ましいが、平均板径は、10〜50nmであり、15〜40nmが好ましく、20〜30nmがさらに好ましい。
【0031】
平均板状比{(板径/板厚)の平均}は1〜15であり、さらに1〜7であることが好ましい。平均板状比が1〜15であれば、磁性層で高充填性を保持しながら充分な配向性が得られ、かつ、粒子間のスタッキングによりノイズ増大を抑えることができる。また、上記粒子サイズの範囲内におけるBET法による比表面積(SBET)は、40m2/g以上が好ましく、40〜200m2/gであることがさらに好ましく、60〜100m2/gであることが最も好ましい。
【0032】
六方晶フェライト粉末の粒子板径・板厚の分布は、通常狭いほど好ましい。粒子板径・板厚を数値化することは、粒子TEM写真より500粒子を無作為に測定することで比較できる。粒子板径・板厚の分布は正規分布ではない場合が多いが、計算して平均サイズに対する標準偏差で表すと、σ/平均サイズ=0.1〜1.0である。粒子サイズ分布をシャープにするには、粒子生成反応系をできるだけ均一にすると共に、生成した粒子に分布改良処理を施すことも行われている。例えば、酸溶液中で超微細粒子を選別的に溶解する方法等も知られている。
【0033】
六方晶フェライト粉末の抗磁力(Hc)は、143.3〜318.5kA/m(1800〜4000Oe)の範囲とすることができるが、好ましくは159.2〜238.9kA/m(2000〜3000Oe)である。さらに好ましくは191.0〜214.9kA/m(2200〜2800Oe)である。
抗磁力(Hc)は、粒子サイズ(板径・板厚)、含有元素の種類と量、元素の置換サイト、粒子生成反応条件等により制御できる。
【0034】
六方晶フェライト粉末の飽和磁化(σs)は30〜80A・m2/kg(emu/g)である。飽和磁化(σs)は高い方が好ましいが、微粒子になるほど小さくなる傾向がある。飽和磁化(σs)の改良のため、マグネトプランバイトフェライトにスピネルフェライトを複合することや、含有元素の種類と添加量の選択等がよく知られている。またW型六方晶フェライトを用いることも可能である。磁性体を分散する際に磁性体粒子表面を分散媒、ポリマーに合った物質で処理することも行われている。表面処理剤としては、無機化合物及び有機化合物が使用される。主な化合物としてはSi、Al、P等の酸化物又は水酸化物、各種シランカップリング剤、各種チタンカップリング剤が代表例である。添加量は磁性体の質量に対して0.1〜10質量%である。磁性体のpHも分散に重要である。通常4〜12程度で分散媒、ポリマーにより最適値があるが、媒体の化学的安定性、保存性から6〜11程度が選択される。磁性体に含まれる水分も分散に影響する。分散媒、ポリマーにより最適値があるが通常0.01〜2.0%が選ばれる。
【0035】
六方晶フェライト粉末の製法としては、(1)酸化バリウム・酸化鉄・鉄を置換する金属酸化物とガラス形成物質として酸化ホウ素等を所望のフェライト組成になるように混合した後溶融し、急冷して非晶質体とし、次いで再加熱処理した後、洗浄・粉砕してバリウムフェライト結晶粉体を得ガラス結晶化法、(2)バリウムフェライト組成金属塩溶液をアルカリで中和し、副生成物を除去した後100℃以上で液相加熱した後洗浄・乾燥・粉砕してバリウムフェライト結晶粉体を得る水熱反応法、(3)バリウムフェライト組成金属塩溶液をアルカリで中和し、副生成物を除去した後乾燥し1100℃以下で処理し、粉砕してバリウムフェライト結晶粉体を得る共沈法等があるが、本発明は製法を選ばない。六方晶フェライト粉末は、必要に応じ、Al、Si、P又はこれらの酸化物などで表面処理を施してもかまわない。その量は強磁性粉末に対し0.1〜10%であり表面処理を施すと脂肪酸などの潤滑剤の吸着が100mg/m2以下になり好ましい。強磁性粉末には可溶性のNa、Ca、Fe、Ni、Srなどの無機イオンを含む場合がある。これらは、本質的に無い方が好ましいが、200ppm以下であれば特に特性に影響を与えることは少ない。
【0036】
本発明の製造方法により製造される磁性粒子は、磁気記録媒体の磁性層に好適に使用することができる。当該磁気記録媒体としては、ビデオテープ、コンピュータテープ等の磁気テープ;フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスク等の磁気ディスク;等が挙げられる。
【0037】
[結合剤]
本発明の磁性層と非磁性層、バック層のバインダー、潤滑剤、分散剤、添加剤、溶剤、分散方法その他は磁性層、非磁性層、バック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。
【0038】
本発明に使用される結合剤としては従来公知の熱可塑系樹脂、熱硬化系樹脂、反応型樹脂やこれらの混合物が使用される。熱可塑系樹脂としては、ガラス転移温度が−100〜150℃、数平均分子量が1,000〜200,000、好ましくは10,000〜100,000、重合度が約50〜1000程度のものである。
【0039】
このような例としては、塩化ビニル、酢酸ビニル、ビニルアルコ−ル、マレイン酸、アクルリ酸、アクリル酸エステル、塩化ビニリデン、アクリロニトリル、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、スチレン、ブタジエン、エチレン、ビニルブチラ−ル、ビニルアセタ−ル、ビニルエ−テル、等を構成単位として含む重合体または共重合体、ポリウレタン樹脂、各種ゴム系樹脂がある。また、熱硬化性樹脂または反応型樹脂としてはフェノ−ル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン硬化型樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、アクリル系反応樹脂、ホルムアルデヒド樹脂、シリコ−ン樹脂、エポキシ−ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂とイソシアネ−トプレポリマ−の混合物、ポリエステルポリオ−ルとポリイソシアネ−トの混合物、ポリウレタンとポリイソシアネートの混合物等があげられる。これらの樹脂については朝倉書店発行の「プラスチックハンドブック」に詳細に記載されている。また、公知の電子線硬化型樹脂を各層に使用することも可能である。これらの例とその製造方法については特開昭62−256219に詳細に記載されている。以上の樹脂は単独または組合せて使用できるが、好ましいものとして塩化ビニル樹脂、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル酢酸ビニルビニルアルコ−ル共重合体、塩化ビニル酢酸ビニル無水マレイン酸共重合体、から選ばれる少なくとも1種とポリウレタン樹脂の組合せ、またはこれらにポリイソシアネ−トを組み合わせたものがあげられる。
【0040】
ポリウレタン樹脂の構造はポリエステルポリウレタン、ポリエ−テルポリウレタン、ポリエ−テルポリエステルポリウレタン、ポリカ−ボネ−トポリウレタン、ポリエステルポリカ−ボネ−トポリウレタン、ポリカプロラクトンポリウレタンなど公知のものが使用できる。ここに示したすべての結合剤について、より優れた分散性と耐久性を得るためには必要に応じ、−COOM,−SO3 M、−OSO3 M、−P=O(OM)2 、−O−P=O(OM)2 、(以上につきMは水素原子、またはアルカリ金属塩基)、−OH、−NR2 、−N+R3 (Rは炭化水素基)、エポキシ基、−SH、−CN、などから選ばれる少なくともひとつ以上の極性基を共重合または付加反応で導入したものを用いることが好ましい。このような極性基の量は10-1〜10-8モル/gであり、好ましくは10-2〜10-6モル/gである。
【0041】
本発明に用いられるこれらの結合剤の具体的な例としてはユニオンカ−バイト社製VAGH、VYHH、VMCH、VAGF、VAGD,VROH,VYES,VYNC,VMCC,XYHL,XYSG,PKHH,PKHJ,PKHC,PKFE,日信化学工業社製、MPR−TA、MPR−TA5,MPR−TAL,MPR−TSN,MPR−TMF,MPR−TS、MPR−TM、MPR−TAO、電気化学社製1000W、DX80,DX81,DX82,DX83、100FD、日本ゼオン社製MR−104、MR−105、MR110、MR100、MR555、400X−110A、日本ポリウレタン社製ニッポランN2301、N2302、N2304、大日本インキ社製パンデックスT−5105、T−R3080、T−5201、バ−ノックD−400、D−210−80、クリスボン6109,7209,東洋紡社製バイロンUR8200,UR8300、UR−8700、RV530,RV280、大日精化社製、ダイフェラミン4020,5020,5100,5300,9020,9022、7020,三菱化成社製、MX5004,三洋化成社製サンプレンSP−150、旭化成社製サランF310,F210などが挙げられる。
【0042】
本発明の非磁性層、磁性層に用いられる結合剤は非磁性粉末または磁性粉末に対し、5〜50%の範囲、好ましくは10〜30%の範囲で用いられる。塩化ビニル系樹脂を用いる場合は5〜30%、ポリウレタン樹脂合を用いる場合は2〜20%、ポリイソシアネ−トは2〜20%の範囲でこれらを組み合わせて用いることが好ましいが、例えば、微量の脱塩素によりヘッド腐食が起こる場合は、ポリウレタンのみまたはポリウレタンとイソシアネートのみを使用することも可能である。本発明において、ポリウレタンを用いる場合はガラス転移温度が−50〜150℃、好ましくは0℃〜100℃、破断伸びが100〜2000%、破断応力は0.05〜10Kg/mm2 、降伏点は0.05〜10Kg/mm2が好ましい。
【0043】
本発明に用いるポリイソシアネ−トとしては、トリレンジイソシアネ−ト、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネ−ト、ヘキサメチレンジイソシアネ−ト、キシリレンジイソシアネ−ト、ナフチレン−1,5−ジイソシアネ−ト、o−トルイジンジイソシアネ−ト、イソホロンジイソシアネ−ト、トリフェニルメタントリイソシアネ−ト等のイソシアネ−ト類、また、これらのイソシアネ−ト類とポリアルコールとの生成物、また、イソシアネート類の縮合によって生成したポリイソシアネ−ト等を使用することができる。これらのイソシアネート類の市販されている商品名としては、日本ポリウレタン社製、コロネートL、コロネ−トHL,コロネ−ト2030、コロネ−ト2031、ミリオネ−トMR,ミリオネ−トMTL、武田薬品社製、タケネ−トD−102,タケネ−トD−110N、タケネ−トD−200、タケネ−トD−202、住友バイエル社製、デスモジュ−ルL,デスモジュ−ルIL、デスモジュ−ルN,デスモジュ−ルHL,等がありこれらを単独または硬化反応性の差を利用して二つもしくはそれ以上の組合せで各層とも用いることができる。
【0044】
本発明の磁性層に用いられる結合剤は、−SO3M、−OSO3M、−PO(OM)2、−OPO(OM)2、及び−COOM(Mは水素原子、アルカリ金属又はアンモニウム塩を表す。)から選ばれる少なくとも一種の極性基を0.2〜0.7meq/g、並びに/又は、−CONR12、−NR12、及び−NR123+(R1、R2、及びR3は独立に水素原子又はアルキル基を表す)から選ばれる少なくとも一種の極性基を0.5〜5meq/g含有することができる。ここで、「アルキル基」とは、炭素数1〜18の飽和炭化水素基であり、直鎖構造であっても分岐構造であっても構わない。−SO3M、−OSO3M、−PO(OM)2、−OPO(OM)2、及び−COOM(Mは水素原子、アルカリ金属又はアンモニウム塩を表す。)から選ばれる少なくとも一種の極性基の含有量は0.2〜0.7meq/gであり、好ましくは0.25〜0.6meq/g、更に好ましくは0.3〜0.5meq/gである。また、−CONR12、−NR12、及び−NR123+(R1、R2、及びR3は独立に水素原子又はアルキル基を表す)から選ばれる少なくとも一種の極性基の含有量は、0.5〜5meq/gであり、好ましくは1〜4meq/g、更に好ましくは1.5〜3.5meq/gである。上記極性基の含有量が上記範囲外であると、微粒子の磁性体を良好に分散させることができない。
【0045】
[ポリウレタン樹脂]
結合剤として用いるポリウレタン樹脂としては、例えば、環状構造及びアルキレンオキサイド鎖を有する分子量500〜5000のポリオールと鎖延長剤として環状構造を有する分子量200〜500のポリオールと有機ジイソシアネートを反応させて得られたものであり、かつ−SO3M、−OSO3M、−PO(OM)2、−OPO(OM)2、及び−COOM(Mは水素原子、アルカリ金属又はアンモニウム塩を表す。)から選ばれる少なくとも一種の極性基を0.2〜0.7meq/g、並びに/又は、−CONR12、−NR12、及び−NR123+(R1、R2、及びR3は独立に水素原子又はアルキル基を表す)から選ばれる少なくとも一種の極性基を0.5〜5meq/g含有するポリウレタン樹脂(A)、脂肪族二塩基酸とアルキル分岐側鎖を有する環状構造を持たない脂肪族ジオールからなるポリエステルポリオールと鎖延長剤として炭素数が3以上の分岐アルキル側鎖をもつ脂肪族ジオールと有機ジイソシアネート化合物を反応させ得られたものであり、かつ−SO3M、−OSO3M、−PO(OM)2、−OPO(OM)2、及び−COOM(Mは水素原子、アルカリ金属又はアンモニウム塩を表す。)から選ばれる少なくとも一種の極性基を0.2〜0.7meq/g、並びに/又は、−CONR12、−NR12、及び−NR123+(R1、R2、及びR3は独立に水素原子又はアルキル基を表す)から選ばれる少なくとも一種の極性基を0.5〜5meq/g含有するポリウレタン樹脂(B)、又は環状構造及び炭素数2以上のアルキル鎖を有するポリオール化合物と有機ジイソシアネートを反応させ得られたものであり、かつ−SO3M、−OSO3M、−PO(OM)2、−OPO(OM)2、及び−COOM(Mは水素原子、アルカリ金属又はアンモニウム塩を表す。)から選ばれる少なくとも一種の極性基を0.2〜0.7meq/g、並びに/又は、−CONR12、−NR12、及び−NR123+(R1、R2、及びR3は独立に水素原子又はアルキル基を表す)から選ばれる少なくとも一種の極性基を0.5〜5meq/g含有するポリウレタン樹脂(C)を使用することができる。
【0046】
ポリウレタン樹脂(A)ポリウレタン樹脂(A)の原料となる環状構造及びアルキレンオキサイド鎖を有するポリオールとしては、環状構造を有するジオールにエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを付加したものを用いることができる。具体的には、ビスフェノールA、水素化ビスフェノールA、ビスフェノールS、水素化ビスフェノールS、ビスフェノールP、水素化ビスフェノールP、トリシクロデカンジメタノール、シクロヘキサンジメタノール、シクロヘキサンジオール、5,5'−(1−メチルエチリデン)ビス−(1,1'−ビシクロヘキシル)2−オール、4,4'−(1−メチルエチリデン)ビス−2メチルシクロヘキサノール、5,5'−(1,1'−シクロヘキシリデン)ビス−(1,1'ビシクロヘキシル)2−オール、5,5'−(1,1'−シクロヘキルメチレン)ビス−(1,1'ビシクロヘキシル)2−オール、水添テルペンジフェノール、ジフェニルビスフェノールA、ジフェニルビスフェノールS、ジフェニルビスフェノールP、9,9−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン、4,4'−(3−メチルエチリデン)ビス(2−シクロヘキシル−5−メチルフェノール)、4,4'−(3−メチルエチリデン(ビス(2−フェニル−5メチルシクロヘキサノール)、4,4'−(1−フェニルエチリデン)ビス(2−フェノール)、4,4'−シクロヘキシリデンビス(2−メチルフェノール)、テルペンジフェノール等のジオールを用いることができる。中でも、水素化ビスフェノールA及び水素化ビスフェノールAのポリプロピレンオキサイド付加物が好ましい。上記ポリオールの分子量は、500〜5000であることが好ましい。500以上であるとウレタン基濃度が低いため溶剤溶解性が高く、5000以下であると塗膜強度が良好で耐久性が高く好ましい。
【0047】
鎖延長剤として用いる環状構造を有するポリオールとしては、上記の環状構造を有するジオール及び分子量200〜500の範囲でエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを付加したものを用いることができる。好ましくは水素化ビスフェノールA及び水素化ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物が挙げられる。
【0048】
ポリウレタン樹脂(B)ポリウレタン樹脂(B)の原料となるポリエステルポリオールは、脂肪族二塩基酸とアルキル分岐側鎖を有する環状構造を持たない脂肪族ジオールからなる。脂肪族二塩基酸としては、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、マロン酸、グルタル酸、ピメリン酸、スベリン酸等の脂肪族二塩基酸を使用することができる。中でも好ましいものはコハク酸、アジピン酸、セバシン酸である。ポリエステルポリオールの全二塩基酸成分のうち、脂肪族二塩基酸の含量が70モル%以上であることが好ましい。70モル%以上であると、実質的に環状構造を有する二塩基酸濃度が低いため溶剤溶解性が高く、良好な分散性向上効果を得ることができる。
【0049】
ポリエステルポリオールに用いることのできるアルキル分岐側鎖を有する環状構造を持たない脂肪族ポリオールとしては、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、3,3−ジメチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、3−メチル−3−エチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−2−プロピル−1,3−プロパンジオール、3−メチル−3−プロピル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−2−ブチル−1,3−プロパンジオール、3−メチル−3−ブチル−1,5−ペンタンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、3,3−ジエチル−1、5−ペンタンジオール、2−エチル−2−ブチル−1,3−プロパンジオール、3−エチル−3−ブチル−1,5−ペンタンジオール、2−エチル−2−プロピル−1,3−プロパンジオール、3−エチル−3−プロピル−1,5−ペンタンジオール、2,2−ジブチル−1,3−プロパンジオール、3,3−ジブチル−1,5−ペンタンジオール、2,2−ジプロピル−1,3−プロパンジオール、3,3−ジプロピル−1,5−ペンタンジオール、2−ブチル−2−プロピル−1,3−プロパンジオール、3−ブチル−3−プロピル−1,5−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−プロパンジオール、2−プロピル−1,3−プロパンジオール、2−ブチル−1,3−プロパンジオール、3−エチル−1,5−ペンタンジオール、3−プロピル−1,5−ペンタンジオール、3−ブチル−1,5−ペンタンジオール、3−オクチル−1、5−ペンタンジオール、3−ミリスチル−1、5−ペンタンジオール、3−ステアリル−1、5−ペンタンジオール、2−エチル−1,6−ヘキサンジオール、2−プロピル−1,6−ヘキサンジオール、2−ブチル−1,6−ヘキサンジオール、5−エチル−1,9−ノナンジオール、5−プロピル−1,9−ノナンジオール、5−ブチル−1,9−ノナンジオール等の分岐脂肪族ジオールを使用することができる。中でも、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、2−エチル−2−ブチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオールが好ましい。ポリエステルポリオールに用いるポリオール中の分岐側鎖を有するポリオールの含量は、50〜100mol%が好ましく、更に好ましくは70〜100mol%であることが適当である。上記範囲内であれば、溶剤溶解性が高く、良好な分散性を得ることができる。
【0050】
ポリウレタン樹脂(B)では、鎖延長剤として炭素数が3以上の分岐アルキル側鎖を持つ脂肪族ジオールを用いることができる。炭素数が3以上であり、かつ分岐アルキル側鎖を有することで、溶剤溶解性が向上し、良好な分散性を得ることができる。炭素数が3以上の分岐アルキル側鎖を持つ脂肪族ジオールとしては、2−メチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、3−メチル−3−エチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−2−プロピル−1,3−プロパンジオール、3−メチル−3−プロピル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−2−ブチル−1,3−プロパンジオール、3−メチル−3−ブチル−1,5−ペンタンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、3,3−ジエチル−1,5−ペンタンジオール、2−エチル−2−ブチル−1,3−プロパンジオール、3−エチル−3−ブチル−1,5−ペンタンジオール、2−エチル−2−プロピル−1,3−プロパンジオール、3−エチル−3−プロピル−1,5−ペンタンジオール、2,2−ジブチル−1,3−プロパンジオール、3,3−ジブチル−1,5−ペンタンジオール、2,2−ジプロピル−1,3−プロパンジオール、3,3−ジプロピル−1,5−ペンタンジオール、2−ブチル−2−プロピル−1,3−プロパンジオール、3−ブチル−3−プロピル−1,5−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−プロパンジオール、2−プロピル−1,3−プロパンジオール、2−ブチル−1,3−プロパンジオール、3−エチル−1,5−ペンタンジオール、3−プロピル−1,5−ペンタンジオール、3−ブチル−1,5−ペンタンジオール、3−オクチル−1,5−ペンタンジオール、3−ミリスチル−1−,5−ペンタンジオール、3−ステアリル−1,5−ペンタンジオール、2−エチル−1,6−ヘキサンジオール、2−プロピル−1,6−ヘキサンジオール、2−ブチル−1,6−ヘキサンジオール、5−エチル−1,9−ノナンジオール、5−プロピル−1,9−ノナンジオール、5−ブチル−1,9−ノナンジオール等を使用することができる。中でも2−エチル−2−ブチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオールが好ましい。ポリウレタン樹脂中の含有量は5〜30質量%が好ましく、更に好ましくは10〜20質量%であることが適当である。上記範囲内であると、溶剤溶解性が高く、良好な分散性を得ることができる。
【0051】
ポリウレタン樹脂(C)ポリウレタン樹脂(C)の原料となる環状構造及び炭素数2以上のアルキル鎖を有するポリオール化合物は、分子量500〜1000のジオールであることが好ましい。ジオールであると、ポリウレタン重合時の架橋によるゲル化が発生せず、好ましい。また、上記ジオールが有するアルキル鎖の炭素数が2以上であると、溶剤溶解性が高く、分散性が良好である。分子量が500以上であると、ウレタン基濃度が低いため溶剤溶解性が高く、1000以下であると塗膜強度が良好である。環状構造及び炭素数2以上のアルキル鎖を有するポリオールとしては、ダイマー酸を水添、還元することで得られる下式の構造で表されるダイマージオールが好ましい。
【0052】
【化1】

【0053】
環状構造及び炭素数2以上のアルキル鎖を有するジオールは、ポリウレタン樹脂中に5〜60質量%含まれることが好ましく、更に好ましくは10〜40質量%含まれることが適当である。環状構造及び炭素数2以上のアルキル鎖を有するジオールの含有量が上記範囲内であれば、溶剤溶解性が高く分散性が良好であり、かつ耐久性が高く好ましい。
【0054】
本発明において、上記ポリオールと反応させてポリウレタン樹脂を形成するために用いられる有機ジイソシアネートは、特に制限はなく、通常使用されているものを用いることができる。具体的には、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、1,3−キシリレンジイソシアネート、1,4−キシリレンジイソシアネートシクロヘキサンジイソシアネート、トルイジンジイソシアネート、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、4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、m−フェニレンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、3,3−ジメチルフェニレンジイソシアネート等を挙げることができる。
【0055】
極性基を導入した原料モノマーからポリウレタン樹脂を製造することにより、極性基を有するポリウレタン樹脂を製造することができる。例えば、極性基を有するポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール等の極性基含有ポリオールと、極性基を持たないポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール等のポリオールとジイソシアネートとから製造する、二価アルコール又は二塩基酸の一部を極性基含有ジオール又は極性基含有二塩基酸に変えて製造する等の方法を用いることができる。極性基含有ポリオール又は極性基含有二塩基酸は、例えば前記ポリオール又は二塩基酸の主鎖または側鎖に−SO3M、−OSO3M、−PO(OM)2、−OPO(OM)2、及び−COOM(Mは水素原子、アルカリ金属又はアンモニウム塩を表す。)から選ばれる少なくとも一種の極性基、並びに/又は、−CONR12、−NR12、及び−NR123+(R1、R2、及びR3は独立に水素原子又はアルキル基を表す)から選ばれる少なくとも一種の極性基を含有するものである。
【0056】
本発明で使用される極性基含有ポリウレタン系樹脂の平均分子量は、5000〜100000であることが好ましく、更に好ましくは10000〜50000であることが適当である。5000以上であると得られる磁性塗膜が高い等物理的強度が高く、磁気記録媒体の耐久性が良好である。分子量が100000以下であると溶剤への溶解性が高く、分散性が向上する。また、所定濃度における塗料粘度が適当であり作業性が良好で取扱いが容易になる。本発明で使用される極性基含有ポリウレタン系樹脂は、分岐OH基を有することが、硬化性、耐久性の面から好ましく、1分子当たり2個〜40個が好ましく、更に好ましくは1分子当たり3個〜20個であることが適当である。
【0057】
本発明では、上記ポリウレタン樹脂以外のポリウレタン樹脂を併用することもできる。併用するポリウレタン樹脂は、上記ポリウレタン樹脂と同様の極性基を有することが好ましい。また、鎖延長剤としては、それ自体公知の物質、多価アルコール、脂肪族ポリアミン、脂環式ポリアミン、芳香族ポリアミン等が使用できる。中でも分子量50〜500の多価アルコールが好ましい。50以上であると塗膜強度が高く耐久性が良好である。500以下では塗膜のTgが高く、塗膜が硬くなるため耐久性が良好である。多価アルコールとしては、ビスフェノール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、シクロヘキサンジメタノール、シクロヘキサンジオール、ハイドロキノン、ビス(2-ヒドロキシエチル)テトラブロモビスフェノールA、ビス(2-ヒドロキシエチル)テトラブロモビスフェノールS、ビス(2-ヒドロキシエチル)テトラメチルビスフェノールS、ビス(2-ヒドロキシエチル)ジフェニルビスフェノールS、ビス(2-ヒドロキシエチル)ジフェニルビフェノール、ビス(2-ヒドロキシエチル)チオジフェノール、ビス(2-ヒドロキシエチル)ビスフェノールF、ビフェノール、ビスフェノールフルオレン、ビスフェノールフルオレンジヒドロキシエチルエーテル等の環状構造を有する短鎖ジオールが好ましい。更に好ましいものは、ビスフェノール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、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。
【0058】
[塩化ビニル系樹脂]
本発明の結合剤としては、塩ビ系樹脂を用いることもできる。塩ビ系樹脂としては塩ビモノマーに種々のモノマーと共重合したものが用いられる。共重合モノマーとしては酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等の脂肪酸ビニルエステル類、 メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート等のアクリレート、メタクリレート類、アリルメチルエーテル、アリルエチルエーテル、アリルプロピルエーテル、アリルブチルエーテル等のアルキルアリルエーテル類 その他スチレン、αメチルスチレン、塩化ビニリデン、アクリロニトリル、エチレン、ブタジエン、アクリルアミド、更に官能基をもつ共重合モノマーとしてビニルアルコール、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチルアリルエーテル、2-ヒドロキシプロピルアリルエーテル、3-ヒドロキシプロピルアリルエーテル、p-ビニルフェノール、マレイン酸、無水マレイン酸、アクリル酸、メタクリル酸、グリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル、ホスホエチル(メタ)アクリレート、スルホエチル(メタ)アクリレート、p-スチレンスルホン酸、及びこれらのNa塩、K塩等が用いられる。塩ビ系樹脂中の塩化ビニルモノマーの組成は、75〜95重量%であれば、力学強度が高く、かつ溶剤溶解性が良好で磁性体分散性が高く好ましい。
【0059】
[アクリル系樹脂]
本発明の結合剤としては、窒素を含むラジカル重合性単量体単位1質量%〜75質量%、芳香族環を含むラジカル重合性単量体単位1質量%〜75質量%及びその他のラジカル重合性単量体単位で総計100質量%となり、かつ−SO3M、−OSO3M、−PO(OM)2、−OPO(OM)2、及び−COOM(Mは水素原子、アルカリ金属又はアンモニウム塩を表す。)から選ばれる少なくとも一種の極性基、並びに/又は、−CONR12、−NR12、及び−NR123+(R1、R2、及びR3は独立に水素原子又はアルキル基を表す)から選ばれる少なくとも一種の極性基を有するアクリル系共重合体を使用することができる。尚、(メタ)アクリルアミドとはアクリルアミドとメタアクリルアミドの総称、(メタ)アクリレートとはアクリレートとメタクリレートの総称である。
【0060】
本発明で使用する窒素を含むラジカル重合性単量体単位としては、(メタ)アクリルアミド、ダイアセトン(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−エトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド類、N,N−ジメチルアミノメチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノメチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルモルホリン、モルホリノエチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート類、N−ビニルオキサゾリドン、N−ビニル−2−ピロリドン、N−ビニルカルバゾール、2−ビニル−4,6−ジアミノ−5−トリアジン、2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン、マレイミド、N−フェニルマレイミド、アクリロニトリル等のビニル化合物が挙げられる。特に好ましい窒素を含むラジカル重合性単量単位はN,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミドである。窒素を含むラジカル重合性単量単位の組成としては、1〜75質量%が好ましく、更に好ましくは5〜60質量%であることが適当である。上記範囲内であると、非磁性粉体及び磁性粉体の分散性を向上することができる。
【0061】
本発明で使用する芳香族環を含むラジカル重合性単量体としては、芳香族環を含む(メタ)アクリレート単位を用いることができる。芳香族環を含む(メタ)アクリレート単位としては、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノールエチレンオキサイド付加物(メタ)アクリレート等が挙げられる。特に好ましい芳香族環を含む(メタ)アクリレート単位は、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレートである。芳香族環を含む(メタ)アクリレート単位の組成としては、1〜75質量%が好ましく、更に好ましくは5〜60質量%が適当である。1質量%以上であると、非磁性粉体又は磁性粉体の分散性を向上することができ、塗膜の十分な平滑性(光沢)や耐久性を得ることができる。一方、75質量%以下であると塗料粘度が適当である。
【0062】
窒素を含むラジカル重合性単量体単位、芳香族環を含むラジカル重合性単量体単位と共重合可能なその他の共重合性単量単位としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート単量体、メトキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート等のアルコキシアルキル(メタ)アクリレート類、グリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、2−エチルヘキシルビニルエーテル、n−オクチルビニルエーテル、ラウリルビニルエーテル、セチルビニルエーテル、ステアリルビニルエーテル等のアルキルビニルエーテル類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、(無水)マレイン酸、アクリロニトリル、塩化ビニリデン等を挙げることができる。これらの単量体は1種類のみ用いても2種類以上を併用してもよい。
【0063】
前記アクリル系樹脂の数平均分子量は1000〜200000が好ましく、更に好ましくは10000〜100000であることが適当である。1000以上であると、磁性塗膜の物理的強度が高く、磁気テープ等の耐久性も良好である。200000以下であると、塗膜粘度が低く作業性が良好で取扱いが容易である。
【0064】
本発明で使用する極性基を有する塩化ビニル系樹脂、アクリル系樹脂への極性基導入方法としては、以下の方法を用いることができる。塩化ビニル系単量体、又は窒素を含むラジカル重合性単量体単位及び芳香族環を含むラジカル重合性単量体単位からなり−SO3M、−OSO3M、−PO(OM)2、−OPO(OM)2、及び−COOM(Mは水素原子、アルカリ金属又はアンモニウム塩を表す。)から選ばれる少なくとも一種の極性基、並びに/又は、−CONR12、−NR12、及び−NR123+(R1、R2、及びR3は独立に水素原子又はアルキル基を表す)から選ばれる少なくとも一種の極性基を含有しない塩化ビニル系樹脂又はアクリル系樹脂に、前記極性基を反応により付加して合成することができる。具体的には、例えば−SO3Mを塩化ビニル系樹脂又はアクリル系樹脂に導入する場合、まず、塩化ビニル系単量体、又は窒素を含むラジカル重合性単量体単位及び芳香族環を含むラジカル重合性単量体単位と、グリシジル基を持ち共重合可能な化合物、及び必要に応じてこれらと共重合可能な他の化合物を共重合させ、共重合と同時又は共重合体を得た後に、−SO3Mを有する化合物と反応させることにより、極性基を導入することができる。グリシジル基を導入するための共重合可能な化合物としては、グリシジル(メタ)アクリレート、グリシジルビニルエーテル等が挙げられ、これらは単独又は2種類以上を同時に併用しても良い。
【0065】
共重合可能な極性基含有化合物を塩化ビニル系単量体、又は窒素を含むラジカル重合性単量体単位及び芳香族環を含むラジカル重合性単量体単位、その他共重合可能な化合物と共に共重合しても良い。共重合可能な極性基含有化合物としては、−SO3M、−OSO3M、−PO(OM)2、−OPO(OM)2、及び−COOM(Mは水素原子、アルカリ金属又はアンモニウム塩を表す。)から選ばれる少なくとも一種の極性基、並びに/又は、−CONR12、−NR12、及び−NR123+(R1、R2、及びR3は独立に水素原子又はアルキル基を表す)から選ばれる少なくとも一種の極性基を含む共重合可能な化合物を用いることができ、例えば−SO3Mを導入するための共重合可能な化合物としては2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、ビニルスルホン酸、(メタ)アクリルスルホン酸、p−スチレンスルホン酸等の不飽和炭化水素スルホン酸及びこれらの塩、(メタ)アクリル酸スルホエチルエステル、(メタ)アクリル酸スルホプロピルエステル等の(メタ)アクリル酸のスルホアルキルエステル類及びこれらの塩等を挙げることができる。前記親水性極性基は1種類のみ用いても2種類以上を併用してもよく、−SO3Mの他に−NR2の導入が必要な場合には−NR2を含む共重合可能な化合物、具体的にはN,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド等を使用することができる。
【0066】
極性基を導入するためには、共重合体の製造に際して、極性基含有ラジカル重合開始剤を用いて単量体混合物を共重合させる方法、片末端に極性基を有する連鎖移動剤の存在下に単量体混合物を共重合させる方法を使用しても良い。極性基含有ラジカル重合開始剤としては、例えば過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム等が挙げられる。これらのラジカル重合開始剤の使用量は単量体の合計量に対し、1〜10質量%とすればよく、好ましくは1〜5質量%である。片末端に上記極性基を有する連鎖移動剤としては重合反応において連鎖移動が可能で且つ片末端に極性基を有するものであれば特に制限はなく、片末端に極性基を有するハロゲン化化合物、メルカプト化合物やジフェニルピクリルヒドラジン等が挙げられる。ハロゲン化化合物の具体例としては、2−クロロエタンスルホン酸、2−クロロエタンスルホン酸ナトリウム、4−クロロフェニルスルホキシド、4−クロロベンゼンスルホンアミド、p−クロロベンゼンスルホン酸、p−クロロベンゼンスルホン酸ナトリウム、2−ブロモエタンスルホン酸ナトリウム、4−(ブロモメチル)ベンゼンスルホン酸ナトリウム等が例示され、2−クロロエタンスルホン酸ナトリウム、p−クロロベンゼンスルホン酸ナトリウムが好ましい。メルカプト化合物としては、好ましくは2−メルカプトエタンスルホン酸(塩)、3−メルカプト−1,2プロパンジオール、メルカプト酢酸(塩)、2−メルカプト−5−ベンゾイミダゾールスルホン酸(塩)、3−メルカプト−2−ブタノール、2−メルカプトブタノール、3−メルカプト−2−プロパノール、N(2−メルカプトプロピル)グリシン、チオグルコール酸アンモニウム又はβ−メルカプトエチルアミン塩酸塩を用いることができる。これらの片末端に極性基を有する連鎖移動剤は一種または二種以上を組み合わせて用いることができる。特に好ましい片末端に極性基を有する連鎖移動剤は、極性の強い2−メルカプトエタンスルホン酸(塩)である。これらの連鎖移動剤の使用量は単量体の合計量に対し、0.1〜10質量%であることが好ましく、更に好ましくは0.2〜5質量%であることが適当である。
【0067】
また、−SO3M、−OSO3M、−PO(OM)2、−OPO(OM)2、−COOM(Mは水素原子、アルカリ金属又はアンモニウム塩を表す。)から選ばれる少なくとも一種の極性基、並びに/及び−CONR12、−NR12、及び−NR123+(R1、R2、及びR3は独立に水素原子又はアルキル基を表す)から選ばれる少なくとも一種の極性基と共に水酸基を持たせることも好ましい。共重合可能な水酸基含有単位の例としては、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレート、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類、ヒドロキシエチルビニルエーテル、ヒドロキシプロピルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類、ヒドロキシエチルモノ(メタ)アリルエーテル、ヒドロキシプロピルモノ(メタ)アリルエーテル、ヒドロキシブチルモノ(メタ)アリルエーテル、ジエチレングリコールモノ(メタ)アリルエーテル、ジプロピレングリコールモノ(メタ)アリルエーテル、グリセリンモノ(メタ)アリルエーテル、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アリルエーテル等の(メタ)アリルエーテル類、(メタ)アリルアルコール等が挙げられる。ビニルアルコール単位については酢酸ビニルを共重合し、溶媒中で苛性アルカリによってケン化反応することにより導入できる。水酸基を有する単量体の量は全単量体中の5〜30質量%とすることが好ましい。
【0068】
上記重合可能な化合物類、連鎖移動剤を含む重合反応系を重合させるには、公知の重合方法、例えば、懸濁重合、乳化重合、溶液重合等を用いることができる。これらの重合方法のうち、得られたアクリル系共重合体を保存安定性の高い固形状体で容易に保存できる点から、乾燥作業性のよい懸濁重合や乳化重合を用いることが好ましく、特に乳化重合を用いることが好ましい。重合条件は、用いる重合可能な化合物類や重合開始剤、連鎖移動剤の種類等により異なるが、一般にオートクレーブ中にて、温度は50〜80℃程度、ゲージ圧力は4.0〜1.0MPa程度、時間は5〜30時間程度であることが好ましい。重合は、反応に不活性な気体の雰囲気下で行うことが反応制御のしやすさの点で好ましい。そのような気体としては、例えば、窒素、アルゴン等が挙げられ、好ましくは経済性の点から窒素が用いられる。重合に際しては、上記重合反応系に上述の成分以外に他の成分を添加してもよい。そのような成分としては、例えば乳化剤、電解質、高分子保護コロイド等が挙げられる。
【0069】
本発明では、前述のポリウレタン樹脂、塩化ビニル系樹脂、及びアクリル系樹脂を併用することもでき、また、更にこれらの合計量の等量以下の量で、その他の極性基を持つ結合剤を併用しても良い。併用できるその他樹脂としては特に制限はなく、従来から結合剤として使用されている公知の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、反応型樹脂及びこれらの混合物を使用することができる。熱可塑性樹脂としてはガラス転移温度が−100〜150℃、数平均分子量が1000〜200000、好ましくは10000〜100000のものを用いることができる。具体的には、塩化ビニリデン、アクリロニトリル、スチレン、ブタジエン、エチレン、ビニルブチラール、ビニルアセタール、ビニルエーテル等を構成単位として含む重合体、共重合体、各種ゴム系樹脂がある。また、熱硬化性樹脂または反応型樹脂としてはフェノール樹脂、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、アクリル系反応樹脂、ホルムアルデヒド樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ−ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂とイソシアネートプレポリマーの混合物等が挙げられる。
【0070】
上記結合剤は、強磁性粉末又は非磁性粉末100質量部に対して5〜50質量部の範囲内の含有量で用いることができる。特に、その含有量を7〜45質量部の範囲内に設定することにより磁性層あるいは非磁性層表面の光沢度が高くなる等の現象が表れ、強磁性粉末又は非磁性粉末の分散状態が良好であることがわかる。更にその含有量を10〜40質量部の範囲内に設定することによって電磁変換特性が著しく改善される。含有量が40質量部よりも少ないと、強磁性粉末あるいは非磁性粉末が結合されず粉落ち等が発生し、また200質量部よりも多く配合しても強磁性粉末あるいは非磁性粉末の分散状態がそれ以上向上せず、磁性層では強磁性粉末の充填度が低下し電磁変換特性が低下することがある。
【0071】
本発明における磁性層には、必要に応じて添加剤を加えることができる。添加剤としては、研磨剤、潤滑剤、分散剤・分散助剤、防黴剤、帯電防止剤、酸化防止剤、溶剤、カーボンブラックなどを挙げることができる。これら添加剤としては、例えば、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、グラファイト、窒化ホウ素、フッ化黒鉛、シリコーンオイル、極性基を持つシリコーン、脂肪酸変性シリコーン、フッ素含有シリコーン、フッ素含有アルコール、フッ素含有エステル、ポリオレフィン、ポリグリコール、ポリフェニルエーテル、フェニルホスホン酸、ベンジルホスホン酸、フェネチルホスホン酸、α−メチルベンジルホスホン酸、1−メチル−1−フェネチルホスホン酸、ジフェニルメチルホスホン酸、ビフェニルホスホン酸、ベンジルフェニルホスホン酸、α−クミルホスホン酸、トルイルホスホン酸、キシリルホスホン酸、エチルフェニルホスホン酸、クメニルホスホン酸、プロピルフェニルホスホン酸、ブチルフェニルホスホン酸、ヘプチルフェニルホスホン酸、オクチルフェニルホスホン酸、ノニルフェニルホスホン酸等の芳香族環含有有機ホスホン酸及びそのアルカリ金属塩、オクチルホスホン酸、2−エチルヘキシルホスホン酸、イソオクチルホスホン酸、イソノニルホスホン酸、イソデシルホスホン酸、イソウンデシルホスホン酸、イソドデシルホスホン酸、イソヘキサデシルホスホン酸、イソオクタデシルホスホン酸、イソエイコシルホスホン酸等のアルキルホスホン酸及びそのアルカリ金属塩、リン酸フェニル、リン酸ベンジル、リン酸フェネチル、リン酸α−メチルベンジル、リン酸1−メチル−1−フェネチル、リン酸ジフェニルメチル、リン酸ビフェニル、リン酸ベンジルフェニル、リン酸α−クミル、リン酸トルイル、リン酸キシリル、リン酸エチルフェニル、リン酸クメニル、リン酸プロピルフェニル、リン酸ブチルフェニル、リン酸ヘプチルフェニル、リン酸オクチルフェニル、リン酸ノニルフェニル等の芳香族リン酸エステル及びそのアルカリ金属塩、リン酸オクチル、リン酸2−エチルヘキシル、リン酸イソオクチル、リン酸イソノニル、リン酸イソデシル、リン酸イソウンデシル、リン酸イソドデシル、リン酸イソヘキサデシル、リン酸イソオクタデシル、リン酸イソエイコシル等のリン酸アルキルエステル及びそのアルカリ金属塩、アルキルスルホン酸エステル及びそのアルカリ金属塩、フッ素含有アルキル硫酸エステル及びそのアルカリ金属塩、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、ステアリン酸ブチル、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、エライジン酸、エルカ酸等の炭素数10〜24の不飽和結合を含んでも分岐していても良い一塩基性脂肪酸及びこれらの金属塩、又はステアリン酸ブチル、ステアリン酸オクチル、ステアリン酸アミル、ステアリン酸イソオクチル、ミリスチン酸オクチル、ラウリル酸ブチル、ステアリン酸ブトキシエチル、アンヒドロソルビタンモノステアレート、アンヒドロソルビタントリステアレート等の炭素数10〜24の不飽和結合を含んでも分岐していても良い一塩基性脂肪酸と、炭素数2〜22の不飽和結合を含んでも分岐していても良い1〜6価アルコール、炭素数12〜22の不飽和結合を含んでも分岐していても良いアルコキシアルコールまたはアルキレンオキサイド重合物のモノアルキルエーテルのいずれか一つとからなるモノ脂肪酸エステル、ジ脂肪酸エステル又は多価脂肪酸エステル、炭素数2〜22の脂肪酸アミド、炭素数8〜22の脂肪族アミンなどが使用できる。また、上記炭化水素基以外にもニトロ基およびF、Cl、Br、CF3、CCl3、CBr3等の含ハロゲン炭化水素等炭化水素基以外の基が置換したアルキル基、アリール基、アラルキル基を持つものでもよい。
【0072】
また、アルキレンオキサイド系、グリセリン系、グリシドール系、アルキルフエノールエチレンオキサイド付加体等のノニオン界面活性剤、環状アミン、エステルアミド、第四級アンモニウム塩類、ヒダントイン誘導体、複素環類、ホスホニウム又はスルホニウム類等のカチオン系界面活性剤、カルボン酸、スルホン酸、硫酸エステル基等の酸性基を含むアニオン界面活性剤、アミノ酸類、アミノスルホン酸類、アミノアルコールの硫酸又はリン酸エステル類、アルキルベタイン型等の両性界面活性剤等も使用できる。これらの界面活性剤については、「界面活性剤便覧」(産業図書株式会社発行)に詳細に記載されている。
【0073】
上記潤滑剤、帯電防止剤等は必ずしも純粋ではなく主成分以外に異性体、未反応物、副反応物、分解物、酸化物等の不純分が含まれても構わない。これらの不純分は30質量%以下が好ましく、さらに好ましくは10質量%以下である。
【0074】
これらの添加物の具体例としては、例えば、日本油脂社製:NAA−102、ヒマシ油硬化脂肪酸、NAA−42、カチオンSA、ナイミーンL−201、ノニオンE−208、アノンBF、アノンLG、竹本油脂社製:FAL−205、FAL−123、新日本理化社製:エヌジエルブOL、信越化学社製:TA−3、ライオン社製:アーマイドP、ライオン社製:デュオミンTDO、日清オイリオ社製:BA−41G、三洋化成社製:プロフアン2012E、ニューポールPE61、イオネットMS−400等が挙げられる。
【0075】
また、本発明における磁性層には、必要に応じてカーボンブラックを添加することができる。磁性層で使用可能なカーボンブラックとしては、ゴム用ファーネス、ゴム用サーマル、カラー用ブラック、アセチレンブラック等を挙げることができる。比表面積は5〜500m2/g、DBP吸油量は10〜400ml/100g、粒子径は5〜300nm、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。
【0076】
本発明に用いられるカーボンブラックの具体的な例としては、キャボット社製BLACKPEARLS 2000、1300、1000、900、905、800、700、VULCAN XC−72、旭カーボン社製#80、#60、#55、#50、#35、三菱化学社製#2400B、#2300、#900、#1000、#30、#40、#10B、コロンビアンカーボン社製CONDUCTEX SC、RAVEN150、50、40、15、RAVEN−MT−P、ケッチェン・ブラック・インターナショナル社製ケッチェンブラックECなどが挙げられる。カーボンブラックを分散剤などで表面処理したり、樹脂でグラフト化して使用しても、表面の一部をグラファイト化したものを使用したりしてもかまわない。また、カーボンブラックを磁性塗料に添加する前にあらかじめ結合剤で分散してもかまわない。これらのカーボンブラックは単独又は組み合せで使用することができる。カーボンブラックを使用する場合、磁性体の質量に対して0.1〜30質量%で用いることが好ましい。カーボンブラックは磁性層の帯電防止、摩擦係数低減、遮光性付与、膜強度向上などの働きがあり、これらは用いるカーボンブラックにより異なる。したがって本発明で使用されるこれらのカーボンブラックは、磁性層及び非磁性層でその種類、量、組み合せを変え、粒子サイズ、吸油量、電導度、pHなどの先に示した諸特性を基に目的に応じて使い分けることはもちろん可能であり、むしろ各層で最適化すべきものである。本発明の磁性層で使用できるカーボンブラックは、例えば「カーボンブラック便覧」カーボンブラック協会編、を参考にすることができる。
【0077】
[研磨剤]
本発明に用いられる研磨剤としてはα化率90%以上のα−アルミナ、β−アルミナ、炭化ケイ素、酸化クロム、酸化セリウム、α−酸化鉄、コランダム、人造ダイアモンド、窒化珪素、炭化珪素チタンカ−バイト、酸化チタン、二酸化珪素、窒化ホウ素、など主としてモ−ス硬度6以上の公知の材料が単独または組合せで使用される。また、これらの研磨剤同士の複合体(研磨剤を他の研磨剤で表面処理したもの)を使用してもよい。これらの研磨剤には主成分以外の化合物または元素が含まれる場合もあるが主成分が90%以上であれば効果にかわりはない。これら研磨剤の粒子サイズは0.01〜2μが好ましく、特に電磁変換特性を高めるためには、その粒度分布が狭い方が好ましい。また耐久性を向上させるには必要に応じて粒子サイズの異なる研磨剤を組み合わせたり、単独の研磨剤でも粒径分布を広くして同様の効果をもたせることも可能である。タップ密度は0.3〜2g/cc、含水率は0.1〜5%、pHは2〜11、比表面積は1〜30m2/gが好ましい。本発明に用いられる研磨剤の形状は針状、球状、サイコロ状、板状のいずれでも良いが、形状の一部に角を有するものが研磨性が高く好ましい。具体的には住友化学社製AKP−12、AKP−15、AKP−20、AKP−30、AKP−50、HIT−20、HIT−30、HIT−55、HIT−60、HIT−70、HIT−80、HIT−100、レイノルズ社製、ERC−DBM、HP−DBM、HPS−DBM、不二見研磨剤社製、WA10000、上村工業社製、UB20、日本化学工業社製、G−5、クロメックスU2、クロメックスU1、戸田工業社製、TF100、TF140、イビデン社製、ベータランダムウルトラファイン、昭和鉱業社製、B−3などが挙げられる。これらの研磨剤は必要に応じ非磁性層に添加することもできる。非磁性層に添加することで表面形状を制御したり、研磨剤の突出状態を制御したりすることができる。これら磁性層、非磁性層の添加する研磨剤の粒径、量はむろん最適値に設定すべきものである。
【0078】
本発明で用いられる有機溶剤は公知のものが使用できる。本発明で用いられる有機溶媒は、任意の比率でアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン、テトラヒドロフラン、等のケトン類、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、イソブチルアルコール、イソプロピルアルコール、メチルシクロヘキサノールなどのアルコール類、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸イソプロピル、乳酸エチル、酢酸グリコール等のエステル類、グリコールジメチルエーテル、グリコールモノエチルエーテル、ジオキサンなどのグリコールエーテル系、ベンゼン、トルエン、キシレン、クレゾール、クロルベンゼンなどの芳香族炭化水素類、メチレンクロライド、エチレンクロライド、四塩化炭素、クロロホルム、エチレンクロルヒドリン、ジクロルベンゼン等の塩素化炭化水素類、N,N−ジメチルホルムアミド、ヘキサン等を使用することができる。
【0079】
これら有機溶媒は必ずしも100%純粋ではなく、主成分以外に異性体、未反応物、副反応物、分解物、酸化物、水分等の不純分が含まれてもかまわない。これらの不純分は30%以下が好ましく、さらに好ましくは10%以下である。本発明で用いる有機溶媒は磁性層と非磁性層でその種類は同じであることが好ましい。その添加量は変えてもかまわない。非磁性層に表面張力の高い溶媒(シクロヘキサノン、ジオキサンなど)を用い塗布の安定性を上げる、具体的には上層溶剤組成の算術平均値が非磁性層溶剤組成の算術平均値を下回らないことが肝要である。分散性を向上させるためにはある程度極性が強い方が好ましく、溶剤組成の内、誘電率が15以上の溶剤が50%以上含まれることが好ましい。また、溶解パラメータは8〜11であることが好ましい。
【0080】
本発明で使用されるこれらの分散剤、潤滑剤、界面活性剤は、磁性層、さらに後述する非磁性層でその種類、量を必要に応じて使い分けることができる。例えば、無論ここに示した例のみに限られるものではないが、分散剤は極性基で吸着又は結合する性質を有しており、磁性層では主に強磁性金属粉末の表面に、また非磁性層では主に非磁性粉末の表面に前記の極性基で吸着又は結合し、例えば、一度吸着した有機リン化合物は、金属又は金属化合物等の表面から脱着し難いと推察される。したがって、本発明の強磁性金属粉末表面又は非磁性粉末表面は、アルキル基、芳香族基等で被覆されたような状態になるので、該強磁性金属粉末又は非磁性粉末の結合剤樹脂成分に対する親和性が向上し、さらに強磁性金属粉末あるいは非磁性粉末の分散安定性も改善される。また、潤滑剤としては遊離の状態で存在するため非磁性層、磁性層で融点の異なる脂肪酸を用い、表面へのにじみ出しを制御する、沸点や極性の異なるエステル類を用い表面へのにじみ出しを制御する、界面活性剤量を調節することで塗布の安定性を向上させる、潤滑剤の添加量を非磁性層で多くして潤滑効果を向上させるなどが考えられる。また本発明で用いられる添加剤のすべて又はその一部は、磁性層又は非磁性層用の塗布液の製造時のいずれの工程で添加してもよい。例えば、混練工程前に強磁性粉末と混合する場合、強磁性粉末と結合剤と溶剤による混練工程で添加する場合、分散工程で添加する場合、分散後に添加する場合、塗布直前に添加する場合などがある。
【0081】
[非磁性層]
次に非磁性層に関する詳細な内容について説明する。本発明の磁気記録媒体は、非磁性支持体上に非磁性粉末と結合剤を含む非磁性層を有することができる。非磁性層に使用できる非磁性粉末は、無機物質でも有機物質でもよい。また、カーボンブラック等も使用できる。無機物質としては、例えば金属、金属酸化物、金属炭酸塩、金属硫酸塩、金属窒化物、金属炭化物、金属硫化物などが挙げられる。
【0082】
具体的には二酸化チタン等のチタン酸化物、酸化セリウム、酸化スズ、酸化タングステン、ZnO、ZrO2、SiO2、Cr23、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、ゲータイト、コランダム、窒化珪素、チタンカーバイト、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、2硫化モリブデン、酸化銅、MgCO3、CaCO3、BaCO3、SrCO3、BaSO4、炭化珪素、炭化チタンなどが単独又は2種類以上を組み合わせて使用される。好ましいのは、α−酸化鉄、酸化チタンである。
【0083】
非磁性粉末の形状は、針状、球状、多面体状、板状のいずれでもあってもよい。非磁性粉末の結晶子サイズは、4nm〜500nmが好ましく、40〜100nmがさらに好ましい。結晶子サイズが4nm〜500nmの範囲であれば、分散が困難になることもなく、また好適な表面粗さを有するため好ましい。これら非磁性粉末の平均粒径は、5nm〜500nmが好ましいが、必要に応じて平均粒径の異なる非磁性粉末を組み合わせたり、単独の非磁性粉末でも粒径分布を広くしたりして同様の効果をもたせることもできる。とりわけ好ましい非磁性粉末の平均粒径は、10〜200nmである。5nm〜500nmの範囲であれば、分散も良好で、かつ好適な表面粗さを有するため好ましい。
【0084】
非磁性粉末の比表面積は、1〜150m2/gであり、好ましくは20〜120m2/gであり、さらに好ましくは50〜100m2/gである。比表面積が1〜150m2/gの範囲内にあれば、好適な表面粗さを有し、かつ、所望の結合剤量で分散できるため好ましい。ジブチルフタレート(DBP)を用いた吸油量は、5〜100ml/100g、好ましくは10〜80ml/100g、さらに好ましくは20〜60ml/100gである。比重は1〜12、好ましくは3〜6である。タップ密度は0.05〜2g/ml、好ましくは0.2〜1.5g/mlである。タップ密度が0.05〜2g/mlの範囲であれば、飛散する粒子が少なく操作が容易であり、また装置にも固着しにくくなる傾向がある。非磁性粉末のpHは2〜11であることが好ましいが、pHは6〜9の間が特に好ましい。pHが2〜11の範囲にあれば、高温、高湿下又は脂肪酸の遊離により摩擦係数が大きくなることはない。非磁性粉末の含水率は、0.1〜5質量%、好ましくは0.2〜3質量%、さらに好ましくは0.3〜1.5質量%である。含水量が0.1〜5質量%の範囲であれば、分散も良好で、分散後の塗料粘度も安定するため好ましい。強熱減量は、20質量%以下であることが好ましく、強熱減量が小さいものが好ましい。
【0085】
また、非磁性粉末が無機粉体である場合には、モース硬度は4〜10のものが好ましい。モース硬度が4〜10の範囲であれば耐久性を確保することができる。非磁性粉末のステアリン酸吸着量は、1〜20μmol/m2であり、さらに好ましくは2〜15μmol/m2である。非磁性粉末の25℃での水への湿潤熱は、200〜600erg/cm2(200〜600mJ/m2)の範囲にあることが好ましい。また、この湿潤熱の範囲にある溶媒を使用することができる。100〜400℃での表面の水分子の量は1〜10個/100Åが適当である。水中での等電点のpHは、3〜9の間にあることが好ましい。これらの非磁性粉末の表面には表面処理が施されることによりAl23、SiO2、TiO2、ZrO2、SnO2、Sb23、ZnOが存在することが好ましい。特に分散性に好ましいのはAl23、SiO2、TiO2、ZrO2であるが、さらに好ましいのはAl23、SiO2、ZrO2である。これらは組み合わせて使用してもよいし、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よいし、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。
【0086】
本発明の非磁性層に用いられる非磁性粉末の具体的な例としては、例えば、昭和電工製ナノタイト、住友化学製HIT−100、ZA−G1、戸田工業社製DPN−250、DPN−250BX、DPN−245、DPN−270BX、DPB−550BX、DPN−550RX、石原産業製酸化チタンTTO−51B、TTO−55A、TTO−55B、TTO−55C、TTO−55S、TTO−55D、SN−100、MJ−7、α−酸化鉄E270、E271、E300、チタン工業製STT−4D、STT−30D、STT−30、STT−65C、テイカ製MT−100S、MT−100T、MT−150W、MT−500B、T−600B、T−100F、T−500HDなどが挙げられる。堺化学製FINEX−25、BF−1、BF−10、BF−20、ST−M、同和鉱業製DEFIC−Y、DEFIC−R、日本アエロジル製AS2BM、TiO2P25、宇部興産製100A、500A、チタン工業製Y−LOP及びそれを焼成したものが挙げられる。特に好ましい非磁性粉末は二酸化チタンとα−酸化鉄である。
【0087】
非磁性層には非磁性粉末と共に、カーボンブラックを混合し表面電気抵抗を下げ、光透過率を小さくすると共に、所望のマイクロビッカース硬度を得ることができる。非磁性層のマイクロビッカース硬度は、通常25〜60kg/mm2(245〜588MPa)、好ましくはヘッド当りを調整するために、30〜50kg/mm2(294〜490MPa)であり、薄膜硬度計(日本電気製HMA−400)を用いて、稜角80度、先端半径0.1μmのダイヤモンド製三角錐針を圧子先端に用いて測定することができる。詳細は「薄膜の力学的特性評価技術」リアライズ社を参考にできる。光透過率は一般に波長900nm程度の赤外線の吸収が3%以下、たとえばVHS用磁気テープでは0.8%以下であることが規格化されている。このためにはゴム用ファーネス、ゴム用サーマル、カラー用ブラック、アセチレンブラック等を用いることができる。
【0088】
本発明の非磁性層に用いられるカーボンブラックの比表面積は100〜500m2/g、好ましくは150〜400m2/g、DBP吸油量は20〜400ml/100g、好ましくは30〜200ml/100gである。カーボンブラックの粒子径は5〜80nm、好ましく10〜50nm、さらに好ましくは10〜40nmである。カーボンブラックの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。
【0089】
本発明の非磁性層に用いることができるカーボンブラックの具体的な例としては、キャボット社製BLACKPEARLS 2000、1300、1000、900、800、880、700、VULCAN XC−72、三菱化学社製#3050B、#3150B、#3250B、#3750B、#3950B、#950、#650B、#970B、#850B、MA−600、コロンビアカーボン社製CONDUCTEX SC、RAVEN8800、8000、7000、5750、5250、3500、2100、2000、1800、1500、1255、1250、ケッチェン・ブラック・インターナショナル社製ケッチェンブラックECなどが挙げられる。
【0090】
また、カーボンブラックを分散剤などで表面処理したり、樹脂でグラフト化して使用しても、表面の一部をグラファイト化したものを使用してもかまわない。また、カーボンブラックを塗料に添加する前にあらかじめ結合剤で分散してもかまわない。これらのカーボンブラックは上記無機粉末に対して50質量%を越えない範囲、非磁性層総質量の40%を越えない範囲で使用できる。これらのカーボンブラックは単独、または組み合せで使用することができる。本発明の非磁性層で使用できるカーボンブラックは例えば「カーボンブラック便覧」カーボンブラック協会編、を参考にすることができる。
【0091】
また、非磁性層には目的に応じて有機質粉末を添加することもできる。このような有機質粉末としては、例えば、アクリルスチレン系樹脂粉末、ベンゾグアナミン樹脂粉末、メラミン系樹脂粉末、フタロシアニン系顔料が挙げられるが、ポリオレフィン系樹脂粉末、ポリエステル系樹脂粉末、ポリアミド系樹脂粉末、ポリイミド系樹脂粉末、ポリフッ化エチレン樹脂も使用することができる。その製法は、特開昭62−18564号公報、特開昭60−255827号公報に記されているようなものが使用できる。
【0092】
非磁性層の結合剤樹脂、潤滑剤、分散剤、添加剤、溶剤、分散方法その他は、磁性層のそれが適用できる。特に、結合剤樹脂量、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。
【0093】
また、本発明の磁気記録媒体は、下塗り層を設けてもよい。下塗り層を設けることによって支持体と磁性層又は非磁性層との接着力を向上させることができる。下塗り層としては、溶剤への可溶性のポリエステル樹脂が使用される。
【0094】
[層構成]
本発明で用いられる磁気記録媒体の厚み構成は、非磁性支持体の厚みが前述のように3〜9μm、より好ましくは3〜5μmである。また、非磁性支持体と非磁性層又は磁性層の間に下塗り層を設けた場合、下塗り層の厚みは、0.01〜0.8μm、好ましくは0.02〜0.6μmである。
【0095】
磁性層の厚みは、用いる磁気ヘッドの飽和磁化量やヘッドギャップ長、記録信号の帯域により最適化されるものであるが、一般には10〜150nmであり、好ましくは20〜120nmであり、さらに好ましくは30〜100nmであり、とくに好ましくは30〜80nmである。また、磁性層の厚み変動率は±50%以内が好ましく、さらに好ましくは±30%以内である。磁性層は少なくとも一層あればよく、磁性層を異なる磁気特性を有する2層以上に分離してもかまわず、公知の重層磁性層に関する構成が適用できる。
【0096】
本発明の非磁性層の厚みは、0.1〜3.0μmであり、0.3〜2.0μmであることが好ましく、0.5〜1.5μmであることが更に好ましい。なお、本発明の磁気記録媒体の非磁性層は、実質的に非磁性であればその効果を発揮するものであり、例えば不純物として、あるいは意図的に少量の磁性体を含んでいても、本発明の効果を示すものであり、本発明の磁気記録媒体と実質的に同一の構成とみなすことができる。なお、実質的に同一とは、非磁性層の残留磁束密度が10mT以下又は抗磁力が7.96kA/m(100Oe)以下であることを示し、好ましくは残留磁束密度と抗磁力を持たないことを意味する。
【0097】
[バック層]
本発明の磁気記録媒体には、非磁性支持体の他方の面にバック層を設けるのが好ましい。バック層には、カーボンブラックと無機粉末が含有されていることが好ましい。結合剤、各種添加剤は、磁性層や非磁性層の処方が適用される。バック層の厚みは、0.9μm以下が好ましく、0.1〜0.7μmが更に好ましい。
【0098】
[製造方法]
本発明の製造方法は、非磁性支持体の少なくとも一方の面に強磁性粉末と結合剤とを含む磁性層用塗料を塗布し、塗布原反を得る工程と、前記塗布原反を巻き取りロールに巻き取る工程と、前記巻き取りロールに巻き取られた塗布原反を巻き出し、カレンダー処理する工程とを有する。
【0099】
本発明で用いられる磁性層用塗料または非磁性層用塗料を製造する工程は、少なくとも混練工程、分散工程、及びこれらの工程の前後に必要に応じて設けた混合工程からなる。個々の工程はそれぞれ2段階以上に分かれていてもかまわない。本発明で用いられる強磁性粉末、非磁性粉末、結合剤、カーボンブラック、研磨材、帯電防止剤、潤滑剤、溶剤などすべての原料はどの工程の最初又は途中で添加してもかまわない。また、個々の原料を2つ以上の工程で分割して添加してもかまわない。例えば、ポリウレタンを混練工程、分散工程、分散後の粘度調整のための混合工程で分割して投入してもよい。本発明の目的を達成するためには、従来の公知の製造技術を一部の工程として用いることができる。混練工程ではオープンニーダ、連続ニーダ、加圧ニーダ、エクストルーダなど強い混練力をもつものを使用することが好ましい。これらの混練処理の詳細については特開平1−106338号公報、特開平1−79274号公報に記載されている。また、磁性層用塗料及び非磁性層用塗料を分散させるには、ガラスビーズを用いることができる。このようなガラスビーズは、高比重の分散メディアであるジルコニアビーズ、チタニアビーズ、スチールビーズが好適である。これら分散メディアの粒径と充填率は最適化して用いられる。分散機は公知のものを使用することができる。
【0100】
本発明の磁気記録媒体の製造方法では、例えば、走行下にある非磁性支持体の表面に磁性層用塗料を所定の膜厚となるようにして磁性層を塗布して形成する。ここで複数の磁性層用塗料を逐次又は同時に重層塗布してもよく、非磁性層用塗料と磁性層用塗料とを逐次又は同時に重層塗布してもよい。上記磁性層用塗料又は非磁性層用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。これらについては例えば(株)総合技術センター発行の「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。
【0101】
磁性層用塗料の塗布層は、磁気テープの場合、磁性層用塗料の塗布層中に含まれる強磁性粉末にコバルト磁石やソレノイドを用いて磁場配向処理してもかまわない。ディスクの場合、配向装置を用いず無配向でも十分に等方的な配向性が得られることもあるが、コバルト磁石を斜めに交互に配置すること、ソレノイドで交流磁場を印加するなど公知のランダム配向装置を用いることが好ましい。等方的な配向とは強磁性金属粉末の場合、一般的には面内2次元ランダムが好ましいが、垂直成分をもたせて3次元ランダムとすることもできる。また異極対向磁石など公知の方法を用い、垂直配向とすることで円周方向に等方的な磁気特性を付与することもできる。特に高密度記録を行う場合は垂直配向が好ましい。また、スピンコートを用いて円周配向することもできる。
【0102】
乾燥風の温度、風量、塗布速度を制御することで塗膜の乾燥位置を制御できる様にすることが好ましく、塗布速度は20m/分〜1000m/分、乾燥風の温度は60℃以上が好ましい、また磁石ゾーンに入る前に適度の予備乾燥を行うこともできる。
【0103】
このようにして得られた塗布原反は、一旦巻き取りロールにより巻き取られ、しかる後、この巻き取りロールから巻き出され、カレンダー処理に施される。
カレンダー処理には、例えばスーパーカレンダーロールなどが利用される。カレンダー処理によって、表面平滑性が向上するとともに、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。本発明では、カレンダー処理する工程が、塗布原反の表面の平滑性に応じて、カレンダー処理条件を変化させながら行われることを特徴としている。
【0104】
なお、前記ではカレンダーロールの圧力を変化させる例について説明したが、これ以外にも、カレンダーロール温度、カレンダーロール速度、カレンダーロールテンションを制御することによって行うことができる。塗布型媒体の特性を考慮すると、カレンダーロール圧力、カレンダーロール温度を制御するのが好ましい。カレンダーロール圧力を低くする、あるいはカレンダーロール温度を低くすることにより、最終製品の表面平滑性は低下する。逆に、カレンダーロール圧力を高くする、あるいはカレンダーロール温度を高くすることにより、最終製品の表面平滑性は高まる。
【0105】
これとは別に、カレンダー処理工程後に得られた磁気記録媒体を、サーモ処理して熱硬化を進行させ、このようなサーモ処理は、磁性層用塗料の配合処方により適宜決定すればよいが、例えば35〜100℃であり、好ましくは50〜80℃である。またサーモ処理時間は、12〜72時間、好ましくは24〜48時間である。
【0106】
カレンダーロールとしてはエポキシ、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。
【0107】
本発明の磁気記録媒体は、表面の中心面平均粗さが、(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。そのために採用さ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(98〜490kN/m)の範囲であり、好ましくは200〜450kg/cm(196〜441kN/m)の範囲であり、特に好ましくは300〜400kg/cm(294〜392kN/m)の範囲の条件が好ましい。
【0108】
得られた磁気記録媒体は、裁断機などを使用して所望の大きさに裁断して使用することができる。裁断機としては、特に制限はないが、回転する上刃(雄刃)と下刃(雌刃)の組が複数設けられたものが好ましく、適宜、スリット速度、噛み合い深さ、上刃(雄刃)と下刃(雌刃)の周速比(上刃周速/下刃周速)、スリット刃の連続使用時間等が選定される。
【0109】
[物理特性]
本発明に用いられる磁気記録媒体の磁性層の飽和磁束密度は100〜400mTが好ましい。また磁性層の抗磁力(Hc)は、143.2〜318.3kA/m(1800〜4000Oe)が好ましく、159.2〜278.5kA/m(2000〜3500Oe)が更に好ましい。抗磁力の分布は狭い方が好ましく、SFD及びSFDrは0.6以下、さらに好ましくは0.3以下である。
【0110】
本発明で用いられる磁気記録媒体のヘッドに対する摩擦係数は、温度−10〜40℃、湿度0〜95%の範囲において0.50以下であり、好ましくは0.3以下である。また、表面固有抵抗は、好ましくは磁性面104〜108Ω/sq、帯電位は−500V〜+500V以内が好ましい。磁性層の0.5%伸びでの弾性率は、面内各方向で好ましくは0.98〜19.6GPa(100〜2000kg/mm2)、破断強度は、好ましくは98〜686MPa(10〜70kg/mm2)、磁気記録媒体の弾性率は、面内各方向で好ましくは0.98〜14.7GPa(100〜1500kg/mm2)、残留のびは、好ましくは0.5%以下、100℃以下のあらゆる温度での熱収縮率は、好ましくは1%以下、さらに好ましくは0.5%以下、最も好ましくは0.1%以下である。
【0111】
磁性層のガラス転移温度(110Hzで測定した動的粘弾性測定の損失弾性率の極大点)は50〜180℃が好ましく、非磁性層のそれは0〜180℃が好ましい。損失弾性率は1×107〜8×108Pa(1×108〜8×109dyne/cm2)の範囲にあることが好ましく、損失正接は0.2以下であることが好ましい。損失正接が大きすぎると粘着故障が発生しやすい。これらの熱特性や機械特性は媒体の面内各方向において10%以内でほぼ等しいことが好ましい。
【0112】
磁性層中に含まれる残留溶媒は好ましくは100mg/m2以下、さらに好ましくは10mg/m2以下である。塗布層が有する空隙率は非磁性層、磁性層とも好ましくは30容量%以下、さらに好ましくは20容量%以下である。空隙率は高出力を果たすためには小さい方が好ましいが、目的によってはある値を確保した方が良い場合がある。例えば、繰り返し用途が重視されるディスク媒体では空隙率が大きい方が走行耐久性は好ましいことが多い。
【0113】
磁性層の表面平均粗さRaは、3nm以下、十点平均粗さRzは30nm以下が好ましい。これらは支持体のフィラーによる表面性のコントロールやカレンダ処理のロール表面形状などで容易にコントロールすることができる。カールは±3mm以内とすることが好ましい。
【0114】
本発明の磁気記録媒体として非磁性層と磁性層で構成した場合、目的に応じ非磁性層と磁性層でこれらの物理特性を変えることができる。例えば、磁性層の弾性率を高くし走行耐久性を向上させると同時に非磁性層の弾性率を磁性層より低くして磁気記録媒体のヘッドへの当りを良くすることができる。
【0115】
[磁気記録再生方法]
本発明の磁気記録再生方法は、本発明の磁気記録媒体に最大線記録密度120KFCI以上で磁気記録された信号をMRヘッドにより再生するものである。
【0116】
MRヘッドは、薄膜磁気ヘッドへの磁束の大きさに応答する磁気抵抗効果を利用するものであり、誘導型ヘッドでは得られない高い再生出力が得られるという利点を有する。これは主として、MRヘッドの再生出力が、磁気抵抗の変化に基づくものであるため、ディスクとヘッドとの相対速度に依存せず、また誘導型磁気ヘッドと比較して、高出力が得られるためである。このようなMRヘッドを再生ヘッドとして用いることで、高周波領域で再生特性に優れる。
【0117】
本発明の磁気記録媒体がテープ状磁気記録媒体の場合、再生ヘッドとしてMRヘッドを用いることで、従来に比べ高周波領域で記録した信号であっても高いC/Nでの再生が可能である。従って、本発明の磁気記録媒体は、より高密度記録用のコンピュータデータ記録用の磁気テープやディスク状の磁気記録媒体として最適である。
【実施例】
【0118】
以下、本発明を実施例によって説明するが、本発明は下記例に限定されるものではない。
なお実施例中の「部」の表示は「質量部」を示す。
【0119】
(実施例1)
上層磁性塗料液の調製
強磁性板状六方晶フェライト粉末 100部
酸素を除く組成(モル比):Ba/Fe/Co/Zn=1/9/0.2/1
Hc:159kA/m(2000Oe)、板径:25nm、板状比:3
BET比表面積:80m2/g、σs:50A・m2/kg(50emu/g)
ポリウレタン樹脂 15部
分岐側鎖含有ポリエステルポリオール/ジフェニルメタンジイソシアネート系
−SO3Na=270eq/ton
板状アルミナ粉末(平均粒径:50nm) 1部
ダイヤモンド粉末(平均粒径:80nm) 2部
カーボンブラック(粒子サイズ 20nm) 1部
シクロヘキサノン 110部
メチルエチルケトン 100部
トルエン 100部
ブチルステアレート 2部
ステアリン酸 1部
【0120】
下層用非磁性塗料液の調製
非磁性無機質粉体 80部
α−酸化鉄 表面処理剤:Al23、SiO2、長軸径:0.15μm、針状比:7
カーボンブラック 20部
DBP吸油量:120ml/100g、pH:8
BET比表面積:250m2/g、揮発分:1.5%
塩化ビニル樹脂 13部
ポリウレタン樹脂PUA−1(下記表1記載) 7部
フェニルホスホン酸 3部
シクロヘキサノン 140部
メチルエチルケトン 170部
ブチルステアレート 1.5部
ステアリン酸 1.3部
【0121】
【表1】

【0122】
上記表1において、各組成は、下記のとおりである。
HBpA:水素化ビスフェノールA(分子量240)
ポリエーテルA:ビスフェノールAのポリプロピレンオキサイドの付加物(分子量1000)
ポリエーテルb:ポリプロピレンオキサイド(分子量1000)
ポリエステルA:アジビン酸/ネオペンチルグリコール=73/52(分子量1000)
DEIS:スルホイソフタル酸のエチレンオキサイド付加物
MDI:4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネート
【0123】
上記上層用磁性塗料及び下層用非磁性塗料組成物のそれぞれについて、各成分をオープンニーダーで 60分間混練した後、サンドミルで120分間分散した。得られた分散液に3官能性低分子量ポリイソシアネート化合物(日本ポリウレタン製 コロネート3041)を6部加え、更に20分間撹拌混合したあと、1μmの平均孔径を有するフィルターを用いて濾過し、磁性塗料及び非磁性塗料を調製した。
更に、非磁性塗料を乾燥後の厚さが1.5μmになるように、5.2μm厚で縦・横の破断強度が470MPa・415MPaのポリエチレンナフタレート支持体上に塗布し乾燥させた。更にその直後に磁性塗料を乾燥後の厚さが0.1μmになるようにウェットオンドライ塗布し乾燥した。この時、磁性層がまだ湿潤状態にあるうちに周波数50Hz、磁場強度25mT(250ガウス)また周波数50Hz、12mT(120ガウス)の2つの磁場強度交流磁場発生装置の中を通過しランダム配向処理を行った。
次に、この非磁性支持体の非磁性下層および磁性層の形成面とは反対面側に、下記のバックコート塗料を、乾燥およびカレンダ処理後のバックコート層の厚さが0.5μmとなるように塗布し乾燥した。バックコート塗料は、下記のバックコート塗料成分を、オープンニーダーで60分間混練した後、サンドミルで120分で分散し、ポリイソシアネート6部を加え、撹拌ろ過して、調製したものである。
【0124】
<バックコート塗料成分>
非磁性無機質粉体 80部
α−酸化鉄 表面処理剤:Al23、SiO2
長軸径:0.15μm
針状比:7
カーボンブラック 20部
DBP吸油量:120ml/100g、pH:8
BET比表面積:250m2/g、揮発分:1.5%
塩化ビニル共重合体 13部
ポリウレタン樹脂 UR8200 6部
フェニルホスホン酸 3部
アルミナ粉末(0.25μ) 5部
シクロヘキサノン 140部
メチルエチルケトン 170部
ブチルステアレート 2部
ステアリン酸 1部
【0125】
更に、金属ロールのみから構成される7段のカレンダーで速度100m/min、線圧360kg/cm、温度95℃で表面平滑化処理を行った後、70℃で24時間加熱硬化処理を行った。
その後、刃研磨処理を行ってから少なくとも30万m以上の裁断に使用した後の刃を用いて、1/2インチ幅にスリットし磁気テープを作成した。
得られた磁気テープを、リール巻き込みの際にテープの上エッジ側が下エッジ側に対して長くなっている状態にエッジ面をそろえた上で、下側エッジを固定部材で規制しながら搬送するサーボトラックライターを用い、サーボ信号を記録した後、リールに空気抜き用の溝を有するLTOリールに巻き込んだ。その後、磁気テープカートリッジに組み立てた。
【0126】
[実施例2]
実施例1において、裁断時に使用する刃の研磨を台形状に面取りした刃を使用した以外は同様の条件でカートリッジを作成した。
【0127】
[実施例3]
実施例1において、裁断後の巻き取りの際に外周比1.0001に傾斜を持たせたハブに巻き取り、温度60℃、湿度80%の条件下で、48時間加熱処理した以外は同様の条件でカートリッジを作成した。
【0128】
[実施例4]
実施例1において、カレンダー処理後のウエッブ巻取り用の巻き芯を幅方向中央部が両端よりも0.8mm盛り上がらせた巻芯を使用した以外は、同様の条件でカートリッジを作成した。
【0129】
[実施例5]
実施例2において裁断後の巻き取りの際に外周比1.0001に傾斜を持たせたハブに巻き取り、温度60℃、湿度80%の条件下で、48時間加熱処理した以外は同様の条件でカートリッジを作成した。
【0130】
[比較例1]
以下の様に磁性塗料を変更した以外は実施例1と同様にして磁気テープカートリッジを作成した。
強磁性板状六方晶フェライト粉末 100部
表面処理:Al23 、SiO2 Hc,板径:2500Oe,0.04μm、板状比:3、σs:56emu/g
塩化ビニル系共重合体 6部
ポリウレタン樹脂 UR8200(東洋紡社製) 3部
α−アルミナ(粒子サイズ0.24μm)
HIT50(住友化学社製) 4部
カーボンブラック(粒子サイズ0.015μm) #55(旭カーボン社製) 1.5部
ブチルステアレート 1部
ステアリン 2部
メチルエチルケトン 125部
シクロヘキサノン 125部
【0131】
[比較例2]
以下の様にバック塗料を変更した以外は実施例1と同様にして磁気テープカートリッジを作成した。
【0132】
<バック塗料成分>
混練物1
カーボンブラックA 粒径 40mμ 100部
ニトロセルロース RS1/2 50部
ポリウレタン樹脂 40部
(カ゛ラス転移温度: 50℃)
分散剤 オレイン酸銅 5部
銅フタロシアニン 5部
沈降性硫酸バリウム 5部
メチルエチルケトン 500部
トルエン 500部
上記をロールミルで予備混練した後、
混練物2
カーボンブラック B SSA 8.5m2/g 100部
平均粒径 270mμ; DBP吸油量 36ml/100g Ph10
ニトロセルロース RS1/2 40部
ポリウレタン樹脂 10部
メチルエチルケトン 300部
トルエン 300部
上記混練物1と混練物2とをサンドグラインダーで分散し、完成後、以下を添加した。
ポリエステル樹脂 5部
ポリイソシアネート 5部
【0133】
[比較例3]
実施例1において、リール巻き込みの際にエッジ面をそろえずに、サーボ信号を記録した後、同様の方法でカートリッジを作成した。
【0134】
[比較例4]
実施例1においてリール巻き込みの際にテープの上エッジ側が下エッジ側に対して短くなっている状態にエッジ面をそろえた上で、下側エッジを固定部材で規制しながら搬送するサーボトラックライターを用い、サーボ信号を記録した以外は同様の方法でカートリッジを作成した。
【0135】
[比較例5]
実施例3において裁断時の刃を研磨直後のものを用いた以外は同様の方法でカートリッジを作成した。
【0136】
[比較例6]
以下の様にバック塗料を変更した以外は実施例3と同様にして磁気テープカートリッジを作成した。
【0137】
<バックコート塗料成分>
非磁性無機質粉体 80部
α−酸化鉄 表面処理剤:Al23、SiO2、長軸径:0.15μm、針状比:7
カーボンブラック 20部
DBP吸油量:120ml/100g、pH:8
BET比表面積:250m2/g、揮発分:1.5%
塩化ビニル共重合体 13部
ポリウレタン樹脂 UR8200 6部
フェニルホスホン酸 3部
アルミナ粉末(0.25μ) 5部
カ−ボンブラック(粒子サイズ0.015μm) #55(旭カーボン社製) 5部
シクロヘキサノン 140部
メチルエチルケトン 170部
ブチルステアレート 2部
ステアリン酸 1部
【0138】
結果を下記表2に示す。
【0139】
【表2】

【0140】
〔測定方法〕
以下、測定方法の一例を示す。
【0141】
(a)AFM測定方法
AFMの測定はコンタクトモード、スキャン速度1Hzで行い、512X512データの取り込みを実施した。得られたデータに平滑化処理を実施した後、測定面において突起とくぼみの体積が等しくなる仮想平面に対して任意の高さでスライスした場合の突起個数を算出した。
(b)エッジ盛り上がり量の測定
レーザー顕微鏡を用いてテープ表面からスリットエッジまでの形状を計測し、スリットエッジから少なくとも100μmテープ中央部よりに入った位置を起点にテ−プ表面に沿った直線を引き、この線とスリットエッジの最高点との差分を読み取り定量化した。
(c)湾曲の測定
図1に示すように湾曲値を規定した。テープの上エッジ側が下エッジ側に対して長くなっている状態をマイナスと定義した。
(d)電磁変換特性の測定
S/Nの測定は、市販のMRヘッドを搭載したリニアヘッド系のヘッドガイドアセンブリを取り付けたテープ送り装置を用いて行った。書き込みトラック幅27μm,テープ搬送速度3m/secで記録波長0.3μmの信号を書き込み、トラック幅が12.5μmのMRヘッドで再生し、スペクトラムアナライザで得られた出力と0〜12MHz帯域のノイズレベルを測定しS/N値を求めた。SNR23dB以上を良好と見なしている。
(e)組込み時の巻き姿評価
各条件で、それぞれ少なくとも30個以上のリールを作成し、巻き面を目視観察した場合に巻き面に3箇所以上の飛出し、あるいは巻き段差が存在するものをNGとし、このNG発生確率が3%以下の場合を良好とした。
(f)走行による巻き乱れ評価
ヒユーレツトパツカード社製のLTOドライブを用い、40℃,80%RHの条件下で100回走行後、カートリッジを分解し、テープ巻き面を観察した。この時にテープ巻芯側から外周側にかけて放射状に伸びる特異点が存在しない、かつその他の巻乱れが存在しないものを良好とした。
【図面の簡単な説明】
【0142】
【図1】磁気テープの湾曲値の測定を説明する図である。
【符号の説明】
【0143】
T 磁気テープ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
非磁性支持体上に実質的に非磁性である下層と強磁性微粉末を結合剤中に分散してなる磁性層を有する磁気テープにであって、
AFM40μm角で測定したときの磁性層側表面の15nm以上の突起が30個以下であり、90μm角で測定したバック層側表面の30nm以上の突起数が500個以下であり、テープの湾曲値が−0.5〜−2.0mmであり、磁性面のスリットエッジの盛り上りが0.3μm以下であることを特徴とする磁気テープ。
【請求項2】
前記磁気テープが巻回されるリールに700m以上巻かれていることを特徴とする請求項1に記載の磁気テープカートリッジ。



【図1】
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