JP2007305197A - 磁気記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】線記録密度300kbpi以上、面記録密度4〜20Gbpsi、記録ヘッドのBs≧1.5T、0.15≦gap長≦0.25μm、再生ヘッドのsh−sh長0.07〜0.2μmのシステムで用いられ、(1)磁性体が六方晶フェライト磁性粉末を含み、粒子体積1000〜4000nm3、σs:30〜70A・m2/kg、磁化反転体積1000〜12000nm3、(2)Ra0.5〜3.0nm、Rz5〜30nm、(3)磁性層厚みδ:10〜100nm、(4)垂直方向SQ:0.4〜0.7、長手方向SQ:0.3〜0.7、(5)磁性層厚み変動率≦15%、(6)Sdc/Sac0.8〜2.0、(7)Mrδ:1〜5mT・μm、(8)平均粒径0.5δ〜1.5δ(nm)の粒子を磁性層に含有する。
【選択図】なし
Description
特許文献1では支持体上に実質的に非磁性である非磁性層と強磁性金属微粉末または強磁性六方晶フェライト微粉末を結合剤中に分散してなる磁性層をこの順に設けた磁気記録媒体において、前記磁気記録媒体は面記録密度が0.2〜2Gbit/inch2の信号を記録する磁気記録媒体であり、前記磁性層の乾燥厚みが0.05〜0.25μmであり、且つΦmが8.0×10−3〜1.0×10−3emu/cm2 であり、前記磁性層の抗磁力が1800Oe以上であり、かつ前記支持体の算術平均粗さが4.0nm以下であることを特徴とする磁気記録媒体が開示されている。その実施例においてはその面記録密度が一番大きな磁気テ−プの実施例は0.85Gbit/inch2である。また特許文献2では支持体上に強磁性粉末及び結合剤を主体とする磁性層が形成されてなる、面記録密度が0.5〜2Gbit/inch2(0.08〜0.31Gbit/cm2)の記録信号を磁気抵抗型磁気ヘッド(MRヘッド)で再生するための磁気記録媒体であって、該磁気記録媒体はエージング処理されてなり、かつ該磁性層表面には原子間力顕微鏡(AFM)により測定された30nm以上の高さの突起が100個/900μm2以下であって、該磁性層の磁化反転体積Vが(0.1〜5)×10−17mlで、磁性層の抗磁力が2000エルステッド(160kA/m)以上であり、支持体が2,6−ポリエチレンナフタレートであることを特徴とする磁気記録媒体が提案されている。その実施例においてはその面記録密度が一番大きな磁気テ−プの実施例は1.5Gbit/inch2である。
また平成18年3月8日に日本記録メデイア工業会の講演会があったが、「高密度磁気記録技術(テ−プ記録技術)の動向と将来動向」のテ−マで講演され、薄層蒸着テ−プでの高容量化が報告されている。しかし塗布型磁気テ−プではまだ実現されていない。
特に磁気テ−プでは特許文献2の実施例に記載の1.5Gbit/inch2が現時点での最高の値であり、記録密度を更に大きくすることが求められている。
一方、記録密度が大きくなればなるほど、走行安定性に対する要求は高まることは当業界ではよく知られている。走行を不安定にする要因の1つにヘッドと媒体間の摩擦がある。一般に、高記録密度の磁気媒体は、スペースロスを最小限にするため、表面を平滑にしており、摩擦が大きい。従って、走行中のヘッドと媒体間の摩擦を低くし、かつ摩擦変動を小さくすることと、高記録密度化の両立が要求される。更に、走行中の摩擦上昇を抑制することによって走行耐久性の向上にもつながる。
以下の特徴を有するシステムで用いられ、
(1)線記録密度300kbpi以上、面記録密度が4〜20Gbpsi
(2)記録ヘッドのBs≧1.5T、0.15≦gap長≦0.25μm
(3)再生ヘッドのsh−sh長:0.07〜0.2μm
以下の特徴を有する磁気記録媒体。
(1)磁性体が六方晶フェライト磁性粉末を含み、粒子体積が1000〜4000nm3、
σs:30〜70emu/g(A・m2/kg)、磁化反転体積が1000〜12000nm3
(2)AFMで測定した算術平均粗さRa:0.5〜3.0nm
光干渉法で測定した十点平均粗さRz:5〜25nm
(3)磁性層厚みδ:10〜100nm
(4)垂直方向のSQ:0.4〜0.7、長手方向のSQ:0.3〜0.7
(5)磁性層厚み変動率≦15%
(6)磁気力顕微鏡(MFM)で測定したDC磁化状態の磁気クラスターの平均面積SdcとAC消磁状態の磁気クラスターの平均面積Sacとの比(Sdc/Sac)が0.8〜2.0
(7)残留磁化Mrと磁性層厚δの積であるMrδが、1〜5mT・μm
(8)平均粒径0.5δ〜1.5δ(nm)の粒子を磁性層に含有する。
高記録密度媒体において、電磁変換特性と走行安定性を両立できたのは、理由は定かではないが、磁性層の厚み変動を低減し、磁性層厚みδに対して0.5δ〜1.5δのフィラ−を添加することで従来媒体表面に対して均一なサイズ及び高さの突起が形成され安定したスペ−シング距離を確保することで両立していると推定している。
[システム]
本発明は塗布型の磁気テ−プであって支持体上に非磁性層を介して、または非磁性層を介さずに強磁性粉末と結合剤を含む磁性層を設けた磁気記録媒体において、前記磁気記録媒体は線記録密度が300kbpiであり、面記録密度が4〜20Gbpsiのシステムで用いられる磁気記録媒体である。
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、磁性面とベー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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
また、非磁性支持体の長手方向及び幅方向のヤング率は、6.0GPa以上が好ましく、7.0GPa以上がさらに好ましい。
本発明の磁性層には六方晶フェライト磁性粉末が全磁性粉末の50%以上含有する。更に好ましくは80〜100%であり、最も好ましくは100%である。
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る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。
本発明の磁気記録媒体の磁性層および非磁性層の結合剤、潤滑剤、分散剤、添加剤、溶剤、分散方法その他は磁性層、非磁性層の公知技術が適用できる。特に、結合剤量、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0.01〜2μm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。
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。
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3〜80μm、より好ましくは3〜50μm、とくに好ましくは3〜10μm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。
上記の平均粒径0.5δ〜1.5δ(nm)の粒子は、磁性層中の磁性体に対し、好ましくは0.5〜10質量%、さらに好ましくは1.5〜5質量%存在するのがよい。
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。
またバック表面の算術平均粗さ(Ra)は、2nm〜10nmの範囲でシステムにあわせ制御する必要がある。このRaは、WYKO社製HD2000で測定した。
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。
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。カレンダー処理する工程は、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うことが好ましい。
したがって、カレンダー処理工程で、カレンダー処理条件、例えばカレンダーロール圧力を変化させ、塗布原反の巻き取りによって生じた長手方向における平滑性の相違を相殺するのが好ましい。具体的には、巻き取りロールから巻き出された塗布原反の芯側から外側に向かってカレンダーロールの圧力を低下させていくのが好ましい。本発明者らの検討によれば、カレンダーロールの圧力を下げると光沢値は低下する(平滑性が低下する)ことが見出されている。これにより、塗布原反の巻き取りによって生じた長手方向における平滑性の相違が相殺され、長手方向において品質にばらつきのない最終製品が得られる。
Mrδは磁性層厚み(δ)、飽和磁束密度(Bm)、角型比(SQ)により制御される。磁性層厚み(δ)は10nm〜100nmの範囲で制御される。飽和磁束密度(Bm)は磁性層中の結合剤量、及びカレンダー条件により0.12T〜0.18Tに制御される。本発明の磁気記録媒体の磁性層は、残留磁化Mrと磁性層厚δの積であるMrδが、1mT・μm〜5mT・μmであることが必要である。好ましいMrδは、1mT・μm〜4mT・μmである。本発明の磁気記録媒体の磁性層は、垂直方向の角型比(SQ)が0.4〜0.7であり、好ましくは、0.5〜0.65である。かつ、長手方向の角型比(SQ)が0.3〜0.7以下であり、好ましくは、0.35〜0.5である。さらに好ましい垂直方向のSQは、0.55〜0.6であり、長手方向のSQは0.4〜0.45である。
SQは、塗布液の分散レベル、配向磁石強度、磁場中での乾燥により制御される。所望のSQを達成するには、塗布液の磁性体分散強度と配向磁場強度により制御される。SQを高くしたい場合、磁性体分散強度をあげ、配向磁場強度をあげることで達成される。また、上記制御で達成されたSQを保持するために配向磁場磁場中で乾燥することで磁性体をセットすることができる。
本発明の磁気記録媒体を、上記のような磁化反転体積範囲にするための手段としては、特に限定されないが、例えば粒子体積が1000〜4000nm3でσs≦60emu/gであるような磁性体を用いることで達成できる。
「磁気クラスター面積比」について、以下の通り説明する。
微粒子の磁性粒子を高充填すると低ノイズ化することは理論的にも周知である。しかし、特に微粒子の磁性粒子を用いると、磁性体粒子が凝集し、あたかも1つの大きな磁性体として振舞う部分が生じ、S/N比の低減を引き起こすという問題がある。本発明者らは、磁気力顕微鏡(MFM)を用いて測定した磁気的な塊(以下「磁気クラスター」という)が、媒体ノイズと相関し、磁性粒子の凝集・静磁気結合によって変化することを見出した。そこで、直流(DC)消磁状態の磁気クラスターの平均面積Sdcと交流(AC)消磁状態の磁気クラスターの平均面積Sacとの比(Sdc/Sac)とS/N比との相関について鋭意検討を重ねた結果、Sdc/Sacが、0.8〜2.0の範囲で良好なS/N比が得られることを見出した。Sdc/Sacが0.8より小さくなることは実質的にはない。2.0より大きくなると、ノイズが大きくなり良好なS/N比を得ることができない。
そこで、上記範囲のSdc/Sacを得るためには、磁性粒子を高度に分散し、かつ安定化させること、及び塗布過程でその分散安定状態を保持するか、又は塗布過程で生じた再凝集を破壊することが必要である。特開2004−103186号公報では、分散性の良好なバインダーを微粒子磁性体に吸着させ、高比重の分散メディアで分散したのち、塗布時に強い剪断を与えて再凝集した凝集クラスターを破壊することで、上記Sdc/Sacを実現することができる。上記バインダーとしては、溶媒との親和性が高いバインダーを用いることが好ましく、例えば、シクロヘキサノン中の慣性半径が5〜25nmであるポリウレタンを含有するバインダーを用いることが好ましい。その詳細は、特開平9−27115号公報に記載されている。前記バインダーは少ない量で分散安定化できるので、同時に体積充填率を向上させることが可能である。また、上記Sdc/Sacを実現するためには、塗布配向後に強い剪断を与えることにより、配向によって再凝集したクラスターを破壊することが有効である。配向後の剪断には、例えば、スムーザーを用いることができる。ここで、スムーザーとは、表面が平滑な剛体(板状、ロッド状)を湿潤状態にある磁性層表面に接触させ、強い剪断力を与えるものである。用いる剛体は、表面粗さがRaで2nm以下になるように鏡面研磨したものであることが好ましい。剪断力は、塗布液の粘度、塗布速度、塗布厚の関数であり、目的に応じて最適化することができる。また、上記Sdc/Sacを実現するためには、磁性層用塗料組成物のそれぞれについて、オープンニーダーで60分間混練した後、ジルコニアビーズ0.5mmを用いたサンドミルで1440分分散させ、分級処理することが有効である。
実施例1〜4、比較例1〜2
上層磁性塗料液の調製
(実施例1用)
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:176kA/m(2200Oe)、平均板径:21.3nm、平均板状比:3
粒子体積:2100nm3、BET比表面積:65m2/g、
σs:50A・m2/kg(50emu/g)
ポリウレタン樹脂・・・17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=400eq/ton
α−Al2O3(粒子サイズ0.15μm)・・・3部
ダイヤモンド粉末(平均粒径:60nm)・・・1.5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
(実施例2用)
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:176kA/m(2200Oe)、平均板径:26.4nm、平均板状比:3
粒子体積:4000nm3、BET比表面積:50m2/g、
σs:55A・m2/kg(55emu/g)
ポリウレタン樹脂・・・17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=400eq/ton
α−Al2O3(粒子サイズ0.15μm)・・・3部
ダイヤモンド粉末(平均粒径:60nm)・・・1.5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
(実施例3用)
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:176kA/m(2200Oe)、平均板径:18.6nm、平均板状比:3
粒子体積1400nm3、BET比表面積:75m2/g、
σs:45A・m2/kg(45emu/g)
ポリウレタン樹脂・・・17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=400eq/ton
α−Al2O3(粒子サイズ0.15μm)・・・3部
ダイヤモンド粉末(平均粒径:60nm)・・・1.5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
非磁性無機質粉体・・・85部
α−酸化鉄
表面処理層:Al2O3、SiO2、長軸径:0.15μm、タップ密度:0.8、
針状比:7、BET比表面積:52m2/g、pH8、
DBP吸油量:33g/100g
カーボンブラック・・・15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 MR104・・・12部
ポリウレタン樹脂・・・8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=150eq/ton
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・・・2部
ステアリン酸・・・1部
非磁性無機質粉体・・・85部
α−酸化鉄
表面処理層:Al2O3、SiO2、長軸径:0.15μm、タップ密度:0.8
針状比:7、BET比表面積:52m2/g、pH8、
DBP吸油量:33g/100g
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 MR104・・・13部
ポリウレタン樹脂・・・8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=150eq/ton
フェニルホスホン酸・・・3部
アルミナ粉末(0.25μm)・・・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
上層用磁性塗料、下層用非磁性塗料、バック塗料のそれぞれについて、各成分をオープンニーダーで240分間混練した後、サンドミルで上層を24時間、及び下層、バックは、24時間分散した。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)をそれぞれ4部加え、更に20分間撹拌混合したあと、0.5μm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。次に非磁性支持体(PEN、厚み6μm、表面性は、磁性層形成側面Ra:1.2nm、バック面側Ra:2.0nm)上に上記非磁性塗料を乾燥後の厚さが1.5μmになるように塗布後、100℃で乾燥させた後、巻き取りサ−モ処理を行う。その後金属ロ−ルからなる7段のカレンダーで速度10m/min、線圧400kg/cm、温度110℃で処理を行う。その後、上層液を乾燥後の厚さが60nmになるように塗布乾燥させる。次に、この非磁性支持体の非磁性層および磁性層の形成面とは反対面側に、上記のバック層用塗料を塗布し、乾燥した。その後金属ロ−ルからなる7段のカレンダーで速度10m/min、線圧400kg/cm、温度110℃で処理を行った。その後70℃24時間の熱処理を行い1/2インチ幅にスリットして磁気テ−プを作成した。
実施例1において、上層処方、及び上層分散時間を12時間に変更し、上層塗布直後、長手配向(6000Oe)し乾燥させた以外は実施例1と同様にして実施例2の磁気テープを作製した。
実施例3
実施例1において、上層処方、及び上層分散時間を48時間に変更し、かつ支持体の両面のRaを1.0nmに変更した以外は実施例1と同様にして実施例3の磁気テープを作製した。
実施例2の媒体を用いてヘッドのみ変更した。
比較例1
実施例2において、下層及び上層を上下層同時重層塗布で形成した後、実施例2と同様にして比較例1の磁気テープを作製した。
比較例2
実施例2において、下層及び上層を上下層同時重層塗布で形成した後、実施例3と同様にして比較例2の磁気テープを作製した。
記録再生システム
ドラムテスターで1/4インチテープを相対速度2m/secで走行させヘッドを押し当て記録、再生を行った。
記録ヘッド:飽和磁化1.8T、ギャップ長0.15μm、トラック幅20μmのMIGヘッドを用いた。記録電流は、各テープの最適記録電流に設定した。
再生ヘッド:トラック幅1.3μm、シールド間隔0.08μmの巨大磁気抵抗型MRヘッド(GMRヘッド)を用いた。
SNRは7.875MHz(200kfci)の記録再生信号の出力をS、0〜15.75MHz(0〜400kfci)の積分ノイズをNとし、その比を取った。
PW50は33.3kfci記録再生信号のパルスの半値幅を取った。
エラーレートは100Mbit(10Mbit*10トラック)のM系列のパターンを16/17変調し、400kbpiで記録再生した
波形を捕捉し、EPR4MLの信号処理をソフトで行い算出した。
面記録密度達成の規準
1)最短記録bit長の2倍長の信号を入力してSNRが20dB以上であること
2)エラ−レ−トを測定して1E−4(1×10−4)以下であることを達成面記録密度の推定
上記面記録密度A Gbpsiの達成基準1)、2)を満たした媒体DのSNR(D)との差から理論計算を行い算出する。媒体Eについて説明を行う。
面記録密度A(Gbpsi)=B(bpsi)*C(tpi)の場合
トラック幅Tc=25.4mm/C(トラック数)
媒体EのSNRがSNR(E)とすると
△SNR=SNR(E)−SNR(D)
媒体Eの達成できるTeは、Te=Tc*10(−△SNR/10)となる。
これより達成されるトラック密度Fは、F(tpi)=25.4mm/Teとなる。
結果として達成される面記録密度Gは、G(bpsi)=B(bpsi)*F(tpi)となる。
AFM測定
装置:日本Veeco社製 Nanoscope III
モード:AFMモード(コンタクトモード)
測定範囲:40μm角
スキャンライン:512*512
スキャンスピード:2Hz
スキャン方向:テープ長手方向
非接触光学式粗さ測定機を使用して測定する。
装置:wyko社製HD2000
23℃、80%RHにおいて磁性面のμ値を測定した。
IEC式の摩擦係数測定(ラップ角:180℃、30mm/sec、荷重50g重)により1P(パス)目及び100P目を行った。
磁性層の平均厚みδと標準偏差σは、以下(1),(2)のようにして求めた。
(1)磁気テープ断面像の取得 包埋ブロックを用いたウルトラミクロトーム法により、テープの長手方向に平行な断面超薄切片(切片厚、約80nm〜100nm)を切り出す。透過型電子顕微鏡(HITACHI製TEM H−9000)を用いて、切り出した断面超薄切片中の磁気テープ断面の写真を、倍率10万倍・磁性層・非磁性層界面を中心にテープ長手方向に連続して25〜30μm分撮影して、磁気テープの連続断面像を取得する。
(2)得られた連続写真から、目視にて磁性層表面と磁性層/非磁性層界面ラインを引き、磁性層をトリミングする。次に、トリミングした磁性層ラインをスキャナーで取り込み、磁性層表面と磁性層/非磁性層界面の幅を画像処理して磁性層の平均厚みδと標準偏差σを算出する。画像処理には、CarlZeiss社製KS Imaging Systems Ver.3を用い、磁性層長手方向に12.5nmおきに約2100点の磁性層厚み幅を測定した。スキャナーからの画像取り込み及び画像解析の際のscale補正は実寸2cmのラインを用いて行った。
Claims (1)
- 支持体上に非磁性層を介して、または非磁性層を介さずに強磁性粉末と結合剤を含む磁性層を設けた磁気記録媒体において、
以下の特徴を有するシステムで用いられ、
(1)線記録密度300kbpi以上、面記録密度が4〜20Gbpsi
(2)記録ヘッドのBs≧1.5T、0.15≦gap長≦0.25μm
(3)再生ヘッドのsh−sh長:0.07〜0.2μm
以下の特徴を有する磁気記録媒体。
(1)磁性体が六方晶フェライト磁性粉末を含み、粒子体積が1000〜4000nm3、
σs:30〜70emu/g(A・m2/kg)、磁化反転体積が1000〜12000nm3
(2)AFMで測定した算術平均粗さRa:0.5〜3.0nm
光干渉法で測定した十点平均粗さRz:5nm〜30nm
(3)磁性層厚みδ:10〜100nm
(4)垂直方向のSQ:0.4〜0.7、長手方向のSQ:0.3〜0.7
(5)磁性層厚み変動率≦15%
(6)磁気力顕微鏡(MFM)で測定したDC磁化状態の磁気クラスターの平均面積SdcとAC消磁状態の磁気クラスターの平均面積Sacとの比(Sdc/Sac)が0.8〜2.0
(7)残留磁化Mrと磁性層厚δの積であるMrδが、1〜5mT・μm
(8)平均粒径0.5δ〜1.5δ(nm)の粒子を磁性層に含有する。
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