JP2011170920A

JP2011170920A - 磁気記録媒体及び磁気記録方法

Info

Publication number: JP2011170920A
Application number: JP2010034233A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Umezawa; 敦梅沢; Nobuaki Wakamatsu; 伸明若松
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2010-02-19
Filing date: 2010-02-19
Publication date: 2011-09-01
Anticipated expiration: 2030-02-19
Also published as: JP5445213B2

Abstract

【課題】従来の読取り／書込み装置がそのまま使用でき、外部磁界に対して安全な高保磁力磁気記録媒体とこれへの磁気記録方法を提供する。
【解決手段】非磁性材料によるカード基体上に磁気記録部が形成された磁気記録媒体において、前記磁気記録部に形成された磁性層は、加圧によって飽和磁化量が低下し加圧から開放されたときに元の飽和磁化量に復帰する磁性体による第一の磁性層と、第一の磁性層に重なるように更にカード基体側に一層、加圧により保磁力、飽和磁化量、残留磁化量が変化しない磁性体による第二の磁性層が形成された磁気記録媒体を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁気記録媒体及び磁気記録方法に関し、詳しくは、磁気記録層の上に外部磁界の影響を受けにくいシールド層を設けた磁気記録媒体とこれへの磁気記録方法に関する。

磁気記録媒体は、例えば、オーディオ業界では音声記録用としてカセットテープやミニディスク、画像記録用としてビデオテープ等で、また、ビジネス分野では流通業界におけるクレジットカード、金融機関における銀行カード、交通機関における切符やプリペイドカード等で広く使用されている。

カード媒体で見た場合、現在流通している磁気記録媒体（以下、磁気カードともいう）は、ＩＳＯ（ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＯｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎｆｏｒＳｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ）及びＪＩＳ（ＪａｐａｎＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＳｔａｎｄａｒｄ）によって詳細な規格が定められており、カードメーカは、この規格に則ってカードを作製している。
また、ＪＩＳでは金融機関で使用されている磁気カードについて、早くから外部磁界に対する影響に配慮して磁気カードに使用される磁気材料の保磁力を、オーディオ業界などで使用されている磁気記録媒体の保磁力の２倍以上に設定した。
しかしながら、磁気カードの磁気記録部に使用されている磁性体よりも保磁力が大きな磁気製品が日常で使用されているために、磁気カードに記録された磁気情報が消去されるトラブルが絶えない。
そこで、クレジットカード等に適用されている磁気記録部も、ＩＳＯ規格で（ＪＩＳ規格でも）見直しが行われ、ＩＳＯ／ＩＥＣ７８１１−６（１９９６年に制定）では、磁気カードの磁気記録部に使用される磁性材料は１３９ｋＡ／ｍ（１７５０エルステッド）、または、２１８ｋＡ／ｍ（２７５０エルステッド）の保磁力を有するものを使用することとした。

上述のように、ＩＳＯ／ＩＥＣ７８１１−６で新しい規格が制定されても、市場では従来のカードが流通しており、保磁力が低い磁性体を使用した磁気カードが全て回収されて新しく入れ替えられない限り日常使用されている磁石によるトラブルは無くならない。

一方、銀行で使用されている磁気通帳などは、銀行間における互換性を必要としないために、磁気記録部を低保磁力部と高保磁力部の積層構造とした磁気通帳が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、磁気記録部を低保磁力磁性層と高保磁力磁性層の２層構造とし、低保磁力磁性層に記録されたデータをダミーとして使用する方法等も提案されている。

特開２００６−６５６０３号公報

銀行で使用されている磁気カードの保磁力を高めに設定する要請が、カードメーカや装置メーカに寄せられているが、現状では磁気特性の変更は実施されていない。
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、従来の読取り／書込み装置がそのまま使用でき、外部磁界に対して安全な高保磁力磁気記録媒体とこれへの磁気記録方法を提供することを目的とするものである。

前記課題の目的を達成するために、本発明の磁気記録媒体の第一の態様は、非磁性材料によるカード基体上に磁気記録部が形成された磁気記録媒体において、前記磁気記録部に形成された磁性層は、加圧によって飽和磁化量が低下し加圧から開放されたときに元の飽和磁化量に復帰する磁性体による第一の磁性層と、第一の磁性層に重なるように更にカード基体側に一層、加圧により保磁力、飽和磁化量、残留磁化量が変化しない磁性体による第二の磁性層が形成されたことを特徴とするものである。

また、第二の態様は、第一の態様において、加圧は磁気記録装置の磁気ヘッドによって行われることを特徴とするものである。

また、第三の態様は、第二の態様において、磁気ヘッドによる加圧の範囲は０．１〜１０ＭＰａで、そのときに第一の磁性層の磁性体の飽和磁化量は非加圧時の８５〜１０％に低下することを特徴とするものである。

また、第四の態様は、第一〜第三何れかの態様の磁気記録媒体への磁気記録方法であって、磁気記録は磁気記録媒体が磁気ヘッドに加圧された状態で行われることを特徴とするものである。

１）第一の態様のように、非磁性材料によるカード基体上に磁気記録部が形成された磁気記録媒体において、前記磁気記録部に形成された磁性層は、加圧によって飽和磁化量が低下し加圧から開放されたときに元の飽和磁化量に復帰する磁性体による第一の磁性層と、第一の磁性層に重なるように更にカード基体側に一層、加圧により保磁力、飽和磁化量、残留磁化量が変化しない磁性体による第二の磁性層が形成されたことによって、第一の磁性層を磁気シールド層として扱うことができ、カード利用者は、ハンドバックの留め金や、事務用品の磁石、携帯電話などによる外部磁界に影響されないカードとして取り扱うことができる。また、カードを提供する側では、従来から使用されているＡＴＭ等の読取／書込み装置がそのままの状態で利用できる。
また、カードメーカは各種カード規格を満足する安全なカードとして供給することができる。
２）また、第二の態様のように、第一の態様において、加圧は磁気記録装置の磁気ヘッドによって行われることによって、従来から使用されているＡＴＭ等の読取／書込み装置がそのまま利用できる。
３）また、第三の態様のように、第二の態様において、磁気ヘッドによる加圧の範囲は０．１〜１０ＭＰａで、そのときに第一の磁性層の磁性体の飽和磁化量は非加圧時の８５〜１０％に低下することによって、カード利用者は、ハンドバックの留め金や、事務用品の磁石、携帯電話などによる外部磁界に影響されないカードとして取り扱うことができ、サービスを提供する側では従来から使用されているＡＴＭ等の読取／書込み装置がそのまま利用できる。
４）また、第四の態様のように、第一〜第三何れかの態様の磁気記録媒体への磁気記録方法であって、磁気記録は磁気記録媒体が磁気ヘッドに加圧された状態で行われることによって、サービスを提供する側では従来から使用されているＡＴＭ等の読取／書込み装置がそのまま利用できる。

本実施形態の磁気記録媒体の一例について説明するための図である。図１のＡ−Ａ線断面の一例について説明するための図である。図１のＡ−Ａ線断面の他の一例について説明するための図である。磁気ヘッド圧による第一の磁性層の磁性体の飽和磁化量の低下について説明するための図である。磁気記録部の記録時の出力と、消磁後の出力特性について説明するための図である。磁気記録部の電磁変換特性について説明するための図である。

以下、図面を参照して、本実施形態の磁気記録媒体及びこの磁気記録媒体への磁気記録方法の一例について説明する。
多くの磁気カード（磁気記録媒体）１は、図１に示すように、非磁性材料によるカード基体上に磁気記録部２が形成され、磁気記録部２が形成された面と同一面に「安全カード」のようなカード名やロゴ等の印刷情報３が形成されている。また、磁気記録部が形成された面と同一面に「１２３−０−４５６７８９」のようなエンボス文字等によるカード情報４が形成されている。磁気記録部２は、カードデザインなどによって隠され、磁気記録部の存在が視認できないようになっている場合もある。
このように、カードのおもて面のデザインが施された面に磁気記録部が形成されたカードをＪＩＳＩＩ型カードと称し、銀行のキャッシュカードなどに使用されている。

図示しないが、前述のＪＩＳＩＩ型カードとは異なり、非磁性材料によるカード基体上に磁気記録部が形成され、磁気記録部が形成された面と逆面にカード名やロゴ等の印刷情報が形成され、エンボス文字等によってカード情報が形成されている磁気カードが使用されている。
このようなカードをＪＩＳＩ型カードと称し、クレジットカードや日本以外の銀行カードなどに使用されている。ＪＩＳＩ型カードの多くは、磁気記録部はＪＩＳＩＩ型カードより幅が広く、磁性材料がむき出しで形成されている。

図２を参照して、図１のＡ−Ａ線断面の一例について説明する。
本実施形態の磁気カード１のカード基体１００は、コアシート１２の両面にカバーシート１１，１２が積層され、カバーシート１１の表出面上に第一の磁性層２０及び第二の磁性層２１が形成され、多くは、カバーシート１１と第一の磁性層２０の表出面が同じ高さになっている。
図示しないが、前述のように第一の磁性層２０の表出面がカードデザインなどによって隠され、磁気記録部２の存在が視認できないようになっている場合もある。また、第一の磁性層２０と第二の磁性層２１の間に異なる材料の層が形成されてもよい。
また、第一の磁性層２０はカード全面に塗布されていてもよく、その場合も印刷図柄などによって第一の磁性層は全面的に遮蔽される。
図１で説明した印刷情報３は、通常コアシート１２の表面に印刷され、印刷面を保護するためにカバーシート１１を貼り合わせている。
裏面の印刷も同様、通常コアシート１２の裏面に印刷され、印刷面を保護するためにカバーシート１３を貼り合わせる。

図３を参照して、図１のＡ−Ａ線断面の他の一例について説明する。
本実施形態の磁気カード１０のカード基体１００は、図２で説明したカード基体１００と同様の層構成となっている。
第二の磁性層２１は、加圧によって保磁力、飽和磁化量、残留磁化量が変化しない磁性体の中に、加圧によって飽和磁化量が低下し加圧から開放されたときに元の磁化量に復帰する磁性体が混ぜ合わされた状態で形成されている。
前述の、加圧によって保磁力、飽和磁化量、残留磁化量が変化しない磁性体と、加圧によって飽和磁化量が低下し加圧から開放されたときに元の磁化量に復帰する磁性体の割合は、磁気記録密度や外部磁界の影響を受けにくい度合いによって決定され、例えば、磁気記録密度が粗い場合は加圧によって保磁力、飽和磁化量、残留磁化量が変化しない磁性体の割合を多くする。また、例えば、図２で説明した磁気記録部が第一の磁性層と第二の磁性層で構成される磁気カードについては磁気記録時のスペーシングロスの関係から、磁気記録密度が細かい（高い）場合は、第一の磁性層を薄めに、磁気記録密度が粗い（低い）場合は、第一の磁性層を厚めにして外部磁界の影響を受けにくくする。

図４を参照して、磁気ヘッド圧による第一の磁性層の磁性体の飽和磁化量の低下について説明する。図４の磁性層の構成は図２で説明した構成と同一である。
図２で説明したように、第一の磁性層２０は、加圧によって飽和磁化量が低下し、加圧から開放されたときに元の磁化量に復帰する磁性体で構成されている。また、第二の磁性層２１は加圧によって保磁力、飽和磁化量、残留磁化量が変化しない磁性体で構成されている。
磁気記録装置に磁気カード１が挿入され、磁気記録装置内のカード搬送ローラで磁気カード１が搬送されると、第一の磁性層２０の表出面に磁気記録ヘッド５が接触し、接触圧１〜２Ｍｐａで加圧される。
加圧された状態では、第一の磁性層の磁性体の飽和磁化量が低下するために、第一の磁性層の磁性体の存在が無視された状態になり、第二の磁性層の記録条件（飽和磁化量）で磁気記録が実行される。

ここで、図４を参照して磁気記録媒体への磁気記録方法について説明する。
第一の磁性層２０は磁気記録ヘッド５が接触した瞬間、加圧により磁性体の飽和磁化量が低下し、低下した飽和磁化量の状態で第二の磁性層２１に磁気記録が行われる。
磁気カードに形成された第一の磁性層２０は、磁気記録を終えて磁気カード１が磁気ヘッド５の加圧状態から開放された瞬間に元の飽和磁化量に復帰し、磁気記録作業を終える。

図６を参照して、磁気記録部の電磁変換特性について説明する。
図６において、縦軸は、（再生出力電圧／基準せん頭出力電圧）×１００で、横軸は、（印加磁界／基準磁界）×１００である。
ＪＩＳでは、図６に示す矩形Ｂ（書き込み電流と出力電圧を表すボックス）枠内で記録し、その出力信号電圧６は、Ｂの枠内に入らなければならないことに定められている。
Ｂの枠内の電流値は、図の飽和電流値の８０％を示す記録電流値の３．５倍から５倍の枠内に相当する。
図２において、本実施形態の第二の磁性層に形成された磁性体の飽和特性を測定した結果、ピーク出力の８０％となる記録電流値は３０ｍＡで、前記電流値を３．５倍とした１０５ｍＡが磁気記録の際の最小記録電流となる。

図５の表１を参照して、磁気記録部の記録時の出力と、消磁後の出力特性について説明する。
以下、保磁力１Ｏｅ（エルステッド）を０．０８ｋＡ／ｍとして説明する。
図５に示す表１の「比較例１」の磁性層は、第一の磁性層が形成されていなく、第二の磁性層２１に使用されている磁性体が６５０Ｏｅ（以下、５２ｋＡ／ｍと記載する）の磁性層の場合である。
また、「比較例２」の磁性層は、第一の磁性層が形成されていなく、第二の磁性層２１に使用されている磁性体が２７５０Ｏｅ（以下、２２０ｋＡ／ｍと記載する）の磁性層の場合である。
「実施例」の磁性層は、第一の磁性層に使用されている磁性体が２２０ｋＡ／ｍの磁性層で、第二の磁性層２１に使用されている磁性体が５２ｋＡ／ｍの磁性層の場合である。
前記「実施例」の第一の磁性層に使用されている磁性体は、加圧時の飽和磁化量が１０％に低下する磁性体である。

前述の「比較例１，２」及び「実施例」の第二の磁性層は、何れも飽和磁化量（最大磁束又は飽和磁束という場合もある）Φｍが１．５Ｍｘ／ｃｍ（以下、１５ｎＷｂ／ｃｍという）であった。
また、「実施例」の第一の磁性層の飽和磁化量Φｍは、加圧しない状態では５０ｎＷｂ／ｃｍで、２ＭＰａで加圧した状態では、１０ｎＷｂ／ｃｍであった。なお、「実施例」の第二の磁性層の飽和磁化量Φｍは、加圧前、後いずれの場合も１５ｎＷｂ／ｃｍであった。

前述の第一、第二の磁性層が形成された磁気カード「比較例１」、「比較例２」及び「実施例」について磁気記録部の記録時の出力と、消磁後の出力特性について比較した表が、図５の表１である。
磁気読取り／書込み装置（以下、磁気記録装置ともいう）によって「比較例１」、「比較例２」及び「実施例」いずれの磁気カードに対しても１０５ｍＡ、５２５ｍＡの２種類の電流でオール「１」信号を書き込んだ。

記録時の磁気出力と、磁気情報（以下、記録情報ともいう）読み出し結果は表１に記載のとおりである。磁気出力が２Ｖの状態では、記録情報は読み出せなかった。
次に、それぞれの磁気記録部の表面を１０００Ｇ（ガウス）の永久磁石で２往復なぞって、再度磁気記録装置によって出力と記録情報の判定を行った。
結果は、表１に示す通りで、「比較例１」の磁気カードからは、いずれの記録電流の場合からも出力は得られなかった。また、「比較例２」の磁気カードからは、記録電流が５２５ｍＡの場合だけ５Ｖの磁気出力が得られ、記録情報も読み取ることができた。
「実施例」の磁気カードからは、記録電流が１０５ｍＡの場合だけ５Ｖの磁気出力が得られ、記録情報も読み取ることができた。

つまり、比較例１の磁気カードは、記録電流１０５ｍＡ，５２５ｍＡいずれの場合も消磁によって情報を読み出せず、比較例２の磁気カードは、磁石による消磁こそ起こらないが、良好に記録するには高電流値５２５ｍＡが必要であった。低記録電流で磁気記録が可能で、磁石による消磁も起こらないものは実施例のみであった。

磁気特性の測定装置、および、磁気ヘッド圧の測定装置及び測定条件について説明する。
磁気特性の保持力、飽和特性等については、東英工業（株）製の磁化特性評価装置（振動試料型磁力計ＶＳＭ）を使用した。磁気記録装置については、市販の読み取り書き込み装置を使用した。
磁気ヘッド圧力の測定には、磁気カード（カード基体の厚さは、０．７６ｍｍ）の磁気記録部が形成された面に富士写真フィルム株式会社製のプレスケールＬＬＷ（極低圧用）を貼り付け測定した。前記プレスケールの発色部を富士写真フィルム株式会社製プレスケール専用濃度計ＦＰＤ−３０５、富士写真フィルム株式会社製プレスケール専用圧力換算機ＦＰＤ−３０６で測定し、圧力値を求めた。なお、本実施形態で使用した磁気記録装置の磁気ヘッド圧力は２ＭＰａであった。

（材料）
以下、本実施形態の磁気記録媒体に使用される材料について説明する。
１）カード基体に使用される材料例。
例えば、ポリ塩化ビニル樹脂、非晶質ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴＧ）、ポリ乳酸樹脂、トリアセテート樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート樹脂等のプラスチック類、アルミニウム等の非鉄金属、紙等から適宜選択して使用する。
２）加圧によって飽和磁化量が低下し加圧から開放されたときに元の飽和磁化量に復帰する磁性体に使用される材料例。
例えば、γ−Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｃｏ被着Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｆｅ₃Ｏ₄、Ｃｏ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｎｉ、Ｂａフェライト、Ｓｒフェライト等公知の磁性粉を溶剤により溶解された結合剤中に分散させて磁性体を形成する。
３）結合材に使用される材料例。
ブチラール樹脂、塩化ビニル／酢酸ビニル共重合体樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、セルロース樹脂、アクリル樹脂、スチレン／マレイン酸共重合体樹脂等から適宜選択して使用する。また、必要に応じてニトリルゴム等のゴム系樹脂あるいはウレタンエラストマー等を添加することができる。また、磁性材料分散材として、必要に応じ、界面活性剤、シランカップリング剤、可塑剤、カーボン等の顔料を添加する。

（磁性層の形成）
磁性塗料をポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリイミドフィルム等、耐熱・耐溶剤性フィルムに、グラビアコーター、ロールコーター、ナイフエッジコータ等の公知の塗布装置により塗布する。
塗布装置内で、磁性粉を配向する場合は、例えば、永久磁石の隙間、電流を流したソレノイドコイルの中を通過させ配向した後、乾燥装置を通過させて塗料を乾燥させる。
また、高抗磁力の磁性材料を用いて、真空蒸着法、スパッタリング法、めっき法等により形成することもできる。
前述の方法でキャリアフィルム上に塗布された磁性層は、キャリアフィルムと共に所定の幅にスリットされて、熱転写等の方法で、カード基体（カバーシート）に転写される。

外部磁界の影響を受け難くした、例えば、金融機関で使用されている磁気カード、流通業界で使用されているクレジットカード等に利用できる。

１，１０磁気記録媒体
２磁気記録部
３印刷情報
４カード情報
５磁気ヘッド
６出力電圧
１１，１３カバーシート
１２コアシート
２０第一の磁性層
２１第二の磁性層
１００カード基体
Ｂ書き込み電流と出力電圧を表すボックス

Claims

非磁性材料によるカード基体上に磁気記録部が形成された磁気記録媒体において、
前記磁気記録部に形成された磁性層は、加圧によって飽和磁化量が低下し、加圧から開放されたときに元の飽和磁化量に復帰する磁性体による第一の磁性層と、
第一の磁性層に重なるように更にカード基体側に一層、加圧により保磁力、飽和磁化量、残留磁化量が変化しない磁性体による第二の磁性層が形成されたことを特徴とする磁気記録媒体。
請求項１に記載の磁気記録媒体において、加圧は磁気記録装置の磁気ヘッドによって行われることを特徴とする磁気記録媒体。
請求項２に記載の磁気記録媒体において、磁気ヘッドによる加圧の範囲は０．１〜１０ＭＰａで、そのときに第一の磁性層の磁性体の飽和磁化量は非加圧時の８５〜１０％に低下することを特徴とする磁気記録媒体。
請求項１〜３何れかに記載の磁気記録媒体への磁気記録方法であって、
磁気記録は磁気記録媒体が磁気ヘッドに加圧された状態で行われることを特徴とする磁気記録媒体への磁気記録方法。