JP2012014772A - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】磁性層の厚さムラが抑制された磁気記録媒体の製造方法を提供する。
【解決手段】非磁性支持体に磁性粉末を含む磁性塗料を塗布して磁性層を形成する磁性層形成工程を含む磁気テープの製造方法において、前記磁性層形成工程の直前に、前記非磁性支持体を該非磁性支持体のガラス転移温度をＴｇとすると、（Ｔｇ−１０）〜（Ｔｇ＋３０）（℃）の温度の加熱ロール３に当接させ、その後速やかに（Ｔｇ−４０）（℃）以下の温度の冷却ロール４に当接させ、非磁性支持体を加熱ロール３に当接させる時間が0.03〜0.6秒であり、冷却ロール４に当接させる時間が0.03〜0.3秒であり、非磁性支持体が加熱ロール３を離れてから冷却ロール４に入るまでの時間が１秒以内である加熱冷却工程を設ける。
【選択図】図３Ａ

Description

本発明は、磁気記録媒体の製造方法に関し、特に、磁性層厚さが均一な磁気記録媒体の製造方法に関するものである。

磁気記録媒体の製造に当たっては、非磁性支持体上に非磁性層を介してか介さずして磁性塗料を塗布して磁性層が形成される。この時用いられる塗布装置としては、塗布の高速化、非磁性層と磁性層を同時に非磁性支持体上に形成する点で利点の多いダイコータが主流となっている。また、磁気記録媒体の高容量化の流れの中で、短波長記録を効率よく行なうために、磁性層の厚さは。１００ｎｍ以下に薄層化される傾向にあり、この薄層の磁性層を均一に塗布することが一つの課題となっている。

一方、磁気記録媒体の高温環境下における熱収縮による変形やカールを抑止する手段として、塗布直前に可撓性帯状支持体を５〜１２ｋｇ／ｍの張力で走らせながら、９０〜１２０℃で熱処理することが提案されている（特許文献１）。

特開平４−２４１２２６号公報

磁性層をその上に形成する非磁性支持体は、通常、幅１ｍ程度のものを１万ｍ程度巻回した原反として扱われる。この時、非磁性支持体の幅方向の厚さムラのために、厚さが少し厚いところは原反径が少し大きい形状で巻回されている。例えば、幅方向の端部より中央部が少し厚い場合には、原反は端部より中央部が少し巻き径の大きな樽型形状に非磁性支持体が巻回されている（図１）。

この場合、非磁性支持体の原反シートは、幅方向端部より中央部は長手方向に伸ばされており、巻き出された非磁性支持体の原反シートは、中央部がたるんだ形状になる。このため、ダイコータで磁性層を形成する際に、非磁性支持体の原反シートの搬送時の張力は、幅方向端部に対して中央部が小さくなるため磁性塗料が流出し易くなって磁性層厚さが大きくなってしまう。

以下、図面に基づいて本発明に係る従来技術を具体的に説明する。図２に一例のダイコータによる非磁性支持体上への磁性層塗布のイメージ図を示す。

磁性層形成工程では、支持ロール２、２により支持され、搬送される非磁性支持体Ｂに支持ロール２の反対側から、ダイブロック１が押し当てられている。磁性塗料入り口１４を介してダイブロック１の内部のマニホールド１１からスリット１２を経由してダイブロックの先端のダイリップ１３から磁性塗料が非磁性支持体上に供給され磁性層Ｍが形成される（図２Ａ）。

この時形成される磁性層の厚さは、磁性塗料の供給量、非磁性支持体の搬送速度、非磁性支持体の張力などにより決定される。例えば、幅方向の端部より中央部が少し厚い非磁性支持体の場合には、原反は幅方向端部より中央部が少し巻き径の大きな樽型形状に非磁性支持体が巻回された形になる。

この場合、非磁性支持体の原反シートは、幅方向端部より中央部は長手方向に伸ばされており、巻き出された非磁性支持体の原反シートは、中央部がたるんだ形状になる。このため、図２Ｂに示したように、原反シートの幅方向中央部は、張力が端部に比べて小さくなるので、ダイブロック１のリツプ１３から供給される磁性塗料は、原反シートの幅方向中央部において、より多く供給されるので磁性層Ｍは端部より厚く形成される。

本発明は、このような原反シート（非磁性支持体）の変形を予め除去した上で、磁性層を形成し、幅方向に厚さムラの抑制された磁性層を有する磁気記録媒体の製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、磁気記録媒体の製造方法について鋭意検討した結果、磁気記録媒体の製造方法を下記の構成にすれば、磁性層の厚さムラが抑制された磁気記録媒体の製造方法を提供できることを見出し、本発明をなすに至った。

すなわち、非磁性支持体に磁性粉末を含む磁性塗料を塗布して磁性層を形成する磁性層形成工程を含む磁気テープの製造方法において、前記磁性層形成工程の直前に、前記非磁性支持体を該非磁性支持体のガラス転移温度をＴｇとすると、（Ｔｇ−１０）〜（Ｔｇ＋３０）（℃）の温度の加熱ロールに当接させ、（Ｔｇ−４０）（℃）以下の温度の冷却ロールに当接させ、非磁性支持体を加熱ロールに当接させる時間が0.03〜0.6秒であり、冷却ロールに当接させる時間が0.03〜0.3秒であり、非磁性支持体が加熱ロールを離れてから冷却ロールに入るまでの時間が１秒以内である加熱冷却工程を設けることを特徴とする。

本発明の磁気記録媒体の製造方法においては、磁性層形成工程の直前に、非磁性支持体を該非磁性支持体のガラス転移温度をＴｇとすると、（Ｔｇ−１０）〜（Ｔｇ＋３０）（℃）の温度の加熱ロールに所定時間当接させ、所定時間以内に引き続き（Ｔｇ−４０）（℃）以下の温度の冷却ロールに所定時間当接させる加熱冷却工程を設けるために、磁性層を塗布する前の非磁性支持体シートの、原反に巻回されたために生じた変形を元に戻し平坦な非磁性シートとしてから磁性層を塗布することができるので、厚みムラの抑制された磁性層を形成することができる。

図３に、本発明の磁気記録媒体の製造方法に用いる加熱ロール、冷却ロールの配置例を示す。本発明の磁気記録媒体の製造方法においては、コータにより非磁性支持体上に磁性層を形成する前に加熱ロールと冷却ロールとを非磁性支持体に当接させる加熱冷却工程を含む。

例えば、図２Ａに示したコータの非磁性支持体の搬送経路の上流側（図の左側）に図３Ａに示した加熱冷却手段を配置することができる。この加熱冷却手段は、ガイドロール５、５、加熱ロール３および冷却ロール４から構成される。非磁性支持体Ｂが巻回された不図示の巻き出し原反から巻き出された非磁性支持体Ｂはガイドロール５により加熱ロール３に巻き付けられ、引き続き冷却ロール４に巻き付けられる。その後ガイドロール５により案内されて搬送され次工程である磁性層形成工程に送られるように構成されている。

このような構成にすることにより、加熱ロール３にて、変形した非磁性支持体のシートを加熱することにより平坦に戻し、戻した形状を冷却ロール４によりそのまま固定することができる。

加熱ロール３の温度は、非磁性支持体Ｂの材料、搬送速度、厚さにより適宜設定することが好ましいが、通常、使用する非磁性支持体Ｂのガラス転移温度をＴｇとすると、（Ｔｇ−１０）〜（Ｔｇ＋３０）（℃）の範囲が好ましい。この範囲が好ましいのは、（Ｔｇ−１０）（℃）未満であると、非磁性支持体の変形を十分に戻すことができず、（Ｔｇ＋３０）（℃）以上であると、効果が飽和に達するだけではなく、却って非磁性支持体Ｂに別の変形を与えたり、非磁性支持体が収縮しすぎて、磁性層の塗布幅より幅寸法が短くなる場合があるからである。

磁気記録媒体の非磁性支持体に使用される材料のＴｇは、通常５０℃以上で、５０℃未満であると、非磁性支持体がゴム状弾性を示すようになり、寸法安定性や剛性が低下して支持体としての性能が発揮できなくなる。好ましい材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）（Ｔｇ＝６９℃）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）（Ｔｇ＝１１３℃）などが挙げられる。
また、非磁性支持体Ｂを加熱ロール３に当接させる時間は、０．０３〜０．６秒が好ましい。この範囲が好ましいのは、０．０３秒未満であると、非磁性支持体の変形を十分に戻すことができず、０．６秒を超えると効果が飽和に達するだけではなく、却って非磁性支持体Ｂに別の変形を与える場合があるからである。当接時間がこの範囲になるように、非磁性支持体Ｂの搬送速度、加熱ロールのロール径、巻付け角度を設定することが好ましい。

加熱ロール３で非磁性支持体Ｂを平坦化した後は、できるだけ速やかに冷却ロール４に当接させて非磁性支持体Ｂを冷却して平坦のまま形状を固定化することが好ましい。

非磁性支持体Ｂが加熱ロール３を離れてから冷却ロール４に入るまでの時間は、１秒以内が好ましく、短ければ短い程好ましい。この範囲がこのましいのは、１秒を超えると平坦化した非磁性支持体Ｂが、平坦化前の元の形状に戻る場合があるからである。

冷却ロール４の温度は、非磁性支持体Ｂの ガラス転移温度をＴｇとすると、（Ｔｇ−４０）（℃）以下の範囲が好ましい。この範囲で冷却することにより、平坦化された非磁性支持体Ｂの平坦形状が好ましく固定されて維持される。また、非磁性支持体を冷却ロールに当接させる時間は、０．０３〜０．３秒が好ましい。この範囲が好ましいのは、０．０３秒未満であると、平坦のまま形状を固定化することが十分行なえない場合があったり、０．３秒を超えると効果が飽和に達するからである。

別の一例の本発明の加熱ロール冷却ロールの配置についても説明する。図３Ｂは図３Ａの加熱ロール３と冷却ロール４の間に、１つのガイドロール５を配置している。この時、非磁性支持体Ｂが加熱ロール３を離れてから冷却ロール４に入るまでの時間は、1秒以内であり、加熱ロール３で加熱することにより平坦化した非磁性支持体Ｂが、平坦化前の元の形状に戻ることなく、次工程である磁性層塗布工程へと移る事が出来る。尚、非磁性支持体Ｂが加熱ロール３を離れてから冷却ロール４に入るまでの時間が１秒以内であれば、加熱ロール３と冷却ロール４の間には複数本のガイドが存在しても構わない。

なお、特許文献１で開示されている先行技術では、磁気記録媒体の高温環境下における熱収縮による変形やカールを抑止する手段として、塗布直前に可撓性帯状支持体を５〜１２ｋｇ／ｍの張力で走らせながら、９０〜１２０℃で熱処理することが開示されているが、図１に示されているように、加熱ゾーンが設けられており、比較的長時間に渡って加熱が行なわれ、また、本発明でいうところの冷却ロールも有していないので、本発明の目的とする、塗布前の非磁性支持体の平坦化の効果は発揮し得ない。

図３Ａで示した本発明の加熱・冷却手段を、非磁性支持体の原反シート巻き出し装置と磁性層を塗布するダイコータとの間に配設して、厚さ６μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フイルム（Ｔｇ＝６９℃）（非磁性支持体）上に、メタル磁性粉末をバインダに分散した磁性塗料を、乾燥後の厚さが約２μｍとなるように塗布して磁気シートを得た。
なお、加熱ロール、冷却ロールの温度および径と、原反シートの巻付け角、各ロール間の距離、原反シートの搬送速度を調整して、下記表に示した条件で各実施例、比較例の実験を行なった。
得られた磁気シートを下記方法にて評価した。

＜ガラス転移温度Ｔｇの測定＞
磁性層塗布前の非磁性支持体シートから、長手方向に、長さ７０ｍｍ、幅６ｍｍの測定用試料を切り出し、レオメトリックス社製、動的粘弾性測定器ソリットアナライザー ＲＳＡ-２を使用して、チャック間距離５０ｍｍ、測定温度範囲２０℃〜１８０℃、昇温速度４℃/分、測定周波数１Ｈｚ（６．２８ｒａｄ/s）、測定負荷歪０．２％の条件で測定を行い、得られたtan-δ曲線のピーク位置をＴｇとして求めた。

＜シート幅収縮率＞
磁性層塗布前の非磁性支持体シート幅と乾燥直後の磁気シートの幅寸法をメジャーで測定し、下式に基づいてシート幅収縮率（％）を求めた。
シート幅収縮率（％）＝
（（非磁性支持体シート幅）−（磁気シート幅））／（非磁性支持体シート幅）×１００

＜塗布厚さ変動率＞
乾燥直後の磁性層厚さを蛍光Ｘ線測定法に基づいて、Ｆｅをターゲット元素として磁気シートの幅方向の磁性層厚さを５０点測定し、下式に基づいて塗布厚さ変動率（％）を求めた。
塗布厚さ変動率（％）＝
（｜各点での磁性層厚さ−平均磁性層厚さ｜の平均値）／平均磁性層厚さ×１００
得られた結果を、表１および表２に示した。

上記結果から、請求項を満たす実施例１〜９は、各比較例に比べ、シート幅収縮率、塗布厚さ変動率に優れることが分る。加熱ロール温度が非磁性支持体のＴｇより１０℃を超えて低い場合は塗布厚さ変動率が大きくなり（比較例１）、３０℃を超えて高い場合には塗布厚さ変動率が大きく、かつシート幅収縮率も大きくなる（比較例２）。冷却ロール温度が、非磁性支持体のＴｇより４０℃未満だけ低い（Ｔｇより４０℃も低くない）場合は塗布厚さ変動率が大きくなる（比較例７）。

本発明によれば、非磁性支持体の原反シートを平坦にしたうえで、非磁性層や磁性層をその上に形成することができるので、塗布厚さ変動の小さな磁気シートを得ることができる。また、その時のシート幅の収縮率も小さい。

一例の非磁性支持体シートを巻回した非磁性支持体原反の形状イメージ図である。 一例のダイコータによる非磁性支持体上への磁性塗料の塗布の側面からのイメージ図である。 一例のダイコータによる非磁性支持体上への磁性塗料の塗布の正面からのイメージ図である。 一例の本発明の加熱ロール、冷却ロールの構成図である。 別の一例の本発明の加熱ロール、冷却ロールの構成図である。

１ ダイブロック
２ 支持ロール
３ 加熱ロール
４ 冷却ロール
５ ガイドロール
１１ マニホールド
１２ スリット
１３ リップ
１４ 塗料入り口
Ｂ 非磁性支持体
Ｍ 磁性層

Claims (1)

1. 非磁性支持体に磁性粉末を含む磁性塗料を塗布して磁性層を形成する磁性層形成工程を含む磁気テープの製造方法において、前記磁性層形成工程の直前に、前記非磁性支持体を該非磁性支持体のガラス転移温度をＴｇとすると、（Ｔｇ−１０）〜（Ｔｇ＋３０）（℃）の温度の加熱ロールに当接させ、その後（Ｔｇ−４０）（℃）以下の温度の冷却ロールに当接させ、非磁性支持体を加熱ロールに当接させる時間が0.03〜0.6秒であり、冷却ロールに当接させる時間が0.03〜0.3秒であり、非磁性支持体が加熱ロールを離れてから冷却ロールに入るまでの時間が１秒以内である加熱冷却工程を設けることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。

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