JP3051644B2 - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプリペイドカード等の様
に、偽造や変造等の不正な使用に対して高い安全性を要
求される磁気記録媒体の製造方法に関するものであり、
特に複数の磁性層を積層して成り、その内の少なくとも
一つの磁性層に書換不能な固定パターンを形成した磁気
記録媒体の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年急速に普及したプリペイドカードを
はじめとする各種磁気カードは、その普及にともなって
偽造や変造などの不正な使用に対する安全性が強く求め
られるようになってきている。磁気記録媒体の安全性を
高めるための手段としては、通常の磁気記録再生領域と
は別の箇所に、書き換えが困難な媒体固有の識別情報を
付与する方法が知られている。具体的には、特公昭４９
−３７５２９号公報にあるように、針状磁性粉の磁化容
易軸の配列方向を媒体の読み取り方向に対して規則的に
変化させて磁気パターンを設ける方法や、特開昭５０−
７９３１１号公報にあるように、通常の磁性層に磁気記
録された情報の磁界の作用下に、磁性粒子を分散した磁
性塗料を塗布して下層の情報に支配された磁性粒子の配
向を物理的に固定し、この固定情報を識別に使用すると
か、特開平５−３１８９７４号公報にあるように、通常
の磁性層に磁気記録された情報を、その上に積層された
保磁力が４５００エルステッド以上の高保磁力の磁性粒
子を有する磁性層に転写させることにより、通常用いら
れる磁気ヘッドでは書き換えが困難な情報を媒体に付与
する方法などが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、針状磁
性粉の磁化容易軸の配列方向を媒体の読み取り方向に対
して規則的に変化させて磁気パターンを設ける方法は、
読み取りに当たって特殊な部品や装置を必要とし、更に
媒体を製造する時には特殊な配向装置を必要とするの
で、製造コストおよび読み取り装置のコストがアップす
るという問題を有している。一方高保磁力の磁性層に、
通常の磁性層に磁気記録された情報を転写するという特
開平５−３１８９７４号公報の方式においては、識別出
力が低いという問題を有している。

【０００４】この問題を解決するために、本発明者らは
特願平６−２０９３２９号により、少なくとも２つの磁
性層を積層してなる磁気記録媒体の製造方法であって、
第１の磁性層を形成後、該磁性層に信号を磁気記録して
おき、その上から第２の磁性層を塗布し、乾燥固化する
前に塗布面において実質的に一定方向の直流配向磁界を
印加することにより、第１の磁性層に記録された信号磁
界並びに配向磁界の影響により作製された書換不能な固
定信号を第２の磁性層に形成する方法を提案した。しか
し、その後更に研究を続けた結果、第２の磁性層を所定
の強さおよび方向の配向磁界の影響下で塗布すると、更
によい特性が得られるという事実を見いだした。本発明
は上記従来技術の改良を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による非磁性基体
上に少なくとも２つの磁性層を積層して成る磁気記録媒
体の製造方法は、先ず非磁性基体上に磁気記録再生可能
な磁性材料から成る第１の磁性塗料を塗布乾燥して第１
の磁性層を形成し、次いで第１の磁性層に所定の信号を
磁気記録し、その後第２の磁性塗料を、塗布面において
実質的に一定方向の配向磁界の影響下で塗布し、しかる
後に第２の磁性塗料を乾燥固化することにより、第１の
磁性層に記録された信号による磁界並びに配向磁界の影
響により形成された書換不能な固定信号を第２の磁性層
に形成することを特徴とする。また、さらなる特性の向
上を得るには第２の磁性塗料を塗布した後、該磁性塗料
が乾燥固化する前に、塗布面において実質的に一定方向
の直流磁界を印加して第２の配向処理を行っても良い。
本発明が意図した効果を得るためには一定方向の直流配
向磁界を使用することが必須である。磁気配向を行うた
めに従来から使用されている同極対向磁石による直流配
向磁界では磁性粒子に印加される磁界に反転が生じるた
め、所期の効果が充分に得られない。

【０００６】

【作用】本発明による方法では第２の磁性層上に書換不
能な固定パターンを形成する。そのためにはまず第１の
磁性層に異なる極性で交互に磁化された固定パターン作
製用の信号を記録する。第１の磁性層の上に第２の磁性
塗料を塗布し、それと同時に所定の方向の直流のなるべ
く一定の配向磁界を印加する。なお、第２の配向磁界を
磁性層の乾燥前および／または乾燥中に印加すれば更な
る改善が得られる。第１の磁性層から発生する信号磁界
の向きと配向磁界の向きが同一の場合には両者が強めあ
って第２の磁性層４に加わる磁界の強さは強くなり、一
方両者の向きが逆方向の箇所では両者の磁界が打ち消し
あって第２の磁性層に加わる磁界の強さが弱くなる。そ
のため、流動状態にある磁性粒子は、磁界の強い箇所に
集中するので、この状態で乾燥すると、第２の磁性層に
は磁性粒子が集中して磁性粒子の含有率が高く、よって
単位面積あたりの磁気出力が高い箇所と、磁性粒子の含
有率が低く、よって単位面積あたりの磁気出力が低い箇
所とが交互に形成される。このようにして、第１の磁性
層に記録された信号パターンが、第２の磁性層中に、単
位面積あたりの磁気出力の違いにより符号化された固定
パターンとして複製される。本発明の方法によると、第
２の磁性層の塗布に続いて配向磁界を印加する場合より
も特性が向上する。

【０００７】

【実施例】以下、添付図面に基づいて本発明を詳細に説
明する。図７は本発明の方法により作製した磁気記録媒
体の一例を示す断面図である。図において、磁気記録媒
体１は非磁性基体２、第１の磁性層３、第２の磁性層４
から構成されている。第２の磁性層４には単位体積あた
りの磁性粒子の含有率が高く、従って磁気出力が高い部
分４ａと、磁性粒子の含有率が低く、従って磁気出力が
低い部分４ｂとが所定の寸法で交互に形成された書換不
能な固定パターンが設けられている。

【０００８】非磁性基体２は、ポリエチレンテレフタレ
ート（ＰＥＴ）、硬質塩化ビニル（ＰＶＣ）、合成紙、
紙等、通常の磁気カード、磁気テープ、磁気シート等に
使われる材料が使用される。第１の磁性層３は、公知の
磁気記録用の磁性材料、例えばＣｏ含有γＦｅ₂ Ｏ₃ 、
Ｂａフェライト、Ｓｒフェライト等が、公知の方法で４
〜２０μｍ程度の厚みとなるよう形成されている。ただ
し、この第１の磁性層３に使用される磁性材料の保磁力
は、第２の磁性層４を形成する際に印加する配向磁界よ
りも高い必要がある。

【０００９】第１の磁性層３の上には、該磁性層と同一
または異なる磁性材料を高分子樹脂バインダ中に分散し
て作製した磁性塗料を公知の方法で塗布、乾燥して形成
した第２の磁性層４が設けられている。第２の磁性層４
に使用される磁性材料としては第１の磁性層３に記録さ
れた信号から発生する磁界によって磁化されるものであ
ればよく、例えばパーマロイ、センダスト、アモルファ
スなどの鱗片状高透磁率磁性金属粉や、鉄粉などの軟磁
性金属粉、及びＭｎ−Ｚｎ、Ｎｉ−Ｚｎなどの軟磁性フ
ェライト粉を使用することができる。これらの低保磁力
磁性材料を用いると、読み取った後の固定パターンには
残留磁化が生じないので、磁気現像液等で固定パターン
を目視することは不可能であると共に、第１の磁性層３
に記録した磁気情報を磁気的に遮蔽することができると
いう特別の効果もあるので一層好ましい。しかしγＦｅ
₂ Ｏ₃ 、Ｃｏ含有γＦｅ₂ Ｏ₃ 、Ｂａフェライトなど、
磁気記録用として用いられる材料であっても、塗料状態
において磁性粒子の流動性が高く、且つ配向磁界の強度
を適当に選択することにより、第１の磁性層３に磁気記
録された信号の影響による磁性粒子の集中が起きる。磁
性塗料の流体での保磁力は、磁性粒子の形状にもよるが
一般には乾燥固化した後の保磁力に比べてかなり低い。
従って、第２の磁性層４の乾燥後の保磁力が、第１の磁
性層３の乾燥後の保磁力よりも低い必要はない。

【００１０】第２の磁性層４を塗布し、乾燥するときに
は、第１の磁性層３の所定の位置には、例えば媒体を特
定するための識別情報や、媒体で使用することが出来る
金額や度数を表す価値情報等が磁気記録されている必要
がある。前記の媒体を特定するための識別情報として
は、製造ロット毎または同一種別毎に適当な番号を記録
しても、任意の桁数の連続番号またはランダムな番号
等、媒体毎に異なる番号を記録してもよい。そしてこれ
らの信号は、例えば残留磁化の極性が媒体の走行方向に
対して交互に反転するよう、磁気ヘッドを用いて磁気記
録することにより形成されており、ＲＺ、ＮＲＺ、Ｆ
Ｍ、ＰＭ、ＭＦＭ等の公知の方式で符号化されている。

【００１１】以下に本発明の一実施態様について説明す
る。図１は第１の磁性層を形成する工程を示す概略断面
図である。送り出し装置１０より送り出された非磁性基
体は、塗工ヘッド１１で第１の磁性層が塗布され、その
後配向装置１２で配向処理が施され、乾燥装置１３を経
て乾燥後、巻き取り装置１４で巻き取られる。図２は第
２の磁性層を形成する工程を示す概略断面図である。第
１の磁性層が塗布された磁気ロールは、送り出し装置１
５から送り出され、磁気ヘッド１６で所定の信号が磁気
記録される。続いて塗工ヘッド１７で第２の磁性層が塗
布されるが、その際塗工部には、第１の配向装置１８か
ら発生した少なくとも１０エルステッドの配向磁界が印
加されている。その後第１の配向装置１８、乾燥装置１
９を経て乾燥後、巻き取り装置２０で巻き取られる。第
２の磁性層を塗布する際に塗工部に印加する磁界は、該
塗工部を通過中に塗布面に対して方向が変化しないこと
が望ましく、そのため第１の配向装置１８にはソレノイ
ドコイルが用いられ、塗工ヘッド１７の出口直近に設け
られている。第１の配向装置１８から発生する磁界の強
さ、方向が乱されないよう、塗工ヘッド１７は非磁性材
料で構成されるのが望ましい。なお、図３および図４に
示すようにソレノイドコイル、または永久磁石の同極同
志を対向配置した第１の配向装置を、塗工ヘッド１７の
入口直近に設けてもよい。更に図５（ａ）および（ｂ）
に示すように、ヨーク付きの電磁石または永久磁石を、
発生磁界が塗布面に対して平行となるように、塗工ヘッ
ド１７を覆って設けても、また塗工ヘッド１７に対向し
て配置してもよい。

【００１２】なお上述の方法において、第１の磁性層を
形成する際の磁場配向は、行うことが好ましいが必要条
件ではない。また第１の磁性層への信号の記録は、第２
の磁性層を塗布する直前に行うのみならず、第１の磁性
層が塗布・乾燥され、巻き取り装置１４で巻き取られる
前に行ってもよいし、また第１の磁性層を塗布する工程
と第２の磁性層を塗布する工程の間に、信号を記録する
工程を単独に設けてもよい。

【００１３】図６は本発明の別の実施態様を説明するた
めの図であり、第２の磁性層を塗布する工程を示す概略
断面図である。図１と同様な方法で形成された第１の磁
性層の上に、第２の磁性層が塗布されるが、図２の方法
と異なり、第１の配向装置１８と乾燥装置１９の間に設
けられた第２の配向装置２１により所定の強さの直流配
向磁界が印加される。この第２の配向装置も第１の配向
装置と同様に、通過中に磁界の方向が塗布面に対して変
化しないことが望ましく、ソレノイドコイルまたは図５
に示した構造のヨーク付きの電磁石または永久磁石を用
いることが好ましい。また、前記第２の配向装置２１
は、少なくともその一部が乾燥装置１９の中に設けられ
ていてもよい。

【００１４】図８は、本発明による方法で第２の磁性層
４に書換不能な固定パターンを形成する過程を摸式的に
示したものである。図８−（ａ）は、第２の磁性層４が
塗布される前の状態を示したものであり、第１の磁性層
３には、矢印の向きで示したように異なる極性で交互に
磁化された固定パターン作製用の信号が、所定の寸法で
記録されている。図８−（ｂ）は、この第１の磁性層３
の上に第２の磁性塗料を塗布し、乾燥前に所定の方向の
配向磁界が印加されたときの、第２の磁性層４に加わる
磁界の強さを模式的に表したものである。参照番号５ａ
で示した箇所では、第１の磁性層３から発生する信号磁
界の向きと配向磁界の向き（図８−（ｂ）では右向きに
表示）が一致するので第２の磁性層４に加わる磁界の強
さは両者が強めあっている。参照番号５ｂで示した箇所
では、第１の磁性層３から発生する信号磁界の向きと配
向磁界の向きとが打ち消しあって第２の磁性層４に加わ
る磁界の強さが弱くなっている。つまり第２の磁性層４
には、第１の磁性層３に記録された信号の磁化方向に従
って、磁界が強い箇所５ａと弱い箇所５ｂとが交互に現
れる。流動状態にある磁性粒子は、磁界の強い箇所に集
中するので、第２の磁性塗料中の磁性粒子は、図８−
（ｃ）に示すように強い磁界が加わった箇所５ａに集中
する。この状態で乾燥すると、第２の磁性層４には磁性
粒子が集中して磁性粒子の含有率が高く、よって磁気出
力が高い箇所４ａと、磁性粒子の含有率が低く、よって
磁気出力が低い箇所４ｂとが交互に形成される。このよ
うにして、第１の磁性層３に記録された信号パターン
が、第２の磁性層４中に、磁性粒子の含有率の違いによ
り形成された固定パターンとして複製される。

【００１５】なお、第２の磁性層を塗布してから配向磁
界が印加されるまでの間に、図９に示すように、第２の
磁性層中の磁性粒子は第１の磁性層に記録した信号の磁
化反転部分に集中する。その後配向磁界の影響により、
図８に示した過程を経て磁性粒子が再移動する。しかし
第２の磁性層を塗布してから時間が経過するとともに、
磁性塗料中の溶剤が乾燥し磁性粒子の流動性は悪くな
り、図８（ｃ）に示した磁性粒子の集中状態は得難くな
る。従って、塗布してから配向磁界を印加するまでの時
間が短いほどよりよい特性が得られ、特に磁性塗料を塗
布する時にも配向磁界が印加されていることが望まし
い。ただし、磁性粒子を集中させるためには、１０〜数
１００エルステッド程度の磁界強度で充分効果がある。
ただし、第２の磁性層に書換不能な固定パターンを形成
するのみならず、第２の磁性層を磁気隠蔽層として使用
する場合や、第２の磁気記録層として使用する場合には
更に強い配向磁場を必要とする。その場合には塗工部と
乾燥装置の間に第２の配向装置を設け、所定の強さで塗
布面に対して実質的に一定方向の直流磁界を印加する。
磁界の方向は、第１の配向装置により印加する磁界と同
じ方向にする必要がある。

【００１６】本発明により作製した磁気記録媒体の固定
パターンの読み取りにあたっては以下の方法で行う。先
ず第１の磁性層３に記録されている固定パターン作製用
信号を直流消去する。次に読み取りヘッド（図示せず）
からバイアス磁界を発生させながら、第２の磁性層４に
形成された固定パターン部分を走査する。このとき第２
の磁性層４の磁気出力が高い部分４ａと低い部分４ｂと
の境界で磁気抵抗が変化するので、読み取りヘッドのコ
イルには磁束の変化に比例した出力波形が発生する。こ
うして第２の磁性層４に形成された固定パターンを読み
取ることができる。しかもこの固定パターンは、磁性層
の物理的構造の違いとして形成されたものなので、磁気
ヘッドによる消去や書き換えは全く不可能である。

【００１７】なお本発明による方法は前述の例に限定さ
れず、第２の磁性層の上に着色隠蔽層、印刷層、保護層
などを適宜設けてよいし、必要に応じて印字層を設けて
もよい。また例えば３層以上の磁性層を有する磁気記録
媒体においては、最初に形成される磁性層以外の任意の
磁性層に書換不能な固定パターンを形成することができ
る。更にシリコンなどの剥離剤を塗布した基体の上に前
述した方法で少なくとも第１の磁性層及び書換不能な固
定パターンを含む第２の磁性層を形成し、その上に接着
剤を塗布したカード用転写テープの製造方法にも適用で
きる。

【００１８】以下、本発明を具体的な実施例を用いて更
に詳細に説明する。 （実施例１）厚さ１８８μｍの白色ポリエステルフィル
ム基体の一方の面全面に、保磁力が２７５０エルステッ
ドのＢａフェライト磁性粉をバインダ樹脂、分散剤、硬
化剤、その他添加剤と溶剤とを混合・分散して作製した
磁性塗料をグラビア法で塗布し、乾燥後の厚みが８μｍ
の第１の磁性層を形成した。次に第１の磁性層の所定の
領域に、記録密度が２５ＦＣＩおよび４００ＦＣＩの連
続信号と、１０５ＢＰＩのＦＭ変調された信号とをそれ
ぞれ飽和記録した。その上に、保磁力が２０エルステッ
ドで平均粒径が１．５μｍのカルボニル鉄粉をバインダ
樹脂、分散剤、硬化剤、その他添加剤と溶剤とを混合・
分散して作製した磁性塗料をグラビア法で塗布した。そ
の際にはソレノイドコイルによる配向装置を塗工部直近
に置き、塗工部での磁界強度が５０エルステッドとなる
ようにした。その後乾燥装置で乾燥し、厚みが５μｍの
第２の磁性層を形成した。

【００１９】（実施例２）実施例１と同じ方法で作製し
た第１の磁性層に、実施例１と同じ方法で信号を記録し
た。その上に、保磁力が２０エルステッドで平均粒径が
１２μｍの高透磁率のＦｅ−Ｓｉ系合金の鱗片状粉末を
バインダ樹脂、分散剤、硬化剤、その他添加剤と溶剤と
を混合・分散して作製した磁性塗料をナイフコート法で
塗布した。その際にはソレノイドコイルによる配向装置
を塗工部出口近傍に置き、６００エルステッドの直流磁
界を発生し、塗工部での磁界強度が３０エルステッドと
なるようにした。塗布後は前記配向装置を通過して６０
０エルステッドの磁場配向をかけ、その後乾燥装置で乾
燥し、厚みが１０μｍの第２の磁性層を形成した。

【００２０】（実施例３）実施例１と同じ方法で作製し
た第１の磁性層に、実施例１と同じ方法で信号を記録し
た。その上に、保磁力が３００エルステッドのγＦｅ₂
Ｏ₃ をバインダ樹脂、分散剤、硬化剤、その他添加剤と
溶剤とを混合・分散して作製した磁性塗料をグラビア法
で塗布した。その際にはソレノイドコイルによる第１の
配向装置を塗工部入口直近に置き、塗工部での磁界強度
が１００エルステッドとなるようにした。その後、乾燥
装置手前に配置したソレノイドコイルによる第２の配向
装置で最大強度が１５００エルステッドの磁場配向をか
け、その後乾燥装置で乾燥し、厚みが８μｍの第２の磁
性層を形成した。

【００２１】（比較例）実施例２において、配向装置を
塗工部出口直近から乾燥装置の手前に移設し、塗工部に
おいては磁界が加わらないようにした以外は実施例１と
同様にした。

【００２２】実施例１〜３および比較例で作製した磁気
シートを８６×５４ｍｍのサイズに打ち抜き磁気カード
を作製し、それらを以下の方法で読み取った。保磁力が
２７５０エルステッドの磁気媒体を飽和書き込みできる
磁気ヘッドを装着したリーダー・ライターで、先ず第１
の磁性層に書き込まれた信号を直流消去した。次に同じ
リーダー・ライターに装着されたバイアスコイル付き読
み取りヘッドにバイアス電流を流し、ヘッドの前部ギャ
ップから８００エルステッドのバイアス磁界を発生しな
がら各カードの再生出力を読み取った。各カードの２５
ＦＣＩおよび４００ＦＣＩの連続信号の再生出力レベル
と１０５ＢＰＩのＦＭ信号を復調した結果は、実施例１
〜３は何れの場合も２５ＦＣＩ及び４００ＦＣＩの各信
号は十分な出力レベルが得られ、また１０５ＢＰＩの変
調信号はＳＮ比もよく問題なく信号を復調することがで
きた。しかし比較例の場合は、各信号は実施例２の場合
と比較して低い出力レベルしか得られず、また１０５Ｂ
ＰＩのＦＭ信号の再生波形も歪や雑音が多かった。以上
のことから、第２の磁性層を塗布する際に、塗工部に直
流配向磁界を印加することの有効性が確認された。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、少なくとも二つの磁性
層が積層された磁気記録媒体の第２の磁性層には、第１
の磁性層に磁気記録された信号磁界と配向磁界との影響
により形成された書換不能な固定パターンを形成するこ
とができる。この固定パターンを媒体を特定するための
識別情報等として使用すれば、前記パターンは媒体処理
装置等によっては書き換えることができず、消去するた
めには媒体を破壊するしか方法がないので、媒体の偽造
や変造に対して極めて安全性の高い磁気記録媒体を供給
することができる。更に、本発明の方法は、磁気バーコ
ードや光学バーコード等のような固定信号を印刷等で付
与する従来の方法と比べ、特殊な材料や複雑な工程を必
要とせず安価に媒体を製造できるという特長をも有して
いる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法において第１の磁性層を塗布する
工程の一例を示す。

【図２】本発明の方法において第２の磁性層を塗布する
工程の一例を示す。

【図３】本発明で使用できる配向装置および塗工ヘッド
の構成例を示す。

【図４】本発明で使用できる配向装置および塗工ヘッド
の他の構成例を示す。

【図５】本発明で使用できる配向装置および塗工ヘッド
の更に他の構成を示す図で、（ａ）は配向装置内に塗工
ヘッドを設けた例を示し、（ｂ）は配向装置の磁界発生
部に対向させて塗工ヘッドを設けた例を示す。

【図６】本発明の方法において第２の磁性層を形成する
工程の他の例を示す。

【図７】本発明の方法により製作した磁気記録媒体の一
例の断面図である。

【図８】本発明の方法により固定パターンを形成する過
程を模式的に示す断面図であり、（ａ）は第２の磁性層
が塗布される直前の磁化状態を示し、（ｂ）は第２の磁
性層の塗布と同時に一定方向の配向磁界が印加された時
の磁化状態を示し、また（ｃ）は得られた磁気記録媒体
の第２の磁性層内の磁性粒子密度の分布状態を示す。

【図９】第２の磁性層を塗布してから配向磁界が印加さ
れる前の状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１：磁気カード ２：非磁性基体 ３：第１の磁性層 ４：第２の磁性層 １０：送り出し装置 １１：塗工ヘッド １２：配向装置 １３：乾燥装置 １４：巻き取り装置 １５：送り出し装置 １６：磁気ヘッド １７：塗工ヘッド １８：第１の配向装置 １９：乾燥装置 ２０：巻き取り装置 ２１：第２の配向装置

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 5/845 B42D 15/10 501 G06K 19/06 G11B 5/80 G11B 5/848

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非磁性基体上に少なくとも２つの磁性層
   を積層して成る磁気記録媒体の製造方法であって、 先ず非磁性基体上に磁気記録再生可能な磁性材料から成
   る第１の磁性塗料を塗布乾燥して第１の磁性層を形成
   し、次いで第１の磁性層に所定の信号を磁気記録し、そ
   の後第２の磁性塗料を、塗布面において実質的に一定方
   向の配向磁界の影響下で塗布し、しかる後に第２の磁性
   塗料を乾燥固化することにより、第１の磁性層に記録さ
   れた信号による磁界並びに配向磁界の影響により形成さ
   れた書換不能な固定信号を第２の磁性層に形成すること
   を特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
2. 【請求項２】 前記第２の磁性塗料を塗布した後、該磁
   性塗料が乾燥固化する前に、塗布面において実質的に一
   定方向の直流磁界を印加して第２の配向処理を行うこと
   を特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体の製造方
   法。