JP6635218B1 - 磁気記録媒体、磁気記録再生装置および磁気記録媒体カートリッジ - Google Patents
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Abstract
Description
1.一実施の形態
1−1.磁気記録媒体の構成
1−2.磁気記録媒体の製造方法
1−3.記録再生装置の構成
1−4.効果
2.変形例
[1−1 磁気記録媒体10の構成]
図1は、本開示の一実施の形態に係る磁気記録媒体10の断面構成例を表している。図1に示したように、磁気記録媒体10は複数層が積層された積層構造を有する。具体的には、磁気記録媒体10は、長尺のテープ状の基体11と、基体11の一方の主面11A上に設けられた下地層12と、下地層12の上に設けられた磁性層13と、基体11の他方の主面11B上に設けられたバック層14とを備える。磁性層13の表面13Sが、磁気ヘッドが当接しつつ走行することとなる表面となる。なお、下地層12およびバック層14は、必要に応じて備えられるものであり、無くてもよい。なお、磁気記録媒体10の平均厚みは、例えば5.6μm以下であるとよい。
基体11は、下地層12および磁性層13を支持する非磁性支持体である。基体11は、長尺のフィルム状をなしている。基体11の平均厚みの上限値は、好ましくは4.2μm以下、より好ましくは4.0μm以下である。基体11の平均厚みの上限値が4.2μm以下であると、1データカートリッジ内に記録できる記録容量を一般的な磁気記録媒体よりも高めることができる。基体11の平均厚みの下限値は、好ましくは3μm以上、より好ましくは3.2μm以上である。基体11の平均厚みの下限値が3μm以上であると、基体11の強度低下を抑制することができる。
磁性層13は、信号を記録するための記録層である。磁性層13は、例えば、磁性粉、結着剤および潤滑剤を含む。磁性層13が、必要に応じて、導電性粒子、研磨剤、防錆剤等の添加剤をさらに含んでいてもよい。
(注1)Nano World社製 SPMプローブ NCH ノーマルタイプ PointProbe L(カンチレバー長)=125μm
割合RS[%]=(((サーボバンド幅WSB)×(サーボバンド本数))/(磁気記録媒体10の幅))×100
装置:TEM(日立製作所製H9000NAR)
加速電圧:300kV
倍率:100,000倍
磁性粉は、例えば、ε酸化鉄を含有するナノ粒子(以下「ε酸化鉄粒子」という。)の粉末を含んでいる。ε酸化鉄粒子は微粒子でも高保磁力を得ることができる。ε酸化鉄粒子に含まれるε酸化鉄は、磁気記録媒体10の厚み方向(垂直方向)に優先的に結晶配向していることが好ましい。
V=(π/6)×(DLave)3
結着剤としては、ポリウレタン系樹脂、塩化ビニル系樹脂等に架橋反応を付与した構造の樹脂が好ましい。しかしながら結着剤はこれらに限定されるものではなく、磁気記録媒体10に対して要求される物性等に応じて、その他の樹脂を適宜配合してもよい。配合する樹脂としては、通常、塗布型の磁気記録媒体10において一般的に用いられる樹脂であれば、特に限定されない。
磁性層13に含まれる潤滑剤は、例えば脂肪酸および脂肪酸エステルを含有している。潤滑剤に含有される脂肪酸は、例えば下記の一般式<1>により示される化合物および一般式<2>により示される化合物のうちの少なくとも一方を含むことが好ましい。また、潤滑剤に含有される脂肪酸エステルは、下記の一般式<3>により示される化合物および一般式<4>により示される化合物のうちの少なくとも一方を含むことが好ましい。潤滑剤が、一般式<1>により示される化合物および一般式<3>により示される化合物の2種を含むことにより、一般式<2>により示される化合物および一般式<3>により示される化合物の2種を含むことにより、一般式<1>により示される化合物および一般式<4>により示される化合物の2種を含むことにより、一般式<2>により示される化合物および一般式<4>により示される化合物の2種を含むことにより、一般式<1>により示される化合物、一般式<2>により示される化合物および一般式<3>により示される化合物の3種を含むことにより、一般式<1>により示される化合物、一般式<2>により示される化合物および一般式<4>により示される化合物の3種を含むことにより、一般式<1>により示される化合物、一般式<3>により示される化合物および一般式<4>により示される化合物の3種を含むことにより、一般式<2>により示される化合物、一般式<3>により示される化合物および一般式<4>により示される化合物の3種を含むことにより、または、一般式<1>により示される化合物、一般式<2>により示される化合物、一般式<3>により示される化合物および一般式<4>により示される化合物の4種を含むことにより、磁気記録媒体10における繰り返しの記録又は再生による動摩擦係数の増加を抑制することができる。その結果、磁気記録媒体10の走行性をさらに向上させることができる。
CH3(CH2)kCOOH ・・・<1>
(但し、一般式<1>において、kは14以上22以下の範囲、より好ましくは14以上18以下の範囲から選ばれる整数である。)
CH3(CH2)nCH=CH(CH2)mCOOH ・・・<2>
(但し、一般式<2>において、nとmとの和は12以上20以下の範囲、より好ましくは14以上18以下の範囲から選ばれる整数である。)
CH3(CH2)pCOO(CH2)qCH3 ・・・<3>
(但し、一般式<3>において、pは14以上22以下、より好ましくは14以上18以下の範囲から選ばれる整数であり、且つ、qは2以上5以下の範囲、より好ましくは2以上4以下の範囲から選ばれる整数である。)
CH3(CH2)pCOO−(CH2)qCH(CH3)2…<4>
(但し、前記一般式<4>において、pは14以上22以下の範囲から選ばれる整数であり、qは1以上3以下の範囲から選ばれる整数である。)
磁性層13は、非磁性補強粒子として、酸化アルミニウム(α、βまたはγアルミナ)、酸化クロム、酸化珪素、ダイヤモンド、ガーネット、エメリー、窒化ホウ素、チタンカーバイト、炭化珪素、炭化チタン、酸化チタン(ルチル型またはアナターゼ型の酸化チタン)等をさらに含んでいてもよい。
下地層12は、非磁性粉および結着剤を含む非磁性層である。下地層12が、必要に応じて、潤滑剤、導電性粒子、硬化剤および防錆剤等のうちの少なくとも1種の添加剤をさらに含んでいてもよい。また、下地層12は、複数層が積層されてなる多層構造を有していてもよい。下地層12の平均厚みは、好ましくは0.5μm以上0.9μm以下、より好ましくは0.6μm以上0.7μm以下である。下地層12の平均厚みを0.9μm以下に薄くすることにより、基体11の厚みを薄くする場合よりも磁気記録媒体10全体のヤング率が効果的に低下する。このため、磁気記録媒体10に対するテンションコントロールが容易となる。また、下地層12の平均厚みを0.5μm以上とすることにより、基体11と下地層12との接着力が確保される。そのうえ、下地層12の厚みのばらつきを抑えることができ、磁性層13の表面13Sの粗さが大きくなるのを防ぐことができる。
非磁性粉は、例えば無機粒子粉または有機粒子粉の少なくとも1種を含む。また、非磁性粉は、カーボンブラック等の炭素粉を含んでいてもよい。なお、1種の非磁性粉を単独で用いてもよいし、2種以上の非磁性粉を組み合わせて用いてもよい。無機粒子は、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、金属炭化物または金属硫化物等を含む。非磁性粉の形状としては、例えば、針状、球状、立方体状、板状等の各種形状が挙げられるが、これに限定されるものではない。
下地層12における結着剤は、上述の磁性層13と同様である。
バック層14は、例えば結着剤および非磁性粉を含んでいる。バック層14が、必要に応じて潤滑剤、硬化剤および帯電防止剤等のうちの少なくとも1種の添加剤をさらに含んでいてもよい。バック層14における結着剤および非磁性粉は、上述の下地層12における結着剤および非磁性粉と同様である。
tb[μm]=tT[μm]−tB[μm]
磁気記録媒体10の平均厚み(平均全厚)の上限値は、好ましくは5.6μm以下、より好ましくは5.0μm以下、特に好ましくは4.6μm以下、さらにより好ましくは4.4μm以下である。磁気記録媒体10の平均厚みが5.6μm以下であると、1データカートリッジ内に記録できる記録容量を一般的な磁気記録媒体よりも高めることができる。磁気記録媒体10の平均厚みの下限値は特に限定されるものではないが、例えば3.5μm以上である。
磁気記録媒体10の長手方向における保磁力Hcの上限値は、好ましくは2000Oe以下、より好ましくは1900Oe以下、さらにより好ましくは1800Oe以下である。長手方向における保磁力Hc2が2000Oe以下であると、記録ヘッドからの垂直方向の磁界により感度良く磁化が反応するため、良好な記録パターンを形成することができる。
磁気記録媒体10の垂直方向(厚み方向)における角形比S1は、例えば65%以上であり、好ましくは67%以上、より好ましくは70%以上、さらにより好ましくは75%以上、特に好ましくは80%以上である。角形比S1が65%以上であると、磁性粉の垂直配向性が十分に高くなるため、より優れたSNRを得ることができる。
角形比S1(%)=(Mr/Ms)×100
なお、上記のM−Hループの測定はいずれも、25℃にて行われるものとする。また、M−Hループを磁気記録媒体10の垂直方向に測定する際の“反磁界補正”は行わないものとする。
磁気記録媒体10のSFD(Switching Field Distribution)曲線において、メインピーク高さXと磁場ゼロ付近のサブピークの高さYとのピーク比X/Yは、好ましくは3.0以上であり、より好ましくは5.0以上、さらにより好ましくは7.0以上、特に好ましくは10.0以上、最も好ましくは20.0以上である(図5参照)。ピーク比X/Yが3.0以上であると、実際の記録に寄与するε酸化鉄粒子20の他にε酸化鉄特有の低保磁力成分(例えば軟磁性粒子や超常磁性粒子等)が磁性粉中に多く含まれることを抑制できる。したがって、記録ヘッドからの漏れ磁界により、隣接するトラックに記録された磁化信号が劣化することを抑制できるので、より優れたSNRを得ることができる。ピーク比X/Yの上限値は特に限定されるものではないが、例えば100以下である。
活性化体積Vactが、好ましくは8000nm3以下、より好ましくは6000nm3以下、さらにより好ましくは5000nm3以下、特に好ましくは4000nm3以下、最も好ましくは3000nm3以下である。活性化体積Vactが8000nm3以下であると、磁性粉の分散状態が良好になるため、ビット反転領域を急峻にすることができ、記録ヘッドからの漏れ磁界により、隣接するトラックに記録された磁化信号が劣化することを抑制できる。したがって、より優れたSNRが得られる。
Vact(nm3)=kB×T×Χirr/(μ0×Ms×S)
(但し、kB:ボルツマン定数(1.38×10-23J/K)、T:温度(K)、Χirr:非可逆磁化率、μ0:真空の透磁率、S:磁気粘性係数、Ms:飽和磁化(emu/cm3))
非可逆磁化率Χirrは、残留磁化曲線(DCD曲線)の傾きにおいて、残留保磁力Hr付近における傾きと定義される。まず、磁気記録媒体10全体に−1193kA/m(15kOe)の磁界を印加し、磁界をゼロに戻し残留磁化状態とする。その後、反対方向に約15.9kA/m(200Oe)の磁界を印加し再びゼロに戻し残留磁化量を測定する。その後も同様に、先ほどの印加磁界よりもさらに15.9kA/m大きい磁界を印加しゼロに戻す測定を繰り返し行い、印加磁界に対して残留磁化量をプロットしDCD曲線を測定する。得られたDCD曲線から、磁化量ゼロとなる点を残留保磁力Hrとし、さらにDCD曲線を微分し、各磁界におけるDCD曲線の傾きを求める。このDCD曲線の傾きにおいて、残留保磁力Hr付近の傾きがΧirrとなる。
まず、上記の保磁力Hcの測定方法と同様にして、バックグラウンド補正後のM−Hループを得る。次に、得られたM−Hループの飽和磁化Ms(emu)の値と、測定サンプル中の磁性層13の体積(cm3)から、Ms(emu/cm3)を算出する。なお、磁性層13の体積は測定サンプルの面積に磁性層13の平均厚みを乗ずることにより求められる。磁性層13の体積の算出に必要な磁性層13の平均厚みの算出方法は、上述した通りである。
まず、磁気記録媒体10(測定サンプル)全体に−1193kA/m(15kOe)の磁界を印加し、磁界をゼロに戻し残留磁化状態とする。そののち、反対方向に、DCD曲線より得られた残留保磁力Hrの値と同等の磁界を印加する。磁界を印加した状態で1000秒間、磁化量を一定の時間間隔で継続的に測定する。このようにして得られた、時間tと磁化量M(t)との関係を以下の式に照らし合わせて磁気粘性係数Sを算出する。
M(t)=M0+S×ln(t)
(但し、M(t):時間tの磁化量、M0:初期の磁化量、S:磁気粘性係数、ln(t):時間の自然対数)
磁気記録媒体10は、好ましくは、磁気記録媒体10の長手方向に0.4Nの張力を加えた状態における磁気記録媒体10の磁性層13の表面13Sと磁気ヘッドとの間の動摩擦係数μAと、磁気記録媒体10の長手方向に1.2Nの張力を加えた状態における磁気記録媒体10の磁性層13の表面13Sと磁気ヘッドとの間の動摩擦係数μBとの摩擦係数比(μB/μA)が1.0以上2.0以下であり、より好ましくは1.0以上1.8以下であり、さらにより好ましくは1.0以上1.6以下である。摩擦係数比(μB/μA)が上記数値範囲内にあることによって、走行時の張力変動による動摩擦係数の変化を小さくすることができるため、磁気記録媒体10の走行を安定させることができる。
その後、以下の式より動摩擦係数μAを求める。
以上のとおりにして測定された動摩擦係数μA及び動摩擦係数μBから、摩擦係数比(μB/μA)が算出される。
摩擦係数比(μC(1000)/μC(5))を算出するための動摩擦係数μC(5)および動摩擦係数μC(1000)は以下のとおりにして求められる。
磁気記録媒体10の前記他端に付与されるテンションT0[N]を0.6Nとすること以外は動摩擦係数μAの測定方法と同じようにして、磁気記録媒体10を可動式ストレインゲージ71と繋ぐ。そして、磁気記録媒体10を、ヘッドブロック74に対して10mm/sにて可動式ストレインゲージへ向かって60mm摺動させ(往路)及び可動式ストレインゲージから離れるように60mm摺動させる(復路)。この往復動作を1000回繰り返す。この1000回の往復動作のうち、5回目の往路の60mmの摺動の摺動開始から摺動停止までの間に、ストレインゲージの出力値(電圧)を13回を取得し、動摩擦係数μAで求めた出力値と荷重との直線関係に基づき、T[N]に変換する。最初と最後の計2回を除いた11個を単純平均することによりTave[N]を求める。以下の式により、動摩擦係数μC(5)を求める。
以上のとおりにして測定された動摩擦係数μC(5)及び動摩擦係数μC(1000)から、摩擦係数比μC(1000)/μC(5)が算出される。
磁性層13の表面13Sにおける、10℃以上45℃以下の温度において、振り子粘弾性試験により求められる対数減衰率(以下、単に対数減衰率という。)は0.025以上0.035以下である。また、10℃以上45℃以下の温度において、対数減衰率の最大値と対数減衰率の最小値との差は0以上0.020以下である。ここでいう対数減衰率は、高いほど粘性が強く、低いほど弾性が強いことを意味する。なお、10℃以上45℃以下の温度範囲は、通常、磁気記録媒体10の使用が想定される温度範囲である。そのような温度範囲において磁性層13の表面13Sの粘弾性を最適化することにより、いわゆる粉落ちと呼ばれることもある磁性層13の構成材料そのものの粉化が抑制される。その結果、磁気記録媒体10の記録動作および/または再生動作の際、磁気ヘッドと磁性層表面との接触を良好かつ安定的に維持できる。
次に、上述の構成を有する磁気記録媒体10の製造方法について説明する。まず、非磁性粉、結着剤および潤滑剤等を溶剤に混練、分散させることにより、下地層形成用塗料を調製する。次に、磁性粉、結着剤および潤滑剤等を溶剤に混練、分散させることにより、磁性層形成用塗料を調製する。次に、結着剤および非磁性粉等を溶剤に混練、分散させることにより、バック層形成用塗料を調製する。磁性層形成用塗料、下地層形成用塗料およびバック層形成用塗料の調製には、例えば、以下の溶剤、分散装置および混練装置を用いることができる。
次に、図9を参照して、上述の磁気記録媒体10への情報の記録、および上述の磁気記録媒体10からの情報の再生を行う記録再生装置30の構成について説明する。
このように、本実施の形態の磁気記録媒体10は、基体11と下地層12と磁性層13とバック層14とが順に積層されたテープ状の部材であり、以下の(1)から(9)の各構成要件を満たすようにしたものである。
(1)磁性層13の表面13Sには、磁性層13の平均厚みの20%以上の深さを有する凹み13Aが1600μm2あたり20個以上200個以下の割合で形成されている。
(2)磁性層13の表面13Sには、磁性層13の平均厚みの20%以上の深さを有する凹み13Aが、1600μm2あたり20個以上200個以下の割合で形成されている。
(3)磁性層13の表面13Sにおける、10℃以上45℃以下の温度において振り子粘弾性試験により求められる対数減衰率は0.025以上0.035以下である。
(4)10℃以上45℃以下の温度において振り子粘弾性試験により求められる対数減衰率の最大値と、10℃以上45℃以下の温度において振り子粘弾性試験により求められる対数減衰率の最小値との差は0以上0.020以下である。
(5)磁気記録媒体10の垂直方向における角形比は、65%以上である。
(6)磁性層13の平均厚みは、90nm以下である。
(7)磁気記録媒体10の平均厚みは、5.6μm以下である。
(変形例1)
上記の一実施の形態では、2層構造のシェル部22を有するε酸化鉄粒子20(図4)を例示して説明したが、本技術の磁気記録媒体は、例えば図10に示したように、単層構造のシェル部23を有するε酸化鉄粒子20Aを含むようにしてもよい。ε酸化鉄粒子20Aにおけるシェル部23は、例えば第1シェル部22aと同様の構成を有する。但し、特性劣化を抑制する観点においては、変形例1のε酸化鉄粒子20Aよりも上記の一実施の形態で説明した2層構造のシェル部22を有するε酸化鉄粒子20が好ましい。
上記一実施の形態の磁気記録媒体10では、コアシェル構造を有するε酸化鉄粒子20を例示して説明したが、ε酸化鉄粒子が、コアシェル構造に代えて添加剤を含んでいてもよいし、コアシェル構造を有すると共に添加剤を含んでいてもよい。この場合、ε酸化鉄粒子のFeの一部が添加剤で置換される。ε酸化鉄粒子が添加剤を含むことによっても、ε酸化鉄粒子全体としての保磁力Hcを記録に適した保磁力Hcに調整できるため、記録容易性を向上することができる。添加剤は、鉄以外の金属元素、好ましくは3価の金属元素、より好ましくはAl(アルミニウム)、Ga(ガリウム)およびIn(インジウム)のうちの少なくとも1種、さらにより好ましくはAlおよびGaのうちの少なくとも1種である。
本開示の磁性粉は、ε酸化鉄粒子の粉末に代えて、六方晶フェライトを含有するナノ粒子(以下「六方晶フェライト粒子」という。)の粉末を含むようにしてもよい。六方晶フェライト粒子は、例えば、六角板状またはほぼ六角板状を有する。六方晶フェライトは、好ましくはBa(バリウム)、Sr(ストロンチウム)、Pb(鉛)およびCa(カルシウム)のうちの少なくとも1種、より好ましくはBaおよびSrのうちの少なくとも1種を含む。六方晶フェライトは、具体的には例えばバリウムフェライトまたはストロンチウムフェライトであってもよい。バリウムフェライトは、Ba以外にSr、PbおよびCaのうちの少なくとも1種をさらに含んでいてもよい。ストロンチウムフェライトは、Sr以外にBa、PbおよびCaのうちの少なくとも1種をさらに含んでいてもよい。
磁性粉は、ε酸化鉄粒子の粉末に代えて、Co含有スピネルフェライトを含有するナノ粒子(以下「コバルトフェライト粒子」という。)の粉末を含むようにしてもよい。コバルトフェライト粒子は、一軸結晶異方性を有することが好ましい。コバルトフェライト粒子は、例えば、立方体状またはほぼ立方体状を有している。Co含有スピネルフェライトが、Co以外にNi、Mn、Al、CuおよびZnのうちの少なくとも1種をさらに含んでいてもよい。
Cox My Fe2 OZ
(但し、式(1)中、Mは、例えば、Ni、Mn、Al、CuおよびZnのうちの少なくとも1種の金属である。xは、0.4≦x≦1.0の範囲内の値である。yは、0≦y≦0.3の範囲内の値である。但し、x、yは(x+y)≦1.0の関係を満たす。zは3≦z≦4の範囲内の値である。Feの一部が他の金属元素で置換されていてもよい。)
磁気記録媒体10は、例えば図11に示したように、基体11の少なくとも一方の表面に設けられたバリア層15をさらに備えるようにしてもよい。バリア層15は、基体11が有する環境に応じた寸法変化を抑制するための層である。例えば、その寸法変化を及ぼす原因の一例として、基体11の吸湿性があるが、バリア層15を設けることにより基体11への水分の侵入速度を低減することができる。バリア層15は、例えば、金属または金属酸化物を含む。ここでいう金属としては、例えば、Al、Cu、Co、Mg、Si、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Ni、Zn、Ga、Ge、Y、Zr、Mo、Ru、Pd、Ag、Ba、Pt、AuおよびTaのうちの少なくとも1種を用いることができる。金属酸化物としては、例えば、上記金属を1種または2種以上含む金属酸化物を用いることができる。より具体的には例えば、Al2O3、CuO、CoO、SiO2 、Cr2O3、TiO2、Ta2 O5 およびZrO2 のうちの少なくとも1種を用いることができる。また、バリア層15が、ダイヤモンド状炭素(Diamond-Like Carbon:DLC)またはダイヤモンド等を含むようにしてもよい。
上記の一実施の形態では、バック層14の表面14Sに設けられた多数の突部14Aを、磁性層13の表面13Sに転写することにより、磁性層13の表面13Sに多数の凹み13Aを形成する場合について説明したが、多数の凹み13Aの形成方法はこれに限定されるものではない。例えば、磁性層形成用塗料に含まれる溶剤の種類および磁性層形成用塗料の乾燥条件等を調整することで、磁性層13の表面13Sに多数の凹み13Aを形成するようにしてもよい。
上述の一実施形態に係る磁気記録媒体10をライブラリ装置に用いるようにしてもよい。この場合、ライブラリ装置は、上述の一実施形態における記録再生装置30を複数備えるものであってもよい。
実施例1としての磁気記録媒体を以下のようにして得た。
磁性層形成用塗料を以下のようにして調製した。まず、下記配合の第1組成物をエクストルーダで混練した。次に、ディスパーを備えた攪拌タンクに、混練した第1組成物と、下記配合の第2組成物を加えて予備混合を行った。続いて、さらにサンドミル混合を行い、フィルター処理を行い、磁性層形成用塗料を調製した。
第1組成物における各構成要素および重量は以下の通りである。
・バリウムフェライト(BaFe12O19)粒子の粉末(六角板状、平均アスペクト比2.8、平均粒子体積1950nm3):100質量部
・塩化ビニル系樹脂のシクロヘキサノン溶液65質量部
(当該溶液の組成は、樹脂分30質量%及びシクロヘキサノン70質量%である。塩化ビニル系樹脂の詳細は以下のとおりであった:重合度300、Mn=10000、極性基としてOSO3K=0.07mmol/g、2級OH=0.3mmol/gを含有する
・酸化アルミニウム粉末(α−Al2O3、平均粒径0.2μm):5質量部
第2組成物における各構成要素および重量は以下の通りである。
・塩化ビニル系樹脂:1.1質量部
(当該溶液の組成は、樹脂分30質量%及びシクロヘキサノン70質量%である。)
・カーボンブラック:2質量部
(東海カーボン社製、商品名:シーストTA)
・脂肪酸エステルとしてn−ブチルステアレート:2質量部
・メチルエチルケトン:121.3質量部
・トルエン:121.3質量部
・シクロヘキサノン:60.7質量部
下地層形成用塗料を以下のようにして調製した。まず、下記配合の第3組成物をエクストルーダで混練した。次に、ディスパーを備えた攪拌タンクに、混練した第3組成物と、下記配合の第4組成物を加えて予備混合を行った。続いて、さらにサンドミル混合を行い、フィルター処理を行い、下地層形成用塗料を調製した。
第3組成物における各構成要素および重量は以下の通りである。
・針状酸化鉄粉末(α−Fe2O3、平均長軸長0.15μm):100質量部
・塩化ビニル系樹脂(樹脂溶液:樹脂分30質量%、シクロヘキサノン70質量%):55.6質量部
・カーボンブラック(平均粒径20nm):10質量部
第4組成物における各構成要素および重量は以下の通りである。
・ポリウレタン系樹脂UR8200(東洋紡績製):18.5質量部
・脂肪酸エステルとしてn−ブチルステアレート:2質量部
・メチルエチルケトン:108.2質量部
・トルエン:108.2質量部
・シクロヘキサノン:18.5質量部
バック層形成用塗料を以下のようにして調製した。下記原料を、ディスパーを備えた攪拌タンクで混合を行い、フィルター処理を行うことで、バック層形成用塗料を調製した。
・小粒径のカーボンブラックの粉末(平均粒径(D50)20nm):100質量部
・大粒径のカーボンブラックの粉末(平均粒径(D50)300nm):0質量部
・ポリエステルポリウレタン(東ソー株式会社製、商品名:N−2304):100質量部
・メチルエチルケトン:500質量部
・トルエン:400質量部
・シクロヘキサノン:100質量部
上述のようにして調製した磁性層形成用塗料および下地層形成用塗料を用いて、非磁性支持体である平均厚み4.0μmの長尺のポリエステルフィルムの一方の主面上に、カレンダー後に平均厚み0.6μmの下地層、および平均厚み80nmの磁性層になるように以下のようにして形成した。まず、ポリエステルフィルムの一方の主面上に下地層形成用塗料を塗布、乾燥させることにより、下地層を形成した。次に、下地層上に磁性層形成用塗料を塗布、乾燥させることにより、磁性層を形成した。なお、磁性層の結着剤における塩化ビニル系樹脂とポリウレタン系樹脂との重量比は、後出の表1に示したように1:1となるようにした。また、磁性層形成用塗料の乾燥の際に、ソレノイドコイルにより、磁性粉をフィルムの厚み方向に磁場配向させた。磁気記録媒体の厚み方向(垂直方向)における角形比は67%とした。続いて、ポリエステルフィルムの他方の主面上にバック層形成用塗料を塗布、乾燥させることにより、平均厚み0.3μmのバック層を形成した。これにより、磁気記録媒体が得られた。
続いて、カレンダー処理を行い、磁性層の表面を平滑化した。次に、磁性層の表面が平滑化された磁気記録媒体をロール状に巻き取ったのち、その状態のまま磁気記録媒体に60℃、10時間の加熱処理を行った。そして、内周側に位置している端部が反対に外周側に位置するように、磁気記録媒体をロール状に巻き直したのち、その状態のまま磁気記録媒体に60℃、10時間の加熱処理を再度行った。これにより、バック層の表面の多数の突部が磁性層の表面に転写され、磁性層の表面に多数の凹みが形成された。磁性層の平均厚みの20%以上の深さを有する凹みは、1600μm2あたり20個となるようにした。
上述のようにして得られた磁気記録媒体を1/2インチ(12.65mm)幅に裁断した。これにより、目的とする長尺状の磁気記録媒体(平均厚み5.6μm)が得られた。
カレンダー処理の温度を調整する(実施例1よりも低くする)ことにより、磁性層の平均厚みの20%以上の深さを有する凹みが1600μm2あたり40個となるようにした。これを除き、他は上記実施例1と同様にして実施例2としての磁気記録媒体を得た。
バック層形成用塗料における、小粒径のカーボンブラックの粉末(平均粒径(D50)20nm)を95質量部とし、大粒径のカーボンブラックの粉末(平均粒径(D50)300nm)を5質量部として、磁性層の平均厚みの20%以上の深さを有する凹みが1600μm2あたり80個となるようにした。これを除き、他は上記実施例1と同様にして実施例3としての磁気記録媒体を得た。
バック層形成用塗料における、小粒径のカーボンブラックの粉末(平均粒径(D50)20nm)を95質量部とし、大粒径のカーボンブラックの粉末(平均粒径(D50)300nm)を5質量部とした。さらに、カレンダー処理の温度を調整する(実施例1よりも低くする)ようにした。これにより、磁性層の平均厚みの20%以上の深さを有する凹みが1600μm2あたり100個となるようにした。これを除き、他は上記実施例1と同様にして実施例4としての磁気記録媒体を得た。
バック層形成用塗料における、小粒径のカーボンブラックの粉末(平均粒径(D50)20nm)を90質量部とし、大粒径のカーボンブラックの粉末(平均粒径(D50)300nm)を10質量部とした。これにより、磁性層の平均厚みの20%以上の深さを有する凹みが1600μm2あたり150個となるようにした。これを除き、他は上記実施例1と同様にして実施例5としての磁気記録媒体を得た。
バック層形成用塗料における、小粒径のカーボンブラックの粉末(平均粒径(D50)20nm)を90質量部とし、大粒径のカーボンブラックの粉末(平均粒径(D50)300nm)を10質量部とした。さらに、カレンダー処理の温度を調整する(実施例1よりも低くする)ようにした。これにより、磁性層の平均厚みの20%以上の深さを有する凹みが1600μm2あたり180個となるようにした。これを除き、他は上記実施例1と同様にして実施例6としての磁気記録媒体を得た。
カレンダー処理の温度を調整する(実施例6よりもさらに低くする)ようにした。これにより、磁性層の平均厚みの20%以上の深さを有する凹みが1600μm2あたり200個となるようにした。これを除き、他は上記実施例6と同様にして実施例7としての磁気記録媒体を得た。
バック層形成用塗料における、小粒径のカーボンブラックの粉末(平均粒径(D50)20nm)を95質量部とし、大粒径のカーボンブラックの粉末(平均粒径(D50)300nm)を5質量部とした。カレンダー処理の温度を調整する(実施例1よりも低くする)ようにした。さらに、磁性層の結着剤における塩化ビニル系樹脂とポリウレタン系樹脂との重量比は、表1に示したように3:1となるようにした。これにより、磁性層の平均厚みの20%以上の深さを有する凹みが1600μm2あたり100個となるようにした。これを除き、他は上記実施例1と同様にして実施例8としての磁気記録媒体を得た。
磁性層の結着剤における塩化ビニル系樹脂とポリウレタン系樹脂との重量比を表1に示したように1:1.5となるようにした。これにより、磁性層の平均厚みの20%以上の深さを有する凹みが1600μm2あたり100個となるようにした。これを除き、他は上記実施例8と同様にして実施例9としての磁気記録媒体を得た。
バック層形成用塗料における、小粒径のカーボンブラックの粉末(平均粒径(D50)20nm)を95質量部とし、大粒径のカーボンブラックの粉末(平均粒径(D50)300nm)を5質量部とした。カレンダー処理の温度を調整する(実施例1よりも低くする)ようにした。さらに、磁性層の結着剤におけるポリウレタン系樹脂として、表1に示したように100℃のガラス転移点を有するものを用いた。これにより、磁性層の平均厚みの20%以上の深さを有する凹みが1600μm2あたり100個となるようにした。これを除き、他は上記実施例1と同様にして実施例10としての磁気記録媒体を得た。
バック層形成用塗料における、小粒径のカーボンブラックの粉末(平均粒径(D50)20nm)を95質量部とし、大粒径のカーボンブラックの粉末(平均粒径(D50)300nm)を5質量部とした。カレンダー処理の温度を調整する(実施例1よりも低くする)ようにした。さらに、磁性層の結着剤におけるポリウレタン系樹脂として、表1に示したように60℃のガラス転移点を有するものを用いた。これにより、磁性層の平均厚みの20%以上の深さを有する凹みが1600μm2あたり100個となるようにした。これを除き、他は上記実施例1と同様にして実施例10としての磁気記録媒体を得た。
磁性層形成用塗料の調製工程において、磁性粉としてストロンチウムフェライト粒子の粉末(六角板状、平均アスペクト比3.0、平均粒子サイズ21.3nm、粒子体積2000nm3)を用いた。これを除き、他は上記実施例4と同様にして実施例12としての磁気記録媒体を得た。
磁性層形成用塗料の調製工程において、磁性粉としてε酸化鉄粒子の粉末(球状、平均アスペクト比1.1、平均粒子サイズ16nm、粒子体積2150nm3)を用いた。これを除き、他は上記実施例4と同様にして実施例13としての磁気記録媒体を得た。
磁性層形成用塗料の調製工程において、磁性粉としてコバルトフェライトの粉末(立方体状、平均アスペクト比1.7、平均粒子サイズ18.5nm、粒子体積2200nm3)を用いた。これを除き、他は上記実施例4と同様にして実施例14としての磁気記録媒体を得た。
塗布工程において、磁性層形成用塗料および下地層形成用塗料が塗布される基体としてのポリエステルの(PEN)フィルム代わりに、PET(ポリエチレンテレフタレート)のフィルムを用いるようにした。これを除き、他は上記実施例4と同様にして実施例15としての磁気記録媒体を得た。
塗布工程において、磁性層形成用塗料および下地層形成用塗料が塗布される基体としてのポリエステルのフィルムの代わりに、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)のフィルムを用いるようにした。これを除き、他は上記実施例4と同様にして実施例16としての磁気記録媒体を得た。
塗布工程において、乾燥条件を調整し、磁気記録媒体の厚み方向(垂直方向)における角形比を65%とした。これを除き、他は上記実施例4と同様にして実施例17としての磁気記録媒体を得た。
塗布工程において、磁性層の平均厚みを80nmとした。これを除き、他は上記実施例4と同様にして実施例18としての磁気記録媒体を得た。
カレンダー処理の温度を調整する(実施例1よりも高くする)ことにより、磁性層の平均厚みの20%以上の深さを有する凹みが1600μm2あたり15個となるようにした。これを除き、他は上記実施例1と同様にして比較例1としての磁気記録媒体を得た。
バック層形成用塗料における、小粒径のカーボンブラックの粉末(平均粒径(D50)20nm)を80質量部とし、大粒径のカーボンブラックの粉末(平均粒径(D50)300nm)を20質量部として、磁性層の平均厚みの20%以上の深さを有する凹みが1600μm2あたり230個となるようにした。これを除き、他は上記実施例1と同様にして比較例2としての磁気記録媒体を得た。
磁性層の結着剤における塩化ビニル系樹脂とポリウレタン系樹脂との重量比を、表1に示したように1:0となるようにした。これにより、磁性層の平均厚みの20%以上の深さを有する凹みが1600μm2あたり100個となるようにした。これを除き、他は上記実施例4と同様にして比較例3としての磁気記録媒体を得た。
磁性層の結着剤における塩化ビニル系樹脂とポリウレタン系樹脂との重量比を、表1に示したように4:1となるようにした。これにより、磁性層の平均厚みの20%以上の深さを有する凹みが1600μm2あたり100個となるようにした。これを除き、他は上記実施例4と同様にして比較例4としての磁気記録媒体を得た。
磁性層の結着剤における塩化ビニル系樹脂とポリウレタン系樹脂との重量比を、表1に示したように1:4となるようにした。これにより、磁性層の平均厚みの20%以上の深さを有する凹みが1600μm2あたり100個となるようにした。これを除き、他は上記実施例4と同様にして比較例5としての磁気記録媒体を得た。
磁性層の結着剤におけるポリウレタン系樹脂として、表1に示したように30℃のガラス転移点を有するものを用いた。これにより、磁性層の平均厚みの20%以上の深さを有する凹みが1600μm2あたり100個となるようにした。これを除き、他は上記実施例4と同様にして比較例6としての磁気記録媒体を得た。
磁性層の結着剤における塩化ビニル系樹脂とポリウレタン系樹脂との重量比を、表1に示したように1:1.5となるようにした。さらに、磁性層の結着剤におけるポリウレタン系樹脂として、表1に示したように30℃のガラス転移点を有するものを用いた。これにより、磁性層の平均厚みの20%以上の深さを有する凹みが1600μm2あたり100個となるようにした。これを除き、他は上記実施例4と同様にして比較例6としての磁気記録媒体を得た。
上述のようにして得られた実施例1〜18および比較例1〜7の磁気記録媒体について以下の評価を行った。
記録/再生ヘッドおよび記録/再生アンプを取り付けた1/2インチテープ走行装置(Mountain Engineering II社製、MTS Transport)を用いて、25℃環境における磁気記録媒体のSNR(電磁変換特性)を測定した。記録ヘッドにはギャップ長0.2μmのリングヘッドを用い、再生ヘッドにはシールド間距離0.1μmのGMRヘッドを用いた。相対速度は6m/s、記録クロック周波数は160MHz、記録トラック幅は2.0μmとした。また、SNRは、下記の文献に記載の方法に基づき算出した。その結果を、実施例1のSNRを0dBとする相対値で表1に示した。
Y.Okazaki: ”An Error Rate Emulation System.”,IEEE Trans. Man., 31,pp.3093-3095(1995)
45℃において、磁気記録媒体に対する全面記録(フルボリューム記録)を行ったのち、すなわち磁気記録媒体の全長に亘って記録領域の全てに記録を行ったのち、その磁気記録媒体に記録された全ての情報の再生を行う際のSNRを測定した。次に、10℃において、磁気記録媒体に対する全面記録(フルボリューム記録)を行ったのち、その磁気記録媒体に記録された全ての情報の再生を行う際のSNRを測定した。そのようにして得た45℃でのSNRと10℃でのSNRとの差分をSNR低下とした。
比較例5におけるSNR低下を測定した際の磁気ヘッド周辺の様子を、図12Bに示す。図12Bに示したように、磁気記録媒体10と接触する磁気ヘッドの表面に、磁性層13から離脱した、粘性の高い磁性層13の構成材料が付着している。
なお、本開示の効果はこれに限定されるものではなく、本明細書に記載のいずれの効果であってもよい。また、本技術は以下のような構成を取り得るものである。
(1)
テープ状の磁気記録媒体であって、
基体と、
前記基体上に設けられた下地層と、
前記下地層上に設けられた磁性層と
を有し、
前記磁性層の表面には、前記磁性層の平均厚みの20%以上の深さを有する凹部が1600μm2あたり20個以上200個以下の割合で形成されており、
前記磁性層の表面における、10℃以上45℃以下の温度において振り子粘弾性試験により求められる対数減衰率は0.025以上0.035以下であり、
前記対数減衰率の最大値と前記対数減衰率の最小値との差は0以上0.020以下であり、
前記磁気記録媒体の垂直方向における角形比は、65%以上であり、
前記磁性層の平均厚みは、80nm以下であり、
前記磁気記録媒体の平均厚みは、5.6μm以下である
磁気記録媒体。
(2)
前記対数減衰率は0.025以上0.030以下である
上記(1)記載の磁気記録媒体。
(3)
前記磁性層の表面には、前記凹部が1600μm2あたり40個以上200個以下の割合で形成されている
上記(1)または(2)に記載の磁気記録媒体。
(4)
前記磁性層の表面には、前記凹部が1600μm2あたり80個以上180個以下の割
合で形成されている
上記(1)から(3)のいずれか1つに記載の磁気記録媒体。
(5)
前記基体は、ポリエステルまたはポリエーテルエーテルケトン(PEEK)を主たる成分として含む
上記(1)から(4)のいずれか1つに記載の磁気記録媒体。
(6)
前記磁性層は磁性粉を含み、
前記磁性粉は、Ba(バリウム)およびSr(ストロンチウム)のうちの少なくとも1種を含有する六方晶フェライト、ε酸化鉄またはCo(コバルト)含有スピネル型フェライトを含む
上記(1)から(5)のいずれか1つに記載の磁気記録媒体。
(7)
前記下地層および前記磁性層は、潤滑剤を含み、
前記潤滑剤は、下記の一般式<1>で示される化合物および下記の一般式<2>で示される化合物のうちの少なくとも一方、ならびに、下記の一般式<3>で示される化合物および下記の一般式<4>で示される化合物のうちの少なくとも一方を含む
上記(1)から(6)のいずれか1つに記載の磁気記録媒体。
CH3(CH2)kCOOH ・・・<1>
(但し、一般式<1>において、kは14以上22以下の範囲から選ばれる整数である。)
CH3(CH2)nCH=CH(CH2)mCOOH ・・・<2>
(但し、一般式<2>において、nとmとの和は12以上20以下の範囲、より好ましくは14以上18以下の範囲から選ばれる整数である。)
CH3(CH2)pCOO(CH2)qCH3 ・・・<3>
(但し、一般式<3>において、pは14以上22以下、より好ましくは14以上18以下の範囲から選ばれる整数であり、且つ、qは2以上5以下の範囲、より好ましくは2以上4以下の範囲から選ばれる整数である。)
CH3(CH2)pCOO−(CH2)qCH(CH3)2…<4>
(但し、前記一般式<4>において、pは14以上22以下の範囲から選ばれる整数であり、qは1以上3以下の範囲から選ばれる整数である。)
(8)
前記下地層が、多数の孔部を有し、
前記磁性層の凹みと前記下地層の孔部とがつながっている
上記(7)記載の磁気記録媒体。
(9)
テープ状の磁気記録媒体を順次送り出すことのできる送り出し部と、
前記送り出し部から送り出された前記磁気記録媒体を巻き取ることのできる巻き取り部と、
前記送り出し部から前記巻き取り部へ向けて走行する前記磁気記録媒体と接触しつつ、前記磁気記録媒体への情報書き込み、および前記磁気記録媒体からの情報読み出しを行うことのできる磁気ヘッドと
を備え、
前記磁気記録媒体は、
基体と、
前記基体上に設けられた下地層と、
前記下地層上に設けられた磁性層と
を有し、
前記磁性層の表面には、前記磁性層の平均厚みの20%以上の深さを有する凹部が1600μm2あたり20個以上200個以下の割合で形成されており、
前記磁性層の表面における、10℃以上45℃以下の温度において振り子粘弾性試験により求められる対数減衰率は0.025以上0.035以下であり、
前記対数減衰率の最大値と前記対数減衰率の最小値との差は0以上0.020以下であり、
前記磁気記録媒体の垂直方向における角形比は、65%以上であり、
前記磁性層の平均厚みは、80nm以下であり、
前記磁気記録媒体の平均厚みは、5.6μm以下である
磁気記録再生装置。
(10)
前記磁気記録媒体の長手方向に加わるテンションを調整可能な構成を有する
上記(9)に記載の磁気記録再生装置。
(11)
テープ状の磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体を収容する筐体と
を備え、
前記磁気記録媒体は、
基体と、
前記基体上に設けられた下地層と、
前記下地層上に設けられた磁性層と
を有し、
前記磁性層の表面には、前記磁性層の平均厚みの20%以上の深さを有する凹部が1600μm2あたり20個以上200個以下の割合で形成されており、
前記磁性層の表面における、10℃以上45℃以下の温度において振り子粘弾性試験により求められる対数減衰率は0.025以上0.035以下であり、
前記対数減衰率の最大値と前記対数減衰率の最小値との差は0以上0.020以下であり、
前記磁気記録媒体の垂直方向における角形比は、65%以上であり、
前記磁性層の平均厚みは、80nm以下であり、
前記磁気記録媒体の平均厚みは、5.6μm以下である
磁気記録媒体カートリッジ。
Claims (11)
- テープ状の磁気記録媒体であって、
基体と、
前記基体上に設けられた下地層と、
前記下地層上に設けられた磁性層と
を有し、
前記磁性層の表面には、前記磁性層の平均厚みの20%以上の深さを有する凹みが1600μm2あたり20個以上200個以下の割合で形成されており、
前記磁性層の表面における、10℃以上45℃以下の温度において振り子粘弾性試験により求められる対数減衰率は0.025以上0.035以下であり、
前記対数減衰率の最大値と前記対数減衰率の最小値との差は0以上0.020以下であり、
前記磁気記録媒体の垂直方向における角形比は、65%以上であり、
前記磁性層の平均厚みは、80nm以下であり、
前記磁気記録媒体の平均厚みは、5.6μm以下である
磁気記録媒体。 - 前記対数減衰率は0.025以上0.030以下である
請求項1記載の磁気記録媒体。 - 前記磁性層の表面には、前記凹みが1600μm2あたり40個以上200個以下の割合で形成されている
請求項1記載の磁気記録媒体。 - 前記磁性層の表面には、前記凹みが1600μm2あたり80個以上180個以下の割合で形成されている
請求項1記載の磁気記録媒体。 - 前記基体は、ポリエステルまたはポリエーテルエーテルケトン(PEEK)を主たる成分として含む
請求項1記載の磁気記録媒体。 - 前記磁性層は磁性粉を含み、
前記磁性粉は、Ba(バリウム)およびSr(ストロンチウム)のうちの少なくとも1種を含有する六方晶フェライト、ε酸化鉄またはCo(コバルト)含有スピネル型フェライトを含む
請求項1に記載の磁気記録媒体。 - 前記下地層および前記磁性層は、潤滑剤を含み、
前記潤滑剤は、下記の一般式<1>で示される化合物および下記の一般式<2>で示される化合物のうちの少なくとも一方、ならびに、下記の一般式<3>で示される化合物および下記の一般式<4>で示される化合物のうちの少なくとも一方を含む
請求項1に記載の磁気記録媒体。
CH3(CH2)kCOOH ・・・<1>
(但し、一般式<1>において、kは14以上22以下の範囲から選ばれる整数である。)
CH3(CH2)nCH=CH(CH2)mCOOH ・・・<2>
(但し、一般式<2>において、nとmとの和は12以上20以下の範囲、より好ましくは14以上18以下の範囲から選ばれる整数である。)
CH3(CH2)pCOO(CH2)qCH3 ・・・<3>
(但し、一般式<3>において、pは14以上22以下、より好ましくは14以上18以下の範囲から選ばれる整数であり、且つ、qは2以上5以下の範囲、より好ましくは2以上4以下の範囲から選ばれる整数である。)
CH3(CH2)pCOO−(CH2)qCH(CH3)2…<4>
(但し、前記一般式<4>において、pは14以上22以下の範囲から選ばれる整数であり、qは1以上3以下の範囲から選ばれる整数である。) - 前記下地層が、多数の孔部を有し、
前記磁性層の凹みと前記下地層の孔部とがつながっている
請求項7に記載の磁気記録媒体。 - テープ状の磁気記録媒体を順次送り出すことのできる送り出し部と、
前記送り出し部から送り出された前記磁気記録媒体を巻き取ることのできる巻き取り部と、
前記送り出し部から前記巻き取り部へ向けて走行する前記磁気記録媒体と接触しつつ、前記磁気記録媒体への情報書き込み、および前記磁気記録媒体からの情報読み出しを行うことのできる磁気ヘッドと
を備え、
前記磁気記録媒体は、
基体と、
前記基体上に設けられた下地層と、
前記下地層上に設けられた磁性層と
を有し、
前記磁性層の表面には、前記磁性層の平均厚みの20%以上の深さを有する凹みが1600μm2あたり20個以上200個以下の割合で形成されており、
前記磁性層の表面における、10℃以上45℃以下の温度において振り子粘弾性試験により求められる対数減衰率は0.025以上0.035以下であり、
前記対数減衰率の最大値と前記対数減衰率の最小値との差は0以上0.020以下であり、
前記磁気記録媒体の垂直方向における角形比は、65%以上であり、
前記磁性層の平均厚みは、80nm以下であり、
前記磁気記録媒体の平均厚みは、5.6μm以下である
磁気記録再生装置。 - 前記磁気記録媒体の長手方向に加わるテンションを調整可能な構成を有する
請求項9に記載の磁気記録再生装置。 - テープ状の磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体を収容する筐体と
を備え、
前記磁気記録媒体は、
基体と、
前記基体上に設けられた下地層と、
前記下地層上に設けられた磁性層と
を有し、
前記磁性層の表面には、前記磁性層の平均厚みの20%以上の深さを有する凹みが1600μm2あたり20個以上200個以下の割合で形成されており、
前記磁性層の表面における、10℃以上45℃以下の温度において振り子粘弾性試験により求められる対数減衰率は0.025以上0.035以下であり、
前記対数減衰率の最大値と前記対数減衰率の最小値との差は0以上0.020以下であり、
前記磁気記録媒体の垂直方向における角形比は、65%以上であり、
前記磁性層の平均厚みは、80nm以下であり、
前記磁気記録媒体の平均厚みは、5.6μm以下である
磁気記録媒体カートリッジ。
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