JP6750751B1 - 磁気記録媒体 - Google Patents

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Abstract

【課題】オフトラックを抑制することができる磁気記録媒体を提供する。【解決手段】磁気記録媒体10は、テープ状の磁気記録媒体であって、基体11と、基体上に設けられた磁性層13とを備える。磁性層は、複数のデータトラックを形成可能に構成され、データトラックの幅が、2900nm以下であり、温度、相対湿度が(10℃、10%)、(10℃、80%)、(29℃、80%)、(45℃、10%)である4つの環境下で測定された磁気記録媒体の幅の平均値のうちの最大値、最小値をそれぞれwmax、wminとした場合、wmaxおよびwminが(wmax−wmin)/wmin≦400[ppm]の関係を満たす。【選択図】図1

Description

本開示は、磁気記録媒体に関する。
コンピュータ用データストレージとして利用されているテープ状の磁気記録媒体では、データの記録密度を向上するために、データトラックの幅が非常に狭くなっている。このため、温湿度変化等の環境に起因する媒体自体の寸法変化量として最大許容される変化量がますます小さくなっている。
特許文献1には、環境に起因する幅方向の寸法変化を小さく抑え、オフトラックが少ない安定した記録再生特性を確保できる磁気テープ媒体が記載されている。また、特許文献1には、長手方向のテンション変化に対する幅方向の寸法変化量を小さくすることが記載されている。
特開2005−332510号公報
近年では、データの記録密度を向上するために、データトラックの幅を2900nm以下とすることが要求されており、このような非常に狭いトラック幅でも、オフトラックを抑制することが望まれている。
本開示の目的は、オフトラックを抑制することができる磁気記録媒体を提供することにある。
上述の課題を解決するために、第1の開示は、テープ状の磁気記録媒体であって、磁性層と、下地層と、基体と、バック層を備え、気記録媒体の垂直方向における角形比S1が、65%以上であり、温度、相対湿度が(10℃、10%)、(10℃、80%)、(29℃、80%)、(45℃、10%)である4つの環境下で測定された磁気記録媒体の幅の平均値のうちの最大値、最小値をそれぞれwmax、wminとした場合、wmaxおよびwminが以下の関係式(1)を満たす磁気記録媒体である。
(wmax−wmin)/wmin≦400[ppm] ・・・(1)
第2の開示は、テープ状の磁気記録媒体であって、基体と、基体上に設けられた磁性層とを備え、温度、相対湿度が(10℃、10%)、(10℃、80%)、(29℃、80%)、(45℃、10%)である4つの環境下で測定された磁気記録媒体の幅の平均値のうちの最大値、最小値をそれぞれwmax、wminとした場合、wmaxおよびwminが以下の関係式(1)を満たす磁気記録媒体である。
(wmax−wmin)/wmin≦400[ppm] ・・・(1)
本開示によれば、オフトラックを抑制することができる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果またはそれらと異質な効果であってもよい。
本開示の一実施形態に係る磁気記録媒体の断面図である。 図2Aは、データバンドおよびサーボバンドのレイアウトの概略図である。図2Bは、データバンドの拡大図である。 磁性粒子の断面図である。 SFD曲線の一例を示すグラフである。 荷重をかけたときのサンプルの幅を測定する測定装置の斜視図である。 記録再生装置の概略図である。 変形例における磁性粒子の断面図である。 変形例における磁気記録媒体の断面図である。 図9Aは、波長λでデータ信号を記録した場合のMFM像を示す。図9Bは、最短記録波長L’でデータ信号を記録した場合のMFM像を示す。
本開示の実施形態について以下の順序で説明する。
1 磁気記録媒体の構成
2 磁気記録媒体の製造方法
3 記録再生装置の構成
4 記録再生装置の動作
5 効果
6 変形例
[1 磁気記録媒体の構成]
まず、図1を参照して、一実施形態に係る磁気記録媒体10の構成について説明する。磁気記録媒体10は、長尺状の基体11と、基体11の一方の主面上に設けられた下地層12と、下地層12上に設けられた磁性層13と、基体11の他方の主面上に設けられたバック層14とを備える。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。
磁気記録媒体10は長尺のテープ状を有し、記録再生の際には長手方向に走行される。なお、磁性層13の表面が、磁気ヘッドが走行される表面となる。磁気記録媒体10は、記録用ヘッドとしてリング型ヘッドを備える記録再生装置で用いられることが好ましい。
(基体)
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有する。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3.8μm以下、さらにより好ましくは3.4μm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。
基体11の平均厚みは以下のようにして求められる。まず、1/2インチ幅の磁気記録媒体10を準備し、それを250mmの長さに切り出し、サンプルを作製する。続いて、サンプルの基体11以外の層(すなわち下地層12、磁性層13およびバック層14)をMEK(メチルエチルケトン)または希塩酸等の溶剤で除去する。次に、測定装置としてMitutoyo社製レーザーホロゲージを用いて、サンプル(基体11)の厚みを5点以上の位置で測定し、それらの測定値を単純に平均(算術平均)して、基体11の平均厚みを算出する。なお、測定位置は、サンプルから無作為に選ばれるものとする。
基体11は、例えば、ポリエステル類、ポリオレフィン類、セルロース誘導体、ビニル系樹脂、およびその他の高分子樹脂のうちの少なくとも1種を含む。基体11が上記材料のうちの2種以上を含む場合、それらの2種以上の材料は混合されていてもよいし、共重合されていてもよいし、積層されていてもよい。
ポリエステル類は、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PBT(ポリブチレンテレフタレート)、PBN(ポリブチレンナフタレート)、PCT(ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート)、PEB(ポリエチレン−p−オキシベンゾエート)およびポリエチレンビスフェノキシカルボキシレートのうちの少なくとも1種を含む。
ポリオレフィン類は、例えば、PE(ポリエチレン)およびPP(ポリプロピレン)のうちの少なくとも1種を含む。セルロース誘導体は、例えば、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、CAB(セルロースアセテートブチレート)およびCAP(セルロースアセテートプロピオネート)のうちの少なくとも1種を含む。ビニル系樹脂は、例えば、PVC(ポリ塩化ビニル)およびPVDC(ポリ塩化ビニリデン)のうちの少なくとも1種を含む。
その他の高分子樹脂は、例えば、PA(ポリアミド、ナイロン)、芳香族PA(芳香族ポリアミド、アラミド)、PI(ポリイミド)、芳香族PI(芳香族ポリイミド)、PAI(ポリアミドイミド)、芳香族PAI(芳香族ポリアミドイミド)、PBO(ポリベンゾオキサゾール、例えばザイロン(登録商標))、ポリエーテル、PEK(ポリエーテルケトン)、ポリエーテルエステル、PES(ポリエーテルサルフォン)、PEI(ポリエーテルイミド)、PSF(ポリスルフォン)、PPS(ポリフェニレンスルフィド)、PC(ポリカーボネート)、PAR(ポリアリレート)およびPU(ポリウレタン)のうちの少なくとも1種を含む。
基体11は、長手方向および幅方向に二軸延伸されている。基体11に含まれる高分子は、基体11の幅方向に対して斜め方向に配向されていることが好ましい。
(磁性層)
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、磁性粉および結着剤を含む。磁性層13が、必要に応じて、潤滑剤、帯電防止剤、研磨剤、硬化剤、防錆剤および非磁性補強粒子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。
磁性層13は、図2Aに示すように、複数のサーボバンドSBと複数のデータバンドDBとを予め有していることが好ましい。複数のサーボバンドSBは、磁気記録媒体10の幅方向に等間隔で設けられている。隣り合うサーボバンドSBの間には、データバンドDBが設けられている。サーボバンドSBには、磁気ヘッドのトラッキング制御をするためのサーボ信号が予め書き込まれている。データバンドDBには、ユーザデータが記録される。
磁性層13の表面の面積Sに対するサーボバンドSBの総面積SSBの割合R(=(SSB/S)×100)の上限値は、高記録容量を確保する観点から、好ましくは4.0%以下、より好ましくは3.0%以下、さらにより好ましくは2.0%以下である。一方、磁性層13の表面の面積Sに対するサーボバンドSBの総面積SSBの割合Rの下限値は、5以上のサーボトラックを確保する観点から、好ましくは0.8%以上である。
磁性層13の表面の面積Sに対するサーボバンドSBの総面積SSBの割合Rは以下のようにして求められる。まず、磁性層13の表面を磁気力顕微鏡(Magnetic Force Microscope:MFM)を用いて観察し、MFM像を取得する。続いて、取得されたMFM像を用いて、サーボバンド幅WSBおよびサーボバンドSBの本数を測定する。次に、以下の式から割合Rを求める。
割合R[%]=(((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
サーボバンドSBの数は、好ましくは5以上、より好ましくは5+4n(但し、nは正の整数である。)以上である。サーボバンドSBの数が5以上であると、磁気記録媒体10の幅方向の寸法変化によるサーボ信号への影響を抑制し、よりオフトラックが少ない安定した記録再生特性を確保できる。サーボバンドSBの数の上限値は特に限定されるものではないが、例えば33以下である。
サーボバンドSBの数は以下のようにして確認可能である。まず、磁性層13の表面を磁気力顕微鏡(MFM)を用いて観察し、MFM像を取得する。次に、MFM像を用いてサーボバンドSBの数をカウントする。
サーボバンド幅WSBの上限値は、高記録容量を確保する観点から、好ましくは95μm以下、より好ましくは60μm以下、さらにより好ましくは30μm以下である。サーボバンド幅WSBの下限値は、好ましくは10μm以上である。10μm未満のサーボバンド幅WSBのサーボ信号を読み取り可能な記録ヘッドは製造が困難である。
サーボバンド幅WSBの幅は以下のようにして求められる。まず、磁性層13の表面を磁気力顕微鏡(MFM)を用いて観察し、MFM像を取得する。次に、MFM像を用いてサーボバンド幅WSBの幅を測定する。
磁性層13は、図2Bに示すように、データバンドDBに複数のデータトラックTkを形成可能に構成されている。データトラック幅Wの上限値は、トラック記録密度を向上し、高記録容量を確保する観点から、2900nm以下、好ましくは2000nm以下、より好ましくは1500nm以下、さらにより好ましくは1.0μm以下である。データトラック幅Wの下限値は、磁性粒子サイズを考慮すると、好ましくは0.02μm以上である。
磁性層13は、磁化反転間距離の最小値Lとデータトラック幅Wが好ましくはW/L≦60、より好ましくはW/L≦45、さらにより好ましくはW/L≦30となるように、データを記録可能に構成されている。磁化反転間距離の最小値Lが一定値であり、磁化反転間距離の最小値Lとトラック幅WがW/L>60であると(すなわちトラック幅Wが大きいと)、トラック記録密度が上がらないため、記録容量を十分に確保できなくなる虞がある。また、トラック幅Wが一定値であり、磁化反転間距離の最小値Lとトラック幅WがW/L>60であると(すなわち磁化反転間距離の最小値Lが小さいと)、ビット長さが小さくなり、線記録密度が上がるが、スペーシングロスの影響により、SNRが著しく悪化してしまう虞がある。したがって、記録容量を確保しながら、SNRの悪化を最小限に抑えるためには、上記のようにW/LがW/L≦60の範囲にあることが好ましい。W/Lの下限値は特に限定されるものではないが、例えば1≦W/Lである。
磁性層13は、高記録容量を確保する観点から、磁化反転間距の最小値が好ましくは48nm以下、より好ましくは44nm以下、さらにより好ましくは40nm以下となるように、データを記録可能に構成されている。磁化反転間距の最小値の下限値は、磁性粒子サイズを考慮すると、好ましくは20nm以上である。
磁性層13の平均厚みの上限値は、好ましくは90nm以下、特に好ましくは80nm以下、より好ましくは70nm以下、さらにより好ましくは50nm以下である。磁性層13の平均厚みの上限値が90nm以下であると、記録ヘッドとしてはリング型ヘッドを用いた場合に、反磁界の影響を軽減できるため、電磁変換特性を向上することができる。
磁性層13の平均厚みの下限値は、好ましくは35nm以上である。磁性層13の平均厚みの限値が35nm以上であると、再生ヘッドとしてはMR型ヘッドを用いた場合に、出力を確保できるため、電磁変換特性を向上することができる。
磁性層13の平均厚みは以下のようにして求められる。まず、磁気記録媒体10を、その主面に対して垂直に薄く加工して試料片を作製し、その試験片の断面を透過型電子顕微鏡(Transmission Electron Microscope:TEM)により観察を行う。以下に、装置および観察条件を示す。
装置:TEM(日立製作所製H9000NAR)
加速電圧:300kV
倍率:100,000倍
次に、得られたTEM像を用い、磁気記録媒体10の長手方向に少なくとも10点以上の位置で磁性層13の厚みを測定した後、それらの測定値を単純に平均(算術平均)して磁性層13の平均厚みを求める。なお、測定位置は、試験片から無作為に選ばれるものとする。
(磁性粉)
磁性粉は、ε酸化鉄を含有するナノ粒子(以下「ε酸化鉄粒子」という。)の粉末を含む。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硬磁性粒子である。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。
ε酸化鉄粒子は、球状もしくはほぼ球状を有しているか、または立方体状もしくはほぼ立方体状を有している。ε酸化鉄粒子が上記のような形状を有しているため、磁性粒子としてε酸化鉄粒子を用いた場合、磁性粒子として六角板状のバリウムフェライト粒子を用いた場合に比べて、磁気記録媒体10の厚み方向における粒子同士の接触面積を低減し、粒子同士の凝集を抑制することができる。したがって、磁性粉の分散性を高め、より良好なSNR(Signal-to-Noise Ratio)を得ることができる。
ε酸化鉄粒子は、コアシェル型構造を有する。具体的には、ε酸化鉄粒子は、図3に示すように、コア部21と、このコア部21の周囲に設けられた2層構造のシェル部22とを備える。2層構造のシェル部22は、コア部21上に設けられた第1シェル部22aと、第1シェル部22a上に設けられた第2シェル部22bとを備える。
コア部21は、ε酸化鉄を含む。コア部21に含まれるε酸化鉄は、ε−Fe結晶を主相とするものが好ましく、単相のε−Feからなるものがより好ましい。
第1シェル部22aは、コア部21の周囲のうちの少なくとも一部を覆っている。具体的には、第1シェル部22aは、コア部21の周囲を部分的に覆っていてもよいし、コア部21の周囲全体を覆っていてもよい。コア部21と第1シェル部22aの交換結合を十分なものとし、磁気特性を向上する観点からすると、コア部21の表面全体を覆っていることが好ましい。
第1シェル部22aは、いわゆる軟磁性層であり、例えば、α−Fe、Ni−Fe合金またはFe−Si−Al合金等の軟磁性体を含む。α−Feは、コア部21に含まれるε酸化鉄を還元することにより得られるものであってもよい。
第2シェル部22bは、酸化防止層としての酸化被膜である。第2シェル部22bは、α酸化鉄、酸化アルミニウムまたは酸化ケイ素を含む。α酸化鉄は、例えばFe、FeおよびFeOのうちの少なくとも1種の酸化鉄を含む。第1シェル部22aがα−Fe(軟磁性体)を含む場合には、α酸化鉄は、第1シェル部22aに含まれるα−Feを酸化することにより得られるものであってもよい。
ε酸化鉄粒子が、上述のように第1シェル部22aを有することで、熱安定性を確保するためにコア部21単体の保磁力Hcを大きな値に保ちつつ、ε酸化鉄粒子(コアシェル粒子)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。また、ε酸化鉄粒子が、上述のように第2シェル部22bを有することで、磁気記録媒体10の製造工程およびその工程前において、ε酸化鉄粒子が空気中に暴露されて、粒子表面に錆び等が発生することにより、ε酸化鉄粒子の特性が低下することを抑制することができる。したがって、磁気記録媒体10の特性劣化を抑制することができる。
磁性粉の平均粒子サイズ(平均最大粒子サイズ)は、例えば22.5nm以下である。磁性粉の平均粒子サイズ(平均最大粒子サイズ)は、好ましくは22nm以下、より好ましくは8nm以上22nm以下、さらにより好ましくは12nm以上22nm以下、特に好ましくは12nm以上15nm以下、最も好ましくは12nm以上14nm以下である。磁気記録媒体10では、記録波長の1/2のサイズの領域が実際の磁化領域となる。このため、磁性粉の平均粒子サイズを最短記録波長の半分以下に設定することで、良好な電磁変換特性(例えばSNR)を得ることができる。したがって、磁性粉の平均粒子サイズが22nm以下であると、高記録密度の磁気記録媒体10(例えば44nm以下の最短記録波長で信号を記録可能に構成された磁気記録媒体10)において、良好な電磁変換特性(例えばSNR)を得ることができる。一方、磁性粉の平均粒子サイズが8nm以上であると、磁性粉の分散性がより向上し、より優れた電磁変換特性(例えばSNR)を得ることができる。
磁性粉の平均アスペクト比が、好ましくは1.0以上3.0以下、より好ましくは1.0以上2.5以下、さらにより好ましくは1.0以上2.1以下、特に好ましくは1.0以上1.8以下である。磁性粉の平均アスペクト比が1.0以上3.0以下の範囲内であると、磁性粉の凝集を抑制することができる。また、磁性層13の形成工程において磁性粉を垂直配向させる際に、磁性粉に加わる抵抗を抑制することができる。したがって、磁性粉の垂直配向性を向上することができる。
上記の磁性粉の平均粒子サイズおよび平均アスペクト比は、以下のようにして求められる。まず、測定対象となる磁気記録媒体10をFIB(Focused Ion Beam)法等により加工して薄片を作製し、TEMにより薄片の断面観察を行う。次に、撮影したTEM写真から50個のε酸化鉄粒子を無作為に選び出し、各ε酸化鉄粒子の長軸長DLと短軸長DSを測定する。ここで、長軸長DLとは、ε酸化鉄粒子の輪郭に接するように、あらゆる角度から引いた2本の平行線間の距離のうち最大のもの(いわゆる最大フェレ径)を意味する。一方、短軸長DSとは、ε酸化鉄粒子の長軸と直交する方向におけるε酸化鉄粒子の長さのうち最大のものを意味する。
続いて、測定した50個のε酸化鉄粒子の長軸長DLを単純に平均(算術平均)して平均長軸長DLaveを求める。このようにして求めた平均長軸長DLaveを磁性粉の平均粒子サイズとする。また、測定した50個のε酸化鉄粒子の短軸長DSを単純に平均(算術平均)して平均短軸長DSaveを求める。そして、平均長軸長DLaveおよび平均短軸長DSaveからε酸化鉄粒子の平均アスペクト比(DLave/DSave)を求める。
磁性粉の平均粒子体積は、好ましくは5600nm以下、より好ましくは250nm以上5600nm以下、さらにより好ましくは900nm以上5600nm以下、特に好ましくは900nm以上1800nm以下、最も好ましくは900nm以上1500nm以下である。一般的に磁気記録媒体10のノイズは粒子個数の平方根に反比例(すなわち粒子体積の平方根に比例)するため、粒子体積をより小さくすることで、良好な電磁変換特性(例えばSNR)を得ることができる。したがって、磁性粉の平均粒子体積が5600nm以下であると、磁性粉の平均粒子サイズを22nm以下とする場合と同様の効果に、良好な電磁変換特性(例えばSNR)を得ることができる。一方、磁性粉の平均粒子体積が250nm以上であると、磁性粉の平均粒子サイズを8nm以上とする場合と同様の効果が得られる。
ε酸化鉄粒子が球状またはほぼ球状を有している場合には、磁性粉の平均粒子体積は以下のようにして求められる。まず、上記の磁性粉の平均粒子サイズの算出方法と同様にして、平均長軸長DLaveを求める。次に、以下の式により、磁性粉の平均粒子体積Vを求める。
V=(π/6)×DLave
ε酸化鉄粒子が立方体状またはほぼ立方体状を有している場合には、磁性粉の平均粒子体積は以下のようにして求められる。まず、測定対象となる磁気記録媒体10をFIB法等により加工して薄片を作製し、TEMにより薄片の断面観察を行う。続いて、撮影したTEM写真から、TEM断面と平行な面を有する50個のε酸化鉄粒子を無作為に選び出し、各ε酸化鉄粒子の一辺の長さLを測定する。次に、測定した50個のε酸化鉄粒子の一辺の長さLを単純に平均(算術平均)して平均の辺の長さLaveを求める。
V=Lave
(結着剤)
結着剤としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、反応型樹脂等が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、塩化ビニル、酢酸ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体、アクリル酸エステル−アクリロニトリル共重合体、アクリル酸エステル−塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、アクリル酸エステル−アクリロニトリル共重合体、アクリル酸エステル−塩化ビニリデン共重合体、メタクリル酸エステル−塩化ビニリデン共重合体、メタクリル酸エステル−塩化ビニル共重合体、メタクリル酸エステル−エチレン共重合体、ポリフッ化ビニル、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、ポリアミド樹脂、ポリビニルブチラール、セルロース誘導体(セルロースアセテートブチレート、セルロースダイアセテート、セルローストリアセテート、セルロースプロピオネート、ニトロセルロース)、スチレンブタジエン共重合体、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アミノ樹脂、合成ゴム等が挙げられる。
熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン硬化型樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミン樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂等が挙げられる。
上記の全ての結着剤には、磁性粉の分散性を向上させる目的で、−SOM、−OSOM、−COOM、P=O(OM)(但し、式中Mは水素原子またはリチウム、カリウム、ナトリウム等のアルカリ金属を表す)や、−NR1R2、−NR1R2R3で表される末端基を有する側鎖型アミン、>NR1R2で表される主鎖型アミン(但し、式中R1、R2、R3は水素原子または炭化水素基を表し、Xはフッ素、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン元素イオン、無機イオンまたは有機イオンを表す。)、さらに−OH、−SH、−CN、エポキシ基等の極性官能基が導入されていてもよい。これら極性官能基の結着剤への導入量は、10−1〜10−8モル/gであるのが好ましく、10−2〜10−6モル/gであるのがより好ましい。
(潤滑剤)
潤滑剤としては、例えば、炭素数10〜24の一塩基性脂肪酸と、炭素数2〜12の1価〜6価アルコールのいずれかとのエステル、これらの混合エステル、ジ脂肪酸エステル、トリ脂肪酸エステル等が挙げられる。潤滑剤の具体例としては、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、エライジン酸、ステアリン酸ブチル、ステアリン酸ペンチル、ステアリン酸ヘプチル、ステアリン酸オクチル、ステアリン酸イソオクチル、ミリスチン酸オクチル等が挙げられる。
(帯電防止剤)
帯電防止剤としては、例えば、カーボンブラック、天然界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤等が挙げられる。
(研磨剤)
研磨剤としては、例えば、α化率90%以上のα−アルミナ、β−アルミナ、γ−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、窒化珪素、チタンカ−バイト、酸化チタン、二酸化珪素、酸化スズ、酸化マグネシウム、酸化タングステン、酸化ジルコニウム、窒化ホウ素、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、2硫化モリブデン、磁性酸化鉄の原料を脱水、アニール処理した針状α酸化鉄、必要によりそれらをアルミおよび/またはシリカで表面処理したもの等が挙げられる。
(硬化剤)
硬化剤としては、例えば、ポリイソシアネート等が挙げられる。ポリイソシアネートとしては、例えば、トリレンジイソシアネート(TDI)と活性水素化合物との付加体等の芳香族ポリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HMDI)と活性水素化合物との付加体等の脂肪族ポリイソシアネート等が挙げられる。これらポリイソシアネートの重量平均分子量は、100〜3000の範囲であることが望ましい。
(防錆剤)
防錆剤としては、例えばフェノール類、ナフトール類、キノン類、窒素原子を含む複素環化合物、酸素原子を含む複素環化合物、硫黄原子を含む複素環化合物等が挙げられる。
(非磁性補強粒子)
非磁性補強粒子として、例えば、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)等が挙げられる。
(下地層)
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、帯電防止剤、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。
下地層12の平均厚みは、好ましくは0.6μm以上2.0μm以下、より好ましくは0.8μm以上1.4μm以下である。なお、下地層12の平均厚みは、磁性層13の平均厚みと同様にして求められる。但し、TEM像の倍率は、下地層12の厚みに応じて適宜調整される。
(非磁性粉)
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、これらの形状に限定されるものではない。
(結着剤)
結着剤は、上述の磁性層13と同様である。
(添加剤)
潤滑剤、帯電防止剤、硬化剤および防錆剤はそれぞれ、上述の磁性層13と同様である。
(バック層)
バック層14は、結着剤および非磁性粉を含む。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。結着剤および非磁性粉は、上述の下地層12と同様である。
非磁性粉の平均粒子サイズは、好ましくは10nm以上150nm以下、より好ましくは15nm以上110nm以下である。非磁性粉の平均粒子サイズは、上記の磁性粉の平均粒子サイズと同様にして求められる。非磁性粉が、2以上の粒度分布を有する非磁性粉を含んでいてもよい。
バック層14の平均厚みの上限値は、好ましくは0.6μm以下である。バック層14の平均厚みの上限値が0.6μm以下であると、磁気記録媒体10の平均厚みが5.6μm以下である場合でも、下地層12や基体11の厚みを厚く保つことができるので、磁気記録媒体10の記録再生装置内での走行安定性を保つことができる。バック層14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0.2μm以上である。
バック層14の平均厚みは以下のようにして求められる。まず、1/2インチ幅の磁気記録媒体10を準備し、それを250mmの長さに切り出し、サンプルを作製する。次に、測定装置としてMitutoyo社製レーザーホロゲージを用いて、サンプルの厚みを5点以上で測定し、それらの測定値を単純に平均(算術平均)して、磁気記録媒体10の平均厚みt[μm]を算出する。なお、測定位置は、サンプルから無作為に選ばれるものとする。続いて、サンプルのバック層14をMEK(メチルエチルケトン)または希塩酸等の溶剤で除去する。その後、再び上記のレーザーホロゲージを用いてサンプルの厚みを5点以上で測定し、それらの測定値を単純に平均(算術平均)して、バック層14を除去した磁気記録媒体10の平均厚みt[μm]を算出する。なお、測定位置は、サンプルから無作為に選ばれるものとする。その後、以下の式よりバック層14の平均厚みt[μm]を求める。
[μm]=t[μm]−t[μm]
(磁気記録媒体の平均厚み)
磁気記録媒体10の平均厚み(平均全厚)の上限値は、例えば5.7μm以下である。磁気記録媒体10の平均厚みが5.7μm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(平均全厚)の上限値が、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さらに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の平均厚みは、上述のバック層14の平均厚みの求め方において説明した手順により求められる。
(磁気記録媒体の幅変化に関する規定)
温度、相対湿度が(10℃、10%)、(10℃、80%)、(29℃、80%)、(45℃、10%)である4つの環境下で測定された磁気記録媒体の幅の平均値のうちの最大値、最小値をそれぞれwmax、wminとした場合、wmaxおよびwminが以下の関係式(1)を満たす。
(wmax−wmin)/wmin≦400[ppm] ・・・(1)
maxおよびwminが上記の関係式(1)を満たすことで、データトラック幅Wが2900nm以下である磁気記録媒体10において、オフトラックを抑制することができる。
最大値wmaxおよび最小値wminは以下のようにして求められる。まず、1/2インチ幅の磁気記録媒体10を準備する。次に、(10℃、10%)の環境に制御されたチャンバー内に磁気記録媒体10を収容し、磁気記録媒体10を上記環境に馴染ませたのち、磁気記録媒体10の幅を測定する。なお、幅の測定は、磁気記録媒体10の長手方向(走行方向)に400mごとに合計3か所の異なる位置から採取した3つのテープ片で行われる。また、測定装置としては、図5に例示した装置等が用いられる。即ち、テープ面に対向するようにレーザーやLED(Light Emitting Diode)等の発光部と受光部を設置した装置であり、発光部はテープ幅方向に平行な線状の光をテープへ投じるものであり、受光部はテープに遮断されなかった光量を計測できるものであり、これによりテープ幅を計測できる装置である。その後、3つのテープ片で測定された磁気記録媒体10の幅を単純に平均(算術平均)する。これにより、(10℃、10%)の環境下における磁気記録媒体10の幅の平均値wが求められる。
次に、(10℃、10%)の環境下における磁気記録媒体10の幅の平均値wと同様の手順で、(10℃、80%)、(29℃、80%)、(45℃、10%)それぞれの環境下における磁気記録媒体10の幅の平均値wを求める。そして、上述のようにして求められた4つの環境下における磁気記録媒体10の幅の平均値wのうちから、最大値wmax、最小値wminを選び出す。
(保磁力Hc)
磁気記録媒体10の長手方向における保磁力Hcの上限値が、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Hcが2000Oe以下であると、高記録密度であっても十分な電磁変換特性を有することができる。
磁気記録媒体10の長手方向に測定した保磁力Hcの下限値が、好ましくは1000Oe以上である。長手方向に測定した保磁力Hcが1000Oe以上であると、記録ヘッドからの漏れ磁束による減磁を抑制することができる。
上記の保磁力Hcは以下のようにして求められる。まず、長尺状の磁気記録媒体10から測定サンプルを切り出し、振動試料型磁力計(Vibrating Sample Magnetometer:VSM)を用いて測定サンプルの長手方向(磁気記録媒体10の走行方向)に測定サンプル全体のM−Hループを測定する。次に、アセトンまたはエタノール等を用いて塗膜(下地層12、磁性層13およびバック層14等)を払拭し、基体11のみを残してバックグラウンド補正用のサンプルとし、VSMを用いて基体11の長手方向(磁気記録媒体10の走行方向)に基体11のM−Hループを測定する。その後、測定サンプル全体のM−Hループから基体11のM−Hループを引き算して、バックグラウンド補正後のM−Hループを得る。得られたM−Hループから保磁力Hcを求める。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の長手方向に測定する際の“反磁界補正”は行わないものとする。
(角形比)
磁気記録媒体10の垂直方向(厚み方向)における角形比S1が、好ましくは65%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、最も好ましくは85%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は以下のようにして求められる。まず、長尺状の磁気記録媒体10から測定サンプルを切り出し、VSMを用いて磁気記録媒体10の垂直方向(厚み方向)に対応する測定サンプル全体のM−Hループを測定する。次に、アセトンまたはエタノール等を用いて塗膜(下地層12、磁性層13およびバック層14等)を払拭し、基体11のみを残して、バックグラウンド補正用のサンプルとし、VSMを用いて基体11の垂直方向(磁気記録媒体10の垂直方向)に対応する基体11のM−Hループを測定する。その後、測定サンプル全体のM−Hループから基体11のM−Hループを引き算して、バックグラウンド補正後のM−Hループを得る。得られたM−Hループの飽和磁化Ms(emu)および残留磁化Mr(emu)を以下の式に代入して、角形比S1(%)を計算する。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。
角形比S1(%)=(Mr/Ms)×100
磁気記録媒体10の長手方向(走行方向)における角形比S2が、好ましくは35%以下、より好ましくは30%以下、さらにより好ましくは25%以下、特に好ましくは20%以下、最も好ましくは15%以下である。角形比S2が35%以下であると、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S2は、M−Hループを磁気記録媒体10および基体11の長手方向(走行方向)に測定すること以外は角形比S1と同様にして求められる。
(SFD)
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が、好ましくは3.0以上、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4参照)。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。
上記のピーク比X/Yは、以下のようにして求められる。まず、上記の角形比S1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ループからSFDカーブを算出する。SFDカーブの算出には測定機に付属のプログラムを用いてもよいし、その他のプログラムを用いてもよい。算出したSFDカーブがY軸(dM/dH)を横切る点の絶対値を「Y」とし、M−Hループで言うところの保磁力Hc近傍に見られるメインピークの高さを「X」として、ピーク比X/Yを算出する。なお、M−Hループの測定は、上記の保磁力Hcの測定方法と同様に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の厚み方向(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。
(活性化体積Vact
活性化体積Vactが、好ましくは8000nm以下、より好ましくは6000nm以下、さらにより好ましくは5000nm以下、特に好ましくは4000nm以下、最も好ましくは3000nm以下である。活性化体積Vactが8000nm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が得られなくなる虞がある。
上記の活性化体積Vactは、Street&Woolleyにより導出された下記の式により求められる。
act(nm)=k×T×Χirr/(μ×Ms×S)
(但し、k:ボルツマン定数(1.38×10−23J/K)、T:温度(K)、Χirr:非可逆磁化率、μ:真空の透磁率、S:磁気粘性係数、Ms:飽和磁化(emu/cm))
上記式に代入される非可逆磁化率Χirr、飽和磁化Msおよび磁気粘性係数Sは、VSMを用いて以下のようにして求められる。なお、VSMによる測定方向は、磁気記録媒体10の厚み方向(垂直方向)とする。また、VSMによる測定は、長尺状の磁気記録媒体10から切り出された測定サンプルに対して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の厚み方向(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。
(非可逆磁化率Χirr
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。
(飽和磁化Ms)
まず、上記の角形比S1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(cm)から、Ms(emu/cm)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。
(磁気粘性係数S)
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。その後、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)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)
(寸法変化量Δw)
磁気記録媒体10の長手方向のテンション変化に対する磁気記録媒体10の幅方向の寸法変化量Δwが、好ましくは700[ppm/N]≦Δw、より好ましくは750[ppm/N]≦Δw、さらにより好ましくは800[ppm/N]≦Δwである。寸法変化量ΔwがΔw<700[ppm/N]であると、記録再生装置による長手方向のテンションの調整では、幅の変化を抑制することが困難となる虞がある。寸法変化量Δwの上限値は特に限定されるものではないが、例えばΔw≦1700000[ppm/N]、好ましくはΔw≦20000[ppm/N]、より好ましくはΔw≦8000[ppm/N]である。
寸法変化量Δwは以下のようにして求められる。まず、1/2インチ幅の磁気記録媒体10を準備し、それを250mmの長さに切り出し、サンプル10Sを作製する。次に、サンプル10Sの長手方向に0.2N、0.6N、1.0Nの順で荷重をかけ、0.2N、1.0Nの荷重におけるサンプル10Sの幅を測定する。続いて、以下の式より寸法変化量Δwを求める。
Figure 0006750751
(但し、式中、D(0.2N)、D(1.0N)はそれぞれ、サンプル10Sの長手方向に0.2N、1.0Nに荷重をかけたときのサンプル10Sの幅を示す。)
なお、各荷重をかけたときのサンプル10Sの幅は以下のようにして測定される。まず、測定装置としてキーエンス社製のデジタル寸法測定器LS−7000を組み込んだ、図5に示す測定装置を準備し、この測定装置にサンプル10Sをセットする。具体的には、長尺状のサンプル(磁気記録媒体)10Sの一端を固定部231により固定し、サンプル10Sを複数の棒状の支持部材232を跨ぐように架ける。なお、支持部材232のうち、発光器234および受光器235の間に位置する支持部材232にはスリット232Aが設けられており、このスリット232Aを介して発光器234から受光器235に光Lが照射されるようになっている。
続いて、温度25℃相対湿度50%の一定環境下に制御されたチャンバー内に測定装置を収容した後、サンプル10Sの他端に重り233を取り付け、サンプル10Sを上記環境に馴染ませる。この重り233の重さを調整することによりサンプル10Sの長手方向に加わる荷重を変化させることができる。その後、発光器234から受光器235に向けて光Lを照射し、長手方向に荷重が加えられたサンプル10Sの幅を測定する。発光器234および受光器235は、デジタル寸法測定器LS−7000に備えられているものである。
(温度膨張係数α)
磁気記録媒体10の温度膨張係数αは、6[ppm/℃]≦α≦8[ppm/℃]であることが好ましい。温度膨張係数αが上記範囲であると、記録再生装置による磁気記録媒体10の長手方向のテンションの調整により、磁気記録媒体10の幅の変化を更に抑制することができる。
温度膨張係数αは以下のようにして求められる。まず、寸法変化量Δwの測定方法と同様にしてサンプル10Sを作製し、寸法変化量Δwの測定方法と同様の測定装置にサンプル10Sをセットしたのち、測定装置を温度29℃相対湿度24%の一定環境に制御されたチャンバー内に収容する。次に、サンプル10Sの長手方向に0.2Nの荷重をかけ、上記環境にサンプル10Sを馴染ませる。その後、相対湿度24%を保持したまま、45℃、29℃、10℃の順で温度を変え、45℃、10℃におけるサンプル10Sの幅を測定し、以下の式より温度膨張係数αを求める。
Figure 0006750751
(但し、式中、D(45℃)、D(10℃)はそれぞれ、温度45℃、10℃におけるサンプル10Sの幅を示す。)
(湿度膨張係数β)
磁気記録媒体10の湿度膨張係数βは、β≦5[ppm/%RH]であることが好ましい。湿度膨張係数βが上記範囲であると、記録再生装置による磁気記録媒体10の長手方向のテンションの調整により、磁気記録媒体10の幅の変化を更に抑制することができる。
湿度膨張係数βは以下のようにして求められる。まず、寸法変化量Δwの測定方法と同様にしてサンプル10Sを作製し、寸法変化量Δwの測定方法と同様の測定装置にサンプル10Sをセットしたのち、測定装置を温度29℃相対湿度24%の一定環境に制御されたチャンバー内に収容する。次に、サンプル10Sの長手方向に0.2Nの荷重をかけ、上記環境にサンプルを馴染ませる。その後、温度29℃を保持したまま、80%、24%、10%の順で相対湿度を変え、80%、10%におけるサンプル10Sの幅を測定し、以下の式より湿度膨張係数βを求める。
Figure 0006750751
(但し、式中、D(80%)、D(10%)はそれぞれ、湿度80%、10%におけるサンプル10Sの幅を示す。)
(ポアソン比ρ)
磁気記録媒体10のポアソン比ρは、0.3≦ρであることが好ましい。ポアソン比ρが上記範囲であると、記録再生装置による磁気記録媒体10の長手方向のテンションの調整により、磁気記録媒体10の幅の変化を更に抑制することができる。
ポアソン比ρは以下のようにして求められる。まず、1/2インチ幅の磁気記録媒体10を準備し、それを150mmの長さに切り出しサンプルを作製したのち、そのサンプルの中央部に6mm×6mmのサイズのマークを付与する。次に、チャック間の距離が100mmとなるようにサンプルの長手方向の両端部をチャックし、初期荷重2Nをかけ、その際のサンプルの長手方向のマークの長さを初期長とし、サンプルの幅方向のマークの幅を初期幅とする。続いて、引張速度0.5mm/minで、インストロンタイプの万能引張試験装置にて引張り、キーエンス製イメージセンサーにて、サンプルの長手方向のマークの長さ、およびサンプルの幅方向のマークの幅それぞれの寸法変化量を測定する。その後、以下の式よりポアソン比ρを求める。
Figure 0006750751
(長手方向の弾性限界値σMD
磁気記録媒体10の長手方向の弾性限界値σMDが、0.8[N]≦σMDであることが好ましい。弾性限界値σMDが上記範囲であると、記録再生装置による磁気記録媒体10の長手方向のテンションの調整により、磁気記録媒体10の幅の変化を更に抑制することができる。弾性限界値σMDが、弾性限界測定を行う際の速度Vに依らないことが好ましい。弾性限界値σMDが上記速度Vに依らないことで、記録再生装置における磁気記録媒体10の走行速度や、記録再生装置のテンション調整速度とその応答性に影響を受ける事無く、効果的に磁気記録媒体10の幅の変化を抑制できるからである。
弾性限界値σMDは以下のようにして求められる。まず、1/2インチ幅の磁気記録媒体10を準備し、それを150mmの長さに切り出しサンプルを作製し、チャック間距離λがλ=100mmとなるように、万能引張試験装置にサンプルの長手方向の両端をチャックする。次に、引張速度0.5mm/minでサンプルを引張り、チャック間距離λ[mm]に対する荷重σ[N]を連続的に計測する。続いて、得られたλ[mm]、σ[N]のデータを用い、Δλ[%]とσ[N]の関係をグラフ化する。但し、Δλ[%]は以下の式により与えられる。
Δλ[%]=((λ−λ0)/λ0)×100
次に、上記のグラフ中、σ≧0.2Nの領域で、グラフが直線となる領域を算出し、その最大荷重σを弾性限界値σMD[N]とする。
磁気記録媒体10の幅方向(Transverse Direction:TD)におけるヤング率ETDと、磁気記録媒体10の長手方向(Machine Direction:MD)におけるヤング率EMDとのヤング率比(ETD/EMD)は、好ましくは1.5以上2.0以下、より好ましくは1.8以上2.0以下である。ヤング率比(ETD/EMD)が1.5以上であると、磁気記録媒体10の幅方向の剛性が高くなり、温湿度変化による幅方向の寸法変化を自らの剛性により抑え込む(抑制する)ことができ、その結果、オフトラック特性を改善することができる。一方、ヤング率比(ETD/EMD)が2.0以下であると、磁気記録媒体10の製造工程において、磁気記録媒体10の端部(エッジ)形状の悪化を抑制することができる。
ヤング率比(ETD/EMD)は以下のようにして求められる。ヤング率EMD測定では、まず、磁気記録媒体10の小片を準備し、磁気記録媒体10の長手方向に対応する小片の両端面に治具を取り付けて引っ張る。その際、引っ張り荷重FMDと磁気記録媒体10の断面積値A(磁気記録媒体10の小片の幅と小片の平均厚みから計算)から応力σMDを計算し、この応力σMDと、同応力で引っ張った際の小片の歪(すなわち寸法変化率)εMDの関係を得る。次に、EMD=σMD/εMDから、ヤング率EMDを算出する。同様にヤング率ETD測定では、まず、磁気記録媒体10の幅方向に対応する小片の両端面に治具を取り付けて引っ張る。その際、引っ張り荷重FTDと磁気記録媒体10の断面積値A(磁気記録媒体10の小片の幅と小片の平均厚みから計算)から応力σTDを計算し、この応力σTDと、同応力で引っ張った際の小片の歪(すなわち寸法変化率)εTDの関係を得る。次に、ETD=σTD/εTDから、ヤング率ETDを算出する。上述のようにして得られたEMD、ETDを用い、ヤング率比(ETD/EMD)を計算する。なお、上述の計算で用いた小片の平均厚みは、上述の磁気記録媒体10の平均厚みと同様にして求められる。
[2 磁気記録媒体の製造方法]
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、非磁性粉および結着剤等を溶剤に混練、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、磁性粉および結着剤等を溶剤に混練、分散させることにより、磁性層形成用塗料を調製する。磁性層形成用塗料および下地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。
上述の塗料調製に用いられる溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール系溶媒、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸プロピル、乳酸エチル、エチレングリコールアセテート等のエステル系溶媒、ジエチレングリコールジメチルエーテル、2−エトキシエタノール、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、メチレンクロライド、エチレンクロライド、四塩化炭素、クロロホルム、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素系溶媒等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、適宜混合して用いてもよい。
上述の塗料調製に用いられる混練装置としては、例えば、連続二軸混練機、多段階で希釈可能な連続二軸混練機、ニーダー、加圧ニーダー、ロールニーダー等の混練装置を用いることができるが、特にこれらの装置に限定されるものではない。また、上述の塗料調製に用いられる分散装置としては、例えば、ロールミル、ボールミル、横型サンドミル、縦型サンドミル、スパイクミル、ピンミル、タワーミル、パールミル(例えばアイリッヒ社製「DCPミル」等)、ホモジナイザー、超音波分散機等の分散装置を用いることができるが、特にこれらの装置に限定されるものではない。
次に、下地層形成用塗料を基体11の一方の主面に塗布して乾燥させることにより、下地層12を形成する。続いて、この下地層12上に磁性層形成用塗料を塗布して乾燥させることにより、磁性層13を下地層12上に形成する。なお、乾燥の際に、例えばソレノイドコイルにより、磁性粉を基体11の厚み方向に磁場配向させる。また、乾燥の際に、例えばソレノイドコイルにより、磁性粉を基体11の走行方向(長手方向)に磁場配向させたのちに、基体11の厚み方向に磁場配向させるようにしてもよい。このように長手方向に磁性粉を一旦配向させる処理を施すことで、磁性粉の垂直配向度(すなわち角形比S1)をさらに向上することができる。磁性層13の形成後、基体11の他方の主面にバック層14を形成する。これにより、磁気記録媒体10が得られる。
角形比S1、S2は、例えば、磁性層形成用塗料の塗膜に印加される磁場の強度、磁性層形成用塗料中における固形分の濃度、磁性層形成用塗料の塗膜の乾燥条件(乾燥温度および乾燥時間)を調整することにより所望の値に設定される。塗膜に印加される磁場の強度は、磁性粉の保磁力の2倍以上3倍以下であることが好ましい。角形比S1をさらに高めるためには(すなわち角形比S2をさらに低めるためには)、磁性層形成用塗料中における磁性粉の分散状態を向上させることが好ましい。また、角形比S1をさらに高めるためには、磁性粉を磁場配向させるための配向装置に磁性層形成用塗料が入る前の段階で、磁性粉を磁化させておくことも有効である。なお、上記の角形比S1、S2の調整方法は単独で使用されてもよいし、2以上組み合わされて使用されてもよい。
その後、得られた磁気記録媒体10を大径コアに巻き直し、硬化処理を行う。最後に、磁気記録媒体10に対してカレンダー処理を行った後、所定の幅(例えば1/2インチ幅)に裁断する。以上により、目的とする細長い長尺状の磁気記録媒体10が得られる。
[3 記録再生装置の構成]
次に、図6を参照して、上述の構成を有する磁気記録媒体10の記録および再生を行う記録再生装置30の構成について説明する。
記録再生装置30は、磁気記録媒体10の長手方向に加わるテンションを調整可能な構成を有している。また、記録再生装置30は、磁気記録媒体カートリッジ10Aを装填可能な構成を有している。ここでは、説明を容易とするために、記録再生装置30が、1つの磁気記録媒体カートリッジ10Aを装填可能な構成を有している場合について説明するが、記録再生装置30が、複数の磁気記録媒体カートリッジ10Aを装填可能な構成を有していてもよい。
記録再生装置30は、ネットワーク43を介してサーバ41およびパーソナルコンピュータ(以下「PC」という。)42等の情報処理装置に接続されており、これらの情報処理装置から供給されたデータを磁気記録媒体カートリッジ10Aに記録可能に構成されている。
記録再生装置は、図6に示すように、スピンドル31と、記録再生装置側のリール32と、スピンドル駆動装置33と、リール駆動装置34と、複数のガイドローラ35と、ヘッドユニット36と、通信インターフェース(以下、I/F)37と、制御装置38とを備えている。
スピンドル31は、磁気記録媒体カートリッジ10Aを装着可能に構成されている。磁気記録媒体カートリッジ10Aは、LTO(Linear Tape Open)規格に準拠しており、カートリッジケース10Bに磁気記録媒体10を巻装した単一のリール10Cを回転可能に収容している。磁気記録媒体10には、サーボ信号としてハの字状のサーボパターンが予め記録されている。リール32は、磁気記録媒体カートリッジ10Aから引き出された磁気記録媒体10の先端を固定可能に構成されている。
スピンドル駆動装置33は、スピンドル31を回転駆動させる装置である。リール駆動装置34は、リール32を回転駆動させる装置である。磁気記録媒体10に対してデータの記録または再生を行う際には、スピンドル駆動装置33とリール駆動装置34とが、スピンドル31とリール32とを回転駆動させることによって、磁気記録媒体10を走行させる。ガイドローラ35は、磁気記録媒体10の走行をガイドするためのローラである。
ヘッドユニット36は、磁気記録媒体10にデータ信号を記録するための複数の記録ヘッドと、磁気記録媒体10に記録されているデータ信号を再生するための複数の再生ヘッドと、磁気記録媒体10に記録されているサーボ信号を再生するための複数のサーボヘッドとを備える。記録ヘッドとしては例えばリング型ヘッドを用いることができるが、記録ヘッドの種類はこれに限定されるものではない。
通信I/F37は、サーバ41およびPC42等の情報処理装置と通信するためのものであり、ネットワーク43に対して接続される。
制御装置38は、記録再生装置30の全体を制御する。例えば、制御装置38は、サーバ41およびPC42等の情報処理装置の要求に応じて、情報処理装置から供給されるデータ信号をヘッドユニット36により磁気記録媒体10に記録する。また、制御装置38は、サーバ41およびPC42等の情報処理装置の要求に応じて、ヘッドユニット36により、磁気記録媒体10に記録されたデータ信号を再生し、情報処理装置に供給する。
また、制御装置38は、ヘッドユニット36から供給されるサーボ信号に基づき、磁気記録媒体10の幅の変化を検出する。具体的には、磁気記録媒体10にはサーボ信号として複数のハの字状のサーボパターンが記録されており、ヘッドユニット36はヘッドユニット36上の2つのサーボヘッドにより、異なる2つのサーボパターンを同時に再生し、それぞれのサーボ信号を得ることができる。このサーボ信号から得られる、サーボパターンとヘッドユニットとの相対位置情報を用いて、サーボパターンを追従するように、ヘッドユニット36の位置を制御する。これと同時に、2つのサーボ信号波形を比較することで、サーボパターンの間の距離情報も得ることができる。各々の測定時に得られるこのサーボパターン間の距離情報を比較することで、各々の測定時におけるサーボパターン間の距離の変化を得ることができる。これに、サーボパターン記録時のサーボパターン間の距離情報を加味することで、磁気記録媒体10の幅の変化も計算できる。制御装置38は、上述のようにして得られたサーボパターン間の距離の変化、または計算した磁気記録媒体10の幅の変化に基づき、スピンドル駆動装置33およびリール駆動装置34の回転駆動を制御し、磁気記録媒体10の幅が規定の幅、またはほぼ規定の幅となるように、磁気記録媒体10の長手方向のテンションを調整する。これにより、磁気記録媒体10の幅の変化を抑制することができる。
[4 記録再生装置の動作]
次に、上記構成を有する記録再生装置30の動作について説明する。
まず、磁気記録媒体カートリッジ10Aが記録再生装置30に装着し、磁気記録媒体10の先端を引き出して、複数のガイドローラ35およびヘッドユニット36を介してリール32まで移送し、磁気記録媒体10の先端をリール32に取り付ける。
次に、図示しない操作部を操作すると、スピンドル駆動装置33とリール駆動装置34とが制御装置38の制御により駆動され、リール10Cからリール32へ向けて磁気記録媒体10が走行されるように、スピンドル31とリール32とが同方向に回転される。これにより、磁気記録媒体10がリール32に巻き取られつつ、ヘッドユニット36によって、磁気記録媒体10への情報の記録または磁気記録媒体10に記録された情報の再生が行われる。この際、制御装置38が、スピンドル駆動装置33およびリール駆動装置34の回転駆動を制御し、磁気記録媒体10の幅が規定の幅、またはほぼ規定の幅となるように、磁気記録媒体10の長手方向のテンションを調整する。
また、リール10Cに磁気記録媒体10を巻き戻す場合は、上記とは逆方向に、スピンドル31とリール32とが回転駆動されることにより、磁気記録媒体10がリール32からリール10Cに走行される。この巻き戻しの際にも、ヘッドユニット36による、磁気記録媒体10への情報の記録または磁気記録媒体10に記録された情報の再生が行われる。また、制御装置38による磁気記録媒体10の長手方向のテンション調整が行われる。
[5 効果]
一実施形態に係る磁気記録媒体10では、温度、相対湿度が(10℃、10%)、(10℃、80%)、(29℃、80%)、(45℃、10%)である4つの環境下で測定された磁気記録媒体10の幅の平均値のうちの最大値、最小値をそれぞれwmax、wminとした場合、wmaxおよびwminが上記の関係式(1)を満たす。これにより、データトラック幅Wが2900nm以下である磁気記録媒体10において、オフトラックを抑制することができる。
[6 変形例]
(変形例1)
上述の一実施形態では、ε酸化鉄粒子が2層構造のシェル部22を有している場合について説明したが、図7に示すように、ε酸化鉄粒子が単層構造のシェル部23を有していてもよい。この場合、シェル部23は、第1シェル部22aと同様の構成を有する。但し、ε酸化鉄粒子の特性劣化を抑制する観点からすると、上述した一実施形態におけるように、ε酸化鉄粒子が2層構造のシェル部22を有していることが好ましい。
(変形例2)
上述の一実施形態では、ε酸化鉄粒子がコアシェル構造を有している場合について説明したが、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、GaおよびIn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。
具体的には、添加剤を含むε酸化鉄は、ε−Fe2−x結晶(但し、M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、GaおよびIn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。xは、例えば0<x<1である。)である。
(変形例3)
磁性粉が、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、Sr、PbおよびCa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。
より具体的には、六方晶フェライトは、一般式MFe1219で表される平均組成を有する。但し、Mは、例えばBa、Sr、PbおよびCaのうちの少なくとも1種の金属、好ましくはBaおよびSrのうちの少なくとも1種の金属である。Mが、Baと、Sr、PbおよびCaからなる群より選ばれる1種以上の金属との組み合わせであってもよい。また、Mが、Srと、Ba、PbおよびCaからなる群より選ばれる1種以上の金属との組み合わせであってもよい。上記一般式においてFeの一部が他の金属元素で置換されていてもよい。
磁性粉が六方晶フェライト粒子の粉末を含む場合、磁性粉の平均粒子サイズは、好ましくは30nm以下、より好ましくは12nm以上25nm以下、さらにより好ましくは15nm以上22nm以下、特に好ましくは15nm以上20nm以下、最も好ましくは15nm以上18nm以下である。磁性粉の平均粒子サイズが30nm以下であると、高記録密度の磁気記録媒体10において、良好な電磁変換特性(例えばSNR)を得ることができる。一方、磁性粉の平均粒子サイズが12nm以上であると、磁性粉の分散性がより向上し、より優れた電磁変換特性(例えばSNR)を得ることができる。磁性粉が六方晶フェライト粒子の粉末を含む場合、磁性粉の平均アスペクト比は上述の一実施形態と同様である。
なお、磁性粉の平均粒子サイズおよび平均アスペクト比は以下のようにして求められる。まず、測定対象となる磁気記録媒体10をFIB法等により加工して薄片を作製し、TEMにより薄片の断面観察を行う。次に、撮影したTEM写真から、水平方向に対して75度以上の角度で配向した磁性粉を50個無作為に選び出し、各磁性粉の最大板厚DAを測定する。続いて、測定した50個の磁性粉の最大板厚DAを単純に平均(算術平均)して平均最大板厚DAaveを求める。
次に、磁気記録媒体10の磁性層13の表面をTEMにより観察を行う。次に、撮影したTEM写真から50個の磁性粉を無作為に選び出し、各磁性粉の最大板径DBを測定する。ここで、最大板径DBとは、磁性粉の輪郭に接するように、あらゆる角度から引いた2本の平行線間の距離のうち最大のもの(いわゆる最大フェレ径)を意味する。続いて、測定した50個の磁性粉の最大板径DBを単純に平均(算術平均)して平均最大板径DBaveを求める。このようにして求めた平均最大板径DBaveを磁性粉の平均粒子サイズとする。次に、平均最大板厚DAaveおよび平均最大板径DBaveから磁性粉の平均アスペクト比(DBave/DAave)を求める。
磁性粉が六方晶フェライト粒子の粉末を含む場合、磁性粉の平均粒子体積は、好ましくは5900nm以下、より好ましくは500nm以上3400nm以下、さらにより好ましくは1000nm以上2500nm以下、特に好ましくは1000nm以上1800nm以下、最も好ましくは1000nm以上1500nm以下である。磁性粉の平均粒子体積が5900nm以下であると、磁性粉の平均粒子サイズを30nm以下とする場合と同様の効果が得られる。一方、磁性粉の平均粒子体積が500nm以上であると、磁性粉の平均粒子サイズを12nm以上とする場合と同様の効果が得られる。
なお、磁性粉の平均粒子体積は以下のようにして求められる。まず、上記の磁性粉の平均粒子サイズの算出方法と同様にして、平均最大板厚DAaveおよび平均最大板径DBaveを求める。次に、以下の式により、磁性粉の平均粒子体積Vを求める。
V=3√3/8×DAave×DBave
(変形例4)
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。
Co含有スピネルフェライトは、例えば以下の式(1)で表される平均組成を有する。
CoFe ・・・(1)
(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。)
磁性粉がコバルトフェライト粒子の粉末を含む場合、磁性粉の平均粒子サイズは、好ましくは25nm以下、より好ましくは8nm以上23nm以下、さらにより好ましくは8nm以上12nm以下、特に好ましくは8nm以上11nm以下である。磁性粉の平均粒子サイズが25nm以下であると、高記録密度の磁気記録媒体10において、良好な電磁変換特性(例えばSNR)を得ることができる。一方、磁性粉の平均粒子サイズが8nm以上であると、磁性粉の分散性がより向上し、より優れた電磁変換特性(例えばSNR)を得ることができる。また、磁性粉がコバルトフェライト粒子の粉末を含む場合、磁性粉の平均アスペクト比は上述の一実施形態と同様である。なお、磁性粉の平均粒子サイズおよび平均アスペクト比は、上述の一実施形態と同様にして求められる。
磁性粉の平均粒子体積は、好ましくは15000nm以下、より好ましくは500nm以上12000nm以下、特に好ましくは500nm以上1800nm以下、最も好ましくは500nm以上1500nm以下である。磁性粉の平均粒子体積が15000nm以下であると、磁性粉の平均粒子サイズを25nm以下とする場合と同様の効果が得られる。一方、磁性粉の平均粒子体積が500nm以上であると、磁性粉の平均粒子サイズを8nm以上とする場合と同様の効果が得られる。なお、磁性粉の平均粒子体積の算出方法は、上述の一実施形態における磁性粉の平均粒子体積の算出方法(ε酸化鉄粒子が立方体状またはほぼ立方体状を有している場合の平均粒子体積の算出方法)と同様である。
(変形例5)
磁気記録媒体10が、図8に示すように、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。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、Al、CuO、CoO、SiO、Cr、TiO、TaおよびZrO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。
バリア層15の平均厚みは、好ましくは20nm以上1000nm以下、より好ましくは50nm以上1000nm以下である。バリア層15の平均厚みは、磁性層13の平均厚みと同様にして求められる。但し、TEM像の倍率は、バリア層15の厚みに応じて適宜調整される。
(変形例6)
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。
以下、実施例により本開示を具体的に説明するが、本開示はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
本実施例において、磁性粉の平均粒子体積、磁性粉の平均粒子サイズ、ベースフィルム(基体)の平均厚み、磁性層の平均厚み、下地層の平均厚み、バック層の平均厚み、磁気テープ(磁気記録媒体)の平均厚み、垂直方向における角形比S1、長手方向における角形比S2、(wmax−wmin)/wmin、ヤング率比(ETD/EMD)およびサーボバンド幅WSBは、上述の一実施形態にて説明した手順により求められたものである。
[実施例1〜4、比較例1、2]
(磁性層形成用塗料の調製工程)
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)
バリウムフェライト(BaFe1219)粒子の粉末(六角板状、平均アスペクト比3.0、平均粒子体積2450nm):100質量部
塩化ビニル系樹脂(シクロヘキサノン溶液30質量%):10質量部
(重合度300、Mn=10000、極性基としてOSOK=0.07mmol/g、2級OH=0.3mmol/gを含有する。)
酸化アルミニウム粉末:5質量部
(α−Al、平均粒径0.2μm)
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)
(第2組成物)
塩化ビニル系樹脂:1.1質量部
(樹脂溶液:樹脂分30質量%、シクロヘキサノン70質量%)
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
最後に、上述のようにして調製した磁性層形成用塗料に、硬化剤として、ポリイソシアネート(商品名:コロネートL、日本ポリウレタン社製):4質量部と、ミリスチン酸:2質量部とを添加した。
(下地層形成用塗料の調製工程)
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)
針状酸化鉄粉末:100質量部
(α−Fe、平均長軸長0.15μm)
塩化ビニル系樹脂:55.6質量部
(樹脂溶液:樹脂分30質量%、シクロヘキサノン70質量%)
カーボンブラック:10質量部
(平均粒径20nm)
(第4組成物)
ポリウレタン系樹脂UR8200(東洋紡績製):18.5質量部
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
最後に、上述のようにして調製した下地層形成用塗料に、硬化剤として、ポリイソシアネート(商品名:コロネートL、日本ポリウレタン社製):4質量部と、ミリスチン酸:2質量部とを添加した。
(バック層形成用塗料の調製工程)
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。
カーボンブラック(旭社製、商品名:#80):100質量部
ポリエステルポリウレタン:100質量部
(日本ポリウレタン社製、商品名:N−2304)
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
(成膜工程)
上述のようにして作製した塗料を用いて、支持体(ベースフィルム)としての長尺のPENフィルム(平均厚み4.2μm)上に平均厚み1.1μmの下地層、および平均厚み85nmの磁性層を以下のようにして形成した。まず、PENフィルムの一方の主面上に、下地層形成用塗料を塗布し、乾燥させることにより、PENフィルムの一方の主面上に下地層を形成した。次に、下地層上に、磁性層形成用塗料を塗布し、乾燥させることにより、下地層上に磁性層を形成した。なお、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PENフィルムの厚み方向に磁場配向させた。また、磁性層形成用塗料の乾燥条件(乾燥温度および乾燥時間)を調整し、磁気テープの厚み方向(垂直方向)における角形比S1を65%および長手方向における角形比S2を35%に設定した。
続いて、下地層、および磁性層が形成されたPENフィルムの他方の主面上にバック層形成用塗料を塗布し、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。そして、下地層、磁性層、およびバック層が形成されたPENフィルムに対して硬化処理を行った。その後、カレンダー処理を行い、磁性層表面を平滑化した。
(裁断の工程)
上述のようにして得られた磁気テープを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テープ(平均厚み5.6μm)が得られた。
なお、実施例1〜4、比較例1、2では、PENフィルム(支持体)の幅方向および長手方向の延伸量を調整することにより、磁気テープの(wmax−wmin)/wminの値が、表1に示すように350ppm〜450ppmの範囲となるように設定した。また、ヤング率比(ETD/EMD)の値が、表1に示すように1.3〜2.0の範囲となるように設定した。
(サーボ信号およびデータ信号の書き込み)
上述のようにして得られた長尺状の磁気テープにサーボ信号およびデータ信号を以下のようにして書き込んだ。まず、サーボライタを用いて、磁気テープにサーボ信号を書き込むことにより、サーボバンド幅WSBが95μmである5本のサーボバンドを形成した。なお、サーボ信号の書き込みにより、各サーボバンドには、ハの字の磁気パターンの列が形成された。
次に、記録再生装置を用いて、サーボバンド間のデータバンドにデータ信号を書き込んだ。この際、記録トラック幅Wが2900nm、記録波長λが192nmの単一記録波長となるように記録再生装置を制御した。なお、データ信号の記録波長λ[nm]は、最短記録波長で記録された際の磁化反転間距離L[nm]の4倍(すなわち、最短記録波長L’=2×Lであり、記録波長λ=L’の2倍長)とした。記録ヘッドにはギャップ長0.2μmのリングヘッドを用いた。
ここで、記録波長λを最短記録波長L’の2倍にしているのは、以下の理由による。すなわち、短波長を用いた記録再生系では、C/Nとしては一般的に最短記録波長の2倍の記録波長で記録再生した際の出力/ノイズの比を用いることが多い。また、2倍の記録波長でのC/Nは、最短記録波長でのC/Nよりもエラーレートとの相関性が高い。更に、最短記録波長でC/N計測を行った場合、記録再生系の波長特性によっては、テープノイズが記録再生系のシステムノイズに隠れてしまい、メディアのノイズ特性を正しく反映しない場合もある。特に高線記録密度記録の場合、メディアのノイズ特性を正しく反映しない場合が多い。
磁化反転間距離の最小値Lとデータトラック幅Wは、以下のようにして求められた。まず、磁性層13の表面を磁気力顕微鏡(MFM)を用いて観察し、MFM像を取得した。図9A、図9Bに、MFM像の一例を示す。次に、取得したMFM像から、磁気テープの幅方向における磁化パターン列の寸法を測定し、トラック幅W[nm]とした。また、磁気テープの長手方向における明部と明部の距離または暗部と暗部の距離をλ[nm]とした。その後、λ[nm]の半分の値をL’[nm]とし、更にL’[nm]の半分をL[nm]とした。
[実施例5]
まず、磁性層形成用塗料の乾燥条件(乾燥温度および乾燥時間)を調整し、磁気テープの厚み方向(垂直方向)における角形比S1を55%および長手方向における角形比S2を45%に設定したこと以外は実施例1と同様にして磁気テープを得た。次に、実施例1と同様にして、得られた磁気テープに対してサーボ信号およびデータ信号を書き込んだ。
[実施例6]
磁性層形成用塗料の乾燥条件(乾燥温度および乾燥時間)を調整し、磁気テープの厚み方向(垂直方向)における角形比S1を75%および長手方向における角形比S2を25%に設定したこと以外は実施例1と同様にして磁気テープを得た。次に、実施例1と同様にして、得られた磁気テープに対してサーボ信号およびデータ信号を書き込んだ。
[実施例7]
支持体として平均厚み3.5μmのPENフィルムを用いたこと以外は実施例1と同様にして、平均厚み4.9μmの磁気テープを得た。
[実施例8]
支持体として平均厚み3.2μmのPENフィルムを用いたこと以外は実施例1と同様にして、平均厚み4.5μmの磁気テープを得た。
[実施例9]
磁性層形成用塗料の塗布厚を調整し、下地層上に平均厚み35nmの磁性層を形成したこと以外は実施例1と同様にして、平均厚み5.6μmの磁気テープを得た。
[実施例10]
磁性粉としてバリウムフェライト(BaFe1219)粒子の粉末(六角板状、平均アスペクト比2.5、平均粒子体積1500nm)を用いたこと以外は実施例1と同様にして磁気テープを得た。
[実施例11]
磁性粉としてバリウムフェライト(BaFe1219)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1800nm)を用いたこと以外は実施例1と同様にして磁気テープを得た。
[実施例12]
磁性塗料のサンドミルでの分散時間を長くし塗料分散状態を特に良好にしたものを用い、かつ、磁性塗料の配向工程において垂直配向用ソレノイドの磁束密度を上げることにより、磁気テープの厚み方向(垂直方向)における角形比S1を80%および長手方向における角形比S2を21%に設定したこと以外は実施例1と同様にして磁気テープを得た。
[実施例13]
磁性塗料のサンドミルでの分散時間を長くし塗料分散状態を特に良好にしたものを用い、磁性塗料の配向工程において垂直配向用ソレノイドの磁束密度を上げ、さらに乾燥時間を調整することにより、磁気テープの厚み方向(垂直方向)における角形比S1を85%および長手方向における角形比S2を18%に設定したこと以外は実施例1と同様にして磁気テープを得た。
[実施例14]
磁性粉としてコバルトフェライト粒子の粉末(立方体状、平均粒子体積1200nm)を用いたこと以外は実施例1と同様にして磁気テープを得た。
[比較例3]
まず、比較例2と同様にして磁気テープを得た。次に、実施例1と同様にして磁気テープにサーボ信号を書き込んだ。続いて、データトラック幅Wが3300nmとなるように記録再生装置を制御したこと以外は実施例1と同様にして磁気テープにデータ信号を書き込んだ。
[比較例4]
PENフィルム(支持体)の幅方向および長手方向の延伸量を調整することにより、磁気テープの(wmax−wmin)/wmin、ヤング率比(ETD/EMD)の値がそれぞれ、表1に示すように500ppm、1.2となるように設定した。
[比較例5]
PENフィルム(支持体)の幅方向および長手方向の延伸量を調整することにより、磁気テープの(wmax−wmin)/wmin、ヤング率比(ETD/EMD)の値がそれぞれ、表1に示すように550ppm、1.0となるように設定した。
(記録容量)
磁気テープの記録容量を、以下の基準により評価した。
大記録容量を達成可能:磁気テープの面記録密度が評価基準サンプル(比較例1)の面記録密度と同等、もしくはこの面記録密度を超える。
大記録容量を達成困難:磁気テープの面記録密度が評価基準サンプル(比較例1)の面記録密度未満である。
なお、表3の記録容量の評価結果欄において記号“○”は、“大記録容量を達成可能”の評価結果を示し、記号“×”は、“大記録容量を達成困難”の評価結果を示す。また、“◎”は、“大記録容量を達成可能”の評価結果のうちでも、特に高い記録容量を達可能であるものを示す。
(オフトラック特性)
まず、サーボ用のハの字の磁気パターンの列を互いに既知の間隔で、長手方向に平行に2列以上、1/2インチ幅の磁気テープに記録したのち、この磁気テープをカートリッジに組み込んだ。そして、このサンプルテープに対し“記録再生装置”を用いて、カートリッジ巻き外部からカートリッジ巻き内部まで走行させながら、サーボによるトラック制御をしつつデータ記録を行った。
次に、カートリッジ巻き外部まで巻き戻した後、“記録再生装置”を用いて、カートリッジ巻外部からカートリッジ巻き内部まで走行させながら、サーボによるトラック制御をしつつ、先に記録したデータの読み取りを行った。カートリッジ巻き外部から巻き内部までデータを読み取りながら、データを読み取れなかった時間の総計を各テープに対して計測し、これをオフトラック時間とした。各テープのオフトラック時間を基に、9段階の判定値をそれぞれ付与した。なお、“9”を最も望ましい判定値(最も良好なオフトラック特性)とし、“1”を最も望ましくない判定値(最も悪いオフトラック特性)とした。
(SNR)
まず、磁気テープからの再生信号をスペクトラムアナライザーにて測定し、再生信号キャリアの大きさをS、積算ノイズの大きさ(0Hz近傍の低周波〜再生信号キャリア周波数の2倍の帯域までを積算)をNとし、SとNからSNR(Signal-to-Noise Ratio)を計算した。次に、求めたSNRを、リファレンスメディアとしての比較例1のSNRを基準とした相対値(dB)に変換した。次に、上述のようにして得られたSNR(dB)を用いて、電磁変換特性の良否を以下のようにして評価した。
電磁変換特性が良好:磁気テープのSNRが評価基準サンプル(比較例1)のSNR(=0(dB))と同等、もしくはこのSNR(=0(dB))を超える。
電磁変換特性が不良:磁気テープのSNRが評価基準サンプル(比較例1)のSNR(=0(dB))未満である
表1は、実施例1〜14、比較例1〜5の磁気テープの構成を示す。
Figure 0006750751
表2は、実施例1〜14、比較例1〜5の磁気テープの記録再生フォーマットを示す。
Figure 0006750751
fci:flux change per inch
tpi:track per inch
bpsi:bit per square inch
巻長:リールに巻いた状態で、102mm×105mm×22mmサイズのカートリッジ(LTOに準拠したカートリッジ)に収容可能な磁気テープの巻長
表3は、実施例1〜14、比較例1〜5の磁気テープの評価結果を示す。
Figure 0006750751
Ref.:評価基準
実施例1〜4、比較例1、2、4、5の評価結果から、データトラック幅Wが2900nm以下であり、かつ、最大値wmaxおよび最小値wminが(wmax−wmin)/wmin≦400[ppm]の関係を満たすことで、高記録容量を得ることができ、かつ、オフトラックを抑制することができることがわかる。
実施例1、5、6、12、13の評価結果から、SNRの向上の観点からすると、垂直方向における角形比が65%以上であることが好ましく、75%以上であることがより好ましいことがわかる。また、85%以上にすることがさらにより好ましいことがわかる。
実施例1、10、11の評価結果から、SNRの向上の観点からすると、磁性粉の平均粒子体積は1800nm以下であることが好ましくは、1500nm以下であることがより好ましいことがわかる。
比較例3の評価結果から、トラック幅が2900nmを超える場合には、磁気テープが(wmax−wmin)/wmin≦400[ppm]の関係を満たしていなくても、オフトラックを抑制できることがわかる。すなわち、データトラック幅Wが2900nm以下である場合には、オフトラックを抑制するためには、磁気テープが(wmax−wmin)/wmin≦400[ppm]の関係を満たしていることが好ましいことがわかる。
以上、本開示の実施形態およびその変形例について具体的に説明したが、本開示は、上述の実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本開示の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
例えば、上述の実施形態およびその変形例において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値等はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値等を用いてもよい。また、化合物等の化学式は代表的なものであって、同じ化合物の一般名称であれば、記載された価数等に限定されない。
また、上述の実施形態およびその変形例の構成、方法、工程、形状、材料および数値等は、本開示の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
また、本明細書において、「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載された数値をそれぞれ最小値および最大値として含む範囲を示す。本明細書に段階的に記載された数値範囲において、ある段階の数値範囲の上限値または下限値は、他の段階の数値範囲の上限値または下限値に置き換えてもよい。本明細書に例示する材料は、特に断らない限り、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、本開示は以下の構成を採用することもできる。
(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磁性層と
を備え、
前記磁性層は、複数のデータトラックを形成可能に構成され、
前記データトラックの幅が、2900nm以下であり、
温度、相対湿度が(10℃、10%)、(10℃、80%)、(29℃、80%)、(45℃、10%)である4つの環境下で測定された前記磁気記録媒体の幅の平均値のうちの最大値、最小値をそれぞれwmax、wminとした場合、wmaxおよびwminが以下の関係式(1)を満たす磁気記録媒体。
(wmax−wmin)/wmin≦400[ppm] ・・・(1)
(2)
前記磁気記録媒体の垂直方向における角形比が、65%以上である(1)に記載の磁気記録媒体。
(3)
前記磁気記録媒体の長手方向における角形比が、35%以下である(1)または(2)に記載の磁気記録媒体。
(4)
前記磁性層が、磁化反転間距離の最小値Lと前記データトラックの幅Wの比率W/LがW/L≦60の関係を満たすように、データを記録可能に構成されている(1)から(3)のいずれかに記載の磁気記録媒体。
(5)
前記磁性層が、磁化反転間距離の最小値Lと前記データトラックの幅Wの比率W/LがW/L≦30の関係を満たすように、データを記録可能に構成されている(1)から(3)のいずれかに記載の磁気記録媒体。
(6)
前記磁性層が、磁化反転間距の最小値が48nm以下となるように、データを記録可能に構成されている(1)から(3)のいずれかに記載の磁気記録媒体。
(7)
前記磁性層が、複数のサーボバンドを有し、
前記磁性層の表面の面積に対する前記サーボバンドの総面積の割合が、4.0%以下である(1)から(6)のいずれかに記載の磁気記録媒体。
(8)
前記サーボバンドの数が、5以上である(7)に記載の磁気記録媒体。
(9)
前記サーボバンドの数が、5+4n(但し、nは正の整数である。)以上である(7)に記載の磁気記録媒体。
(10)
前記サーボバンドの幅が、95μm以下である(7)から(9)のいずれかに記載の磁気記録媒体。
(11)
前記磁気記録媒体の平均厚みが、5.6μm以下である(1)から(10)のいずれかに記載の磁気記録媒体。
(12)
前記基体の平均厚みが、4.2μm以下である(1)から(11)のいずれかに記載の磁気記録媒体。
(13)
前記磁性層の平均厚みが、90nm以下である(1)から(12)のいずれかに記載の磁気記録媒体。
(14)
前記磁気記録媒体の長手方向のテンション変化に対する前記磁気記録媒体の幅方向の寸法変化量Δwが、700[ppm/N]≦Δwである(1)から(13)のいずれかに記載の磁気記録媒体。
(15)
前記磁気記録媒体の温度膨張係数αが、6[ppm/℃]≦α≦8[ppm/℃]であり、且つ、前記磁気記録媒体の湿度膨張係数βが、β≦5[ppm/%RH]である(1)から(14)のいずれかに記載の磁気記録媒体。
(16)
前記磁気記録媒体のポアソン比ρが、0.3≦ρである(1)から(15)のいずれかに記載の磁気記録媒体。
(17)
前記磁気記録媒体の長手方向の弾性限界値σMDが、0.8[N]≦σMDである(1)から(16)のいずれかに記載の磁気記録媒体。
(18)
前記磁性層は、磁性粉を含み、
前記磁性粉は、六方晶フェライト、ε酸化鉄またはCo含有スピネルフェライトを含む(1)から(17)のいずれかに記載の磁気記録媒体。
(19)
前記磁性粉の平均アスペクト比が、1.0以上3.0以下である(18)に記載の磁気記録媒体。
(20)
前記六方晶フェライトが、BaおよびSrのうちの少なくとも1種を含み、
前記ε酸化鉄が、AlおよびGaのうちの少なくとも1種を含む(18)または(19)に記載の磁気記録媒体。
(21)
前記磁気記録媒体の幅方向におけるヤング率ETDと、前記磁気記録媒体の長手方向におけるヤング率EMDとのヤング率比(ETD/EMD)が、1.5以上2.0以下である(1)から(20)のいずれかに記載の磁気記録媒体。
(22)
前記磁性粉は、六方晶フェライトを含み、
前記磁性粉の平均粒子体積が、1000nm以上1800nm以下である(1)から(17)のいずれかに記載の磁気記録媒体。
(23)
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磁性層と
を備え、
温度、相対湿度が(10℃、10%)、(10℃、80%)、(29℃、80%)、(45℃、10%)である4つの環境下で測定された前記磁気記録媒体の幅の平均値のうちの最大値、最小値をそれぞれwmax、wminとした場合、wmaxおよびwminが以下の関係式(1)を満たす磁気記録媒体。
(wmax−wmin)/wmin≦400[ppm] ・・・(1)
10 磁気記録媒体
10A 磁気記録媒体カートリッジ
10B カートリッジケース
10C リール
11 基体
12 下地層
13 磁性層
14 バック層
15 バリア層
21 コア部
22 シェル部
22a 第1シェル部
22b 第2シェル部
30 記録再生装置
31 スピンドル
32 リール
33 スピンドル駆動装置
34 リール駆動装置
35 ガイドローラ
36 ヘッドユニット
37 通信インターフェース
38 制御装置
41 サーバ
42 パーソナルコンピュータ
43 ネットワーク

Claims (27)

  1. テープ状の磁気記録媒体であって、
    磁性層と、下地層と、基体と、バック層を備え、
    記磁気記録媒体の垂直方向における角形比S1が、65%以上であり、
    温度、相対湿度が(10℃、10%)、(10℃、80%)、(29℃、80%)、(45℃、10%)である4つの環境下で測定された前記磁気記録媒体の幅の平均値のうちの最大値、最小値をそれぞれwmax、wminとした場合、wmaxおよびwminが以下の関係式(1)を満たす磁気記録媒体。
    (wmax−wmin)/wmin≦400[ppm] ・・・(1)
  2. 前記磁性層が、複数のサーボバンドを有し、前記磁性層の表面の面積に対する前記サーボバンドの総面積の割合が、4.0%以下である請求項1に記載の磁気記録媒体。
  3. 前記サーボバンドの数が、5以上である請求項2に記載の磁気記録媒体。
  4. 前記サーボバンドの数が、9以上である請求項2に記載の磁気記録媒体。
  5. 前記サーボバンドの幅が、95μm以下である請求項2から4のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。
  6. 前記磁気記録媒体の平均厚みが、5.6μm以下である請求項1から5のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。
  7. 前記磁気記録媒体の平均厚みが、5.0μm以下である請求項1から5のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。
  8. 前記基体の平均厚みが、4.2μm以下である請求項1から7のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。
  9. 前記基体の平均厚みが、3.8μm以下である請求項1から7のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。
  10. 前記基体が前記磁気記録媒体の長手方向および前記磁気記録媒体の幅方向に二軸延伸されている請求項1から9のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。
  11. 前記磁性層の平均厚みが、90nm以下である請求項1から10のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。
  12. 前記磁性層の平均厚みが、35nm以上50nm以下である請求項1から10のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。
  13. 前記磁気記録媒体の長手方向のテンション変化に対する前記磁気記録媒体の幅方向の寸法変化量Δwが、700[ppm/N]≦Δwである請求項1から12のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。
  14. 前記磁気記録媒体の温度膨張係数αが、6[ppm/℃]≦α≦8[ppm/℃]であり、且つ、前記磁気記録媒体の湿度膨張係数βが、β≦5[ppm/%RH]である請求項1から13のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。
  15. 前記磁気記録媒体のポアソン比ρが、0.3≦ρである請求項1から14のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。
  16. 前記磁気記録媒体の長手方向の弾性限界値σMDが、0.8[N]≦σMDである請求項1から15のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。
  17. 前記磁気記録媒体の幅方向におけるヤング率ETDと、前記磁気記録媒体の長手方向におけるヤング率EMDとのヤング率比(ETD/EMD)が、1.5以上2.0以下である請求項1から16のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。
  18. 前記磁性層は、磁性粉を含み、
    前記磁性粉は、六方晶フェライト、ε酸化鉄またはCo含有スピネルフェライトを含む請求項1から17のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。
  19. 前記磁性粉の平均アスペクト比が、1.0以上3.0以下である請求項18に記載の磁気記録媒体。
  20. 前記六方晶フェライトが、BaおよびSrのうちの少なくとも1種を含み、前記ε酸化鉄が、AlおよびGaのうちの少なくとも1種を含む請求項18または請求項19に記載の磁気記録媒体。
  21. 前記磁性粉の平均粒子体積は900nm以上1800nm以下である請求項18から請求項20のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。
  22. 前記磁性粉の平均粒子体積は900nm以上1500nm以下である請求項18から請求項20のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。
  23. 前記磁性粉は、六方晶フェライトを含み、
    前記磁性粉の平均粒子体積が、1000nm以上1800nm以下である請求項18から請求項20のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。
  24. 前記磁性粉は、六方晶フェライトを含み、
    前記磁性粉の平均粒子体積が、1000nm以上1500nm以下である請求項18から請求項20のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。
  25. 前記バック層の平均厚みが0.6μm以下である請求項1から請求項24のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。
  26. 前記角形比S1が70%以上である請求項1から請求項25のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。
  27. 請求項1から26のいずれか1項に記載の磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体を巻装したリールと、前記磁気記録媒体と前記リールを収容するカートリッジケースを有するカートリッジ。
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