JP7136179B2 - 磁気記録媒体及びカートリッジ - Google Patents
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Description
まず、磁気記録媒体1における基本的な構成について説明する。図1は、磁気記録媒体1を側方から見た模式図である。
基材11は、非磁性層12および磁性層13を支持する非磁性支持体である。基材11は、長尺のフィルム状を有する。基材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。基材11の平均厚みの上限値が4.2μm以下であると、1つのカートリッジ21(図5参照)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。
磁性層13は、データ信号を記録するための記録層である。磁性粉、結着剤、導電性粒子等を含む。磁性層13は、必要に応じて、潤滑剤、研磨剤、防錆剤などの添加剤をさらに含んでいてもよい。磁性層13は、多数の孔部が設けられた表面を有している。これらの多数の孔部には、潤滑剤が蓄えられている。多数の孔部は、磁性層の表面に対して垂直方向に延設されていることが好ましい。
装置:TEM(日立製作所製H9000NAR)
加速電圧:300kV
倍率:100,000倍
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。ε酸化鉄粒子に含まれるε酸化鉄は、磁気記録媒体1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。
Vave=π/6×DLave3
Vave=3√3/8×DAave×DBave2
CoxMyFe2OZ ・・・(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。)
Vave=DCave3
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1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1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。
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)で示される化合物を含むことが好ましい。潤滑剤がこれらの化合物を含むことで、磁性層13の表面の動摩擦係数を特に低減することができる。したがって、磁気記録媒体1の走行性をさらに向上することができる。
CH3(CH2)nCOOH ・・・(1)
(但し、一般式(1)において、nは14以上22以下の範囲から選ばれる整数である。)
CH3(CH2)pCOO(CH2)qCH3 ・・・(2)
(但し、一般式(2)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2以上5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。
非磁性層12は、非磁性粉及び結着剤を含む。非磁性層12は、必要に応じて、電動性粒子、潤滑剤、硬化剤、防錆材などの添加剤を含んでいてもよい。
(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材料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。
(結着剤)
結着剤は、上述の磁性層13と同様である。
バック層14は、非磁性粉及び結着剤を含む。バック層14は、必要に応じて潤滑剤、硬化剤及び帯電防止剤などの添加剤を含んでいてもよい。非磁性粉、結着剤としては、上述の非磁性層12に用いられる材料と同様の材料が用いられる。
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D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。
tb[μm]=tT[μm]-tB[μm]
磁気記録媒体1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、より好ましくは、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1の平均厚みtTが5.6μm以下であると、カートリッジ21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1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1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。
磁気記録媒体1の垂直方向(厚み方向)における角形比(配向度)S1が、65%以上、好ましくは70%以上、より好ましくは75%以上、より好ましくは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
図2は、磁気記録媒体1を上方から見た模式図である。図2を参照して、磁性層13は、データ信号が書き込まれる長手方向(X軸方向)に長い複数のデータバンドd(データバンドd0~d3)と、サーボ信号6が書き込まれる長手方向に長い複数のサーボバンドs(サーボバンドs0~s4)とを有している。サーボバンドsは、幅方向(Y軸方向)で各データバンドdを挟み込む位置に配置される。
次に、磁気記録媒体1に対して、データ信号の記録及び再生を行うデータ記録装置20について説明する。図5は、データ記録装置20を示す模式図である。なお、本明細書(及び図面)においては、データ記録装置20を基準とした座標系をX'Y'Z'座標系で表すこととする。
次に、本技術の基本的な考え方について説明する。本技術においては、サーボ信号の再生波形における孤立波形の半値幅(PW50)に着目している。まず、この孤立波形の半値幅について説明する。
次に、本技術における各種実施例及び各種比較例について説明する。図11は、各種実施例及び各種比較例を示す図である。
以上説明したように、本技術においては、磁性層13の垂直配向度が65%以上とされ、サーボ信号6の再生波形における孤立波形の半値幅が195nm以下とされている(第1実施例~第25実施例参照)。これにより、サーボ信号6の再生波形におけるピークが鋭くなり、第1の期間と第2の期間の差が小さくても(距離Dが小さくても)、この差(あるいは、距離D)を正確に判断することができる。
次に、磁気記録媒体1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、非磁性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、非磁性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、磁性層形成用塗料の調整工程について説明する。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。
バリウムフェライト(BaFe12O19)粒子の粉末(六角板状、アスペクト比2.8、粒子体積1950nm3):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:5質量部
(α-Al2O3、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)
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
次に、非磁性層形成用塗料の調整工程について説明する。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、非磁性層形成用塗料を調製した。
針状酸化鉄粉末:100質量部
(α-Fe2O3、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)
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
次に、バック層形成用塗料の調整工程について説明する。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。
カーボンブラック粒子の粉末(平均粒径20nm):90質量部
カーボンブラック粒子の粉末(平均粒径270nm):10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
カーボンブラック粒子の粉末(平均粒径20nm):80質量部
カーボンブラック粒子の粉末(平均粒径270nm):20質量部
カーボンブラック粒子の粉末(平均粒径270nm):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非磁性層形成用塗料を用いて、非磁性支持体である長尺のポレエチレンナフタレートフィルム(以下「PENフィルム」という。)(例えば、平均厚み4.0μm)の一方の主面上に平均厚み1.0~1.1μmの非磁性層、および平均厚み40~100nm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非磁性層形成用塗料を塗布、乾燥させることにより、非磁性層を形成した。次に、非磁性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。なお、ソレノイドコイルからの磁界の強さを調整したり(磁性粉の保持力の2~3倍)、磁性層形成用塗料の固形分を調整したり、磁性層形成用塗料の乾燥条件(乾燥温度および乾燥時間)の調整により、磁場中で磁性粉が配向するための条件を調整したりすることによって、磁気テープの厚み方向(垂直方向)における角形比S1および長手方向における角形比S2を所定の値に設定した。続いて、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、乾燥させることにより、非磁性層を形成した。これにより、磁気テープが得られた。なお、角形比(配向度)を高くするためには、磁性層形成用塗料の分散状態を良くする必要がある。さらに、垂直方向配向度を高くするために、磁気テープが配向装置内に入る前に、事前に磁性粉を磁化しておく方法も有効である。
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、得られた磁気テープをロール状に巻き取ったのち、この状態で磁気テープに60℃、10時間の加熱処理を2回行った。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孔部が形成された。
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が得られた。
本技術は、以下の構成をとることもできる。
(1)基材と磁性層とを有し、長手方向に長く、幅方向に短いテープ状の磁気記録媒体であって、
前記磁性層は、データ信号が書き込まれる前記長手方向に長いデータバンドと、サーボ信号が書き込まれる前記長手方向に長いサーボバンドとを含み、垂直配向度が65%以上であり、
前記サーボ信号の再生波形における孤立波形の半値幅が195nm以下であり、
前記磁性層の厚さが、90nm以下であり、
前記基材の厚さが、4.2μm以下である
磁気記録媒体。
(2) 上記(1)に記載の磁気記録媒体であって、
前記孤立波形の半値幅が180nm以下である
磁気記録媒体。
(3) 上記(2)に記載の磁気記録媒体であって、
前記孤立波形の半値幅が160nm以下である
磁気記録媒体。
(4) 上記(3)に記載の磁気記録媒体であって、
前記孤立波形の半値幅が140nm以下である
磁気記録媒体。
(5) 上記(4)に記載の磁気記録媒体であって、
前記孤立波形の半値幅が120nm以下である
磁気記録媒体。
(6) 上記(1)~(5)のうちいずれか1つに記載の磁気記録媒体であって、
前記垂直配向度が70%以上である
磁気記録媒体。
(7) 上記(6)に記載の磁気記録媒体であって、
前記垂直配向度が75%以上である
磁気記録媒体。
(8) 上記(7)に記載の磁気記録媒体であって、
前記垂直配向度が80%以上である
磁気記録媒体。
(9) 上記(1)~(8)のうちいずれか1つに記載の磁気記録媒体であって、
前記データバンドは、前記長手方向に長く、前記幅方向に整列され、前記幅方向でトラック毎に所定の記録トラック幅を有する複数の記録トラックを有し、
前記サーボ信号は、前記幅方向に対して所定のアジマス角を持って傾斜する複数のストライプを含み、
前記複数のストライプうち、任意のストライプ上の任意の点をP1とし、前記P1に対して、前記幅方向で前記記録トラック幅分、離れた位置にある前記任意のストライプ上の点をP2としたとき、前記P1及び前記P2における前記長さ方向での距離が、0.08μm以上である
磁気記録媒体。
(10) 上記(9)に記載の磁気記録媒体であって、
前記P1及び前記P2における前記長さ方向での距離が、0.62μm以下である
磁気記録媒体。
(11) 上記(1)~(10)のうちいずれか1つに記載の磁気記録媒体であって、
前記磁性層は、長手配向度が35%以下である
磁気記録媒体。
(12) 上記(1)~(11)のうちいずれか1つに記載の磁気記録媒体であって、
前記磁気記録媒体は、長手方向の保磁力が2000Oe以下である
磁気記録媒体。
(13) 上記(1)~(12)のうちいずれか1つに記載の磁気記録媒体であって、
前記磁性層の表面全体の面積に対する前記サーボバンドの面積の比率が、4.0%以下である
磁気記録媒体。
(14) 上記(1)~(13)のうちいずれか1つに記載の磁気記録媒体であって、前記磁性層は、磁性粉を含み、前記磁性粉の粒子体積が2300nm3以下である磁気記録媒体。
(15) 上記(1)~(14)のうちいずれか1つに記載の磁気記録媒体であって、
データバンドの本数が4n(nは、2以上の整数)であり、サーボバンドの本数が、4n+1である
磁気記録媒体。
(16) 上記(1)~(15)のうちいずれか1つに記載の磁気記録媒体であって、
前記サーボバンドの幅が、95μm以下である
磁気記録媒体。
(17) 上記(1)~(16)のうちいずれか1つに記載の磁気記録媒体であって、
前記データバンドは、前記長手方向に長く、前記幅方向に整列され、前記幅方向でトラック毎に所定の記録トラック幅を有する複数の記録トラックを有し、
前記記録トラック幅は、2.0μm以下である
磁気記録媒体。
(18) 上記(1)~(17)のうちいずれか1つに記載の磁気記録媒体であって、
前記データバンドに記録されるデータ信号における前記長手方向の1ビット長が、48nm以下である
磁気記録媒体。
(19) 上記(1)~(18)のうちいずれか1つに記載の磁気記録媒体であって、
前記磁性層は、六方晶フェライト、ε酸化鉄、又はコバルト含有フェライトの磁性粉を含む
磁気記録媒体。
(20)基材と磁性層とを有し、長手方向に長く、幅方向に短いテープ状の磁気記録媒体を含むカートリッジであって、
前記磁性層は、データ信号が書き込まれる前記長手方向に長いデータバンドと、サーボ信号が書き込まれる前記長手方向に長いサーボバンドとを含み、垂直配向度が65%以上であり、
前記サーボ信号の再生波形における孤立波形の半値幅が195nm以下であり、
前記磁性層の厚さが、90nm以下であり、
前記基材の厚さが、4.2μm以下である
カートリッジ。
s・・・サーボバンド
5・・・記録トラック
6・・・サーボ信号
7・・・ストライプ
1・・・磁気記録媒体
11・・基材
12・・非磁性層
13・・磁性層
14・・バック層
20・・データ記録装置
Claims (20)
- 基材と磁性層とを有し、長手方向に長く、幅方向に短いテープ状の磁気記録媒体であって、
前記磁性層は、データ信号が書き込まれる前記長手方向に長いデータバンドと、サーボ信号が書き込まれる前記長手方向に長いサーボバンドとを含み、垂直配向度が65%以上であり、
前記サーボ信号の再生波形における孤立波形の半値幅が195nm以下であり、
前記磁性層の厚さが、90nm以下であり、
前記基材の厚さが、4.2μm以下である
磁気記録媒体。 - 請求項1に記載の磁気記録媒体であって、
前記孤立波形の半値幅が180nm以下である
磁気記録媒体。 - 請求項2に記載の磁気記録媒体であって、
前記孤立波形の半値幅が160nm以下である
磁気記録媒体。 - 請求項3に記載の磁気記録媒体であって、
前記孤立波形の半値幅が140nm以下である
磁気記録媒体。 - 請求項4に記載の磁気記録媒体であって、
前記孤立波形の半値幅が120nm以下である
磁気記録媒体。 - 請求項1に記載の磁気記録媒体であって、
前記垂直配向度が70%以上である
磁気記録媒体。 - 請求項6に記載の磁気記録媒体であって、
前記垂直配向度が75%以上である
磁気記録媒体。 - 請求項7に記載の磁気記録媒体であって、
前記垂直配向度が80%以上である
磁気記録媒体。 - 請求項1に記載の磁気記録媒体であって、
前記データバンドは、前記長手方向に長く、前記幅方向に整列され、前記幅方向でトラック毎に所定の記録トラック幅を有する複数の記録トラックを有し、
前記サーボ信号は、前記幅方向に対して所定のアジマス角を持って傾斜する複数のストライプを含み、
前記複数のストライプうち、任意のストライプ上の任意の点をP1とし、前記P1に対して、前記幅方向で前記記録トラック幅分、離れた位置にある前記任意のストライプ上の点をP2としたとき、前記P1及び前記P2における前記長さ方向での距離が、0.08μm以上である
磁気記録媒体。 - 請求項9に記載の磁気記録媒体であって、
前記P1及び前記P2における前記長さ方向での距離が、0.62μm以下である
磁気記録媒体。 - 請求項1に記載の磁気記録媒体であって、
前記磁性層は、長手配向度が35%以下である
磁気記録媒体。 - 請求項1に記載の磁気記録媒体であって、
前記磁気記録媒体は、長手方向の保磁力が2000Oe以下である
磁気記録媒体。 - 請求項1に記載の磁気記録媒体であって、
前記磁性層の表面全体の面積に対する前記サーボバンドの面積の比率が、4.0%以下である
磁気記録媒体。 - 請求項1に記載の磁気記録媒体であって、
前記磁性層は、磁性粉を含み、
前記磁性粉の粒子体積が2300nm3以下である
磁気記録媒体。 - 請求項1に記載の磁気記録媒体であって、
データバンドの本数が4n(nは、2以上の整数)であり、サーボバンドの本数が、4n+1である
磁気記録媒体。 - 請求項1に記載の磁気記録媒体であって、
前記サーボバンドの幅が、95μm以下である
磁気記録媒体。 - 請求項1に記載の磁気記録媒体であって、
前記データバンドは、前記長手方向に長く、前記幅方向に整列され、前記幅方向でトラック毎に所定の記録トラック幅を有する複数の記録トラックを有し、
前記記録トラック幅は、2.0μm以下である
磁気記録媒体。 - 請求項1に記載の磁気記録媒体であって、
前記データバンドに記録されるデータ信号における前記長手方向の1ビット長が、48nm以下である
磁気記録媒体。 - 請求項1に記載の磁気記録媒体であって、
前記磁性層は、六方晶フェライト、ε酸化鉄、又はコバルト含有フェライトの磁性粉を含む
磁気記録媒体。 - 基材と磁性層とを有し、長手方向に長く、幅方向に短いテープ状の磁気記録媒体を含むカートリッジであって、
前記磁性層は、データ信号が書き込まれる前記長手方向に長いデータバンドと、サーボ信号が書き込まれる前記長手方向に長いサーボバンドとを含み、垂直配向度が65%以上であり、
前記サーボ信号の再生波形における孤立波形の半値幅が195nm以下であり、
前記磁性層の厚さが、90nm以下であり、
前記基材の厚さが、4.2μm以下である
カートリッジ。
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