JPH02263323A - 磁気記録媒体の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、磁気テープ、磁気フロッピーデスク等に適用
する磁気記録媒体の製造装置に関するものであり、特に
強磁性粉末を塗布して作製される塗布型媒体において、
強磁性粉末を垂直配向させたいわゆる垂直磁気記録方式
の媒体を作製する製造装置に関するものである。

従来の技術 従来、例えばコンピュータなどの記憶媒体やビデオテー
プな゛どの記録媒体として使用される磁気記録媒体に於
いては、基板上に形成される磁性層に於いて、磁性層に
含まれる強磁性粒子を基板に対して水平に配向したいわ
ゆる面内記録方式が用いられていた。しかしながら面内
記録方式に於いては、記録波長の短波長化につれて媒体
内の反磁界が増し、磁性粒子の微細化、材料の改良によ
っても基本的に高密度記録が不可能であるという欠点を
有していた。

そこで基板面に対して垂直に磁化するいわゆる垂直磁気
記録方式が提案された。垂直磁気記録方式は記録密度が
高密度になるにつれて減磁界が小さくなることから将来
の磁気記録方式として注目されている。垂直磁気記録方
式は基板面に対して垂直磁気異方性を有していることが
必要であり、そのために結晶成長軸と磁化容易軸が同じ
であるＧｏ−Ｃｒ金属を真空蒸着法やスパッタ法によっ
て作製シタリ、バリウムフェライト等の磁化容易軸が板
面に垂直な粒子を塗布し垂直方向に磁場をかけて配向し
ているものなどがある。

しかしながら、スパッタ法や真空蒸着法に於いてはその
製膜速度が遅いことや、製膜時の不安定性に起因する再
生信号としてのドロップアウト等の発生、あるいは磁性
層そのものが金属層であるための耐久性に対しての問題
などが存在し、実用レベルの磁気記録媒体が得にくいも
のであった。

また、バリウムフェライト等の板状粒子を塗布する方式
に於いては比較的安定に製膜出来るがバリウムフェライ
トそのものの磁気特性あるいは形状の為にそれほど高密
度に出来ないといった欠点を有している。

一方、広（面内媒体に用いられている針状の磁性粒子を
基板面に塗布した後塗膜が未乾燥の状態で磁場をかけ、
磁性粒子の長袖を基板面に対して垂直に配向させる方法
がある。

第４図はこの従来の磁気記録媒体製造装置の概略図を示
すものであり、１は基板２としての高分子フィルムを塗
工プロセスに供給する巻出しローラー　前記基板２は非
磁性基板フィルムであり例えばポリエチレンテレフタレ
ー）　（ＰＥＴ）フィルムでその厚みは数μ〜数１０μ
ｍである。３は基板２に磁性塗料を塗布するためのコー
ターでありグラビアロール、リバースロールなどが考え
られる。

ここで磁性塗料としては７−Ｆｅ２０３　、Ｇｏ−７−
Ｆｅ２０３　、Ｆｅ等の針状粒子あるいはバリウムフェ
ライトなどの板状粒子と有機バインダーやその他添加剤
とを溶剤に溶かして磁性粒子を分散させた低粘度状態の
ものが考えられる。４は走行経路中のフリーローラーで
ある。５は基板フィルム２に塗布された磁性塗料を基板
面に垂直配向するための配向用磁石であり、図に示すよ
うに基板２を挟んで異極磁石を対向させ基板２上の磁性
塗料内磁性粒子の磁化容易軸が基板２に対して垂直に配
向するように配置されている。このとき針状粒子の場合
は軸方向に容易磁化方向がありそれ故基板２上に磁性粒
子が垂直に配列した構造になる。６は塗布後記向された
磁性塗料を乾燥硬化させる領域であり、熱風などを供給
して行なう。７は塗工後の基板２を巻き取る巻取りロー
ラーである。この様な場合いかに配向させるかが大きな
ポイントであり、そのために配向磁石５の形状や個数あ
るいは強度を変えているものなどがある。

第５図は塗布から乾燥までの工程における基板２上の磁
性粒子８の挙動を模式的に示した図である。この図で矢
印は基板２の進行方向を示す。塗布された磁性粒子８は
塗膜内で図に示すようにその長袖方向がランダムな配列
となっており、配向過程に入ると垂直配向磁場により徐
々に垂直方向にその長袖が揃ってゆき、配向磁場の最終
端ではほとんどが垂直配向した構造となる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら前記のような構成では第５図に示すように
乾燥過程においては最初垂直に配向されていた磁性粒子
８が徐々に反磁界の影響により面内配向に戻ってしまっ
たり、溶剤が蒸発することによる体積変化の影響や、配
向時に強く配向させようとして強磁場を印加することに
よって生じる磁性粒子のみが表面より突出する影響など
のいわゆるマンハッタン効果と呼ばれる表面荒れが発生
し、磁気ヘッドで記録再生を行なう場合にスペーシング
損失となり特性の優れた媒体を作製することが困難であ
るという問題点を有していた。

また、垂直磁気記録媒体としての真空蒸着やスパッタな
どの薄膜媒体における周波数特性は高周波数領域におい
ては再生出力が大きく、いわゆる面内媒体よりも優れて
いるが、低周波数の領域においては逆に再生出力が小さ
く実際のビデオ信号などを記録するときのトラック信号
として使用する低周波数特性が悪くなるものである。

本発明はかかる点に鑑み、表面性、垂直配向性に優れ且
つ低周波数から高周波数までの全域に亘って特性の優れ
た高密度記録媒体を製造する装置を提供することを目的
とするものである。

課題を解決するための手段 非磁性基板上に電子線で硬化するバインダーと混練され
た第１の磁性材料を塗布する第１の塗布機と、第１の磁
性材料を所定の方向に配向する第１の配向磁石と、非磁
性基板の第１の磁性層表面に電子線で硬化するバインダ
ーと混練された第２の磁性材料を塗布する第２の塗布機
と、非磁性基板をその表面に形成された第１の磁性層面
を沿わせて走行させるキャンと、キャンの上方に設置さ
れ前記電子線を照射する電子線照射装置とを備え、キャ
ンに沿う非磁性基板の入り側からキャン上部の電子線を
照射される薫での経路に、前記第２の磁性塗料を非磁性
基板面に垂直配向させる第２の配向磁石を設けたことを
特徴とするものである。

作　　　用 本発明は前記した構成により、第１の磁性材料を塗布後
にまず主として非磁性基板の面内方向に配向した後電子
線を照射して硬化し第１層目の磁性層を形成する。次に
第２の磁性材料を第１層目の磁性層表面に塗布し、キャ
ン表面と第１の磁性層表面との間に挟む。この状態で粘
度の低い第２の磁性材料にキャン側に磁束が集中するよ
うな垂直配向磁界を印加することにより、前記材料内の
強磁性針状粒子はキャンの表面にその先端を揃えた構造
で配向し、第２の磁性材料が低粘度の状態で電子線によ
り第２層目の磁性層を硬化させることができる。それ故
、下層を面内配向とし、上層を垂直配向とした磁気記録
媒体が作製でき且つ上層の磁性層表面はキャン表面と同
等の表面性を有する媒体が作製できるものである。

実°施例 第１図は、本発明の第１の実施例における磁気記録媒体
の製造装置の構成図を示すものである。

同図において、９は磁気記録媒体の非磁性基板１０とな
るフィルムの供給ロールであり、前記基板１０の非磁性
基板フィルムとしては有機高分子例えばポリエチレンテ
レフタレート等の幅広、長尺のものが使用され、図の矢
印の方向に進行する。

１１は第１の磁性材料１２を塗布して基板１０に第１の
磁性層２６（第２図参照）を形成するための塗布機であ
り、塗布の方式はグラビアあるいはバックロールなどの
方式でも良いが、あまり第１の磁性層２６は表面精度を
必要としないのでドクターブレード等の比較的装置構成
の簡単な方式でも良い。第１の磁性材料１２としては第
１の強磁性針状粒子２５（第２図参照）、例えばγ−Ｆ
ｅ２Ｏ３、Ｃｏ−γ−Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ等の磁性体であ
り、その寸法は長袖寸法で０．３〜０．５μｍ１　　車
軸寸法は長袖寸法の約１／１０以下である。またこの磁
性材料１２内には前記磁性粒子２５に帯電防止剤、研磨
剤等の固形分を加え、バインダーとして電子線照射によ
り硬化するバインダーを加えて分散させている。

１３は非磁性基板１０に塗布された第１の磁性材料１２
を所定の方向に配向するための第１の配向磁石であり、
本実施例においては配向方向を略基板面に平行となるよ
うに配向する様、対向永久磁石あるいは電磁石が用いら
れている。

１４は前記非磁性基板１０を各処理工程に搬送するため
のフリーローラーである。１５は電子線照射装置でその
内部は高真空に保たれ、電子を発生させるフィラメント
１６を備えている。電子線照射装置１５の下部は、薄い
隔壁２４で仕切られている。

１７は第２の磁性材料１８を塗布して基板１゜に第２の
磁性層を形成するための塗布機であり、塗布の方式はグ
ラビアあるいはバックロールなどの方式でも良い。第２
の磁性材料１８としては強磁性針状粒子例えば７−Ｆｅ
２０３　、Ｇｏ−７−Ｆｅ２０３　、Ｆｅ等の磁性体で
あり、その寸法は第１の磁性材料１２の針状粒子よりも
小さく長袖寸法０．２μｍ程度、単軸寸法は長軸寸法の
約１７１Ｏ以下である。またこの磁性材料１８内には前
記磁性粒子に帯電防止剤、研磨剤等の固形分を加え、バ
インダーとして電子線照射により硬化するバインダーを
加えて分散させている。

１９は転写及び冷却用の円筒状キャンであり高透磁率軟
磁性体よりなり、表面をＯｒ鍍金などで仕上げて硬質化
されていると共に、その表面は鏡面仕上げされている。

また円筒状キャン１９はその最上部が前記電子線照射装
置１５から発生する電子線２０に曝されるように位置し
ており、円筒状キャン１９の内部には第２の磁性材料１
８を垂直配向するための第２の配向磁石２１が設けられ
ている。配向磁石２１は単磁極タイプである。この配向
磁石２１は第１の磁性層２６が形成された非磁性基板１
０が円筒状キャン１９に入る位置から、前記の電子線２
０に曝される直前位置までの間に設置されている。

２２は第１の磁性層２６及び第２の磁性層３０（第２図
参照）が形成された非磁性基板１０を巻き取る巻取りロ
ールである。供給ロール９、第１の塗布機１１、巻取り
ロール２２以外の構成要素は、箱体２３内に設置されて
おり、箱体２３の内部は窒素ガスなどの不活性ガスで置
換されている。

以上のように構成された本実施例の磁気記録媒体の製造
装置において、以下その動作を説明する。

なお第２図には磁性層の構成と第２磁性層での配向過程
を模式的に示している。

第１の塗布機１１で比較的形状寸法の大きい強磁性針状
磁性粒子を含む第１の磁性材料１２が塗布された非磁性
基板１０は、フリーローラー１４を介して箱体２３内に
搬送される。箱体２３の配向磁石１３でまず基板面と略
平行方向に前記磁性材料の磁性粒子が配向される。粘度
の低い状態の前記塗膜は、箱体２３の上部に設けられた
電子線照射装置１５の下方を通過する。このときフィラ
メント１６より発生された電子線２０が、基板１０に塗
布された第１の磁性材料１２に薄い隔壁２４を通して照
射される。この磁性材料１２には磁性粒子２５の他に帯
電防止剤、研磨剤などの固形分が、電子線照射すること
で硬化が可能な粘度の低いバインダーで分散混練されて
いるので、この領域ばおいて電子線２０が照射されると
、第２図に示すように第１の強磁性粒子２５が、路面内
に平行に配向した状態で瞬時に硬化される。

第１の磁性層２６が形成された基板１０は、その後フリ
ーローラー１４を介して転写兼冷却キャン１９に入る。

転写兼冷却キャン１９ではその下方に第２の磁性材料１
８を塗布する塗布機１７が設けられており、第１の塗布
機１１での塗料成分と同様であるが強磁性針状磁性粒子
２９の形状寸法が第１の磁性材料１２のものよりも小さ
い第２の磁性材料１８がキャン１９表面に塗布される。

キャン１９に塗布されたこの磁性材料１８は、キャン１
９の回転につれて、第１の磁性層２６表面とキャン１９
表面とに挟まれてキャン１９と共に進行する。この時キ
ャン１９の周速と基板１０の進行速度を同一である様に
調整している。基板１Ｏがキャン１９に入ってからキャ
ン１９の最上部まで移動する区間にはキャン１９の内側
に第２の磁性材料１８を配向する配向磁石２工が設けら
れており、更にその磁石２１が単磁極型の磁石であるた
め第２図に示すようなキャン１９の表面に向かう磁力線
２７が発生する。これにより、第２の磁性材料１８の強
磁性粒子２９は、キャン１９表面側にその先端を揃え長
袖がキャン１９表面に垂直な形で配向される。このよう
にキャン１９表面に垂直に配向された第２の磁性材料１
８は、キャン１９最上部位置を左方向に通過するときに
、電子線照射装置１５から発生し、その上方を右方向に
通過する基板１０の第１の磁性塗料１２を硬化させてキ
ャン１９上の非磁性基板１０をも貫通通過した電子線２
０によって垂直に配向した状態で瞬時に硬化する。これ
らの過程で第２の磁性材料１８が第１の磁性層２６面に
転写して第２の磁性層３０が形成される。

このようにして下層に路面内配向の第１の磁性層２６が
、上部に垂直配向の第２の磁性層３０が形成された非磁
性の高分子基板１０は、キャン１９から離れフリーロー
ラー１４を介して巻取りロール２２に巻き取られる。

以上のように本実施例によれば、第１の磁性材料１２を
塗布後にまず主として非磁性基板１０の面内方向に配向
させる配向磁石１３と、電子線を照射して第１層目の磁
性材料１２を硬化させる電子線照射装置１５と、その後
キャン１９に塗布された第１の磁性材料１２よりもその
強磁性粒子の２９の形状寸法の小さい第２の磁性材料１
８を第１層目の磁性ｆ１２６に転写するキャン１９と、
キャン１９表面と第１の磁性層２６との間に挟まれた粘
度の低い第２の磁性材料１８にキャン１９側に磁束が集
中するような垂直配向磁界を印加する配向磁石２１とを
備え、この第２の磁性材料１８を第１の磁性材料１２を
硬化させる電子線照射装置１５からの電子線２０を第１
の磁性層２６硬化領域を通過させて照射し硬化させるこ
とにより、基板１０上に作製される磁性層２６．３０は
下層が比較的寸法の大きい粒子が面内方向に配向された
第１の磁性向２６であり、その上部に比較的寸法の小さ
い粒子がその表面に先端を揃えて垂直に配向された構成
の第２の磁性層３０が形成される。

それ故、下層を面内配向とし、上層を垂直配向とした磁
気記録媒体が作製できるので低周波数領域では面内配向
の第１の磁性層２６により出力が高く取れるとともに、
且つ高周波数域では垂直配向の第２の磁性層３０により
高出力が確保できる。

この時面内配向する第１の磁性粒子２５は波長の長い低
周波数域に合わせて太きくシ、垂直配向する第２の磁性
粒子２７は波長の短いすなわち記録深さが浅いのでその
寸法を小さくシシているので、更に低周波数、高周波数
の領域に亘って特性が向上するものである。

更にこのような針状の磁性粒子２９を垂直配向するとき
に課題であった表面荒れは電子線硬化バインダーを用い
ているので溶剤蒸発による表面荒れへの影響がなく、鏡
面仕上げをしたキャンの転写という方法を用いているの
でキャン表面と同等の表面性を有する第２の磁性層３０
を得ることが出来る。

また電子線硬化は瞬時効果であるために配向性が極めて
優れているものである。それ故記録再生時のヘッドとの
スペーシング損失のなく配向性の優れた低ノイズの媒体
を作製することが出来る。

また積層構造の媒体を作製するときには下層の表面性に
影響されやすいが、本実施例においては第２層目を塗布
するときにキャン１９と第１層目が塗布された基板１０
との間で若干の圧力をかけ、低粘度状態の塗料を転写方
式で塗布する方式としているので第１層目の表面性は媒
体の表面に影響を与えない。それ故第１層目を塗布する
塗布機１１は比較的簡単な構成の塗布機で済むという長
所を有している。

第３図は、本発明の第２の実施例における磁気記録媒体
の製造装置の構成図を示すものである。

同図において第１の実施例と同様の構成要素は同一符号
を付して示している。本実施例において第１の実施例と
異なる点は、キャン１９を電極３１で接地していること
である。

第３図においてその作用様態は次の如くである。

すなわち第１の磁性材料１２が塗布された非磁性基板２
がキャン１９に入ると、電子線照射装置１５より照射さ
れ非磁性基板１０や第１の磁性層２６に進入した電子が
基板１０内や磁性層２６に蓄積されており、キャン１９
を電極３１で接地しているので、キャン１９と非６に性
基板１０との間に第２の磁性材料１８を介して静電引力
が作用し非磁性基板１０がキャン１９表面に吸着される
。

以上のような構成によれば、キャン１９と非磁性基板１
０とは吸着されているために常に同一速度で移動する。

キャン１９と非磁性基板１０とに速度差がある場合には
キャン１９と非磁性基板１０との間に挟まれた第２の磁
性材料１８はせん断力を受けた形となりその針状磁性粒
子２９が垂直に配向しにくいという問題や、搬送される
非磁性基板１０の速度変動によってキャン１９上で第２
磁性層３０の膜厚が変わるといった問題が生じるが、本
実施例によればそれらが解決できるものである。

なお第１の実施例、第２の実施例ともキャンに第２の磁
性塗料を塗布する前に離型材を塗布しておいてキャンの
出側で基板がキャンから容易に離れるように構成しても
良いことは勿論であるし、第１の磁性材料と第２の磁性
材料はその成分元素が異なる磁性材料でも良いことは勿
論である。

発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、極めて配向性の優
れた下層が面内配向で上層が垂直配向の塗布形媒体が容
易に作製でき、低周波数から高周波数まで出力特性が優
れ、更に極めて表面性の優れた媒体を作製できるなど、
その実用的効果は非常に大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における磁気記録媒体の
製造装置の全体構成を示す概略側面構成図、　第２図は
本実施例における第１の磁性層と第２磁性層での配向過
程を模式的に示した側面図、第３図は本発明の第２の実
施例における磁気記録媒体の製造装置の全体構成を示す
概略側面構成図、第４図は従来の磁気記録媒体の製造装
置の全体構成を示す概略側面図、第５図は従来の磁気記
録媒体製造装置での配向及び乾爆過程を模式的に示した
側面図である。 １１　、、、第１の塗布機、１３　、、、第１の配向磁
石、１５、、、電子線照射装置、１７゜、、第２の塗布
機、１９、、、キャン、２１　、、、第２の配向磁石、
３１．。 、電極。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名。 １／−男ｌシ塗布機 １３・−！！ｌの配向磁石 １５−　　電子Ｆ＆　９、魔袋ｌ １７“°′第２の星方汽 ｔｑ−’−千ベイ ンを一第２の配向磁石 第２図 １図 覧堤

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）非磁性基板上に電子線で硬化するバインダーと混
   練された第１の磁性材料を塗布する第１の塗布機と、第
   １の磁性材料を所定の方向に配向する第１の配向磁石と
   、非磁性基板の第１の磁性層表面に電子線で硬化するバ
   インダーと混練された第２の磁性材料を塗布する第２の
   塗布機と、非磁性基板をその表面に形成された第１の磁
   性層面を沿わせて走行させるキャンと、キャンの上方に
   設置され前記電子線を照射する電子線照射装置とを備え
   、キャンに沿う非磁性基板の入り側からキャン上部の電
   子線を照射されるまでの経路に、前記第２の磁性塗料を
   非磁性基板面に垂直配向させる第２の配向磁石を設けた
   ことを特徴とする磁気記録媒体の製造装置。
2. （２）第１の磁性材料と第２の磁性材料とは強磁性針状
   磁性材料であり、第１の磁性材料は第２の磁性材料より
   粒子寸法が大きく、第１の磁性材料を第１の配向磁石に
   より非磁性基板面と略平行方向に配向するように構成し
   たことを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体の製造
   装置。
3. （３）第２の配向磁石はキャン内部に設けられた単磁極
   型の磁石であることを特徴とする請求項１記載の磁気記
   録媒体の製造装置。
4. （４）キャンを接地する電極を設けたことを特徴とする
   請求項１記載の磁気記録媒体の製造装置。