JPH0487026A - 磁気記録媒体の製造法及び磁場配向処理装置 - 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、塗布型の磁気記録媒体の製造法及びこれに用
いる配向処理装置に関する。

〔従来の技術〕

近年、磁気記録媒体としては、短波長による記録、再生
に優れた高密度タイプの磁気記録媒体の開発が望まれて
いる。この点からすると、磁気テープの長手方向に磁性
体粒子を配回させた磁性層を有する磁気記録媒体を、リ
ングヘッドにより磁性層の面に平行に磁化する従来一般
に多（用いられている記録方式は、磁性層における磁性
体の充填密度を高めようとすると原理的に限界があるの
で、高密度記録に用いるには不利である。

そこで、高密度タイプの磁気記録媒体としては、いわゆ
る垂直磁気記録方式、すなわち磁性体粒子の磁化容易軸
を垂直に配向させた磁性層を有する垂直磁気記録媒体を
用いて、磁性層の垂直方向に磁化することにより記録を
行なう方式が注目され、その垂直磁気記録媒体が盛んに
研究されている。

この垂直磁気記録方式では、磁性層中に磁性体粒子を高
密度に充填できるのみならず、反磁場の影響が少ないの
で、リングヘッドに代わるＳＰＴヘッドを使用すること
ができ、原理的にも短波長における記録、再生特性に優
れ、高密度記録に通していることが確認されている。

この垂直磁気記録媒体としては、Ｃｏ−Ｃｒ合金等の強
磁性金属の薄膜をスパッタリング法や層着法等により例
えばポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィ
ルム）等の基材フィルム上に形成し、記録層とする方法
が研究されている。しかし、これらの方法により形成さ
れた金属ａｔ膜の記録層は、磁気記録媒体として使用さ
れたときに磁気ヘッドに擦られるときの走行耐久性や耐
蝕性に問題があるのみならず、磁気記録媒体としての生
産効率の点でも問題がある。

そこで、これらの問題が少なく、しかも磁性層の可撓性
に優れ、操作性が良く、磁気記録媒体として多年積み重
ねられた研究を活かすことができる、いわゆる塗装方式
により生産できる塗布型の垂直磁気記録媒体を作成する
ことが研究されている。この塗布型の磁気記録媒体とし
ては、例えば六角板状ハリウムフェライ）　（ＢａＦｅ
＋２０＋３）粉末や針状酸化鉄粉末を有機質バインダー
等に分散させた磁性塗料を基材フィルムに塗布し、その
塗膜の乾燥前に磁場を塗布層の垂直方向に印加し、磁化
容易軸を塗布層の垂直方向に配向させる方法が検討され
ている。

これらの内、六角板状バリウムフェライト粉末を磁性体
に用いた磁気記録媒体は、飽和磁束密度（Ｂｓ）が低い
ため、低域で出力が不足する虞がある。

一方、形状異方性によって保持力Ｈｃを生している針状
磁性体粉末を磁性体に用いた塗布型の垂直磁気記録媒体
を作成する場合、磁性層の表面が粗くなるという問題が
ある。この点、磁性体粒子を長手方向に配向させた磁性
層を有する磁気テープのように、磁性体粒子を磁性層に
平行に磁化して記録するタイプのものであれば、第５図
（イ）に示すように、ＰＥＴフィルムＩ上の磁性層２の
長手方向に磁性体３．３　・・の磁化容易軸、すなわち
長軸を配向させるので、同極の磁石を対向させて、その
間を未乾燥塗布層を形成したＰＥＴフィルムを通過させ
ると、磁性体粒子は未乾燥塗布層に平行に並び、塗布層
の表面が粗くなるという問題は少ない。

ところが、塗布型の垂直磁気記録媒体の場合には、＄５
図（ロ）に示すように針状磁性体３．３・・の長軸を垂
直に立てた塗布層４を形成する必要があり、その方法に
ついては磁性塗料の未乾燥塗布層に対する配向処理方法
として交流垂直配向処理方法及び直流配向処理方法等が
採用されている。具体的には、未乾燥塗布層を形成した
ＰＥＴフィルムを、対向させた異極の磁石の間を通して
未乾燥塗布層に対して垂直に磁界を印加する方法が良く
知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、例えばｒ−Ｆｅ２０５等の針状磁性体を
その長軸を効率良（垂直に立てて垂直配向を高めた磁性
層を得るには、形状異方性によって生している磁性体の
保磁力Ｈｃよりも十分大きな磁界を未乾燥塗布層に垂直
に印加するので、対向する磁石のエンジの部分とその中
央部分では磁石間の磁界の強さや方向が同じでないため
、未乾燥塗布層の乾燥過程で反磁界により配向が乱れた
り、磁気凝集のためにその塗布層表層が印加磁界方向に
立ち上がる現象を生じ、垂直配向度が低いのみならず、
塗布層の表面に凹凸が生じて表面が粗れる、いわゆる表
面劣化を生じるという問題がある。

それのみならず、垂直配向した磁性体粒子が印加磁界を
解かれたときにもとの状態に戻ろうとして回転あるいは
倒れる、いわゆる「もどり」の現象を生じ、それだけ針
状磁性体粒子の垂直配向度を低下させるという問題もあ
る。

なお、これらの問題については、＾、０ｈｔｕｂｏ＋　
Ｙ。

５ａｔｏｈ、　Ｔ、Ｍａｓｕｋｏ、ＴＪａｔａｎａｂｅ
、ＩεＥＥ　Ｔｒａｎｓ、ＭＡＧ−２３＋３１４９　（
１９８７）及び佐藤雄二、大坪秋雄、桃井彦佳。

小林俊夫、第１３回日本応用硼気学会学術講演概要２２
Ａ４（１９８７）に報告されている。

上記のような、いわゆる表面劣化を生じた塗布層からな
る磁性層は、例えば磁気記録媒テープとして使用したと
きに、磁気ヘッドとテープの間隔がばらついて、いわゆ
るスペーシングロスを生じ、再生出力の低下を招くこと
がある。これは、特に短波長域で画像を記録しようとす
る磁気記録媒体にとっては大きな問題となる。

そこで、これらの問題を解決するために、第６図に示す
ようなＬＩＰＳ配向装置が提案されている（例えばＹ、
５ａｔｏｈ、Ａ、０ｈｔｕｂｏ、Ｔ、Ｍａｓｕｋｏ、Ｍ
、ｋｕｒｅｍａｔｓｕＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ、ＭＡＧ−
２３，３１４９（１９８８））。すなわち、対向したＮ
、Ｓ極一対の磁石を複数組設け、何組か毎にＮ、Ｓを逆
に配置し、磁気塗料の塗布層の表層を垂直磁気配向し、
深層を長手配向した磁性層を有するた磁気テープが提案
されている。なお、５は塗布装置、６はこの塗布装置の
後は未乾燥塗布層を有する基材フィルムである。

しかしながら、この方法によっても上記の問題点を解決
したとは言えず、その改良が望まれている。

磁性体粒子の配向が乱れる原因については、第７図に示
すように、未乾燥塗布層７の針状磁性体粒子８．８・・
は異極磁石９ａ、９ｂ間を通過するときに垂直に配向さ
れても、隣接する粒子同士が互いに反発し、より安定な
状態を求めて粒子が回転運動を起こし配列を乱すことが
挙げられる。

また、従来の装置は、磁性体粒子の磁化容易軸を塗布層
主面に垂直に配向する垂直配向処理を行う垂直配向磁場
装置と、磁性体粒子の磁化容易軸を塗布層主面に平行に
配向する配向磁場装置はそれぞれ専用に設けられ、兼用
することがでなきない不便があった。

本発明の目的は、特に塗布型の垂直磁気記録媒体の製造
方法において、表面の粗れが少なく、垂直配向度の高い
磁性層を有する垂直磁気記録媒体を得ることにある。

また、本発明の他の目的は、垂直配向磁場及び本配向磁
場を一つの装置で簡単に変更して使用できる配向磁場装
置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記課題を解決するために、非磁性支持体に
磁性塗料を塗布し未乾燥状態の被処理体を磁場中を通過
させて磁性体粒子の磁化容易軸を配向させる配向処理工
程を有する磁気記録媒体の製造法において、周側面に磁
極を交互に配置した回転自在の磁極回転体を少なくとも
１つ設けることにより上記磁場を形成したことを特徴と
する磁気記録媒体の製造法を提供するものである。

この際、磁極回転体を相対してそれぞれの磁極を相対す
るように設けてこれら磁極間に磁場を発生させ、かつこ
れらの磁極回転体を被処理体の通過速度とほぼ同じ速度
で回転させることにより配向処理を行うこと、磁極回転
体の相対する磁極は異極であり配向処理が磁性体粒子の
磁化容易軸を未乾燥塗布層主面に対して垂直に配向する
垂直配向処理を行なうこと、相対する磁極回転体の相対
する磁極は同極であり配向処理が磁性体粒子の磁化容易
軸を未乾燥塗布層主面に平行な方向に配向する水平配向
処理を行うこと、また、この水平配向処理を行ってから
垂直配向処理を行うことも好ましい。

また、本発明は、周側面に磁極を交互に配置した回転自
在の磁極回転体を少なくとも１つ設けて磁場を発生させ
る、磁気記録媒体の配向処理に用いるる磁場配向処理装
置を提供するものである。

〔作用〕

周側面に交互に異極の磁極を配置した磁極回転体の例え
ば異極の磁極を相対し、これら磁極回転体を回転させて
垂直磁場の方向を交互に逆にしてこの磁場中に磁性塗料
の未乾燥塗布層を通過させると、磁性体粒子はその磁化
容易軸を磁場の方向に合わせて配列し、第１図に示すよ
うに垂直配向された粒子には異極が隣接し、これが交互
に混じるので、異極の近傍の粒子はその動きを抑制され
て、その配向状態が維持される。磁性体粒子の配列が維
持されれば塗布層の表面の粗れも少なくなる。

〔実施例〕

次に本発明の詳細な説明する。

実施例１ 第１図中１１は配向処理装置であって、上下一対の磁極
回転体１２．１２”からなる。磁極回転体１２は、回転
自在に形成され、その周側面に同寸法の永久磁石１２ａ
　、１２ｂが交互に異極の磁極を後述の搬送する被処理
体（未乾燥塗布層を形成したＰＥＴフィルム）側に向け
、すなわちＳ、Ｎ、Ｓ　　・・・のように磁極を被処理
体側に向けるように、その長手方向を中心に向けて互い
に密接して設けられている。回転磁極体１２′　も同様
に回転自在に形成され、上記磁極回転体Ｉ２のＳ極にＮ
極、Ｎ極にＳ極が対向するように上記と同様にＮ、Ｓ、
Ｎ　・・・のように磁極を被処理体側に向けて永久磁石
１２”ａ、１２゛ｂがその長平方向を中心に向けて上記
と同様に密接して設けられている。

上記配向処理装置１１を用いて磁気記録媒体を作成する
には、第２図にに示すように、静電除去（図示省略）さ
れたＰＥＴフィルム１３にコーター１４により下記の磁
性塗料を塗布し、第１図に示す未乾燥塗布層１５に対応
する未乾燥塗布層を形成する。

なお、１４ａは磁性塗料供給部である。

針状合金粉末　　　　　　　　　１００重量部塩化ビニ
ル系樹脂　　　　　　　　８重量部ウレタン系樹脂　　
　　　　　　　１２重量部ポリイソシアネート　　　　
　　　６重量部ミリスチン酸　　　　　　　　　　３重
量部ｎ−ブチルステアレート　　　　　　１重量部トル
エン　　　　　　　　　　　１３０重量部メチルエチル
ケトン　　　　　　１３０重量部研磨剤（粒状α−Ａ　
１２０３）　　　　　１２重量部なお、上記針状合金粉
末としては、長軸０．２μ階、短軸０．０３μｍ、比表
面積（ＢＥＴ値）５２　ｍ’／ｇ、保釘力ｆｌｃ９Ｑ（
］　Ｏｅのものを使用した。

また、塗布条件は以下の通りである。

コーター：ダイレクトグラビア方式（斜線４５度、深さ
１００　μｍロール使用のドクターブレード法） 塗布層の厚さ：３．０μ層（乾燥塗膜）塗布速度：　１
０ｍ／ｗｉｎ ＰＥＴフィルムの厚さ：１０　μｍ ついで、ＰＥＴフィルムのような表面平滑体１６ａの両
端を支持してその張力を調整できるようにし、上記未乾
燥塗布層表面に接触するようにした表面平滑処理装置１
６により、この塗布層表面を平滑にする。

この後、ソレノイド１７の中を通して上記平滑処理をし
た未乾燥塗布層の磁性体粒子をその塗布層の長手方向に
配向する。

ついで、配向処理装置１１で処理する。すなわち、上記
磁極回転体１２．１２゛　を同期して回転させて異極の
磁極が対向するようにし、かつこの回転速度を上記処理
をした未乾燥塗布層を有するＰＥＴフィルムの走行速度
と同じ速度（１０ｍ／分）に調整し、このＰＥＴフィル
ムを磁極回転体１２．１２’の間に通す。

このようにすると、第１図に示すように、未乾燥塗布層
１５中の針状磁性体粒子は上側の磁極のＳ極と下側の磁
極のＮ極が対向して生じた磁場では、Ｎ極が上側、Ｓ極
が下側になるように磁化されて垂直に配向され、ついで
磁極回転体の回転につれて上側の磁極のＮ極と下側のＳ
極が対向して生じた磁場では、今度は逆に磁性体粒子は
上側がＳ極、下側がＮ極に磁化され垂直に配向される。

以下同様に磁極回転体の回転につれて交互に逆向きに発
生する磁場により磁性体粒子は交互に逆向きに磁化され
た状態で垂直配向される。

このような垂直配向処理の最中に、ドライヤー１８にて
熱風を入口側から送り、未乾燥塗布層１５の乾燥を促進
して配向した粒子の配列が乱れないように塗布層のバイ
ンダーで固定化する。

なお、上記配向条件は下記の通りである。

永久磁石：　ｌ；６−３ｓ−（ｏ永久磁石配向磁界の強
度：　３０００　Ｇ 上側の磁極と塗布層の間の距離：２′ｆｉこのようにし
て垂直配向処理を施され乾燥がある程度まで進み、磁性
体粒子の配向状態が固定された塗布層を有するＰＥＴフ
ィルムは、８０℃に設定した＠１乾燥室１９を経て１０
０℃に設定した第２乾燥室２０に導かれ、塗布層は十分
に乾燥され、バインダー樹脂は硬化される。これにより
磁性体粒子の配列状態は固定される。

この後巻き取られて磁気テープ原反２１が得られる。

上記の磁気テープ原反を鏡面仕上げ（９０℃、３００Ｋ
ｇ／　ｃｍの条件のカレンダー処理）して幅８餌に裁断
し、乾燥塗膜３μｍの磁性層を有する磁気テープを作成
した。この磁気テープを６０℃の恒温室に入れて安定化
処理を行い、垂直方向の配向度を調べるために角型比（
垂直方向）の磁気特性を試料振動型磁束針（理研電子株
式会社製）で測定した。

これらの結果を表に示す、これらの値は大きい程垂直配
向度が高いことを意味する。また、磁気テープの磁性層
の表面粗度（表面粗さ、すなわち凹凸の二乗平均値）を
表面粗さ計を用いて調べた。

その結果を表に示すとともに、その３次元表面解析図を
第３図（イ）に示す。波が小さいほど表面平滑性は優れ
ている。なお、市販のＶＴＲテープの表面粗度は０．０
１５〜０．０２５μｌである。

実施例２ 実施例１において、ＰＥＴフィルムの走行速度（磁性塗
料の塗布速度）をｌ１ｍ／分に変更した以外は同様にし
て磁気テープを作成し、これについても実施例１と同様
にして測定した結果を表及び第３図（ロ）に示す。

実施例３ 実施例１において、磁極回転体の回転速度を１１１７分
に変更した以外は同様にして磁気テープを作成し、これ
についても実施例１と同様にして測定した結果を表及び
第３図（ハ）に示す。

比較例１ 実施例１において、配向処理装置１１の代わりに、３０
００　Ｇの磁場を発生させた異極対向磁石装置を用いた
以外は同様にして磁気テープを作成し、これについても
実施例１と同様にして測定した結果を表に示す。

なお、角型比は反磁場補正した値である。

上記結果から、実施例の磁気テープは比較例のものに比
べ、磁気特性に優れ、表面粗度も小さいことがわかる。

上記は相対する磁極回転体のそれぞれは同じ寸法の磁極
を用い異極の磁極を交互に密接して配置したが、第４図
に示すように異極の磁極を交互に離間して配置しても良
く（図中、第１図と同一符号は同じ部分を示し、１５’
　は未乾燥塗布層１５に対応するものである。）、この
場合上下の磁極を対向させてもよいが、互いにずらせて
例えば上側のＳ極とＮ極の間に下側のＮ極、下側のＮ極
とＳ極の間に上側のＳ極型対応させても良い。上記は異
極を交互に隣接したが、同極を上記のように密接又は離
間させて設けても良く、その用い方も対向又はずらせて
用いることができ、この場合には水平配向処理装置とし
て使用される。なお、磁極回転体を１つ設けても使用で
きる。

また、上記はソレノイドを用いたが、上記の配向装置を
用い、上下同極を相対するようにしても良い。また、永
久磁石を使用しても良い。

また、上記はドライヤーをＰＥＴフィルムの進行方向後
方に設けたが前方に設けても良く、また、垂直配向処理
装置１１の前後に永久磁石の異極を対向させた他の垂直
配向処理装置を併設しても良く、この場合後の装置はそ
の前までで例えば深層部のまだ配向し切れない粒子があ
るような条件の場合にこれを配向させる場合に有効であ
る。この場合も乾燥を併用して配向粒子は固定化するこ
とが好ましい。

なお、Ｆｅ−５ｓ−Ｃｏ永久磁石のほか；こＦｅ−Ｎｂ
−８磁石を用いることも好ましく、他の磁石も用いられ
る。

また、ＰＥＴフィルム等の非磁性支持体には下塗り層、
ハックコート層を設けたものを使用しても良い。なお、
静電除去機により除電して磁性塗料を塗布することも好
ましい。

また、針状合金粉末としては、Ｆｅ−Ｎｉ　、　Ｆｅ−
ＮｉＣｏ等の合金を使用できるが、この針状合金粉末の
代わりにＹ−Ｆｅ２０３　、Ｃｏ含有ｒ−Ｆｅ２０３　
、ＣｒＯ２等の酸化物、窒化鉄、炭化鉄等も使用できる
。

Ｃ発明の効果〕 本発明によれば、周側面に磁極を形成した磁極回転体を
相対して設けたので、これにより異極の磁極を相対して
磁場を形成し、かつ磁場の方向を交互に逆になるように
すると、磁場の方向にともなって磁性体粒子は磁極の向
きを逆にして垂直配向されるので、磁極の向きを同じに
して垂直配向されるよりも磁性体粒子同士の反発による
配向の乱れを少なくでき、それだけ磁性体粒子の配列状
態を一様にすることができる。これにより、垂直方向の
磁気特性を高く維持できるとともに、塗布層表面の粗れ
を防止し、平滑な表面の磁性層を有する磁気記録媒体を
提供することができる。

このようにして記録波長が極めて短い波長域にまで及ぶ
垂直磁気記録方式に好適な垂直方向の磁気特性を有する
塗布型の磁気記録媒体を提供することができる。

また、本発明は周側面に磁極を形成した磁極回転体を相
対して設けた配向処理装置を提供することができるので
、磁性体粒子を塗布層の長手方向に配向させる場合にも
、相対する磁極を同極にすればよく、これは磁極回転体
の当初の簡単な調整で良いので極めて便利である。その
他、磁場の形成を磁極の組み合わせ方法を変えることに
より多様に変化させることができるという利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に使用される装置の一部の概
略説明図、第２図はその全体説明図、第３図（イ）〜（
ニ）は実施例及び比較例の磁気テープの磁性層の表面粗
度を測定した３次元解析図、第４図は他の実施例の装置
の一部の概略説明図、第５図（イ）は塗布層の主面に平
行に磁性体粒子を配向したときの説明図、同図（ロ）は
塗布層の主面に垂直に磁性体粒子を配向したときの説明
図、第６図は従来の配向処理装置の概略図説明図、第７
図は従来の装置による磁性体粒子の垂直配向処理の際の
動作説明図である。 図中、１１は配向処理装置、１２．１２’　は磁極回転
体、１２ａ　、　１２ｂ　、　１２’ａ、　Ｌ２’ｂは
磁石、１３は非磁性支持体としてのＰＥＴフィルム、１
５は未乾燥塗布層である。 第１図 平成２年７月３１日 第４ 図 図 （イ） （ロ） 第７図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）非磁性支持体に磁性塗料を塗布し未乾燥状態の被
   処理体を磁場中を通過させて磁性体粒子の磁化容易軸を
   配向させる配向処理工程を有する磁気記録媒体の製造法
   において、周側面に磁極を交互に配置した回転自在の磁
   極回転体を少なくとも１つ設けることにより上記磁場を
   形成したことを特徴とする磁気記録媒体の製造法。
2. （２）磁極回転体を対にしてそれぞれの磁極を相対する
   ように設けてこれら磁極間に磁場を発生させ、かつこれ
   らの磁極回転体を被処理体の通過速度とほぼ同じ速度で
   回転させることにより配向処理を行うことを特徴とする
   請求項１記載の磁気記録媒体の製造法。
3. （３）磁極回転体の相対する磁極は異極であり配向処理
   が磁性体粒子の磁化容易軸を未乾燥塗布層の主面に対し
   て垂直に配向する垂直配向処理であることを特徴とする
   請求項２記載の磁気記録媒体の製造法。
4. （４）磁極回転体の相対する磁極は同極であり配向処理
   が磁性体粒子の磁化容易軸を未乾燥塗布層の主面に平行
   に配向する水平配向処理であることを特徴とする請求項
   ２記載の磁気記録媒体の製造法。
5. （５）磁性体粒子の磁化容易軸を未乾燥塗布層の主面に
   平行に配向する水平配向処理を行ったのち連続して請求
   項３の垂直配向処理を行うことを特徴とする磁気記録媒
   体の製造法。
6. （６）周側面に磁極を交互に配置した回転自在の磁極回
   転体を少なくとも１つ設けて磁場を発生し、磁気記録媒
   体製造の磁場配向に用いることを特徴とする磁場配向処
   理装置。