JPH0489622A - 垂直磁気記録媒体の製造法 - 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、垂直磁気記録方式による塗布型の磁気記録媒
体の製造法に関する。

〔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
体粒子を配向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ことによ
り記録する従来一般に多く用いられている方式は、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、すなわち例えば針状磁性体粒子の
磁化容易軸の配向方向が磁性層の垂直方向である垂直磁
気記録媒体を用いて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
ットに代わるＳＰＴヘットを使用することができので、
原理的にも短波長における記録、再生特性に優れる高密
度記録に適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蒸着法等により例
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
れた金属薄膜の記録層は、磁気記録媒体として使用され
たときに磁気ヘット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、例えば六角板状バリウムフェライト（ＢａＦｅ１
２０＋９）粉末や針状磁性体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製造方法が検討さ
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１１ｃ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
体の磁性層を形成する場合、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２図（イ）に示すように、ＰＵＴフィルム１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。

とごろが、塗布型の垂直磁気記録媒体を作成する場合に
は、第２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未乾燥塗布層１；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例えばＰＵＴフィ
ルムを、対向させた異極の磁石の間に通して未乾燥塗布
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−Ｆｅ２０３等の針状磁性体を
その長軸を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Ｈ
ｃよりも十分大きな直流磁界を未乾燥塗布層に垂直に印
加するので、対向する磁石のエツ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、
磁気新築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
化を生しるという問題がある。

それのみならず、第３図に示すように未乾燥塗布層５の
磁性体粒子６．６　・・は異極磁石間７ａ、７ｂを通過
するときに垂直に配向されても、その後印加磁界を外れ
たときにもとの姿勢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が低下するという問題も生じる。

なお、これらの問題については、Ａ、０ｈｔｕｂｏ、　
Ｙ。

５ａｔｏｈ、　Ｔ、Ｍａｓｕｋｏ、Ｔ、Ｗａｔａｎａｂ
ｅ、ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ、ＭＡＧ−２３３１４９（１
９８７）及び佐藤雄二、大坪秋雄、桃井彦佳。

小林俊夫、第１３回日本応用磁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した塗布層からな
る磁性層は、例えば磁気記録形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４図に示す
ようなＬＩＰＳ配向装置が提案されている（例えばＹ、
Ｓａ　ｔｏｈ、　Ａ、Ｏｈ　ｔｕｂｏ、　Ｔ、Ｍａｓｕ
ｋｏ、　Ｍ、ｋｕｒｅｍａ　ｔｓｕ＋ＩＥＥＥ　Ｔｒａ
ｎｓ、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、深層を長手配向することにより磁性層を形
成した磁気テープが提案されている。なお、８は塗布装
置、９は塗布装置の後は未乾燥塗布層を形成した基材フ
ィルムである。

しかし、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、なおその改良が望まれていた。

以上のように、針状の磁性体粒子の長軸を塗布！−に対
して垂直に配向させようとしてその保磁力Ｈｃより大き
い磁界を印加すると、できあがった磁性層はその表面が
粗れるという表面劣化の問題があり、一方、　磁性層表
面が粗れないように配向磁場の強さを弱めると塗布層に
対し磁性体粒子の垂直方向の配向が不十分となり、得ら
れた磁性層の垂直方向の磁化特性が良くないという問題
があり、これらの両方を満足する垂直磁気記録媒体の出
現が望まれていた。

〔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、磁性塗料の未乾
燥塗布層を形成した非磁性支持体を相対する異極の磁極
の間を通過させて磁性体粒子の磁化容易軸を塗布層主面
に対して垂直に配向させる垂直配向処理工程を有する垂
直磁気記録媒体の製造法において、上記未乾燥塗布層表
面にスムーザ−を接触させて当該表面を平滑にする表面
平滑処理を上記垂直配向処理に併用したことを特徴とす
る垂直磁気記録媒体の製造法を提供するものである。

この際、表面平滑処理は垂直配向処理の途中で行うこと
も好ましく、スムーザ−を弾性材で押圧し、その際中間
材、例えば磁気発生体を介することも好ましく、また、
表面平滑処理を行った後の垂直配向処理において強制乾
燥処理を併用することも好ましい。

〔作用〕

スムーザ−１例えばＰＵＴフィルムを未乾燥塗布層に接
触させると表面を平滑にすることができ、この表面平滑
処理を未乾燥塗布層の磁性体粒子を垂直配向させる途中
に行えば特に、初めの垂直配向処理の際塗布層表面が粗
になってもこれを均らすことができる。この際未乾燥塗
布層の表面を乾燥させて流動性を少なくすることにより
表面の磁性体粒子の垂直配向状態を固定化し、ついで再
度垂直配向処理を行なえば、塗布層の内部の未だ流動性
を有する部分の磁性体粒子についてのみその再処理を行
なうことができ、さらにこの再処理により磁性体粒子の
垂直配向した状態を塗布層内部を乾燥することにより固
定化することができる。

〔実施例〕

次に本発明の詳細な説明する。

実施例１ 第１図に示すように、非磁性支持体としてのＰＵＴフィ
ルム１１の表面に図示省略したコーターにより下記組成
の磁性塗料を塗布し、未乾燥塗布層１２を形成する。

針状合金粉末　　　　　　　　　１００重量部塩化ビニ
ル系樹脂　　　　　　　　８Ｍ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　　　　　　ＩＭ量郡部トル
エン　　　　　　　　　　１３０重量部メチルエチルケ
トン　　　　　　１３０重量部研磨剤（八１２０３）１
２重量部 なお、上記針状合金粉末としては、長軸０．３μｍ１短
軸０．０３μｍ　、比表面積（ＢＥＴ値）５２　ｒｄ／
ｇ、保磁ノ月１ｃ　９０００ｅ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：グラヒア塗布機 塗布速度：ｌＯｍ／分 塗布厚さ：３．５μｍ（乾燥塗膜） ＰＥＴフィルムの厚さ＝ｌＯμｍ ついで、第１の表面平滑処理装置１３による処理を行う
。この表面平滑処理装置１３は、上記ＰＥＴフィルム１
１の裏面側にガイトローラ１４と、上記未乾燥塗布層１
２側に両端を支持して設けられその張力を調整自在にし
たスムーザ−としての厚さ５０μｍのＰＥＴフィルム１
５とからなる。なお、１５ａは塗料受は容器である。

この第１の表面平滑処理装置１３において、上記未乾燥
塗布層１２を形成したＰＵＴフィルム１１をその塗布層
にＰＥＴフィルム１５を接触させながらガイドローラ１
４との間を通ず。これにより、塗布層の表面は均らされ
て表面が平滑化される。

この平滑処理された未乾燥塗布層１２を有するＰＥＴフ
ィルム１１を、対向させた異極の永久磁石１６．１６″
からなる第１の垂直配向処理装置１７に通ずごとにより
、垂直配向磁場を通過させて針状合金粉末粒子を塗布層
の主面に垂直に配向させる。この際永久磁石はどちら側
をＳ極、Ｎ極にするかは任意であるが、ここではＰＥＴ
フィルムの塗布層側をＮ極にする。なお、上記垂直配向
条件は以下の通りである。

永久磁石：Ｆｅ−３ｍ−Ｃ。

配向磁場の強さ：　３０００　Ｇ（ガウス）ついで、上
記処理をした未乾燥塗布層１２を形成したＰＥＴフィル
ム１１を第２の表面平滑処理装置１８により処理する。

この表面平滑処理装置１８は、ガイトローラ１９と、こ
れに対向して設けられその下端を固定しその上端を自由
端にしたスムーザ−としての５０μｎのＰＥＴフィルム
２０と、このＰＥＴフィルムに接触しその接触面を円弧
状にした先端Ｎ極の永久磁石２１と、この磁石を支持し
かつ上記ガイドローラ１９側に附勢するスプリング２２
とからなる。

なお、２３ａは塗料受は容器である。また、永久磁石は
上記垂直磁場用永久磁石１６゛　　と同様のものを使用
する。

この表面平滑処理装置１８において、上記処理を施され
た未乾燥塗布層１２を形成したＰＥ’ｒフィルム１１を
、その塗布層にＰＥＴフィルム２０を接触させてガイト
ローラ１９との間で挟み、未乾燥塗布層の表面平滑処理
を行う。この際ＰＥＴフィルム２０を未乾燥塗布層は摺
動し、その塗布層表面は均らされ、擦り取られた塗料の
一部は塗料受は容器２３ａに収容される。この表面が均
らされるときに永久磁石２１はＮ極であるので、上記第
１の垂直配向処理装置により配向された未乾燥塗布層の
特にその表面の磁性粒子の配向は維持されるとともに、
未配向粒子はここで再度垂直配向磁場を受け、配向され
る。

この後温風を吹き込み未乾燥塗布層の表面を乾燥させる
。これにより、表面の垂直配回した磁性体粒子はその状
態を固定化される。

ついで、第２の垂直配向処理装置２３により処理を行う
。この第２の垂直配向処理装置２３は、上側に垂直磁場
用永久磁石２４．２５．２６．２７がＮ極を下側にして
順次前３者については等間隔に、最後のものについては
他のものより間隔を大きくして設けられ、下側に上記永
久磁石２５．２６．２７に対向して垂直磁場用永久磁石
２５’　　、２６’　、２７’　がＳ極を上側にして設
けられ、上側の永久磁石の間及び上側の最後の永久磁石
の後にエアを吹き込められるようにしたものである。な
お、永久磁石は上記第１の垂直配向処理装置のものと同
様のものを同様にして用いる。

この第２の垂直配向処理装置２３において、上記処理を
した未乾燥塗布層１２を有するＰＥＴフィルム１１をそ
の塗布層を上記上側の永久磁石に相対して導き、同時に
温風を吹き込んで乾燥させる。このようにすると特に未
乾燥塗布層内部の未だ配向処理されていない磁性体粒子
が垂直配向処理を施されるとともに、その内部が乾燥さ
れ、これにより磁性体粒子は固定されるので、外部から
の磁界の印加を止めても磁性体粒子の垂直配向が維持さ
れ「もどり」はなくなる。

このように再度垂直配向処理を施された塗布層はその処
理終了までにほぼ乾燥されるが、さらに乾燥室２８を通
すことにより十分に乾燥され、樹脂の硬化が促進されて
ＰＥＴフィルムとともに巻き取られ、磁気テープ原反が
できあがる。

なお、上記永久磁石１６．１６’　、２１．２４〜２８
．２６゛〜２８゛　はＦｅ−５ｍ−Ｃｏ永久磁石を使用
したが、Ｆｅ−Ｎｄ　−８永久磁石を使用することも好
ましく、これに限らず他のものも用いられる。この場合
磁石の磁界強度は使用する磁性体の保磁力により、例え
ばＣ。

ＦｅｚＯ３粉末ならそのＨｅ　７３０〜８０００ｅ、メ
タル粉ならそのＨｃ　１２００〜１５０００ｅのそれぞ
れ約２〜３倍の磁束密度を有することが好ましい。

上記の磁気テープ原反を鏡面仕上げして裁断し乾燥塗膜
３．５μｍの磁性層を有する磁気テープを作成し、垂直
方向の配向度を調べるために保磁力及び角型比（いずれ
も垂直方向）の磁気特性を試料振動型磁束計（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。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。なお、市販のＶＴＲテープの表面粗度は
０．０１５〜０．０２５μｍである。

実施例２ 上記実施例１において、第２の表面平滑処理装置１８に
ついてガイドロール１９と、ＰＵＴフィルム２゜をその
両端支持により張力をかけて使用しその外は使用しなか
った以外は同様にして磁気テープを作成し、これについ
ても保磁力及び角型比（垂直方向）を測定し、表面粗さ
を調べた。その結果を表に示す。

比較例１ 上記実施例１において、第２の表面平滑処理装置１８に
ついてガイドロール１９を使用しそのほかを使用しなか
った以外は同様にして磁気テープを作成し、これについ
ても保磁力及び角型比（垂直方向）を測定し、表面粗さ
を調べた。その結果を表に示す。

比較例２ 上記実施例１において、第２の表面平滑処理装置１８に
ついてＰＥＴフィルム２０を使用しなかった以外は同様
にして磁気テープを作成し、これについても保磁力及び
角型比（垂直方向）を測定し、表面粗さを調べた。その
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１のものは磁気特性及び表面粗度
の何れも優れ、実施例２のものは表面粗度が優れ、磁気
特性も悪くない。これに比べ、比較例１の磁気テープは
第２の表面平滑処理装置のＰＵＴフィルムと永久磁石を
使用していないため磁気特性が低く、表面粗度が悪い。

比較例２の磁気テープは第２の表面平滑処理装置のＰＵ
Ｔフィルムを使用していないため表面粗度が悪く、これ
は永久磁石の垂直方向の強い磁気エネルギーによって針
状磁性体粒子が磁気凝集を起こした結果である。

なお、上記において、スムーザ−としてはテフロンシー
ト等の他のプラスチックフィルムのみならず、硬質体も
使用でき、弾性材としてはゴム、スポンジも用いられ、
これらは直接スムーザ−に接触しても用いられ、磁石等
の中間材を介しても用いられる。また、上記上側の磁石
は多孔板（木、金属、セラミック等）に取付でも良く、
下側の磁石は強磁性金属板に取付けても良い。また、熱
風に赤外線を併用しても良い。また、磁石はＮ極、Ｓ極
は逆の配置でも良い。

上記において、針状合金粉末としては、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆ
ｅ−Ｎｉ−Ｃｏ等の合金を使用できるが、この針状合金
粉末の代わりにトＦｅ２Ｏ３Ｃｏ含Ｉｊ７−　Ｆｅ２０
５Ｃｒ０２等の酸化物、窒化鉄、炭化鉄等も使用できる
。

また、上記実施例において、異極対向磁石の距離は配向
の乱れが許容できる範囲であれば良く、磁石の磁場強度
とともに適宜法めれば良い。また、表面平滑処理装置の
ＰＥＴフィルムのテンションは塗料粘度及び塗布速度な
どにより適宜法めれば良い。

また、非磁性支持体は他の材料のフィルムでも良く、こ
れらに下塗り層、バックコート層を設けたものでも良い
。

〔発明の効果〕

本発明によれば、磁性塗料の未乾燥塗布層において磁性
体の磁化容易軸を塗布層に垂直に配向させる垂直配向処
理と、未乾燥塗布層表面を平滑にする表面平滑処理を併
用して行ったので、垂直配向度を低くしないで、磁性層
の表面粗さを少なくでき、その結果磁気記録媒体として
のスペーシングロス等を少なくし、その性能を向上でき
る。また、垂直配向処理と強制乾燥を併用するごとによ
り、「もどり」現象を少なくして垂直配向度を高めるこ
とかできる。

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
磁気特性を有し、優れた記録、再生性能を有する垂直磁
気記録方式に適した磁気記録媒体を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の製造法に用いる装置の一部
の概略説明図、第２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
３図は垂直配向処理を行った際の「もどり」現象を説明
する説明図、第４図は従来の垂直配向処理装置の説明図
である。 図中、１１は基材フィルムとしてのＰＥＴフィルム、１
７．２３は垂直配向装置、１３．１８は表面平滑処理装
置、２０はスムーザ−としてのＰＥＴフィルム、２１は
永久磁石、２２は弾性材としてのスプリングである。 平成２年０７月２６日 ！Ｉ２ 図 （イ） （ロ） 第３ 図 ｂ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁性塗料の未乾燥塗布層を形成した非磁性支持体
   を相対する異極の磁極の間を通過させて磁性体粒子の磁
   化容易軸を塗布層主面に対して垂直に配向させる垂直配
   向処理工程を有する垂直磁気記録媒体の製造法において
   、上記未乾燥塗布層表面にスムーザーを接触させて当該
   表面を平滑にする表面平滑処理を上記垂直配向処理に併
   用したことを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造法。
2. （２）表面平滑処理は垂直配向処理の途中で行うことを
   特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録媒体の製造法。
3. （３）スムーザーを弾性材で押圧したことを特徴とする
   請求項１又は２記載の垂直磁気記録媒体の製造法。
4. （４）スムーザーと弾性材の間に中間材を介したことを
   特徴とする請求項３記載の垂直磁気記録媒体の製造法。
5. （５）中間材は磁気発生体である請求項４記載の垂直磁
   気記録媒体の製造法。
6. （６）表面平滑処理を行った後の垂直配向処理において
   強制乾燥処理を併用する請求項１ないし５いずれかに記
   載の垂直磁気記録媒体の製造法。