JPH05101372A - 磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 六方晶系フェライト磁性粉末と結合剤とを主
体とする磁性層が非磁性支持体上に形成されてなる磁気
記録媒体において、六方晶系フェライト磁性粉末の配向
角度αが磁性層の法線方向に対して５°以上８０°以下
の範囲になるように設定する。 【効果】 短波長領域の記録信号の再生出力を向上する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高密度磁気記録が行われ
るシステムに供される磁気記録用媒体に係わり、短波長
領域において優れた再生出力を得ることの可能な高密度
磁気記録用磁気記録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】バリウム─フェライト磁性粉末に代表さ
れる六方晶系フェライト磁性粉末を用いた塗布型の磁気
記録媒体は、長い間塗布型の垂直磁気記録用媒体として
注目され、この媒体中の磁性微粒子を垂直方向に配向さ
せる検討が進められてきた。ところが、近年になってこ
の種の媒体において、媒体中磁性粒子を基体長手方向に
配向させた媒体も優れた特性を示すことが知られるよう
になり、最近ではこの種の媒体中の磁性微粒子を長手方
向に配向させる検討も行われるようになってきた。

【０００３】一方、Ｆｅを主体とするメタル磁性粉末等
の針状磁性粉末を用いた塗布型の磁気記録媒体において
は、媒体中の磁性微粒子を基体長手方向に配向させた媒
体が一般的であったが、近年になってこの配向方向を長
手方向から垂直方向の間に傾けた媒体が、むしろ長手方
向に配向させた媒体よりも優れた記録再生特性を示すこ
とが知られるようになってきた。この様に針状磁性粉末
を斜め方向に配向させた媒体の考案例としては、特開昭
６３─６６７２４等が挙げられる。

【０００４】すなわち、前記斜め配向媒体は近年針状磁
性粉末を用いた磁気記録媒体に応用が検討される様にな
ってきたが、六方晶系フェライトの様な平板状磁性粉末
を用いた磁気記録媒体に対しては検討されたことが無
く、従って その効果も確認されたことが無かった。

【０００５】γ─フェライト磁性粉末やメタル磁性粉末
等の針状磁性粉末はその保磁力の発生原因が形状異方性
であるのに対してバリウム─フェライトのような六方晶
系フェライトの保磁力の発生原因はそのＣ軸方向に存在
する結晶異方性である。そのため、例えばメタル磁性粉
とバリウム─フェライト磁性粉とではその粒子間相互作
用や磁気異方性分布は大きく異なるので、バリウム─フ
ェライト磁性粉末を用いた磁気記録媒体において斜め配
向を行った場合、これまでに検討されてきたメタル磁性
粉末を用いた磁気記録媒体において斜め配向を行った場
合とその効果に大きな違いがあるとも考えられる。

【０００６】従って、この様な六方晶系フェライト磁性
粉末を用いた磁気記録媒体中の磁性微粒子を基体斜め方
向に配向させた場合、果たして針状磁性粉末を用いた磁
気記録媒体と同様の効果が認められるのか、あるいは逆
にその電磁変換特性は垂直配向あるいは長手配向された
媒体よりも劣るのか、またその配向方向を変化させた場
合にどのような効果が認められるのかといった様な検討
はこれまでになされたことは無く、六方晶系フェライト
磁性粉末を用いた磁気記録媒体においては、斜め配向の
有効性が明らかにされておらず、その解明が望まれてい
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明はかか
る事情に鑑みて提案されたものであって、六方晶系フェ
ライト磁性粉末を用いた高密度磁気記録用磁気記録媒体
に係わり、短波長領域において優れた再生出力を得るこ
との可能な斜め配向磁気テープを提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等が上記目的を
達成するために鋭意検討した結果、六方晶系フェライト
磁性粉末と結合剤を主体とする磁性層が非磁性支持体上
に形成されてなる磁気記録媒体において、独自の理論式
に従って決定される磁性層内磁性粒子の配向角度αの値
がある特定の範囲内となる様に媒体を作成することによ
り、短波長領域において優れた再生出力を得ることが可
能なことを見出すに至った。

【０００９】すなわち、本発明の磁気記録媒体は六方晶
系フェライト磁性粉末と結合剤とを主体とする磁性層が
非磁性支持体上に形成されてなり、磁性粉末の配向角度
αが磁性層の法線方向に対して５°以上８０°以下の範
囲となる様に作成されたことを特徴とする斜め配向磁気
記録媒体である。

【００１０】ここで、磁性粉末の配向角度αは下記の数
１より算出することが出来る。

【００１１】

【数１】

【００１２】この数１は以下のようにして求められた理
論式である。すなわち、図１に示すように、配向方向が
媒体垂直方向となす角をα、印加磁界Ｈが媒体垂直方向
となす角をψ、磁化Ｍが磁性粉末の配向方向となす角を
θとおく。

【００１３】この時、この系全体の単位体積あたりの自
由エネルギーＥは数２のように求められる。

【００１４】

【数２】

【００１５】この時、θはこの系全体のエネルギーＥを
最小にする方向で安定するので、数３が成立する。

【００１６】

【数３】

【００１７】また媒体に発生する磁気トルクＬは数４の
ように表される。

【００１８】

【数４】

【００１９】数３，数４より、つぎの数５，数６，数７
が求められる。

【００２０】

【数５】

【００２１】

【数６】

【００２２】

【数７】

【００２３】ここで、ψ＝βの時、Ｌ＝０となるので、
βは見かけ上磁化容易軸方向である。また、数５よりＬ
−θ曲線の振幅はＫとなり、Ｌ−ψ曲線の振幅もこれと
同じであるから、Ｋは見かけ上の１軸異方性エネルギー
となる。本発明者等は数６，数７においてＫ_s ＝２πＭ
_s ² とおいてＫ_u を消去することによって、数１を導き
出した。

【００２４】本発明において使用される六方晶系フェラ
イト磁性粉末としては、化１に示されるものが一般的で
ある。化１中に示されるＭはＢａ，Ｓｒ，Ｃａのうち少
なくとも一種を表し、またｎは５〜６である六方晶系フ
ェライトの微粒子である。

【００２５】

【化１】

【００２６】この場合、保磁力を制御するために、Ｃ
ｏ，Ｔｉ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ｇｅ，Ｎｂ
のうち少なくとも一種を添加し、上記六方晶系フェライ
トを構成するＦｅの一部をこれらの元素で置き換えても
良い。

【００２７】例えば、化１中のＭがＢａであるマグネト
プランバイト型バリウム─フェライトにおいて、上記元
素によりＦｅの一部を置き換えた場合にはその組成は化
２に示されるものが一般的である。式中に示されるＸは
Ｃｏ，Ｔｉ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ｇｅ，Ｎ
ｂのうち少なくとも一種を表し、またｍは０〜０．２、
ｎは５〜６である。

【００２８】

【化２】

【００２９】この様な六方晶系フェライト磁性粉末の製
法としては、例えばフラックス法，ガラス結晶化法，水
熱合成法，共沈法等が挙げられるが、勿論これらに限定
されるものではなく、従来より知られる何れの方法であ
っても良い。

【００３０】この様な磁性粉末の粒子径としては、０．
０２〜０．１μｍ程度であることが望ましい。粒子径が
０．１μｍ以上となると媒体のノイズレベルが著しく増
大し、作成される磁気記録媒体が実用に適さなくなり、
０．０２μｍ未満となると磁性塗料を作成する際、磁性
粒子の分散性が著しく悪化する。また、板状比として
は、２〜６程度であることが望ましい。ここで、板状比
とは粒子の厚みに対する粒子径の比である。板状比が６
以上となると磁性塗料を作成する際の磁性粒子の分散性
が著しく悪化し、板状比が２未満となると、磁性粒子の
配向性が著しく劣化し、最終的に再生出力が劣化するこ
ととなる。

【００３１】上記六方晶系フェライト磁性粉末は樹脂結
合剤や有機溶媒とともに混練され、磁性塗料に調整され
た後、非磁性支持体上に塗布されて磁性層となる。

【００３２】上記樹脂結合剤としては、通常使用される
各種の樹脂結合剤が使用でき、例えば塩化ビニル─酢酸
ビニル系共重合体、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、熱可塑性ポリ
ウレタンエラストマー、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、ブタジエン─アクリ
ロニトリル共重合体、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、ポリエステル樹脂、ポリブ
タジエン等の合成ゴム系樹脂、フェノール樹脂、エポキ
シ樹脂、ポリウレタン硬化型樹脂、メラミン樹脂、アル
キッド樹脂、シリコーン樹脂、アクリル系反応樹脂、エ
ポキシ─ポリアミド樹脂、ニトロセルロース─メラミン
樹脂、高分子量ポリエステル樹脂とイソシアナートプレ
ポリマーの混合物、ポリエステルポリオールとポリイソ
シアナートとの混合物、尿素ホルムアルデヒド樹脂、低
分子量グリコール／高分子量ジオール／トリフェニルメ
タントリイソシアナートの混合物、ポリアミン樹脂及び
これらの混合物が挙げられる。

【００３３】あるいは、磁性粉末の分散性の改善を図る
ために、親水性極性基をもった樹脂結合剤を使用しても
良い。化３，化４，化５，化６にその親水性極性基の例
を示す。

【００３４】

【化３】

【００３５】

【化４】

【００３６】

【化５】

【００３７】

【化６】

【００３８】化３，化４，化５，化６において、Ｍは水
素原子又はアルカリ金属を表し、Ｍ’は水素原子，アル
カリ金属又は炭化水素基を表す。

【００３９】これらの中から選ばれた親水性極性基を導
入したポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニ
ル─酢酸ビニル系共重合体、塩化ビニリデン系共重合
体、アクリル酸エステル系共重合体、ブタジエン系共重
合体等が使用可能である。

【００４０】また、有機溶剤としても通常のものが使用
可能で、例えばアセトン，メチルエチルケトン，シクロ
ヘキサノン等のケトン系溶剤，酢酸メチル，酢酸エチ
ル，酢酸ブチル，乳酸エチル，酢酸グリコールモノエチ
ルエーテル等のエステル系溶剤，グリコールジメチルエ
ーテル，グリコールモノエチルエーテル，ジオキサン等
のグリコールエーテル系溶剤、ベンゼン，トルエン，キ
シレン等の芳香族炭化水素系溶剤、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，
エチレンクロルヒドリン，ジクロルベンゼン等の塩素化
炭化水素系溶剤等、汎用の溶剤を用いることができる。

【００４１】磁性層にはこれら樹脂結合剤等の他潤滑剤
等を内添あるいはトップコートしてもよく、さらに必要
に応じて研磨剤や分散剤を添加しても良い。

【００４２】非磁性支持体の素材としては、ポリエチレ
ンテレフタレート等のポリエステル類、ポリエチレン，
ポリプロピレン等のポリオレフィン類、セルローストリ
アセテート，セルロースダイアセテート，セルロースア
セテートブチレート等のセルロース誘導体、ポリ塩化ビ
ニル，ポリ塩化ビニリデン等のビニル系樹脂、ポリカー
ボネート，ポリイミド，ポリアミドイミド等のプラスチ
ック、アルミニウム合金，チタン合金等の軽金属、アル
ミナガラス等のセラミックス等が使用される。

【００４３】この非磁性支持体の形態としては、フィル
ムシート，ディスク，カード，ドラム等のいずれでも良
い。

【００４４】また、本発明において磁性層内磁性粒子の
斜め配向処理を行う方法としては、斜め方向に磁界を印
加する事の可能な斜め配向装置を用いても良いし、長手
方向磁界を印加した後に垂直方向磁界を印加する方法を
用いても良い。

【００４５】

【作用】本発明は、六方晶系フェライト磁性粉末と結合
剤とを主体とする磁性層が非磁性支持体上に形成され、
磁性層内部の磁性粒子の平均配向角度αの値が５°以上
８０°以下の範囲に規定することによって、特に短波長
領域における記録信号の再生出力を向上させることが出
来る。

【００４６】本発明における斜め配向磁気記録媒体に対
してリング型磁気ヘッドを用いて記録再生を行う際は、
配向の傾斜方向に沿う様に磁気ヘッドを走行させること
が望ましい。磁気ヘッドをこの様に走行させることによ
り、媒体内の記録減磁を小さく抑えることができ、短波
長領域において優れた再生出力を得ることが可能とな
る。

【００４７】

【実施例】以下、本発明を具体的な実験例を用いて説明
する。

【００４８】試料の作製 まず、バリウム−フェライト磁性粉末、バインダー樹
脂、研磨剤、カーボン粉末等を混練し、十分に磁性微粒
子を分散させた磁性塗料を作製した。その配合を表１に
示す。

【００４９】

【表１】

【００５０】この磁性塗料を厚さ１０μｍのＰＥＴフィ
ルム上に塗布した後、磁場配向処理を行った。具体的な
配向方法としては、５ＫＯｅの長手配向磁界を印加した
後、０〜７ＫＯｅの垂直配向磁界を印加し、磁界中乾燥
処理を行った。この時、上記垂直配向磁界強度を変化さ
せてサンプルに様々な斜め配向角度を与えた。また、完
全な垂直配向サンプルの作製に際しては、長手方向磁界
は印加せず、７ＫＯｅの垂直磁界のみ印加した。この様
にして配向された磁気テープを十分に乾燥させた後、カ
レンダー処理によって磁性層表面を平滑にし、磁性層膜
厚３．０μｍのロールとし、３．８ｍｍ幅に裁断して完
全な垂直方向配向のサンプルテープ１及び斜め配向角度
を与えたサンプルテープ２〜７、完全な長手方向配向の
サンプルテープ８を作製した。

【００５１】配向角度αの算出 この様にして得られたサンプルテープ１〜８について、
その見かけ上の磁気異方性エネルギーＫ及び見かけ上の
磁化容易軸方向βを通常のトルクメーターを用いて、ま
たその飽和磁化量Ｍｓを通常の試料振動型磁力計（ＶＳ
Ｍ）を用いて各々最大外部磁界１５ＫＯｅにて測定を行
い、先の数１を用いてその配向角度αの値を算出した。

【００５２】短波長領域における再生出力の測定 サンプルテープ１〜８の短波長領域（波長：０．６７μ
ｍ）における再生出力をギャップ長０．２５μｍ，トラ
ック幅２２μｍのＭＩＧヘッドを搭載したドラムテスタ
ーを用いてヘッドがαの傾斜方向に沿うように走行させ
て方波計記録を行い、スペクトラムアナライザーを用い
て表２に示した条件にて測定を行った。

【００５３】

【表２】

【００５４】結果を図２に示す。横軸に配向角度α、縦
軸に相対出力をとった。図１を見て分かるように、配向
角度０°つまり、完全な垂直方向に配向したサンプル１
は出力が０ｄｂであり、斜めに配向させたサンプル２〜
７は出力が高くなり、配向角度９０°つまり、完全な長
手方向配向のサンプルテープ８においては出力が低下し
ている。

【００５５】つまり、バリウム─フェライト磁性粉末を
用いた磁気記録媒体の配向角度αの値を５°以上８０°
以下とすることによって、その短波長領域における再生
出力の向上（＋０．５ｄｂ以上）を図ることが可能であ
ることがわかる。

【００５６】また、他の六方晶系フェライト磁性粉末に
ついても磁気記録媒体の配向角度αの値を５°以上８０
°以下とすることによって、その短波長領域における再
生出力を向上させることは可能であると思われる。

【００５７】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明により六方晶系フェライト磁性粉末を用いた磁気記録
媒体における斜め配向の有効性が明らかにされた。すな
わち、本発明においては、六方晶系フェライト磁性粉末
の配向角度αを５°以上８０°以下にすることにより、
短波長領域における記録信号の再生出力を向上すること
ができる。

【００５８】また、磁性粉末を斜め配向することで、長
手方向配向するよりも記録の高密度化を図ることが出
来、なおかつ、垂直方向配向したものよりも高い再生出
力を得ることができるため、高密度磁気記録用磁気記録
媒体として有用であり、工業的価値は非常に高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】印加磁界Ｈ、磁化Ｍ及び磁性粉末の配向方向の
なす角度α、θ、Ψの関係を示す図である。

【図２】バリウム─フェライトテープにおける配向角度
αと短波長領域（０．６７μｍ）における再生相対出力
との関係を示す特性図である。

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【手続補正書】

【提出日】平成４年４月２８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１８】

【数４】Ｌ＝−ＭＳＨｓｉｎ（Ψ−θ−α）

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】

【数５】Ｌ＝−Ｋｓｉｎ２（θ＋α−β）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 六方晶系フェライト磁性粉末と結合剤と
   を主体とする磁性層が非磁性支持体上に形成されてな
   り、磁性粉末の配向角度αが磁性層の法線方向に対して
   ５°以上８０°以下であることを特徴とする磁気記録媒
   体。