JPH0746417B2

JPH0746417B2 - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH0746417B2
Application number: JP61036891A
Authority: JP
Inventors: 誠一朝田; 正也船橋; 俊信末▲吉▼; 幹雄岸本
Original assignee: Hitachi Maxell Energy Ltd
Current assignee: Hitachi Maxell Energy Ltd
Priority date: 1986-02-20
Filing date: 1986-02-20
Publication date: 1995-05-17
Anticipated expiration: 2010-05-17
Also published as: JPS62195722A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は磁気記録媒体に関し、さらに詳しくは、出力
特性、周波数特性、耐湿度寸法安定性および機械的特性
に優れたフレキシブルタイプの垂直磁気記録に適した磁
気記録媒体に関する。

〔従来の技術〕

一般に、垂直磁気記録方式に用いる磁気記録媒体は、針
状または米粒状のγ-Fe₂O₃粉末、Coエピタキシャルγ-F
e₂O₃粉末、CrO₂粉末、あるいは板状のBaフェライト粉末
などの磁性粉末を、結合剤成分、有機溶剤およびその他
の必要成分とともに混合分散して磁性塗料を調製し、こ
の磁性塗料をポリエステルフイルム、ポリイミドフイル
ムなどの有機高分子フイルム上に、塗布、乾燥し、磁性
粉末の磁化容易軸を磁性層面に対して垂直方向に配向し
てつくられている。

しかし、このようにして有機高分子フイルム上に、種々
の磁性粉末を含む磁性層を設け、磁性粉末の磁化容易軸
を垂直方向に配向して得られる磁気記録媒体は、未だ出
力が小さくて、周波数特性も悪く、さらにベースフイル
ムとして使用する有機高分子フイルムは、吸湿膨張しや
すいため寸法安定性が悪くて記録幅密度を高くすること
ができず、またヤング率が小さいため、全厚を薄くした
場合、機械的強度および寸法安定性に劣るなどの欠点が
ある。

そこで、これらの欠点を改善する方法として、有機高分
子フイルム上に、パーマロイ、センダスト、Fe-Co-B系
非晶質合金、Fe-Co-Si-B系非晶質合金、Co-Nb-Zr系非晶
質合金などの高透磁率磁性材料を、真空蒸着、スパッタ
リング、あるいはメッキなどの方法で予め被着せしめた
のち、この高透磁率磁性材料上に、前記と同様にして種
々の磁性粉末を含む磁性層を設け、磁性粉末の磁化容易
軸を垂直方向に配向することが行われている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、このように有機高分子フイルムと垂直磁気記
録に適した磁性層との間に、高透磁率磁性材料からなる
下地層を、真空蒸着、スパッタリング、メッキなどの方
法で介在させる方法では、製造コストが極めて高くな
り、量産性が低いという生産上の難点がある上、有機高
分子フイルムと高透磁率磁性材料からなる下地層とのマ
クロまたはミクロの熱膨張係数の差によって、磁気記録
媒体にそり、しわ、ひびわれが生じるという欠点があ
る。このような磁気記録媒体のそり、しわ、ひびわれ
は、高分子フイルムの両面に高透磁率磁性材料を被着せ
しめた場合も同様で避けることができず、さらにこれら
有機高分子フイルムと磁性層との間に、高透磁率磁性材
料からなる下地層を介在させる磁気記録媒体は、強度を
保つために全厚を厚くする必要があり、このため磁気テ
ープなどに使用した場合に１巻あたりの記録容量が小さ
くなるという欠点もある。

〔問題点を解決する手段〕

この発明はかかる従来の技術の欠点を解消するため種々
検討を行った結果なされたもので、ベースフイルムとし
て、表面粗さが中心線平均粗さで0.01μｍ以下、厚みが
0.5〜50μｍで、透磁率が100以上、飽和磁化が1000〜10
000ガウス、保磁力が0.001〜100エルステッドの金属ま
たは合金もしくは非晶質合金からなる高透磁率ベースフ
イルムを使用し、この種の少なくとも一層の高透磁率ベ
ースフイルム上に、磁性粉末をその磁化容易軸が磁性層
面に対して垂直方向となるように含有させた少なくとも
一層の磁性層を設けることによって、製造コストを安く
し、量産性を高くするとともに、磁気記録媒体のそり、
しわ、ひびわれなどの発生を抑制し、さらに出力特性お
よび周波数特性を向上させ、全厚を薄くして、機械的強
度および耐湿度寸法安定性などの寸法安定性を向上させ
たものである。

この発明で使用するベースフイルムは、表面粗さが中心
線平均粗さで0.01μｍ以下、厚みが0.5〜50μｍで、透
磁率が100以上、飽和磁化が1000〜10000ガウス、保磁力
が0.001〜100エルステッドの金属または合金もしくは非
晶質合金からなる高透磁率磁性フイルムであることが好
ましく、このように表面平滑性が良好な高透磁率磁性フ
イルムをベースフイルムとし、この上に磁性粉末の磁化
容易軸を磁性層面に対して垂直方向となるように配向さ
せた磁性層を形成すると、この高透磁率磁性フイルムか
らなるベースフイルムにより、垂直方向の磁化が安定化
されて、垂直磁気記録が良好に行え、高出力が得られ
て、周波数特性も一段と向上される。またこの種の金属
または合金もしくは非晶質合金からなる高透磁率磁性フ
イルムは、従来の有機高分子フイルムのように吸湿膨張
することもないため耐湿度寸法安定性がよくて記録幅密
度を高くすることができ、さらにヤング率が高いため磁
気記録媒体の全厚を薄くしてしかも機械的強度および寸
法安定性を向上することができる。また従来の有機高分
子フイルムからなるベースフイルムと磁性層との間に高
透磁率磁性材料からなる下地層を介在させる場合のよう
に、有機高分子フイルムと高透磁率磁性材料からなる下
地層との熱膨張係数の差によって、磁気記録媒体にそ
り、しわ、ひびわれが生じるということもないため、磁
気ヘッド走行時における磁性層の傷発生量、出力変動、
ドロップアウトはいずれも1/10以下と少なくなる。さら
に高透磁率磁性材料からなる下地層の介在を必要としな
いため、製造コストが安くなり、量産性も高くて、磁気
記録媒体の全厚を厚くする必要もなく、磁気テープなど
に使用した場合、１巻あたりの記録容量も大きくするこ
とができる。また、意外なことに再生出力および再生出
力が半分になる記録密度D₅₀が高透磁率磁性材料からな
る下地層を介在させた場合に比して格段と向上される。

このように、この発明でベースフイルムとして使用する
高透磁率磁性フイルムは、透磁率が100以下になると高
透磁率磁性フイルムとしての効果が小さくなり再生出力
の向上効果が小さくなるため、100以上にするのが好ま
しく、さらに200以上とし、1000以上にするのがより好
ましい。また飽和磁化は、1000ガウスより小さいと再生
出力向上効果が小さく、10000ガウスより大きくすると
意外なことに再び再生出力が低下するため、1000〜1000
0ガウスの範囲内とするのが好ましく、1000〜8000ガウ
スの範囲内とし、さらに1000〜6000ガウスの範囲内にす
るのがより好ましい。さらに保磁力は、0.001エルステ
ッドより低いとリング型磁気ヘッドで再生した場合にス
パイク状の大きなノイズが発生し、100エルステッドよ
り高くすると磁気記録媒体の再生出力が低下するため、
0.001〜100エルステッドの範囲内にするのが好ましく、
さらに0.01〜50エルステッドの範囲内とし、0.02〜20エ
ルステッドの範囲内にするのがより好ましい。

また、透磁率が100以上、飽和磁化が1000〜10000ガウ
ス、保磁力が0.001〜100エルステッドの高透磁率磁性フ
イルムの磁化容易軸の方向は、磁気記録媒体として使用
する際の磁気ヘッドの走行方向を基準にした角度で±80
度の範囲外になると、リング型磁気ヘッドで再生した場
合にスパイク状の大きなノイズが発生するため、±80度
の範囲内にするのが好ましく、±45度の範囲内にするの
がより好ましい。

さらに、この高透磁率磁性フイルムは、表面粗さを中心
線粗さで0.01μｍより大きくすると、これをベースフイ
ルムとして使用して磁気記録媒体としたときの磁性層の
表面粗さも0.01μｍより大きくなり、実効的なスペーシ
ングが大きくなって再生出力が低下するため、0.01μｍ
以下とするのが好ましく、さらに0.005μｍ以下とし、
0.003μｍ以下とするのがより好ましい。また厚みは、
0.5μｍより薄いと強度が不足し、50μｍより厚くする
と柔軟性に欠けるため、0.5〜50μｍの範囲内にするの
が好ましく、１〜20μｍの範囲内とし、１〜10μｍの範
囲内にするのがより好ましい。

このような高透磁率磁性フイルムの材質としては、Co、
Ni等の金属、Fe-Ni合金、センダスト、パーマロイ等の
高透磁率金属合金、Fe-Co-B系非晶質合金、Fe-Co-Si-B
系非晶質合金、Co-Nb-Zr系非晶質合金などの非晶質合金
などが用いられ、これらの金属、合金あるいは非晶質合
金からなる高透磁率フイルムは、（１）圧延法、（２）
スプラットクール法、（３）ポリエチレングリコール、
アセテート樹脂、ポリビニルアルコールなどの有機物フ
イルムに、高透磁率フイルムを物理蒸着法などで被着さ
せたのち有機物フイルムを溶解する方法などの通常の薄
体製造法によって製造される。このようにして製造され
る高透磁率フイルムの厚みは主にフイルム製造時の圧
延、圧力、温度、材料供給量、蒸着時間等によって調製
される。またフイルムの透磁率、飽和磁化、保磁力、さ
らに表面粗さ等は熱処理温度、時間、材料組成、研磨条
件を選定することによって調製され、表面粗さが中心線
平均粗さで0.01μｍ以下、厚みが0.5〜50μｍで、透磁
率が100以上、飽和磁化が1000〜10000ガウス、保磁力が
0.001〜100エルステッドの金属または合金もくしは非晶
質合金からなる高透磁率磁性フイルムが得られる。

このようにして得られる高透磁率磁性フイルムは、記録
面側に高透磁率磁性材を含むものであれば一層以上重層
したものであってもよいが、一層のものがコストおよび
製造工程上好ましい。

このような高透磁率磁性フイルムをベースフイルムとす
る垂直磁気記録に適した磁気記録媒体は、常法に準じて
作成され、たとえば、この高透磁率磁性フイルム上に、
垂直磁気記録に適した磁性粉末、結合剤成分、有機溶剤
およびその他の添加剤を含む磁性塗料を、ロール塗りな
ど任意の手段で塗布、乾燥し、磁性粉末の磁化容易軸を
磁性層面に対して垂直方向となるように配向してつくら
れる。

ここで使用される磁性粉末としては、γ-Fe₂O₃粉末、Co
含有γ-Fe₂O₃粉末、CrO₂粉末、Fe₃O₄粉末、Fe₂O₃-Fe₃O₄
のベルトライト粉末、窒化鉄粉末、Fe粉末、Ni粉末、Co
粉末、バリウムフェライト粉末など、従来公知の垂直磁
気記録に適した各種磁性粉末がいずれも好適なものとし
て使用され、これらの磁性粉末は、垂直磁気記録が良好
に行えるように、磁性塗料を塗布する際、磁化容易軸が
磁性層面に対して垂直方向となるように配向して使用さ
れる。この際、磁化容易軸を垂直配向するためには、通
常、高透磁率膜の飽和磁化以上の磁場が磁性塗料の塗
布、乾燥時に印加される。しかし、Baフェライト粉末の
ように六角板状の形状をもつものについては、予め高透
磁率フイルムを消磁しておけば塗布時の印加磁場がなく
ても磁化容易軸を垂直方向に配向でき、この方法は生産
性が高いので、用途によりこれを使用してもよい。

また、結合剤樹脂としては、塩化ビニル−酢酸ビニル系
共重合体、ポリビニルブチラール樹脂、繊維素系樹脂、
ポリウレタン系樹脂、イソシアネート化合物、放射線硬
化型樹脂など従来汎用されている結合剤樹脂が広く用い
られる。

有機溶剤としては、メチルイソブチルケトン、メチルエ
チルケトン、シクロヘキサノン、トルエン、酢酸エチ
ル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメチルホルム
アミドなどが単独で、あるいは二種以上混合して使用さ
れる。

また、磁性塗料中には通常使用されている各種添加剤、
たとえば、分散剤、潤滑剤、研磨剤、帯電防止剤などを
任意に添加してもよい。

このようにしてつくられる磁性記録媒体の磁性層の厚さ
は、垂直磁気記録が良好に行えるようにするため、0.1
〜４μｍの範囲内とするのが好ましく、0.2〜２μｍの
範囲内とし、0.2〜１μｍの範囲内とするのがより好ま
しい。

また、このようにしてつくられる磁気記録媒体が、磁気
フロッピーディスクのように両面を記録面として使用す
るものでは、高透磁率磁性フイルムからなるベースフイ
ルムの両面に垂直磁気記録に適した磁性層が形成され、
また、オーディオテープあるいはビデオテープのように
片面を記録面とする場合には少なくとも片面に垂直磁気
記録に適した磁性層が形成される。ここで、磁気テープ
のように片面に垂直磁気記録に適した磁性層を形成した
磁性記録媒体の場合は、記録面以外の面にも垂直磁気記
録に適した磁性層を形成することができるが、記録面以
外の面には磁気記録媒体の走行特性を向上させるため摩
擦係数0.3以下のバックコート層を塗布することが好ま
しい。

さらに、高透磁率磁性フイルムからなるベースフイルム
と磁性層、または磁性層とバックコート層との間に接着
性向上を目的に全厚が0.1μｍ以下の少なくとも一層の
中間層を設けてもよく、このような中間層が設けられる
とこれら高透磁率フイルムからなるベースフイルムと磁
性層および磁性層とバックコート層との接着性が向上さ
れるため、これらが使用中に剥離することもなく、一段
と走行安定性に優れた磁性記録媒体が得られる。

このような高透磁率磁性フイルムからなるベースフイル
ムと磁性層、または磁性層とバックコート層間の中間層
としては、ミリスチン酸、ラウリン酸などの脂肪酸、脂
肪酸アミン、脂肪酸エステル、チタニウムカップリング
剤、シランカップリング剤、クロムカップリング剤など
のカップリング剤、リン酸エステルなどのように金属と
強固な結合をする極性基と、磁性層またはバックコート
層との親和性をもつ主鎖とを持つ化合物が好適なものと
して使用される。このような中間層は一層でもよいが、
全厚が0.1μｍ以下の範囲であれば多層構造としてもさ
しつかえがない。

〔実施例〕

次に、この発明の実施例について説明する。

実施例１多段圧延法で作製したパーマロイ（Ni対Feの配合比が80
対20の合金）からなる高透磁率磁性フイルムの表面を研
磨した後、300℃の窒素ガス雰囲気下で歪とり熱処理を
行って、中心線平均粗さが0.0085μｍ、厚みが20μｍ
で、飽和磁化が10000ガウス、透磁率が100、保磁力が20
エルステッドの高透磁率ベースフイルムを作製した。次
いで、この高透磁率ベースフイルムの表裏両面に１％の
シランカップリング剤を含むイソプロピルアルコール溶
液を塗布し、100℃で乾燥して、シランカップリング剤
からなる厚さが約0.003μｍの中間層を形成した。次ぎ
に、バリウムフェライト粉末（BET法による比表面積70m²/
g、平均粒子径0.5μｍ、厚み0.1μｍ、保磁力720エルス
テッド、飽和磁化50emu/g） 100 重量部 VAGH（米国U.C.C社製、塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニ
ルアルコール共重合体） 12.5 〃パンデックスT5201（大日本インキ化学工業社製、ポリ
ウレタン樹脂） 7.5 〃コロネートＬ（日本ポリウレタン工業社製、三官能性低
分子量イソシアネート化合物） 5.0 〃 α‐Fe₂O₃ 10〃ミリスチン酸 2.5 〃シクロヘキサノン 160 〃トルエン 160 〃の組成からなる組成物をボールミル中で３日間混合分散
して磁性塗料を調製し、この磁性塗料を前記の高透磁率
ベースフイルムの表裏両面に形成したシランカップリン
グ剤からなる中間層上に、垂直方向に12000エルステッ
ドの磁場を印加しながら塗布し、乾燥して、乾燥厚が0.
7μｍの磁性層を形成した。次いで、平滑化処理を行っ
た後、円板状に打抜いて磁気ディスクをつくった。

実施例２実施例１において、中心線平均粗さが0.0085μｍ、厚み
が20μｍで、飽和磁化が10000ガウス、透磁率が100、保
磁力が20エルステッドのパーマロイからなる高透磁率ベ
ースフイルムに代えて、スプラットクール法でセンダス
トフイルムを調製し、さらに研磨処理をした後、350℃
で歪とり処理を行って作製した中心線平均粗さが、0.00
9μｍ、厚みが５μｍで、飽和磁化が8000ガウス、透磁
率が3000、保磁力が0.1エルステッドのセンダストから
なる高透磁率ベースフイルムを使用した以外は実施例１
と同様にして磁気ディスクをつくった。

実施例３実施例１において、中心線平均粗さが0.0085μｍ、厚み
が20μｍで、飽和磁化が10000ガウス、透磁率が100、保
磁力が20エルステッドのパーマロイからなる高透磁率ベ
ースフイルムに代えて、圧延法でNiフイルムを調製し、
さらに研磨処理をした後、200℃で歪取り処理を行って
作製した中心線平均粗さが、0.005μｍ、厚みが10μｍ
で、飽和磁化が3000ガウス、透磁率が1000、保磁力が0.
2エルステッドのNiからなる高透磁率ベースフイルムを
使用した以外は、実施例１と同様にして磁気ディスクを
つくった。

実施例４実施例１において、中心線平均粗さが0.0085μｍ、厚み
が20μｍで、飽和磁化が10000ガウス、透磁率が100、保
磁力が20エルステッドのパーマロイからなる高透磁率ベ
ースフイルムに代えて、スプラットクール法でNi₁₂Co₆₂
Fe₄Si₈B₁₄フイルムを調製し、さらに研磨処理をした
後、1000ガウスの回転磁場中300℃で歪とり処理を行っ
て作製した中心線平均粗さが0.004μｍ、厚みが10μｍ
で、飽和磁化が6000ガウス、透磁率が5000、保磁力が0.
1エルステッドのNi₁₂Co₆₂Fe₄Si₈B₁₄からなる高透磁率ベ
ースフイルムを使用した以外は実施例１と同様にして磁
気ディスクをつくった。

実施例５実施例１において、中心線平均粗さが0.0085μｍ、厚み
が20μｍで、飽和磁化が10000ガウス、透磁率が100、保
磁力が20エルステッドのパーマロイからなる高透磁率ベ
ースフイルムに代えて、有機高分子膜上にスパッタ法で
Co₈₉Zr₄Nb₇の非晶質膜を形成した後、有機高分子を溶解
して作製した中心線平均粗さが、0.01μｍ、厚みが２μ
ｍで、飽和磁化が7000ガウス、透磁率が2000、保磁力が
0.5エルステッドのCo₈₉Zr₄Nb₇からなる高透磁率ベース
フイルムを使用した以外は実施例１と同様にして磁気デ
ィスクをつくった。

実施例６実施例１において、中心線平均粗さが0.0085μｍ、厚み
が20μｍで、飽和磁化が10000ガウス、透磁率が100、保
磁力が20エルステッドのパーマロイからなる高透磁率ベ
ースフイルムに代えて、スプラットクール法でCo₈₀P₁₈C
₇高透磁率フイルムを調製し、さらに研磨処理した後、2
000ガウスの回転磁場中300℃で２時間N₂中にて熱処理し
て作製した中心線平均粗さが、0.0095μｍ、厚みが30μ
ｍで、飽和磁化が8000ガウス、透磁率が1500、保磁力が
１エルステッドのFe₈₀P₁₈C₇からなる高透磁率ベースフ
イルムを使用した以外は実施例１と同様にして磁気ディ
スクをつくった。

比較例１実施例１において、パーマロイからなる高透磁率ベース
フイルムに代えて、中心線平均粗さが、0.003μｍ、厚
さが14μｍのポリエステルベースフイルムを使用した以
外は実施例１と同様にした磁気ディスクをつくった。

比較例２実施例１において、パーマロイからなる高透磁率ベース
フイルムに代えて、中心線平均粗さが、0.003μｍ、厚
さが12μｍのポリエステルベースフイルム表裏面に１μ
ｍのパーマロイを蒸着した中心線平均粗さが、0.004μ
ｍ、厚さが13μｍで飽和磁化が9000ガウス、透磁率が30
00、保磁力が0.2エルステッドのベースフイルムを使用
した以外は実施例１と同様にして磁気ディスクをつくっ
た。

各実施例および比較例で得られた磁気ディスクの特性
を、ギャップ幅0.15μｍ、ギャップ長20μｍ、トラック
幅20μｍ、巻線数20ターンのセンダストリング型磁気ヘ
ッドを用いて測定した。第１図はその結果得られた再生
出力の周波数特性を、記録波長５μｍにおける実施例１
の磁気ディスクの再生出力を0dBとして、再生出力と記
録波長の関係図にして示したものである。

〔発明の効果〕

第１図から明らかなように、実施例１ないし６で得られ
た磁気ディスクは、いずれも比較例１および２で得られ
た磁気ディスクに比し、再生出力が高く、また再生出力
が半分になる記録密度D₅₀も高くて、周波数特性がよ
く、このことからこの発明によって得られる磁気記録媒
体は、出力特性、周波数特性に優れ、寸法安定性および
機械的特性も優れていることがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明で得られた磁気ディスクの再生出力と
記録波長との関係図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面粗さが中心線平均粗さで0.01μｍ以
下、厚みが0.5〜50μｍで、透磁率が100以上、飽和磁化
が1000〜10000ガウス、保磁力が0.001〜100エルステッ
ドの金属または合金もしくは非晶質合金からなる少なく
とも一層の高透磁率ベースフイルム上に、磁性粉末をそ
の磁化容易軸が磁性層面に対して垂直方向となるように
配向して含有させた少なくとも一層の磁性層を設けたこ
とを特徴とする磁気記録媒体