JPWO2016157681A1 - 磁気記録媒体 - Google Patents
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Abstract
Description
1 磁気記録媒体の構成
2 磁気記録媒体の製造方法
3 効果
4 変形例
図1に示すように、本技術の一実施形態に係る磁気記録媒体は、いわゆる塗布型の垂直磁気記録媒体であり、非磁性支持体11と、非磁性支持体11の一方の主面上に設けられた保護層12aと、保護層12a上に設けられた下地層13と、下地層13上に設けられた記録層14と、非磁性支持体11の他方の主面上に設けられた保護層12bと、保護層12b上に設けられたバックコート層15とを備える。磁気記録媒体が、必要に応じて、記録層14上に設けられた表面保護層および潤滑剤層などをさらに備えるようにしてもよい。
非磁性支持体11は、例えば、可撓性を有する帯状のフィルムである。非磁性支持体11の材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル類、ポリエチレン、ポリプロピレンなど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、セルロースブチレートなど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などのビニル系樹脂、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミドイミドなどのプラスチック、アルミニウム合金、チタン合金などの軽金属、アルミナガラスなどのセラミックなどを用いることができる。さらには、機械的強度を高めるために、AlまたはCuの酸化物を含む薄膜を、ビニル系樹脂などを含む非磁性支持体11の主面のうち少なくとも一方に設けてもよい。
保護層12a、12bは、非磁性支持体11に水分を透過しにくいように水蒸気透過率の低く、かつ、張力に対する磁気記録媒体の変形量を少なくすることか可能な膜である。保護層12a、12bは、板状粒子粉および結着剤を含んでいる。保護層12a、12bは、必要に応じて板状粒子以外の形状の粒子粉、顔料、導電性粒子、硬化剤、防錆剤などの各種添加剤をさらに含んでいてもよい。
以下に、TEMの測定条件を示す。
装置:TEM(日立製作所製、H9000NAR)
加速電圧:300kV
倍率:100000倍
なお、保護層12bの平均厚さも、上述の保護層12aの平均厚さDmの求め方と同様にして求められる。
以下に、TEMの測定条件を示す。
装置:TEM(日立製作所製、H9000NAR)
加速電圧:300kV
倍率:100000倍
以下に、TEMの測定条件を示す。
装置:TEM(日立製作所製、H9000NAR)
加速電圧:300kV
倍率:100000倍
下地層13は、非磁性粉および結着剤を含む非磁性層である。下地層13が、必要に応じて、導電性粒子、潤滑剤、研磨剤、硬化剤および防錆剤などの各種添加剤をさらに含んでいてもよい。
記録層14は、例えば、短波長記録または超短波超記録が可能な垂直記録層である。記録層14は、記録層14の厚さ方向に磁気異方性を有する磁性層である。すなわち、記録層14の磁化容易軸は、記録層14の厚さ方向に向いている。記録層14の平均厚さは、好ましくは30nm以上100nm以下、より好ましくは50nm以上70nm以下である。なお、記録層14の平均厚さは、上述の保護層12a、12bの平均厚さDmと同様にして求められる。
バックコート層15は、結着剤、無機粒子および潤滑剤を含んでいる。バックコート層15が、必要に応じて硬化剤および帯電防止剤などの各種添加剤を含んでいてもよい。結着剤、無機粒子および潤滑剤は、上述の下地層13と同様である。
次に、上述の構成を有する磁気記録媒体の製造方法の一例について説明する。
まず、板状粒子粉および結着剤などを溶剤に混練、分散させることにより、保護層形成用塗料を調製する。次に、非磁性粉および結着剤などを溶剤に混練、分散させることにより、下地層形成用塗料を調製する。次に、磁性粉および結着剤などを溶剤に混練、分散させることにより、記録層形成用塗料を調製する。次に、結着剤、無機粒子および潤滑剤などを溶剤に混練、分散させることにより、バックコート層形成用塗料を調製する。保護層形成用塗料、下地層形成用塗料、記録層形成用塗料およびバックコート層形成用塗料の調製には、例えば、以下の溶剤、分散装置および混練装置を適用することができる。
次に、保護層形成用塗料を帯状の非磁性支持体11の一方の主面に塗布して、塗膜を形成する。保護層形成用塗料を非磁性支持体11の一方の主面に塗布すると、塗膜に含まれる板状粒子粉は、板状粒子の主面が非磁性支持体11の一方の主面に対向するとともに、保護層12aの厚さ方向に重なり合うように自然に配向する。すなわち、保護層12aに含まれる板状粒子粉の短軸が保護層12aの厚さ方向にほぼ平行になるように、板状粒子粉は配向する。但し、必要に応じて、塗膜に含まれる板状粒子粉を磁場配向させるようにしてもよい。次に、塗膜を乾燥させることにより、非磁性支持体11の一方の主面に保護層12aを形成する。
次に、非磁性支持体11の一方の主面に形成された保護層12a上に下地層形成用塗料を塗布して乾燥させることにより、下地層13を保護層12a上に形成する。
次に、下地層13上に記録層形成用塗料を塗布して乾燥させることにより、記録層14を下地層13上に形成する。なお、乾燥の際に、磁性粉に含まれる立方晶フェライト磁性粉を磁場配向させることにより、立方晶フェライト磁性粉の磁化容易軸を記録層14の厚さ方向に向けるか、もしくはほぼ記録層14の厚さ方向に向けることが好ましい。
次に、非磁性支持体11の他方の主面に形成された保護層12b上にバックコート層形成用塗料を塗布して乾燥させることにより、バックコート層15を形成する。これにより、幅広の磁気記録媒体が得られる。
次に、得られた幅広の磁気記録媒体を大径コアに巻き直し、硬化処理を行う。次に、幅広の磁気記録媒体に対してカレンダー処理を行った後、所定の幅に裁断する。これにより、目的とする磁気記録媒体が得られる。なお、バックコート層15を形成する工程は、カレンダー処理後であってもよい。
本技術の一実施形態に係る磁気記録媒体では、非磁性支持体11の両面に板状粒子粉を含む保護層12a、12bが設けられている。この板状粒子粉は、板状粒子の主面が非磁性支持体11の主面に対向するように保護層12a、12bの厚さ方向に重なり合っており、また板状粒子の平均板状比は60以上である。これにより、非磁性支持体11に水分が到達しにくくなるので、湿度変化に対する寸法安定性を向上できる。また、長手方向および幅方向の両方向において、引っ張りおよび圧縮に対して変形しにくく、ポアソン比も小さくできるため、張力変形を小さくできる。
上述の一実施形態では、非磁性支持体11の両面に保護層12a、12bが設けられている構成を例として説明したが、非磁性支持体11の少なくも一方の主面、または非磁性支持体11のいずれか一方の主面に保護層が設けられている構成を採用してもよい。非磁性支持体11のいずれか一方の主面に保護層を設ける場合、湿度変化や張力に対する寸法安定性向上の観点からすると、非磁性支持体11の両主面のうち、記録層14とは反対側の主面に保護層を設けることが好ましい。
本実施例において、保護層の平均厚さDmは、上述の一実施形態にて説明したようにして求められた。
本実施例において、下地層および記録層の平均厚さは、上述の「保護層の平均厚さDm」と同様にして求められた。
本実施例において、板状粒子粉の平均板厚Tmは、上述の一実施形態にて説明したようにして求められた。
本実施例において、板状粒子粉の平均板径Rmは、上述の一実施形態にて説明したようにして求められた。
本実施例において、板状粒子粉の平均板状比Rm/Tmは、上述の一実施形態にて説明したようにして求められた。
本実施例において、板状粒子粉の平均板厚Tmに対する保護層の平均厚さDmの割合(Dm/Tm)は、上述の一実施形態にて説明したようにして求められた。
本実施例において、針状粒子の平均短軸径Tmは、断面TEM像から数百個の針状粒子の短軸径Tを求めて、それらを単純に平均(算術平均)する以外は、上述の「板状粒子粉の平均板厚Tm」と同様にして求められた。
本実施例において、針状粒子の平均長軸径Rmは、断面TEM像から数百個の針状粒子の長軸径Rを求めて、それらを単純に平均(算術平均)する以外は、上述の「板状粒子粉の平均板径Rm」と同様にして求められた。
本実施例において、針状粒子粉の平均針状比Rm/Tmは、上述のように求めた針状粒子の平均短軸径Tmおよび平均長軸径Rmを用いて求められた。
本実施例において、針状粒子粉の平均短軸径Tmに対する保護層の平均厚さDmの割合(Dm/Tm)は、上述のように求めた針状粒子の平均短軸径Tmおよび保護層の平均厚さDmを用いて求められた。
本実施例において、球状粒子の平均直径Tm(=Rm)は、断面TEM像から数百個の球状粒子の直径Tを求めて、それらを単純に平均(算術平均)する以外は、上述の「板状粒子粉の平均板厚Tm」と同様にして求められた。
本実施例において、球状粒子粉の平均直径Tmに対する保護層の平均厚さDmの割合(Dm/Tm)は、上述のように求めた球状粒子の平均粒径Tmおよび保護層の平均厚さDmを用いて求められた。
(記録層形成用塗料の調製工程)
記録層形成用塗料を次のようにして調製した。まず、下記原料をエクストルーダで混練して混練物を得た。
CoNiフェライト結晶磁性粉:100質量部
(形状:ほぼ立方体形状、平均板径:11nm、平均板状比:0.95)
塩化ビニル系樹脂(シクロヘキサノン溶液30質量%):55.6質量部
(重合度300、Mn=10000、極性基としてOSO3K=0.07mmol/g、2級OH=0.3mmol/gを含有する。)
酸化アルミニウム粉末:5質量部
(α−Al2O3、平均粒径0.2μm)
カーボンブラック:2質量部
(東海カーボン社製、商品名:シーストTA)
塩化ビニル系樹脂:27.8質量部
(樹脂溶液:樹脂分30質量%、シクロヘキサノン70質量%)
ポリイソシアネート:4質量部
(商品名:コロネートL、日本ポリウレタン社製)
ミリスチン酸:2質量部
n−ブチルステアレート:2質量部
メチルエチルケトン:121.3質量部
トルエン:121.3質量部
シクロヘキサノン:60.7質量部
下地層形成用塗料を次のようにして調製した。まず、下記原料をエクストルーダで混練して混練物を得た。
針状酸化鉄粉末:100質量部
(α−Fe2O3、平均長軸長0.15μm)
塩化ビニル系樹脂:55.6質量部
(樹脂溶液:樹脂分30質量%、シクロヘキサノン70質量%)
カーボンブラック:10質量部
(平均粒径20nm)
ポリウレタン系樹脂UR8200(東洋紡績製):18.5質量部
ポリイソシアネート:4質量部
(商品名:コロネートL、日本ポリウレタン社製)
ミリスチン酸:2質量部
n−ブチルステアレート:2質量部
メチルエチルケトン:108.2質量部
トルエン:108.2質量部
シクロヘキサノン:18.5質量部
保護層形成用塗料を次のようにして調製した。下記原料を、ディスパーを備えた攪拌タンクで混合を行い、フィルター処理を行うことで、保護層形成用塗料を調製した。
バリウムフェライト:100質量部
(形状:板状、平均板状比Rm/Tm:60、平均板厚Tm:4nm、平均板径Rm:240)
ポリウレタン系樹脂UR8200(東洋紡績製): 25質量部
(重合度300、Mn=10000、極性基としてOSO3K=0.07mmol/g、2級OH=0.3mmol/gを含有する。)
メチルエチルケトン:250質量部
トルエン:2000質量部
バックコート層形成用塗料を次のようにして調製した。下記原料を、ディスパーを備えた攪拌タンクで混合を行い、フィルター処理を行うことで、バックコート層形成用塗料を調製した。
カーボンブラック(旭社製、商品名:#80):100質量部
ポリエステルポリウレタン:100質量部
(日本ポリウレタン社製、商品名:N−2304)
メチルエチルケトン:500質量部
トルエン:400質量部
シクロヘキサノン:100質量部
次に、保護層、下地層および記録層を次のようにして形成した。まず、非磁性支持体である、厚さ6.2μm、帯状のPENフィルムの一方の主面上に、保護層形成用塗料を塗布、乾燥させることにより、PENフィルムの一方の主面上に平均厚さ150nmの保護層を形成した。次に、保護層上に、下地層形成用塗料を塗布、乾燥させることにより、保護層上に平均厚さ1μmの下地層を形成した。次に、下地層上に、記録層形成用塗料を塗布、乾燥させることにより、下地層上に平均厚さ70nmの記録層を形成した。なお、乾燥の際に、磁性粉を磁場配向させた。
次に、PENフィルムの他方の主面上に、バックコート層形成用塗料を塗布、乾燥させることにより、PENフィルムの他方の主面上に平均厚さ0.6μmのバックコート層を形成した。これにより、幅広の磁気テープを得た。
次に、得られた幅広の磁気テープに対して、金属ロールによるカレンダー処理を行い、記録層表面を平滑化した。次に、幅広の磁気テープを1/2インチ(12.65mm)幅に裁断して、目的とする磁気テープを得た。
保護層形成用塗料の調製工程において、バリウムフェライトに代えてα−酸化鉄(形状:板状、平均板状比Rm/Tm:60、平均板厚Tm:10nm、平均板径Rm:600nm)を用いた。また、保護層の形成工程において、保護層の平均厚さを300nmに変更した。これ以外のことは実施例1と同様にして磁気テープを得た。
保護層形成用塗料の調製工程において、バリウムフェライトに代えてマイカ(形状:板状、平均板状比Rm/Tm:200、平均板厚Tm:5nm、平均板径Rm:1000nm)を用いた。これ以外のことは実施例1と同様にして磁気テープを得た。
保護層形成用塗料の調製工程において、バリウムフェライトに代えてモンモリロナイト(形状:板状、平均板状比Rm/Tm:300、平均板厚Tm:1nm、平均板径Rm:300nm)を用いた。これ以外のことは実施例1と同様にして磁気テープを得た。
保護層形成用塗料の調製工程において、モンモリロナイト(形状:板状、平均板状比Rm/Tm:300、平均板厚Tm:2nm、平均板径Rm:600nm)を用いた。また、保護層の形成工程において、保護層の平均厚さを40nmに変更した。これ以外のことは実施例4と同様にして磁気テープを得た。
保護層の形成工程において、PENフィルムの両面に平均厚さ250nmの保護層を形成した。また、下地層の形成工程において、下地層の平均厚さを0.6μmに変更した。これ以外のことは実施例4と同様にして磁気テープを得た。
保護層の形成工程において、PENフィルムの両面に平均厚さ100nmの保護層を形成した。これ以外のことは実施例4と同様にして磁気テープを得た。
PENフィルムの一方の主面上に保護層を形成せずに、下地層を直接形成した。これ以外のことは実施例1と同様にして磁気テープを得た。
保護層形成用塗料の調製工程において、バリウムフェライト(形状:板状、平均板状比Rm/Tm:7、平均板厚Tm:4nm、平均板径Rm:28nm)を用いた。また、保護層の形成工程において、保護層の平均厚さを120nmに変更した。これ以外のことは実施例1と同様にして磁気テープを得た。
保護層形成用塗料の調製工程において、バリウムフェライトに代えてα−酸化鉄(形状:針状、平均針状比Rm/Tm:10、平均短軸径Tm:8nm、平均長軸径Rm:80)を用いた。また、保護層の形成工程において、保護層の平均厚さを250nmに変更した。これ以外のことは実施例1と同様にして磁気テープを得た。
保護層形成用塗料の調製工程において、バリウムフェライトに代えてシリカ(形状:球状、平均粒径Tm:18nm)を用いた。また、保護層の形成工程において、PENフィルムの両面に平均厚さ250nmの保護層を形成した。これ以外のことは実施例1と同様にして磁気テープを得た。
保護層形成用塗料の調製工程において、バリウムフェライトに代えてα−酸化鉄(形状:板状、平均板状比Rm/Tm:50、平均板厚Tm:10nm、平均板径Rm:500nm)を用いた。また、保護層の形成工程において、保護層の平均厚さを300nmに変更した。これ以外のことは実施例1と同様にして磁気テープを得た。
上述のようにして得られた磁気テープに以下の評価を行った。
まず、磁気テープをその主面に対して垂直に切り出し、その断面をTEMにより観察した。次に、観察したTEM像から、保護層に含まれる板状粒子粉が、板状粒子の主面がPENフィルム(非磁性支持体)の主面に対向するように保護層の厚さ方向に重なり合っているか否かを判断した。その結果を表1に示す。なお、本評価は、保護層の粒子粉として板状粒子粉を用いたサンプルにのみ行われた。
以下に、TEMの測定条件を示す。
装置:TEM(日立製作所製、H9000NAR)
加速電圧:300kV
倍率:100000倍
JIS−K7133、ASTM D882に基づき、サンプル幅6.25mm×サンプル実行長100mm、引っ張り速度200mm/minで測定し、1%伸びを与える抗張力を初期フィルム断面積で割った値をE(ヤング率)とした。その結果を表1に示す。
サンプルの長手方向に一定の荷重をかけ、25℃で湿度を変化させたときの幅方向の変形から、以下の式(1)に従って湿度膨張率を算出した。その結果を表1に示す。サンプルは幅1/2インチ、標線間隔200mmのものを用いた。荷重はサンプルの長手方向に20gとした。
湿度膨張率(%)=[(L−L0)/12.65]×100 ・・・(1)
但し、L0は25℃、RH20%で24時間保存したときの標線間隔(mm)を示す。
また、Lは25℃、RH80%で24時間保存したときの標線間隔(mm)を示す。
B面:PENフィルムの両面(非磁性支持体)のうち記録層形成側とは反対側の裏面
MD:Machine Direction
TD:Transverse Direction
Dm:保護層の平均厚み
Tm:粒子形状が板状である場合、Tmは平均板厚を意味する。粒子形状が針状である場合、Tmは平均短軸径を意味する。粒子形状が球状である場合、Tmは平均直径を意味する。
Rm:粒子形状が板状である場合、Rmは平均板径を意味する。粒子形状が針状である場合、Rmは平均長軸径を意味する。
実施例1、3、4、比較例5の評価結果等から、板状粒子の平均板状比が大きいほど、寸法変形の抑制効果が向上することがわかる。
比較例1、3、4の評価結果等から、保護層に含まれる粒子分が針状粒子粉または球状粒子粉である場合には、寸法変形の抑制効果を得ることは困難であることがわかる。
実施例1〜4の評価結果等から、板状粒子の主面が支持体の主面に対向するように板状粒子粉が保護層の厚さ方向に重なり合っており、かつ、板状粒子粉の平均板状比が60以上であれば、板状粒子粉の種類によらず、寸法変形の抑制効果が発現することがわかる。
実施例4、5の評価結果等から、板状粒子の平均板厚Tmに対する保護層の平均厚みDmの割合(Dm/Tm)が大きいほど、寸法変形の抑制効果が向上することがわかる。
実施例4〜7の評価結果等から、非磁性支持体の両面に保護層を設けることで、寸法変形の抑制効果が向上することがわかる。
(1)
支持体と、
記録層と、
上記支持体の少なくとも一方の面に設けられた、板状粒子粉を含む保護層と
を備え、
上記板状粒子粉は、該板状粒子の主面が上記支持体の面に対向するように上記保護層の厚さ方向に重なり合っており、
上記板状粒子の平均板状比は、60以上である磁気記録媒体。
(2)
上記板状粒子の平均板状比は、200以上である(1)に記載の磁気記録媒体。
(3)
上記板状粒子の平均板厚Tmに対する上記保護層の平均厚みDmの割合(Dm/Tm)は、30以上である(1)または(2)に記載の磁気記録媒体。
(4)
上記保護層は、上記支持体の両面のうち、上記記録層とは反対側の面に設けられている(1)から(3)のいずれかに記載の磁気記録媒体。
(5)
上記保護層は、上記支持体の両面に設けられている(1)から(3)のいずれかに記載の磁気記録媒体。
(6)
上記板状粒子は、粘土である(1)から(5)のいずれかに記載の磁気記録媒体。
(7)
上記粘土は、カオリナイト、ディッカイト、ハロイサイト、クリソタイル、リザーダイド、アメサイト、パイロフィライト、タルク、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、スチーブンサイト、サポナイト、ヘクトライト、ソーコナイト、2八面体型バーミキュライト、3八面体型バーミキュライト、白雲母、パラゴナイト、イライト、セリサイト、金雲母、黒雲母、レピドライト、マガディアイト、アイラライトおよびカネマイトからなる群より選ばれる1種以上である(6)に記載の磁気記録媒体。
(8)
上記板状粒子は、フェライトである(1)から(5)のいずれかに記載の磁気記録媒体。
(9)
上記記録層の下に設けられた下地層をさらに備える(1)から(8)のいずれかに記載の磁気記録媒体。
12a、12b 保護層
13 下地層
14 記録層
15 バックコート層
Claims (9)
- 支持体と、
記録層と、
上記支持体の少なくとも一方の面に設けられた、板状粒子粉を含む保護層と
を備え、
上記板状粒子粉は、該板状粒子の主面が上記支持体の面に対向するように上記保護層の厚さ方向に重なり合っており、
上記板状粒子の平均板状比は、60以上である磁気記録媒体。 - 上記板状粒子の平均板状比は、200以上である請求項1に記載の磁気記録媒体。
- 上記板状粒子の平均板厚Tmに対する上記保護層の平均厚みDmの割合(Dm/Tm)は、30以上である請求項1に記載の磁気記録媒体。
- 上記保護層は、上記支持体の両面のうち、上記記録層とは反対側の面に設けられている請求項1に記載の磁気記録媒体。
- 上記保護層は、上記支持体の両面に設けられている請求項1に記載の磁気記録媒体。
- 上記板状粒子は、粘土である請求項1に記載の磁気記録媒体。
- 上記粘土は、カオリナイト、ディッカイト、ハロイサイト、クリソタイル、リザーダイド、アメサイト、パイロフィライト、タルク、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、スチーブンサイト、サポナイト、ヘクトライト、ソーコナイト、2八面体型バーミキュライト、3八面体型バーミキュライト、白雲母、パラゴナイト、イライト、セリサイト、金雲母、黒雲母、レピドライト、マガディアイト、アイラライトおよびカネマイトからなる群より選ばれる1種以上である請求項6に記載の磁気記録媒体。
- 上記板状粒子は、フェライトである請求項1に記載の磁気記録媒体。
- 上記記録層の下に設けられた下地層をさらに備える請求項1に記載の磁気記録媒体。
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