WO2019159465A1 - 磁気記録テープとその製造方法、磁気記録テープカートリッジ - Google Patents
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- G11B5/70642—Record carriers characterised by the selection of the material comprising one or more layers of magnetisable material homogeneously mixed with a bonding agent on a base layer characterised by the composition of the magnetic material containing non-metallic substances iron oxides
- G11B5/70678—Ferrites
Definitions
- This technology relates to magnetic recording tape. More specifically, the present invention relates to a magnetic recording tape capable of stably running a magnetic recording tape with respect to a magnetic head, a cartridge containing the tape, and a method for manufacturing the tape.
- magnetic recording tape (sometimes abbreviated as “tape”) is attracting attention from the viewpoint of cost, energy saving, long life, reliability, capacity, and the like.
- This magnetic recording tape is accommodated in a case in a state where a long tape having a magnetic layer is wound around a reel.
- This magnetic recording tape is recorded or reproduced in a direction in which the tape travels using a magnetoresistive head (hereinafter referred to as a magnetic head).
- a magnetoresistive head hereinafter referred to as a magnetic head.
- LTO Linear-Tape-Open
- the recording capacity of a magnetic recording tape depends on the surface area of the magnetic recording tape (tape length ⁇ tape width) and the recording density per unit area of the tape.
- the recording density depends on the track density in the tape width direction and the linear recording density (recording density in the tape length direction). That is, increasing the recording capacity of a magnetic recording tape depends on how the tape length, track density, and linear recording density can be increased. Note that it is difficult to change the tape width because of the standard.
- This off-track phenomenon is a phenomenon in which the target track does not exist at the track position to be read by the magnetic head or the wrong track position is read.
- Patent Document 1 discloses a technique for suppressing the spacing that may occur between the magnetic head and the magnetic recording tape by providing a lubricant layer on the surface of the magnetic layer, and the thickness of the lubricant layer.
- Patent Document 2 discloses a magnetic recording tape in which the number of protrusions / number of particles opposite to the magnetic surface is limited to control the tape interlayer friction. It is described that the tape causes a small increase in the dynamic friction coefficient after repeated running compared to the initial dynamic friction coefficient, and can suppress meandering during running of the tape.
- a main object of the present technology is to provide a magnetic recording tape or the like that can stably run the tape at a high speed while maintaining a state in which the distance between the magnetic head and the tape is narrow.
- the present technology is a tape having a multilayer structure including at least a magnetic layer, and the total thickness of the tape is 5.6 ⁇ m or less, that is, a thin tape with a high recording capacity
- a magnetic recording tape or the like in which a plurality of recesses are provided on the surface of a magnetic layer. Appropriate ranges could be specified for the depth of the recesses in the magnetic layer and the number per unit area.
- the present technology is particularly effective when the tape runs at a high speed.
- the present technology while winding a magnetic recording tape having a multilayer structure including at least a magnetic layer and a back layer, a convex portion formed on the surface of the back layer is pressed against the surface of the magnetic layer, A method for producing a magnetic recording tape including a transfer step for forming a recess is also provided.
- the magnetic recording tape according to the present technology can perform recording and reproduction with a magnetic head with high accuracy by preventing an increase in friction due to repeated high-speed running.
- FIG. 1 It is a simple model enlarged view which shows a mode that it transfers from the convex part (41) of a back layer (4) with respect to the surface of the magnetic layer (1) of the tape (T), and a recessed part (11) is formed.
- FIG 3 is a diagram illustrating a state in which a tape T is wound around a roll (R1) and a convex portion 41 of a back layer 4 comes into contact with the surface of the magnetic layer 1 in the transfer step. It is a figure which shows the concept of the 2nd transfer process. It is an example of the atomic force microscope photograph of the surface of the magnetic layer (1) (drawing substitute photograph). (A) No transfer, (b) One transfer.
- FIG. 1 is a diagram illustrating a basic layer structure of a magnetic recording tape according to the present technology
- FIG. 2 is a diagram illustrating a cross-sectional layer structure of the magnetic recording tape. 1 and 2 indicate a magnetic recording tape (hereinafter referred to as “tape T”).
- This tape T has a long tape shape and runs in the longitudinal direction during recording and reproduction.
- the tape T is configured to be able to record a signal with a shortest recording wavelength of preferably 96 nm or less, more preferably 75 nm or less, even more preferably 60 nm or less, and particularly preferably 50 nm or less.
- the tape T is preferably used for a recording / reproducing apparatus including a ring-type head as a recording head.
- the tape T includes a magnetic layer 1 having magnetism, a nonmagnetic layer 2 positioned below the magnetic layer, and a base positioned below the nonmagnetic layer 2 in order from the top (from the side facing the magnetic head). It is composed of a film layer 3 and a back layer 4 which is located at the lower part of the base film layer 3 and is the lowermost layer. That is, the tape T has a total of four basic layer structures. In addition to these four layers, another layer can be freely added as necessary.
- the total thickness of the tape T is assumed to be 5.6 ⁇ m or less from the viewpoint of increasing the recording capacity.
- the total thickness of the tape T is more preferably 5.0 ⁇ m or less, more preferably 4.8 ⁇ m or less, and particularly preferably 4.6 ⁇ m or less.
- the tape traveling speed is 4 m / sec or more
- the servo track is 5 ch or more, preferably 5 + 4n (n is a positive integer)
- the width of each servo track is It has a configuration of 95 ⁇ m or less, a bit length of 48 nm or less, and a track width of 3.0 ⁇ m or less. That is, the tape T according to the present technology may be used for recording or reproduction at a tape speed of 4 m / second or more.
- the upper limit value of the average thickness (average total thickness) of the tape T is preferably 5.6 ⁇ m or less, more preferably 5.0 ⁇ m or less, and even more preferably 4.4 ⁇ m or less. If the average thickness t T of the tape T is less than 5.6 [mu] m, it can be made higher than general magnetic recording tape recording capacity for recording in one data cartridge.
- the lower limit value of the average thickness of the tape T is not particularly limited, but is, for example, 3.5 ⁇ m or more.
- the average thickness of the tape T is determined by the procedure described in the method for determining the average thickness of the back layer 4 described later.
- the upper limit value of the coercive force Hc in the longitudinal direction of the tape T is preferably 2000 Oe or less, more preferably 1900 Oe or less, and even more preferably 1800 Oe or less.
- the lower limit value of the coercive force Hc measured in the longitudinal direction of the tape T is preferably 1000 Oe or more, demagnetization due to leakage magnetic flux from the recording head can be suppressed.
- This coercive force Hc is obtained as follows.
- a measurement sample is cut out from a long tape T, and an MH loop of the entire measurement sample is measured in the longitudinal direction of the measurement sample (traveling direction of the tape T) using a vibrating sample magnetometer (VSM). Measure.
- VSM vibrating sample magnetometer
- the coating film nonmagnetic layer 2, magnetic layer 1, back layer 4, etc.
- the MH loop of the base film layer 3 is measured in the longitudinal direction of the base film layer 3 (traveling direction of the tape T).
- the MH loop of the base film layer 3 is subtracted from the MH loop of the entire measurement sample to obtain the MH loop after background correction.
- the coercive force Hc is obtained from the obtained MH loop. Note that all the measurements of the above MH loops are performed at 25 ° C. Further, “demagnetizing field correction” when measuring the MH loop in the longitudinal direction of the tape T is not performed.
- the squareness ratio (also referred to as orientation degree) S1 in the vertical direction (thickness direction) of the tape T is 65% or more, preferably 70% or more, more preferably 75% or more.
- orientation degree S1 is 65% or more, the squareness ratio of the magnetic powder becomes sufficiently high, and thus a better SNR can be obtained.
- the squareness ratio S1 in the vertical direction is obtained as follows. First, a measurement sample is cut out from the long tape T, and the MH loop of the entire measurement sample is measured in the vertical direction (thickness direction) of the tape T using VSM. Next, the coating film (nonmagnetic layer 2, magnetic layer 1, back layer 4, etc.) is wiped off using acetone or ethanol, etc., leaving only the base film layer 3 as a sample for background correction. The MH loop of the base film layer 3 is measured in the vertical direction of the base film layer 3 (the vertical direction of the tape T). Thereafter, the MH loop of the base film layer 3 is subtracted from the MH loop of the entire measurement sample to obtain the MH loop after background correction.
- the squareness ratio S2 in the longitudinal direction (running direction) of the tape T is preferably 35% or less, more preferably 30% or less, and even more preferably 25% or less.
- the squareness ratio S2 is determined in the vertical direction except that the measurement of the MH loop of the entire measurement sample and the measurement of the MH loop of the base film layer 3 are performed in the longitudinal direction (running direction) of the tape T and the base film layer 3. It is measured in the same manner as the squareness ratio S1.
- the ratio between the squareness ratio in the vertical direction and the squareness ratio in the longitudinal direction of the magnetic layer is preferably 1.8 or more, more preferably 2 or more, and even more preferably 2 .05 or higher.
- a ratio equal to or higher than this value is preferable from the viewpoint of recording / reproducing characteristics.
- Magnetic layer In the tape T having the basic layer configuration as described above, the magnetic layer 1 existing in the outermost layer functions as a signal recording layer. In recent years, increasing the information recording capacity for the tape T has become an important issue. For this reason, for example, it is required to make the tape T thinner and increase the tape length per cartridge winding to increase the recording area (recording capacity).
- the magnetic layer 1 is a longitudinal recording layer or a perpendicular recording layer, and includes, for example, magnetic powder, a binder, and a lubricant.
- the magnetic layer 1 may further contain additives such as conductive particles, abrasives, and rust preventives as necessary.
- the magnetic layer 1 may be provided with a large number of holes (not shown) for storing a lubricant. It is preferable that a large number of holes extend in a direction perpendicular to the surface of the magnetic layer 1.
- a preferable range of the thickness of the magnetic layer 1 is 20 nm to 100 nm.
- the lower limit thickness of 20 nm is a limit thickness from the viewpoint of uniformly and stably applying the magnetic layer 1
- the upper limit thickness of 100 nm is set from the viewpoint of setting the bit length of a high recording density tape. Excessive thickness is harmful.
- the magnetic layer 1 preferably has a plurality of servo bands SB and a plurality of data bands DB in advance.
- the plurality of servo bands SB are provided at equal intervals in the width direction of the tape T.
- a data band DB is provided between adjacent servo bands SB.
- Servo signals for controlling the tracking of the magnetic head are written in advance in the servo band SB.
- User data is recorded in the data band DB.
- the number of servo bands SB is preferably 5 or more, more preferably 5 + 4n (where n is a positive integer) or more. When the number of servo bands SB is 5 or more, the influence on the servo signal due to the dimensional change in the width direction of the tape T is suppressed, and stable recording / reproducing characteristics with less off-track can be ensured.
- the average thickness of the magnetic layer 1 can be obtained as follows. First, a sample piece is manufactured by thinly processing the tape T perpendicularly to its main surface, and the cross section of the test piece is observed with a transmission electron microscope (TEM). The apparatus and observation conditions are shown below. Equipment: TEM (H9000NAR manufactured by Hitachi, Ltd.) Acceleration voltage: 300kV Magnification: 100,000 times Next, using the obtained TEM image, after measuring the thickness of the magnetic layer 1 at the position of at least 10 points in the longitudinal direction of the tape T, the measured values are simply averaged (arithmetic) The average thickness of the magnetic layer 1 is obtained. In addition, a measurement position shall be chosen at random from a test piece.
- TEM transmission electron microscope
- the magnetic layer 1 is formed as a layer containing at least magnetic powder (powdered magnetic particles).
- the magnetic layer 1 records signals by changing magnetism by magnetism using a known in-plane magnetic recording method or a known perpendicular magnetic recording method.
- in-plane magnetic recording system for example, recording is performed in the longitudinal direction of the tape on the magnetic layer 1 containing metal magnetic powder that exhibits a magnetization function.
- perpendicular recording system for example, magnetic recording is performed in the perpendicular direction of the tape 1 with respect to the magnetic layer 1 containing BaFe (barium ferrite) magnetic powder exhibiting a magnetization function.
- signal recording is performed by magnetizing magnetic particles in the magnetic layer 1 by applying a magnetic field from the magnetic head H.
- the magnetic particles constituting the magnetic powder of the magnetic layer 1 are, for example, gamma hematite, magnetite, chromium dioxide, cobalt-coated iron oxide, hexagonal ferrite, barium ferrite (BaFe), Co ferrite, strontium ferrite, metal (metal), epsilon.
- Type iron oxide ( ⁇ iron oxide) and the like can be mentioned and are not particularly limited. Note that the ⁇ iron oxide may contain either Ga or Al.
- the shape of the magnetic particles depends on the crystal structure of the magnetic particles.
- BaFe has a hexagonal plate shape
- ⁇ -iron oxide has a spherical shape
- cobalt ferrite has a cubic shape
- metal has a spindle shape.
- these magnetic particles are oriented in the manufacturing process of the tape T.
- BaFe can be a suitable magnetic material in the present technology because it has high data recording reliability in that the coercive force does not decrease even in a high-temperature and high-humidity environment.
- the magnetic powder includes, for example, powder of nanoparticles containing ⁇ iron oxide (hereinafter referred to as “ ⁇ iron oxide particles”). Even if the ⁇ iron oxide particles are fine particles, a high coercive force can be obtained.
- the ⁇ iron oxide contained in the ⁇ iron oxide particles is preferably preferentially crystallized in the thickness direction (vertical direction) of the tape T.
- the ⁇ iron oxide particles have a spherical or almost spherical shape, or a cubic or almost cubic shape. Since the ⁇ iron oxide particles have the shape as described above, when the ⁇ iron oxide particles are used as the magnetic particles, compared to the case where the hexagonal plate-shaped barium ferrite particles are used as the magnetic particles, the tape T The contact area between particles in the thickness direction can be reduced, and aggregation between particles can be suppressed. Therefore, the dispersibility of the magnetic powder can be improved, and a better signal-to-noise ratio (SNR) can be obtained.
- SNR signal-to-noise ratio
- the ⁇ iron oxide particles have a core-shell type structure.
- the ⁇ iron oxide particles include a core portion and a shell portion having a two-layer structure provided around the core portion.
- the shell part having a two-layer structure includes a first shell part provided on the core part and a second shell part provided on the first shell part.
- the core portion includes ⁇ iron oxide.
- the ⁇ iron oxide contained in the core portion is preferably one having ⁇ -Fe 2 O 3 crystal as the main phase, and more preferably one consisting of single phase ⁇ -Fe 2 O 3 .
- the first shell part covers at least a part of the periphery of the core part.
- the first shell part may partially cover the periphery of the core part, or may cover the entire periphery of the core part. From the viewpoint of sufficient exchange coupling between the core portion and the first shell portion and improving the magnetic characteristics, it is preferable to cover the entire surface of the core portion.
- the first shell portion is a so-called soft magnetic layer and includes, for example, a soft magnetic material such as ⁇ -Fe, Ni—Fe alloy, or Fe—Si—Al alloy. ⁇ -Fe may be obtained by reducing ⁇ iron oxide contained in the core portion 21.
- the second shell part is an oxide film as an antioxidant layer.
- the second shell portion includes ⁇ iron oxide, aluminum oxide, or silicon oxide.
- the ⁇ iron oxide includes, for example, at least one iron oxide of Fe 3 O 4 , Fe 2 O 3 and FeO.
- the first shell portion includes ⁇ -Fe (soft magnetic material)
- the ⁇ iron oxide may be obtained by oxidizing ⁇ -Fe included in the first shell portion.
- the ⁇ iron oxide particles have the first shell portion as described above, the ⁇ iron oxide particles (core shell particles) as a whole are maintained while maintaining a large coercive force of the core portion in order to ensure thermal stability. Can be adjusted to a coercive force suitable for recording.
- the ⁇ iron oxide particles have the second shell portion as described above, the ⁇ iron oxide particles are exposed to the air before and after the manufacturing process of the tape T, and rust or the like is generated on the particle surface. Generation
- production can suppress that the characteristic of (epsilon) iron oxide particle falls. Therefore, the characteristic deterioration of the tape T can be suppressed.
- the ⁇ iron oxide particles may have a shell portion having a single layer structure.
- the shell part has the same configuration as the first shell part.
- the ⁇ iron oxide particles it is preferable that the ⁇ iron oxide particles have a two-layered shell portion as in the above-described embodiment.
- the ⁇ iron oxide particles may contain an additive instead of the core-shell structure, or the core-shell structure and the additive. May be included. In this case, a part of Fe of the ⁇ iron oxide particles is replaced with the additive. Even if the ⁇ iron oxide particles contain an additive, the coercive force Hc of the ⁇ iron oxide particles as a whole can be adjusted to a coercive force Hc suitable for recording, so that the ease of recording can be improved.
- the additive is a metal element other than iron, preferably a trivalent metal element, more preferably at least one of Al, Ga and In, and even more preferably at least one of Al and Ga.
- ⁇ iron oxide containing an additive is ⁇ -Fe 2-x M x O 3 crystal (where M is a metal element other than iron, preferably a trivalent metal element, more preferably Al, Ga And at least one of In, and even more preferably at least one of Al and Ga.
- M is a metal element other than iron, preferably a trivalent metal element, more preferably Al, Ga And at least one of In, and even more preferably at least one of Al and Ga.
- X is, for example, 0 ⁇ x ⁇ 1.
- the magnetic powder may be a powder of nanoparticles containing hexagonal ferrite (hereinafter referred to as “hexagonal ferrite particles”).
- the hexagonal ferrite particles have, for example, a hexagonal plate shape or a substantially hexagonal plate shape.
- the hexagonal ferrite preferably contains at least one of Ba, Sr, Pb and Ca, more preferably at least one of Ba and Sr.
- the hexagonal ferrite may be, for example, barium ferrite or strontium ferrite.
- the barium ferrite may further contain at least one of Sr, Pb, and Ca in addition to Ba.
- the strontium ferrite may further contain at least one of Ba, Pb and Ca in addition to Sr.
- hexagonal ferrite has an average composition represented by the general formula MFe 12 O 19 .
- M is, for example, at least one metal selected from Ba, Sr, Pb and Ca, and preferably at least one metal selected from Ba and Sr.
- M may be a combination of Ba and one or more metals selected from the group consisting of Sr, Pb, and Ca. Further, M may be a combination of Sr and one or more metals selected from the group consisting of Ba, Pb and Ca.
- a part of Fe may be substituted with another metal element.
- the average particle size of the magnetic powder is preferably 50 nm or less, more preferably 10 nm or more and 40 nm or less, and even more preferably 15 nm or more and 30 nm or less.
- the magnetic powder includes hexagonal ferrite particle powder, the average aspect ratio of the magnetic powder is the same as that of the above-described embodiment.
- the average particle size and average aspect ratio of the magnetic powder are determined as follows. First, a tape T to be measured is processed by a FIB (Focused Ion Beam) method or the like to produce a thin piece, and a cross section of the thin piece is observed by a TEM. Next, 50 magnetic powder particles are randomly selected from the photographed TEM photograph, and the major axis length DL of each particle is measured.
- the long axis length DL means the maximum (so-called maximum ferret diameter) among the distances between two parallel lines drawn from all angles so as to contact the contour of the particle.
- the average major axis length DLave is obtained by simply averaging (arithmetic average) the DLs of the 50 particles measured.
- the average major axis length DLave determined in this way is taken as the average particle size of the magnetic powder.
- the minimum distance is measured to obtain the short axis length, and the short axis length DS of 50 particles is simply averaged (arithmetic average) to obtain the average short axis length DSave.
- the average aspect ratio (DLave / DSave) of the next milling is obtained from the average major axis length DLave and the average minor axis length DSave.
- the plate thickness is DS and 50 particles that do not have a plate surface in the measurement direction are randomly selected as above, and the shortest axis DSave is selected, and the average volume is calculated by the following equation: Desired.
- Average volume 3 ⁇ 3 / 8xDLavexDLavexDSave
- the average volume is obtained by the following equation.
- Average volume ⁇ / 6 x DLave ⁇ 3
- the average volume is obtained by the following equation.
- Average volume DLave ⁇ 3
- a powder of nanoparticles containing Co-containing spinel ferrite (hereinafter referred to as “cobalt ferrite particles”) may be used.
- the cobalt ferrite particles preferably have uniaxial anisotropy.
- the cobalt ferrite particles have, for example, a cubic shape or a substantially cubic shape.
- the Co-containing spinel ferrite may further contain at least one of Ni, Mn, Al, Cu and Zn in addition to Co.
- the Co-containing spinel ferrite has, for example, an average composition represented by the following formula (1).
- Co x M y Fe 2 O Z ⁇ (1) M is, for example, at least one metal selected from Ni, Mn, Al, Cu and Zn.
- X is in the range of 0.4 ⁇ x ⁇ 1.0.
- Y is a value in the range of 0 ⁇ y ⁇ 0.3, where x and y satisfy the relationship (x + y) ⁇ 1.0, and z is in the range of 3 ⁇ z ⁇ 4.
- a part of Fe may be substituted with another metal element.
- the average particle size of the magnetic powder is preferably 25 nm or less, more preferably 23 nm or less.
- the average aspect ratio of the magnetic powder is the same as that of the above-described embodiment. Also, the average aspect ratio of the magnetic powder is obtained in the same manner as described above.
- the average particle size (average maximum particle size) of the magnetic powder is preferably 22 nm or less, more preferably 8 nm to 22 nm, and even more preferably 12 nm to 22 nm.
- the average aspect ratio of the magnetic powder is preferably 1 or more and 2.5 or less, more preferably 1 or more and 2.1 or less, and even more preferably 1 or more and 1.8 or less.
- the average aspect ratio of the magnetic powder is in the range of 1 or more and 2.5 or less, the aggregation of the magnetic powder can be suppressed, and the magnetic powder can be oriented vertically in the magnetic layer 1 forming step. It is possible to suppress the resistance applied to the. Therefore, the vertical orientation of the magnetic powder can be improved.
- the magnetic layer 1 usually contains a nonmagnetic additive for enhancing the strength and durability of the magnetic layer 1.
- the magnetic layer 1 contains a binder, a dispersant, an abrasive, and the like as necessary.
- the magnetic layer 1 is prepared as a magnetic paint in which magnetic powder and these selected additives are blended, and is formed by coating the lower layer.
- the binder to be blended in the magnetic layer 1 a resin having a structure in which a crosslinking reaction is imparted to a polyurethane resin, a vinyl chloride resin, or the like is preferable.
- the binder is not limited to these, and other resins may be appropriately blended according to the physical properties required for the tape T.
- the resin to be blended is not particularly limited as long as it is a resin generally used in a coating type tape T.
- polyvinyl chloride polyvinyl acetate, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, vinyl chloride-vinylidene chloride copolymer, vinyl chloride-acrylonitrile copolymer, acrylate ester-acrylonitrile copolymer, acrylate ester-chloride Vinyl-vinylidene chloride copolymer, vinyl chloride-acrylonitrile copolymer, acrylate ester-acrylonitrile copolymer, acrylate ester-vinylidene chloride copolymer, methacrylate ester-vinylidene chloride copolymer, methacrylate ester-chloride Vinyl copolymers, methacrylate-ethylene copolymers, polyvinyl fluoride, vinylidene chloride-acrylonitrile copolymers, acrylonitrile-butadiene copolymers, polyamide resins, polyvinyl butyral, cellulose derivatives Acetate butyrate,
- Each binder described above is introduced with a polar functional group such as —SO 3 M, —OSO 3 M, —COOM, P ⁇ O (OM) 2 for the purpose of improving the dispersibility of the magnetic powder.
- M in the formula is a hydrogen atom or an alkali metal such as lithium, potassium, or sodium.
- polar functional group -NR1R2, -NR1R2R3 + X - as the side chain type having an end group of,> NR1R2 + X - include those of the main chain type.
- R1, R2, and R3 are hydrogen atoms or hydrocarbon groups
- X ⁇ is a halogen element ion such as fluorine, chlorine, bromine, or iodine, or an inorganic or organic ion.
- polar functional groups include —OH, —SH, —CN, and epoxy groups.
- the lubricant of the magnetic layer 1 preferably contains a compound represented by the following general formula (1) and a compound represented by the following general formula (2).
- the dynamic friction coefficient on the surface of the magnetic layer 1 can be particularly reduced. Therefore, the running property of the tape T can be further improved.
- CH 3 (CH 2 ) n COOH (1) (However, in general formula (1), n is an integer selected from the range of 14 or more and 22 or less.) CH 3 (CH 2 ) p COO (CH 2 ) q CH 3 (2) (In general formula (2), p is an integer selected from the range of 14 to 22, and q is an integer selected from the range of 2 to 5.)
- the magnetic layer 1 is made of aluminum oxide ( ⁇ , ⁇ or ⁇ alumina), chromium oxide, silicon oxide, diamond, garnet, emery, boron nitride, titanium carbide, silicon carbide, titanium carbide, nonmagnetic reinforcing particles as additives. Titanium oxide (rutile type or anatase type titanium oxide) or the like may further be included.
- a nano-order minute concave structure is formed on the surface 1 a of the magnetic layer 1.
- one feature of the present technology is that it has been actively or intentionally disposed so that a predetermined number or more of concave portions having a depth equal to or greater than a predetermined depth are provided per unit area. Yes.
- the concave portion 11 has a size that can be clearly distinguished from a finer rough surface structure that is naturally formed on the surface of the magnetic layer 1 due to the composition material.
- the magnetic layer 1 is formed by coating (coating)
- the magnetic layer 1 is formed by a vacuum film forming method such as vapor deposition or other manufacturing methods.
- the recess 11 may be formed on the surface of the magnetic layer 1.
- FIG. 3 is a diagram showing a state in which a general magnetic recording tape ideally travels on a magnetic head
- FIG. 4 shows problems (problems) that occur when a general magnetic recording tape travels on a magnetic head. It is a schematic diagram for demonstrating.
- the magnetic layer 1 located at the uppermost layer of the tape T is a layer facing a magnetic head H provided in a magnetic recording device (not shown).
- Signal recording is performed by changing the magnetism of the magnetic layer 1 by the magnetism from the magnetic head H, and signal recording is reproduced by the magnetic head H reading the change in magnetism.
- the type of the magnetic head H is not particularly limited and narrow.
- the ideal travel of the tape T is to stably travel at a high speed while maintaining a state where the distance from the magnetic head H is as narrow as possible even when it is repeatedly traveled. If the distance between the magnetic head H and the tape T becomes excessively large, a so-called spacing phenomenon occurs, and a suitable contact state of the tape T with respect to the magnetic head H cannot be maintained. Or, the reproduction characteristics are deteriorated.
- FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a new technical problem found by the present inventors. As shown in FIG. 4, in the area immediately after the tape T has entered the magnetic head H, the tape T is slightly lifted to form an “air reservoir” (indicated by symbol A). May occur.
- the air reservoir A and the air contained in the air reservoir A tend to remain on the magnetic head H while the tape T is running.
- the air contained in the air reservoir A induces a spacing phenomenon between the magnetic head H and the tape T.
- the air reservoir A destabilizes the running of the tape T on the magnetic head H, which causes a strong contact with the magnetic head H and causes an increase in friction.
- FIG. 5 is a simple schematic diagram for explaining the concept of the recesses on the surface of the magnetic layer 1.
- a minute concave portion 11 having a concave shape toward the lower side (nonmagnetic layer 2 side) is formed uniformly and uniformly on the surface 1 a of the magnetic layer 1.
- Each of the recesses 11 functions as a space for accommodating the air in the air reservoir A (see FIG. 4). Further, the volume of one recess 11 and the total volume of the recess 11 existing on the surface of the tape, particularly the total volume of the recess 11 existing on the contact surface between the tape T and the magnetic head H at an arbitrary time point It is closely related to the air capacity.
- the tape T provided with the minute recesses 11 formed in large numbers on the surface 1a of the magnetic layer 1 can run while accommodating the air in the air reservoir A (see FIG. 3 again) in the recesses 11. .
- the recess 11 provided in the magnetic layer 1 functions as an air escape location. This also controls the negative pressure acting on the magnetic head H and the tape T. As a result, the spacing phenomenon caused by the air reservoir A is suppressed, and the increase in friction that occurs when the tape A repeatedly travels on the magnetic head H is suppressed, so that the SN characteristic of the tape T is maintained or improved. Can do.
- the depth D1 (see FIG. 5) of the concave portion 11 is preferably 7.8 nm or more, and more preferably 10 nm or more based on the verification according to the present technology. This is because if the depth of the recess 11 is less than 7.8 nm, it becomes difficult to function as a space for storing the air present in the air reservoir A.
- the depth of the concave portion 11 is a ratio obtained by dividing the depth D1 value of the concave portion 11 by the total thickness D2 value of the magnetic layer 1.
- the value, that is, the D1 / D2 value is desirably at least 15% or more, and more preferably, the D1 / D2 value is 20% or more.
- the ratio of the depth of D1 to the total thickness D2 of the magnetic layer 1 is less than 15%, the function of accommodating the air present in the air reservoir A is lowered, while the ratio exceeds 50%. This is not desirable because a portion where the thickness of the magnetic layer 1 becomes too thin is generated, which may adversely affect the function of the magnetic layer 1 itself.
- the number of recesses 11 on the surface 1a of the magnetic layer 1 is also important from the relationship with the total volume of the recesses 11 for accommodating the air.
- the concave portion with respect to the total thickness D2 of the magnetic layer 1 When the depth of 11 is 15%, 120 or more are desirable for the unit area.
- the depth of the concave portion 11 with respect to the total thickness D2 of the magnetic layer 1 is 20%, the number of 60 or more per unit area is preferable.
- the magnetic layer has a plurality of recesses that are 20% or more of the thickness of the magnetic layer, and the number of the recesses is a surface area of 6,400 ⁇ m 2 of the magnetic layer.
- the number is 55 or more, more preferably 60 or more. Having at least the number of the concave portions contributes to suppressing the head dynamic friction coefficient.
- magnetic particles may be vertically aligned.
- the friction between the tape T and the magnetic head H tends to increase. This is because the magnetic particles are aligned in one direction due to the vertical orientation, and the surface shape at the magnetic particle level is smoothed.
- the concave portions 11 are formed widely and uniformly in the magnetic layer 1 so that the magnetic layer 1 can be frictionally applied even when the magnetic layer 1 is vertically oriented or the tape T is repeatedly used many times. Can be suppressed.
- the advantageous effects of the present technology can be obtained even with a tape including the magnetic layer 1 having a vertical orientation degree of 65% or more without demagnetizing field correction.
- the coefficient of dynamic friction of tape T The dynamic friction coefficient ⁇ A between the surface of the magnetic layer 1 and the magnetic head H when the tension applied to the tape T during running is 1.2 N, and the magnetic layer 1 when the tension applied to the tape T is 0.4 N. If the ratio of the dynamic friction coefficient ⁇ B between the surface and the magnetic head H ( ⁇ B / ⁇ A ) is preferably 1.0 or more and 2.0 or less, the change of the dynamic friction coefficient due to the tension fluctuation during running is Since it can be made small, the running of the tape can be stabilized.
- the dynamic friction coefficient ⁇ A between the surface of the magnetic layer 1 and the magnetic head when the tension applied to the tape T is 0.6 is a ratio of the value ⁇ 5 for the fifth run and the value ⁇ 1000 for the 1000th run ( ⁇ 1000 / ⁇ 5 ) Is preferably 1.0 or more and 2.0 or less, more preferably 1.0 or more and 1.7 or less.
- the ratio ( ⁇ B / ⁇ A ) is 1.0 or more and 2.0 or less, the change in the dynamic friction coefficient due to the multiple times of travel can be reduced, so that the tape travel can be stabilized.
- the magnetic recording tape has a plurality of recesses on the surface of the magnetic layer included in the tape, and a value obtained by dividing the depth D1 of the recess by the thickness D2 of the magnetic layer. 15% or more, the magnetic layer is vertically oriented, the degree of vertical orientation under the condition without demagnetizing field correction is 65% or more, and the concave portion is 20% or more of the thickness of the magnetic layer. Are formed, and the number of the recesses may be 55 or more per surface area of 6,400 ⁇ m 2 of the magnetic layer. With this magnetic layer, a low head dynamic friction coefficient and a good SNR ratio can be imparted to the magnetic recording tape.
- the magnetic recording tape having the magnetic layer is particularly suitable for recording or reproduction that runs at 4 m / second or more.
- the magnetic recording tape has a multilayer structure including at least a magnetic layer, the total thickness of the tape is 5.6 ⁇ m or less, and a plurality of concave portions are arranged on the surface of the magnetic layer.
- the value obtained by dividing the depth D1 of the recess by the thickness D2 of the magnetic layer is 15% or more, and the magnetic layer is in a vertical orientation, and the degree of vertical orientation in the condition without demagnetizing field correction May be 65% or more.
- the magnetic recording tape has a multilayer structure including at least a magnetic layer, the total thickness of the tape is 5.6 ⁇ m or less, and a plurality of recesses are formed on the surface of the magnetic layer.
- the value obtained by dividing the depth D1 of the recess by the thickness D2 of the magnetic layer is 15% or more, the magnetic layer is in a vertical orientation, and the degree of vertical orientation in the condition without demagnetizing correction is 65% or more, and the ratio of the perpendicular orientation degree and the longitudinal orientation degree of the magnetic layer may be 2 or more.
- the total thickness of the tape is 5.6 ⁇ m or less, a plurality of recesses are provided on the surface of the magnetic layer, and the depth D1 of the recess is set to the thickness of the magnetic layer.
- the value divided by the depth D2 is 15% or more, the magnetic layer is vertically oriented, the degree of vertical orientation in the condition without demagnetizing field correction is 65% or more, and the depth D1 of the recess is 7. It may be 8 nm or more. Even with a magnetic recording tape having such a configuration, a low head dynamic friction coefficient and a good SNR ratio can be achieved.
- the nonmagnetic layer 2 (see FIG. 1) provided below the magnetic layer 1 may be referred to as an intermediate layer or an underlayer.
- the nonmagnetic layer 2 is a layer provided for the purpose of keeping the magnetic force applied to the magnetic layer 1 on the magnetic layer 1 and ensuring the flatness required for the magnetic layer 1.
- the nonmagnetic layer 2 also serves to hold a lubricant added to the magnetic layer 1 and a lubricant added to the nonmagnetic layer 2 itself.
- the nonmagnetic layer 2 is a nonmagnetic layer containing nonmagnetic powder and a binder.
- the nonmagnetic layer 2 may further contain at least one additive selected from a lubricant, conductive particles, a curing agent, a rust preventive agent, and the like as necessary.
- Nonmagnetic powder contains at least 1 sort of inorganic particle powder or organic particle powder, for example.
- the nonmagnetic powder may contain a carbon material such as carbon black.
- One kind of nonmagnetic powder may be used alone, or two or more kinds of nonmagnetic powder may be used in combination.
- Inorganic particles include, for example, metals, metal oxides, metal carbonates, metal sulfates, metal nitrides, metal carbides or metal sulfides.
- Examples of the shape of the nonmagnetic powder include various shapes such as a needle shape, a spherical shape, a cubic shape, and a plate shape, but are not limited thereto.
- the binder is the same as that of the magnetic layer 1 described above.
- the average thickness of the nonmagnetic layer 2 is preferably 0.6 ⁇ m or more and 2.0 ⁇ m or less, more preferably 0.8 ⁇ m or more and 1.4 ⁇ m or less.
- the average thickness of the nonmagnetic layer 2 is obtained in the same manner as the average thickness of the magnetic layer 1. However, the magnification of the TEM image is appropriately adjusted according to the thickness of the nonmagnetic layer 2.
- the thickness is less than 0.6 ⁇ m, the retention function of the soot additive (for example, lubricant) blended in the magnetic layer 1 and the nonmagnetic layer 2 itself is lost, while when the thickness exceeds 2.0 ⁇ m, the tape T As a result, the total thickness of the tape becomes excessively thick, and the tape T is made thinner to go backwards in the pursuit of higher recording capacity.
- soot additive for example, lubricant
- the nonmagnetic layer 2 can be formed by coating on a “base film layer 3” described below.
- the nonmagnetic layer 2 may have a multi-layer structure according to the purpose and necessity. It is important to use a nonmagnetic material for the nonmagnetic layer 2. The reason for this is that if a portion other than the magnetic layer 1 is magnetized, it becomes a source of noise.
- the nonmagnetic material used for the nonmagnetic layer 2 may be an inorganic substance or an organic substance.
- inorganic substances that can be used include iron oxyhydroxide, hematite, titanium oxide, carbon rack, metal nitride, and metal sulfide. Depending on the case, you may mix
- shape of the nonmagnetic material include, but are not limited to, various shapes such as a needle shape, a spherical shape, a cubic shape, and a plate shape.
- the base film layer 3 shown in FIG. 1 and FIG. 2 mainly functions as a base layer of the tape T.
- the base film layer 3 is also simply referred to as a base layer or a nonmagnetic support.
- the base film layer 3 is a nonmagnetic support that supports the nonmagnetic layer 2 and the upper magnetic layer 1.
- the base film layer 3 has a long film shape.
- the upper limit of the average thickness of the base film layer 3 is less than 4.5 ⁇ m, more preferably 4.2 ⁇ m or less, more preferably 3.8 ⁇ m or less, and even more preferably 3.4 ⁇ m or less.
- the recording capacity that can be recorded in one data cartridge can be increased as compared with a general magnetic recording medium.
- the lower limit thickness of the base film layer 3 is determined from the viewpoint of the film production limit and the function of the base film layer 3.
- the average thickness of the base film layer 3 can be determined as follows. First, a 1/2 inch wide tape T is prepared, cut into a length of 250 mm, and a sample is prepared. Subsequently, the layers other than the sample base film layer 3 (that is, the nonmagnetic layer 12, the magnetic layer 1, and the back layer 4) are removed with a solvent such as MEK (methyl ethyl ketone) or dilute hydrochloric acid. Next, using a laser holo gauge manufactured by Mitsutoyo as a measuring device, the thickness of the sample (base film layer 3) is measured at five or more positions, and the measured values are simply averaged (arithmetic average), The average thickness of the base film layer 3 is calculated. In addition, a measurement position shall be chosen at random from a sample.
- the base film layer 3 includes, for example, at least one of polyesters, polyolefins, cellulose derivatives, vinyl resins, and other polymer resins.
- the two or more materials may be mixed, copolymerized, or laminated.
- polyesters include PET (polyethylene terephthalate), PEN (polyethylene naphthalate), PBT (polybutylene terephthalate), PBN (polybutylene naphthalate), PCT (polycyclohexylenedimethylene terephthalate), and PEB (polyethylene-p-). Oxybenzoate) and at least one of polyethylene bisphenoxycarboxylate.
- the polyolefin includes, for example, at least one of PE (polyethylene) and PP (polypropylene).
- the cellulose derivative includes, for example, at least one of cellulose diacetate, cellulose triacetate, CAB (cellulose acetate butyrate), and CAP (cellulose acetate propionate).
- the vinyl resin includes, for example, at least one of PVC (polyvinyl chloride) and PVDC (polyvinylidene chloride).
- Other polymer resins include, for example, PA (polyamide, nylon), aromatic PA (aromatic polyamide, aramid), PI (polyimide), aromatic PI (aromatic polyimide), PAI (polyamideimide), aromatic PAI.
- the material of the base film layer 3 is not particularly limited and is not limited, but may be determined by tape standards. For example, in the LTO standard, PEN is specified.
- the back layer 4 shown in FIGS. 1 and 2 plays a role of controlling friction generated when the tape T travels at a high speed while facing the magnetic head, a role of preventing winding disturbance, and the like. That is, the back layer 4 plays a basic role for causing the tape T to run stably at high speed.
- the back layer 4 includes a binder and nonmagnetic powder.
- the back layer 4 may further contain at least one additive selected from a lubricant, a curing agent, an antistatic agent, and the like as necessary.
- the binder and the nonmagnetic powder are the same as in the case of the nonmagnetic layer 12 described above.
- the average particle size of the nonmagnetic powder is preferably 10 nm to 150 nm, more preferably 15 nm to 110 nm.
- the average particle size of the nonmagnetic powder is determined in the same manner as the average particle size of the magnetic powder.
- the nonmagnetic powder may contain a nonmagnetic powder having a particle size distribution of 2 or more.
- the upper limit of the average thickness of the back layer 4 is preferably 0.6 ⁇ m or less.
- the upper limit value of the average thickness of the back layer 4 is 0.6 ⁇ m or less, the nonmagnetic layer 2 and the base film layer 3 can be kept thick even when the average thickness of the tape T is 5.6 ⁇ m. Thereby, the running stability of the tape T in the recording / reproducing apparatus can be maintained.
- the lower limit value of the average thickness of the back layer 4 is not particularly limited, but is, for example, 0.2 ⁇ m or more.
- the average thickness of the back layer 4 can be determined as follows. First, a 1/2 inch wide tape T is prepared, cut into a length of 250 mm, and a sample is prepared. Next, using a laser holo gauge manufactured by Mitsutoyo as a measuring device, the thickness of the sample is measured at five or more points, and the measured values are simply averaged (arithmetic average) to obtain the average value t T [ ⁇ m] is calculated. In addition, a measurement position shall be chosen at random from a sample. Subsequently, the back layer 4 of the sample is removed with a solvent such as MEK (methyl ethyl ketone) or dilute hydrochloric acid.
- MEK methyl ethyl ketone
- the thickness of the sample is again measured at 5 points or more using the above laser holo gauge, the measured values are simply averaged (arithmetic average), and the average value t B of the tape T from which the back layer 4 is removed is obtained. [ ⁇ m] is calculated.
- a measurement position shall be chosen at random from a sample.
- the thickness of the back layer 4 is desirably 100 nm or more. If the thickness is less than 100 nm, the electrical resistance increases and the problem of poor compatibility with the magnetic head H occurs. As for the upper limit thickness, it is sufficient that a minimum thickness capable of exhibiting the function of the back layer 3 is ensured, in particular, a necessary and sufficient thickness for high-speed stable running in the recording / reproducing apparatus of the tape T. From the viewpoint, it is not particularly necessary to have a thickness of 1 ⁇ m or more.
- the back layer 4 is formed of a composition containing a binder and nonmagnetic powder, and a lubricant and a curing agent may be added as necessary. Further, an antistatic agent may be added so that the back layer 4 has an antistatic function to prevent adhesion of dust and dust.
- a large number of nano-sized minute projections (projections) 41 are arranged on the surface 4a of the back layer 4 (see FIG. 2).
- the convex portion 41 is used to form the concave portion 11 described above on the surface 1 a of the magnetic layer 1.
- the convex portion 41 is required to have a predetermined height or more and a necessary number per unit area of the tape (described later).
- FIG. 6 is a schematic enlarged view showing a state in which the concave portion 11 is formed by transferring the convex portion 41 of the back layer 4 to the surface 1a of the magnetic layer 1 of the tape T.
- the surface 1a of the magnetic layer 1 of the tape 1 is pressed against the surface 1a of the back layer 4 (see FIG. 6A).
- the recess 11 is transferred and remains on the surface of the magnetic layer 1 (see FIG. 6B). That is, in the present technology, the concave portion provided in the uppermost magnetic layer may be formed by pressing a convex portion formed on the surface of the back layer provided in the lowermost layer.
- the tape 1 having the magnetic layer 1 that is still in an undried state is wound around a roll (core). If it does so, the surface 4a provided with the convex part 41 of the back layer 4 of the tape 1 inevitably wound on the outside will be pressed against the surface 1a of the magnetic layer 1 (tightened). The depression 11 can be transferred to the surface 1a of the magnetic layer 1 by using the pressing pressure at this time.
- the convex portion 41 of the back layer 4 includes, for example, carbon particles having a small particle size (hereinafter referred to as small particles) and carbon particles having a relatively larger particle size (hereinafter referred to as large particles). It can be formed by mixing in proportions.
- a concavo-convex structure is formed on the surface of the back layer 4, and the convex portion 41 of the structure is used to form the concave portion 11 in the magnetic layer 1.
- materials such as alumina, silica, and titanium oxide may be used.
- the small particles are particles having an average particle size in the range of 15 to 30 nm
- the one large particle is preferably selected as a particle having an average particle size in the range of 200 to 350 nm.
- the particle size difference between small particles and large particles needs to be in the range of 170 to 335 nm. If the difference in the average particle size between the large particles and the small particles is too small, the unevenness in the back layer 4 is flattened, so that it becomes difficult to form the recesses 11 in the magnetic layer 1. On the other hand, if the difference between the average particle sizes of the large particles and the small particles is too large, the concavo-convex structure becomes excessive and the depth of the concave portion 11 becomes excessive.
- composition ratio when large particles and small particles are mixed is important. It is desirable to blend 80 to 90% by mass of small particles with respect to 10 to 20% by mass of large particles. If the large particles are less than 10% by mass, the formation of the convex portions 41 becomes insufficient, and if the large particles exceed 20% by mass, the convex portions 41 are excessively increased (the valleys are excessively decreased), and the magnetic layer is formed. 1 is difficult to form the recess 11.
- the height of the convex portion 41 may be any height as long as the concave portion 11 having a desired depth can be formed with respect to the magnetic layer 1 and is not limited to be narrow, but for example, 40 nm or more, more preferably 60 nm or more. Is desirable. When the height is less than 40 nm, the convex portion 41 is difficult to stick to the surface of the magnetic layer 1 and the concave portion 11 is hardly formed. In addition, if it is the convex part 41 of such a height, there is no necessity in particular of smoothing the surface of the back layer 4 after a transfer process.
- the surface of the magnetic layer 1 is 30 or more.
- the recess 11 can be formed widely and uniformly, which is desirable.
- a nonmagnetic layer-forming coating material is prepared by kneading and / or dispersing nonmagnetic powder, a binder, a lubricant, and the like in a solvent.
- a magnetic layer-forming coating material is prepared by kneading and / or dispersing magnetic powder, a binder, a lubricant, and the like in a solvent.
- a back layer-forming coating material is prepared by kneading and / or dispersing a binder, nonmagnetic powder, and the like in a solvent.
- the non-magnetic layer-forming coating material, and the back layer-forming coating material for example, the following solvents, dispersion devices, and kneading devices can be used.
- Examples of the solvent used in the above-mentioned coating preparation include ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone, alcohol solvents such as methanol, ethanol, and propanol, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, and propyl acetate.
- ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone
- alcohol solvents such as methanol, ethanol, and propanol, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, and propyl acetate.
- Ester solvents such as ethyl lactate and ethylene glycol acetate, ether solvents such as diethylene glycol dimethyl ether, 2-ethoxyethanol, tetrahydrofuran and dioxane, aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene and xylene, methylene chloride, ethylene chloride, Halogenated hydrocarbon solvents such as carbon tetrachloride, chloroform, chlorobenzene and the like. These may be used singly or may be mixed as appropriate.
- Examples of the kneading apparatus used for the coating preparation described above include a continuous biaxial kneader, a continuous biaxial kneader that can be diluted in multiple stages, a kneader, a pressure kneader, a roll kneader, and the like.
- the present invention is not particularly limited to these devices.
- dispersing device used for the above-mentioned coating preparation examples include, for example, a roll mill, a ball mill, a horizontal sand mill, a vertical sand mill, a spike mill, a pin mill, a tower mill, a pearl mill (for example, “DCP mill” manufactured by Eirich), a homogenizer, a super
- a dispersing device such as a sonic disperser can be used, but it is not particularly limited to these devices.
- a magnetic layer forming paint is prepared as follows. First, the 1st composition of the following mixing
- Carbon black 2 parts by mass (trade name: Seast TA, manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.)
- Vinyl chloride resin 1.1 parts by mass (resin solution: resin content 30% by mass, cyclohexanone 70% by mass) n-butyl stearate: 2 parts by mass Methyl ethyl ketone: 121.3 parts by mass Toluene: 121.3 parts by mass Cyclohexanone: 60.7 parts by mass
- polyisocyanate (trade name: Coronate L, manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd.): 4 parts by mass and myristic acid: 2 parts by mass are added as curing agents to the magnetic layer forming coating material prepared as described above. To do.
- the process for preparing the coating for the nonmagnetic layer can be prepared as follows. First, a third composition having the following composition is kneaded with an extruder. Next, premixing is performed by adding the kneaded third composition and the fourth composition having the following composition to a stirring tank equipped with a disper. Subsequently, further sand mill mixing is performed, filter treatment is performed, and a nonmagnetic layer-forming coating material is prepared.
- Polyurethane resin UR8200 (manufactured by Toyobo): 18.5 parts by mass n-butyl stearate: 2 parts by mass Methyl ethyl ketone: 108.2 parts by mass Toluene: 108.2 parts by mass Cyclohexanone: 18.5 parts by mass
- polyisocyanate (trade name: Coronate L, manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd.): 4 parts by mass and myristic acid: 2 parts by mass are used as a curing agent in the coating composition for forming a nonmagnetic layer prepared as described above. Added. *
- the coating material for forming the back layer was prepared as follows. The following raw materials were mixed in a stirring tank equipped with a disper and filtered to prepare a back layer forming coating material.
- Carbon black particle powder (average particle size 20 nm): 90 parts by mass Carbon black particle powder (average particle size 270 nm): 10 parts by mass Polyester polyurethane: 100 parts by mass (trade name: N-2304, manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd.)
- Methyl ethyl ketone 500 parts by mass
- Toluene 400 parts by mass
- Cyclohexanone 100 parts by mass
- the carbon black particles (average particle size 20 nm) may be 80 parts by mass, and the same powder (average particle size 270 nm): 20 parts by mass. Setting the powder of carbon black particles (average particle size 270 nm) to 100 parts by mass is not preferable from the viewpoint of forming convex portions on the Beck layer 4.
- the nonmagnetic layer 2 is formed by applying a nonmagnetic layer-forming coating material to one main surface of the base film layer 3 and drying (curing) it.
- the magnetic layer 1 is formed on the nonmagnetic layer 2 by applying a magnetic layer forming paint on the nonmagnetic layer 2 and drying it.
- drying it is preferable to magnetically orient the magnetic powder in the thickness direction of the base film layer 3 by using, for example, a solenoid coil.
- the magnetic powder may be magnetically oriented in the thickness direction of the base film layer 3 after the magnetic powder is magnetically oriented in the running direction (longitudinal direction) of the base film layer 3 by, for example, a solenoid coil.
- the back layer 4 is formed by applying a coating material for forming the back layer to the other main surface of the base film layer 3 and drying it. Thereby, the tape T is obtained.
- PEN film One main surface of a long polyethylene naphthalate film (hereinafter referred to as “PEN film”) forming a base film layer using the magnetic layer forming paint and the nonmagnetic layer forming paint prepared as described above.
- a nonmagnetic layer 2 having an average thickness of 1.0 ⁇ m to 1.1 ⁇ m and a magnetic layer 1 having an average thickness of 40 nm to 100 nm are formed as follows. First, the nonmagnetic layer 2 is formed by applying and drying a nonmagnetic layer-forming coating material on one main surface of the PEN film. Next, the magnetic layer 1 is formed by applying and drying a magnetic layer forming paint on the nonmagnetic layer 2.
- the magnetic powder when the magnetic layer forming paint is dried, the magnetic powder is magnetically oriented in the thickness direction of the film by a solenoid coil.
- the squareness ratio (orientation degree) can be adjusted by adjusting the solid content of the coating material for forming the magnetic layer, for example, by adjusting the strength of the magnetic field emitted from the solenoid coil (for example, 2 to 3 times the coercive force of the magnetic powder). Or it can adjust by adjusting drying conditions (drying temperature and drying time), or the combination of these adjustments.
- the squareness ratio can also be adjusted by adjusting the time for the magnetic powder to orient in the magnetic field. For example, in order to increase the squareness ratio, it is preferable to improve the dispersion state of the magnetic powder in the paint.
- a method of magnetizing magnetic powder in advance before entering the aligner is also effective for vertical orientation, and this method may be used.
- the squareness ratio in the vertical direction (magnetic tape thickness direction) and / or the longitudinal direction (magnetic tape length direction) can be set to a desired value.
- the nonmagnetic layer 2 is formed by applying and drying a back layer forming paint on the other main surface of the PEN film.
- the tape T is obtained.
- a calendar process is performed to smooth the surface of the magnetic layer.
- This calendar process is a process of mirror-finishing using an apparatus generally called a calendar, and is positioned as a pretreatment process of the transfer process in the present technology.
- the calendering step is a step of finishing the surface of the magnetic layer 1 smoothly by applying the necessary temperature and pressure while sandwiching the tape T between opposing metal rolls.
- the transfer process is performed after this calendar process.
- the magnetic tape obtained as described above is cut into, for example, a 1 ⁇ 2 inch (12.65 mm) width. Thereby, the target long tape T can be obtained.
- FIG. 7 is a basic flowchart of the manufacturing process according to the present technology.
- FIG. 8 is a diagram illustrating an embodiment of the tape cartridge 5 in which the tape T according to the present technology is accommodated in the case 51.
- the case 51 is selected according to the use and purpose of the magnetic recording tape.
- the tape T is wound around a reel 52 provided in the case 51 for a predetermined length, and is used by being pulled out from the case 51 when recording or reproducing on the tape T. That is, the present technology also provides a magnetic recording tape cartridge having a configuration in which a magnetic recording tape according to the present technology is accommodated in a case in a state of being wound around a reel.
- FIG. 9 is a basic conceptual diagram for explaining an example of a method of manufacturing the tape T.
- the transfer process for forming the recess 11 on the surface 1a of the magnetic layer 1 according to the present technology is performed at a stage after the magnetic layer 1 is formed by coating and before the magnetic layer 1 is cured.
- FIG. 10 shows a state in which the tape T is wound around the roll (R1) and the convex portion 41 of the back layer 4 comes into contact with the surface of the magnetic layer 1 in the transfer step.
- the temperature of the heat treatment in the transfer process is preferably 55 ° C. or higher and 75 ° C. or lower.
- the temperature of the heat treatment is 55 ° C. or higher, good transferability can be obtained.
- the temperature of the heat treatment is 75 ° C. or higher, the amount of pores is excessively increased and the surface lubricant becomes excessive.
- the temperature of the heat treatment is the temperature of the atmosphere holding the tape T.
- the upper limit of the temperature condition of the transfer process may be less than the temperature at which the adhesion between the magnetic layer 1 and the back layer 4 occurs.
- the heat treatment time is preferably 15 hours or more and 40 hours or less.
- the heat treatment time is 15 hours or longer, good transferability can be obtained.
- the heat treatment time is 40 hours or less, a decrease in productivity can be suppressed.
- the outer T1 region is formed with the recess 11 in the outer T1 region because the tightening force is different between the T1 region outside the roll R1 and the T2 region near the roll R1. Tends to be insufficient.
- the tape T that has been wound around the roll R1 and has completed the first transfer process is pulled out in the opposite direction, wound around another roll R2, and again.
- a transfer process is performed. That is, the tape T2 that was in the inner region of the roll R1 in the first transfer step is placed on the roll R2 so that the tape T1 that was in the outer region of the roll R1 in the first transfer step is positioned in the region near the roll R2. Wrap again so that it is located in the outer region (see FIGS. 9 and 11). This makes it possible to equalize the tightening force over the entire tape length and form the recesses uniformly.
- the ambient temperature is 55 ° C. or higher, preferably 60 ° C. or higher for 25 hours or longer.
- the temperature is the same as the first time for 10 hours or longer. More preferred.
- the conditions of the temperature and processing time in the first transfer process and the second transfer process may be the same, and a condition of transferring more strongly in the second time or a condition of transferring weaker in the second time may be adopted.
- the number of transfer processes may be three or more.
- the magnetic layer has a vertical orientation, a degree of vertical orientation in a condition without demagnetizing correction is 65% or more, and
- the magnetic layer has a plurality of recesses that are 20% or more of the thickness of the magnetic layer, and the number of the recesses is 55 or more per 6,400 ⁇ m 2 surface area of the magnetic layer.
- Magnetic recording tape is
- the concave portion provided in the uppermost magnetic layer is formed by pressing a convex portion formed on the surface of the back layer provided in the lowermost layer, and any one of (1) to (5) The magnetic recording tape described in 1.
- the magnetic recording tape according to any one of (1) to (6) comprising a magnetic layer, a nonmagnetic layer, a base film layer, and a back layer in order from the side facing the magnetic recording head during tape running.
- a method for producing a magnetic recording tape comprising a transfer step of forming.
- Example 1 The inventors have evaluated magnetic recording tapes mainly based on the relationship between the depth and number of concave portions of the magnetic layer and the height and number of convex portions of the back layer.
- the magnetic recording tapes of Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 8 shown in Table 1 were produced. Adjustment of the orientation degree of these magnetic recording tapes was performed as follows. That is, a PEN film having a long shape and an average thickness of 4.0 ⁇ m was prepared as a base film layer. A coating for forming a nonmagnetic layer (underlayer) was applied on the PEN film and dried to form a nonmagnetic layer having an average thickness of 1.0 ⁇ m to 1.1 ⁇ m on the PEN film. A magnetic layer-forming coating material was applied on the nonmagnetic layer and dried to form a magnetic layer having an average thickness shown in Table 1 below on the nonmagnetic layer.
- the magnetic powder When the coating material for forming the magnetic layer is dried, the magnetic powder is magnetically oriented in the thickness direction of the PEN film by the solenoid coil, and the degree of orientation of each magnetic recording tape is adjusted to the values shown in Table 1 below.
- Table 1 shows the tape configuration of each example and each comparative example (the thickness of the magnetic layer, the degree of vertical orientation, the degree of longitudinal orientation, the shape of the magnetic powder, the types of elements contained other than ferrite), and the evaluation thereof. Summarized.
- the tape was evaluated by measuring the dynamic friction coefficient at the 1000th run relative to the head dynamic friction coefficient at the 5th run, and how much the latter dynamic friction coefficient increased with respect to the former dynamic friction coefficient. evaluated.
- the one where there are few numerical values has shown that the friction of a tape can be suppressed more and is favorable.
- the friction measurement was performed by setting the contact angle (tape penetration angle) with respect to the LTO standard head to 5.6 °, a load of 60 gf, a sliding distance of 60 mm, and a tape running speed of 10 mm / second.
- the SNR evaluation was performed by obtaining a reproduction signal of the magnetic recording tape according to each example and comparative example using a loop tester (manufactured by Microphysics).
- Signal acquisition conditions were head: GMR head, speed: 2 m / s, signal: single recording frequency (10 MHz), recording current: optimum recording current.
- S Signal amount of the acquired spectrum is set to S
- the noise amount N is obtained by integrating the floor noise without the peak
- the ratio of the signal amount S to the noise amount N is obtained as SNR (Signal-to-Noise Ratio). It was.
- the obtained SNR was converted into a relative value (dB) based on the SNR of Example 1 as a control example.
- the quality of the electromagnetic conversion characteristics was determined.
- a value of 0.5 dB or more was regarded as acceptable, 0.5 to less than 1.0 dB was regarded as B rank, 1.0 dB or more was regarded as A rank, and less than 0.5 dB was regarded as unacceptable (C rank).
- the number of recesses having the same depth of 15% or more is preferably 100 or more per 6400 ⁇ m 2 , more preferably 110 or more, and particularly preferably 120 or more.
- the number of recesses having the same depth of 20% or more is preferably 30 or more per 6400 ⁇ m 2 , more preferably 55 or more, particularly preferably 60 or more.
- the head dynamic friction coefficient is increased. It was possible to suppress it, and the evaluation of the SNR characteristic was good (B evaluation or higher).
- Example 2 Next, a measurement experiment on the surface of the magnetic layer was performed using a non-contact optical interference roughness measuring instrument (manufactured by Ryoka System Co., Ltd., product name: VertScan). In this measurement, the magnification of the objective lens was 50 times.
- the tape samples used in this measurement are Examples 1, 5, 8 and Comparative Examples 6, 7, and 8 (two at different measurement locations, Comparative Examples 8-1 and 8-2).
- the roughness of the surface of the magnetic layer was obtained from the Ssk value (skewness, degree of bias) and Sku value (kurtosis, kurtosis), respectively.
- the Ssk value is a value representing the symmetry of the height distribution.
- the Ssk values of Examples 1, 5, and 8 were all negative values, and it was verified that there were many fine valleys. .
- the structure of the surface of the magnetic layer having a surface with a negative Ssk value ( ⁇ 0) can be said to be a feature of the present technology. That is, in the present technology, the Ssk value obtained by the non-contact optical interference roughness measurement on the surface of the magnetic layer may be a negative value. That is, it can be said that the data indicates that minute concave portions are uniformly formed on the surface of the magnetic layer.
- the Ssk value was generally a positive value, indicating that the formation of the recess was not good.
- Examples 1, 5, and 8 show values of 4 or more, and it can be understood that there are many sharp peaks and valleys on the surface even when compared with the numerical values of the comparative example. That is, even when evaluated by the Sku value, it can be evaluated that the recess formation state of the magnetic surface was better in the example.
- FIG. 12A is a photograph of an atomic force microscope on the surface of the magnetic layer when the transfer process is not performed
- FIG. 12B is a photograph of the atom on the surface of the magnetic layer when the transfer process is performed. It is an atomic force photomicrograph.
- the transfer step was performed by forming 80% by mass of carbon small particle size particles having an average particle size of 20 nm and 20% by mass of carbon large particle size particles having an average particle size of 270 nm. I went there.
- a dark small spot portion corresponds to a concave portion.
- the depth of the recesses of the magnetic layer 219 having a depth of 13 nm or more, 152 having a depth of 15 nm or more, and 106 having a depth of 17 nm or more.
- the thickness of the magnetic layer of the tape used in this experiment was 85 nm, the depth of 13 nm was 15.9% with respect to the thickness of the magnetic layer, and the depth of 15 nm was 17.6 with respect to the thickness of the magnetic layer. % And a depth of 17 nm correspond to 20% of the thickness of the magnetic layer.
- Example 4 Magnetic recording tapes of Examples 2-1 to 2-14 corresponding to Examples 1 to 14 were prepared by the same method except that a base layer thinner than the base layer used in Experimental Example 1 was used. .
- the total thickness of each of the magnetic recording tapes of Examples 2-1 to 2-14 was 4.6 ⁇ m.
- the same evaluation as described in Experimental Example 1 was performed for these.
- the same result as in Experimental Example 1 was obtained. That is, the head dynamic friction coefficients of the magnetic recording tapes of Examples 2-1 to 2-14 were all as low as those of Example 1-14, and the SNRs were all evaluated as A. Therefore, it can be seen that the effect of the present technology is exhibited even when the total thickness of the magnetic recording tape is 4.6 ⁇ m.
- Example 5 Magnetic recording tapes of Examples 3-1 to 3-9 as shown in Table 3 below were manufactured. A method for manufacturing these magnetic recording tapes will be described below.
- Example 3-1 A magnetic recording tape was obtained in the same manner as in Example 1 except that in the magnetic coating orientation process, the magnetic flux density of the vertical orientation solenoid was increased and the drying time was further adjusted.
- Example 3-2 A magnetic recording tape was obtained in the same manner as in Example 1 except that the dispersion time of the magnetic paint in the sand mill was increased and the paint dispersion state was improved, and the magnetic flux density of the vertical orientation solenoid was increased in the magnetic paint orientation process. It was.
- Example 1 is the same as Example 1 except that the dispersion time of the magnetic paint in the sand mill is extended and the paint dispersion state is improved, and the magnetic flux density of the vertical orientation solenoid is increased and the drying time is further adjusted in the magnetic paint orientation process.
- a magnetic tape was obtained in the same manner.
- Example 3-4 The powder of the hexagonal plate-like barium ferrite (BaFe 12 O 19) particles from those of the grain volume 1950 nm 3, except for changing the particle volume 1600 nm 3, a magnetic tape was obtained in the same manner as in Example 1.
- Example 3-5 The powder of the hexagonal plate-like barium ferrite (BaFe 12 O 19) particles from those of the grain volume 1950 nm 3, except for changing the particle volume 1300 nm 3, a magnetic tape was obtained in the same manner as in Example 1.
- Example 3-6 A magnetic tape was obtained in the same manner as in Example 1 except that the average thickness of the magnetic layer was changed to 80 nm.
- Example 3-7 A magnetic tape was obtained in the same manner as in Example 1 except that the average thickness of the magnetic layer was changed from 80 nm to 40 nm.
- Example 3-8 The powder of the hexagonal plate-like barium ferrite (BaFe 12 O 19) particles from those of the grain volume 1950 nm 3, except for changing the particle volume 2800 nm 3, a magnetic tape was obtained in the same manner as in Example 1.
- Example 3-9 The powder of the hexagonal plate-like barium ferrite (BaFe 12 O 19) particles from those of the grain volume 1950 nm 3, except for changing the particle volume 2500 nm 3, a magnetic tape was obtained in the same manner as in Example 1.
- Magnetic recording tape 1 Magnetic layer 1a: Surface of magnetic layer 2: Nonmagnetic layer (intermediate layer or underlayer) 3: Base film layer 4: Back layer 4a: Surface of back layer 5: Tape cartridge 11: Concave portion (of magnetic layer) 41: Convex portion (projection portion) of (back layer) 51: Cartridge case R1, R2 roll
Landscapes
- Magnetic Record Carriers (AREA)
- Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
Abstract
本技術は、磁気ヘッドとテープの間の距離を狭くした状態を維持したままでテープを安定的に高速走行させることができる磁気記録テープ等を提供することを目的とする。 本技術は、磁性層を少なくとも含む複層構造を備えるテープであり、該テープの全厚が5.6μm以下であって、前記磁性層の表面に凹部が複数配設されており、前記凹部の深さD1を前記磁性層の厚さD2で除した値が15%以上であり、前記磁性層は垂直配向であり、反磁界補正なし条件の垂直配向度が65%以上であり、且つ、前記磁性層に、当該磁性層の厚みの20%以上である凹部が複数形成されており、且つ、当該凹部の個数が、前記磁性層の6,400μm2の表面積あたり55個以上である磁気記録テープを提供する。本技術は当該磁気記録テープの製造方法も提供する。
Description
本技術は、磁気記録テープ等に関する。より詳しくは、磁気記録テープを磁気ヘッドに対して安定走行させることができる磁気記録テープ、該テープが収容されたカートリッジ、および該テープの製造方法に関する。
近年、インターネットの普及、クラウドコンピューティング、ビッグデータの蓄積や解析が進んでいるため、長期的に記録すべき情報量が爆発的に増加している。このため、大量の情報をデータとしてバックアップし、あるいはアーカイブ化しておくための記録媒体には高記録容量化が求められている。この記録媒体の中でも「磁気記録テープ」(ときに「テープ」と略称)は、コスト、省エネルギー、長寿命、信頼性、容量などの観点から改めて注目されている。
この磁気記録テープは、磁気層を備える長尺状のテープがリールに巻かれた状態でケース内に収容されている。この磁気記録テープは、磁気抵抗型ヘッド(以下、磁気ヘッド)を用いて該テープが走行する方向に記録又は再生が行われる。2000年には、オープン規格のLTO(Linear-Tape-Open)が登場し、現在までその後世代の更新が進んできた。
磁気記録テープの記録容量は、磁気記録テープの表面積(テープ長×テープ幅)とテープの単位面積当たりの記録密度に依存している。該記録密度は、テープ幅方向のトラック密度と線記録密度(テープ長尺方向の記録密度)に依存している。すなわち、磁気記録テープの高記録容量化は、テープ長、トラック密度、線記録密度をいかに増加させることができるかにかかっている。なお、テープ幅は、規格の関係から変えることは困難である。
前記トラック密度を高めた場合、磁気記録テープが高速走行する時のオフトラック現象の防止は、より重要な課題となる。このオフトラック現象は、磁気ヘッドが読み取るべきトラック位置に対象のトラックが存在しなかったり、間違ったトラック位置を読み取ってしまったりする現象を言う。
ここで、高記録容量化のためにテープをより長くすると、テープ厚がより薄くなる。一方、今後、ますますテープの高速走行化が進展する可能性もある。そうすると、高速走行させる際のテープ走行が不安定化し、それにより前記オフトラック現象が発生し易くなる。特に、テープの高速走行を長時間、あるいは多数回にわたって繰り返し行う際には、磁気ヘッドと走行するテープとの間に過剰な距離(スペーシング)が発生したり、摩擦が上昇してテープを変形させたりする。このことにより、磁気ヘッドに対するテープの好適なコンタクト状態が得られず、テープの磁気記録又は再生の特性を悪化させてしまうおそれがある。
このような問題を解決するために、特許文献1では、磁性層の表面に潤滑剤層を設けることによって磁気ヘッドと磁気記録テープの間に生じ得るスペーシングを抑制する技術や該潤滑層の厚みを評価する技術が開示されている。特許文献2では、磁性面と反対側の突起個数/粒子個数を限定し、テープ層間摩擦を制御しようとする磁気記録テープが開示されている。該テープによって、初期の動摩擦係数に比べて繰り返し走行後の動摩擦係数の上昇が少なく、テープの走行時の蛇行を抑制できると説明されている。
本技術は、磁気ヘッドに対するテープの接触面積を少なくして摩擦を低減するとともに、かつスペーシングを抑制する。それにより、本技術は、磁気ヘッドとテープの間の距離を狭くした状態を維持したままでテープを安定的に高速走行させることができる磁気記録テープ等を提供することを主な目的とする。
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、テープと磁気ヘッドの間に発生し得る空気溜りに存在する空気がテープと磁気ヘッドの間にスペーシングを発生させたり、摩擦上昇の要因となっていたりすることを新規に見出し、この現象に着目し、本技術を提供するに至った。具体的には、本技術では、磁性層を少なくとも含む複層構造を備えるテープであり、該テープの全厚が5.6μm以下、すなわち高記録容量化が図られた薄いテープであって、前記磁性層の表面に凹部が複数配設されている、磁気記録テープ等を提供する。磁性層の凹部の深さや単位面積あたりの個数についても適正な範囲を特定することができた。また、垂直配向度が高く摩擦上昇が起こり易い磁性層を有する場合、テープが高速走行される場合に本技術は特に有効である。また、本技術では、磁性層と、バック層を少なくとも備える複層構造をなす磁気記録テープを巻き付けながら、前記バック層の表面に形成した凸部を前記磁性層の表面に押し付け、該磁性層に凹部を形成する転写工程を含む、磁気記録テープの製造方法についても提供する。
本技術は、磁気記録テープと磁気ヘッドの間に生じる摩擦やスペーシング現象を有効に抑制し、テープを高速で安定して走行させることができる。本技術に係る磁気記録テープは、繰り返しの高速走行による摩擦上昇を防止等して、磁気ヘッドによる記録や再生を高精度に行うことができる。
以下、本技術を実施するための好適な実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本技術の好適な実施形態を例示するものであるため、これによって本技術が狭く解釈されることはない。説明は、以下の順序で行う。
(1)本技術に係る磁気記録テープの基本層構造などについて。
(2)各層の構成や役割について。
(2-1)磁性層。
(2-2)非磁性層。
(2-3)ベースフィルム層。
(2-4)バック層。
(3)本技術に係る磁気記録テープの基本的な製造方法について。
(4)磁性層表面に凹部を形成する転写工程の好適な一例について。
(2)各層の構成や役割について。
(2-1)磁性層。
(2-2)非磁性層。
(2-3)ベースフィルム層。
(2-4)バック層。
(3)本技術に係る磁気記録テープの基本的な製造方法について。
(4)磁性層表面に凹部を形成する転写工程の好適な一例について。
(1)本技術に係る磁気記録テープの基本層構造などについて。
図1は、本技術に係る磁気記録テープの基本層構造を示す図であり、図2は、同磁気記録テープの断面層構造を示す図である。まず、これら図1、図2に示す符号Tは、磁気記録テープ(以下、「テープT」と称する)を表している。
図1は、本技術に係る磁気記録テープの基本層構造を示す図であり、図2は、同磁気記録テープの断面層構造を示す図である。まず、これら図1、図2に示す符号Tは、磁気記録テープ(以下、「テープT」と称する)を表している。
このテープTは、長尺のテープ状の形態を備え、記録再生の際には長手方向に走行される。テープTは、好ましくは96nm以下、より好ましくは75nm以下、さらにより好ましくは60nm以下、特に好ましくは50nm以下の最短記録波長で信号を記録可能に構成されている。テープTは、記録用ヘッドとしてリング型ヘッドを備える記録再生装置に用いられるものであることが好ましい。
このテープTは、上から(磁気ヘッドに対向する側から)順に、磁性を備える磁性層1と、該磁性層の下部に位置する非磁性層2と、該非磁性層2の下部に位置するベースフィルム層3と、該ベースフィルム層3の下部に位置し、最下層となるバック層4と、から構成されている。すなわち、テープTは、計4層の基本層構造を備えている。これら4層に加えて必要に応じて、別の層を追加するのは自由である。テープTの全厚は、高記録容量化の観点で、5.6μm以下を前提とする。テープTの全厚は、より好ましくは5.0μm以下、より好ましくは4.8μ以下、特に好ましくは4.6μm以下である。
なお、本技術に係るテープTは、一例ではあるが、テープ走行速度4m/秒以上、サーボトラックが5ch以上で、好ましくは5+4n(nは正の整数)を満たす構成、各サーボトラックの幅が95μm以下、ビット長が48nm以下、トラック幅が3.0μ以下の構成を備えている。すなわち、本技術に係るテープTは、4m/秒以上のテープ速度での記録又は再生のために用いられるものであってよい。
テープTの平均厚み(平均全厚)の上限値は、好ましくは5.6μm以下、より好ましくは5.0μm以下、さらにより好ましくは4.4μm以下である。テープTの平均厚みtTが5.6μm以下であると、1データカートリッジ内に記録できる記録容量を一般的な磁気記録テープよりも高めることができる。テープTの平均厚みの下限値、は特に限定されるものではないが、例えば3.5μm以上である。
テープTの平均厚みは、後述のバック層4の平均厚みの求め方において説明する手順により求められる。保磁力Hcは、テープTの長手方向における保磁力Hcの上限値が、好ましくは2000Oe以下、より好ましくは1900Oe以下、さらにより好ましくは1800Oe以下である。
テープTの長手方向に測定した保磁力Hcの下限値が、好ましくは、1000Oe以上、であると、記録ヘッドからの漏れ磁束による減磁を押さえることができる。この保磁力Hcは以下のようにして求められる。
まず、長尺状のテープTから測定サンプルを切り出し、振動試料型磁力計(Vibrating Sample Magnetometer:VSM)を用いて測定サンプルの長手方向(テープTの走行方向)に測定サンプル全体のM-Hループを測定する。次に、アセトンまたはエタノール等を用いて塗膜(非磁性層2、磁性層1およびバック層4等)を払拭し、ベースフィルム層3のみを残してバックグラウンド補正用のサンプルとし、VSMを用いてベースフィルム層3の長手方向(テープTの走行方向)にベースフィルム層3のM-Hループを測定する。その後、測定サンプル全体のM-Hループからベースフィルム層3のM-Hループを引き算して、バックグラウンド補正後のM-Hループを得る。得られたM-Hループから保磁力Hcを求める。なお、上記のM-Hループの測定はいずれも、25℃にて行われるものとする。また、M-HループをテープTの長手方向に測定する際の“反磁界補正”は行わないものとする。
角形比について。
テープTの垂直方向(厚み方向)における角形比(配向度ともいう)S1が、65%以上、好ましくは70%以上、より好ましくは75%以上である。垂直方向における角形比(以下、垂直配向度ともいう)S1が65%以上であると、磁性粉の角形比が十分に高くなるため、より優れたSNRを得ることができる。
テープTの垂直方向(厚み方向)における角形比(配向度ともいう)S1が、65%以上、好ましくは70%以上、より好ましくは75%以上である。垂直方向における角形比(以下、垂直配向度ともいう)S1が65%以上であると、磁性粉の角形比が十分に高くなるため、より優れたSNRを得ることができる。
垂直方向における角形比S1は、以下のようにして求められる。まず、長尺状のテープTから測定サンプルを切り出し、VSMを用いてテープTの垂直方向(厚み方向)に測定サンプル全体のM-Hループを測定する。次に、アセトンまたはエタノール等を用いて塗膜(非磁性層2、磁性層1およびバック層4等)を払拭し、ベースフィルム層3のみを残して、バックグラウンド補正用のサンプルとし、VSMを用いてベースフィルム層3の垂直方向(テープTの垂直方向)にベースフィルム層3のM-Hループを測定する。その後、測定サンプル全体のM-Hループからベースフィルム層3のM-Hループを引き算して、バックグラウンド補正後のM-Hループを得る。得られたM-Hループの飽和磁化Ms(emu)および残留磁化Mr(emu)を以下の式に代入して、垂直方向における角形比S1(%)を計算する。なお、上記のM-Hループの測定はいずれも、25℃にて行われるものとする。また、M-HループをテープTの垂直方向に測定する際の“反磁界補正”は行わないものとする。
垂直方向における角形比S1(%)=(Mr/Ms)×100
垂直方向における角形比S1(%)=(Mr/Ms)×100
テープTの長手方向(走行方向)における角形比S2が、好ましくは35%以下、より好ましくは30%以下、さらにより好ましくは25%以下である。角形比S2が35%以下であると、磁性粉の垂直方向における角形比が十分に高くなるため、より優れたSNRを得ることができる。角形比S2は、測定サンプル全体のM-Hループの測定及びベースフィルム層3のMHループの測定がテープTおよびベースフィルム層3の長手方向(走行方向)に行われること以外は、垂直方向における角形比S1と同様にして測定される。
本技術の好ましい実施態様に従い、前記磁性層の垂直方向の角形比と長手方向の角形比との比は、好ましくは1.8以上であり、より好ましくは2以上であり、さらにより好ましくは2.05以上でありうる。当該値以上の比が、記録再生特性の観点から好ましい。
(2)各層(磁性層、非磁性層、ベースフィルム層、バック層)の構成や役割について。
(2-1)磁性層。
上記したような基本層構成を備えるテープTでは、最表層に存在する磁性層1が信号記録層として機能している。近年、テープTに対する情報記録容量を高めることが重要な課題になってきている。このため、例えば、テープTをより薄くして、カートリッジ1巻き当たりのテープ長を増加させて記録面積(記録容量)を増やすことが求められている。
(2-1)磁性層。
上記したような基本層構成を備えるテープTでは、最表層に存在する磁性層1が信号記録層として機能している。近年、テープTに対する情報記録容量を高めることが重要な課題になってきている。このため、例えば、テープTをより薄くして、カートリッジ1巻き当たりのテープ長を増加させて記録面積(記録容量)を増やすことが求められている。
磁性層1は、長手方向記録層又は垂直記録層であり、例えば、磁性粉、結着剤および潤滑剤を含む。磁性層1が、必要に応じて、導電性粒子、研磨剤、防錆剤等の添加剤をさらに含んでいてもよい。磁性層1は、潤滑剤を蓄えるための多数の孔部(図示せず。)を設けてもよい。多数の孔は、磁性層1の表面に対して垂直方向に延設されていることが好ましい。
ここで、磁性層1の厚みの好適な範囲は、20nm~100nmである。下限厚みの20nmは、磁性層1の塗布を均一に、かつ安定的に行う観点での限界厚みであり、上限厚みの100nmは、高記録密度テープのビット長の設定の観点から、この厚みを超える厚みは弊害となる。
磁性層1は、複数のサーボバンドSBと複数のデータバンドDBとを予め有していることが好ましい。複数のサーボバンドSBは、テープTの幅方向に等間隔で設けられている。隣り合うサーボバンドSBの間には、データバンドDBが設けられている。サーボバンドSBには、磁気ヘッドのトラッキング制御をするためのサーボ信号が予め書き込まれている。データバンドDBには、ユーザデータが記録される。サーボバンドSBの数は、好ましくは5以上、より好ましくは5+4n(但し、nは正の整数である。)以上である。サーボバンドSBの数が5以上であると、テープTの幅方向の寸法変化によるサーボ信号への影響を抑制し、オフトラックが少ない安定した記録再生特性を確保できる。
磁性層1の平均厚みは以下のようにして求めることができる。まず、テープTを、その主面に対して垂直に薄く加工して試料片を作製し、その試験片の断面を透過型電子顕微鏡(Transmission Electron Microscope:TEM)により観察を行う。以下に、装置および観察条件を示す。
装置:TEM(日立製作所製H9000NAR)
加速電圧:300kV
倍率:100,000倍
次に、得られたTEM像を用い、テープTの長手方向に少なくとも10点以上の位置で磁性層1の厚みを測定した後、それらの測定値を単純に平均(算術平均)して磁性層1の平均厚みを求める。なお、測定位置は、試験片から無作為に選ばれるものとする。
装置:TEM(日立製作所製H9000NAR)
加速電圧:300kV
倍率:100,000倍
次に、得られたTEM像を用い、テープTの長手方向に少なくとも10点以上の位置で磁性層1の厚みを測定した後、それらの測定値を単純に平均(算術平均)して磁性層1の平均厚みを求める。なお、測定位置は、試験片から無作為に選ばれるものとする。
この磁性層1は、少なくとも磁性粉(粉状の磁性粒子)が配合された層として形成されている。この磁性層1は、公知の面内磁気記録方法、あるいは公知の垂直磁気記録方式を用いて、磁気によって磁性を変化させることにより信号の記録が行われる。前者の面内磁気記録方式では、例えば、磁化機能を発揮する金属磁性粉を配合した磁性層1に対してテープ長手方向に記録する。後者の垂直記録方式では、例えば、磁化機能を発揮するBaFe(バリウムフェライト)磁性粉などを配合した磁性層1に対してテープ1の垂直方向に磁気記録が行われる。いずれにしても、信号の記録は、磁気ヘッドHから磁界が加えられることにより、磁性層1中の磁性粒子が磁化されることによって行われる。
磁性層1の磁性粉をなす磁性粒子は、例えば、ガンマヘマタイト、マグネタイト、二酸化クロム、コバルト被着酸化鉄、六方晶フェライト、バリウムフェライト(BaFe)、Coフェライト、ストロンチウムフェライト、メタル(金属)、イプシロン型酸化鉄(ε酸化鉄)などを挙げることができ、特に狭く限定されない。なお、ε酸化鉄はGaやAlのいずれかを含んでいてもよい。これらの磁性粒子については、磁性層1の製造方法、テープ規格、機能などに基づいて自由に選択される。
磁性粒子の形状は、磁性粒子のその結晶構造に依拠している。例えば、BaFeは六角板状、ε酸化鉄は球状、コバルトフェライトは立方状、メタルは紡錘状である。磁性層1は、テープTの製造工程においてこれらの磁性粒子が配向される。なお、BaFeは、高温多湿環境でも抗磁力が落ちないなどの点からデータ記録の信頼性が高いため、本技術においても好適な磁性材料となり得る。
磁性粉は、例えば、ε酸化鉄を含有するナノ粒子(以下「ε酸化鉄粒子」という。)の粉末を含む。ε酸化鉄粒子は微粒子でも高保磁力を得ることができる。ε酸化鉄粒子に含まれるε酸化鉄は、テープTの厚み方向(垂直方向)に優先的に結晶配向していることが好ましい。
ε酸化鉄粒子は、球状もしくはほぼ球状を有しているか、または立方体状もしくはほぼ立方体状を有している。ε酸化鉄粒子が上記のような形状を有しているため、磁性粒子としてε酸化鉄粒子を用いた場合、磁性粒子として六角板状のバリウムフェライト粒子を用いた場合に比べて、テープTの厚み方向における粒子同士の接触面積を低減し、粒子同士の凝集を抑制することができる。したがって、磁性粉の分散性を高め、より良好なSNR(Signal-to-Noise Ratio)を得ることができる。
ε酸化鉄粒子は、コアシェル型構造を有する。具体的には、ε酸化鉄粒子は、コア部と、このコア部の周囲に設けられた2層構造のシェル部とを備える。2層構造のシェル部は、コア部上に設けられた第1シェル部と、第1シェル部上に設けられた第2シェル部とを備える。コア部は、ε酸化鉄を含む。コア部に含まれるε酸化鉄は、ε-Fe2O3結晶を主相とするものが好ましく、単相のε-Fe2O3からなるものがより好ましい。
第1シェル部は、コア部の周囲のうちの少なくとも一部を覆っている。具体的には、第1シェル部は、コア部の周囲を部分的に覆っていてもよいし、コア部の周囲全体を覆っていてもよい。コア部と第1シェル部の交換結合を十分なものとし、磁気特性を向上する観点からすると、コア部の表面全体を覆っていることが好ましい。
第1シェル部は、いわゆる軟磁性層であり、例えば、α-Fe、Ni-Fe合金またはFe-Si-Al合金等の軟磁性体を含む。α-Feは、コア部21に含まれるε酸化鉄を還元することにより得られるものであってもよい。第2シェル部は、酸化防止層としての酸化被膜である。第2シェル部は、α酸化鉄、酸化アルミニウムまたは酸化ケイ素を含む。α酸化鉄は、例えばFe3O4、Fe2O3およびFeOのうちの少なくとも1種の酸化鉄を含む。第1シェル部がα-Fe(軟磁性体)を含む場合には、α酸化鉄は、第1シェル部に含まれるα-Feを酸化することにより得られるものであってもよい。
ε酸化鉄粒子が、上述のように第1シェル部を有することで、熱安定性を確保するためにコア部単体の保磁力を大きな値に保ちつつ、ε酸化鉄粒子(コアシェル粒子)全体としての保磁力を記録に適した保磁力に調整できる。また、ε酸化鉄粒子が、上述のように第2シェル部を有することで、テープTの製造工程およびその工程前において、ε酸化鉄粒子が空気中に暴露されて、粒子表面に錆び等が発生することにより、ε酸化鉄粒子の特性が低下することを抑制することができる。したがって、テープTの特性劣化を抑制することができる。
ε酸化鉄粒子が2層構造のシェル部を有している場合について説明したが、ε酸化鉄粒子が単層構造のシェル部を有していてもよい。この場合、シェル部は、第1シェル部と同様の構成を有する。但し、ε酸化鉄粒子の特性劣化を抑制する観点からすると、上述した一実施形態におけるように、ε酸化鉄粒子が2層構造のシェル部を有していることが好ましい。
以上では、ε酸化鉄粒子がコアシェル構造を有している場合について説明したが、ε酸化鉄粒子が、コアシェル構造に代えて添加剤を含んでいてもよいし、コアシェル構造を有すると共に添加剤を含んでいてもよい。この場合、ε酸化鉄粒子のFeの一部が添加剤で置換される。ε酸化鉄粒子が添加剤を含むことによっても、ε酸化鉄粒子全体としての保磁力Hcを記録に適した保磁力Hcに調整できるため、記録容易性を向上することができる。添加剤は、鉄以外の金属元素、好ましくは3価の金属元素、より好ましくはAl、GaおよびInのうちの少なくとも1種、さらにより好ましくはAlおよびGaのうちの少なくとも1種である。
具体的には、添加剤を含むε酸化鉄は、ε-Fe2-xMxO3結晶(但し、Mは鉄以外の金属元素、好ましくは3価の金属元素、より好ましくはAl、GaおよびInのうちの少なくとも1種、さらにより好ましくはAlおよびGaのうちの少なくとも1種である。xは、例えば0<x<1である。)である。
磁性粉は、六方晶フェライトを含有するナノ粒子(以下「六方晶フェライト粒子」という。)の粉末を使用してもよい。六方晶フェライト粒子は、例えば、六角板状またはほぼ六角板状を有する。六方晶フェライトは、好ましくはBa、Sr、PbおよびCaのうちの少なくとも1種、より好ましくはBaおよびSrのうちの少なくとも1種を含む。六方晶フェライトは、具体的には例えばバリウムフェライトまたはストロンチウムフェライトであってもよい。バリウムフェライトは、Ba以外にSr、PbおよびCaのうちの少なくとも1種をさらに含んでいてもよい。ストロンチウムフェライトは、Sr以外にBa、PbおよびCaのうちの少なくとも1種をさらに含んでいてもよい。
より具体的には、六方晶フェライトは、一般式MFe12O19で表される平均組成を有する。但し、Mは、例えばBa、Sr、PbおよびCaのうちの少なくとも1種の金属、好ましくはBaおよびSrのうちの少なくとも1種の金属である。Mが、Baと、Sr、PbおよびCaからなる群より選ばれる1種以上の金属との組み合わせであってもよい。また、Mが、Srと、Ba、PbおよびCaからなる群より選ばれる1種以上の金属との組み合わせであってもよい。上記一般式においてFeの一部が他の金属元素で置換されていてもよい。
磁性粉が六方晶フェライト粒子の粉末を含む場合、磁性粉の平均粒子サイズは、好ましくは50nm以下、より好ましくは10nm以上40nm以下、さらにより好ましくは15nm以上30nm以下である。磁性粉が六方晶フェライト粒子の粉末を含む場合、磁性粉の平均アスペクト比は上述の一実施形態と同様である。
磁性粉の平均粒子サイズおよび平均アスペクト比は、以下のようにして求められる。
まず、測定対象となるテープTをFIB(Focused Ion Beam)法等により加工して薄片を作製し、TEMにより薄片の断面観察を行う。次に、撮影したTEM写真から50個の磁性粉粒子を無作為に選び出し、各粒子の長軸長DLを測定する。ここで、長軸長DLとは、粒子の輪郭に接するように、あらゆる角度から引いた2本の平行線間の距離のうち最大のもの(いわゆる最大フェレ径)を意味する。続いて、測定した50個の粒子のDLを単純に平均(算術平均)して平均長軸長DLaveを求める。このようにして求めた平均長軸長DLaveを磁性粉の平均粒子サイズとする。また、同様に最小の距離を測定し短軸長とし、50個の粒子の短軸長DSを単純に平均(算術平均)して平均短軸長DSaveを求める。そして、平均長軸長DLaveおよび平均短軸長DSaveから次製粉の平均アスペクト比(DLave/DSave)を求める。
まず、測定対象となるテープTをFIB(Focused Ion Beam)法等により加工して薄片を作製し、TEMにより薄片の断面観察を行う。次に、撮影したTEM写真から50個の磁性粉粒子を無作為に選び出し、各粒子の長軸長DLを測定する。ここで、長軸長DLとは、粒子の輪郭に接するように、あらゆる角度から引いた2本の平行線間の距離のうち最大のもの(いわゆる最大フェレ径)を意味する。続いて、測定した50個の粒子のDLを単純に平均(算術平均)して平均長軸長DLaveを求める。このようにして求めた平均長軸長DLaveを磁性粉の平均粒子サイズとする。また、同様に最小の距離を測定し短軸長とし、50個の粒子の短軸長DSを単純に平均(算術平均)して平均短軸長DSaveを求める。そして、平均長軸長DLaveおよび平均短軸長DSaveから次製粉の平均アスペクト比(DLave/DSave)を求める。
粒子が板状である場合は、板厚をDSとし上記同様に測定方向に板面の出ていない50個の粒子を無作為に選び、その最短軸DSaveとし、平均体積は、以下の式により求められる。
平均体積=3√3/8xDLavexDLavexDSave
粒子が球状である場合は、50個の粒子のDLを求め、平均体積は以下の式により求められる。
平均体積=π/6xDLave^3
粒子が立方体である場合は、50個の粒子の辺の長さDLを求め、平均体積は以下の式により求められる。
平均体積=DLave^3
平均体積=3√3/8xDLavexDLavexDSave
粒子が球状である場合は、50個の粒子のDLを求め、平均体積は以下の式により求められる。
平均体積=π/6xDLave^3
粒子が立方体である場合は、50個の粒子の辺の長さDLを求め、平均体積は以下の式により求められる。
平均体積=DLave^3
磁性粉は、Co含有スピネルフェライトを含有するナノ粒子(以下「コバルトフェライト粒子」という。)の粉末を使用してもよい。コバルトフェライト粒子は、一軸異方性を有することが好ましい。コバルトフェライト粒子は、例えば、立方体状またはほぼ立方体状を有している。Co含有スピネルフェライトが、Co以外にNi、Mn、Al、CuおよびZnのうちの少なくとも1種をさらに含んでいてもよい。
Co含有スピネルフェライトは、例えば以下の式(1)で表される平均組成を有する。
CoxMyFe2OZ ・・・(1)
(但し、式(1)中、Mは、例えば、Ni、Mn、Al、CuおよびZnのうちの少なくとも1種の金属である。xは、0.4≦x≦1.0の範囲内の値である。yは、0≦y≦0.3の範囲内の値である。但し、x、yは(x+y)≦1.0の関係を満たす。zは3≦z≦4の範囲内の値である。Feの一部が他の金属元素で置換されていてもよい。)
CoxMyFe2OZ ・・・(1)
(但し、式(1)中、Mは、例えば、Ni、Mn、Al、CuおよびZnのうちの少なくとも1種の金属である。xは、0.4≦x≦1.0の範囲内の値である。yは、0≦y≦0.3の範囲内の値である。但し、x、yは(x+y)≦1.0の関係を満たす。zは3≦z≦4の範囲内の値である。Feの一部が他の金属元素で置換されていてもよい。)
磁性粉がコバルトフェライト粒子の粉末を含む場合、磁性粉の平均粒子サイズは、好ましくは25nm以下、より好ましくは23nm以下である。磁性粉がコバルトフェライト粒子の粉末を含む場合、磁性粉の平均アスペクト比は上述の一実施形態と同様である。また、磁性粉の平均アスペクト比も上述と同様にして求められる。
磁性粉の平均粒子サイズ(平均最大粒子サイズ)は、好ましくは22nm以下、より好ましくは8nm以上22nm以下、さらにより好ましくは12nm以上22nm以下である。 磁性粉の平均アスペクト比が、好ましくは1以上2.5以下、より好ましくは1以上2.1以下、さらにより好ましくは1以上1.8以下である。磁性粉の平均アスペクト比が1以上2.5以下の範囲内であると、磁性粉の凝集を抑制することができると共に、磁性層1の形成工程において磁性粉を垂直配向させる際に、磁性粉に加わる抵抗を抑制することができる。したがって、磁性粉の垂直配向性を向上することができる。
この磁性層1には、通常、該磁性層1の強度や耐久性を高めるための非磁性の添加剤が含まれている。例えば、磁性層1には、結着剤、分散剤、研磨剤などが必要に応じて配合されている。この磁性層1は、磁性粉とこれらの選択された添加剤が配合された磁性塗料として準備され、下の層に対して塗布により形成されることになる。
磁性層1に配合される前記結着剤としては、ポリウレタン系樹脂、塩化ビニル系樹脂等に架橋反応を付与した構造の樹脂が好ましい。しかしながら結着剤はこれらに限定されるものではなく、テープTに対して要求される物性等に応じて、その他の樹脂を適宜配合してもよい。配合する樹脂としては、通常、塗布型のテープTにおいて一般的に用いられる樹脂であれば、特に限定されない。
例えば、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、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、アクリル酸エステル-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、アクリル酸エステル-塩化ビニリデン共重合体、メタクリル酸エステル-塩化ビニリデン共重合体、メタクリル酸エステル-塩化ビニル共重合体、メタクリル酸エステル-エチレン共重合体、ポリ弗化ビニル、塩化ビニリデン-アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル-ブタジエン共重合体、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(セルロースアセテートブチレート、セルロースダイアセテート、セルローストリアセテート、セルロースプロピオネート、ニトロセルロース)、スチレンブタジエン共重合体、ポリエステル樹脂、アミノ樹脂、合成ゴム等が挙げられる。また、熱硬化性樹脂、または反応型樹脂の例としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミン樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂等が挙げられる。
また、上述した各結着剤には、磁性粉の分散性を向上させる目的で、-SO3M、-OSO3M、-COOM、P=O(OM)2等の極性官能基が導入されていてもよい。ここで、式中Mは、水素原子、またはリチウム、カリウム、ナトリウム等のアルカリ金属である。さらに、極性官能基としては、-NR1R2、-NR1R2R3+X-の末端基を有する側鎖型のもの、>NR1R2+X-の主鎖型のものが挙げられる。ここで、式中R1、R2、R3は、水素原子、または炭化水素基であり、X-は弗素、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲン元素イオン、または無機もしくは有機イオンである。また、極性官能基としては、-OH、-SH、-CN、エポキシ基等も挙げられる。
磁性層1の潤滑剤は、下記の一般式(1)で示される化合物、および下記の一般式(2)で示される化合物を含むことが好ましい。潤滑剤がこれらの化合物を含むことで、磁性層1の表面の動摩擦係数を特に低減することができる。したがって、テープTの走行性をさらに向上することができる。
CH3(CH2)nCOOH ・・・(1)
(但し、一般式(1)において、nは14以上22以下の範囲から選ばれる整数である。)
CH3(CH2)pCOO(CH2)qCH3 ・・・(2)
(但し、一般式(2)において、pは14以上22以下の範囲から選ばれる整数であり、qは2以上5以下の範囲から選ばれる整数である。)
(但し、一般式(1)において、nは14以上22以下の範囲から選ばれる整数である。)
CH3(CH2)pCOO(CH2)qCH3 ・・・(2)
(但し、一般式(2)において、pは14以上22以下の範囲から選ばれる整数であり、qは2以上5以下の範囲から選ばれる整数である。)
磁性層1は、添加剤として非磁性補強粒子として、酸化アルミニウム(α、βまたはγアルミナ)、酸化クロム、酸化珪素、ダイヤモンド、ガーネット、エメリー、窒化ホウ素、チタンカーバイト、炭化珪素、炭化チタン、酸化チタン(ルチル型またはアナターゼ型の酸化チタン)等をさらに含んでいてもよい。
本技術では、この磁性層1の表面1aに対してナノオーダーの微小な凹部構造が形成される。具体的には、本技術は、所定の深さ以上の深さを備える凹部を単位面積当たり所定個数以上となるように、積極的、あるいは意図的に配設したことを一つの特徴となしている。この凹部11は、磁性層1の表面にその組成材料に起因して自然に形成される、より極微小な粗面構造とは明確に区別できるサイズを有している。
なお、本技術では、磁性層1を塗工(塗布)によって形成する例が開示されているが、この磁性層1を蒸着などの真空製膜法その他の製法によって磁性層1が形成された場合においても、該磁性層1の表面に凹部11を形成してもよい。
ここで、図3、図4を参照して、磁性層1に凹部11を形成する理由や目的について説明する。図3は、磁気ヘッド上を一般的な磁気記録テープが理想的に走行する様子を示す図、図4は、磁気ヘッド上を一般的な磁気記録テープが走行する際に生じる問題(課題)を説明するための模式図である。
まず、図3に示されているように、テープTの最上層に位置する磁性層1は、磁気記録装置(図示せず。)内に設けられている磁気ヘッドHに対向する層である。該磁気ヘッドHからの磁気によって磁性層1の磁性が変化させられて信号の記録が行われ、また、磁気ヘッドHがその磁性の変化を読み取ることで信号記録の再生が行われる。なお、本技術においては、磁気ヘッドHの種類は、特に狭く限定されない。
理想のテープTの走行は、繰り返し走行されるときにも、磁気ヘッドHとの距離が極力狭い状態を維持しながら安定的に高速走行することである。磁気ヘッドHとテープTの間が過剰に大きな距離になってしまうと、いわゆるスペーシング現象となり、磁気ヘッドHに対するテープTの好適なコンタクト状態が維持できず、オフトラック現象等によってテープの磁気記録又は再生の特性を悪化させてしまうことになる。
一方、磁気ヘッドHに対するテープTの接触が強すぎると、繰り返しの使用により摩擦が次第に上昇し、これによりテープTを変形させるなどの問題が発生してしまう。この問題によりテープの磁気記録又は再生の特性を悪化させてしまうことになる。
図4は、本発明者らが見出した新しい技術上の課題を説明するための模式図である。この図4に示されているように、テープTが磁気ヘッドHへ侵入したその直後の領域において、テープTがやや浮いた状態となって「空気溜り部」(符号Aで示す)が形成されてしまう現象が発生し得る。
この空気溜り部Aやこの空気溜り部Aに内包されている空気は、テープTが走行している最中に磁気ヘッドH上にずっと残留してしまう傾向がある。そして、この空気溜りAに内包された空気が、磁気ヘッドHとテープTの間にスペーシング現象の発生を誘発する。あるいは、この空気溜りAによって磁気ヘッドH上のテープTの走行が不安定化し、これにより磁気ヘッドHに対する接触が強くなって摩擦上昇を生む原因となる。
本技術において、磁性層1の表面1aに広く均一に配設された多数の凹部11は、上記空気溜りAに存在する空気を収容するために設けられている。図5は、磁性層1の表面の凹部の概念を説明するための簡易な模式図である。
この図5、そして図2にも示されているように、磁性層1の表面1aには下方側(非磁性層2側)へ向けて凹んだ形状を備える微小な凹部11が広く均一に形成されている。この凹部11の一つ一つが、上記空気溜りA(図4参照)の空気を収容する空間として機能している。また、一つの凹部11の容積、並びに、テープの表面に存在する凹部11の総容積、特には任意の時点におけるテープTと磁気ヘッドHとの接触面に存在する凹部11の総容積は、その空気収容量に密接に関係している。
磁性層1の表面1aに多数形成された微小な該凹部11が設けられたテープTは、空気溜りA(図3再参照)の空気を該凹部11の中に収容しながら走行することができる。換言すると、磁性層1に設けられた凹部11は、空気の逃げ場所として機能する。このことは、磁気ヘッドHとテープTに働く負圧を制御することにもなる。これにより、この空気溜りAによって生じるスペーシング現象を抑制するとともに、テープAが磁気ヘッドH上を繰り返し走行する際に生じる摩擦の上昇を抑制し、ひいてはテープTのSN特性を維持または向上させることができる。
ここで、この凹部11の(最深部の)深さD1(図5参照)は、本技術に係る検証に基づくと7.8nm以上が好適であり、さらには10nm以上がより好適である。凹部11の深さが7.8nm未満となってしまうと、空気溜りAに存在する空気を収容する空間として機能し難くなってしまうからである。
さらに、磁性層1の全厚D2との関係で、凹部11が該全厚D2に対してどのくらいの深さがあるかということも重要である。具体的には、磁性層1の全厚D2(図5参照)との相対関係において、凹部11の深さは、凹部11の深さD1値を磁性層1の全厚D2値を除した割合値、すなわち、D1/D2値が少なくとも15%以上であることが望ましく、さらには、このD1/D2値が20%以上であることがより好適である。
磁性層1の全厚D2に対するD1の深さの割合が15%未満であると、上記空気溜りAに存在する空気を収容する機能が低下し、一方、同割合が50%を超えてしまうと、磁性層1の厚みが薄くなり過ぎる箇所が発生し、この磁性層1自体の機能に悪影響が生じる可能性があるので望ましくない。
磁性層1の表面1aにおける凹部11の個数も上記した空気を収容するための凹部11の全容積との関係から重要である。例えば、テープTの所定面積:80μm×80μm=6,400μm2を単位面積(テープTが静止時の磁気ヘッドHとの接触面積に相当)として規定した場合、磁性層1の全厚D2に対する凹部11の深さが15%である場合には、前記単位面積に対して120個以上が望ましい。また、磁性層1の全厚D2に対する凹部11の深さが20%である場合には、前記単位面積に対して60個以上の個数が好適である。これらの個数を有する場合には、空気溜りAに存在する空気を充分に収容可能な凹部11の全容積を確保することができる。
本技術の好ましい実施態様に従い、前記磁性層に、当該磁性層の厚みの20%以上である凹部が複数形成されており、且つ、当該凹部の個数が、前記磁性層の6,400μm2の表面積あたり好ましくは55個以上であり、より好ましくは60個以上でありうる。当該個数以上の当該凹部を有することが、ヘッド動摩擦係数を抑制すること寄与する。
本技術の好ましい実施態様に従い、前記磁性層に、当該磁性層の厚みの20%以上である凹部が複数形成されており、且つ、当該凹部の個数が、前記磁性層の6,400μm2の表面積あたり好ましくは55個以上であり、より好ましくは60個以上でありうる。当該個数以上の当該凹部を有することが、ヘッド動摩擦係数を抑制すること寄与する。
磁性層1は、磁性粒子が垂直配向されていてもよい。一般に、垂直配向の場合、テープTと磁気ヘッドHとの摩擦が上昇し易い。その理由は、垂直配向により磁性粒子が一方向に整列するため、磁性粒子レベルの表面形状が平滑化するからである。本技術のように、磁性層1に凹部11を広く均一に形成しておくことで、該磁性層1が垂直配向された場合であってもテープTが多数回にわたり繰り返し使用されても、摩擦の上昇を抑えることができる。例えば、反磁界補正なしの垂直配向度が65%以上の磁性層1を備えるテープであっても本技術の有利な効果を得ることができる。
テープTの動摩擦係数。走行時にテープTに加わる張力が1.2Nであるときの磁性層1の表面と磁気ヘッドHの間の動摩擦係数μAと、テープTに加わる張力が0.4Nであるときの磁性層1の表面と磁気ヘッドHの間の動摩擦係数μBとの比率(μB/μA)が、好ましくは1.0以上で2.0以下であると、走行時の張力変動による動摩擦係数の変化を小さくできるためテープの走行を安定させることができる。テープTに加わる張力が0.6であるときの磁性層1の表面と磁気ヘッドの間の動摩擦係数μAが走行5回目の値μ5と1000回目の値μ1000との比率(μ1000/μ5)が、好ましくは1.0以上2.0以下、より好ましくは1.0以上1.7以下である。比率(μB/μA)が1.0以上2.0以下であると、多数回走行による動摩擦係数の変化を小さくできるためテープの走行を安定させることができる。
本技術の好ましい実施態様に従う磁気記録テープは、当該テープに含まれる磁性層の表面に凹部が複数配設されており、前記凹部の深さD1を前記磁性層の厚さD2で除した値が15%以上であり、前記磁性層は垂直配向であり、反磁界補正なし条件の垂直配向度が65%以上であり、且つ、前記磁性層に、当該磁性層の厚みの20%以上である凹部が複数形成されており、且つ、当該凹部の個数が、前記磁性層の6,400μm2の表面積あたり55個以上でありうる。この磁性層によって、低いヘッド動摩擦係数及び良好なSNR比を磁気記録テープに付与することができる。当該磁性層を有する磁気記録テープは、4m/秒以上で走行される記録又は再生に特に適している。
本技術の他の実施態様に従い、磁気記録テープは、磁性層を少なくとも含む複層構造を備えており、該テープの全厚が5.6μm以下であり、前記磁性層の表面に凹部が複数配設されており、前記凹部の深さD1を前記磁性層の厚さD2で除した値が15%以上であり、且つ、前記磁性層は垂直配向であり、反磁界補正なし条件の垂直配向度が65%以上であってよい。
本技術のさらに他の実施態様に従い、磁気記録テープは、磁性層を少なくとも含む複層構造を備えており、該テープの全厚が5.6μm以下であり、前記磁性層の表面に凹部が複数配設されており、前記凹部の深さD1を前記磁性層の厚さD2で除した値が15%以上であり、前記磁性層は垂直配向であり、反磁界補正なし条件の垂直配向度が65%以上であり、且つ、前記磁性層の垂直方向の配向度と長手方向の配向度との比が2以上であってよい。
本技術のさらに他の実施態様に従い、該テープの全厚が5.6μm以下であり、前記磁性層の表面に凹部が複数配設されており、前記凹部の深さD1を前記磁性層の厚さD2で除した値が15%以上であり、前記磁性層は垂直配向であり、反磁界補正なし条件の垂直配向度が65%以上であり、且つ、前記凹部の深さD1が、7.8nm以上であってよい。
このような構成を有する磁気記録テープによっても、低いヘッド動摩擦係数及び良好なSNR比を達成することができる。
本技術のさらに他の実施態様に従い、磁気記録テープは、磁性層を少なくとも含む複層構造を備えており、該テープの全厚が5.6μm以下であり、前記磁性層の表面に凹部が複数配設されており、前記凹部の深さD1を前記磁性層の厚さD2で除した値が15%以上であり、前記磁性層は垂直配向であり、反磁界補正なし条件の垂直配向度が65%以上であり、且つ、前記磁性層の垂直方向の配向度と長手方向の配向度との比が2以上であってよい。
本技術のさらに他の実施態様に従い、該テープの全厚が5.6μm以下であり、前記磁性層の表面に凹部が複数配設されており、前記凹部の深さD1を前記磁性層の厚さD2で除した値が15%以上であり、前記磁性層は垂直配向であり、反磁界補正なし条件の垂直配向度が65%以上であり、且つ、前記凹部の深さD1が、7.8nm以上であってよい。
このような構成を有する磁気記録テープによっても、低いヘッド動摩擦係数及び良好なSNR比を達成することができる。
(2-2)非磁性層。
次に、磁性層1の下部に設けられる非磁性層2(図1参照)は、中間層や下地層とも称される場合がある。この非磁性層2は、磁性層1に対する磁力の作用を該磁性層1に留める目的や、磁性層1に求められる平坦性を確保するために設けられる層である。また、この非磁性層2は、磁性層1に添加される潤滑剤や非磁性層2自体に添加される潤滑剤を保持する役割も果たしている。
次に、磁性層1の下部に設けられる非磁性層2(図1参照)は、中間層や下地層とも称される場合がある。この非磁性層2は、磁性層1に対する磁力の作用を該磁性層1に留める目的や、磁性層1に求められる平坦性を確保するために設けられる層である。また、この非磁性層2は、磁性層1に添加される潤滑剤や非磁性層2自体に添加される潤滑剤を保持する役割も果たしている。
この非磁性層2は、非磁性粉および結着剤を含む非磁性の層である。非磁性層2が、必要に応じて、潤滑剤、導電性粒子、硬化剤および防錆剤等のうちの少なくとも1種の添加剤をさらに含んでいてもよい。非磁性粉は、例えば無機粒子粉または有機粒子粉の少なくとも1種を含む。また、非磁性粉は、カーボンブラック等の炭素材料を含んでいてもよい。なお、1種の非磁性粉を単独で用いてもよいし、2種以上の非磁性粉を組み合わせて用いてもよい。無機粒子は、例えば、金属、金属酸化物、金属炭酸塩、金属硫酸塩、金属窒化物、金属炭化物または金属硫化物等を含む。非磁性粉の形状としては、例えば、針状、球状、立方体状、板状等の各種形状が挙げられるが、これに限定されるものではない。結着剤は、上述の磁性層1と同様である。
この非磁性層2の平均厚みは、好ましくは0.6μm以上2.0μm以下、より好ましくは0.8μm以上1.4μm以下である。なお、非磁性層2の平均厚みは、磁性層1の平均厚みと同様にして求められる。但し、TEM像の倍率は、非磁性層2の厚みに応じて適宜調整される。0.6μm未満であると、磁性層1や非磁性層2自体に配合される 添加剤(例えば、潤滑剤)の保持機能が失われてしまい、一方2.0μmを超える厚みになると、テープTの全厚が過剰に厚くなってしまい、テープTを薄くして高記録容量化を追求する流れに逆行する。
この非磁性層2は、次に説明する「ベースフィルム層3」の上に塗布によって形成することができる。この非磁性層2は、目的や必要に応じて複層構造としてもよい。この非磁性層2は、非磁性材料を使用することが重要である。その理由は、磁性層1以外が磁化してしまうとノイズの発生源となってしまうからである。
非磁性層2に使用される非磁性材料は、無機物質でも有機物質でもよい。無機物質の例としては、オキシ水酸化鉄、ヘマタイト、酸化チタン、カーボンラック、金属窒化物、金属硫化物などを使用できる。場合によっては、これらの非磁性材料にその他の添加剤を配合してもよい。非磁性材料(非磁性粉)の形状は、例えば、針状、球状、立方体状、板状などの各種形状が挙げられるが、狭く限定されない。
(2-3)ベースフィルム層。
次に、図1、図2に示されたベースフィルム層3は、テープTの土台となる層としての機能を主に果たしている。ベースフィルム層3は、単にベース層、あるいは非磁性支持体とも称される。ベースフィルム層3は、非磁性層2、この上層の磁性層1を支持する非磁性の支持体である。このベースフィルム層3は、長尺のフィルム状を有している。該ベースフィルム層3の平均厚みの上限値は、4.5μm未満、より好ましくは4.2μm以下、より好ましくは3.8μm以下、さらにより好ましくは3.4μm以下である。ベースフィルム層の平均厚みの上限値が4.2μm以下であると、1データカートリッジ内に記録できる記録容量を一般的な磁気記録媒体よりも高めることができる。なお、ベースフィルム層3の下限の厚みは、フィルムの製膜上の限界や当該ベースフィルム層3の機能の観点から定められる。
次に、図1、図2に示されたベースフィルム層3は、テープTの土台となる層としての機能を主に果たしている。ベースフィルム層3は、単にベース層、あるいは非磁性支持体とも称される。ベースフィルム層3は、非磁性層2、この上層の磁性層1を支持する非磁性の支持体である。このベースフィルム層3は、長尺のフィルム状を有している。該ベースフィルム層3の平均厚みの上限値は、4.5μm未満、より好ましくは4.2μm以下、より好ましくは3.8μm以下、さらにより好ましくは3.4μm以下である。ベースフィルム層の平均厚みの上限値が4.2μm以下であると、1データカートリッジ内に記録できる記録容量を一般的な磁気記録媒体よりも高めることができる。なお、ベースフィルム層3の下限の厚みは、フィルムの製膜上の限界や当該ベースフィルム層3の機能の観点から定められる。
ベースフィルム層3の平均厚みは、以下のようにして求めることができる。まず、1/2インチ幅のテープTを準備し、それを250mmの長さに切り出し、サンプルを作製する。続いて、サンプルのベースフィルム層3以外の層(すなわち非磁性層12、磁性層1およびバック層4)をMEK(メチルエチルケトン)または希塩酸等の溶剤で除去する。次に、測定装置としてMitsutoyo社製レーザーホロゲージを用いて、サンプル(ベースフィルム層3)の厚みを5点以上の位置で測定し、それらの測定値を単純に平均(算術平均)して、ベースフィルム層3の平均厚みを算出する。なお、測定位置は、サンプルから無作為に選ばれるものとする。
ベースフィルム層3は、例えば、ポリエステル類、ポリオレフィン類、セルロース誘導体、ビニル系樹脂、およびその他の高分子樹脂のうちの少なくとも1種を含む。ベースフィルム層3が上記材料のうちの2種以上を含む場合、それらの2種以上の材料は混合されていてもよいし、共重合されていてもよいし、積層されていてもよい。ポリエステル類は、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PBT(ポリブチレンテレフタレート)、PBN(ポリブチレンナフタレート)、PCT(ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート)、PEB(ポリエチレン-p-オキシベンゾエート)およびポリエチレンビスフェノキシカルボキシレートのうちの少なくとも1種を含む。ポリオレフィン類は、例えば、PE(ポリエチレン)およびPP(ポリプロピレン)のうちの少なくとも1種を含む。セルロース誘導体は、例えば、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、CAB(セルロースアセテートブチレート)およびCAP(セルロースアセテートプロピオネート)のうちの少なくとも1種を含む。ビニル系樹脂は、例えば、PVC(ポリ塩化ビニル)およびPVDC(ポリ塩化ビニリデン)のうちの少なくとも1種を含む。その他の高分子樹脂は、例えば、PA(ポリアミド、ナイロン)、芳香族PA(芳香族ポリアミド、アラミド)、PI(ポリイミド)、芳香族PI(芳香族ポリイミド)、PAI(ポリアミドイミド)、芳香族PAI(芳香族ポリアミドイミド)、PBO(ポリベンゾオキサゾール、例えばザイロン(登録商標))、ポリエーテル、PEK(ポリエーテルケトン)、ポリエーテルエステル、PES(ポリエーテルサルフォン)、PEI(ポリエーテルイミド)、PSF(ポリスルフォン)、PPS(ポリフェニレンスルフィド)、PC(ポリカーボネート)、PAR(ポリアリレート)およびPU(ポリウレタン)のうちの少なくとも1種を含む。このベースフィルム層3の材料は、特に狭く限定はされないが、テープの規格によって定められる場合がある。例えば、LTO規格では、PENが指定されている。
(2-4)バック層。
図1、図2に示されたバック層4は、テープTが磁気ヘッドに対向しながら高速走行する際に発生する摩擦を制御する役割、巻き乱れを防止する役割などを担っている。すなわち、バック層4は、テープTを高速で安定走行させるための基本的な役割を担っている。
図1、図2に示されたバック層4は、テープTが磁気ヘッドに対向しながら高速走行する際に発生する摩擦を制御する役割、巻き乱れを防止する役割などを担っている。すなわち、バック層4は、テープTを高速で安定走行させるための基本的な役割を担っている。
バック層4は、結着剤および非磁性粉を含む。バック層4は、必要に応じて潤滑剤、硬化剤および帯電防止剤等のうちの少なくとも1種の添加剤をさらに含んでいてもよい。結着剤および非磁性粉は、上述の非磁性層12の場合と同様である。
非磁性粉の平均粒子サイズは、好ましくは10nm以上150nm以下、より好ましくは15nm以上110nm以下である。非磁性粉の平均粒子サイズは、上記の磁性粉の平均粒子サイズと同様にして求められる。非磁性粉が、2以上の粒度分布を有する非磁性粉を含んでいてもよい。
バック層4の平均厚みの上限値は、好ましくは0.6μm以下である。バック層4の平均厚みの上限値が0.6μm以下であると、テープTの平均厚みが5.6μmである場合でも、非磁性層2やベースフィルム層3の厚みを厚く保つことができる。これにより、テープTの記録再生装置内での走行安定性を保つことができる。バック層4の平均厚みの下限値は特に限定されるものではないが、例えば、0.2μm以上である。
バック層4の平均厚みは、以下のようにして求めることができる。まず、1/2インチ幅のテープTを準備し、それを250mmの長さに切り出し、サンプルを作製する。次に、測定装置としてMitsutoyo社製レーザーホロゲージを用いて、サンプルの厚みを5点以上で測定し、それらの測定値を単純に平均(算術平均)して、テープTの平均値tT[μm]を算出する。なお、測定位置は、サンプルから無作為に選ばれるものとする。続いて、サンプルのバック層4をMEK(メチルエチルケトン)または希塩酸等の溶剤で除去する。その後、再び上記のレーザーホロゲージを用いてサンプルの厚みを5点以上で測定し、それらの測定値を単純に平均(算術平均)して、バック層4を除去したテープTの平均値tB[μm]を算出する。なお、測定位置は、サンプルから無作為に選ばれるものとする。その後、以下の式よりバック層4の平均厚みtb[μm]を求める。
tb[μm]=tT[μm]-tB[μm]
tb[μm]=tT[μm]-tB[μm]
このバック層4の厚みは、100nm以上が望ましい。100nm未満であると、電気抵抗が高くなり、磁気ヘッドHとの相性が悪くなってしまうという問題が発生してしまう。上限の厚みについては、バック層3の機能を発揮できる最低限の厚み、特に、テープTの記録再生装置内での高速安定走行に必要十分な厚みが確保されていればよいのであって、この観点で、1μm以上の厚みにする必要は特にない。
バック層4は、結着剤および非磁性粉を含んだ組成で形成し、必要に応じて、潤滑剤、硬化剤を加えてもよい。また、帯電防止剤を添加し、このバック層4に帯電防止機能を持たせて、ゴミや埃の付着を防止してもよい。
本技術では、このバック層4の表面4aに、ナノオーダーの微小な凸部(突起状部)41を多数配設しておくようにする(図2参照)。この凸部41は、磁性層1の表面1aに上述した凹部11を形成するために使用される。この目的を果たすため、該凸部41に関しては、所定以上の高さであることやテープの単位面積当たりの必要な個数が要求されることになる(後述)。
図6は、テープTの磁性層1の表面1aに対して、バック層4の凸部41を転写することによって凹部11が形成される様子を示す模式拡大図である。この図6が示すように、テープ1の磁性層1の表面1aをバック層4の表面1aに対向させて押し付けるようにする(図6(a)参照)。所定時間押し付けた後に、磁性層1をバック層4から引き離すと、磁性層1の表面に凹部11が転写されて残る(図6(b)参照)。すなわち、本技術において、最上層の磁性層に設けられた前記凹部は、最下層に設けられたバック層の表面に形成された凸部を押し付けることによって形成されたものであってよい。
例えば、磁性層1を塗工した後に、まだ未乾燥状態にある磁性層1を有するテープ1をロール(巻芯)に巻き付ける。そうすると、必然的に一つ外側に巻き付いてきたテープ1のバック層4の凸部41を備える表面4aが、磁性層1の表面1aに押し付けられる(締め付けられる)。この時の押し付け圧力を利用して、磁性層1の表面1aに対して凹部11を転写させることができる。
バック層4の凸部41は、例えば、カーボン粒子の小さい粒径サイズの粒子(以下、小粒子)と、それよりも相対的に大きな粒径サイズのカーボン粒子(以下、大粒子)を所定の割合で混合することによって形成することができる。バック層4の表面に凹凸構造を形成し、その構造の凸部41部分を磁性層1に凹部11を形成するために利用する。なお、大粒子については、アルミナ、シリカ、酸化チタンなどの材料を使用してもよい。
ここで、小粒子は、平均粒径が15~30nmの範囲の粒子であって、一方の大粒子は、平均粒径が200~350nmの範囲の粒子を選択することが好適である。小粒子と大粒子の粒径差は、170~335nmの範囲が必要である。この大粒子と小粒子の平均粒径の差が少なすぎるとバック層4における凹凸が平坦化してしまうため、磁性層1に対して凹部11を形成することが困難となる。一方、大粒子と小粒子の平均粒径差が大きすぎると、凹凸構造が極端になり過ぎて、凹部11の深さが過剰になってしまうなどの問題が生じる。
また、大粒子及び小粒子を混合したときの組成割合も重要である。大粒子10~20質量%に対して、小粒子を80~90質量%配合することが望ましい。大粒子を10質量%未満にすると、凸部41の形成が不充分となり、大粒子が20質量%を超えると、凸部41が多くなりすぎて(谷部が少なくなり過ぎて)、磁性層1に凹部11が形成され難くなってしまう。
凸部41の高さは、磁性層1に対して目的のサイズの深さの凹部11を形成できる高さであればよく、狭く限定はされないが、例えば、40nm以上、より好適には60nm以上の高さが望ましい。40nm未満の高さであると、凸部41が磁性層1の表面に刺さり難くなり、凹部11が形成されにくくなってしまう。なお、この程度の高さの凸部41であれば、転写工程後にバック層4の表面を平滑化処理する必要性も特にない。
また、高さが60nm以上である凸部41の個数が、例えば、バック層4の単位面積80μm×80μm=6,400μm2で規定した場合に、30個以上であると、磁性層1の表面に対して広く均一に凹部11を形成できるので望ましい。
(3)本技術に係るテープTの基本的な製造方法について。
次に、上述の構成を有するテープTの製造方法について説明する(図7参照)。
次に、上述の構成を有するテープTの製造方法について説明する(図7参照)。
(塗料調製工程)。
まず、非磁性粉、結着剤および潤滑剤等を溶剤に混練及び/又は分散させることにより、非磁性層形成用塗料を調製する。次に、磁性粉、結着剤および潤滑剤等を溶剤に混練及び/又は分散させることにより、磁性層形成用塗料を調製する。次に、結着剤および非磁性粉等を溶剤に混練及び/又は分散させることにより、バック層形成用塗料を調製する。磁性層形成用塗料、非磁性層形成用塗料およびバック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用いることができる。
まず、非磁性粉、結着剤および潤滑剤等を溶剤に混練及び/又は分散させることにより、非磁性層形成用塗料を調製する。次に、磁性粉、結着剤および潤滑剤等を溶剤に混練及び/又は分散させることにより、磁性層形成用塗料を調製する。次に、結着剤および非磁性粉等を溶剤に混練及び/又は分散させることにより、バック層形成用塗料を調製する。磁性層形成用塗料、非磁性層形成用塗料およびバック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用いることができる。
上述の塗料調製に用いられる溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール系溶媒、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸プロピル、乳酸エチル、エチレングリコールアセテート等のエステル系溶媒、ジエチレングリコールジメチルエーテル、2-エトキシエタノール、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、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、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素系溶媒等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、適宜混合して用いてもよい。
上述の塗料調製に用いられる混練装置としては、例えば、連続二軸混練機、多段階で希釈可能な連続二軸混練機、ニーダー、加圧ニーダー、ロールニーダー等の混練装置を用いることができるが、特にこれらの装置に限定されるものではない。また、上述の塗料調製に用いられる分散装置としては、例えば、ロールミル、ボールミル、横型サンドミル、縦型サンドミル、スパイクミル、ピンミル、タワーミル、パールミル(例えばアイリッヒ社製「DCPミル」等)、ホモジナイザー、超音波分散機等の分散装置を用いることができるが、特にこれらの装置に限定されるものではない。
例えば、磁性層形成用塗料を以下のようにして調製する。まず、下記配合の第1組成物をエクストルーダで混練する。次に、ディスパーを備えた攪拌タンクに、混練した第1組成物と、下記配合の第2組成物を加えて予備混合を行なう。続いて、さらにサンドミル混合を行い、フィルター処理を行い、磁性層形成用塗料を調製する。
(第1組成物)
バリウムフェライト(BaFe12O19)粒子の粉末(六角板状、アスペクト比2.8、粒子体積1950nm3):100質量部
塩化ビニル系樹脂(シクロヘキサノン溶液30質量%):10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)
バリウムフェライト(BaFe12O19)粒子の粉末(六角板状、アスペクト比2.8、粒子体積1950nm3):100質量部
塩化ビニル系樹脂(シクロヘキサノン溶液30質量%):10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)
(第2組成物)
塩化ビニル系樹脂:1.1質量部
(樹脂溶液:樹脂分30質量%、シクロヘキサノン70質量%)
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
塩化ビニル系樹脂:1.1質量部
(樹脂溶液:樹脂分30質量%、シクロヘキサノン70質量%)
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
最後に、上述のようにして調製した磁性層形成用塗料に、硬化剤として、ポリイソシアネート(商品名:コロネートL、日本ポリウレタン社製):4質量部と、ミリスチン酸:2質量部とを添加する。
次に、非磁性層用塗料の調製工程は、以下のようにして調製することができる。
まず、下記配合の第3組成物をエクストルーダで混練する。次に、ディスパーを備えた攪拌タンクに、混練した第3組成物と、下記配合の第4組成物を加えて予備混合を行う。続いて、さらにサンドミル混合を行い、フィルター処理を行い、非磁性層形成用塗料を調製する。
まず、下記配合の第3組成物をエクストルーダで混練する。次に、ディスパーを備えた攪拌タンクに、混練した第3組成物と、下記配合の第4組成物を加えて予備混合を行う。続いて、さらにサンドミル混合を行い、フィルター処理を行い、非磁性層形成用塗料を調製する。
(第3組成物)
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)
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)
(第4組成物)
ポリウレタン系樹脂UR8200(東洋紡績製):18.5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
ポリウレタン系樹脂UR8200(東洋紡績製):18.5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
最後に、上述のようにして調製した非磁性層形成用塗料に、硬化剤として、ポリイソシアネート(商品名:コロネートL、日本ポリウレタン社製):4質量部と、ミリスチン酸:2質量部とを添加する。
(バック層形成用塗料の調製工程)
バック層形成用塗料を以下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、バック層形成用塗料を調製した。
カーボンブラック粒子の粉末(平均粒径20nm):90質量部
カーボンブラック粒子の粉末(平均粒径270nm):10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
なお、カーボンブラック粒子の粉末(平均粒径20nm)を80質量部、同粉末(平均粒径270nm):20質量部としてもよい。カーボンブラック粒子の粉末(平均粒径270nm)を100質量部とするのはベック層4への凸部形成の観点で好ましくない。
バック層形成用塗料を以下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、バック層形成用塗料を調製した。
カーボンブラック粒子の粉末(平均粒径20nm):90質量部
カーボンブラック粒子の粉末(平均粒径270nm):10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
なお、カーボンブラック粒子の粉末(平均粒径20nm)を80質量部、同粉末(平均粒径270nm):20質量部としてもよい。カーボンブラック粒子の粉末(平均粒径270nm)を100質量部とするのはベック層4への凸部形成の観点で好ましくない。
(塗布工程)。
次に、非磁性層形成用塗料をベースフィルム層3の一方の主面に塗布して乾燥(硬化)させることにより、非磁性層2を形成する。続いて、この非磁性層2上に磁性層形成用塗料を塗布して乾燥させることにより、磁性層1を非磁性層2上に形成する。なお、乾燥の際に、例えばソレノイドコイルにより、磁性粉をベースフィルム層3の厚み方向に磁場配向させることが好ましい。また、乾燥の際に、例えばソレノイドコイルにより、磁性粉をベースフィルム層3の走行方向(長手方向)に磁場配向させたのちに、ベースフィルム層3の厚み方向に磁場配向させるようにしてもよい。磁性層1の形成後、バック層形成用塗料をベースフィルム層3の他方の主面に塗布して乾燥させることにより、バック層4を形成する。これにより、テープTが得られる。
次に、非磁性層形成用塗料をベースフィルム層3の一方の主面に塗布して乾燥(硬化)させることにより、非磁性層2を形成する。続いて、この非磁性層2上に磁性層形成用塗料を塗布して乾燥させることにより、磁性層1を非磁性層2上に形成する。なお、乾燥の際に、例えばソレノイドコイルにより、磁性粉をベースフィルム層3の厚み方向に磁場配向させることが好ましい。また、乾燥の際に、例えばソレノイドコイルにより、磁性粉をベースフィルム層3の走行方向(長手方向)に磁場配向させたのちに、ベースフィルム層3の厚み方向に磁場配向させるようにしてもよい。磁性層1の形成後、バック層形成用塗料をベースフィルム層3の他方の主面に塗布して乾燥させることにより、バック層4を形成する。これにより、テープTが得られる。
上述のようにして調製した磁性層形成用塗料および非磁性層形成用塗料を用いて、ベースフィルム層をなす長尺のポレエチレンナフタレートフィルム(以下「PENフィルム」という。)の一方の主面上に平均厚み1.0μm~1.1μmの非磁性層2および平均厚み40nm~100nmの磁性層1を以下のようにして形成する。まず、PENフィルムの一方の主面上に非磁性層形成用塗料を塗布及び乾燥させることにより、非磁性層2を形成する。次に、非磁性層2上に磁性層形成用塗料を塗布及び乾燥させることにより、磁性層1を形成する。
なお、磁性層形成用塗料の乾燥の際に、ソレノイドコイルにより、磁性粉をフィルムの厚み方向に磁場配向させる。角形比(配向度)は、例えばソレノイドコイルから出る磁界の強さ(例えば磁性粉の保磁力の2~3倍)を調整することにより、磁性層形成用塗料の固形分を調整することにより、若しくは、乾燥条件(乾燥温度および乾燥時間)を調整することにより、又は、これらの調整の組み合わせにより、調整することができる。また、磁場中で磁性粉が配向するための時間を調整することによっても、角形比を調整することができる。例えば、角形比を高くするために、塗料中の磁性粉の分散状態をよくすることが好ましい。また、垂直方向の配向のために、配向器に入る前に事前に磁性粉を磁化させておく方法も有効であり、この方法が用いられてもよい。このような調整を行うことによって、垂直方向(磁気テープの厚み方向)及び/又は長手方向(磁気テープの長さ方向)における角形比を所望の値に設定することができる。続いて、PENフィルムの他方の主面上にバック層形成用塗料を塗布及び乾燥させることにより、非磁性層2を形成する。このような方法例により、テープTが得られる。
(カレンダー工程)。
次に、カレンダー処理を行い、磁性層の表面を平滑化する。このカレンダー工程は、一般にカレンダーと称される装置を用いて鏡面加工する工程であり、本技術では、転写工程の前処理工程として位置付けられる。カレンダー工程は、対向する金属製ロールにテープTを挟み込みながら、必要な温度と圧力をかけて磁性層1の表面を平滑に仕上げる工程である。転写工程は、このカレンダー工程の後に行う。
次に、カレンダー処理を行い、磁性層の表面を平滑化する。このカレンダー工程は、一般にカレンダーと称される装置を用いて鏡面加工する工程であり、本技術では、転写工程の前処理工程として位置付けられる。カレンダー工程は、対向する金属製ロールにテープTを挟み込みながら、必要な温度と圧力をかけて磁性層1の表面を平滑に仕上げる工程である。転写工程は、このカレンダー工程の後に行う。
(転写工程)。
カレンダー処理が施されたテープTをロール状に巻き取ったのち、この状態でテープTに加熱処理を行ってバック層4の表面の多数の凸部41を磁性層1の表面1aに転写し、その後硬化させる。これにより、磁性層1の表面1aに多数の凹部11が形成される。なお、バック層4の表面に設けられた多数の凸部41を、磁性層1の表面1aに転写することにより、磁性層1の表面1aに多数の凹部11を好適に形成することができるが、多数の凹部11の形成方法は、これに限定されるものではない。例えば、磁性層形成用塗料に含まれる溶剤の種類および磁性層形成用塗料の乾燥条件等を調整することで、磁性層1の表面に多数の凹部11を形成するようにしてもよい。
カレンダー処理が施されたテープTをロール状に巻き取ったのち、この状態でテープTに加熱処理を行ってバック層4の表面の多数の凸部41を磁性層1の表面1aに転写し、その後硬化させる。これにより、磁性層1の表面1aに多数の凹部11が形成される。なお、バック層4の表面に設けられた多数の凸部41を、磁性層1の表面1aに転写することにより、磁性層1の表面1aに多数の凹部11を好適に形成することができるが、多数の凹部11の形成方法は、これに限定されるものではない。例えば、磁性層形成用塗料に含まれる溶剤の種類および磁性層形成用塗料の乾燥条件等を調整することで、磁性層1の表面に多数の凹部11を形成するようにしてもよい。
(裁断工程)。
上述のようにして得られた磁気テープを例えば1/2インチ(12.65mm)幅に裁断する。これにより、目的とする長尺状のテープTを得ることができる。
上述のようにして得られた磁気テープを例えば1/2インチ(12.65mm)幅に裁断する。これにより、目的とする長尺状のテープTを得ることができる。
(4)磁性層表面に凹部を形成する転写工程の一例。
本技術に係るテープTは、ベースフィルム層3に対して塗布される磁性層1、非磁性層2、及びバック層4のそれぞれの塗料を調製しておき(塗料調製工程)、これらの塗料を所定の順番でベースフィルム層3に対し、それぞれの層の厚みをモニターしながら塗布を行なう(塗布工程)。続いて、配向工程(磁性層を構成する磁性粉の向きを合わせる工程)、カレンダー工程、転写工程、及び硬化処理工程を順に経てドラムに巻き取られる。
本技術に係るテープTは、ベースフィルム層3に対して塗布される磁性層1、非磁性層2、及びバック層4のそれぞれの塗料を調製しておき(塗料調製工程)、これらの塗料を所定の順番でベースフィルム層3に対し、それぞれの層の厚みをモニターしながら塗布を行なう(塗布工程)。続いて、配向工程(磁性層を構成する磁性粉の向きを合わせる工程)、カレンダー工程、転写工程、及び硬化処理工程を順に経てドラムに巻き取られる。
そして、テープの品種に合わせたテープ幅に裁断され(裁断工程)、製品規格に合わせたテープ長に切断される(切断工程)。最終的には、目的の製品に対応したカートリッジケース内にテープを組み込んで磁気記録テープカートリッジとされ(組み込み工程)、所定の検査工程を経て出荷される。図7は、本技術に係る製造工程の基本フロー図である。
図8は、本技術に関わるテープTがケース51に収容されたテープカートリッジ5の一実施形態例を示す図である。ケース51は、磁気記録テープの用途や目的により選択される。テープTは、ケース51内に設けられたリール52に所定長巻き付けられており、テープTへの記録又は再生の際に、該ケース51から引き出されて使用される。すなわち、本技術は、本技術に従う磁気記録テープがリールに巻き付けられた状態でケースに収容された構成である、磁気記録テープカートリッジも提供する。
ここで、図9は、テープTの製造方法例を説明するための基本的な概念図である。本技術に係る磁性層1の表面1aに対する凹部11形成する転写工程は、磁性層1が塗布により形成された後、磁性層1を硬化する前の段階で行う。
具体的には、塗布された磁性層1の表面を平滑化処理(カレンダー工程)した後、ロールR1にテープTを巻き取った状態にして、60~70℃の雰囲気温度条件(テープ周辺の環境温度条件)下で、転写工程(バック層4の凸部41を磁性層1に押し付ける工程)を行う。図10は、同転写工程において、ロール(R1)にテープTが巻き付けられていき、磁性層1の表面にバック層4の凸部41が当接されていく様子を示している。
転写工程での加熱処理の温度は、55℃以上75℃以下であることが好ましい。加熱処理の温度が55℃以上であると、良好な転写性を得ることができる。一方、加熱処理の温度が75℃以上であると、細孔量が多くなり過ぎ、表面の潤滑剤が過多になってしまう。ここで、加熱処理の温度は、テープTを保持する雰囲気の温度である。また、転写工程の温度条件は、磁性層1とバック層4の粘着が生じてしまう温度未満を上限とすることもできる。
加熱処理の時間は、15時間以上40時間以下であることが好ましい。加熱処理の時間が15時間以上であると、良好な転写性を得ることができる。一方、加熱処理の時間が40時間以下であると、生産性の低下を抑制することができる。
ここで、1回だけの転写工程の場合では、例えば、雰囲気温度が60℃の温度条件であると、20時間以上、より好ましくは25時間以上の転写工程を行なうとより良好な結果が得られるが、15時間未満の転写時間であった場合には、充分な転写処理時間とは言えない。
ここで、一回だけの転写工程の場合では、ロールR1外側のT1領域と該ロールR1近傍のT2領域では締め付け力が異なることが原因となって、外側のT1領域の方が凹部11の形成が不充分となる傾向が生じてしまう。
そこで、本技術では、図11に示すように、ロールR1に巻き付けられており、一回目の転写工程が完了した状態にあるテープTを反対方向に引き出して、別のロールR2に巻き取り、再び転写工程を行なうようにする。すなわち、1回目の転写工程でロールR1の外側領域にあったテープT1をロールR2に近い領域に位置するように、1回目の転写工程でロールR1の内側領域にあったテープT2をロールR2の外側領域に位置するように、再度巻き付ける(図9、図11参照)。これによって、テープ長全体にわたって締め付け力を均等化し、凹部形成を均一に行なうことができる。
二回転写工程の場合では、雰囲気温度55~75℃の条件では、1回目、2回目の転写時間をそれぞれ10時間に設定したところ、良好な結果が得られた。したがって、1回転写の場合は、雰囲気温度55℃以上、好ましくは60℃以上の条件で25時間以上、2回目の転写を行う場合は1回目と同様の温度条件で各10時間以上行うことがより好適である。なお、一回目の転写工程と二回目の転写工程の温度および処理時間の条件は同じでもよく、二回目でより強く転写する条件、あるいは二回目でより弱く転写する条件を採用してもよい。転写工程の回数は、三回以上であってもよい。
本技術は、以下のような構成を採用することもできる。
(1)磁性層を少なくとも含む複層構造を備えるテープであり、該テープの全厚が5.6μm以下であって、前記磁性層の表面に凹部が複数配設されており、
前記凹部の深さD1を前記磁性層の厚さD2で除した値が15%以上であり、
前記磁性層は垂直配向であり、反磁界補正なし条件の垂直配向度が65%以上であり、且つ、
前記磁性層に、当該磁性層の厚みの20%以上である凹部が複数形成されており、且つ、当該凹部の個数が、前記磁性層の6,400μm2の表面積あたり55個以上である、
磁気記録テープ。
(2)前記磁性層の垂直方向の配向度と長手方向の配向度との比が2以上である、(1)記載の磁気記録テープ。
(3)磁性層の6,400μm2の表面積あたりの前記凹部の個数が120個以上である、(1)又は(2)記載の磁気記録テープ。
(4)磁性層表面の非接触光学式干渉粗度測定によるSsk値がマイナス値ある、(1)から(3)のいずれかに記載の磁気記録テープ。
(5)前記テープは、磁気ヘッドを介した記録又は再生時において4m/秒以上で走行するテープである、(1)から(4)のいずれかに記載の磁気記録テープ。
(6)最上層の磁性層に設けられた前記凹部は、最下層に設けられたバック層の表面に形成された凸部を押し付けることによって形成された、(1)から(5)のいずれかに記載の磁気記録テープ。
(7)テープ走行時に磁気記録ヘッドに対向する側から順に、磁性層、非磁性層、ベースフィルム層、バック層を備える、(1)から(6)のいずれかに記載の磁気記録テープ。
(8)前記全厚が4.6μm以下である、(1)から(7)のいずれかに記載の磁気記録テープ。
(9)磁性層を少なくとも含む複層構造を備えるテープであり、該テープの全厚が5.6μm以下であって、前記磁性層の表面に凹部が複数配設されており、
前記凹部の深さD1を前記磁性層の厚さD2で除した値が15%以上であり、且つ、
前記磁性層は垂直配向であり、反磁界補正なし条件の垂直配向度が65%以上である、
磁気記録テープ。
(10)磁性層を少なくとも含む複層構造を備えるテープであり、該テープの全厚が5.6μm以下であって、前記磁性層の表面に凹部が複数配設されており、
前記凹部の深さD1を前記磁性層の厚さD2で除した値が15%以上であり、且つ、
前記凹部の深さD1が、7.8nm以上である、
磁気記録テープ。
(11)磁性層を少なくとも含む複層構造を備えるテープであり、該テープの全厚が5.6μm以下であって、前記磁性層の表面に凹部が複数配設されており、
前記凹部の深さD1を前記磁性層の厚さD2で除した値が15%以上であり、且つ、
前記磁性層の垂直方向の配向度と長手方向の配向度との比が2以上である、
磁気記録テープ。
(12)(1)から(11)のいずれかに記載の磁気記録テープがリールに巻き付けられた状態でケースに収容された構成である、磁気記録テープカートリッジ。
(13)磁性層と、バック層を少なくとも備える複層構造の磁気記録テープをロールに巻き付けながら、前記バック層の表面に形成した凸部を前記磁性層の表面に押し付け、該磁性層に凹部を形成する転写工程を含む、磁気記録テープの製造方法。
(14)一度巻き付けたテープを逆方向に引き出して別のロールに巻き付け、前記転写工程を更に行う、(13)に記載の磁気記録テープの製造方法。
(15)前記転写工程が、前記凸部を前記磁性層の表面に押し付けた状態で、55℃以上75℃以下の温度で加熱処理を行うことを含む、(13)又は(14)に記載の磁気記録テープの製造方法。
(1)磁性層を少なくとも含む複層構造を備えるテープであり、該テープの全厚が5.6μm以下であって、前記磁性層の表面に凹部が複数配設されており、
前記凹部の深さD1を前記磁性層の厚さD2で除した値が15%以上であり、
前記磁性層は垂直配向であり、反磁界補正なし条件の垂直配向度が65%以上であり、且つ、
前記磁性層に、当該磁性層の厚みの20%以上である凹部が複数形成されており、且つ、当該凹部の個数が、前記磁性層の6,400μm2の表面積あたり55個以上である、
磁気記録テープ。
(2)前記磁性層の垂直方向の配向度と長手方向の配向度との比が2以上である、(1)記載の磁気記録テープ。
(3)磁性層の6,400μm2の表面積あたりの前記凹部の個数が120個以上である、(1)又は(2)記載の磁気記録テープ。
(4)磁性層表面の非接触光学式干渉粗度測定によるSsk値がマイナス値ある、(1)から(3)のいずれかに記載の磁気記録テープ。
(5)前記テープは、磁気ヘッドを介した記録又は再生時において4m/秒以上で走行するテープである、(1)から(4)のいずれかに記載の磁気記録テープ。
(6)最上層の磁性層に設けられた前記凹部は、最下層に設けられたバック層の表面に形成された凸部を押し付けることによって形成された、(1)から(5)のいずれかに記載の磁気記録テープ。
(7)テープ走行時に磁気記録ヘッドに対向する側から順に、磁性層、非磁性層、ベースフィルム層、バック層を備える、(1)から(6)のいずれかに記載の磁気記録テープ。
(8)前記全厚が4.6μm以下である、(1)から(7)のいずれかに記載の磁気記録テープ。
(9)磁性層を少なくとも含む複層構造を備えるテープであり、該テープの全厚が5.6μm以下であって、前記磁性層の表面に凹部が複数配設されており、
前記凹部の深さD1を前記磁性層の厚さD2で除した値が15%以上であり、且つ、
前記磁性層は垂直配向であり、反磁界補正なし条件の垂直配向度が65%以上である、
磁気記録テープ。
(10)磁性層を少なくとも含む複層構造を備えるテープであり、該テープの全厚が5.6μm以下であって、前記磁性層の表面に凹部が複数配設されており、
前記凹部の深さD1を前記磁性層の厚さD2で除した値が15%以上であり、且つ、
前記凹部の深さD1が、7.8nm以上である、
磁気記録テープ。
(11)磁性層を少なくとも含む複層構造を備えるテープであり、該テープの全厚が5.6μm以下であって、前記磁性層の表面に凹部が複数配設されており、
前記凹部の深さD1を前記磁性層の厚さD2で除した値が15%以上であり、且つ、
前記磁性層の垂直方向の配向度と長手方向の配向度との比が2以上である、
磁気記録テープ。
(12)(1)から(11)のいずれかに記載の磁気記録テープがリールに巻き付けられた状態でケースに収容された構成である、磁気記録テープカートリッジ。
(13)磁性層と、バック層を少なくとも備える複層構造の磁気記録テープをロールに巻き付けながら、前記バック層の表面に形成した凸部を前記磁性層の表面に押し付け、該磁性層に凹部を形成する転写工程を含む、磁気記録テープの製造方法。
(14)一度巻き付けたテープを逆方向に引き出して別のロールに巻き付け、前記転写工程を更に行う、(13)に記載の磁気記録テープの製造方法。
(15)前記転写工程が、前記凸部を前記磁性層の表面に押し付けた状態で、55℃以上75℃以下の温度で加熱処理を行うことを含む、(13)又は(14)に記載の磁気記録テープの製造方法。
以上、本開示の実施形態およびその変形例について具体的に説明したが、本技術は、上述の実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本技術の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の実施形態およびその変形例において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値等はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値等を用いてもよい。また、化合物等の化学式は代表的なものであって、同じ化合物の一般名称であれば、記載された価数等に限定されない。また、上述の実施形態およびその変形例の構成、方法、工程、形状、材料および数値等は、本開示の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
(実験例1)
本発明者らは、主に磁性層の凹部深さや個数、バック層の凸部の高さや個数などの関係に基づいて、磁気記録テープの評価を行った。
本発明者らは、主に磁性層の凹部深さや個数、バック層の凸部の高さや個数などの関係に基づいて、磁気記録テープの評価を行った。
以下表1に示される実施例1~14及び比較例1~8の磁気記録テープを製造した。これらの磁気記録テープの配向度の調整は、以下の通りに行われた。すなわち、ベースフィルム層として、長尺状を有し且つ平均厚み4.0μmのPENフィルムを用意した。当該PENフィルム上に非磁性層(下地層)形成用塗料を塗布し、乾燥させて、PENフィルム上に平均厚み1.0μm~1.1μmの非磁性層を形成した。当該非磁性層上に磁性層形成用塗料を塗布し、乾燥させることにより、非磁性層上に下記表1に示される平均厚みを有する磁性層を形成した。磁性層形成用塗料の乾燥の際に、ソレノイドコイルにより、磁性粉をPENフィルムの厚み方向に磁場配向させて、各磁気記録テープの配向度が以下表1に示される値へと調整され。
以下表1に示す実施例及び比較例のいずれの磁気記録テープも、5.6μmの厚みを有するものであった。
各実施例、各比較例のテープ構成(磁性層の厚み、垂直配向度、長手配向度、磁性粉の形状、フェライト以外に含有する元素の種類)、および、その評価について「表1」にまとめた。
以下表1に示す実施例及び比較例のいずれの磁気記録テープも、5.6μmの厚みを有するものであった。
各実施例、各比較例のテープ構成(磁性層の厚み、垂直配向度、長手配向度、磁性粉の形状、フェライト以外に含有する元素の種類)、および、その評価について「表1」にまとめた。
本実験例におけるテープの特性評価は、5回目走行時のヘッド動摩擦係数に対して1000回目走行時の動摩擦係数を測定し、後者の動摩擦係数が前者の動摩擦係数に対してどの程度上昇したかによって評価した。なお、数値の少ない方がテープの摩擦がより抑制でき、良好であることを示している。摩擦測定は、LTO規格のヘッドに対する当たり角度(テープの侵入角度)を5.6°に設定し、荷重60gf、摺動距離60mm、テープ走行速度10mm/秒で行った。
SNR評価は、ループテスター(Microphysics社製)を用いて、各実施例、比較例に係る磁気記録テープの再生信号を取得することにより行った。信号取得条件は、head:GMRヘッド、速度:2m/s、シグナル:単一記録周波数(10MHz)、記録電流:最適記録電流とした。再生信号をスペクトラムアナライザによりスパン(SPAN)0~20MHz(resolution band width=100kHz、VBW=30kHz)で取り込んだ。次に取り込んだスペクトルの信号量をSとするとともに、ピークを除いたfroor noizeを積算して雑音量Nとし、信号量Sと雑音量Nの比をSNR(Signal-to-Noise Ratio)として求めた。
次に、求めたSNRを対照例としての実施例1のSNRを基準とした相対値(dB)に変換した。このように求めたSNR(dB)を用いて、電磁変換特性の良否を判定した。評価は0.5dB以上の値を合格とし、0.5~1.0dB未満をBランク、1.0dB以上をAランクとし、0.5dB未満は不合格(Cランク)とした。
この実験例1においては、磁性層の凹部の深さ、特に、磁性層の厚みに対する凹部の深さの割合が重要な要素であることがわかった。特に、磁性層の厚みに対する深さが15%以上である凹部の摩擦力上昇抑制への貢献が大きく、さらに、同深さが20%以上である凹部の同貢献がより大きいことがわかった。特に、後者の深さ20%以上の凹部の貢献が大きいことも分かった。転写で用いたバック層に形成した凸部は60nm以上の場合、その好適な個数は30以上であることも判明した。同深さが15%以上である凹部の個数は、6400μm2当たり好ましくは100個以上であり、より好ましくは110個以上であり、特に好ましくは120個以上である。また、同深さが20%以上である凹部の個数は、6400μm2当たり好ましくは30個以上であり、より好ましくは55個以上、特に好ましくは60個以上である。
磁性層が垂直配向された場合、具体的には、垂直配向度60%以上(反磁界補正なし)、長手配向度25%以上の実施例1~14のすべてで、ヘッド動摩擦係数の上昇の抑制ができ、またSNR特性の判定評価もよかった(B評価以上)。
(実験例2)
次に、非接触光学式干渉粗度測定器(菱化システム社製、製品名:VertScan)を用いて磁性層表面についての測定実験を行った。本測定において対物レンズの倍率は50倍とした。本測定で使用したテープサンプルは、実施例1、5、8、比較例6、7、8(測定場所違いで二つ、比較例8-1、8-2)である。
次に、非接触光学式干渉粗度測定器(菱化システム社製、製品名:VertScan)を用いて磁性層表面についての測定実験を行った。本測定において対物レンズの倍率は50倍とした。本測定で使用したテープサンプルは、実施例1、5、8、比較例6、7、8(測定場所違いで二つ、比較例8-1、8-2)である。
本実験例2では、磁性層表面の粗度をそれぞれSsk 値(スキューネス、偏り度)、Sku値(クルトシス、尖り度)により得た。Ssk値は、高さ分布の対称性を表す値で、Ssk 値=0の場合は高さ分布が上下に対象であること、同値>0の場合は細かい山が多い表面であること、同値<0の場合は細かい谷が多い表面であることを示している。一方のSku値は、Sku値=3の場合は、高さ分布が正規分布であること、Sku値>3の場合は表面に鋭い山や谷が多いこと、Sku値<3の場合は、表面が平坦であることを示している。次の表2に、本実験例2の測定結果を示す。
磁性層表面について。
この表2に示されているように、実施例1、5、8のSsk 値は、いずれもマイナスの値となっており、細かい谷が多い状態になっていることを検証することができた。このようにSsk値がマイナス(<0)になる表面を備える磁性層表面の構成は、本技術における特徴と言うことができる。すなわち、本技術において、磁性層表面の非接触光学式干渉粗度測定によるSsk値がマイナス値あってよい。すなわち、磁性層表面に微小な凹部が均一に形成されていることを示すデータと言える。一方、比較例6、7、8-1、8-2では、Ssk 値がおおむねプラス側の数値になっており、凹部形成が良好でなかったことがわかった。
この表2に示されているように、実施例1、5、8のSsk 値は、いずれもマイナスの値となっており、細かい谷が多い状態になっていることを検証することができた。このようにSsk値がマイナス(<0)になる表面を備える磁性層表面の構成は、本技術における特徴と言うことができる。すなわち、本技術において、磁性層表面の非接触光学式干渉粗度測定によるSsk値がマイナス値あってよい。すなわち、磁性層表面に微小な凹部が均一に形成されていることを示すデータと言える。一方、比較例6、7、8-1、8-2では、Ssk 値がおおむねプラス側の数値になっており、凹部形成が良好でなかったことがわかった。
一方のSku値で見た場合、実施例1、5、8では4以上の値を示しており、表面に鋭い山や谷が多いことが、比較例の数値と比較しても理解できる。すなわち、Sku値で評価しても、磁性面の凹部形成状態は実施例の方が良好であったと評価できる。
(実験例3)
原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope:略称AFM、Degital Instruments社製、NanoScopeIIIa) を用いて、磁性層表面の拡大観察を行った。
原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope:略称AFM、Degital Instruments社製、NanoScopeIIIa) を用いて、磁性層表面の拡大観察を行った。
図12の図面代用写真は、(a)写真は、転写工程を行わなかった場合の磁性層表面の原子間力顕微鏡写真、(b)写真は、転写工程を行った場合の磁性層表面の原子間力顕微鏡写真である。なお、本実験では、転写工程は、平均粒径が20nmであるカーボン小粒径粒子80質量%、平均粒径が270nmであるカーボン大粒径粒子20質量%で、バック層に凸部を形成して行った。
これらの二つの写真を比較すると、バック層において、1回だけの転写工程でも磁性層面に凹部が有効に形成され、磁性層の表面に凹部が一層広く均一に多数形成されることを確認できた(図12(b)写真参照)。
なお、写真(b)において、濃い小さなスポット部分が凹部に相当している。1回転写された磁性層表面の凹部の個数をカウントしたところ、磁性層凹部の深さ:13nm以上が219個、同深さ:15nm以上が152個、同深さ:17nm以上が106個の結果であった(すべて80μm×80μm=6,400μm2の面積当たり)。なお、本実験で使用したテープの磁性層の厚みは85nmであったので、深さ13nmは磁性層の厚みに対して15.9%、深さ15nmは磁性層の厚みに対して17.6%、深さ17nmが磁性層の厚みに対して20%に相当する。
(実験例4)
上記実験例1において用いたベース層よりも薄いベース層を用いたこと以外は同じ方法にて、実施例1~14にそれぞれ対応する実施例2-1~2-14の磁気記録テープを作成した。実施例2-1~2-14の磁気記録テープの全厚はいずれも4.6μmであった。
これらについて実験例1に記載された評価を同じ評価を行った。その結果、実験例1と同様の結果が得られた。すなわち、実施例2-1~2-14の磁気記録テープのヘッド動摩擦係数はいずれも実施例1-14と同程度に低く、且つ、SNRがいずれもA評価であった。従って、本技術の効果は、磁気記録テープの全厚が4.6μmであっても奏されることが分かる。
上記実験例1において用いたベース層よりも薄いベース層を用いたこと以外は同じ方法にて、実施例1~14にそれぞれ対応する実施例2-1~2-14の磁気記録テープを作成した。実施例2-1~2-14の磁気記録テープの全厚はいずれも4.6μmであった。
これらについて実験例1に記載された評価を同じ評価を行った。その結果、実験例1と同様の結果が得られた。すなわち、実施例2-1~2-14の磁気記録テープのヘッド動摩擦係数はいずれも実施例1-14と同程度に低く、且つ、SNRがいずれもA評価であった。従って、本技術の効果は、磁気記録テープの全厚が4.6μmであっても奏されることが分かる。
(実験例5)
以下の表3に示されるとおりの実施例3-1~3-9の磁気記録テープを製造した。これらの磁気記録テープの製造方法を以下に記載する。
[実施例3-1]
磁性塗料の配向工程において、垂直配向用ソレノイドの磁束密度を上げて、さらに乾燥時間を調整すること以外は実施例1と同様にして磁気記録テープを得た。
[実施例3-2]
磁性塗料のサンドミルでの分散時間を伸ばし塗料分散状態をよくしたものを用い、磁性塗料の配向工程では垂直配向用ソレノイドの磁束密度を上げること以外は実施例1と同様にして磁気記録テープを得た。
[実施例3-3]
磁性塗料のサンドミルでの分散時間を伸ばし塗料分散状態をよくしたものを用い、磁性塗料の配向工程では垂直配向用ソレノイドの磁束密度を上げて、さらに乾燥時間を調整すること以外は実施例1と同様にして磁気テープを得た。
[実施例3-4]
六角板状バリウムフェライト(BaFe12O19)粒子の粉末を 粒子体積1950nm3のものから、粒子体積1600nm3に変えた以外は、実施例1と同様にして磁気テープを得た。
[実施例3-5]
六角板状バリウムフェライト(BaFe12O19)粒子の粉末を粒子体積1950nm3のものから、粒子体積1300nm3に変えた以外は、実施例1と同様にして磁気テープを得た。
[実施例3-6]
磁性層の平均厚み80nmを60nmにした以外は実施例1と同様にして磁気テープを得た。
[実施例3-7]
磁性層の平均厚み80nmを40nmにした以外は実施例1と同様にして磁気テープを得た。
[実施例3-8]
六角板状バリウムフェライト(BaFe12O19)粒子の粉末を 粒子体積1950nm3のものから、粒子体積2800nm3に変えた以外は、実施例1と同様にして磁気テープを得た。
[実施例3-9]
六角板状バリウムフェライト(BaFe12O19)粒子の粉末を 粒子体積1950nm3のものから、粒子体積2500nm3に変えた以外は、実施例1と同様にして磁気テープを得た。
以下の表3に示されるとおりの実施例3-1~3-9の磁気記録テープを製造した。これらの磁気記録テープの製造方法を以下に記載する。
[実施例3-1]
磁性塗料の配向工程において、垂直配向用ソレノイドの磁束密度を上げて、さらに乾燥時間を調整すること以外は実施例1と同様にして磁気記録テープを得た。
[実施例3-2]
磁性塗料のサンドミルでの分散時間を伸ばし塗料分散状態をよくしたものを用い、磁性塗料の配向工程では垂直配向用ソレノイドの磁束密度を上げること以外は実施例1と同様にして磁気記録テープを得た。
[実施例3-3]
磁性塗料のサンドミルでの分散時間を伸ばし塗料分散状態をよくしたものを用い、磁性塗料の配向工程では垂直配向用ソレノイドの磁束密度を上げて、さらに乾燥時間を調整すること以外は実施例1と同様にして磁気テープを得た。
[実施例3-4]
六角板状バリウムフェライト(BaFe12O19)粒子の粉末を 粒子体積1950nm3のものから、粒子体積1600nm3に変えた以外は、実施例1と同様にして磁気テープを得た。
[実施例3-5]
六角板状バリウムフェライト(BaFe12O19)粒子の粉末を粒子体積1950nm3のものから、粒子体積1300nm3に変えた以外は、実施例1と同様にして磁気テープを得た。
[実施例3-6]
磁性層の平均厚み80nmを60nmにした以外は実施例1と同様にして磁気テープを得た。
[実施例3-7]
磁性層の平均厚み80nmを40nmにした以外は実施例1と同様にして磁気テープを得た。
[実施例3-8]
六角板状バリウムフェライト(BaFe12O19)粒子の粉末を 粒子体積1950nm3のものから、粒子体積2800nm3に変えた以外は、実施例1と同様にして磁気テープを得た。
[実施例3-9]
六角板状バリウムフェライト(BaFe12O19)粒子の粉末を 粒子体積1950nm3のものから、粒子体積2500nm3に変えた以外は、実施例1と同様にして磁気テープを得た。
これらの磁気記録テープについて、実験例1で述べたとおりの評価を行った。評価結果を以下の表3に示す。表3に示されるとおり、いずれの実施例においても、実験例1と同様の結果が得られた。すなわち、実施例3-1~3-9の磁気記録テープのヘッド動摩擦係数はいずれも実施例1と同程度に低く、且つ、SNRがいずれもA評価であった。
また、表3に示されるとおり、磁性粉の粒子体積を表3に示されるとおり変更しても、良好な結果が得られることが分かる。磁性粉の粒子体積は、好ましくは1000nm3~3000nm3であり、より好ましくは1200nm3~2800nm3でありうる。
また、表3に示されるとおり、磁性粉の粒子体積を表3に示されるとおり変更しても、良好な結果が得られることが分かる。磁性粉の粒子体積は、好ましくは1000nm3~3000nm3であり、より好ましくは1200nm3~2800nm3でありうる。
T: 磁気記録テープ
1: 磁性層
1a: 磁性層の表面
2: 非磁性層(中間層又は下地層)
3: ベースフィルム層
4: バック層
4a: バック層の表面
5: テープカートリッジ
11: (磁性層の)凹部
41: (バック層)の凸部(突起部)
51:カートリッジケース
R1、R2 ロール
1: 磁性層
1a: 磁性層の表面
2: 非磁性層(中間層又は下地層)
3: ベースフィルム層
4: バック層
4a: バック層の表面
5: テープカートリッジ
11: (磁性層の)凹部
41: (バック層)の凸部(突起部)
51:カートリッジケース
R1、R2 ロール
Claims (15)
- 磁性層を少なくとも含む複層構造を備えるテープであり、該テープの全厚が5.6μm以下であって、前記磁性層の表面に凹部が複数配設されており、
前記凹部の深さD1を前記磁性層の厚さD2で除した値が15%以上であり、
前記磁性層は垂直配向であり、反磁界補正なし条件の垂直配向度が65%以上であり、且つ、
前記磁性層に、当該磁性層の厚みの20%以上である凹部が複数形成されており、且つ、当該凹部の個数が、前記磁性層の6,400μm2の表面積あたり55個以上である、
磁気記録テープ。 - 前記磁性層の垂直方向の配向度と長手方向の配向度との比が2以上である、請求項1に記載の磁気記録テープ。
- 磁性層の6,400μm2の表面積あたりの前記凹部の個数が120個以上である、請求項2記載の磁気記録テープ。
- 磁性層表面の非接触光学式干渉粗度測定によるSsk値がマイナス値ある、請求項1記載の磁気記録テープ。
- 前記テープは、磁気ヘッドを介した記録又は再生時において4m/秒以上で走行するテープである、請求項1記載の磁気記録テープ。
- 最上層の磁性層に設けられた前記凹部は、最下層に設けられたバック層の表面に形成された凸部を押し付けることによって形成された、請求項1記載の磁気記録テープ。
- テープ走行時に磁気記録ヘッドに対向する側から順に、磁性層、非磁性層、ベースフィルム層、バック層を備える、請求項1記載の磁気記録テープ。
- 前記全厚が4.6μm以下である、請求項1に記載の磁気記録テープ。
- 磁性層を少なくとも含む複層構造を備えるテープであり、該テープの全厚が5.6μm以下であって、前記磁性層の表面に凹部が複数配設されており、
前記凹部の深さD1を前記磁性層の厚さD2で除した値が15%以上であり、且つ、
前記磁性層は垂直配向であり、反磁界補正なし条件の垂直配向度が65%以上である、
磁気記録テープ。 - 磁性層を少なくとも含む複層構造を備えるテープであり、該テープの全厚が5.6μm以下であって、前記磁性層の表面に凹部が複数配設されており、
前記凹部の深さD1を前記磁性層の厚さD2で除した値が15%以上であり、且つ、
前記凹部の深さD1が、7.8nm以上である、
磁気記録テープ。 - 磁性層を少なくとも含む複層構造を備えるテープであり、該テープの全厚が5.6μm以下であって、前記磁性層の表面に凹部が複数配設されており、
前記凹部の深さD1を前記磁性層の厚さD2で除した値が15%以上であり、且つ、
前記磁性層の垂直方向の配向度と長手方向の配向度との比が2以上である、
磁気記録テープ。 - 請求項1記載の磁気記録テープがリールに巻き付けられた状態でケースに収容された構成である、磁気記録テープカートリッジ。
- 磁性層と、バック層を少なくとも備える複層構造の磁気記録テープをロールに巻き付けながら、前記バック層の表面に形成した凸部を前記磁性層の表面に押し付け、該磁性層に凹部を形成する転写工程を含む、磁気記録テープの製造方法。
- 一度巻き付けたテープを逆方向に引き出して別のロールに巻き付けることによって行う前記転写工程を更に行う、請求項14に記載の磁気記録テープの製造方法。
- 前記転写工程が、前記凸部を前記磁性層の表面に押し付けた状態で、55℃以上75℃以下の温度で加熱処理を行うことを含む、請求項13に記載の磁気記録テープの製造方法。
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