JPH0487027A - 磁気記録媒体の製造法及び磁場配向処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、塗布型の磁気記録媒体の製造法及びこれに用
いる磁場配向処理装置に関する。

〔従来の技術〕

近年、磁気記録媒体としては、短波長による記録、再生
に優れた高密度タイプの磁気記録媒体の開発が望まれて
いる。この点からすると、磁気テープの長手方向に磁性
体粒子を配向させた磁性層を有する磁気記録媒体を、リ
ングヘッドにより磁性層の面に平行に磁化する従来一般
に多く用いられている記録方式は、磁性層における磁性
体の充填密度を高めようとすると原理的に限界があるの
で、高密度記録に用いるには不利である。

そこで、高密度タイプの磁気記録媒体としては、いわゆ
る垂直磁気記録方式、すなわち磁性体粒子の磁化容易軸
を垂直に配向させた磁性層を有する垂直磁気記録媒体を
用いて、磁性層の垂直方向に磁化することにより記録を
行なう方式が注目され、その垂直磁気記録媒体が盛んに
研究されている。

この垂直磁気記録方式では、磁性層中に磁性体粒子を高
密度に充填できるのみならず、反磁場の影響が少ないの
で、リングヘッドに代わるＳＰＴヘッドを使用すること
ができ、原理的にも短波長における記録、再生特性に優
れ、高密度記録に通していることが確認されている。

この垂直磁気記録媒体としては、Ｃｏ−Ｃｒ合金等の強
磁性金属の薄膜をスパッタリング法や蒸着法等により例
えばポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィ
ルム）等の基材フィルム上に形成し、記録層とする方法
が研究されている。しかし、これらの方法により形成さ
れた金属薄膜の記録層は、磁気記録媒体として使用され
たときに磁気ヘッドに擦られるときの走行耐久性や耐蝕
性に問題があるのみならず、磁気記録媒体としての生産
効率の点でも問題がある。

そこで、これらの問題が少なく、しかも磁性層の可撓性
に優れ、操作性が良く、磁気記録媒体として多年積み重
ねられた研究を活かすことができる、いわゆる塗装方式
により生産できる塗布型の垂直磁気記録媒体を作成する
ことが研究されている。この塗布型の磁気記録媒体とし
ては、例えば六角板状バリウムフェライト（ＢａＦｅ１
２０１５）粉末や針状酸化鉄粉末を有機質バインダー等
に分散させた磁性塗料を基材フィルムに塗布し、その塗
膜の乾燥前に磁場を塗布層の垂直方向に印加し、磁化容
易軸を塗布層の垂直方向に配向させる方法が検討されて
いる。

これらの内、六角板状バリウムフェライト粉末を磁性体
に用いた磁気記録媒体は、飽和磁束密度（Ｂｓ）が低い
ため、低域で出力が不足する虞がある。

一方、形状異方性によって保持力ｆｌｃを生している針
状磁性体粉末を磁性体に用いた塗布型の垂直磁気記録媒
体を作成する場合、磁性層の表面が粗くなるという問題
がある。この点、磁性体粒子を長手方向に配向させた磁
性層を有する磁気テープのように、磁性体粒子を磁性層
に平行に磁化して記録するタイプのものであれば、第４
図（イ）に示すように、ＰＥＴフィルム１上の磁性層２
の長手方向に磁性体３．３　・・の磁化容易軸、すなわ
ち長軸を配向させるので、同極の磁石を対向させて、そ
の間を未乾燥塗布層を形成したＰＨτフィルムを通過さ
せると、磁性体粒子は塗布層に平行に並び、塗布層の表
面が粗くなるという問題は少ない。

ところが、塗布型の垂直磁気記録媒体の場合には、第４
図（ロ）に示すように針状磁性体３．３・・の長軸を垂
直に立てた塗布層４を形成する必要があり、その方法に
ついては磁性塗料の未乾燥塗布層に対する配向処理方法
として交流垂直配向処理方法及び直流配向処理方法等が
採用されている。具体的には、未乾燥塗布層を形成した
例えばＰＥＴフィルムを、対向させた異極の磁石の間を
通過させて塗布層に対して垂直に磁界を印加する方法が
良く知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、例えばｒ−Ｆｅ２０Ｂ等の針状磁性体を
その長軸を効率良く垂直に立てて垂直配向を高めた磁性
層を得るには、形状異方性によって生している磁性体の
保磁力Ｈｃよりも十分大きな磁界を未乾燥塗布層に垂直
に印加するので、対向する磁石のエツジの部分とその中
央部分では磁石間の磁界の強さや方向が同じでないため
、未乾燥塗布層の乾燥過程で反磁界により配向が乱れた
り、磁気凝集のためにその塗布層表層が印加磁界方向に
立ち上がる現象を生じ、垂直配向度が低くなるのみなら
ず、塗布層の表面に凹凸が生して表面が粗れる、いわゆ
る表面劣化を生じるという問題がある。

それのみならず、垂直配向した磁性体粒子が印加磁界を
解かれたときにもとの状態に戻ろうとして回転あるいは
倒れる、いわゆる口もどり一：の現象を生し、それだけ
針状磁性体粒子の垂直配向度を低下させるという問題も
ある。

なお、これらの問題については、Ａ−Ｏｈｔｕｂｏ、　
Ｙ。

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

小林俊夫、第１３回日本応用磁気学会学術講ｆＲ概要２
２Ａ４　（１９８７）に報告されている。

上記のような、いわゆる表面劣化を生じた塗布層からな
る磁性層は、例えば磁気記録媒テープとして使用したと
きに、磁気ヘッドとテープの間隔がばらついて、いわゆ
るスペーシングロスを生じ、再生出力の低下を招くこと
がある。これは、特に短波長域で画像を記録しようとす
る磁気記録媒体にとっては大きな問題となる。

そこで、これらの問題を解決するために、第５図に示す
ようなＬＩＰＳ配向装置が提案されている（例えばＹ、
５ａｔｏｈ、Ａ、０ｈｔｕｂｏ、Ｔ、Ｍａｓｕｋｏ、Ｍ
、ｋｕｒｅｍａｔｓｕ。

ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ、ＭＡＧ−２３，３１４９（１９
８８））、すなわち、対向したＮ、Ｓ極一対の磁石を複
数組設け、何組か毎にＮ、Ｓを逆に配置し、磁気塗料の
塗布層の表層を垂直磁気配向し、深層を長手配向した磁
性層を有するた磁気テープが提案されている。なお、５
は塗布装置、６はこの塗布装置の後は未乾燥塗布層を有
する基材フィルムである。

しかしながら、この方法によっても上記の問題点を解決
したとは言えず、その改良が望まれている。

磁性体粒子の配向が乱れる原因については、第６図に示
すように、未乾燥塗布層７の針状磁性体粒子８．８・・
は異極磁石９ａ、９ｂ間を通過するときに垂直に配向さ
れても、隣接する粒子同士が互いに反発し、より安定な
状態を求めて粒子が回転運動を起こし配列を乱すことが
挙げられ、これに対する対策が必要とされる。

また、従来の磁場配向装置は、第５図に示すように磁石
は固定されているため磁性塗料の未乾燥塗布層はそこを
通過するときのみ磁場をかけられるに過ぎず、磁場を長
くかけて磁性体粒子を確実に配向させたい場合等未乾燥
塗布層に磁場を印加する時間を調節したいときにこれが
できない不便があり、磁場配向装置を適宜ＷＭ単に調節
して磁場配向を確実に行える磁気記録媒体の製造法が望
まれていた。

また、磁性体粒子の磁化容易軸を塗布層に垂直に配向す
る垂直配向処理を行う垂直配向磁場装置と、磁性体粒子
の磁化容易軸を塗布層に平行に配向する配向磁場装置は
それぞれ専用に設けられ、兼用することがでなきない不
便があった。

本発明の目的は、特に塗布型の垂直磁気記録媒体の製造
方法において、表面の粗れが少なく、垂直配向度の高い
磁性層を有する垂直磁気記録媒体を得ることにある。

また、本発明の他の目的は、簡単な調整により磁場配向
を確実に行えるように制纏できる磁気記録媒体の製造法
を得ることにある。

また、本発明のさらに他の目的は垂直配向磁場及び水平
配向磁場を一つの装置で簡単に変更して使用できるのみ
ならず、磁場を印加する時間を調節することができる配
向磁場装置を得ることにあ３゜ 〔課題を解決するための手段： 本発明は、上記課題を解決するために、非磁性支持体に
磁性塗料を塗布し未乾燥状態の被処理体を磁場中を通過
させて磁性体粒子の磁化容易軸を配向させる配向処理工
程を有する磁気記録媒体の製造法において、磁極の連鎖
体を回行自在にした磁極連鎖回行体を設け、この少なく
とも１つを用いて上記磁場を形成したことを特徴とする
磁気記録媒体の製造法を提供するものである。

この際、磁極連鎖回行体を対にして設けてそれぞれの磁
極を相対し、かつこれらの連鎖体を被処理体の通過速度
とほぼ同じ速度で回行させることにより配向処理を行う
こと、磁極連鎖回行体の相対する磁極は異極であり配向
処理が磁性体粒子の磁化容易軸を塗布層主面に対して垂
直に配向する垂直配向処理であること、磁極連鎖回行体
の相対する磁極は同極であり配向処理が磁性体粒子の磁
化容易軸を塗布層主面に平行に配向する水平配向処理で
あること、水平配向処理を行ったのち連続して垂直配向
処理を行うことも好ましい。

また、本発明は、磁極の連鎖体をそれぞれの磁極を相対
して回行自在にした磁極連鎖回行体を少なくとも１つ設
け、磁気記録媒体製造の磁場配向に用いる磁場配向処理
装置を提供するものである。

〔作用〕

磁極の連鎖体を回行自在にした磁極連鎖回行体を例えば
相対して設け、それぞれの磁極を相対し、これら磁極に
より磁場を形成し、その中に磁性塗料の未乾燥塗布層を
通過さセると、磁性体粒子はその磁化容易軸を磁場の方
向に合わせて配列する。

この際、磁場は移動しながら未乾燥塗布層に印加される
ので、磁場配向時間を長くすることができ、その移動距
離は容易に変更できる。この際、相対する磁極を異極の
磁極にし、磁極連鎖回行体が回行するにつれて磁場の方
向を逆にすると、その磁場の方向毎に未乾燥塗布層の磁
性体粒子は極性を逆向きにして垂直配向されるので、互
いに異極の近傍の粒子はその動きを抑制されて、その配
回状態が維持される。

〔実施例〕

次に本発明の詳細な説明する。

実施例１ 第１図中ＩＩは配向処理装置の一部であって、上下一対
の磁極連鎖回行体１２．１２゛　からなる。磁極連鎖回
行体１２は、例えば回行するベルトあるいはチェーン等
からなる回行体１２ａに同寸法の永久磁石１２ｂ　、１
２ｃを交互に異なる磁極が配置されるように、すなわち
後述の搬送する被処理体（未乾燥塗布層を形成したＰＥ
Ｔフィルム）側の磁極がＳ、Ｎ、Ｓ　　・・・・になる
ように、等間隔に磁石１つ分の幅離間して全周にわたっ
て取付けたものである。磁極連鎖回行体１２゛　は、上
記磁極連鎖回行体１２の磁石の１２ｂのＳ極にＮ極、磁
石１２ｃのＮ極にＳ極が対向するように、上記と同様に
被処理体側の磁極がＮ、Ｓ、Ｎ　　・・・・になるよう
に上記と同様に回行体１２’ａに永久磁石１２”ｂ、１
２゛Ｃを等間隔に離間して全周にわたって取付けたもの
である。

この配向処理装置１１を用いて　磁気記録媒体を作成す
るには、第２図にに示すように、ＰＥＴフィルム１３に
静電除去＠　１３　ａを介りでコーター１４により下記
の磁性塗料を塗布し、第１図に示す未乾燥塗布層１５に
対応する未乾燥塗布層を形成する。なお、１４ａは磁性
塗料供給部である。

針状合金粉末　　　　　　　　　１００重量部塩化ビニ
ル系樹脂　　　　　　　　ａ　ｆｆｌｆｆｉ部ウレタン
系樹脂　　　　　　　　　１２重量部ポリイソシア＊−
ト　　　　　　　６重量部ミリスチン＠　　　　　　　
　　　３出量部ｎ−ブチルステアレート　　　　　　１
重量部トルエン　　　　　　　　　　　１３０重量部メ
チルエチルケトン　　　　　　１３０Ｍ量部研磨剤（粒
状α−Ａ１２０３）　　　　　　１２重量部なお、上記
針状合金粉末としては、長軸０．２μ園、短軸０．０３
μｍ、比表面積（ＢＥＴ値）５２留／ｇ、保磁力）１ｃ
９０００ｅのものを使用した。

また、塗布条件は以下の通りである。

コーター：ダイレクトグラビア方式（斜線４５度、深さ
１００　μｍロール使用のドクターブレード法） 塗布層の厚さ＝３．０μ１ｌｌ（乾燥塗膜）塗布速度：
　ｌＯ＋＊／５ｉｎ ＰＥＴフィルムの厚さ＝ｌＯμｍ ついで、ＰＥＴフィルムのような表面平滑体１６ａの両
端を支持してその張力を調整できるようにし、上記未乾
燥塗布層表面に接触するようにした表面平滑処理装置１
６により、この塗布層表面を平滑にする。

この後、ソレノイド１７の中を通して上記平滑処理をし
た未乾燥塗布層の磁性体粒子をその塗布層の長手方向に
配向する。

ついで、上記配向処理装置１１により処理する。

すなわち、上記磁極連鎖回行体１２．１２゛を同期して
回転させて異極の磁極が対向するようにし、かつこの回
転速度を上記処理をした未乾燥塗布層を有するＰＥＴフ
ィルムの走行速度と同じ速度（１０ｎ＋／分）にし、こ
のＰＥＴフィルムを上記磁極連鎖回行体１２．１２“の
間に通す。

このようにすると、第１図に示すように、未乾燥塗布層
１５中の針状磁性体粒子は上側の磁極のＳ極と下側の磁
極のＮ極が対向して生じた磁場では、Ｎ極が上側、Ｓ極
が下側になるように磁化されて垂直に配向され、ついで
同行磁極連鎖体の回行につれて上側の磁極のＮ極と下側
のＳ極が対向して生じた磁場では、今度は逆に磁性体粒
子は上側がＳ極、下側がＮ極に磁化され垂直に配向され
る。

以下同様に磁極回転体の回転につれて交互に逆向きに発
生する磁場により磁性体粒子は極性の向きを交互に逆に
磁化されて垂直配向される。この際、磁極は未乾燥塗布
層１５とともに移動するので、その移動の間磁場が未乾
燥塗布層１５に印加され続けられる。

このような垂直配向処理を行う配向処理装置１１は第１
乾燥室１８に設置され、その温度が５０℃に設定される
。これにより、未乾燥塗布層の乾燥を促進し、配向した
粒子の配列が乱れないように塗布層のバインダーで固定
化する。

なお、上記配向条件は下記の通りである。

永久磁石：　Ｆｅ−５ａｄ−Ｃｏ永久磁石配向磁界の強
度：　３０００　Ｇ 上側の磁極と塗布層の間の距離＝２ｆｉこのようにして
垂直配向処理を施され乾燥がある程度まで進み、磁性体
粒子の配向状態が固定された塗布層を有するＰＥＴフィ
ルムは、７０℃に設定した第２乾燥室１９を経て、９０
℃に設定した第３乾燥室２０に導かれ、塗布層は十分に
乾燥され、ハ１ンダー樹脂は硬化される。これにより磁
性体粒子の配列状態は固定される。

この後巻き取られて磁気テープ原反２１が得られる。

上記の磁気テープ原反を鏡面仕上げ（８５℃、３００Ｋ
ｇ／　ｃｍの条件のカレンダー処理）して幅８鶴に裁断
し、乾燥塗膜３μｌの磁性層を有する磁気テープを作成
した。この磁気テープを６０℃の恒温室に２０時間入れ
て安定化処理（完全硬化処理）を行い、垂直方向の配向
度を調べるために保磁力及び角型比（いずれも垂直方向
）の磁気特性を試料振動型磁束計（理研電子株式会社製
）で測定した。これらの結果を表に示す。これらの値は
大きい程垂直配向度が高いことを意味する。また、磁気
テープの磁性層の表面粗度（表面粗さ、すなわち凹凸の
二乗平均値）を表面粗さ計を用いて調べた。その結果を
表に示す。なお、市販のＶＴＩ？テープの表面粗度は０
．０１５〜０．０２５μ−である。

比較例１ 実施例１において、配向処理装置１１の代わりに、３０
００　Ｇの磁場を発生させた異極対向磁石装置を用いた
以外は同様にして磁気テープを作成し、これについても
実施例１と同様にして測定した結果を表に示す。

なお、角型比は反磁場補正した値である。

上記結果から、実施例の磁気テープは比較例のものに比
べ、磁気特性に優れ、表面粗度も小さいことがわかる。

上記は磁極連鎖回行体の速度はＰＥＴフィルムの走行速
度と同じにしたが、はぼ同じでも良い。

また、ＰＥＴフィルムとともに移動する磁極連鎖回行体
の距離はこの回行体を横長にするか、縦長にするか等に
より容易に変えられる。

上記は相対する磁極連鎖回行体のそれぞれは同じ寸法の
磁極を用い異極の磁極を交互に離間して配置したが、第
３図（イ）〜（ニ）に示すように配置しても良（、また
、異極の磁極あるいは同極の磁極を交互に密接して配置
しても良く、これらの場合も上下の磁極を対向させても
よいが、互いにずらせて配置しても良い。同極を相対す
る場合には水平配向処理装置として使用する。なお、磁
極連鎖回行体は一つだけ設けても使用できる。

また、上記はソレノイドを用いたが、上記の配向装置を
用い、上下同極を相対するようにしても良（、永久磁石
を用いても良い。

また、Ｆｅ−Ｓａ＊−Ｃｏ永久磁石のほかにＦｅ−Ｎｂ
−８磁石を用いることも好ましく、他の磁石も用いられ
る。

また、ＰＥＴフィルム等の非磁性支持体には下塗り層、
バックコート層を設けたものを使用しても良い。

また、針状合金粉末としては、Ｆｅ−Ｎｉ　、　Ｆ＝−
ＮｉＣｏ等の合金を使用できるが、この針状合金粉末の
代わりにｒ−Ｆｅ２０５　、Ｇｏ含有ｒ−Ｆｅ２０５　
、ＣｒＯ２等の酸化物、窒化鉄、炭化鉄等も使用できる
。

〔発明の効果〕

本発明によれば、磁極の連鎖体を回行自在にした磁極連
鎖回行体を設けたので、これにより例えば異極の磁極を
相対して磁場を形成し、かつ磁場の方向が交互に逆にな
るようにすると、磁性体粒子は磁極の向きを逆にして垂
直配向されるので、磁極の向きを同じにして垂直配向さ
れるよりも磁性体粒子同士の反発による配向の乱れを少
なくでき、それだけ磁性体粒子の配列状態を一様にする
ことができる。これにより、垂直方向の磁気特性を高く
維持できるとともに、塗布層表面の粗れを防止し、平滑
な表面の磁性層を有する磁気記録媒体を提供することが
できる。

このようにして記録波長が極めて短い波長域にまで及ぶ
垂直磁気記録方式に好適な垂直方向の磁気特性を有する
塗布型の磁気記録媒体を提供することができる。

また、本発明によれば、磁極連鎖回行体は磁性塗料の未
乾燥塗布層とともに移動するので、磁場の印加時間を長
くすることができ、その長さを調整できるので磁性体粒
子の配向をより確実にすることができる。

また、本発明は、磁極連鎖回行体は、磁性体粒子を塗布
層の長手方向に配向させる場合には、相対する磁極を同
極にすればよく、磁性体粒子を塗布層の垂直方向に配向
させる場合には相対する磁極を異極にすればよく、これ
らは作業当初において簡単に調整できるので、極めて便
利である。その他、磁場の形成を磁極の組み合わせ方法
を変えることにより多様に変化させることができるとい
う利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に使用される装置の一部の概
略説明図、第２図はその全体説明図、第３図（イ）〜（
ニ）は他の実施例の装置の概略説明図、第４図（イ）は
塗布層の主面に平行に磁性体粒子を配向したときの説明
図、同図（ロ）は塗布層の主面に垂直に磁性体粒子を配
向したときの説明図、第５図は従来の配向処理装置の概
略説明図、第６図は従来の垂直配向処理装置により磁性
体粒子の配向処理をしたときのその動作説明図である。 図中、１１は配向処理装置、１２．１２゛　は磁極連鎖
回行体、１２ａ　、１２ｂ　、１２’ａ、　１２’ｂは
磁石、１３は非磁性支持体としてのＰＥＴフィルム、１
５は未乾燥塗布層である。 平成２年７月３１日 第１ｒｌ！ｉ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）非磁性支持体に磁性塗料を塗布し未乾燥状態の被
   処理体を磁場中を通過させて磁性体粒子の磁化容易軸を
   配向させる配向処理工程を有する磁気記録媒体の製造法
   において、磁極の連鎖体を回行自在にした磁極連鎖回行
   体を設け、この少なくとも１つを用いて上記磁場を形成
   したことを特徴とする磁気記録媒体の製造法。
2. （２）磁極連鎖回行体を対にして設けてそれぞれの磁極
   を相対し、かつこれらの連鎖体を被処理体の通過速度と
   ほぼ同じ速度で回行させることにより配向処理を行うこ
   とを特徴とする磁気記録媒体の製造法。
3. （３）磁極連鎖回行体の相対する磁極は異極であり配向
   処理が磁性体粒子の磁化容易軸を塗布層主面に対して垂
   直に配向する垂直配向処理であることを特徴とする請求
   項２記載の磁気記録媒体の製造法。
4. （４）磁極連鎖回行体の相対する磁極は同極であり配向
   処理が磁性体粒子の磁化容易軸を塗布層主面に平行に配
   向する水平配向処理であることを特徴とする請求項２記
   載の磁気記録媒体の製造法。
5. （５）磁性体粒子の磁化容易軸を塗布層主面に平行に配
   向する水平配向処理を行ったのち連続して請求項３の垂
   直配向処理を行うことを特徴とする磁気記録媒体の製造
   法。
6. （６）磁極の連鎖体をそれぞれの磁極を相対して回行自
   在にした磁極連鎖回行体を少なくとも１つ設け、磁気記
   録媒体製造の磁場配向に用いることを特徴とする磁場配
   向処理装置。