JPH0489624A - 垂直磁気記録媒体の製造法 - 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、垂直磁気記録方式による塗布型の磁気記録媒
体の製造法に関する。

〔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
を垂直方向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して記録を行なう方
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、リングヘットに代わるＳＰＴヘットを使用
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、高密度記録に適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、Ｇｏ−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（ＰＵＴ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、操作性か良く、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
２０＋５）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、六角板状ハリ・ラ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Ｈｃを生じている針状
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２図
（イ）に示すように、ＰＥＴフィルムＩ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ＰＵＴフィルムを通過させ
ると、磁性体粒子は未乾燥塗布層に平行に並び、塗布層
の表面が粗くならず問題にならない。

ところが、塗布型の垂直磁気記録媒体の場合には、第２
図（ロ）に示すように磁性体３．３　・・の長軸を垂直
に立てた塗布層６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して未乾燥塗布層
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１−Ｆｅ２Ｏ３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じている磁性体の
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、垂直配向度が低いのみならず、
塗布層の表面に凹凸が生じて表面が粗れる、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、第３図に示すように風乾状態の未乾燥
塗布層５の針状磁性体粒子６．６・・は異極磁石７ａ、
７ｂ間を通過するときに垂直に配向されても、その後印
加磁場の作用外になったときにもとの姿勢に戻ろうとし
て回転あるいは倒れる、いわゆる「もどり」の現象を生
し、それだけ針状磁性体粒子の垂直配向度が低下すると
いう問題も住じる。

なお、これらの問題については、Ａ、Ｏｈ　ｔｕｂｏ、
　Ｙ。

５ａｔｏｈ、　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演概要２２
Ａ４　（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、例えば磁気記録網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し、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４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、８
は塗布装置、９はこの塗布装置の後は未乾燥塗布層を形
成した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
したとは言えない。上記の問題点の内特に、第４図に基
づいて説明した「もどり」の現象については、その起こ
る原因として、■　塗布層の乾燥が不十分であるために
磁性体粒子が倒れ易い、■磁性体粒子相互間の反磁場の
影響により配列が乱れる等の原因が挙げられる。この場
合、■の原因を除こうとして乾燥を良くし過ぎると、磁
性体粒子が配向しないうちに塗布層が硬化し、得られた
磁性層中の粒子の配向度が低くくなるのみならず、磁性
層表面が粗れ易くなるという問題を生じる。

したがって、磁性体粒子の１もどり」を少なくするため
には、磁場配向中での乾燥方法をどのようにするかが重
要なことになる。

この乾燥方法については、上記Ｙ、５ａｔｏｈ、Ａ、０
ｈｔｕｂ。

、Ｔ、Ｍａｓｕｋｏ、Ｍ、ｋｕｒｅｍａｔｓｕ、　ＩＥ
ＥＥ　Ｔｒａｎｓ、ＭＡＧ−２３，３１４９（１９８Ｂ
）においては、Ａ１１ｌ　［１ＩＩＹ（風乾）、あるい
はこれと赤外線照射の併用による方法を提案している。

この方法によれば、風乾の風量と赤外線の照射量を変え
ることにより、塗布層中で垂直配向した粒子は表層部か
ら順次深層部に至るまで塗料の乾燥するにつれて固定さ
れていくと考えられ、後加工としてカレンダリング処理
した後に得られる磁気テープは、垂直方向のテープ角型
比Ｂｒ１０ｓで０．６６（反磁場補正あり）と高い値を
示している。

なお、この際の配向磁場の強さは約２　ＫＯｅで、これ
以上強くしてもこのＢｒ／Ｂｓはほとんど変わらない。

しかしながら、磁場配向処理を施された未乾燥塗布層の
磁性体粒子が垂直配向したとしても、走行する基材フィ
ルム上の未乾燥塗布層がその磁場の影響外になったとき
に磁性体粒子に動く自由度がある場合には、上記した如
く「もどり」を生しる。また、未乾燥塗布層の乾燥に風
乾あるいは赤外線を用いるとしても、これらは塗布層側
から吹き付けあるいは照射された場合は特に、塗布層の
表面から順次深層部に至るように乾燥及び硬化され、深
層部の磁性体粒子はど動きの自由度が高いため、実質的
に配向磁場の作用を受けなくなったときは深層部はど「
もどり」も大きくなる。また、吹きつけられる風量や赤
外線の照射量は走行している基材フィルム上の未乾燥塗
布層のどこに対しても一様にすることは難しく、場所に
よってその塗布層の乾燥度、硬化度がことなり、したが
って磁性体粒子の配向度も場所によって異なるという問
題もあった。

本発明の目的は、塗布型の垂直磁気記録媒体の製造方法
において、磁場配向後の磁性体粒子の「もどり」を少な
くして得られた垂直配向度の高い、表面の平滑な磁性層
を有する垂直磁気記録媒体を得ることにある。

〔課題を解決するだめの手段〕

本発明は、上記課題を解決するために、非磁性支持体に
磁性塗料の未乾燥塗布層を形成した被処理体を相対する
異極の磁極の間を通過させて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させる垂直配向処理工程
を有する垂直磁気記録媒体の製造法において、上記相対
する異極の磁極の間の磁場中にこの磁場を妨げずかつ上
記被処理体に沿った平面状の加熱体を設け、この加熱体
により上記未乾燥塗布層に伝熱することを特徴とする垂
直磁気記録媒体の製造法を提供するものである。

この際、加熱体により加熱された被処理体を急冷するこ
と、加熱体は加熱した強磁性金属板からなり非磁性支持
体の裏面側に位置した磁極に接触して設けられ、被処理
体はその裏面の非磁性支持体がこの加熱体に接触して伝
熱されること、急冷処理は冷却した金属板に被処理体を
接触させて行うこと、垂直配向処理工程の前に塗布層の
長手方向に磁性体粒子を配向する処理を行うことも好ま
しい。

〔作用〕

被処理体を平面状の加熱体により加熱すると、未乾燥塗
布層に一様に伝熱され、この伝熱を被処理体の裏側の非
磁性支持体側から行えば未乾燥塗布層は内部から加熱さ
れる。このように加熱すると乾燥を促進するとともに、
塗布層中の樹脂が硬化を促進される。そのため、垂直配
向された磁性体粒子は動きの自由度を少なくされるが、
これは急冷により特に内部の粒子はど促進され、ついに
は磁性体粒子の配向状態が固定化される。

〔実施例〕

次に本発明の詳細な説明する。

実施例１ 第１図は本発明の磁気記録媒体の製造工程の一部を示す
ものであって、１１は垂直配向処理装置、１２は急冷装
置である。

垂直配向処理装置１１は、上側に、多孔木板１２下面に
永久磁石１３ａ　、１３ｂ　、　１３ｃ　、　１３ｄを
Ｎ極を下を張り合わせた厚さ５ｍ程度の鉄板１４の下面
にボ久磁石１５ａ　、１５ｂ　、１５ｃ　、１５ｄを上
記永久磁石に対応してＳ極を上側にして固定し、さらに
これらの磁石の周りの鉄板１４の下面にニクロム線から
なるヒータ１６を配置したものである。なお、１６ａは
防爆カバーである。これら上下の構成体の間を後述の未
乾燥塗布層を形成した非磁性支持体が通過するが、これ
ら構成体は前上がりに傾斜して設けられ、蒸発した塗料
の蒸気がこもらないようになっている。

上記永久磁石は表面磁束密度が３０００Ｇ　（ガウス）
程度に着磁したＦｅ−５ｍ−Ｃｏ磁石やより強力な磁力
エネルギーを有するＦｅ−Ｎｄ−８磁石を用いることが
好ましい。

また、急冷装置１２は、鉄製の偏平中空状体１６’をそ
の平坦な上面が後述の塗布層を形成したＰＵＴフィルム
の走行面に沿って平行かつ前上がりになるように傾斜し
て設け、その偏平中空状体の前後中央にパイプ１７を連
結し、このパイプに循環ポンプ１８を連結したもので、
冷媒、例えば水を循環させて偏平中空状体１６′を冷却
する。このように偏平中空状体を傾斜して設けると、未
乾燥塗布層の蒸発した溶剤をこもらないようにできる。

なお、鉄板表面はテフロンシート被覆をしても良い。

上記の装置を用いて磁気テープを作成するには、非磁性
支持体としてのＰＥＴフィルム１９の表面に図示省略し
たコーターにより下記組成の磁性塗料を塗布し、未乾燥
塗布層２０を形成する。

針状合金粉末　　　　　　　　　１００Ｍ量部塩化ビニ
ル系樹脂　　　　　　　　８Ｍ量部ウレタン系樹脂　　
　　　　　　１２重量部ポリイソシアネート　　　　　
　　６重量部ミリスチン酸　　　　　　　　　　３重量
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　　　　　　１３０重量部研磨剤（粒状α−Ａ”２
０５）　　　　　１２重量部なお、上記針状合金粉末と
しては、長軸０．２μｍ、短軸０．０３μｍ、比表面積
（ＢＥＴ値）５２　ｇ７ｇ、保磁力Ｈｃ９００δｅ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の塗布殿堂布速度：
ｌＯ庁／分 塗布厚さ：４．０μｍ（乾燥塗膜） ＰＵＴ　フィルムの厚さ：１４　μｍ ついで、上記未乾燥塗布層２０を形成したＰＥＴフィル
ム１９をガイド°ローラ２１を介して上記垂直配向装置
１１に導き、３０００Ｇの配向磁場中を鉄板１４のテフ
ロン表面にＰＥＴフィルムの裏面を接触又は近接させて
通す。この際予めヒータ１６を動作させておいて鉄板１
４のテフロンの表面温度が約６０℃になるように設定し
ておく。

このようにすることにより、未乾燥状態の塗布層中の磁
性体粒子は垂直配向されるとともに、テフロン表面から
ＰＵＴフィルム１９を介して未乾燥塗布層に伝熱され、
塗布層の塗料の溶剤が蒸発され塗布層は乾燥される。こ
の溶剤の蒸発は未乾燥塗布層が配向磁場の作用を受けて
いる間継続されることにより塗布層はほぼ乾燥される。

この間樹脂は硬化を促進される。

このほぼ乾燥した塗布層を有するＰＥＴフィルム１９を
急冷装置１２に導き、予め水を循環させることにより０
℃に設定した偏平中空体１６′上面にＰＥＴフィルム１
９裏面を接触させる。

これにより、塗布層は急速に冷やされて硬くなり、垂直
配向した磁性体粒子はその自由度が失われてバイングー
樹脂に固定され、］−もどり」を抑制される。　このよ
うに垂直配向処理を施された塗布層を有するはＰＥＴフ
ィルム１９は乾燥器２２に送出され、ここで塗布層の樹
脂が硬化をさらに促進される。このときは磁性体粒子は
樹脂に固定されているので「もどる」ことはない。

このように乾燥された被処理体は、巻き取られ、ＰＥＴ
フィルム上に磁性層を有する磁気テープ原反ができあが
る。

上記の磁気テープ原反を鏡面仕上げして裁断し乾燥塗膜
４μｍの磁性層を有する磁気テープを作成し、垂直方向
の配向度を調べるために保磁力及び角型比くいずれも垂
直方向）の磁気特性を試料振動型磁束針（理研電子株式
会社製）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ＶＴＲテープの表面
粗度は０．０１５〜０．０２５μｌである。

実施例２ 実施例１において、鉄板１４のテフロン表面の温度を６
０°Ｃに設定し、偏平中空状体１６′の表面温度を約２
５℃に維持し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と同様に測定した結果を表に示
す。

実施例３ 実施例１において、ＰＥＴフィルムを停止した状態で垂
直配向処理装置ＩＩによる処理を行ったのち、急冷装置
１２による処理を行わなかっ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と同様に測定し
た結果を表に示す。

比較例１ 実施例１において、垂直配向処理装置１１における処理
を鉄板１４を加熱せず、常温（２５℃）に保持し、多孔
木板１２に取りつけた磁石１５〜１８の各々の間から空
気を吹き込むとともに赤外線を照射して行ない、急冷装
置１２の偏平中空体１６′の表面温度を常温（２５℃）
に保持した以外は同様にして磁気テープを作成した。な
お、ＰＥＴフィルムの走行速度は６ｍ／分、８ｍ／分、
１０ｍ／分の３種類で行い乾燥条件の最適化を図った。

これら磁気テープについても実施例１と同様に１ｊｌ１
１定した結果を表に示す。

比較例２ 実施例３において、垂直配向処理装置１１における処理
を鉄板１４を加熱せず、常温（２５℃）に保持し、多孔
木板１２に取りつけた磁石１５〜１８の各々の間から空
気を吹き込むとともに赤外線を照射して行なった以外は
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と同様に測定した結果を表に示す。

（この頁以下余白） 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１．２のＰＵＴフィルムを走行さ
せながら磁気テープ原反を作成するものは、同様の方法
で磁気テープ原反を作成する比較例１に比べ、磁気特性
に優れ、塗布速度の低い実施例３のものと同じ程度であ
る。なお、実施例３の磁気テープは、ＰＵＴフィルムの
走行を停止して配向磁場の中で塗布層を乾燥・硬化させ
たものであるので、磁性体粒子の配向後の「もどり」は
ほとんどないと考えられ、磁場の強さと磁性体粒子のた
、鉄板のみならず強磁性金属板も使用でき、その地熱伝
導性の良い材料の板も使用でき、面状発熱体等も使用で
きる。また多孔木板の材質は金属、セラミック、プラス
チック等も使用できる。

また、針状合金粉末としては、Ｆｅ−Ｎｉ　、　Ｆｅ−
ＮｉＣ０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−Ｆｅ２Ｊ　、Ｃｏ含有］−Ｆｅ２０５　、
ＣｒＯ２等の酸化物、窒化鉄、炭化鉄等も使用できる。

また、上記は非磁性支持体にＰＵＴフィルムを用いたが
これに限らず、また、これらに下塗り層、バックコート
層を設けたものでも良い。

〔発明の効果〕

本発明によれば、磁性塗料の未乾燥塗布層の磁性体の磁
化容易軸を塗布層に垂直に配向させる垂直配向処理の際
、平面状の加熱体、例えば強磁性金属板を加熱してその
熱を利用して塗布層を加熱するようにすると、未乾燥塗
布層を一様に乾燥することができるとともに樹脂の硬化
を一様に促進することができ、配向磁場中で垂直配向し
た磁性体粒子の１もどり」を少なくできる。この際、続
保磁力の関係から最も限界に近い垂直配向度が得られる
と考えられる。なお、比較例２は塗布層の磁性体粒子の
垂直配向の際の従来の乾燥方法によるものであるが、Ｐ
ＥＴフィルムの走行を停止しているので、乾燥がよくな
った結果磁気特性が良く表れている。

上記実施例においては、垂直配向処理のみを行ったが、
はじめ未乾燥塗布層の長手方向に磁性体粒子の配向処理
を行ってから垂直配向処理を行うとその配向効率を高く
することができる。

なお、上記において、対向させた異極の磁石の距離は磁
性体粒子の垂直配向の乱れが許容できる範囲であれば良
く、磁石の磁場強度とともに適宜状めれば良い。これら
磁石は上下圧い違いにずらして相対して使用することも
できる。

上記実施例においては、垂直配向装置の入口から鉄板１
４を設け、温度を６０℃にしたが、この温度は６０〜８
０℃の一定にすることも好ましいが、一方入口を低く出
口を高くし、最初は乾燥を少なくして未乾燥塗布層の粒
子を動き易くしても良い。まいて急冷すると、さらにこ
の「もどり」現象を少なくできる。このようにすると、
垂直配向度を高めるとともに、その乱れが少ないので表
面の粗れの少ない磁性層を有する磁気記録媒体を提供で
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
磁気特性を有し、垂直磁気記録方式に適した磁気記録媒
体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の製造法に使用する装置の一
部の概略説明図、第２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３図は垂直配向処理の際生じる「もどり」の断面説明
図、第４図は従来の装置の概略説明図である。 図中、１１は垂直配向装置、１２は急冷装置、１３ａ〜
１３ｄ、１５ａ〜１５ｄ２は磁石、１４は鉄板、１６は
ニクロム線である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）非磁性支持体に磁性塗料の未乾燥塗布層を形成し
   た被処理体を相対する異極の磁極の間を通過させて磁性
   体粒子の磁化容易軸を塗布層主面に対して垂直に配向さ
   せる垂直配向処理工程を有する垂直磁気記録媒体の製造
   法において、上記相対する異極の磁極の間の磁場中にこ
   の磁場を妨げずかつ上記被処理体に沿った平面状の加熱
   体を設け、この加熱体により上記未乾燥塗布層に伝熱す
   ることを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造法。
2. （２）加熱体により加熱された被処理体を急冷すること
   を特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録媒体の製造法
   。
3. （３）加熱体は加熱した強磁性金属板からなり非磁性支
   持体の裏面側に位置した磁極に接触して設けられ、被処
   理体はその裏面の非磁性支持体がこの加熱体に接触して
   伝熱されることを特徴とする請求項１又は２記載の垂直
   磁気記録媒体の製造法。
4. （４）急冷処理は冷却した金属板に被処理体を接触させ
   て行う請求項１又は２記載の垂直磁気記録媒体の製造法
   。
5. （５）垂直配向処理工程の前に塗布層の長手方向に磁性
   体粒子を配向する処理を行うことを特徴とする請求項１
   ないし４いずれかに記載の磁気記録媒体の製造法。