JPH0489625A - 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
体粒子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方式としては、垂直磁
気記録方式、すなわち磁性層の例えば針状磁性体をその
垂直方向に磁化容易軸を配向させた磁気記録媒体を用い
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は、磁
性層中に針状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、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（ＰＢＴフィ
ルム）等の基材フィルム上に形成し、記録層とする磁気
記録媒体が研究されている。

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（ＢａＦｅ＋
２０＋９）粉末や針状磁性体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
布層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Ｈｃ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３図
（イ）に示すように、ＰＵＴ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ＰＥＴ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３
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度を高めた磁
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。

なお、この問題については、八、０ｈｔｕｂｏ、Ｙ、　
５ａｔｏｈＴ、Ｍａｓｕｋｏ、Ｔ、Ｗａｔａｎａｂｅ、
ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ、ＭＡＧ−２３＋　３１４９（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２２Ａ４（１
９８７）に報告されている。

上記のような、表面劣化を生じた塗布層からなる磁性層
は、例えば磁気記録甲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、＾、０ｈｔｕｂｏ、Ｔ、Ｍａｓｕｋｏ、Ｍ
、ｋｕｒｅｍａｔｓｕｒ［ｉＥＥ　Ｔｒａｎｓ、ＭＡＧ
−２３，３１４９（１９８８））。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磁気テープが提案
されている。なお、５は塗布装置、６は塗布装置の後は
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
したとは言えず、なおその改良が望まれていた。

以上のように、針状の磁性体粒子の長軸を塗布層に対し
て垂直に配向させようとしてその保磁力Ｈｃより大きい
磁場を印加すると、できあがった磁性層はその表面が粗
れるという問題があり、方、磁性層表面が粗れないよう
に配向磁場の強さを弱めると塗布層に対し磁性体粒子の
垂直配向度が不十分となり、得られた磁性層の垂直方向
の磁化特性が良（ないという問題があり、これらの両方
を満足する垂直磁気記録媒体の出現が望まれていた。

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、磁性体粒子の垂直配向度が高く、表面の平滑
な磁性層を有する磁気記録媒体を得ることにある。

〔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
磁性塗料の未乾燥塗布層を形成する塗布工程と、この塗
布工程を経て得られた未乾燥塗布層を有する非磁性支持
体を相対する異極の磁極の間を通過させることにより磁
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、上記塗布工程は垂直方向の磁場を印加し
た上記非磁性支持体主面に対し垂直方向からノズルに層
流状態で流動させた上記磁性塗料を噴射して未乾燥塗布
層を形成する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、上記塗布工程を経て得られた未乾燥塗布層はそ
の表面を平ｆｋにする表面平滑処理を経て得られた未乾
燥塗布層であることも好ましい。

〔作用〕

塗料がノズル中を層流状態、すなわち一定速度で流動す
ると、この塗料に含まれる針状磁性体は、ノズル内壁や
隣接する磁性体粒子との間にすり応力を生じ、塗料の流
動方向に磁性体粒子の長軸方向が一様に揃う機械的な配
向を生しる。この流動により配向した針状磁性体粒子を
有する塗料を非磁性支持体表面に垂直に吹き付けると、
この表面に針状磁性体粒子が垂直に突きささるような状
態で付着した塗布層が形成される。この塗布層がまだ未
乾燥、未硬化の状態では針状磁性体粒子はより安定な状
態を求めて回転する。そこで、これら針状磁性体粒子が
磁化容易軸を長軸方向に有することを利用してこれらの
回転が起こらないように、すなわち非磁性支持体に垂直
に外部から磁気エネルギーを加えればその垂直配向を維
持することができる。この状態で垂直配向処理を行えば
、さらに磁性体粒子の垂直配向を高めることができ、そ
の状態で塗布層を乾燥させれば磁性体粒子の垂直配向を
高め、その乱れの少ない磁性層を得ることができる。

〔実施例〕

次に本発明の詳細な説明する。

実施例１ 第１図に示すように、ＰＥＴフィルム１１をガイドロー
ラ１２．１３及び１４を介して塗布装置Ｉ５に導く。

なお、１４ａは次の工程で塗布される磁性塗料がＰＥＴ
フィルムに付着せず落下する余分の塗料の受は容器であ
る。

上記塗布装置１５は、上記ＰＵＴフィルム１１の裏面側
に、表面磁束３０００　Ｇに着磁したＦｅ−５ｍ−Ｃｏ
からなる永久磁石１６．１７．１８ヲそれぞれのＳ極上
面にテフロンシート被覆した鉄板１９を吸い付けて設け
るとともに、上記ＰＥＴフィルム１１の表面側にノズル
装置２０をその幅方向に複数並べて設けたものである。

このノズル装置２０は、磁気塗料導入部２０ａの先端に
内径０．５〜１．５ｆｉ、長さ４０〜７０龍のノズル本
体２０ｂ　、２０ｂ　　・・を複数設けるととにも、磁
気塗料導入部２０ａの後側部に磁性塗料導入管２０ｃ、
２０ｄ、その端部にガス導入管２０ｅを設け、前者はコ
ック、後者はバルブによりそれぞれの導入量を調整でき
るようにしたものである。

なお、上記ノズル本体２０ｂの形状は、径が小さく、長
さが長いほど塗料中の針状磁性体粒子に機械的な力（す
り応力）が働き、この粒子は一方向に向きが揃い易くな
るが、径が小さ過ぎたり、長過ぎたりすると塗料が詰っ
て均一に塗布できなくなるので、塗料の粘度や分散状態
によって多少異なるが、径の大きさは上記した如＜０．
５〜１．５Ｒ程度、長さは４０〜１０ｍ程度が好ましい
。塗料は十分に濾過されてからノズル本体より噴射され
ることが好ましい。

行させた状態で、上記ノズル装置２０のそれぞれの磁気
塗料導入部２０ａに下記組成の磁性塗料を導入し、ガス
導入管２０ｅのそれぞれに窒素ガスを約０．５Ｋｇ／ｃ
ｎｉの圧で圧送し、それぞれのノズル本体２０ｂ　、２
０ｂ　　・・に磁性塗料を層流状態で流動させながら、
上記ＰＵＴフィルム１１上にほぼ垂直にスプレー状に噴
射させる。なお、窒素ガスのほか酸素ガス（０２）、炭
酸ガス（ＣＯ２）なども使用でき、これらガスの圧送は
０．５〜ｔＫｇ／ｃ％の圧の範囲内で調整することが好
ましい。

針状合金粉末　　　　　　　　　１００重量部塩化ビニ
ル系樹脂　　　　　　　　８重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　　　　　　１ｆｆｉ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−
へ７！２Ｑ、）　　　　　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　ｖｌ／ｇ、保磁力Ｈｃ９
０００ｅのものを使用した。

また、非磁性支持体の走行速度は１０ｍ／分、塗布層の
厚さは乾燥塗膜にして４．０μｍ　、　ＰＵＴフィルム
の厚さは１４μｍとした。

このようにすると、第２図に示すように、ノズル本体２
０ｂ中を流動する磁性塗料ａは層流状態となっており、
その状態でＰＥＴフィルム１１にほぼ垂直に噴射（ＰＥ
Ｔフィルムは走行するので前方に対しやや鋭角に噴射・
する）されるので、針状磁性体は流動方向にその長軸が
ほぼ配向し、ＰＵＴフィルム上にほぼ垂直に立ったまま
付着した未乾燥塗布層１１ａが形成される。この際、永
久磁石１６〜１８から発生する磁界が鉄板１９を通して
均らされてごの塗布Ｐｉｌｌａに作用し、上記針状磁性
体の機械的な配向状態が維持されながら、未乾燥塗布層
１１ａはレベリングされる。なお、ＰＥＴフィルムに未
付着の塗料は流れ落ち、上記受は容器１４ａに収容され
る。

ついで、上記未乾燥状態の塗布層１１ａを形成したＰＵ
Ｔフィルムを表面平滑処理装置２１に導く。この表面平
滑処理装置２１は、両端を支持してその張力を変えられ
るようにした表面平滑フィルム２２を上記未乾燥塗布１
ｉｉ　１１　ａ側に設け、ＰＥＴフ、イルム１１の裏側
に相対してガイドローラ２３を設けたもので、上記未乾
燥塗布層１１ａ表面にＰＥＴフィルム等の表面事情フィ
ルム２１を接触させてその表面を平滑にする。なお、２
２ａは表面平滑フィルム２２に擦り取られた塗料の受は
容器である。

次に、垂直配向装置２３による処理がなされる。

この垂直配向装置２３は、上記ＰＵＴフィルム１１の裏
面側に同じ寸法の永久磁石２４ａ　、２４ａ　、２４ａ
をＳ極を上側にして相互に密接するとともに、その磁石
の幅半分の距離離して永久磁石２４ｂ　、２４ｂ、・を
Ｓ極を上にして相互に密接して設け、これら永久磁石２
４ａ、２４ｂの全ての上面にテフロンシー１−被覆した
鉄板２５を吸い付けて設ける。また、上記未乾燥塗布層
１１ａ側に上記永久磁石２４ａ　、２４ａ、２４ａに相
対してこれらと同じ寸法の永久磁石２６ａ、２６ａ　、
２６ａをＮ極を下側に密接し、上記永久磁石２４ａと２
４ｂの間のスペースと同じスペース２７を介して同様に
永久磁石２６ｂ　、２６ｂ　、２６ｂをＮ極を下側にし
て密接し、さらに永久磁石２６ａの幅寸性分のスペース
２８を設けて永久磁石２６ｃ　、２６ｃ　、２６ｃ、２
６ｃを密接し、それぞれ上記永久磁石２２ｂ　、２２ｂ
・・に相対して設ける。

この際、磁石の磁界強度は使用する針状磁性体の保持力
により、例えばＣｏ−にＦｅｚＯ３粉末ならその保磁カ
フ３０〜８０００ｅ、メタル粉ならその保磁力１２００
〜１５０００ｅのそれぞれの約２〜３倍が好ましい。

この磁石としては、Ｆｅ−Ｓｍ−Ｃｏ永久磁石のほかに
Ｆｅ−Ｎｄ−８磁石を用いることも好ましい。なお、上
記永久磁石１６〜１８にも同様の材質の磁石を用いても
良い。

この垂直配向装置２３において、上記Ｓ極、Ｎ極の間に
３０００Ｇの配向磁場を形成するとともに、上記スペー
ス２７に６０℃、スペース２８に８０℃の温風をそれぞ
れ吹き込む。この状態で上記塗布装置１５により磁性塗
料を塗布され機械的配向処理を施され、さらに表面平滑
処理された未乾燥塗布層１１ａを有するＰＥＴフィルム
１１をその裏面を鉄板１９に接触させながら上記上側の
永久磁石との間に導く。このようにすると、未乾燥塗布
層１１ａ中の針状磁性体粒子の垂直配向度がさらに向上
し、塗布層は表層から深部に至るように徐々に乾燥し、
増粘してバイングー樹脂が一部硬化し、磁性体粒子の動
きの自由度が奪われ配向状態が固定化される。

この垂直配向処理を施された塗布層を有するＰＥＴフィ
ルムは、乾燥室２９に導かれ、ここで十分に乾燥され、
硬化が促進され巻き取られて磁気テープ原反が得られる
。

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ムプを作成し、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計（理研電子株式
会社時）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
表面粗さ針を用いて調べた。

その結果を表に示す。その値が小さいほど表面平滑性は
優れている。なお、市販のＶＴＲテープの表面粗度は０
．Ｏ１５〜０．０２５μｍである。

比較例■ 実施例１において、塗布装置１５による磁性塗料の塗布
を行う代わりに、通當のダイレクトグラビア方式により
磁性塗料を塗布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。

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の磁気テープは比較例１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。

上記において、磁性塗料を垂直方向から噴射するとは、
斜めの場合も含み、鉄板１９は強磁性金属材料であれば
良い。また、磁石２６ａ　、　２６ｂ　、　２６ｃは多
孔板（木、金属、セラミック、プラスチック等）により
取付けて使用しても良い。また、熱風に赤外線を併用し
ても良い。また、表面平滑処理装置のＰＥＴフィルムは
塗料粘度、塗布速度等により適宜変更して使用すること
が好ましく、この際背面を磁石で弾力的に押圧しても良
い。

また、上記において、針状合金粉末としては、Ｆｅ−Ｎ
ｉ　、、　Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ等の合金を使用できるが、
この針状合金粉末の代わりにに−Ｆｅ２０３　、Ｃｏ含
有ＹＦｅ２０３　、ＣｒＯ２等の酸化物、窒化鉄、炭化
鉄等も使用でき、また、これらに限定されるものではな
い。

また、上記ＰＥＴフィルムを用いたか、これに限らず他
のものも用いられ、非磁性支持体としてこれらのみなら
す、これらの表面に下塗り層、裏面にバックコート層を
塗布したものも含まれる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、非磁性支持体の主面に対して層流状態
の磁性塗料を垂直方向から塗布し、その例えば針状磁性
体を垂直の方向に立てるようにしてから垂直配向処理を
行うようにしたので、従来の垂直配向方法、すなわち非
磁性支持体の長手方向に未乾燥塗布層中の磁性体粒子を
配向させてから、磁気エネルギーにより垂直配向処理を
行なう方法に比べ、垂直配向度が高く、しかも表面平滑
性に優れた磁性層を有する磁気記録媒体を提供すること
ができる。

すなわち、従来の方法では、磁性体粒子が未乾燥塗布層
中で垂直方向に立ち難かったり、また、垂直配向後側れ
たり、配列を乱したり、磁気的な凝集を生じたりするこ
とにより、得られた磁性層は磁性体粒子の垂直配向度や
表面平滑性が低下するのに比べ、本発明の方法によれば
磁性体粒子は未乾燥塗布層中で初めから垂直方向に立っ
た状態で非磁性支持体上に保持されるので、粒子の無駄
な動きが少なく、垂直配向処理を更に加えられることに
より垂直配向度が高くかつ表面平滑性に優れた磁性層を
有する磁気記録媒体を得ることができる。

【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用いる装置の一部
の概略説明図、第２図はその一部の作用説明図、第３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４図は従来の垂直配向
く装置の概略図である。 図中、１１は基材フィルムとしてのＰＥＴフィルム、１
５は塗布装置、２０はノズル装置、２０ｂはノズル本体
、１６〜１８は永久磁石、２１は表面平滑処理装置、２
３は垂直配向処理装置である。 平成２年７月２６日

Claims (2)

【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す
   る塗布工程と、この塗布工程を経て得られた未乾燥塗布
   層を有する非磁性支持体を相対する異極の磁極の間を通
   過させることにより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、上記塗布工程は垂
   直方向の磁場を印加した上記非磁性支持体主面に対し垂
   直方向からノズルに層流状態で流動させた上記磁性塗料
   を噴射して未乾燥塗布層を形成することを特徴とする磁
   気記録媒体の製造法。
2. （２）塗布工程を経て得られた未乾燥塗布層はその表面
   を平滑にする表面平滑処理を経て得られた未乾燥塗布層
   であることを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体の
   製造法。