JPH0927113A

JPH0927113A - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH0927113A
Application number: JP19618895A
Authority: JP
Inventors: Naoto Akaha; 尚登赤羽; Hideo Kusada; 英夫草田
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Ltd
Priority date: 1995-07-07
Filing date: 1995-07-07
Publication date: 1997-01-28

Abstract

(57)【要約】【目的】磁性粉末を含む磁性層の角形比ＳＲｍを0.７
５以上とし、磁性層の表層の角形比ＳＲｓを0.６０以上
にして、磁性層の表層における配向劣化がなくて、記録
再生特性に優れた磁気記録媒体を得、さらに磁性層の表
面粗さをＲａで５ｎｍ以下にして、高密度記録に優れた
磁気記録媒体を得る。【構成】磁性粉末を含む磁性層の角形比ＳＲｍを0.７
５以上とし、磁性層の表層の角形比ＳＲｓを0.６０以上
にした磁気記録媒体、さらに、磁性層の表面粗さをＲａ
で５ｎｍ以下にした磁気記録媒体

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は磁気記録媒体に関
し、さらに詳しくは、磁性層の表層における磁性粉末の
配向劣化がなくて、記録再生特性に優れた磁気記録媒体
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、磁気記録媒体は、ポリエステル
フィルムなどの基体上に、磁性粉末、結合剤樹脂、有機
溶剤等を混合分散して調製した磁性塗料を塗布、乾燥し
てつくられ、磁性塗料を塗布した後乾燥する前に、配向
磁界を印加し、磁性粉末を配向させて、記録再生特性を
向上させることが行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、磁性塗料を
塗布して形成された未乾燥の磁性層は、内部に含まれる
溶剤を磁性層の表面から揮発しながら乾燥するため、塗
布直後から配向磁場に至るまでの間に、磁性層の表層が
乾燥あるいは半乾燥状態となってしまい、磁性層に配向
磁場を印加して磁性粉末の配向処理を行っても、磁性層
表層の磁性粉末は配向が充分に行われない。

【０００４】その結果、製造された磁気記録媒体の磁性
層表層に配向劣化層が存在し、記録再生特性を低下させ
てしまうという問題が生じ、特に、短波長記録特性に優
れまたディジタル記録用に適した膜厚１μｍ以下の薄膜
磁性層を持つ磁気記録媒体では、磁性層全厚に占める配
向劣化層の割合が大きくなるため、記録再生特性の劣化
が著しい。

【０００５】この発明はかかる問題を克服するためにな
されたもので、磁性塗料を塗布して形成された未乾燥の
磁性層の乾燥を、塗布直後から配向磁場に至るまでの間
調整し、また、乾燥後の磁性層表面を研磨処理し、その
後表面平滑化処理したりして、磁性層の角形比ＳＲｍを
0.７５以上とし、かつその磁性層の表層の角形比ＳＲｓ
を0.６０以上とすることにより、磁性層の表層における
配向劣化を抑制し、磁気記録媒体の記録再生特性の劣化
を効果的に防止しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、基体上に設
けた磁性粉末を含む磁性層の角形比ＳＲｍを0.７５以上
とし、かつその磁性層の表層の角形比ＳＲｓを0.６０以
上にしており、さらに磁性層の厚みを１μｍ以下とし、
また磁性層の表面粗さをＲａで５ｎｍ以下にしている。

【０００７】この発明の磁気記録媒体は、基体上に設け
た磁性粉末を含む磁性層の角形比ＳＲｍを0.７５以上と
し、かつその磁性層の表層の角形比ＳＲｓを0.６０以上
にしているため、磁性層表層の磁性粉末の配向が充分に
行われ、磁性層の表層における配向劣化が抑制されて、
磁気記録媒体の記録再生特性の劣化が効果的に防止され
る。また、磁性層表面の表面粗さをＲａで５ｎｍ以下に
しているため、特に短波長記録における記録再生特性が
良好となり、厚みが１μｍ以下の磁性層を有する磁気記
録媒体においてその効果が著しい。

【０００８】

【発明の実施の形態】この発明において、磁性粉末を含
む磁性層はその角形比ＳＲｍが0.７５以上で、かつ磁性
層表層の角形比ＳＲｓが0.６０以上であることが好まし
く、磁性層の角形比ＳＲｍが0.７５未満であると、記録
再生出力特性がほとんど向上せず、また、磁性層の表層
の角形比ＳＲｓが0.６０未満であると、特に短波長域の
記録再生出力が劣化してしまい、記録再生出力特性に優
れた磁気記録媒体を得ることができない。

【０００９】このように、基体上に設けた磁性粉末を含
む磁性層の角形比ＳＲｍが0.７５以上で、かつその磁性
層の表層の角形比ＳＲｓが0.６０以上の磁気記録媒体
は、走行する基体上に磁性塗料を塗布した直後から配向
磁場中に至る間の雰囲気を、磁性塗料中に含まれる溶剤
の蒸気圧がほぼ１００％の雰囲気にし、さらに、乾燥後
の磁性層表面を研磨処理し、その後表面平滑化処理し
て、磁性層表面の配向劣化層を効率良く除去加工するな
どの方法で形成される。

【００１０】走行する基体上に磁性粉末を含ませた磁性
塗料を塗布した直後から配向磁場中に至る間の雰囲気
を、磁性塗料中に含まれる溶剤の蒸気圧がほぼ１００％
の雰囲気にするときは、たとえば、図１に示す磁気記録
媒体製造装置を使用して行われる。

【００１１】すなわち、図１において、１は基体であ
り、その走行経路に配設されたダクト２の入り側スリッ
ト３から導入され、出側スリット４から導出されて走行
する。

【００１２】５はダクト２内を走行する基体１上に非磁
性塗料を塗布する押出し式の下層コ−タ−、６は下層コ
−タ−５で形成された基体１上の非磁性層７上に磁性塗
料を塗布する押出し式の上層コ−タ−で、基体１上には
このような下層コ−タ−５および上層コ−タ−６によ
り、ウエット・オン・ウエット方式で非磁性塗料および
磁性塗料が塗布されて下層の非磁性層７と上層の磁性層
８とが積層形成される。

【００１３】９はソレノイドコイルで、基体１がダクト
２内を走行する間およびダクト２から導出されて一定距
離走行する間、基体１の長手方向に向く磁場を発生し
て、基体１上に非磁性層７を介して形成した磁性層８中
に含まれる磁性粉末を長手方向に配向している。

【００１４】１０は蒸気圧調整タンクで、ダクト２の入
り側スリット３側と排気パイプ１１および排気ポンプ１
２で連通連結され、またダクト２の出側スリット４側と
給気ポンプ１３および給気パイプ１４で連通連結されて
おり、排気ポンプ１２および給気ポンプ１３を作動し
て、蒸気圧調整タンク１０内下部に封入した溶剤１５の
蒸気１６をダクト２内に循環させ、その蒸気圧がほぼ１
００％に保たれるようにしている。

【００１５】しかして、蒸気圧調整タンク１０内下部に
磁性塗料に含まれる溶剤１５を封入しておくと、ダクト
２内で、非磁性塗料および磁性塗料が塗布されて下層の
非磁性層７と上層の磁性層８とが積層形成され、さらに
ソレノイドコイル９により磁場配向される間、常に溶剤
１５の蒸気１６でもって蒸気圧がほぼ１００％に保たれ
る。

【００１６】従って、この間、磁性塗料を塗布して形成
された未乾燥の磁性層８が乾燥あるいは半乾燥状態にな
ることがなく、磁性層８に配向磁場を印加し、磁性粉末
に配向処理を行うと、磁性層８表層の磁性粉末の配向が
充分に行われ、製造された磁気記録媒体の磁性層表層の
配向劣化が抑制されて、磁気記録媒体の記録再生特性の
劣化が効果的に防止される。

【００１７】なお、基体上に複数の磁性層あるいは非磁
性層と磁性層を組み合わせて積層形成する場合は、最上
層の磁性層を形成するのに用いた塗料の溶剤と同じもの
を用いて、その溶剤１５の蒸気１６による蒸気圧がほぼ
１００％となるようにするのが好ましく、磁性層を形成
する磁性塗料の溶剤として、複数の溶剤を混合して用い
るときは、磁性層の塗布直後から配向磁場中に至る磁性
層の雰囲気を、磁性塗料中に含まれた混合溶剤を形成す
る各単独溶剤の蒸気圧の分圧の和がほぼ１００％になる
ようにすればよい。

【００１８】また、磁性層の雰囲気が、磁性塗料中に含
まれる溶剤の蒸気圧がほぼ１００％に保たれる範囲は、
塗布直後から開始され、配向磁場中で終了するように設
定するのが好ましく、特に配向磁場中にある終了点の設
置位置に関しては、磁性粉末が充分配向された時点で終
了するように設置するのが好ましい。また、磁性層の磁
性粉末が充分配向された後、できるかぎり速やかに磁性
層を乾燥させるのか好ましい。

【００１９】このような磁性塗料の溶剤としては、シク
ロヘキサノン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、ベン
ゼン、トルエン、キシレン、ジメチルホルムアミド、ジ
オキサン、テトラヒドロフランなど、一般に磁気記録媒
体に使用される有機溶剤が単独または混合して用いられ
る。

【００２０】また、磁性塗料あるいは非磁性塗料の塗布
方法としては、押出し式コ−タ−に限らず、リバ−スロ
−ラ−、ドクタブレ−ド等いずれの塗布方式を用いても
よく、磁性層あるいは非磁性層を積層して形成する場
合、これらの塗布方式を適宜組み合わせて、ウエット・
オン・ウエット、ウエット・オン・ドライ等いずれの積
層塗布方法を用いてもよい。

【００２１】さらに、磁性粉末の磁場配向は、永久磁
石、ソレノイドコイル、ヨ−ク、遮磁材料等を任意に組
み合わせてもよく、このようにして発生させた配向磁場
を用い、磁性層中の磁性粉末を、長手方向、垂直方向あ
るいは斜め方向等任意の方向に配向してもよい。

【００２２】このように、磁性層８表層の磁性粉末の配
向が充分に行われて乾燥された後、さらに、磁性層表面
を研磨処理し、その後表面平滑化処理して、磁性層表面
の配向劣化層を除去すると、磁性層における表層まで磁
性粉末が良く配向された磁性層が得られ、磁性層の角形
比ＳＲｍが0.７５以上で、かつその磁性層の表層の角形
比ＳＲｓが0.６０以上の記録再生特性に優れた磁気記録
媒体が得られる。

【００２３】特に、磁性層の角形比ＳＲｍを0.７５以
上、かつ磁性層の表層の角形比ＳＲｓを0.６０以上にし
て、配向劣化層を除去したものは、記録波長が0.８μｍ
以下で、短波長記録になるほどその記録再生特性の向上
に効果がある。

【００２４】しかしながら、高密度磁気記録媒体では、
磁性層表面が粗面化すると、磁性層表面と磁気ヘッドの
間のスペ−シングが増加してしまい、短波長信号ほど記
録再生出力が減衰する。

【００２５】また、磁性層表面の表面粗さをＲａで５ｎ
ｍを超えて粗面化すると、磁性層表層の磁性粉末まで充
分に配向を行ってもその効果を充分発揮することができ
ず、短波長域の記録再生特性に優れた磁気記録媒体が得
られない。

【００２６】このため、磁性層表面の表面粗さはＲａで
５ｎｍ以下にする必要があり、さらに４ｎｍ以下にする
のが好ましい。

【００２７】磁性層表面の表面粗さをＲａで５ｎｍ以下
に平滑化するには、たとえば、基体表面に磁性塗料を塗
布、乾燥して形成された磁性層の表面を、粒子が比較的
大きなラッピングフイルムを用いて研磨し、磁性層表面
を効率よく除去加工した後、粒子が比較的細かいラッピ
ングフイルムを用いて仕上げ加工を行うなどの方法で行
われる。

【００２８】このようにして製造される磁気記録媒体
は、基体上に一層あるいは複数の磁性層を積層したり、
非磁性層と磁性層を組み合わせて積層形成するときにも
良好に適応でき、特に、最上層に膜厚１μｍ以下の薄膜
磁性層を形成する場合に好適で、磁性層の表層における
磁性粉末の配向劣化がなく、記録再生特性に優れた磁気
記録媒体が得られる。

【００２９】磁性層に使用される磁性粉末としては、γ
−Ｆｅ₂Ｏ₃粉末、Ｆｅ₃Ｏ₄粉末、γ−Ｆｅ₂Ｏ₃粉
末とＦｅ₃Ｏ₄粉末の中間酸化物粉末、Ｃｏ含有γ−Ｆ
ｅ₂Ｏ₃粉末、Ｃｏ含有Ｆｅ₃Ｏ₄粉末、ＣｒＯ₂粉
末、バリウムフェライト粉末、ストロンチウムフェライ
ト粉末、およびＦｅ粉末、Ｃｏ粉末、Ｆｅ−Ｎｉ粉末な
どの金属粉末など、一般に磁気記録媒体に使用される磁
性粉末がいずれも好適なものとして使用される。

【００３０】また、結合剤樹脂としては、塩化ビニル−
酢酸ビニル系共重合体、ポリビニルブチラ−ル系樹脂、
繊維素系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹
脂、アクリル樹脂、イソシアネ−ト化合物など、従来一
般に使用されるものがいずれも使用される。

【００３１】なお、磁性塗料中には、分散剤、研磨剤、
潤滑剤、帯電防止剤など、一般に磁性塗料中に添加され
るものが、いずれも必要に応じて添加使用される。

【００３２】

【実施例】次に、この発明の実施例について説明する。実施例１酸化チタン（粒径0.０３５μｍ）７０重量部ニトロセルロ−ス１０〃（旭化成社製；ニトロセルロ−スＨＩＧ１）熱可塑性ポリウレタン樹脂７〃（日本ポリウレタン工業社製；ニッポラン２３０１）ミリスチン酸２〃カ−ボンブラック（粒径１６ｍμｍ）２０〃シクロヘキサノン１５０〃トルエン１５０〃上記組成物をボ−ルミル中で９６時間混合分散した後、
さらに、３官能性ポリイソシアネ−ト化合物（日本ポリ
ウレタン工業社製；コロネ−トＬ）を５重量部を加え、
撹拌して非磁性塗料を調整した。

【００３３】一方強磁性金属粉末（保磁力１７７０エルステッド、飽和磁１００重量部化量１１８ｅｍｕ／g 、長軸径0.１０μｍ、軸比１０）塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体１０〃（U.C.C 社製；ＶＹＨＨ）熱可塑性ポリウレタン樹脂７〃（日本ポリウレタン工業社製；ニッポラン２３０１）アルミナ（粒径0.１５μｍ）８〃ミリスチン酸２〃カ−ボンブラック（粒径２０ｍμｍ）２〃シクロヘキサノン１６０〃トルエン１６０〃の組成物をボ−ルミル中で９６時間混合分散した後、さ
らに、３官能性ポリイソシアネ−ト化合物（日本ポリウ
レタン工業社製；コロネ−トＬ）を５重量部を加え、撹
拌して磁性塗料を調整した。

【００３４】次いで、図１に示す磁気記録媒体製造装置
を用い、蒸気圧調整タンク１０に、シクロヘキサノンと
トルエンを重量比にして１対１の割合で混合した溶剤１
５を入れて、ダクト２内の蒸気圧を１００％に調整した

【００３５】そして、ダクト２内を走行する厚さ８μｍ
の２軸配向ポリエチレンテレフタレ−トフィルム１の表
面に、下層コ−タ−５で非磁性塗料を乾燥後の厚さが２
μｍとなるように塗布し、続いて上層コ−タ−６で磁性
塗料を乾燥後の厚さが0.１５μｍとなるようにウエット
・オン・ウエット方式で塗布して、非磁性層７および磁
性層８を形成した。同時に、ソレノイドコイル７で磁場
強度５ＫＧで配向し、しかる後、乾燥し、カレンダ−に
て表面平滑化処理を行って、磁気記録媒体原反Ｉを得
た。

【００３６】次ぎに、乾燥直後の磁気記録媒体原反Ｉの
磁性層表面を、＃４０００番、＃８０００番のラッピン
グフィルムによりこの順に研磨加工を行った後、メタル
ロ−ルのみで構成されたカレンダ−により、ロ−ル温度
１００℃、ロ−ル線圧３００Ｋｇ／ｃｍでカレンダ−処
理を行った。そして、カレンダ−処理後の磁性層表面を
さらに＃２００００番のラッピングフィルムで仕上げ研
磨を行い、磁気記録媒体原反IIを得た。しかる後、得ら
れた磁気記録媒体原反IIを８ｍｍ幅に裁断して磁気テ−
プを作製した。

【００３７】実施例２実施例１において、下層コ−タ−５による非磁性層の形
成を省き、上層コ−タ−６によって形成される磁性層の
乾燥後の厚さを0.１５μｍから2.５μｍに変更した以外
は、実施例１と同様にして磁気テ−プを作製した。

【００３８】実施例３実施例１において、乾燥直後の磁気記録媒体原反Ｉの磁
性層表面を、＃４０００番、＃８０００番のラッピング
フィルムによりこの順に研磨加工を行った後、メタルロ
−ルのみで構成されたカレンダ−により、ロ−ル温度１
００℃、ロ−ル線圧３００Ｋｇ／ｃｍでカレンダ−処理
し、カレンダ−処理後の磁性層表面をさらに＃２０００
０番のラッピングフィルムで仕上げ研磨を行う方法に代
え、乾燥直後の磁気記録媒体原反Ｉの磁性層表面を、＃
４０００番のラッピングフィルムにより研磨加工を行っ
た後、メタルロ−ル−弾性ロ−ル構成のカレンダ−に
て、ロ−ル温度８０℃、ロ−ル線圧２５０Ｋｇ／ｃｍで
カレンダ−処理を行った以外は、実施例１と同様にして
磁気テ−プを作製した。

【００３９】実施例４実施例３において、下層コ−タ−５による非磁性層の形
成を省き、上層コ−タ−６によって形成される磁性層の
乾燥後の厚さを0.１５μｍから2.５μｍに変更した以外
は、実施例３と同様にして磁気テ−プを作製した。

【００４０】比較例１実施例１において、ダクト２およびダクト２に連通連結
された蒸気圧調整タンク１０を取り外した以外は、実施
例１と同様にして磁気記録媒体原反Ｉを得、また、研磨
仕上げ処理において、乾燥直後の磁気記録媒体原反Ｉの
磁性層表面を、＃４０００番、＃８０００番のラッピン
グフィルムによりこの順に研磨加工する工程を省いた以
外は、実施例１と同様にして研磨仕上げ処理を行い、磁
気テ−プを作製した。

【００４１】比較例２比較例１において、下層コ−タ−５による非磁性層の形
成を省き、上層コ−タ−６によって形成される磁性層の
乾燥後の厚さを0.１５μｍから2.５μｍに変更した以外
は、比較例１と同様にして磁気テ−プを作製した。

【００４２】比較例３比較例１において、メタルロ−ルのみで構成されたカレ
ンダ−により、ロ−ル温度１００℃、ロ−ル線圧３００
Ｋｇ／ｃｍでカレンダ−処理を行う代わりに、メタルロ
−ル−弾性ロ−ル構成のカレンダ−にて、ロ−ル温度８
０℃で、ロ−ル線圧２５０Ｋｇ／ｃｍでカレンダー処理
を行い、さらに、カレンダ−処理後の磁性層表面を、＃
２００００番のラッピングフィルムで仕上げ研磨をする
工程を省いた以外は、比較例１と同様にして磁気テープ
を作製した。

【００４３】比較例４比較例３において、下層コ−タ−５による非磁性層の形
成を省き、上層コ−タ−６によって形成される磁性層の
乾燥後の厚さを0.１５μｍから2.５μｍに変更した以外
は、比較例３と同様にして磁気テ−プを作製した。

【００４４】比較例５実施例１において、ソレノイドコイル７で発生させた磁
場強度を５ＫＧから2.５ＫＧに変更した他は、実施例１
と同様にして磁気テープを作製した。

【００４５】各実施例および比較例で得られた磁気テ−
プについて、磁性層の角形比ＳＲｍ、磁性層の表層の角
形比ＳＲｓ、記録再生出力（Ｒ／Ｗ出力）、表面粗さＲ
ａを下記の方法で測定した。

【００４６】＜磁性層の角形比ＳＲｍ＞試料振動型磁力
計（東映工業社製；ＶＳＭ−５）を用い、磁性層の飽和
磁化量と残留磁化量を測定し、残留磁化量の測定値を飽
和磁化量の測定値で除算して求めた。

【００４７】＜磁性層の表層の角形比ＳＲｓ＞効果磁気
特性測定装置（日立ＤＥＣＯ社製；ＲＯ−３０００）を
用い、磁性層表層の飽和磁化量と残留磁化量を測定し、
残留磁化量の測定値を飽和磁化量の測定値で除算して求
めた。

【００４８】＜信号記録再生出力（Ｒ／Ｗ出力）＞ドラ
ム式テスタを用いて、記録波長λが0.５、0.４μｍの単
一正弦波信号の記録再生出力を測定し、比較例４の磁性
層が単層の磁気テ−プを記録再生出力測定のための標準
テ−プとし、このテ−プの出力を０ｄＢとして、それと
の比をｄＢで表した。

【００４９】＜表面粗さＲａ＞米国特許ＵＳ４６３９１
３９による光干渉式３次元表面形状測定装置ＴＯＰＯ−
３Ｄ（米国ＷＹＫＯ社製）に、ＰＸ４０対物ヘッド（米
国ＷＹＫＯ社製）を取付け、磁性層表面２５０μｍ角の
範囲を空間サンプリング間隔0.０６８μｍで形状測定を
行い、得られた形状デ−タに、下記の傾斜補正、球面補
正および円筒面補正を行って、磁性層表面の３次元形状
を得た。そして、磁性層表面の３次元形状の高さの相加
平均値を求め、次に高さ全ポイントと相加平均値との平
均偏差を計算して、中心面平均粗さＲａを求めた。な
お、各補正を行った後の３次元形状で高さが０に相当す
る平面を平均面とした。

【００５０】傾斜補正各座標における３次元デ−タとの高さ方向の偏差の２乗
平方根が最小となるような平面を算出した後、３次元デ
−タの高さから平面の高さを除算する。

【００５１】球面補正傾斜補正後の各座標における３次元形状デ−タとの高さ
方向の偏差の２乗平方根が最小となるような球面を算出
した後、３次元デ−タの高さから球面の高さを除算す
る。

【００５２】円筒面補正球面補正後の各座標における３次元形状デ−タとの高さ
方向の偏差の２乗平方根が最小となるような平均面に並
行な中心軸を持つ円筒面を算出した後、３次元データの
高さから円筒面の高さを除算する。下記表１はその結果
である。

【００５３】

【００５４】

【発明の効果】上記表１から明らかなように、この発明
で得られる磁気テ−プ（実施例１〜４）は従来の磁気テ
−プ（比較例１〜６）に比し、いずれも短波長域での信
号記録再生出力が高く、このことからこの発明によれ
ば、磁性層の配向劣化がなく、特に短波長記録再生出力
に優れた磁気記録媒体が得られることがわかる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の磁気記録媒体の製造装置の一例を示
す概略説明図である。

【符号の説明】

１基体２ダクト３入り側スリット４出側スリット５下層コ−タ− ６上層コ−タ− ７非磁性層８磁性層９ソレノイドコイル１０蒸気圧調整タンク１１排気パイプ１２排気ポンプ１３給気ホンプ１４給気パイプ１５溶剤１６蒸気

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基体上に磁性粉末を含む磁性層を設けた
磁気記録媒体において、磁性層の角形比ＳＲｍが0.７５
以上で、かつその磁性層の表層の角形比ＳＲｓが0.６０
以上であることを特徴とする磁気記録媒体
【請求項２】磁性層の厚みが１μｍ以下である請求項
１記載の磁気記録媒体
【請求項３】磁性層の表面粗さがＲａで５ｎｍ以下で
ある請求項１記載の磁気記録媒体