JPH10172134A

JPH10172134A - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH10172134A
Application number: JP32624996A
Authority: JP
Inventors: Mikio Kishimoto; 幹雄岸本; Noriaki Otani; 紀昭大谷; Toshio Kanzaki; 壽夫神崎; Akihiko Ito; 明彦伊藤
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Ltd
Priority date: 1996-12-06
Filing date: 1996-12-06
Publication date: 1998-06-26

Abstract

(57)【要約】【課題】下記の磁気記録媒体により、データ面を全て
データ信号の記録に使用できて、かつ低い記録電流でサ
ーボ信号を書き込むことができ、さらに一度書き込んだ
サーボ信号は、その後消去あるいは書換えされることの
ほとんどない磁気ディスクを提供する。【解決手段】非磁性支持体上に強磁性粉末及び結合剤
を主体とする磁性層が設けられおり、前記非磁性支持体
と磁性層の間にＭｎＢｉ磁性粉末を含有する下塗り層が
設けられている磁気ディスク。

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、高密度記録を可
能にする磁気ディスクに関する。

【０００２】

【従来の技術】フロッピーディスクは、近年高密度化が
強く要求されている。記録密度を向上させるには、ディ
スクの円周方向の線記録密度の向上と、直径方向のトラ
ック密度の向上が必要となる。線記録密度はディスクの
磁性層の記録特性に大きく依存する。一方、トラック密
度を向上させるには、書き込みおよび読み出しのための
磁気ヘッドを目的とするトラック上に正確に位置決めす
ることが要求され、サーボ制御が必要になる。

【０００３】サーボ制御には、データ記録面にサーボ信
号を記録するデータ面サーボと、記録周波数により磁気
ヘッドからの磁界の到達距離が異なることを利用して、
データ記録層よりも深層に低周波数のサーボ信号を記録
する深層サーボがある。データ面サーボでは、記録面の
一部分をサーボ信号に割り当てるため、その分データ信
号の記録容量が少なくなる。したがって記録面にデータ
信号を詰め込み、できる限り大容量化するためには、記
録面にサーボ信号を入れる方法は好ましくない。

【０００４】一方、データ面にサーボ信号を記録しない
深層サーボは、データ面を全てデータ信号の記録に使用
できるため、大容量化する上で有効である。しかし、近
年大容量ディスク用の磁性粉末としては、鉄を主体とす
る高保磁力のメタル磁性粉末が主流になり、磁気ヘッド
の記録電流が限界に近い状態で使用されている。深層に
サーボ信号を記録するためには、記録周波数を低くする
と同時に、磁気ヘッドにデータ記録時よりも強い記録電
流を流して記録する必要がある。しかし前述したよう
に、磁気ヘッドの記録電流はほぼ限界に近い状態にある
ため、十分に高い出力のサーボ信号を得るために、さら
に強い記録電流で書き込むのは極めて困難な状況にあ
る。さらに、サーボ信号が書き込まれたとしても、装置
によって磁気ヘッドの性能にバラツキがあるため、デー
タ書き込み時に、記録電流が強すぎるため、深層部に書
き込まれたサーボ信号まで書換えられてしまい、サーボ
信号の出力が著しく低下してしまう問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる現状
に鑑み種々検討を行った結果なされたもので、デ−タ面
を全てデータ信号の記録に使用できて、かつ低い記録電
流でサーボ信号を書き込むことができ、さらに一度書き
込んだサーボ信号は、その後消去あるいは書換えされる
ことのほとんどない磁気ディスクを提供することを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明では非磁性支持体上に、まずＭｎＢｉ磁性
粉末を含有させた下塗り層を形成し、次にこの下塗り層
上にデ−タ信号の記録層である強磁性粉末を含有する上
層磁性層を形成する。一度書き込むと、その後消去ある
いは書換えされることのほとんどないサーボ信号は、以
下の様にして記録される。まず本発明の磁気ディスクを
低温に冷却して消磁（初期化）した後、通常の方法でサ
ーボ信号を記録する。

【０００７】ＭｎＢｉ磁性粉末は、保磁力の温度依存性
の一例を示す図１から明らかなように、３００Ｋでは保
磁力が約１２０００Ｏｅと高いが、温度が下がると低下
し、１００Ｋでは１５００Ｏｅ以下となる。したがっ
て、この性質を利用して低温に冷却することにより消磁
することができ（初期化）、消磁後は室温で容易に磁化
することができる。

【０００８】また、このＭｎＢｉ磁性粉末を用いた磁気
ディスクの室温における初期磁化曲線を示す図２からも
明らかなように、初期化後は、室温で２０００Ｏｅ程度
の低い磁界で容易に磁化することができる。しかしなが
ら、この磁気ディスクは一度磁化すると、１４０００Ｏ
ｅ程度の高い保磁力を示すようになる。したがって一度
書き込んだサーボ信号は、その後いくら強い記録電流で
データ記録を行っても、消去あるいは書換えされること
はない。上記のように通常の方法で記録したサーボ信号
は、ＭｎＢｉ磁性粉末を含有する下塗り層にも、データ
記録層である強磁性粉末を含有する上層磁性層にも記録
される。

【０００９】次にデータの記録であるが、データ記録も
通常の方法により行なうことができる。データ信号を記
録すると、強磁性粉末を含有する磁性層は、最初に記録
されているサーボ信号から、データ信号に書換えられ
る。一方、ＭｎＢｉ磁性粉末を含有する下塗り層に記録
されているサーボ信号は書換えられることはない。なぜ
ならデータを記録するための磁性層の保磁力は、高々３
０００Ｏｅ程度であるのに対して、ＭｎＢｉ磁性粉末を
含有する下塗り層の保磁力は１４０００Ｏｅ程度もある
ため、磁気ヘッドでは書換えはもちろん消去されること
もほとんどなくなく、出力の安定したサーボ信号が得ら
れる。即ち本発明の磁気ディスクは、サーボ信号の記録
もデータ信号の記録も特殊な方法、装置は必要とせず、
従来用いられている装置をそのまま使用して、書換えは
もちろん消去されることのほとんどないサーボ信号が得
られるという大きな特徴がある。

【００１０】使用するＭｎＢｉ磁性粉末の粒子径として
は、小さいほうが上層磁性層の表面平滑性に与える影響
も小さく、高密度記録する上で好都合であるが、小さ過
ぎると化学的安定性が低下し、腐食等により磁化が低下
しやすくなる。したがって安定したサーボ信号出力と高
密度記録を同時に達成するためには、０．２〜１．０μ
ｍの範囲の粒子径のＭｎＢｉ磁性粉末を使用することが
好ましい。

【００１１】このＭｎＢｉ磁性粉末の粒子径は、通常高
密度記録用に使用されている強磁性粉末に比べると大き
いが、データ記録用の磁性層に含有させるのではなく、
磁性層よりも下層に位置する下塗り層に含有させるた
め、磁性層の表面平滑性にほとんど影響を与えない。さ
らに通常サーボ信号の記録密度は、データ信号の記録密
度に比べて低いため、比較的大きな粒子径のものを使用
しても十分に高いＳ／Ｎを得ることができる。

【００１２】また、このＭｎＢｉ磁性粉末を含有する下
塗り層には非磁性粉末を添加することが好ましい。下塗
り層中に非磁性粉末を添加することにより、粒子径の大
きなＭｎＢｉ磁性粉末を用いた場合でも、上層磁性層の
表面平滑性に与える影響を少なくできるとともに、非磁
性粉末がＭｎＢｉ磁性粉末同士の間に介在することによ
り分散安定性、化学的安定性に優れる媒体を得ることが
可能となる。

【００１３】本発明の磁気ディスクを構成するＭｎＢｉ
磁性粉末を含有する下塗り層および強磁性粉末を含有す
る磁性層の厚さに関しては、特に限定されることはない
が、下塗り層としては、ＭｎＢｉ磁性粉末の粒子径と同
等以上にすることが好ましい。また強磁性粉末を含有す
る磁性層は、あまり厚過ぎると、ＭｎＢｉ磁性粉末を含
有する層まで、磁気ヘッドからの磁界が届きにくくなる
ため、２μｍ程度以下に設定することが好ましい。また
ＭｎＢｉ磁性粉末とともに含有させる非磁性粉末として
は、特に限定されることはなく、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、
α−Ｆｅ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、Ｃｒ₂Ｏ₃等、通常磁気記録媒
体用に使用される非磁性粉末は全て使用可能である。

【００１４】下塗り層中に非磁性粉末を添加する場合の
ＭｎＢｉ磁性粉末の量は、特に制限されないが、多すぎ
ると、サーボ信号の出力が大きくなり過ぎて、フィルタ
ー等を用いてデータ信号とサーボ信号を分離するとき
に、データ信号のＳ／Ｎが低下しやすくなる。一方少な
過ぎると、サーボ信号の出力が低くなり、サーボ制御時
にエラーが発生しやすくなる。したがってＭｎＢｉ磁性
粉末の含有量は、非磁性粉末に対して２〜４０重量％と
することが好ましい。

【００１５】さらに、データ信号を記録するための上層
磁性層に使用する強磁性粉末としては、鉄を主体とする
メタル磁性粉末、バリウムフェライトおよびストロンチ
ウムフェライト等の六方晶フェライト磁性粉末、Ｃｏ−
γ−Ｆｅ₂Ｏ₃など磁気記録用に使用可能な磁性粉末は全
て適用できるが、鉄を主体とするメタル磁性粉末や六方
晶フェライト磁性粉末などの１０００Ｏｅ以上の保磁力
を有する強磁性粉末を使用したときに、特に本発明の媒
体が威力を発揮する。なぜなら、磁性層にこれらの高保
磁力磁性粉末を使用したときには、データ記録時に磁気
ヘッドに強い記録電流を流す必要があるが、通常の深層
サーボでは、サーボ信号までデータ信号に書換えられや
すくなるためである。

【００１６】

【発明の実施の形態】この発明について詳細に説明す
る。

【００１７】まず、ＭｎＢｉ磁性粉末は、図１において
既述したように、３００Ｋでは保磁力が約１２０００Ｏ
ｅと高いが、温度が下がると低下し、１００Ｋでは１５
００Ｏｅ以下となる。したがって、この性質を利用して
低温に冷却することにより消磁することができ（初期
化）、消磁後は室温で容易に磁化することができる。

【００１８】また、図２において説明したように、この
ＭｎＢｉ磁性粉末を用いた磁気ディスクは、初期化後は
室温で２０００Ｏｅ程度の低い磁界で容易に磁化するこ
とができるが、一度磁化すると１２０００Ｏｅ程度の高
い保磁力を示すようになり、その後のデータの消去や書
き換えが極めて困難になる。

【００１９】図３は、このＭｎＢｉ磁性粉末を用いた磁
気ディスクと、下塗り層を設けず保磁力１８００Ｏｅの
メタル磁性粉末のみを用いた磁気ディスクの消去特性を
比較したものである。メタル磁性粉末のみを用いた磁気
ディスクでは、約７ｍＡの消去電流で消去されて再生出
力はゼロになる。これに対しＭｎＢｉ磁性粉末を用いた
磁気ディスクでは、７ｍＡの消去電流ではほとんど出力
が低下せず、さらに高い消去電流においても約１０％出
力が低下するだけである。このことは、一度サーボ信号
を記録すると、その後データ信号を記録しても、サーボ
信号が消去あるいは書換えされることはほとんどなく、
極めて安定した出力のサーボ信号が得られることを示し
ている。

【００２０】この発明のＭｎＢｉ磁性粉末は、粉末冶金
法、アーク炉溶解法、高周波溶解法、溶融急冷法等によ
りＭｎＢｉインゴットとし、これを粉砕して製造され、
たとえば、粉末冶金法で製造する場合、インゴットを作
製する工程、これを粉砕する工程および安定化処理工程
に分けて下記のようにして製造される。なお必ずしも粉
砕法によらずＭｎＢｉ磁性粉末としてもよい。

【００２１】まずインゴットの作製は、５０〜３００メ
ッシュのＭｎ粉およびＢｉ粉を充分に混合し、これを加
圧プレスして成型体とし、インゴットが作製される。

【００２２】Ｍｎ粉およびＢｉ粉を混合する場合、その
比率（Ｍｎ／Ｂｉ）はモル比で４５：５５から６５：３
５の範囲にするのが好ましく、Ｂｉに比べてＭｎを多く
すると、ＭｎＢｉ磁性粉末としたときにその表面にＭｎ
の酸化物や水酸化物を形成することにより、ＭｎＢｉ磁
性粉末の耐食性が向上し、良質な磁性粉末が得られる。
このため、Ｂｉに比べてＭｎを多くするのがより好まし
い。

【００２３】ここで使用されるＭｎ粉およびＢｉ粉とし
ては、不純物の含有量が少ないものを使用するのが好ま
しいが、磁気特性を調整するときには、これにＮｉ、Ａ
ｌ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ｆｅなどの金属を添加して使用
される。このような金属を添加する場合、その添加量
は、ＭｎＢｉに対して０．６原子％以上とすることによ
り磁気特性を良好に制御することができ、５．０原子％
より少なくすることによりＭｎＢｉの結晶構造自体を良
好に維持することができＭｎＢｉ本来の特性を発揮でき
るため、０．６〜５．０原子％の範囲内になるようにす
るのが好ましい。また、これらの添加方法としては、あ
らかじめＭｎとこれらの元素の合金を作っておくことが
好ましい。

【００２４】また、Ｍｎ粉またはＢｉ粉としては、あら
かじめ粉砕してあったものを用いてもよいし、フレーク
あるいはショット等の塊を粉砕により微粉化して用いて
もよい。焼結反応により合成する場合には、ＭｎとＢｉ
の接触界面を通しての拡散反応によりＭｎＢｉが生成す
るため、Ｍｎ粉およびＢｉ粉は５０〜３００メッシュに
微粉化したものを用いると生成反応がスムーズに進む。
これらＭｎ粉およびＢｉ粉の混合は、自動乳鉢、ボール
ミルなど任意の手段で行われる。

【００２５】Ｍｎ粉およびＢｉ粉を加圧プレスして成型
体とする場合、加圧力は１〜８ｔ／ｃｍ²にするのが好
ましく、このような加圧力で加圧プレスして成型体とす
ると、焼結反応が促進されて均一なインゴットが作製さ
れる。加圧力を１ｔ／ｃｍ²以上とすることによりＭｎ
Ｂｉインゴットをより均一にすることができ、８ｔ／ｃ
ｍ²以下とすることにより生産性を向上することができ
る。

【００２６】得られた成型体は、ガラス容器あるいは金
属容器に密封され、容器内は真空あるいは不活性ガス雰
囲気とし、熱処理中の酸化が防止される。不活性ガスと
しては、水素、窒素、アルゴン等が使用できるが、コス
トの点から窒素ガスが最適なものとして使用される。こ
のように成型体を密封した容器は、次いで、電気炉に入
れられて、２６０〜２７１℃で２〜１５日間熱処理され
る。熱処理温度を２６０℃以上とすることにより熱処理
を短時間で行うことができるとともに、得られるインゴ
ットの磁化量を高くすることができ、また２７１℃以下
とすることによりＢｉの融解を抑制し、均一なインゴッ
トが得られるため、Ｂｉの融点直下で行うことが好まし
い。

【００２７】このようにして作製されたＭｎＢｉインゴ
ットは取り出されて、予め自動乳鉢等により不活性ガス
雰囲気中で粗粉砕され、粒子サイズが１００〜５００μ
ｍに調整される。そして、ボールミル、遊星ボールミル
等を用いたボ−ルの衝撃を利用した湿式粉砕、あるいは
ジェットミル等の乾式粉砕により粒子間や容器の壁への
粒子の衝突による衝撃により微粒子化される。

【００２８】このボールの衝撃を利用した粉砕において
は、粉砕が進むにつれて、ボールの径を段階的に小さく
して粉砕すると、より粒子径の均一な磁性粉が得られ
る。元々、ＭｎＢｉは六方晶構造を有するために、劈開
する性質を示し、このために高いエネルギーをかけて粉
砕する必要はない。湿式粉砕の場合の液体としては有機
溶媒を使用することが好ましく、さらに有機溶媒として
はトルエン等の非極性溶媒を使用し、あらかじめ溶媒中
の溶存水分を除去しておくことがことが好ましい。一
方、乾式粉砕の場合には、非酸化性雰囲気で行うことが
好ましい。この非酸化性雰囲気としては、真空あるいは
窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気が好適な
ものとして用いられる。

【００２９】このようにして得られるＭｎＢｉ磁性粉末
の平均粒子径は、０．１μｍ以上２０μｍ以下の範囲に
あり、粉砕条件により粒子径をコントロールできる。粒
子径が０．１μｍより大きくすることにより最終的に得
られる磁性粉の飽和磁化を高くすることができ、また２
０μｍ以下とすることにより、磁性粉の保磁力を十分に
大きくすることができるとともに、最終的に得られる媒
体の表面平滑性が良好となり、十分な記録を行うことが
できるが、本発明の磁気ディスク用には、上記の方法で
作製したＭｎＢｉ磁性粉末の内、既述したように平均粒
子径が０．２〜１．０μｍの範囲のものを使用すること
が好ましい。

【００３０】以上の工程により、１６ｋＯｅの磁界を印
加して測定した保磁力が３００Ｋにおいて３０００〜１
５００００Ｏｅの範囲に、８０Ｋにおいて５０〜１００
０Ｏｅの範囲にあり、かつ３００Ｋにおいて１６ｋＯｅ
の磁界を印加して測定した飽和磁化量が、２０〜６０ｅ
ｍｕ／ｇの範囲にあるＭｎＢｉ磁性粉末が得られる。こ
のような方法で作製したＭｎＢｉ磁性粉末は化学的に不
安定であり、高温、高湿下に長時間保持すると腐食が進
行し、磁化が劣化する問題にあるため、以下のような安
定化するための処理を行うことが望ましい。

【００３１】ＭｎＢｉ磁性粉末の安定化処理方法として
は、ＭｎＢｉ磁性粉末の表面近傍に、ＭｎＢｉ磁性粉末
自身が有するＭｎあるいはＢｉを用いてこれらの金属の
酸化物、水酸化物の被膜を形成する方法や、Ｍｎあるい
はＢｉを用いてこれらの金属の窒化物あるいは炭化物等
の被膜を形成する方法、さらにＭｎＢｉ磁性粉末に直
接、あるいは前述の被膜を形成した上にさらにチタン、
ケイ素、アルミニウム、ジルコニウム、カーボンなどの
無機物の被膜を形成させるなどの方法がある。これらの
方法はいずれもＭｎＢｉ磁性粉末の表面に無機物の被膜
を形成するものであるが、ＭｎＢｉ磁性粉末の表面に界
面活性剤などの有機物の被膜を形成することも有効であ
る。

【００３２】これらの安定化処理方法において、代表的
なものとして、酸素を利用してＭｎＢｉ磁性粉末の表面
にＭｎおよびＢｉの酸化物の被膜を形成する方法につい
て説明について説明する。

【００３３】まずＭｎＢｉ磁性粉末を１００ｐｐｍから
１００００ｐｐｍ程度の酸素を含有する窒素ガスやアル
ゴンガス中、２０〜１５０℃の温度で加熱する。加熱時
間としては０．５時間から４０時間程度が適当である。
温度が低いほど、この加熱時間を長くすることが好まし
い。この処理により、ＭｎおよびＢｉの酸化物が形成さ
れる。特にこの処理において、ＭｎＢｉ磁性粉末の化学
的安定性に大きく寄与するＭｎの酸化物が優先的に形成
される。この酸化の度合いを大きくするほど表面近傍に
形成される酸化物被膜は厚くなり、化学的安定性は向上
するが、飽和磁化の初期値が低下してしまう。この酸化
物の厚さを正確に測定することは困難であるが、磁性粉
末の飽和磁化で表して３００Ｋにおいて２０〜６０ｅｍ
ｕ／ｇの範囲になるように調整することが好ましい。飽
和磁化が２０ｅｍｕ／ｇより小さい磁性粉末は、酸化物
被膜の厚さが厚いため、化学的安定性は良好となるが、
飽和磁化が低すぎて磁気記録媒体とした時の再生出力が
小さくなる。また６０ｅｍｕ／ｇより大きいと酸化物被
膜の厚さが薄すぎて化学的安定性に劣る。

【００３４】以上のような処理により、ＭｎＢｉ磁性粉
末の化学的安定性は著しく向上するが、この状態の磁性
粉末は触媒活性が極めて強く、磁気記録媒体では、磁性
粉末を通常有機物である結合剤樹脂中に分散させて使用
するため、このような触媒活性の強い磁性粉が有機物で
ある結合剤樹脂と接すると、その触媒性により結合剤樹
脂が分解され、さらに分解した結合剤樹脂から生じた物
質により磁性粉末が腐食する可能性がある。

【００３５】そこで次に、前述の処理を行った後、さら
に不活性ガス中熱処理して、ＭｎＢｉ磁性粉末の表面近
傍に形成されているＭｎの酸化物を安定な酸化物である
ＭｎＯ₂に変換する。このＭｎＯ₂への変換は、前述の熱
処理温度よりも高いことが好ましく、通常２００〜４０
０℃程度にするのが好ましい。温度が２００℃より低い
とＭｎＯ₂への変換が不十分であり、４００℃より高い
とＭｎＢｉがＭｎとＢｉに分解し易くなる。また不活性
ガスとしては通常窒素ガスやアルゴンガスが使用される
が、真空中熱処理しても同じ効果が得られる。またさら
にＭｎＯ₂の構造としては、α型やβ型、さらにγ型が
知られているが、触媒活性が最も小さいβ型にすること
が好ましく、β型にするためには熱処理温度を３００〜
４００℃にすることが特に好ましい。

【００３６】このような熱処理を施すことにより、Ｍｎ
Ｂｉ磁性粉末の表面近傍には、主としてＭｎＯ₂で表さ
れるＭｎの酸化物被膜が形成され、化学的安定性に優
れ、磁性粉末の平均粒子径が０．１μｍ以上２０μｍ以
下の範囲にあり、かつ１６ｋＯｅの磁界を印加して測定
した保磁力が、３００Ｋにおいて３０００〜１５０００
Ｏｅの範囲に、８０Ｋにおいて５０〜１０００Ｏｅの範
囲にあり、かつ３００Ｋにおいて１６ｋＯｅの磁界を印
加して測定した飽和磁化量が、２０〜６０ｅｍｕ／ｇの
範囲にあり、さらに結合剤樹脂中での分散性、配向性な
どに優れた磁性粉末を得ることができる。

【００３７】次に本発明の磁気記録媒体用には、上記の
方法で作製したＭｎＢｉ磁性粉末の内、粒子径が０．２
〜１μｍの範囲のものを使用して、非磁性粉末、結合剤
樹脂、有機溶剤などとともに、常法に準じて混合分散し
て塗料を調製し、これを基体上に塗布、乾燥してサーボ
信号を記録するための下塗り層を形成する。

【００３８】ここに用いる結合剤樹脂としては、一般に
磁気記録媒体に用いられているものがいずれも使用さ
れ、たとえば、塩化ビニル-酢酸ビニル系共重合体、ポ
リビニルブチラール樹脂、繊維素系樹脂、フッ素系樹
脂、ポリウレタン系樹脂、イソシアネート化合物、放射
線硬化型樹脂などが用いられる。

【００３９】なおＭｎＢｉ磁性粉末は、すでに述べたよ
うに水分が存在すると腐食、分解しやすく、特に水分が
酸性のときに腐食、分解が顕著になる。そこでＭｎＢｉ
磁性粉末を磁性層中に均一に分散させる場合は上記の結
合剤樹脂で十分であるが、水分に対する安定性をさらに
向上させる上で、上記の結合剤樹脂中にさらに塩基性官
能基を含ませることにより、化学的安定性をさらに向上
させることができる。この塩基性官能基としては、たと
えば、イミン、アミン、アミド、チオ尿素、チオゾー
ル、アンモニウム塩またはホスホニウム化合物等が適し
ている。

【００４０】また磁性層中に塩基性官能基を含ませる手
段として、塩基性官能基を有する添加剤を添加すること
も効果的である。この添加剤に含ませる塩基性官能基
も、前記結合剤樹脂と同様に、イミン、アミン、アミ
ド、チオ尿素、チオゾール、アンモニウム塩またはホス
ホニウム化合物等が適している。さらにＳｉやＡｌ、Ｔ
ｉ等のカップリング剤を各種のアミンで変性したものな
ども好適なものとして使用できる。このような塩基性官
能基を含有する添加剤の添加量は、一般的には多くなる
ほど化学的安定性は向上するが、多過ぎると磁性層の磁
束密度が低下する。そこで、通常は磁性粉末に対して重
量比で１〜１５％程度とすることが好ましい。

【００４１】有機溶剤としては、トルエン、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、テトラヒドロフラン、酢酸エチルなど従来汎用され
ている有機溶剤が単独でまたは２種以上混合して使用さ
れる。また前述した理由により、これらの有機溶剤中に
溶存している水分はできる限り除去してから使用するこ
とが好ましく、また有機溶剤の中でも水を溶解しにくい
非極性の溶剤を使用することがさらに好ましい。

【００４２】このようにＭｎＢｉ磁性粉粉末と、非磁性
粉末、結合剤樹脂、有機溶剤などとともに混合分散して
塗料を調整し、この塗料をポリエステルなどの支持体上
に任意の塗布手段によって塗布し、乾燥して下塗り層を
形成した後、データを記録するための磁性層を形成す
る。この磁性層も常法に準じて行なうことができる。即
ち鉄を主体とするメタル磁性粉末やバリウムフェライト
磁性粉末などの強磁性粉末とその他各種の添加剤を結合
剤とともに混合分散して磁性塗料を調整し、これを上記
の下塗り層上に磁界配向処理を行いながら塗布し、乾燥
することにより作製することができる。

【００４３】ＭｎＢｉ磁性粉末を含有する下塗り層およ
び強磁性粉末を含有する磁性層の厚さに関しては、既述
したように特に限定されることはないが、下塗り層とし
ては、ＭｎＢｉ磁性粉末の粒子径と同等以上にすること
が好ましい。また強磁性粉末を含有する磁性層は、あま
り厚過ぎると、ＭｎＢｉ磁性粉末を含有する層まで、磁
気ヘッドからの磁界が届きにくくなるため、２μｍ程度
以下に設定することが好ましい。従って、ＭｎＢｉ磁性
粉末を含有する下塗り層の厚さとしては、０．２μｍ〜
５μｍが好ましく、０．５μｍ〜２μｍがより好まし
い。また上層磁性層の厚さとしては、２μｍ以下が好ま
しく、１．０μｍ以下がより好ましい。

【００４４】以上、ＭｎＢｉ磁性粉粉末を含有する下塗
り層をまず形成し、さらにその上に強磁性粉末を含有す
る磁性層を形成する逐次重層塗布法で媒体を作製する方
法を例にあげて説明したが、上記２種類の塗料を同時に
塗布する同時重層塗布法によっても本発明の媒体を作製
できることは言うまでもない。本発明の、一度サーボ信
号を記録するとその後消去および書換えされることのな
い媒体は、その作製方法には依らず、ＭｎＢｉ磁性粉粉
末を含有する下塗り層上に、メタル磁性粉末やバリウム
フェラウト磁性粉末などの強磁性粉末と結合剤を含有す
る磁性層を形成することにより実現することができる。

【００４５】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に具体的に説
明する。

【００４６】実施例１《ＭｎＢｉ磁性粉末の作製》粒子サイズが２００メッシ
ュになるように粉砕したＭｎ粉末およびＢｉ粉末を、Ｍ
ｎとＢｉがモル比で５５：４５になるように秤量し、ボ
ールミルを用いて十分混合した。

【００４７】次にこれらの混合物を、加圧プレス機を用
いて、３トン／ｃｍ²の圧力で直径２０ｍｍ、高さ１０
ｍｍの円柱状に成型した。この成型体を密閉式のアルミ
容器に入れ、真空に引いた後、窒素ガスを０．５気圧導
入した。次にこの容器を電気炉に入れ、２７０℃の温度
で１０日間熱処理した。熱処理後、ＭｎＢｉインゴット
空気中に取り出し、乳鉢で軽く粉砕して磁気特性を測定
した。３００Ｋで最大磁界１６ｋＯeの磁界を印加して
測定した保磁力は８４０Ｏｅで、磁化量は５３．６ｅｍ
ｕ／ｇであった。

【００４８】次に上記の粗粉砕したＭｎＢｉ粉末を、遊
星ボールミルを用いて微粉砕した。内容積１０００ｃｃ
のボールミルポットに、直径３ｍｍのジルコニアボ−ル
を内容積の１／３を占めるように充填した。この中に、
粗粉砕したＭｎＢｉ粉末５００ｇと、溶媒としてトルエ
ンを５００ｇ入れ、回転数１５０ｒｐｍで８時間粉砕し
た。得られたＭｎＢｉ磁性粉末を取り出し、トルエンを
蒸発させた後、磁気特性を測定した。３００Ｋで最大磁
界１６ｋＯeの磁界を印加して測定した保磁力および磁
化量は、それぞれ９８００Ｏｅおよび３６．２ｅｍｕ／
ｇであった。

【００４９】前記の方法により得られたＭｎＢｉ磁性粉
末に、以下の方法で安定化処理を施した。トルエンに浸
した状態でＭｎＢｉ磁性粉を取り出し、熱処理容器に移
して室温で約２間真空乾燥した。次に同じ容器に入れた
まま、酸素を１０００ｐｐｍ含有する窒素ガスを１気圧
導入し、４０℃の温度において、１５時間熱処理を行っ
た。

【００５０】引き続き第２段階の熱処理として、容器に
充填されている酸素混合ガスを真空引きして除去した
後、窒素ガスを０．５気圧導入し、温度を３３０℃まで
上昇させた後、この温度で２時間加熱処理した。

【００５１】上記の方法により、最終的に得られたＭｎ
Ｂｉ磁性粉末の平均粒子径は、０．５μｍで、３００Ｋ
で最大磁界１６ｋＯeの磁界を印加して測定した保磁力
および磁化量は、それぞれ９７００Ｏｅおよび４０．１
ｅｍｕ／ｇであった。

【００５２】《サ−ボ信号記録用非磁性粉末およびＭｎＢｉ磁性粉末含有塗料の作製》非磁性粉末：α−Ｆｅ₂Ｏ₃ ８０重量部平均粒子長さ：０．１５μｍＢＥＴ比表面積：５４．５ｍ²／ｇカーボンブラック１０重量部平均粒子径：０．０２μｍＤＢＰ吸油量：１００ｍｌ／１００ｇＭｎＢｉ磁性粉末：１０重量部平均粒子径：０．５μｍＢＥＴ比表面積：１２．６ｍ²／ｇ保磁力：９７００Ｏｅ飽和磁化：４０．１ｅｍｕ／ｇ塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体（ＵＣＣ社製；ＶＡＧＨ）１５重量部ポリウレタン樹脂（大日本インキ化学工業社製；Ｔ−５２５０）１０重量部メチルイソブチルケトン１００重量部トルエン１００重量部この組成物をボールミルにより十分分散させた後、ポリ
イソシアネートを５重量部加えて、撹拌混合した。その
後厚さ６２μｍのＰＥＴベースフイルム上に、乾燥後の
厚さが２μｍになるように塗布し、サーボ信号記録用の
下塗り層を形成した。

【００５３】《デ−タ記録用磁性塗料の作製》強磁性粉末：１００重量部Ｆｅ−Ｃｏ合金磁性粉末平均粒子長さ：０．１２μｍＢＥＴ比表面積：５２．６ｍ²／ｇ保磁力：１８００Ｏｅ飽和磁化：１３８．３ｅｍｕ／ｇＡｌ₂Ｏ3：１０重量部平均粒子径：０．２μｍＢＥＴ比表面積：１８．２ｍ²／ｇ塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体（ＵＣＣ社製；ＶＡＧＨ）１５重量部ポリウレタン樹脂（大日本インキ化学工業社製；Ｔ−５２５０）１０重量部メチルイソブチルケトン８０重量部トルエン８０重量部この組成物をボールミルにより十分分散させた後、ポリ
イソシアネートを５重量部加えて、撹拌混合した。その
後前記のサーボ信号記録用下塗り層上に、乾燥後の厚さ
が０．３μｍになるように塗布し、データ信号記録用の
磁性層を形成した。

【００５４】この塗膜にカレンダー処理を行なったの
ち、３．５インチサイズに打ち抜き、フロッピーディス
クを作製した。

【００５５】実施例２実施例１におけるサ−ボ信号記録用塗料の作製におい
て、α−Ｆｅ2Ｏ3およびＭｎＢｉ磁性粉末の含有量を、
それぞれ８０重量部および１０重量部から７０重量部お
よび２０重量部に変更した以外は、実施例１と同様にし
てサーボ信号記録用塗料を調整して下塗り層を形成し、
さらにこの下塗り層上にデータ記録用の塗料を塗布し
て、磁性層を形成した。次に、３．５インチサイズに打
ち抜き、フロッピーディスクを作製した。

【００５６】実施例３実施例１におけるサーボ信号記録用塗料の作製におい
て、α−Ｆｅ₂Ｏ₃に変えて、平均粒子径０．２μｍ、Ｂ
ＥＴ比表面積１７．６ｍ²／ｇのＴｉＯ₂をした以外は、
実施例１と同様にしてサーボ信号記録用塗料を調整して
下塗り層を形成し、さらにこの下塗り層上にデータ記録
用の塗料を塗布して、磁性層を形成した。次に、３．５
インチサイズに打ち抜き、フロッピーディスクを作製し
た。

【００５７】実施例４実施例１におけるデータ記録用磁性塗料の作製におい
て、強磁性粉末をＦｅ−Ｃｏ合金磁性粉末から、平均粒
子径０．０５μｍ、ＢＥＴ比表面積３５ｍ²／ｇ、保磁
力１２５０Ｏｅ、飽和磁化６２．５ｅｍｕ／ｇのバリウ
ムフェライト磁性粉末に変更した以外は、実施例１と同
様にしてサーボ信号記録用塗料を調整して下塗り層を形
成し、さらにこの下塗り層上に前記の変更したデータ記
録用の塗料を塗布して磁性層塗膜を形成した。次に、
３．５インチサイズに打ち抜き、フロッピーディスクを
作製した。

【００５８】比較例１実施例１において、サーボ信号記録用塗料の作製におい
て、ＭｎＢｉ磁性粉末を使用せずに、α−Ｆｅ₂Ｏ₃を８
０重量部から９０重量部に変更した以外は、実施例１と
同様にしてサ−ボ信号記録用塗料を調整して下塗り層を
形成し、さらにこの下塗り層上にデ−タ記録用の塗料を
塗布して磁性層塗膜を形成した。次に、３．５インチサ
イズに打ち抜き、フロッピーディスクを作製した。

【００５９】比較例２実施例１において、サーボ信号記録用の下塗り層を形成
することなしに、ＭｎＢｉ磁性粉末を磁性層中に２０重
量部含有させて、強磁性粉末のＦｅ−Ｃｏ合金磁性粉末
１００重量部から８０重量部に変更した以外は、実施例
１と同様にしてデータ記録用の塗料を塗布して磁性層塗
膜を形成し、次に３．５インチサイズに打ち抜き、フロ
ッピーディスクを作製した。

【００６０】本実施例では、下塗り層も磁性層も基本的
な構成のものについて説明したが、更に各層に添加剤を
添加しても、本発明の特徴をなんら損なうものではない
ことは言うまでもない。

【００６１】実施例５《サーボ信号およびデ−タ信号の記録再生》実施例１〜
３のフロッピーディスクは、まず液体窒素中に浸すこと
により冷却し、このあと速やかに１０００Ｏｅの交流磁
界を印加して初期化した。

【００６２】サーボ信号およびデータ信号の記録再生に
は、日本電気製のフロッピーディスクドライブＦＤ１３
３１を使用した。ディスク回転数は毎分３６０回転で、
磁気ヘッドは、ギャップ長さ０．５μｍのセンダストヘ
ッドを使用した。サーボ信号として、まず記録周波数
０．２５ＭＨｚの矩形波をディスクの最内周部のトラッ
クに記録した。この周波数は記録波長に換算すると、約
７μｍになる。またデータ信号としては、記録周波数
１．２５ＭＨｚの矩形波をディスクの最内周部の同じト
ラック上に重ねて記録した。この周波数は記録波長に換
算すると、約１．４μｍになる。記録電流は、サーボ信
号、データ信号ともにゼロツーピークで１０ｍＡとし
た。

【００６３】信号の再生には、スペクトラムアナライザ
を用いて、０．２５ＭＨｚおよび１．２５ＭＨｚ成分の
出力を測定した。

【００６４】記録再生は以下の２種類の方法で行なっ
た。まず第１番目の方法として、サーボ信号を記録した
後、このトラックを記録時と同じ１０ｍＡの直流電流を
流して直流消去した。次に、このトラックの再生出力を
測定し、ＳＢとした。この直流消去により、磁性層に
書き込まれたサーボ信号は消去されるが、ＭｎＢｉ磁性
粉末を含む下塗り層に書き込まれたサーボ信号は消去さ
れないため、再生出力は下塗り層に書き込まれたサーボ
信号のみの値となる。

【００６５】次に、第２番目の方法として、サーボ信号
を記録した後、同じトラック上にデータ信号を重ね記録
した。このトラックを再生すると、再生信号にはサーボ
信号とデータ信号の２種類の波長成分が含まれているた
め、それぞれの成分をスペクトラムアナライザを用いて
分離再生した。この時のサーボ信号出力をＳＢ、デー
タ信号出力をＤＴとした。この重ね書きにより、最初の
サーボ信号の記録時に下塗り層と磁性層の両方の層に書
き込まれたサーボ信号の内、磁性層に書き込まれた信号
は、データ信号記録時にデータ信号に書換えられる。し
たがってこのトラックを再生すると、下塗り層からのサ
ーボ信号ＳＢと、磁性層からのデータ信号ＤＴが得ら
れる。

【００６６】実施例および比較例のディスクについて、
実施例１で作製したディスクのＤＴの出力値を１００％
とし、これに対する各ディスクの上記ＳＢ、ＳＢ、
ＤＴの出力比の結果を表１に示す。

【００６７】下塗り層にＭｎＢｉ磁性粉末を含有させた
実施例１〜４のディスクのサーボ信号出力は、２種類の
方法で測定したＳＢ、ＳＢともに、サーボ制御を行
うのに十分な強さの値が得られている。またデータ信号
出力も十分に高い値が得られており、サーボ信号出力と
データ信号出力ＤＴのバランスの取れた出力が得られる
ことがわかる。

【００６８】一方下塗り層を形成しているが、非磁性粉
末を含有するだけで、ＭｎＢｉ磁性粉末を含有しない比
較例１のディスクでは、直流消去後のサーボ信号出力Ｓ
Ｂはゼロであり、また通常用いられる深層サーボに相
当するサーボ信号出力ＳＢも、磁性層厚さが薄いため
ほとんど効果がなく、サーボ制御を行うための出力とし
ては不十分である。さらに下塗り層を形成せずに、磁性
層中にＭｎＢｉ磁性粉末を含有させた比較例２のディス
クでは、ＭｎＢｉ磁性粉末がを含有しているために、実
施例のディスクに比べて出力は低いが、サーボ信号出力
ＳＢが得られる。しかし比較的粒子径の大きなＭｎＢ
ｉ磁性粉末を磁性層中に含有させた結果として、データ
信号出力ＤＴそのものが、低くなってしまう。

【００６９】

【表１】

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の磁気ディ
スクは、非磁性支持体上に、まずサーボ制御用の信号を
記録するためのＭｎＢｉ磁性粉末を含有する下塗り層を
形成し、次にこの下塗り層上に、データ信号を記録する
ための磁性層として、強磁性粉末を含有する層を形成し
たものである。この媒体を磁気ディスクに適用した場
合、下塗り層に書き込まれたサーボ信号出力は、一度書
き込まれると、その後消去あるいは書換えられることの
ほとんどない安定なサーボ出力が得られる。

【００７１】通常新規な媒体は、その媒体にデータを記
録再生するための装置も新たに開発する必要がある。し
かし本発明の磁気ディスクは、サーボ信号、データ信号
の記録および再生ともに、既存の装置をそのまま使用し
て、従来の媒体では得られなかった安定なサーボ信号出
力が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＭｎＢｉ磁性粉末の保磁力の温度依存性の一例
を示した図である。

【図２】ＭｎＢｉ磁性粉末を用いた磁気記録媒体の初期
磁化曲線およびヒステリシス曲線の一例を示した図であ
る。

【図３】ＭｎＢｉ磁性粉末を用いた保磁力１２０００Ｏ
ｅの磁気記録媒体およびメタル磁性粉末を用いた保磁力
２３００Ｏｅの磁気記録媒体の再生出力の消去特性を調
べた図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者伊藤明彦大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号日立マクセル株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性支持体上に強磁性粉末及び結合剤
を主体とする磁性層が設けられている磁気ディスクにお
いて、前記非磁性支持体と磁性層の間にＭｎＢｉ磁性粉
末を含有する下塗り層が設けられていることを特徴とす
る磁気ディスク。
【請求項２】前記下塗り層中に非磁性粉末を含有する
ことを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク。