JPH10340448A

JPH10340448A - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH10340448A
Application number: JP16197897A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Ito; 正宏伊藤; Shohei Mimura; 升平三村; Tsutomu Cho; 勤長; Masao Shigeta; 政雄重田; Shinko Karatsu; 真弘唐津
Original assignee: Tokyo Magnetic Printing Co Ltd; TDK Corp
Current assignee: TDK Corp; Toppan Infomedia Co Ltd
Priority date: 1997-06-04
Filing date: 1997-06-04
Publication date: 1998-12-22

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】記録情報の改竄による変造を効果的に防止で
き、また、記録情報の秘匿性が良好である安全性の高い
磁気記録媒体を提供する。【解決手段】基体２の表面側に磁気記録層３を有し、
この磁気記録層の表面側に磁気シールド層４を有し、前
記磁気シールド層が、加熱により飽和磁化が２倍以上ま
たは１／２倍以下に不可逆的に変化する不可逆記録材料
を含むか、これに加え、加熱により飽和磁化が実質的に
変化しない軟磁性材料を含む磁気記録媒体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気カード等の磁
気記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、磁気カードの普及は著しく、種々
の分野で利用されている。とりわけ、金額情報等が磁気
情報として記録され、使用するつど金額が減算されて書
き換えられるカード（プリペイドカード）への用途が拡
大している。

【０００３】この用途では、記録情報の改竄による磁気
カードの変造や、カード自体の偽造が容易であっては、
システムの安全性を著しく低下させてしまう。このた
め、情報の改竄を防止するための保護機能をもつ磁気カ
ードが要望され、これに応じて種々の磁気カードが提
案、実用化されている。例えば、磁気カードの一部に特
殊な材料からなる領域を形成することにより、カード自
体の偽造を困難にしたり、その領域を検知してカードの
真偽判定を行なうもの、カードの層構成を複雑にするも
のなどである。

【０００４】これらの保護機能を採用した磁気カードは
大量に偽造したり複製したりすることは困難になるもの
の、例えば１枚のカードの金額情報等を書き換えるなど
の改竄により、使用済みのカード情報を初期の金額情報
に戻すことは可能であった。この対策として、使用度数
に応じてパンチで穿孔する方法もあるが、この方法では
きめ細かく対応できないこと、抜きカスが出ること、パ
ンチ孔を埋めて修復されることなどの問題がある。この
他、感熱記録などにより使用度数に応じて可視情報を記
録することも考えられるが、可視情報の読み取りは光学
的に行なう必要があるので、汚れに弱いという問題があ
る。また、可視情報であるため、記録の改竄が容易であ
る。また、光学的読み取り装置は高価であるという問題
もある。

【０００５】このような事情から、特開平８−７７６２
２号公報には、（結晶質のときの飽和磁化）／（非晶質
のときの磁化）が５以上である合金を磁気記録材料とし
て用いた不可逆記録層を有する磁気記録媒体が提案され
ている。この磁気記録媒体は、加熱により飽和磁化が不
可逆的に変化する記録材料からなる不可逆記録層を有す
るものであり、この不可逆記録層と通常の磁気記録層と
を組み合わせて用いることにより、データの改竄を防ぐ
ことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、記録
情報の改竄による変造を効果的に防止でき、また、記録
情報の秘匿性が良好である安全性の高い磁気記録媒体を
提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（１０）のいずれかの構成により達成される。（１）基体の表面側に磁気記録層を有し、この磁気記
録層の表面側に磁気シールド層を有し、前記磁気シール
ド層が、加熱により飽和磁化が２倍以上または１／２倍
以下に不可逆的に変化する不可逆記録材料を含む磁気記
録媒体。（２）基体の表面側に磁気記録層を有し、この磁気記
録層の表面側に磁気シールド層を有し、前記磁気シール
ド層が、加熱により飽和磁化が実質的に変化しない軟磁
性材料と、加熱により飽和磁化が２倍以上または１／２
倍以下に不可逆的に変化する不可逆記録材料とを含む磁
気記録媒体。（３）前記磁気シールド層が、前記軟磁性材料を含む
軟磁性層と、前記不可逆記録材料を含む不可逆記録層と
からなる上記（２）の磁気記録媒体。（４）前記軟磁性層が前記磁気記録層と前記不可逆記
録層との間に存在する上記（３）の磁気記録媒体。（５）前記不可逆記録層の厚さが１０μm以下である
上記（４）の磁気記録媒体。（６）前記磁気シールド層の表面粗さ（Ｒａ）が１μ
m以下である上記（１）〜（５）のいずれかの磁気記録
媒体。（７）前記不可逆記録材料が、結晶質合金であって、
加熱により不規則相から規則相へと変化するものである
上記（１）〜（６）のいずれかの磁気記録媒体。（８）前記不可逆記録材料の飽和磁化が、規則相のと
きよりも不規則相のときのほうが高い上記（７）の磁気
記録媒体。（９）前記不可逆記録材料が、ＦｅおよびＡｌを合計
で９０原子％以上含有し、原子比Ａｌ／（Ｆｅ＋Ａｌ）
が０．３０〜０．４５である上記（８）の磁気記録媒
体。（１０）前記不可逆記録材料が飽和磁化変化を示し始め
る温度が、５０〜４００℃の範囲に存在する上記（１）
〜（９）のいずれかの磁気記録媒体。

【０００８】

【作用および効果】本発明では、磁気シールド層を加熱
することにより、磁気シールド層中の不可逆記録材料の
飽和磁化を、減少または増大させる。

【０００９】本発明において、加熱により飽和磁化が減
少する不可逆記録材料を用いる場合、磁気シールド層の
透磁率は一般に減少するため、磁気シールド層による磁
気シールド効果も一般に減少する。一方、加熱により飽
和磁化が増大する不可逆記録材料を用いる場合は、加熱
により磁気シールド効果は一般に増大する。本発明で
は、このような磁気シールド効果の変化を利用すること
により、磁気カードの使用済処理を行うことができる。
例えば、加熱により飽和磁化が減少する不可逆記録材料
を用いる場合、磁気カードが使用済となったとき、磁気
シールド層全体を加熱して磁気シールド効果をほとんど
なくす処理を施す。そして、カード読み取り装置を、磁
気シールドがなされていない磁気カードについては使用
不可と判定するように設定しておけば、使用済磁気カー
ドの不正な使用を防ぐことができる。しかも、使用済処
理を施す前は、磁気シールド層は十分な磁気シールド効
果を示すため、磁気記録層に記録された情報の秘匿性が
良好である。一方、加熱により飽和磁化が増大する不可
逆記録材料を用いる場合には、磁気カードが使用済とな
ったとき、磁気シールド層全体を加熱して磁気シールド
効果を生じさせる処理を施す。そして、カード読み取り
装置を、磁気シールドがなされたカードについて使用不
可と判定するように設定しておけば、使用済処理が可能
である。

【００１０】不可逆記録材料単独からなる磁気シールド
層において、加熱前（加熱により飽和磁化が減少する場
合）または加熱後（加熱により飽和磁化が増大する場
合）に十分な磁気シールド効果が得られない場合には、
磁気シールド材料として用いられる軟磁性材料を磁気シ
ールド層中に含有させるか、不可逆記録層と軟磁性層と
を積層して磁気シールド層とする。ただし、軟磁性材料
の添加や軟磁性層の積層によって常に一定以上の磁気シ
ールド効果が得られてしまうと、加熱による磁気シール
ド効果の変化が十分ではなくなり、上述した作用による
使用済処理が不可能となる。したがって、加熱によって
十分な磁気シールド効果の変化が得られるように、軟磁
性材料の添加量や軟磁性層の厚さなどを適宜設定してお
く必要がある。

【００１１】磁気シールド層中の不可逆記録材料を加熱
することにより記録した情報は、次のようにして読み出
す。まず、磁気シールド層を磁気飽和させないで磁気記
録媒体から磁気情報を読み出す。このとき、磁気シール
ド層への書き込みパターンに応じて磁気記録層からの磁
束が漏洩し、これに応じた再生信号が得られる。次に、
磁気シールド層を磁気飽和させた状態で、再生を行う。
このとき得られた再生信号と、磁気シールド層を磁気飽
和させないで得た再生信号との差分をとれば、不可逆記
録層の記録パターン（加熱パターン）を読み出すことが
できる。磁気シールド層に記録された情報は不可逆記録
材料の磁化変化によるものなので、改竄が実質的に不可
能である。

【００１２】ところで、本発明では、不可逆記録層に前
記特開平８−７７６２２号公報記載の記録材料を用いる
こともできるが、この記録材料は、非晶質から結晶質へ
の変化により飽和磁化変化を生じるものである。これに
対し本発明において好ましく用いられるＦｅ−Ａｌ系合
金の不可逆記録材料は、結晶質合金であって規則相と不
規則相との間での飽和磁化変化を利用するものなので、
上記公報記載の非晶質の不可逆記録材料に比べ、安定性
がより良好である。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の磁気記録媒体の構成例
を、図１ならびに図２の（ａ）および（ｂ）に示す。こ
れらの磁気記録媒体は、基体２の表面側に磁気記録層３
を有し、この磁気記録層３の表面側に磁気シールド層４
を有する。

【００１４】磁気シールド層４図１に示す磁気シールド層４は、不可逆記録材料を含む
か、不可逆記録材料と軟磁性材料とを含む。磁気シール
ド層４への軟磁性材料の添加の有無およびその添加量
は、後述する減衰率として好ましくは８０％程度以上、
より好ましくは９０％程度以上の値が得られるように決
定すればよい。ただし、後述する不可逆記録材料は、磁
気シールド材料として使われているパーマロイなどと比
べ一般に透磁率が低いため、磁気シールド層４に含まれ
る磁性材料が不可逆記録材料だけであると、一般に磁気
シールド効果が不十分となりやすい。したがって、一般
に軟磁性材料を添加することが好ましい。軟磁性材料添
加によりシールド特性を効果的に向上させるためには、
磁気シールド層中における軟磁性材料／（不可逆記録材
料＋軟磁性材料）が、好ましくは１０重量％以上、より
好ましくは２０重量％以上となるように添加する。ただ
し、本発明には前述したように不可逆記録材料の性質を
利用して磁気シールド層の磁気シールド能を変化させる
用途があり、また、磁気シールド層中の不可逆記録材料
を加熱することにより情報記録を行う用途もあるので、
磁気シールド層中には不可逆記録材料が存在している必
要がある。したがって、磁気シールド層中における軟磁
性材料の量には上限がある。具体的には、軟磁性材料／
（不可逆記録材料＋軟磁性材料）は、好ましくは８０重
量％以下、より好ましくは６０重量％以下である。

【００１５】図２に示す磁気シールド層４は、軟磁性層
４１と不可逆記録層４２とから構成される。軟磁性層４
１は、後述する軟磁性材料を含み、不可逆記録層４２
は、後述する不可逆記録材料を含む。図２（ａ）では、
軟磁性層４１が磁気記録層３側に存在し、図２（ｂ）で
は、不可逆記録層４２が磁気記録層３側に存在する。ど
ちらの場合でも再生出力を得ることができるが、不可逆
記録層に記録された情報を再生する際のＳＮ比を高くす
るためには、図２（ａ）に示すように不可逆記録層が媒
体の表面側に存在する構成とすることが好ましい。不可
逆記録層が媒体の表面側に存在しないと、サーマルヘッ
ド等により媒体表面側から加熱する際に、不可逆記録層
の昇温が不十分となって、高ＳＮ比が得られにくい。

【００１６】不可逆記録層の厚さは、１０μm以下であ
ることが好ましい。不可逆記録層は、その表面側からサ
ーマルヘッド等の加熱源により加熱されるため、不可逆
記録層が厚すぎると、不可逆記録層の加熱源からの距離
が遠い領域（深い領域）では加熱による磁化の変化が著
しく小さくなってしまい、再生信号のＳＮ比が著しく低
くなってしまう。なお、不可逆記録層の厚さの下限は、
その形成方法によって大きく異なるため、特に限定され
ないが、塗布法では通常、１μm程度、スパッタ法等の
真空成膜法では通常、０．０１μm程度、好ましくは
０．１μm程度である。不可逆記録層が薄すぎると出力
が不十分となったり、均質な層を形成することが困難と
なったりする。

【００１７】なお、図１に示すような単層の磁気シール
ド層とする場合、磁気シールド層の好ましい厚さ範囲
は、上記不可逆記録層の好ましい厚さ範囲と同じであ
り、その限定理由も同じである。

【００１８】軟磁性層は、軟磁性材料の粉末をバインダ
と共に塗布したものであってもよく、スパッタ法等によ
り形成された薄膜であってもよいが、好ましくは扁平状
粉末をバインダと共に塗布して形成する。

【００１９】軟磁性層の厚さは、後述する減衰率として
９０％程度以上の値が得られるように適宜決定すればよ
いが、通常、４〜２０μm程度、好ましくは５〜１０μm
である。

【００２０】磁気シールド層表面の表面粗さ（Ｒａ）
は、磁気シールド層が単層構成であっても、２層構成で
あっても、また、不可逆記録層が表面側であっても軟磁
性層が表面側であっても、１μm以下であることが好ま
しい。表面粗さが大きいと、ＳＮ比が著しく低くなって
しまう。なお、表面粗さ（Ｒａ）は、JIS B 0601に規定
されている。

【００２１】なお、図示例では、不可逆記録層４２が軟
磁性層４１と同じパターンに形成されているが、このよ
うな連続的なパターンに限らず、不連続的なパターン、
例えばバーコード状等の縞状や千鳥格子状などであって
もよい。また、これらの規則的なパターンに限らず、不
規則的なパターンであってもよく、文字パターンなどで
あってもよい。例えば、不可逆記録層を特定のパターン
状に形成しておくことにより、このパターン自体に情報
を担持させることができ、不可逆記録層にあらかじめ記
録を行った場合と同様に、改竄不可能な読み出し専用情
報として利用することができる。また、例えば、不可逆
記録層をブロック状に形成しておき、使用度数の記録な
どの際にブロック単位で加熱する方法を利用すれば、サ
ーマルヘッドの位置決めを厳密に行う必要がなくなり、
有利である。

【００２２】不可逆記録材料不可逆記録材料は、加熱により飽和磁化が不可逆的に変
化するものである。不可逆記録材料の飽和磁化４πＭｓ
の変化率、すなわち（加熱後の４πＭｓ／加熱前の４π
Ｍｓ）または（加熱前の４πＭｓ／加熱後の４πＭｓ）
は、２以上または１／２以下、好ましくは３以上または
１／３以下である。飽和磁化が十分に変化しないと、記
録情報の読み出しが困難となる。

【００２３】なお、上記飽和磁化は、通常の環境温度範
囲（例えば−１０〜４０℃）におけるものである。ま
た、本明細書において加熱により飽和磁化が不可逆的に
変化するとは、磁気カード等に適用したときに、加熱後
に再利用が可能な程度の温度（例えば４００℃程度）ま
での加熱において、飽和磁化が不可逆的に変化すること
を意味する。

【００２４】昇温時に不可逆記録材料が飽和磁化変化を
示し始める温度は、好ましくは５０〜４００℃、より好
ましくは１００〜４００℃、さらに好ましくは１５０〜
３００℃の範囲に存在することが望ましく、また、この
ような温度範囲において上記した飽和磁化変化率が得ら
れることが好ましい。飽和磁化変化を示し始める温度が
低すぎると、熱に対して不安定となり、信頼性が低くな
る。また、加熱領域近傍が影響を受けやすくなって正確
な記録が困難となる。飽和磁化変化を示し始める温度が
高すぎると、記録の際に必要とされる加熱温度が高くな
るため耐熱性の低い樹脂を基体に使うことが困難とな
り、また、記録装置が高価になってしまう。なお、不可
逆記録層の加熱にはサーマルヘッドなどを用いる。サー
マルヘッドの表面温度は４００℃程度であり、これに磁
気記録媒体を接触させることにより、不可逆記録層を３
００℃程度まで昇温することが可能である。サーマルヘ
ッドにより加熱では、磁気シールド層表面からの深さが
約１０μmの位置での温度が、１００〜１４０℃程度ま
で上昇する。

【００２５】不可逆記録材料のキュリー温度は特に限定
されず、不可逆記録およびその再生が可能であるキュリ
ー温度であればよい。

【００２６】不可逆記録材料の形態は特に限定されず、
例えば、薄帯状、薄膜状、粉末状等のいずれであっても
よい。例えば、磁気カードに適用する場合、不可逆記録
材料の薄帯を単ロール法等の液体急冷法により作製し、
これを基体表面に貼付したり、スパッタ法や蒸着法等の
薄膜形成法により基体表面に不可逆記録材料の薄膜を形
成したり、不可逆記録材料の薄帯を粉砕した粉末や、水
アトマイズ法、ガスアトマイズ法等により製造した粉末
を、媒体攪拌ミル等により扁平化ないし微細化し、これ
をバインダで結合して塗布したりすればよい。不可逆記
録材料を粉末状とする場合、粒子形状は扁平状であるこ
とが好ましい。扁平状粒子を用いれば、塗膜の表面性が
良好となって磁気記録再生特性および加熱時の熱伝導性
が良好となる。

【００２７】不可逆記録材料の具体的組成は特に限定さ
れないが、好ましくは以下に挙げるものを用いる。

【００２８】Ｎｉ基合金この合金では、非晶質状態のものを加熱して結晶化する
ことにより、飽和磁化の増大が生じる組成を選択する。

【００２９】Ｎｉ基合金としては、Ｎｉに加え、メタロ
イド元素として、Ｍ（Ｍは、Ｂ、Ｃ、Ｓｉ、ＰおよびＧ
ｅからなる群から選択される少なくとも１種の元素であ
る）を含むものが好ましい。これらの元素を含むことに
より、非晶質から結晶質への変化が容易となり、また、
結晶化温度を好ましい範囲内とすることが容易となる。
Ｍとしては、Ｂ、ＣおよびＰの少なくとも１種が好まし
く、Ｂおよび／またはＣがより好ましい。特に、Ｂおよ
びＣを含む合金は、飽和磁化が高く、しかも結晶化に要
する温度が低いため好ましい。

【００３０】なお、結晶化温度やキュリー温度等の制御
のために、これら以外の元素が含まれていてもよく、ま
た、本発明の作用効果を著しく阻害しない範囲におい
て、さらに他の元素が含まれていてもよい。上記以外の
元素としては、例えばＦｅ、Ｃｏ、Ｙ、Ｚｒ、Ｇｄ、Ｃ
ｕ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｃｒ等が挙げられる。ＦｅやＣｏは、
Ｎｉの一部を置換するかたちで含まれ、これらの置換に
より結晶化温度はやや上昇するが、飽和磁化が高くな
る。

【００３１】Ｎｉ基合金中のＮｉ含有率は、好ましくは
６５〜９０原子％、より好ましくは７３〜８３原子％で
ある。Ｎｉ量が少なすぎると結晶化温度が高くなり、し
かも加熱して結晶質としたときの４πＭｓが低くなって
しまう。一方、Ｎｉ量が多すぎると、不可逆記録材料製
造時に非晶質化することが困難となる。Ｎｉ基合金がＢ
およびＣを含む場合、結晶化時の飽和磁化はＣ量の増加
に伴なって一般に増加するが、Ｃ量が多すぎると結晶化
温度が上昇してしまうので、Ｃ／（Ｂ＋Ｃ）は０．４５
以下であることが好ましい。Ｎｉの一部をＦｅおよび／
またはＣｏで置換する場合、合金中のＦｅ＋Ｃｏは１０
原子％以下であることが好ましい。Ｆｅ＋Ｃｏが多すぎ
ると、非晶質のときの飽和磁化が大きくなってしまう。

【００３２】Ｍｎ−Ｍ（メタロイド）系合金この合金では、非晶質状態のものを加熱して結晶化する
ことにより、飽和磁化の増大が生じる組成を選択する。

【００３３】この合金は、Ｍｎに加え、メタロイド元素
Ｍの少なくとも１種を含有するものである。メタロイド
元素Ｍとしては、Ｇｅ、Ａｌ、Ｂ、Ｃ、Ｇａ、Ｓｉおよ
びＣｒからなる群から選択される少なくとも１種の元素
が好ましい。元素Ｍを含むことにより、非晶質から結晶
質への変化が容易となり、また、結晶化温度を好ましい
範囲内とすることが容易となる。ＭのうちＧｅまたはＡ
ｌを用いた場合、飽和磁化が高くなるので好ましく、特
に、Ｇｅを用いた場合には結晶化温度が低くなるので好
ましい。そして、Ｇｅに加えＡｌおよび／またはＳｉを
添加した場合には、きわめて高い飽和磁化が得られる。
また、Ａｌおよび／またはＳｉの添加により加熱前の飽
和磁化が著しく小さくなるため、これらの添加は加熱前
後での飽和磁化の比の増大に寄与する。この場合、Ａｌ
＋Ｓｉの添加量の下限は特にないが、通常、０．１原子
％以上とすることが好ましい。また、Ａｌの添加量は好
ましくは６原子％以下、Ｓｉの添加量は好ましくは１０
原子％以下であり、Ａｌ＋Ｓｉは１２原子％を超えない
ことが好ましい。ＡｌやＳｉの添加量が多すぎると加熱
後の飽和磁化はかえって低くなってしまう。

【００３４】Ｍｎ−Ｍ系合金の結晶化機構は特に限定さ
れないが、一般に、Ｍｎと他の元素との化合物が析出す
ることにより結晶化し、これにより飽和磁化が高くなる
と考えられる。例えば、Ｇｅを含む場合には、強磁性の
Ｍｎ₅ Ｇｅ₃ 相が少なくとも析出する。また、Ｍｎおよ
びＡｌを主成分とする合金の場合には、強磁性のＭｎ₅₅
Ａｌ₄₅相が少なくとも析出すると考えられる。

【００３５】合金中のＭｎ含有率の好ましい範囲は、合
金中に含まれるＭの種類によって異なるので、不可逆記
録材料としての作用効果が実現するように適宜決定すれ
ばよく、通常、４０〜８０原子％とすればよいが、例え
ば、Ｍｎ−Ｇｅ合金やＭｎ−Ｇｅ−Ａｌ合金、Ｍｎ−Ｇ
ｅ−Ｓｉ合金のようにＭｎおよびＧｅを主体とするＭｎ
−Ｇｅ系合金の場合、Ｍｎ含有率は、好ましくは４０〜
８０原子％、より好ましくは４５〜７５原子％であり、
Ｍｎ−Ａｌ合金の場合のＭｎ含有率は、好ましくは４５
〜６０原子％、より好ましくは５０〜５５原子％であ
る。

【００３６】Ｍｎ−Ｓｂ系合金この合金は、ＭｎおよびＳｂを含む合金である。合金中
のＭｎ含有率は、不可逆記録材料としての作用効果が実
現するように適宜決定すればよいが、好ましくは４０〜
７５原子％、より好ましくは４４〜６６原子％、さらに
好ましくは５８原子％〜６６原子％、最も好ましくは６
０〜６６原子％である。Ｍｎ含有率が低すぎると、加熱
前および後での飽和磁化がいずれも小さくなり、飽和磁
化の変化比率も小さくなってしまう。一方、Ｍｎ含有率
が高い場合、通常、加熱により飽和磁化は増大するが、
Ｍｎ含有率が高すぎると加熱後の飽和磁化があまり高く
ならず、記録情報の読み出しが困難となる。

【００３７】合金中には、ＭｎおよびＳｂ以外に上記し
たメタロイド元素Ｍが含まれていてもよい。元素Ｍの添
加により、一般に結晶化温度を低くすることができるの
で、記録が容易となる。また、Ｃｒのように反強磁性元
素を少量添加すると加熱前の磁化が小さくなり、その結
果、飽和磁化の変化比率が大きくなる。なお、Ｍ添加に
より飽和磁化は低下するため、Ｍ含有率は、通常、１５
原子％以下であることが好ましい。

【００３８】Ｍｎ含有率が上記範囲であるとき、合金の
飽和磁化および保磁力は加熱により一般に増大するが、
Ｍｎ含有率が低めのときには、加熱によって飽和磁化が
減少することもある。また、Ｓｂ以外に添加する元素の
種類や、加熱温度などによっても、飽和磁化の加熱によ
る減少が生じることがある。ただし、この合金は、加熱
により飽和磁化が増大する場合に、飽和磁化の変化比率
が一般に大きくなるので、このような飽和磁化変化を示
すように組成を選択することが好ましい。

【００３９】なお、Ｍｎ含有率が低めのときには結晶化
しやすいため、後述する急冷法や薄膜形成法によって不
可逆記録材料を形成する場合に、結晶質となることが多
い。この場合、加熱による磁気特性の変化は、少なくと
も結晶相から他の結晶相への変化に伴うものと考えられ
る。

【００４０】Ｆｅ−Ｍｎ（−Ｃ）系合金この合金は、ＦｅおよびＭｎを主成分とするか、Ｆｅ、
ＭｎおよびＣを主成分とする合金である。

【００４１】ＦｅおよびＭｎを主成分とする合金におけ
る各元素の含有率は、好ましくはＦｅ：５０〜７５原子％、Ｍｎ：２５〜５０原子％であり、より好ましくはＦｅ：６０〜７０原子％、Ｍｎ：３０〜４０原子％である。Ｆｅが少なすぎても多すぎても、Ｍｎが少なす
ぎても多すぎても、加熱前後での飽和磁化変化率が低く
なる。

【００４２】Ｆｅ、ＭｎおよびＣを主成分とする合金に
おける各元素の含有率は、好ましくはＦｅ：３５〜７５原子％、Ｍｎ：２０〜５０原子％Ｃ：０〜３０原子％（０原子％を含まず）であり、より好ましくはＦｅ：３５〜７０原子％、Ｍｎ：２０〜４０原子％Ｃ：５〜２５原子％（０原子％を含まず）である。Ｆｅが少なすぎても多すぎても、Ｍｎが少なす
ぎても多すぎても、加熱前後での飽和磁化変化率が低く
なる。Ｃは、加熱前後での飽和磁化変化率を向上させる
ために添加される。このような効果を十分に発揮させる
ためには、Ｃ添加量を好ましくは５原子％以上、より好
ましくは１０原子％以上とする。ただし、Ｃ添加量が多
すぎると加熱前後での飽和磁化変化率が逆に低くなって
しまう。

【００４３】合金中には上記以外の元素、例えば、Ｂ、
Ｓｉ、Ａｌ、Ｃｒ等の少なくとも１種が含まれていても
よい。ただし、これらの元素の含有率が高すぎると加熱
前後での飽和磁化変化率が小さくなることがあるため、
これらの元素の含有率の合計は、通常、３０原子％以下
であることが好ましい。

【００４４】なお、この合金の飽和磁化は加熱により一
般に増大するが、Ｃ含有率が高めのときには、加熱によ
って飽和磁化が減少することもある。

【００４５】Ｆｅ−Ａｌ系合金この合金は結晶質合金であり、不規則相から規則相への
不可逆的な変態に伴って飽和磁化の不可逆的変化が生じ
るものである。具体的には、加熱により飽和磁化が減少
する。

【００４６】この合金は、ＦｅおよびＡｌを合計で９０
原子％以上含有し、Ａｌの比率を表す原子比Ａｌ／（Ｆ
ｅ＋Ａｌ）が好ましくは０．３０〜０．４５、より好ま
しくは０．３５〜０．４２である。

【００４７】この合金は、平衡状態では規則相であり、
常磁性であるためにほとんど磁化を示さない。しかし、
この合金を後述する液体急冷法やスパッタ法、蒸着法な
どで急冷したり、粉砕機等で加工したりすることなどに
より、格子歪みを伴う不規則な構造にすると、磁性を支
配するＦｅ原子の環境が変化するために強磁性を示すよ
うになる。いったん不規則な構造になった合金は、加熱
により構造緩和して常磁性に変化するので、加熱による
磁化変化を利用した記録が可能となる。そして、加熱に
より常磁性に変化した合金を加熱前の不規則な構造に戻
すためには、不可逆記録材料をその融点付近まで加熱す
るか、不可逆記録材料に結晶構造変化を生じさせる程度
の強い応力を発生させる必要がある。例えば、本発明を
磁気カードに適用する場合には、磁気カードの基体が燃
焼してしまうほどの高温まで加熱するか、磁気カードが
粉々になるほど強い力で加工する必要がある。このた
め、不可逆記録材料にいったん記録された情報の書き換
えは実質的に不可能であり、情報の改竄を防ぐことがで
きる。

【００４８】この合金において、Ａｌの比率が低すぎる
と、加熱前後での飽和磁化変化が小さくなり、Ａｌの比
率が高すぎると、耐環境性が著しく低くなる。本明細書
において耐環境性が低いとは、温度１００℃程度の環境
下で保存したときに、飽和磁化が減少してしまうことを
意味する。Ａｌの比率が高すぎると、高温環境下での保
存により飽和磁化が著しく低下し、一方、加熱後の飽和
磁化は変化しないため、飽和磁化変化率が著しく低くな
って実用に耐えなくなる。また、Ａｌの比率が高すぎる
と、飽和磁化自体が小さくなって再生信号のＳＮ比が低
くなるという問題もある。

【００４９】合金中のＡｌは、Ｍ^I（Ｍ^Iは、Ｓｉ、Ｇ
ｅ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、
ＺｒおよびＨｆの少なくとも１種）で置換されていても
よい。Ｍ^IでＡｌを置換することにより、耐環境性が向
上する。ただし、Ｍ^I含有量が多すぎると、初期飽和磁
化（不規則相本来の飽和磁化）が低くなってしまうた
め、不可逆記録材料中のＭ^I含有量は１０原子％以下と
することが好ましい。

【００５０】合金中のＦｅは、Ｍ^II（Ｍ^IIは、Ｃｏ、Ｎ
ｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、ＶおよびＣｕの少なくとも１種）で置
換されていてもよい。Ｍ^IIでＦｅを置換することによ
り、飽和磁化変化率が向上する。また、Ｍ^IIのうちＣｒ
は、耐食性の向上に極めて有効である。ただし、Ｍ^II含
有量が多すぎると、初期飽和磁化が低くなってしまうこ
とがあるため、不可逆記録材料中のＭ^II含有量は２０原
子％以下とすることが好ましい。

【００５１】なお、Ｍ^IおよびＭ^IIは、上記した原子比
Ａｌ／（Ｆｅ＋Ａｌ）を算出する際に、それぞれＡｌお
よびＦｅとして扱う。

【００５２】合金中には、Ｍ^III（Ｍ^IIIは、Ｂ、Ｃ、Ｎ
およびＰの少なくとも１種）が含有されていてもよい。
Ｍ^IIIは、合金を急冷法等により製造する際に、不規則
相を出現しやすくする。また、不規則相から規則相への
変化を妨げる作用を示す。このため、上記Ｍ^Iと同様
に、高温環境下で保存したときの飽和磁化の減少を抑え
る効果を示す。しかも、Ｍ^III添加による初期飽和磁化
の低下はほとんど認められない。ただし、Ｍ^III含有量
が多すぎると飽和磁化変化率が低くなってしまうため、
Ｍ^III含有量は不可逆記録材料の１０原子％以下とする
ことが好ましい。

【００５３】Ｃｕ−Ｍｎ−Ａｌ系合金この合金はホイスラー合金の１種であり、結晶質であっ
て、加熱により反強磁性相から強磁性相へ不可逆的に変
化する。すなわち、加熱により飽和磁化が不可逆的に増
大する合金である。

【００５４】この合金の組成（原子比）は、Ｃｕ_xＭｎ_yＡｌ_z においてｘ＝４０〜８０、ｙ＝５〜４０、ｚ＝１０〜４０、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００であることが好ましい。ｘ、ｙ、ｚが上記範囲を外れる
と、十分な磁化変化が得られない。

【００５５】軟磁性材料軟磁性材料は、加熱により飽和磁化が実質的に変化しな
い軟磁性金属、例えば、４００℃程度まで加熱して冷却
することによって生じる飽和磁化の変化が好ましくは３
０％以下である軟磁性金属から構成される。本発明で用
いる軟磁性金属は特に限定されず、従来、磁気シールド
層に用いられているものが利用できる。例えば、Ｆｅ−
Ｓｉ、パーマロイ、センダストなどから適宜選択すれば
よい。

【００５６】磁気記録層３磁気記録層は、通常の可逆的磁気記録が可能な磁性層で
ある。磁気記録層に用いる磁性材料は特に限定されず、
ＢａフェライトやＳｒフェライトなどから適宜選択すれ
ばよいが、不可逆記録層を加熱する際に磁気記録層も加
熱されることになるので、耐熱性の高いものであること
が好ましい。

【００５７】磁気記録層は、磁性材料の粉末をバインダ
と共に塗布したものであってもよく、スパッタ法等によ
り形成された薄膜であってもよい。磁気記録層の好まし
い厚さ範囲は、その形成方法によっても異なるが、通
常、０．５〜２０μm程度である。

【００５８】記録・再生方法磁気シールド層に記録する際には、サーマルヘッドやレ
ーザ光等の加熱手段により磁気シールド層の少なくとも
一部を加熱した後、冷却し、磁気シールド層に所定パタ
ーンの磁気特性変化を不可逆的に生じさせる。本発明の
磁気記録媒体では、磁気シールド層と基体との間に磁気
記録層が存在するため、再生は前述したように行う。す
なわち、まず、磁気シールド層を磁気飽和させずに再生
を行って、磁気シールド層の書き込みパターンに応じて
磁気記録層から漏洩する磁束を検出し、再生信号を得
る。次に、磁気シールド層を磁気飽和させて再生を行
う。このとき得られた再生信号と、磁気シールド層を磁
気飽和させないで得た再生信号との差分をとることによ
り、磁気シールド層の記録パターン（加熱パターン）を
読み出すことができる。再生手段は特に限定されず、例
えば、通常のリング型磁気ヘッドや、磁気抵抗効果型
（ＭＲ）磁気ヘッドなどを用いればよい。

【００５９】不可逆記録材料を含む磁気シールド層に記
録する情報は特に限定されない。例えば、通常のプリペ
イドカードとして用いる場合、磁気記録層には、金額や
度数などに加えて一般的に磁気カードに必要な情報を記
録し、磁気シールド層には、磁気記録層に記録されてい
る情報のうち、例えば金額や度数など使用のたびに書き
換えが必要な情報を記録する。磁気記録層でこれらの情
報を書き換えるたびに、磁気シールド層には追記するこ
とになる。磁気記録層の情報が改竄された場合でも、磁
気シールド層の情報は書き換えができないため、両者を
照合すれば改竄の有無が判定できる。

【００６０】磁気シールド層に記録する情報はこれに限
定されるものではなく、例えば、磁気カードの固有デー
タとしてのＩＤコードを記録してもよい。この場合、こ
のＩＤコードで磁気記録層に記録される情報を暗号化し
ておけば、この磁気カードの磁気記録層の内容を別のＩ
Ｄコードをもつ他の磁気カードの磁気記録層にコピーし
たとしても、正規の情報の読み出しは不可能となる。本
発明では、カード１枚１枚に固有のＩＤコードを記録で
き、しかもその改竄が不可能であるため、複製による偽
造の防止効果が極めて高くなる。

【００６１】また、例えば本発明を磁気カードに適用す
る場合には、使用済となった磁気カードの磁気シールド
層を全面加熱することで、前述したような使用済処理が
可能である。

【００６２】一般に磁気記録媒体は、情報の記録が容易
であり、しかも記録情報の書き換えが可能であることが
利点であるが、磁気カード用途では情報の改竄が容易で
あるという欠点ともなる。これに対し、本発明の磁気記
録媒体では、上述したように情報の改竄が極めて困難で
あり、しかも、光学読み取りと異なり磁気的に情報を読
み出せるため、記録再生装置が安価にできる。また、本
発明で用いる不可逆記録材料は、比較的低温で磁気特性
の不可逆的変化が可能なため、記録感度が高い。このた
め、レーザ光に比べエネルギーの低いサーマルヘッドで
も、記録が容易である。

【００６３】他の構成基体２の構成材料は特に限定されず、樹脂、金属等のい
ずれであってもよい。

【００６４】磁気シールド層４の表面には、必要に応じ
て樹脂保護層や無機保護層を設けてもよい。なお、この
ような保護層を設けた場合でも、磁気シールド層の表面
粗さ（Ｒａ）の限定は有効である。

【００６５】

【実施例】実施例１水アトマイズ法により得た合金粉末を媒体攪拌ミルで粉
砕して、平均粒径８μmのＦｅ₅₈Ａｌ₄₂合金扁平状粉末
を製造した。この粉末の飽和磁化Ｍｓの加熱温度依存性
を、以下の手順で測定した。まず、赤外線イメージ炉を
用いて合金粉末を昇温速度１０℃／min で加熱し、測定
対象温度に１秒間保持した後、ガス冷却して室温まで降
温した。次いで、ＶＳＭ（試料振動型磁気測定器）によ
り常温において最大印加磁界強度１０．０ kOeでＭｓを
測定した。測定結果を図３に示す。

【００６６】図３から、この合金粉末は、加熱により飽
和磁化が低下することがわかる。なお、この合金粉末
は、急冷直後も４００℃まで加熱した後も結晶質であっ
た。

【００６７】次に、本発明の磁気記録媒体の実施例とし
て、以下の手順で磁気カードサンプルを作製した。

【００６８】まず、厚さ１５０μm のポリイミド基体の
一方の面の全面に、Ｂａフェライト粉末（保磁力２７５
０ Oe ）を分散した磁性塗料を乾燥後の厚さが１２μm
となるように塗布し、磁場配向した後、乾燥することに
より、磁気記録層を形成した。

【００６９】次に、水アトマイズ法により得た合金粉末
を媒体攪拌ミルで粉砕して、平均粒径１２μmのＦｅ−
Ｓｉ合金扁平状粉末を製造した。この粉末を分散した磁
性塗料を、磁気記録層表面に塗布して乾燥することによ
り、軟磁性層を形成した。軟磁性層の厚さを、表１に示
す。

【００７０】次に、上記Ｆｅ₅₈Ａｌ₄₂合金粉末を分散し
た塗料を軟磁性層表面に塗布して乾燥することにより、
不可逆記録層を形成し、図２（ａ）に示す構造の磁気カ
ードサンプルを得た。不可逆記録層の厚さを表１に示
す。

【００７１】各サンプルの磁気記録層に、書き込み磁界
５．０kOe、記録密度２１０FCIで記録を行い、１．０kO
eの直流バイアス磁界を印加したときの出力に対するバ
イアス磁界を印加しないときの出力（洩れ出力）から減
衰率を求め、シールド特性を評価した。また、サーマル
ヘッドを不可逆記録層表面に接触させてパターン状に加
熱した後、バイアス磁界を印加しないで再生し、加熱部
の出力と非加熱部の出力との比（残留磁化比）を求め、
これをＳＮ比とした。これらの結果を表１に示す。

【００７２】

【表１】

【００７３】表１から、不可逆記録層の厚さが１０μm
を超えるサンプル（No.１０４、No.１０５）では、ＳＮ
比が低くなることがわかる。

【００７４】上記各サンプルでは、磁気シールド層を軟
磁性層と不可逆記録層との積層構造としたが、比較のた
めに、軟磁性層単独または不可逆記録層単独で磁気シー
ルド層を構成した場合について、シールド特性の磁気シ
ールド層厚さ依存性を調べた。測定条件は、上記各サン
プルと同じとした。結果を図４に示す。

【００７５】図４から、不可逆記録層は軟磁性層に比べ
漏れ出力が大きく、シールド特性が低いことがわかる。

【００７６】バイアス磁界を印加して磁気シールド層を
磁気飽和させた場合、シールド効果がなくなるので、漏
れ出力は磁気シールド層の組成に依存しなくなる。磁気
シールド層を磁気飽和させたときの漏れ出力を、図４に
示す。磁気飽和させた場合の漏れ出力を基準にして、各
磁気シールド層の漏れ出力の減衰率を求めた。漏れ出力
の減衰率の磁気シールド層厚さ依存性を、図５に示す。

【００７７】図５から、軟磁性層単独の場合、厚さを４
μm程度以上とすれば８０％程度以上の減衰率が得られ
ることがわかる。また、不可逆記録層単独の場合、厚さ
を６μm程度以上とすれば６０％を超える減衰率が得ら
れることがわかる。したがって、軟磁性層と不可逆記録
層とを積層して厚さ１０μm程度以上の磁気シールド層
とすれば、９０％程度以上の減衰率が得られると考えら
れる。このことは、表１に示される結果とよく一致して
いる。なお、図５から、不可逆記録層単独でも８０％程
度の減衰率が実現可能であることがわかる。

【００７８】実施例２センダスト扁平粉末を分散した塗料を用いて厚さ５μm
の軟磁性層を形成し、媒体攪拌ミルにより扁平化した平
均粒径約１６μmのＣｕ₂ＭｎＡｌ合金扁平状粉末を分散
した塗料を用いて厚さ７μmの不可逆記録層を形成した
ほかは実施例１と同様にして、磁気カードサンプルを作
製した。サンプルの作製に際しては、媒体攪拌ミルによ
るＣｕ₂ＭｎＡｌ合金粉末の粉砕時間を変えることによ
り、磁気シールド層表面（不可逆記録層表面）の表面粗
さ（Ｒａ）を調整した。各サンプルのＲａを表２に示
す。

【００７９】各サンプルについて、実施例１と同様な測
定を行った。結果を表２に示す。

【００８０】

【表２】

【００８１】表２から、表面粗さ（Ｒａ）が１μmを超
えているサンプルではＳＮ比が著しく低く、また、減衰
率も低く、実用困難であることがわかる。

【００８２】実施例３Ｆｅ−Ｓｉ合金扁平粉末を分散した塗料を用いて厚さ８
μmの軟磁性層を形成し、Ｆｅ₆₁Ｍｎ₂₅Ｃ₁₄合金ターゲ
ットを用いて、ＲＦスパッタ法により厚さ０．５μmの
不可逆記録層を形成したほかは実施例１と同様にして、
磁気カードサンプルを作製した。

【００８３】このサンプルについて、実施例１と同様な
測定を行ったところ、減衰率は９０％、ＳＮ比は１．９
であった。この結果から、不可逆記録層を真空成膜法を
利用して形成した場合でも、優れた特性を示す２層構造
の磁気シールド層が得られることがわかる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気記録媒体の構成例を示す断面図で
ある。

【図２】（ａ）および（ｂ）は、本発明の磁気記録媒体
の構成例を示す断面図である。

【図３】Ｆｅ₅₈Ａｌ₄₂合金扁平状粉末の飽和磁化Ｍｓ
と、加熱温度との関係を示すグラフである。

【図４】磁気シールド層表面で測定した漏れ出力と、磁
気シールド層厚さとの関係を示すグラフである。

【図５】図４の結果から求めた漏れ出力の減衰率と、磁
気シールド層厚さとの関係を示すグラフである。

【符号の説明】

２基体３磁気記録層４磁気シールド層４１軟磁性層４２不可逆記録層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ１１Ｂ 19/04 ５２１Ｇ１１Ｂ 19/04 ５２１Ｈ０１Ｆ 1/047 Ｈ０１Ｆ 10/12 1/14 1/06 Ｊ 10/12 1/14 Ｚ (72)発明者長勤東京都中央区日本橋一丁目13番１号ティーディーケイ株式会社内 (72)発明者重田政雄東京都中央区日本橋一丁目13番１号ティーディーケイ株式会社内 (72)発明者唐津真弘東京都中央区日本橋一丁目13番１号ティーディーケイ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基体の表面側に磁気記録層を有し、この
磁気記録層の表面側に磁気シールド層を有し、前記磁気
シールド層が、加熱により飽和磁化が２倍以上または１
／２倍以下に不可逆的に変化する不可逆記録材料を含む
磁気記録媒体。
【請求項２】基体の表面側に磁気記録層を有し、この
磁気記録層の表面側に磁気シールド層を有し、前記磁気
シールド層が、加熱により飽和磁化が実質的に変化しな
い軟磁性材料と、加熱により飽和磁化が２倍以上または
１／２倍以下に不可逆的に変化する不可逆記録材料とを
含む磁気記録媒体。
【請求項３】前記磁気シールド層が、前記軟磁性材料
を含む軟磁性層と、前記不可逆記録材料を含む不可逆記
録層とからなる請求項２の磁気記録媒体。
【請求項４】前記軟磁性層が前記磁気記録層と前記不
可逆記録層との間に存在する請求項３の磁気記録媒体。
【請求項５】前記不可逆記録層の厚さが１０μm以下
である請求項４の磁気記録媒体。
【請求項６】前記磁気シールド層の表面粗さ（Ｒａ）
が１μm以下である請求項１〜５のいずれかの磁気記録
媒体。
【請求項７】前記不可逆記録材料が、結晶質合金であ
って、加熱により不規則相から規則相へと変化するもの
である請求項１〜６のいずれかの磁気記録媒体。
【請求項８】前記不可逆記録材料の飽和磁化が、規則
相のときよりも不規則相のときのほうが高い請求項７の
磁気記録媒体。
【請求項９】前記不可逆記録材料が、ＦｅおよびＡｌ
を合計で９０原子％以上含有し、原子比Ａｌ／（Ｆｅ＋
Ａｌ）が０．３０〜０．４５である請求項８の磁気記録
媒体。
【請求項１０】前記不可逆記録材料が飽和磁化変化を
示し始める温度が、５０〜４００℃の範囲に存在する請
求項１〜９のいずれかの磁気記録媒体。