JPS6161231A - 磁気記録媒体及びその製造方法 - 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】 〔発明の技術分野〕 データ処理システムの外部記憶装置として磁気ディスク
装置が使用されるが、本発明は、この磁気ディスク装置
における磁気記録媒体及びその製造方法並びに製造装置
に関する。さらに詳細には、磁気記録媒体の基板表面に
形成される磁性塗膜およびその製造方法に関する。

〔従来技術とその問題点〕

磁気ディスク装置における磁気記録媒体は、第５図に示
すように、アルミニウム円板などの基板１に、磁性粉と
そのバインダーとなる合成樹脂を混練してなる磁性塗料
を塗布して乾燥させ、基板の表面に磁性塗膜２を形成す
ることで得られる。

ところで磁気ディスク装置は近年、急激なデータ記録密
度の向上、大容量化が進み、また高速性、経済性の点か
ら装置は小型化の傾向にある。このような要望を満足で
きる高記録密度の磁気記録媒体を得るには、記録媒体と
して使用する磁性塗膜を可能な限り薄膜化すると共に磁
性粉の分散密度を高くすることが必要であるが、基板表
面の仕上げを高精度に行なったとしても、小さな突起３
・・・を皆無にすることは不可能である。そのため磁性
塗膜２のみを薄くしても、基板表面の凹凸の影響が磁性
塗膜２にまで及ぶので、膜厚が０．５μｍ以下でかつ欠
陥のない磁性塗膜を得ることは至難な技である。これに
対しまず合成樹脂のみの層を形成し、その上に極めて薄
い磁性層のみを形成し、表面の磁性層まで基板の凹凸が
影響しないようにすることも試みられたが、塗布工程が
増加するのみでなく、工程の増加に伴って色々と問題も
発生し、無欠陥基板を得ることは鉗しく、スムーズに実
用化に至っていない。しかもバインダーとなる合成樹脂
に対し磁性粉の混入量を増やすと、結合力が低下するな
どの問題が発生し、磁性粉の分散密度を高めて高密度化
することが困難である。

〔本発明の技術的課題〕 本発明の技術的課題は、従来の磁気記録媒体におけるこ
のような問題を解消し、基板表面の影響を受けることの
なしに極めて薄い磁性塗膜を得られるようにすることに
ある。

〔発明の技術的手段〕

この技術的課題を解決するために講した本発明による技
術的手段は、磁性粉とそのバインダーとなる合成樹脂を
混練してなる磁性塗料を基板に塗布して基板の表面に磁
性塗膜を形成してなる磁気記録媒体であって、上記基板
に塗布された磁性塗料が未乾燥の状態において、磁気的
に磁性粉を基板の表面に移動させることで、磁性粉を磁
性塗膜中における磁性塗膜表面側に集中的に分散させた
構成になっている。したがって１工程で塗布される磁性
塗膜中において、その表面側は磁性粉の密度の高い磁性
粉層となり、基板側は合成樹脂のみの層となり、２Ｊｉ
ｆ構成となる。

またこのような極めて薄膜の磁気記録媒体を得るために
、本発明は、磁性粉とそのバインダーとなる合成樹脂を
混練してなる磁性塗料を基板に塗布して基板の表面に磁
性塗膜を形成してなる磁気記録媒体の製造方法であって
、基板に塗布された磁性塗料の未乾燥状態において、か
つ基板を回転させながら、基板に基板面と垂直方向の磁
界を印加する工程と、該工程より後に、基板面と水平方
向の磁界を印加する工程とを有する製造方法を採ってい
る。垂直磁界の印加および水平磁界の印加はそれぞれ１
回ずつ行ってもよいが、２回以上行うとより有効である
。

このような、磁性粉とそのバインダーとなる合成樹脂を
混練してなる磁性塗料を基板に塗布して基板の表面に磁
性塗膜を形成してなる磁気記録媒体を製造するには、２
つのほぼ半円板状の磁極をギャップをおいて平行に配設
してなる磁極を、２組対向配置してドーナツ状となし、
２組のギャップ中に、磁性塗料が塗布された１枚の基板
を回転可能に配設する構成の装置を用い、ギャップ中で
基板を回転させながら垂直磁界と水平磁界の印加が行わ
れる。

〔技術的手段の作用〕

この技術的手段によれば、磁性塗料の塗布は、単一の塗
布工程で行われる。しかしながら基板に塗布された磁性
塗料が乾燥しないうちに、磁性塗料中の磁性粉のみを磁
性塗膜の表面側に移動させて、磁性塗膜表面のみに磁性
粉を分散させである。

そのため、単一の工程で塗布された磁性塗膜であるにも
拘わらず、実際に磁性粉が存在する磁性粉層は、磁性塗
膜の表面のみであって、基板側はバインダーとなる合成
樹脂のみの層となり、２層構成となる。そのため、基板
表面の凹凸が表面の磁性粉層まで到達して、該磁性粉層
に悪影響を及ぼすようなことはない。したがって磁気記
録の媒体となる磁性粉層を極めて薄くでき、それでいて
磁性塗膜は、基板表面の凹凸が磁性粉層まで到達しない
ように、充分厚くできるので、基板表面の仕上がりなど
の影響を受けることなしに、磁性粉層のみを非常に薄く
できる。

しかも塗布された磁性塗料中の磁性粉が総て塗膜表面側
に集中するので、磁性粉層の磁性粉の分散密度が高くな
り、バインダーの結合力を低下させることなしに、高密
度の磁性粉層を得ることができる。

またこのような構成の磁気記録媒体は、基板に塗布され
た磁性塗料の未乾燥状態において、かつ基板を回転させ
ながら、基板のほぼ全面に基板面と垂直方向の磁界を印
加する工程と、該工程より後に、基板面と水平方向の磁
界を印加する工程とで製造される。すなわち従来と同様
な磁性塗料を用い、従来と同じ方法で基板表面に磁性塗
料をスピンコードする。次いで基板を回転させながら、
塗布された磁性塗料に磁界を印加することで、磁性塗料
中の磁性粉のみを磁性塗膜の表面側に吸引して移動させ
、磁性塗膜の表面のみに磁性粉を集。

めで、磁性粉層を構成する。

この磁性粉を表面に集めるには、基板のほぼ全面に基板
面と垂直方向の磁界を印加し、その後基板面と水平方向
の磁界を印加する工程を、それぞれ１回または複数回行
なう。

すなわち基板に対し垂直の磁界を印加することで、磁性
粉は磁性塗膜の表面側に有効に吸引されて移動する。し
かも基板を回転させながら、磁界を印加するので、未乾
燥状態の磁性塗料に多少の振動や流動が発生し、磁性塗
料の移動が円滑に行われる。垂直磁界の印加は基板のほ
ぼ全面に行われるので、磁性粉の移動は一層確実に行わ
れる。

ところが垂直磁界のみでは、磁性粉が磁性塗膜表面に対
し垂直に立った状態となり、磁気ヘッドでデータをリー
ド・ライトする際に充分な出力を得られないので、最終
的には基板面に平行な磁界を印加することで、磁性粉を
水平に寝かせ、データのリード・ライトに適する状態と
する。なお垂直磁界の印加と水平磁界の印加を繰り返し
行うと、磁性塗膜表面への磁性粉の移動および水平に倒
すことが一層円滑に行われる。

そして本発明では、２つのほぼ半円板状の磁極をギヤツ
ブをおいて平行に配設してなる磁極を、２組対向配置し
てドーナツ状となし、２組のギャップ中に、磁性塗料が
塗布された１枚の基板を配置して回転させる装置によっ
て、２Ｎ構成の磁性塗膜が製造される。そのため基板の
全面にわたって容易に強力な磁界を印加することができ
、磁性粉の移動を確実に行うことが可能となる。しかも
２組のギャップ中に基板を配置したままで、それぞれの
磁極を励磁する励磁コイルへの通電を制御するのみで、
垂直磁界および水平磁界の印加タイミングを自由に選択
できる。

〔発明の実施例〕

次に本発明による磁気記録媒体及びその製造方法が実際
上どのように具体化されるかを実施例で説明する。第１
図は本発明の方法で磁気記録媒体を製造する装置で、（
イ）は（ロ）図のイーイ水平断面図、（ロ）、（ハ）は
正面図である。Ｍ３、Ｍ４は励磁コイルであり、磁極４
１と５１間の鉄心Ｃ３に励磁コイルＭ３が巻回され、磁
極４２と５２間の鉄心Ｃ４に励磁コイルＭ４が巻回され
ている。そしてこれら４つの磁極４１．５１と４２．５
２間のギャップに基板ｌが格納されるようにセットされ
る。なおこのような磁界印加装置は、特開昭５４−１５
１８７６号公報にて、既に提案されている。

すなわち磁極４１．４２と５１．５２は、それぞれ半円
板状になっており、１対の対向磁極４１と４２間に基板
ｌのほぼ半分が挟まれ、もう一方の対向磁極５１と５２
間に基板１の他のほぼ半分が挟゛まれる。そのため、基
板１のほぼ全面が磁極４１と４２間、５１と５２間に挟
まれる。なお磁極４１と５１間、４２と５２間の間隔は
、基板１の中心穴５に対し片方はｄで示されるように狭
く、他方はＤで示されるように広くなっている。また各
磁極４１．４２．５１．５２と基板１間のギャップＧに
対し、前記の間隔ｄ、、Ｄは充分に大きい。

このような構成において、４つの磁極４１．４２間５１
．５２間に、磁性塗料２が塗布された直後の基板１を配
設し、いま（ロ）のように左右両側とも上の磁極４１．
５１がＳ極で、下の磁極４２．５２がＮ極となるように
、励磁コイルＭ３　、Ｍ４を通電すると、磁束は基板１
に対しその面と垂直方向に発生する。

そのためこの垂直磁界によって、第２図（イ）のように
、磁性塗料２中の磁性粉６・・・は磁極４１．４２．５
１．５２側、すなわち磁性塗料１の表面側に吸引される
。次いで前記励磁コイルに通電する電流の方向を逆転し
て供給することにより、第１図（ハ）のように、磁極４
１．４２がＳ極、ＶＩ１１極５１．５２がＮ極となるよ
うに励磁する。すると磁極４１と５１間、磁極４２と５
２間の間隔に比べて、各磁極４１．４２．５１．５２と
基板１間のギャップＧがはるかに小さいため、図示のよ
うに磁束は、基板表面の磁性塗料２中の磁性粉を介して
流れ、基板と平行な磁界すなわち水平方向の磁界が発生
する。そのため、第２図（イ）のように垂直に立ってい
た磁性粉６・・・が、同図（ロ）のように水平に倒れる
。このように磁性粉が磁性塗料の表面で水平に倒れた状
態で、磁性塗料を乾燥させ、最後に数百度の温度で赤外
線焼き付けする。

このようにまず垂直方向の磁界を印加した後、水平方向
の磁界を印加することで、磁性塗料の表面に引き寄せら
れた磁性粉が水平に倒れる。垂直磁界および水平磁界の
印加は、それぞれ１回ずつでもよいが、２回以上印加す
るのがより有効であり、磁性粉が確実に磁性塗料表面に
移動し、かつ確実に転倒する。第３図は垂直磁界と水平
磁界の印加を、それぞれ２回ずつ行う例であり、（イ）
は印加磁界の変化を示すタイムチャート、（ロ）は基板
１の回転数の変化を示すタイムチャートである。基板表
面に磁性塗膜を形成するには、第３図（ロ）に示すよう
に、まず基板表面に磁性圭料を塗布し、基板を高速回転
させて余分の磁性塗料を振り切った後、低速回転にする
と共に磁界を印加して、磁性粉の配向を行ない、配向状
態で磁性塗料を乾燥させる。（イ）に示す例では、磁性
塗料の塗布工程と振り切り工程にかけて、垂直磁界を印
加し、次いで配向工程の前半で水平磁界を印加する。そ
して再び垂直磁界を印加した後、最後に水平磁界とし、
乾燥工程で乾燥させ、最後に赤外線焼付けする。

このように水平磁界と垂直磁界を数回交互に印加するほ
か、各励磁コイルＭ３　％　Ｍ４に交流磁界を印加する
ことによっても、同様な作用が得られる。また垂直磁界
と水平磁界は、同時に印加することもでき、第３図（イ
）のように一部重畳させることもできる。

実際に作製された磁性塗膜の組成を示すと、ＴＦｅ２０
３　、アクリル（アクリルアミド硬化型）、フェノール
（スミラックＤＣ−２５）　、メラミンにカラツクＢＬ
６０）　、エポキシ−８２８からなっている。

また塗布時の磁性塗料の粘土は、０．５〜１．５ボイズ
であり、基板を垂直にして自動塗布法で塗布した。塗布
乾燥状態の磁性塗膜の膜厚は、基板の内側が０．６μｍ
、外側が０．７μｍであり、研磨仕上げ後の膜厚は、内
側が０．５μｍ、外側が０．６μｍであった。

〔発明の効果〕

以上のように本発明の磁気記録媒体は、磁性塗料を塗布
した状態で、磁性粉のみを表面側に集中させることで密
度の高い磁性粉層を形成しているため、磁性塗膜自体は
単一でありながら、基板側は合成樹脂のみの層で、表面
側は密度の高い磁性粉層となる。したがって、表面側の
磁性粉層は基板の仕上げ状態の影響を受けることがな（
、エラーが発生するようなことはない。第４図は磁性塗
膜の膜厚とデータのリード・ライト時の出力値との関係
を示す特性図で、■は第５図に示す従来の磁気記録媒体
の特性を示し、■は第２図に示す本発明による磁気記録
媒体の特性を示すものである。

この特性図から明らかなように、従来の磁気記録媒体は
、磁性塗膜中に均一に磁性粉が均一に分散しているので
、磁性塗膜をｉｕしていって膜厚を薄くしていっても、
出力値は膜厚に比例して低下していく。これに対し本発
明による磁気記録媒体は、磁性塗膜の表面側のみに磁性
粉が集中し、基板側は合成樹脂のみの層となっているた
め、曲線■で示すように、膜厚を薄（していくと、磁性
塗膜表面側は磁性粉の密度が高いために出力が大きく、
磁性粉層と合成樹脂層との間から急激に出力値が低下い
くことがわかる。このように磁性粉の量は表面側に集中
しているが、磁性塗膜としては磁性粉層も基板側の合成
＋ＡＪ脂層も一体なため、機械的な強度や物理的な特性
は安定している。

またこのような２層構成の磁性塗ｎりを得るには、磁性
塗料が未乾燥の状態で、基板のほぼ全面にわたって垂直
磁界を印加し、その後に水平磁界を印加することで、磁
性粉を円滑に表面側に寄せ、かつ水平状態に転倒させる
ことができる。このように単一の塗布工程で２層の磁性
塗膜を（与ることができ、製造が至って節用である。

さらに２つのほぼ半円板状の磁極をギャップをおいて平
行に配設してなる磁極を、２組対向配置してドーナツ状
となし、２組のギャップ中に、磁性塗料が塗布された基
板を配置して回転させることで、垂直磁界と水平磁界を
印加する装置なため、基板のほぼ全面にわたって強力で
均一な磁界を容易に印加することが可能となる。励磁コ
イルを選択的に通電するだけで、垂直磁界および水平磁
界の切り換えおよび印加タイミングの制御を容易に行う
ことができ、装置の構成も簡単になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による磁気記録媒体の製造装置の水平断
面図と正面図、第２図は磁気記録媒体の製造過程を示す
断面図、第３図は本発明による磁気記録媒体の製造方法
を示すタイムチャート、第４図は従来の磁気記録媒体と
本発明による磁気記録媒体の磁気特性を示す図、第５図
は従来の磁気記録媒体の断面図である。 図において、１は基板、２は磁性塗料（磁性塗膜）、６
・・・は磁性粉、４１．４２．５１．５２は磁極、Ｃ３
、Ｃ４は鉄心、Ｍ３　、Ｍ４は励磁コイルをそれぞれ示
す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁性粉とそのバインダーとなる合成樹脂を混練し
   てなる磁性塗料を基板に塗布して基板の表面に磁性塗膜
   を形成してなる磁気記録媒体であって、上記基板に塗布
   された磁性塗料が未乾燥の状態において、磁気的に磁性
   粉を基板の表面に移動させることで、磁性粉を磁性塗膜
   中における磁性塗膜表面側に集中的に分散させてなる磁
   気記録媒体。
2. （２）磁性粉とそのバインダーとなる合成樹脂を混錬し
   てなる磁性塗料を基板に塗布して基板の表面に磁性塗膜
   を形成してなる磁気記録媒体の製造方法であって、基板
   に塗布された磁性塗料の未乾燥状態において、かつ基板
   を回転させながら、基板のほぼ全面に基板面と垂直方向
   の磁界を印加する工程と、該工程より後に、基板面と水
   平方向の磁界を印加する工程とを有することを特徴とす
   る磁気記録媒体の製造方法。