説明

磁気記録媒体の製造方法

【課題】バックコート層の突起が磁性層に転写して凹みとなることに起因するドロップアウトを防止し、サーボ工程における信号書き込み時にヘッド目詰まりの発生を抑え、さらにテープ側面部における変形の発生を防止する。
【解決手段】可撓性支持体の一方の面上に非磁性層と磁性層とをこの順に形成し、可撓性支持体の他方の面上にバックコート層を形成する原反製造工程と、支持体の両面に各層が形成された原反をコアに巻き取って熱硬化処理を行う熱硬化工程と、熱処理後の原反を一括してカレンダー加工するカレンダー工程と、カレンダー加工後の原反を切断して複数のパンケーキを得る切断工程と、パンケーキに対してサーボ信号を書き込む工程とを有し、原反を切断して複数のパンケーキを得た後、サーボ信号を書き込むまでの間に、パンケーキを常温常湿環境下に60時間以上放置する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、磁気記録媒体の製造方法、特に表面平滑性及び電磁変換特性に優れる磁気記録媒体の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
コンピュータのバックアップ用途に用いられる磁気記録テープは、近年の高容量化に伴い、カートリッジとして同一容積内に記録できる容量の大容量化が求めらている。特開2006−268921号公報には、裁断後の磁気記録テープの幅精度及び直線性を向上するため、原反を熱処理する工程が終了した後、裁断の工程までの経過時間を80時間以内として、ベースフィルムに発生する皺などの変形を防止して、製品の品質を向上させる旨の提案がなされている。同公報に開示されている実施例には、熱処理後の保管時間は、80時間以下が好ましく、放置しないでそのまま裁断することが特に好ましい旨が記載されている。しかしながら、熱処理は、原反を60℃で48時間程度加熱することによって行われるため、熱処理直後の原反をそのまま常温下で裁断したときには、加熱や放熱が進みやすい表層部(外側の部位)と加熱や放熱が進み難いコア(巻芯)近傍の部位(外側の部位)とでは、加熱や放熱による原反の伸張あるいは収縮が異なっている状態で裁断することになり、磁気記録テープの側面部が変形して磁気記録テープの幅を所定の範囲内(規格内)に収めることが困難であり、テープ幅不良を誘発して歩留まりの低下となる。
【0003】
また、コアに巻かれた状態では、磁性層とバックコート層が接触しているため、熱処理時には、特に巻き芯側近傍で原反が巻き締まり、これによってバックコート層の突起が磁性層面に転写して、磁性層面に凹みが形成される。このため、熱処理後ただちに裁断するだけでは、データ読み取り/書き込み時におけるドロップアウト(信号欠落)の発生頻度(エラーレート)が増大し、磁気記録媒体としての品質低下を招くこととなる。また、トラック幅が狭くなれば、かかる凹みの影響が大きくなることから、テープ状記録媒体の記録容量(記録密度)を増大させる上で大きな障害となる。
【0004】
このような課題を解消するため、特開2007−004874号公報では、切断されハブに巻き取られたパンケーキを加熱してバックコート層の転写により発生した磁性層の凹みを回復させる処理方法が提案されている。しかしながら、この処理方法では、パンケーキを再度加熱することによる温度変化で、切断されたテープに収縮や伸張が発生し、パンケーキに「段落ち」や「飛び出し」が発生しやすく、テープの側面を傷める結果となる。
【0005】
最終製品としての磁気記録媒体は、裁断されたテープ状の媒体にサーボ信号を書き込み、ヘッドが正確にトレースするように処理を行うのであるが、サーボ信号の書き込み時と実際の使用時にテープの寸法変化が生じると、サーボ信号の読取りに誤差が生じ、データを正しく読み取れなくなるおそれがある。そのため、熱処理後、寸法変化がなるべく収まった段階でサーボ信号を書き込むことが好ましい。また、サーボ信号を正しく拾えるようにするために、サーボ信号の信号欠落が生じないよう、テープ端面からの「粉落ち」の発生を防止してサーボ信号書き込み用ヘッドの目詰まりを抑えた状態でテープにサーボ信号を書き込むことが要求される。しかしながら、これらの点については、明確な解決手段(解決指針)が存在していなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2006−268921号公報(第3−13頁、第1−4図)
【特許文献2】特開2007−004874号公報(第5−15頁、第1−6図)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
そこで、本発明の目的は、バックコート層の突起が磁性層に転写して凹みとなることに起因するドロップアウトを防止し、サーボ工程の信号書き込み時におけるヘッドの目詰まりの発生を抑え、さらに磁気記録テープの側面部における変形の発生を防止し得る磁気記録媒体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、可撓性支持体の一方の面上に非磁性粉末および結合剤を少なくとも含有する非磁性層と強磁性粉末および結合剤を少なくとも含有する磁性層とをこの順に設け、前記可撓性支持体の他方の面上に非磁性粉末および結合剤を少なくとも含有するバックコート層を設ける原反製造工程と、前記支持体の両面に前記各層が形成された原反をコアに巻き取って熱硬化処理を行う熱硬化工程と、前記熱処理後の原反を一括してカレンダー加工するカレンダー工程と、カレンダー加工後の前記原反を切断して複数のパンケーキを得る切断工程と、前記パンケーキに対してサーボ信号を書き込む工程とを有して磁気記録媒体を製造する磁気記録媒体の製造方法であって、前記原反を切断して前記複数のパンケーキを得た後、サーボ信号を書き込むまでの間に、前記パンケーキを常温常湿環境下に60時間以上放置することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法である。
【0009】
本発明は、上記の磁気記録媒体の製造方法において、前記カレンダー加工が金属ロールと金属ロールを組み合わせたカレンダー加工であることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法である。
【0010】
本発明は、上記の磁気記録媒体の製造方法において、前記切断工程において、上刃の周速度を下刃の周速度に対して101.8%以上109.8%以下の範囲内に規定して前記原反を切断することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法である。
【発明の効果】
【0011】
熱処理後の原反を一括してカレンダー加工し、カレンダー加工後の原反を切断して得たパンケーキを常温常湿環境下に60時間以上放置した後にサーボ信号を書き込むことで、バックコート層の突起が磁性層に転写して凹みとなることに起因するドロップアウトを防止し、サーボ工程における信号書き込み時にヘッド目詰まりの発生を抑え、さらにテープ側面部における変形の発生を防止することができる。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【0013】
本発明で製造される磁気記録媒体の一例としては、非磁性支持体の一方の面上に下層非磁性層が設けられ、下層非磁性層上に厚み0.03〜0.30μmの上層磁性層が設けられ、非磁性支持体の他方の面上にバックコート層が設けられている。なお、本発明では、磁性層上に潤滑剤塗膜や磁性層保護用の各種塗膜などが必要に応じて設けられてもよい。また、非磁性支持体の磁性層が設けられる前記一方の面には、塗膜(下層非磁性層)と非磁性支持体との接着性の向上等を目的として、下塗り層(易接着層)が設けられてもよい。
【0014】
[下層非磁性層]
下層非磁性層は、カーボンブラック、カーボンブラック以外の非磁性無機粉末、及び結合剤樹脂を含む。
【0015】
非磁性層に含まれるカーボンブラックとしては、ゴム用ファーネスブラック、ゴム用サーマルブラック、カラー用ブラック、アセチレンブラック等を用いることができる。比表面積は5〜600m/g、DBP吸油量は30〜400ml/100g、粒子径は10〜100nmが好ましい。使用できるカーボンブラックは、具体的には「カーボンブラック便覧」、カーボンブラック協会編を参考にすることができる。
【0016】
カーボンブラック中に含まれる水溶性ナトリウムイオン及び水溶性カルシウムイオンは、少ない方が好ましく、水溶性ナトリウムイオン含有量は、500ppm以下、さらには300ppm以下が好ましい。水溶性カルシウムイオン含有量は300ppm以下、さらには200ppm以下が好ましい。上記範囲を上回ると、塗膜中に含まれる有機酸(特に脂肪酸)と塩を形成し、塗膜表面に吐出し、ドロップアウトやエラーレート増加の要因となる。
【0017】
カーボンブラック中に含まれる水溶性ナトリウムイオン及び水溶性カルシウムイオンを低減するには、カーボンブラックの製造工程中における反応停止流体として使用される水、あるいは造粒工程にて使用される水の純度を高めればよい。カーボンブラックの製造方法は、特開平11−181323号公報、特開平10−46047号公報、特開平8−12898号公報に記載されている。
【0018】
非磁性層にはカーボンブラック以外の各種無機粉末を用いることができ、例えば、針状の非磁性酸化鉄(α−Fe)、CaCO、酸化チタン、硫酸バリウム、α−Al等の無機粉末が挙げられる。これらの無機粉末中に含まれる水溶性ナトリウムイオン及び水溶性カルシウムイオンは、少ない方が好ましく、水溶性ナトリウムイオン含有量は、70ppm以下、さらには50ppm以下が好ましい。上記範囲を上回ると塗膜中に含まれる有機酸(特に脂肪酸)と塩を形成し、塗膜表面に吐出し、ドロップアウトやエラーレート増加の要因となる。無機粉末中に含まれる水溶性ナトリウムイオン及び水溶性カルシウムイオンを低減するには、水洗工程を加えればよい。
【0019】
カーボンブラックと前記カーボンブラック以外の無機粉末の配合比率は、質量比(カーボンブラック/無機粉末)で100/0〜5/95が好ましい。カーボンブラックの配合比率が5質量部を下回ると、表面電気抵抗に問題が生じる。
【0020】
下層非磁性層には、上記材料の他に結合剤として、熱可塑性樹脂、熱硬化性ないし反応型樹脂、放射線(電子線又は紫外線)硬化型樹脂等が、媒体の特性、工程条件に合わせて適宜組み合わせて選択されて使用される。
【0021】
熱可塑性樹脂としては、軟化温度が150℃以下、平均分子量5000〜200000、重合度50〜2000程度のものが用いられ、また、熱硬化性樹脂、反応型樹脂又は放射線硬化型樹脂としては、平均分子量5000〜200000、重合度50〜2000程度のものであって、塗布、乾燥、カレンダー加工後に加熱及び/又は放射線(電子線又は紫外線)照射することにより、縮合、付加等の反応により分子量が増大するものが用いられる。
【0022】
これらのうちで、好ましく用いられるものとしては、以下に示すようなニトロセルロース及びポリウレタン樹脂の組み合わせ、塩化ビニル系共重合体及びポリウレタン樹脂の組み合わせである。
【0023】
塩化ビニル系共重合体としては、塩化ビニル含有量60〜95質量%、特に60〜90質量%のものが好ましく、その平均重合度は100〜500程度であることが好ましい。
【0024】
このような塩化ビニル系樹脂としては、塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコール共重合体、塩化ビニル−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−マレイン酸共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコール−マレイン酸共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリート共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリート−マレイン酸共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコール−グリシジル(メタ)アクリレート共重合体、塩化ビニル−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート−グリシジル(メタ)アクリレート共重合体、塩化ビニル−ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート共重合体等が挙げられ、特に塩化ビニルとエポキシ(グリシジル)基を含有する単量体との共重合体が好ましい。
【0025】
塩化ビニル系共重合体は、分散性向上のために、硫酸基(−SOY)及び/又はスルホ基(−SOY)を極性基(以下、S含有極性基という)として含有するものが好ましい。前記S含有極性基において、Yは、H、アルカリ金属のいずれであってもよいが、Y=K、すなわち−SOK、−SOKであることが特に好ましい。塩化ビニル系共重合体は、前記S含有極性基のうちいずれか一方のみを含有していてもよく、両者を含有していてもよく、両者を含むときにはその含有比は任意である。
【0026】
上記塩化ビニル系樹脂と併用するポリウレタン樹脂とは、ポリエステルポリオール及び/又はポリエーテルポリオール等のヒドロキシ基含有樹脂とポリイソシアネート含有化合物との反応により得られる樹脂の総称であって、数平均分子量5000〜200000程度で、Q値(質量平均分子量/数平均分子量)1.5〜4程度のものである。
【0027】
ポリウレタン樹脂は、末端や側鎖に極性基を有するものであっても良く、特に硫黄及び/又は燐を含有する極性基を含有しているものが好ましい。
【0028】
ポリウレタン樹脂中に含まれる極性基として、−SOM、−SOM、−SR等のS含有基、−POM、−POM、−POM、−P=O(OM)(OM)、−OP=O(OM)(OM)等のP含有極性基、−COOM、−OH、−NR、−N(ここで、M、M、Mは、H、Li、Na、Kを示し、Rは、H又は炭化水素基を示し、Xはハロゲン原子を示す)、エポキシ基、−CN等が挙げられる。これらの極性基から選ばれる少なくとも1つの極性基が、共重合又は付加反応により導入されたポリウレタン樹脂を用いることが好ましい。これら極性基は、分子中に0.01〜3質量%含まれていることが好ましく、これら極性基は骨格樹脂の主鎖中に存在しても、分枝中に存在してもよい。
【0029】
またポリウレタン樹脂は、ガラス転移温度Tgが−20℃≦Tg≦80℃の範囲のものが好ましい。
【0030】
このようなポリウレタン樹脂は公知の方法により、特定の極性基含有化合物及び/又は特定の極性基含有化合物と反応させた原料樹脂等を含む原料を、溶剤中又は無溶剤中で反応させることにより得られる。
【0031】
塩化ビニル系共重合体及びポリウレタン樹脂に加えて、非磁性層において全結合剤の20質量%以下の範囲で、公知の各種樹脂が含有されてもよい。
【0032】
塩化ビニル系共重合体及びポリウレタン樹脂以外の熱可塑性樹脂としては、例えば、(メタ)アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン系共重合体、ポリアミド樹脂、ポリビニルブチラール、ニトロセルロース、スチレン−ブタジエン系共重合体、ポリビニルアルコール樹脂、アセタール樹脂、エポキシ系樹脂、フェノキシ系樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリカプロラクトン等の多官能性ポリエーテル類、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、ポリブタジエンエラストマー、塩化ゴム、アクリルゴム、イソプレンゴム、エポキシ変性ゴム等が挙げられる。
【0033】
また、熱硬化性樹脂としては、縮重合するフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン硬化型樹脂、尿素樹脂、ブチラール樹脂、ホルマール樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、シリコーン樹脂、アクリル系反応樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ−ポリアミド樹脂、飽和ポリエステル樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂等が挙げられる。
【0034】
これらの結合剤樹脂を硬化する架橋剤としては、各種ポリイソシアナート、特にジイソシアナートを用いることができ、特に、トリレンジイソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナート、メチレンジイソシアナートの1種以上を用いることが好ましい。これらの架橋剤は、トリメチロールプロパン等の水酸基を複数有するもので変性した架橋剤又はジイソシアネート化合物3分子が結合したイソシアヌレート型の架橋剤として用いることが特に好ましく、結合剤樹脂に含有される官能基等と結合して樹脂を架橋する。架橋剤の含有量は、結合剤樹脂100質量部に対し、10〜30質量部とすることが好ましい。このような熱硬化性樹脂を硬化するには、一般に加熱オーブン中で50〜70℃にて12〜48時間加熱すればよい。
【0035】
さらに、上記結合剤樹脂を公知の手法により(メタ)アクリル系二重結合を導入して電子線感応変性を行ったものを使用することも可能である。この電子線感応変性を行うには、樹脂に対し、トリレンジイソシアネート(TDI)と2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート(2−HEMA)との反応物(アダクト)を反応させるウレタン変性、エチレン性不飽和二重結合を1個以上及びイソシアネート基1個を1分子中に有し、かつウレタン結合を分子中に持たないモノマー(2−イソシアネートエチル(メタ)アクリレート等)を用いる改良型ウレタン変性、水酸基やカルボン酸基を有する樹脂に対し、(メタ)アクリル基とカルボン酸無水物あるいはジカルボン酸とを有する化合物を反応させるエステル変性がよく知られている。これらの中でも改良ウレタン変性が、塩化ビニル系樹脂の含有比率を上げても脆くならず、しかも分散性、表面性に優れた塗膜を得ることができるため好ましい。
【0036】
これら電子線硬化型結合剤樹脂を用いる場合、架橋率を向上させるために従来公知の多官能アクリレートを、結合剤樹脂100質量部に対して1〜50質量部、好ましくは5〜40質量部混合して使用してもよい。
【0037】
下層非磁性層に用いる結合剤樹脂の含有量は、下層非磁性層中のカーボンブラックとカーボンブラック以外の無機粉末の合計100質量部に対し、好ましくは10〜100質量部、より好ましくは12〜30質量部である。結合剤の含有量が少なすぎると、下層非磁性層における結合剤樹脂の比率が低下し、十分な塗膜強度が得られない。結合剤の含有量が多すぎると、下層非磁性層塗料作成時に分散不良を起こし、平滑な下層非磁性層面を形成することができなくなる。
【0038】
下層非磁性層には必要に応じて潤滑剤を含有することが好ましい。潤滑剤としては、飽和、不飽和に関わらず、脂肪酸、脂肪酸エステル、糖類など公知のものを、単独であるいは2種以上混合して用いることができ、融点の異なる脂肪酸を2種以上混合し用いることや、融点の異なる脂肪酸エステルを2種以上混合し用いることも好ましい。これは、磁気記録媒体の使用される、あらゆる温度環境に応じた潤滑剤を、媒体表面に持続して供給する必要があるからである。
【0039】
具体的には、脂肪酸として、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、ラウリン酸、エルカ酸などの飽和直鎖脂肪酸や、イソセチル酸、イソステアリン酸などの飽和で側鎖を有する脂肪酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸などの不飽和脂肪酸などを適宜使用することができる。
【0040】
脂肪酸エステルとしては、ブチルステアレート、ブチルパルミテートなどの直鎖の飽和脂肪酸エステル、イソセチルステアレート、イソステアリルステアレートなどの側鎖を有する飽和脂肪酸エステル、イソステアリルオレエートなどの不飽和脂肪酸エステル、オレイルステアレートなどの不飽和アルコールの脂肪酸エステル、オレイルオレエートなどの不飽和脂肪酸と不飽和アルコールのエステル、エチレングリコールジステアレートなどの2価アルコールのエステル、エチレングリコールモノオレエート、エチレングリコールジオレエート、ネオペンチルグリコールジオレエートなどの2価アルコールと不飽和脂肪酸のエステル、またソルビタンモノステアレート、ソルビタントリステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエートなどの糖類と飽和又は不飽和脂肪酸とのエステルなどが挙げられる。
【0041】
下層非磁性層の潤滑剤の含有量は、目的に応じ適宜調整すればよいが、カーボンブラックとカーボンブラック以外の無機粉末を加えた合計質量に対し、1〜20質量%が好ましい。
【0042】
下層非磁性層形成用の塗料は、上記各成分に有機溶剤を加えて調整する。用いる有機溶剤は特に制限はなく、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤や、トルエン等の芳香族系溶剤などの各種溶媒の1種又は2種以上を、適宜選択して用いればよい。有機溶剤の添加量は、カーボンブラック、カーボンブラック以外の各種無機粉末等、及び結合剤樹脂の合計量100質量部に対し100〜900質量部程度とすればよい。
【0043】
下層非磁性層の厚さは、通常0.1〜2.5μm、好ましくは0.3〜2.3μmである。非磁性層が薄すぎると、非磁性支持体の表面粗さの影響を受けやすくなり、その結果、非磁性層の表面平滑性が悪化して磁性層の表面平滑性も悪化しやすくなり、電磁変換特性が低下する傾向にある。また、光透過率が高くなるので、テープ端を光透過率の変化により検出する場合に問題となる。一方、非磁性層をある程度以上厚くしても性能は向上しない。
【0044】
[上層磁性層]
上層磁性層は、少なくとも強磁性粉末、及び結合剤樹脂を含有する。
【0045】
前記強磁性粉末の平均長軸長は0.1μm以下であることが好ましい。長軸の短い強磁性粉末を用いることにより塗膜の充填率が上がり、バックコート層からの転写を受けにくくなる。好ましい強磁性粉末の平均長軸長は0.03〜0.10μmである。強磁性粉末の平均長軸長が0.1μmを超えると、塗膜の充填率が上がらず、バックコート層からの転写を受けやすくなる。一方、平均長軸長が0.03μm未満では、磁気的異方性が弱まり配向しにくくなり、出力が低下しやすい。
【0046】
本発明において、強磁性粉末としては、金属磁性粉末又は六方晶形板状微粉末を用いることが好ましい。金属磁性粉末としては、保磁力Hcが118.5〜237kA/m(1500〜3000Oe)、飽和磁化σsが120〜160Am2/kg(emu/g)、平均長軸長が0.03〜0.1μm、平均短軸長が10〜20nm、アスペクト比が1.2〜20であることが好ましい。また、金属磁性粉末を用いて作製した媒体のHcは118.5〜237kA/m(1500〜3000Oe)が好ましい。六方晶形板状微粉末としては、保磁力Hcが79〜237kA/m(1000〜3000Oe)、飽和磁化σsが50〜70Am/kg(emu/g)、平均板粒径が30〜80nm、板比が3〜7であることが好ましい。また、六方晶形板状微粉末を用いて作製した媒体のHcは94.8〜173.8kA/m(1200〜2200Oe)が好ましい。
【0047】
ここで、強磁性粉末の平均長軸長は、テープ片から磁性粉末を分別、採取して、透過型電子顕微鏡(TEM)により撮影した写真から、粉末の長軸長を計ることにより求めることができる。その手順の一例を以下に示す。
(1)テープ片からバックコート層を溶剤で拭き取り、除去する。
(2)非磁性支持体上に下層非磁性層と上層磁性層が残ったテープ片試料を、5%NaOH水溶液に浸漬し、加熱、攪拌する。
(3)非磁性支持体から脱落させた塗膜を水洗し、乾燥する。
(4)乾燥された塗膜をメチルエチルケトン(MEK)中で超音波処理し、マグネットスターラーを用いて磁性粉末を吸着させて集める。
(5)残渣から磁性粉末を分離、乾燥する。
(6)専用のメッシュに(4)及び(5)で得られた磁性粉末を採取し、TEM用試料を作製し、TEMにて写真撮影する。
(7)写真の磁性粉末の長軸長を計って平均する(測定回数:n=100)。
【0048】
金属磁性粉末は、第一鉄塩とアルカリを混合した水懸濁液に、酸化性ガスを吹き込むことによって得られるオキシ水酸化鉄を出発原料とする。このオキシ水酸化鉄の種類としては、α−FeOOHが好ましく、その製法としては、第一鉄塩を水酸化アルカリで中和してFe(OH)の水懸濁液とし、この懸濁液に酸化性ガスを吹き込んで針状のα−FeOOHとする第一の製法がある。一方、第一鉄塩を炭酸アルカリで中和してFeCOの水懸濁液とし、この懸濁液に酸化性ガスを吹き込んで紡錘状のα−FeOOHとする第二の製法がある。
【0049】
これらの方法で用いる第一鉄塩としては、塩化第一鉄、硝酸第一鉄、硫酸第一鉄のいずれを使用してもよい。また、第一の製法で用いる水酸化アルカリとしては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、アンモニア水が使用可能である。また、第二の製法で用いる炭酸アルカリとしては、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム等が使用可能である。
【0050】
上記第一の製法を用いて、微細で枝分かれがなく、分散性、パッキング性に優れる金属磁性粉末を得るのに適したα−FeOOHを製造する条件は、第一鉄塩の中和に必要なアルカリ量の2〜10倍量のアルカリを使用し、アルカリ濃度の高い条件でFe(OH)の酸化反応を進めることである。アルカリ濃度の高い領域での反応は、枝分かれのない粒子を得るのに必要な条件である。また、粒子の大きさのコントロールは、一般に知られているように、反応温度、酸化性ガスの吹き込み量のコントロールによって可能であるが、その他として、第一鉄塩中にNi、Co、Al、Si等の金属塩を存在させておき、これをアルカリで中和してから酸化反応を進めることによっても、粒子の寸法をコントロールすることが可能である。
【0051】
第二の製法では、生成する紡錘状のα−FeOOHは枝分かれがなく、粒度の揃った微細な粒子が得やすい。また第二の製法における粒子の大きさのコントロールは、水懸濁液中の鉄の濃度、反応温度、酸化性ガスの吹き込み量を変化させることにより可能である。また、第一の製法と同じようにNi、Co等の添加によっても粒子の形状をコントロールすることができる。
【0052】
以下、第一の製法で得た針状のα−FeOOHを原料とする金属磁性粉末の製造方法を例として説明する。先ず、第一鉄塩を中和に必要な量の2倍量以上の水酸化アルカリで中和して、Fe(OH)のアルカリ懸濁液とし、これに酸化性ガスを吹き込んで針状のα−FeOOHを得る。この時、α−FeOOHの針状比及び形状をコントロールするために、Ni、Co、Zn、Cr、Mn、Zr、Al、Si、P、Ba、Ca、Mg、Cu、Sr、Ti、Mo、Ag、稀土類元素等の金属をドープしておくことができる。これらの異種金属の添加方法は、第一鉄塩中に均一に混合しておいても良く、また反応の途中で添加しても良い。添加量については所望する形状、大きさにより、経験的に決められる。
【0053】
なお、本方法では、第一鉄塩をアルカリで中和してFe(OH)の懸濁液を生成させ、これを酸化してα−FeOOHを製造するのであるが、この時使用するアルカリ量を中和当量の2倍以上使用することにより、金属磁性粉末とした時に保磁力の高い原料α−FeOOHが得られる。このようなアルカリの過剰量は、多ければ多いほどα−FeOOHの枝分かれは少なくなるが、10倍以上加えてもそれ以上の効果は発現しないため、10倍以上の過剰量を加える反応は効率的でない。
【0054】
また、好ましい金属磁性粉末を得るのに必要なα−FeOOH粒子の大きさは、その比表面積BET値が60〜130m/gの範囲となる大きさとすることが必要である。
この比表面積が60m/g未満では、粒子が大きすぎて高保磁力は得られないし、単波長領域用の磁性材料として好ましくない。また、比表面積が130m/gを超えると、粒子が細かくなりすぎ超常磁性が発現するためかも知れないが、高保磁力は得られないし、また粒子の不揃いによるためかも知れないが、保磁力分布の広いものになってしまう。
【0055】
次に、Ni、Co、Zn、Cr、Mn、Zr、Al、Si、P、Ba、Ca、Mg、Cu、Sr、Ti、Mo、Ag、稀土類元素等がドープされているか又はドープされていないα−FeOOHに、Ni、Co、Al、Si及び稀土類元素の内の1種以上を含有させる。この際の含有方法としては、各種金属塩を酸又はアルカリで中和して、粒子表面上に水酸化物の微小な結晶の膜として被着させる方法が一般的である。Ni、Co、稀土類元素は、α−FeOOHを生成させる反応で必要量ドープされている場合は、新たにα−FeOOH粒子の表面に被着させなくてもよい場合もあるが、これらの元素を多量に含有させる必要がある場合は、ドープされる量に限界があるので、さらに表面にこれらの元素を被着させる。なお、金属磁性粉末中の各金属元素の含有量は以下の範囲が好ましい。
以下の数値は鉄を100としたときの各金属の質量比である。
【0056】
Ni=0.3〜8.0Co=3.0〜45.0Al=0.5〜8.0Si=0.5〜8.0稀土類元素=0.2〜10.0但し、Al+Si=2.0〜15.0
【0057】
稀土類元素は、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Dy、及びYのうちの少なくとも1種であり、これらの組合せでも有効である。添加する金属は、塩化物、硫酸塩、硝酸塩等の水溶性塩の使用が便利である。Siの場合は、メタ珪酸ソーダ、オルト珪酸ソーダ、水ガラスが使用できる。被着の順序は、まず合金化して金属磁性粉末の磁気特性をコントロールするNi及びCoを先に被着し、次に熱による粒子の焼結を防止するAlとSiを被着することが好ましい。稀土類元素の場合は、α力を高める効果があり、Al及び/又はSiを被着する時に被着しても効果はあるが、内部に存在させた方が効果は大きい。
【0058】
次に、上記各金属を所定量被着した後、これを十分に水洗して乾燥し、非還元性雰囲気中で、300〜800℃の温度で熱処理をする。熱処理温度が300℃未満では、α−FeOOHが脱水して生じたα−Fe粒子中の空孔が多くなり、その結果、還元後の金属磁性粉末の特性が劣ることとなる。また、熱処理温度が800℃を超えると、α−Fe粒子の融解が始まり粒子の形状が変化したり、あるいは焼結が進行し、その結果、得られた金属磁性粉末の特性は劣化する。
【0059】
次に、熱処理後の金属磁性粉末を水素ガス気流下で300〜600℃の温度で還元し、公知の方法で粒子の表面に酸化皮膜を形成させて金属磁性粉末を得る。金属磁性粉末中に含まれる水溶性ナトリウムイオン及び水溶性カルシウムイオンを低減するには、上記製造法において使用される水の純度を高めたり、ナトリウムあるいはカルシウムを含まないアルカリを使用すればよい。
【0060】
六方晶フェライトの製法としては、以下の方法等が挙げられ、いずれの製法を用いてもよい。
(1)酸化バリウム、酸化鉄、鉄を置換する金属酸化物、及びガラス形成物質として酸化ホウ素等を所望のフェライト組成になるように混合した後、溶融し、急冷して非晶質体とし、次いで、再加熱処理した後、洗浄、粉砕してバリウムフェライト結晶粉体を得るガラス結晶化法。
(2)バリウムフェライト組成金属塩溶液をアルカリで中和し、副生成物を除去した後、100℃以上で液相加熱し、その後、洗浄、乾燥、粉砕してバリウムフェライト結晶粉体を得る水熱反応法。
(3)バリウムフェライト組成金属塩溶液をアルカリで中和し、副生成物を除去した後、乾燥し、1100℃以下で処理し、粉砕してバリウムフェライト結晶粉体を得る共沈法。
【0061】
六方晶フェライト粉末中に含まれる水溶性ナトリウムイオン及び水溶性カルシウムイオンを低減するには、上記製造法(1)〜(3)にて使用される水の純度を高めたり、ナトリウムあるいはカルシウムを含まないアルカリを使用すればよい。
【0062】
強磁性粉末中に含まれる水溶性ナトリウムイオン含有量は70ppm以下、さらには50ppm以下が好ましい。水溶性カルシウムイオン含有量は30ppm以下、さらには20ppm以下が好ましい。上記範囲を上回ると塗膜中に含まれる有機酸(特に脂肪酸)と塩を作り、塗膜表面に吐出し、ドロップアウトやエラーレート増加の要因となる。
【0063】
このような強磁性粉末は、磁性層を基準として70〜90質量%程度含まれていればよい。強磁性粉末の含有量が多すぎると、結合剤の含有量が減少するためカレンダ加工による表面平滑性が悪化しやすくなり、一方、強磁性粉末の含有量が少なすぎると、高い再生出力を得られない。
【0064】
磁性層用の結合剤として、主に熱硬化性樹脂を用いるが、特に制限なく、熱可塑性樹脂、反応型樹脂、放射線(電子線又は紫外線)硬化型樹脂等が、媒体の特性、工程条件に合わせて適宜組み合わせて選択されて使用されてもよい。下層非磁性層で説明した結合剤と同様のものの中から、適宜選択して使用することができる。
【0065】
磁性層に用いる結合剤樹脂の含有量は、強磁性粉末100質量部に対し、好ましくは5〜40質量部、特に好ましくは10〜30質量部である。結合剤の含有量が少なすぎると、磁性層の強度が低下し、走行耐久性が悪化しやすくなる。一方、結合剤の含有量が多すぎると、強磁性粉末の含有量が低下するため、電磁変換特性が低下する傾向にある。
【0066】
さらに磁性層中には、磁性層の機械的強度を高めるためと、磁気ヘッドの目詰まりを防ぐために、モース硬度6以上の研磨材を含有させる。研磨材としては、例えば、α−アルミナ(モース硬度9)、酸化クロム(モース硬度9)、炭化珪素(モース硬度9.5)、酸化珪素(モース硬度7)、窒化アルミニウム(モース硬度9)、窒化硼素(モース硬度9.5)等のモース硬度6以上、好ましくはモース硬度9以上の研磨材を少なくとも1種含有させることが好ましい。これらは通常、不定形状であり、磁気ヘッドの目詰まりを防ぎ、塗膜の強度を向上させる。
【0067】
研磨材の平均粒径は、例えば0.01〜0.2μmであり、0.05〜0.2μmであることが好ましい。平均粒径が大きすぎると、磁性層表面からの突出量が大きくなって、電磁変換特性の低下、ドロップアウトの増加、ヘッド摩耗量の増大等を招く。平均粒径が小さすぎると、磁性層表面からの突出量が小さくなって、ヘッド目詰まりの防止効果が不十分となる。
【0068】
平均粒径は、通常、透過型電子顕微鏡により測定する。研磨材の含有量は、強磁性粉末100質量部に対し、3〜25質量部、好ましくは5〜20質量部含有すればよい。
【0069】
また、磁性層中には、必要に応じ、界面活性剤等の分散剤、高級脂肪酸、脂肪酸エステル、シリコンオイル等の潤滑剤、その他の各種添加物を添加してもよい。
【0070】
磁性層形成用の塗料は、上記各成分に有機溶剤を加えて調製する。用いる有機溶剤は特に制限はなく、下層非磁性層に使用するものと同様のものが使用可能である。
【0071】
磁性層の厚さは0.03〜0.30μm、更に好ましくは0.10〜0.25μmとする。磁性層が厚すぎると、自己減磁損失や厚み損失が大きくなる。
【0072】
本発明において、磁性層表面の平滑性は重要である。磁性層表面の中心線平均粗さ(Ra)は、好ましくは1.0〜8.0nm、より好ましくは2.0〜7.0nmとする。Raが1.0nm未満では表面が平滑すぎて、走行安定性が悪化して走行中のトラブルが生じやすくなる。一方、8.0nmを越えると、磁性層表面が粗くなり、MR型ヘッドを用いた再生システムでは、再生出力等の電磁変換特性が劣化する。
【0073】
磁性層表面の十点平均中心線平均粗さ(Rz)は、好ましくは5〜25nm、より好ましくは5〜20nmとする。Rzが5nm未満では表面が平滑すぎて、走行安定性が悪化して走行中のトラブルが生じやすくなる。一方、25nmを越えると、磁性層表面が粗くなり、MR型ヘッドを用いた再生システムでは、再生出力等の電磁変換特性が劣化する。
【0074】
最近の高密度記録対応の記録波長が短くなるにつれて、磁性層の出力やエラーレート等の正確な評価においては、上記の磁性層表面の表面粗さ(Ra及びRz)に加えてさらに、微小領域(例えば、10μm×10μm程度)での表面粗さをも考慮することが好ましい。最短記録波長が0.6μm以下の記録再生システムの場合には、微小領域のみの表面粗さという観点から、磁性層の表面粗さとしてのAFM表面粗さRa値は6.0nm以下とすることが好ましく、2.0〜6.0nmがより好ましく、2.0〜5.0nmがさらに好ましい。AFM表面粗さRaが6.0nmを超えると、スペーシングが増え、特にエラーレートの低下を招きやすい。一方、2.0nm未満であると、耐スクラッチ性や摩擦が悪化し、走行信頼性の低下を招くことがある。
【0075】
磁性層表面のAFM表面粗さRa値は、原子間力顕微鏡を用いて測定された表面粗さ曲線より、JIS−B−0601で定義されるRaを求めたものである。より詳しくは、曲率半径10nm以下、好ましくは2〜10nmの探針を使い、10μm×10μmの範囲で測定し、画像処理を施し、中心線平均表面粗さRaを求める。
【0076】
本発明において、磁性層表面における深さ30nm以上の凹みの数は表面積1cm当たり5個以下とすることが好ましい。深さ30nm以上の凹みは、スペーシングロスとなり、エラーレートの悪化を招きやすい。この凹みの数が表面積1cm当たり6個以上存在すると、エラーレートが増加してしまう。この凹みの数の下限値は、特に限定されず小さいほど好ましいが、実施例では0.1個/cmが示されている。
【0077】
この凹みの数は、光干渉型三次元粗さ計にて、直径10〜60μm、深さ30nm以上の凹みを測定し、光学顕微鏡(倍率50〜100倍)の干渉強度を調整し、上記凹みの個数を、例えば1/2インチ幅テープ1〜5cm長さにおいて3視野以上数え、相加平均にて求める。
【0078】
[バックコート層]
バックコート層は、走行安定性の改善や磁性層の帯電防止等のために設けられ、カーボンブラック、カーボンブラック以外の非磁性無機粉末、及び結合剤樹脂を含む。
【0079】
バックコート層は、バックコート層を基準として30〜80質量%のカーボンブラックを含有することが好ましい。カーボンブラックの含有量が少なすぎると帯電防止効果が低下する傾向があり、さらに走行安定性が低下しやすくなる。また、媒体の光透過率が高くなりやすいので、テープ端を光透過率の変化で検出する方式では問題となる。一方、カーボンブラックの含有量が多すぎると、バックコート層の強度が低下し、走行耐久性が悪化しやすくなる。カーボンブラックは、通常使用されるものであればどのようなものであってもよく、その平均粒径は、5〜500nm程度が好ましい。
平均粒径は、通常、透過型電子顕微鏡により測定する。
【0080】
カーボンブラック中に含まれる水溶性ナトリウムイオン及び水溶性カルシウムイオンは少ない方が好ましく、水溶性ナトリウムイオン含有量は500ppm以下、さらには300ppm以下が好ましい。水溶性カルシウムイオン含有量は300ppm以下、さらには200ppm以下が好ましい。上記範囲を上回ると塗膜中に含まれる有機酸(特に、脂肪酸)と塩を形成し、塗膜表面に吐出し、ドロップアウトやエラーレート増加の要因となる。
【0081】
バックコート層には、前記カーボンブラック以外に、機械的強度をコントロールするために、各種非磁性無機粉末を用いることができ、無機粉末として例えば、α−Fe、CaCO、酸化チタン、硫酸バリウム、α−Al等を挙げることができる。非磁性無機粉末の含有量は、カーボンブラック100質量部に対し、好ましくは0.1〜20質量部、より好ましくは0.5〜15質量部である。非磁性無機粉末の平均粒径は、0.01〜0.5μmであることが好ましい。このような非磁性無機粉末の含有量が少なすぎると、バックコート層の機械的強度が不十分となりやすく、多すぎるとテープ摺接経路のガイド等の摩耗量が多くなりやすいことや、磁性層へのキズを生じせしめることとなる。
【0082】
バックコート層には、上記材料の他に結合剤として、主に熱硬化性樹脂を用いるが、熱可塑性樹脂、反応型樹脂、放射線(電子線又は紫外線)硬化型樹脂等が、媒体の特性、工程条件に合わせて適宜組み合わせて選択されて使用される。下層非磁性層で説明した結合剤と同様のものの中から、適宜選択して使用することができる。
【0083】
バックコート層に用いる結合剤樹脂の含有量は、バックコート層中のカーボンブラックと非磁性無機粉末の合計100質量部に対し、好ましくは15〜200質量部、より好ましくは50〜180質量部である。結合剤樹脂の含有量が多すぎると、テープ摺接経路のガイドロール等との摩擦が大きくなりすぎて走行安定性が低下し、走行事故を起こしやすくなる。また、磁性層とのブロッキング等の問題が発生する。結合剤樹脂の含有量が少なすぎると、バックコート層の強度が低下して走行耐久性が低下しやすくなる。
【0084】
バックコート層には、必要に応じ、界面活性剤等の分散剤、高級脂肪酸、脂肪酸エステル、シリコンオイル等の潤滑剤、その他の各種添加物を添加してもよい。
【0085】
潤滑剤としては、下層非磁性層で説明した潤滑剤と同様のものの中から、適宜選択して使用することができる。バックコート層の潤滑剤の含有量は、目的に応じ適宜調整すればよいが、カーボンブラックとカーボンブラック以外の無機粉末を加えた合計質量に対し、1〜20質量%が好ましい。
【0086】
バックコート層形成用の塗料は、上記各成分に有機溶剤を加えて調整する。用いる有機溶剤は特に制限はなく、下層非磁性層に使用するものと同様のものが使用可能である。有機溶剤の添加量は、カーボンブラック、カーボンブラック以外の各種無機粉末等、及び結合剤樹脂の合計量100質量部に対し100〜900質量部程度とすればよい。
【0087】
バックコート層の厚さ(カレンダー加工後)は、1.0μm以下、好ましくは0.1〜1.0μm、より好ましくは0.2〜0.8μmである。バックコート層が厚すぎると、テープ摺接経路のガイドロール等との摩擦が大きくなりすぎて、走行安定性が低下する傾向にある。一方、バックコート層が薄すぎると、媒体の走行時にバックコート層の削れが発生しやすい。また、バックコート層が薄すぎると、非磁性支持体の表面粗さの影響でバックコート層の表面平滑性が低下する。このため、バックコート層を熱硬化する際にバックコート層表面の粗さが磁性層表面に転写され、高域出力、S/N、C/Nの低下を招きやすい。
【0088】
[非磁性支持体]
非磁性支持体として用いる材料には特に制限はなく、目的に応じて各種可撓性材料、各種剛性材料から選択し、各種規格に応じてテープ状などの所定形状および寸法とすればよい。例えば、可撓性材料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル類、ポリプロピレン等のポリオレフィン類、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネートなどの各種樹脂が挙げられる。
【0089】
これら非磁性支持体の厚さは3.0〜15.0μmであることが好ましい。
【0090】
本発明で使用される非磁性支持体の表面粗さは、中心線平均表面粗さRaで20nm以下、好ましくは15nm以下である。非磁性支持体の表面粗さは、必要に応じて非磁性支持体に添加されるフィラーの大きさと量により自由に制御される。これらフィラーの例としては、Ca、Si、Ti、Alなどの酸化物や炭酸塩の他、アクリル系などの有機樹脂微粉末が挙げられ、好ましくは、Alと有機樹脂微粉末の組み合わせである。
【0091】
[製造方法]
上記のように構成される磁気記録媒体を本発明の方法により製造する。まず、非磁性支持体の一方の面上に、非磁性粉末と結合剤樹脂とを少なくとも含む非磁性層用塗料を塗布、乾燥し、放射線により硬化させて、カレンダー処理されていない下層非磁性層を形成する工程と、カレンダー処理されていない下層非磁性層上に、強磁性粉末と結合剤樹脂とを少なくとも含む磁性層用塗料を塗布、乾燥し、硬化処理およびカレンダー処理されていない上層磁性層を形成する工程と、非磁性支持体の他方の面上に、カーボンブラックと結合剤樹脂とを少なくとも含むバックコート層用塗料を塗布、乾燥し、硬化処理およびカレンダー処理されていないバックコート層を形成する工程と、を行う。
【0092】
前記バックコート層用塗料、下層非磁性層用塗料及び磁性層用塗料を製造する工程は、それぞれ、少なくとも混練工程、分散工程、及びこれらの工程の前後に必要に応じて行われる混合工程、粘度調整工程及び濾過工程からなる。個々の工程はそれぞれ2段階以上に分かれていても構わない。本発明に使用する強磁性粉末、非磁性無機粉末、結合剤、研磨材、カーボンブラック、潤滑剤、溶剤などすべての材料は、どの工程の最初又は途中で添加しても構わない。また、個々の材料を2つ以上の工程で分割して添加しても構わない。
【0093】
塗料の混練・分散には、従来公知の製造技術を一部又は全部の工程に用いることができることはもちろんであるが、混練工程では連続ニーダや加圧ニーダなど強い混練力をもつものを使用することが好ましい。連続ニーダ又は加圧ニーダを用いる場合は、強磁性粉末あるいは非磁性無機粉末、結合剤及び少量の溶剤が混練処理される。混練時のスラリー温度は、50℃〜110℃が好ましい。
【0094】
また、各工程において塗料の分散には、高比重の分散メディアを用いることが望ましく、ジルコニア、チタニア等のセラミック系メディアが好適である。従来より用いられているガラスビーズは、分散時のビーズ摩耗により不純物として塗料中に水溶性ナトリウムイオン及び水溶性カルシウムイオンが混入するため使用することは好ましくない。
【0095】
塗布方法としては、グラビアコート、リバースロールコート、ノズルコート、バーコート等の公知の種々の塗布手段を用いることができる。
【0096】
まず、非磁性支持体の一方の面上に非磁性層用塗料を塗布、乾燥し、放射線により硬化させて下層非磁性層を形成する。次に、下層非磁性層にカレンダー処理は行わないまま、硬化された下層非磁性層上に磁性層用塗料を塗布、乾燥して、上層磁性層を形成する(ウェット・オン・ドライ塗布方式)。この場合、非磁性層用塗料に含まれる結合剤樹脂として放射線硬化型樹脂を用いる。非磁性層と磁性層の形成に当たっては、非磁性層用塗料と磁性層用塗料を、この順で重層塗布、すなわち非磁性層が湿潤状態のうちに磁性層を塗布する方法(ウェット・オン・ウェット塗布方式)を用いても良い。非磁性層及び磁性層をいわゆるウェット・オン・ドライ塗布方式で形成する場合は、非磁性層が湿潤状態のうちに磁性層が塗布されるウェット・オン・ウェット塗布方式の場合に比べ、非磁性層と磁性層の界面の均一性の点で好ましい。非磁性支持体の他方の面上には、バックコート層用塗料を塗布、乾燥して、バックコート層を形成する。ウェット・オン・ドライ塗布方式の場合、磁性層を塗布、乾燥後には、硬化処理もカレンダー処理も行わないまま、バックコート層を形成する。ウェット・オン・ウェット塗布方式の場合、非磁性層および磁性層を重層塗布、乾燥後には、硬化処理もカレンダー処理も行わないまま、バックコート層を形成する。
【0097】
下層非磁性層の形成、上層磁性層の形成及びバックコート層の形成の順序については、下層非磁性層の形成、上層磁性層の形成、続いてバックコート層の形成の順序で行うことが一般的に好ましいが、まず、バックコート層を形成し、次に下層非磁性層及び上層磁性層を形成しても良く、あるいは、下層非磁性層を形成した後、バックコート層を形成し、その後、上層磁性層を形成しても良い。あるいは、バックコート層の塗布を、下層非磁性層の塗布又は上層磁性層の塗布と同時に行っても良い。バックコート層の塗布、乾燥後に、非磁性層、あるいは磁性層を形成する場合は、バックコート層の塗布、乾燥後には、熱硬化処理もカレンダー処理も行わないまま、非磁性層、あるいは磁性層を形成する。そして、非磁性支持体にカレンダー処理されていない下層非磁性層と、硬化処理およびカレンダー処理されていない上層磁性層とバックコート層とを形成した後に、熱硬化処理する工程と、熱硬化処理後にカレンダー処理を行う工程と、を行う。あるいは非磁性支持体に硬化処理およびカレンダー処理されていない下層非磁性層と上層磁性層とバックコート層とを形成した後に、熱硬化処理する工程と、熱硬化処理後にカレンダー処理を行う工程と、を行う。非磁性層、磁性層およびバックコート層が形成されるまで、磁性層およびバックコート層の硬化処理は行わず、カレンダー処理も行わない。
【0098】
硬化処理およびカレンダー処理されていない上層磁性層とバックコート層が形成された塗布原反をロール状態で熱硬化処理を行って、上層磁性層及びバックコート層を共に硬化させる。ロール状態のテープ原反を、40〜80℃、好ましくは50〜70℃とされた熱処理室にて所定時間、好ましくは24時間以上、例えば24時間〜48時間保持する。バックコート層表面は磁性層表面より表面粗度が粗く形成される。この熱硬化処理において、磁性層面とバックコート層面とが接触した状態であるので、バックコート層表面に存在する微小突起によって、磁性層表面に凹みが生じてしまいやすい。
【0099】
そこで、本発明では、熱硬化処理後にカレンダー処理を行う。この段階でカレンダー処理を行うことによって、より平坦な磁性層表面が得られる。
【0100】
カレンダー処理は以下のカレンダー処理ロール、カレンダー処理条件で行うとよい。
【0101】
カレンダー処理ロールとしては、エポキシ、ポリエステル、ナイロン、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド等の耐熱性のあるプラスチック弾性ロール(カーボン、金属やその他の無機化合物が練り込まれているものでもよい)と金属ロールの組み合わせを使用する。また、金属ロール同士で処理することが、より平坦な磁性層表面が得られるので好ましい。磁性層表面と接する側には、より平坦な表面を得るために金属ロールを配置する。バックコート層表面と接する側には、通常、プラスチック弾性ロールを配置するが、金属ロールを配置することが好ましい。
【0102】
処理温度は、好ましくは70℃以上、さらに好ましくは90℃以上110℃以下である。線圧力は好ましくは198kN/m(200kg/cm)以上、さらに好ましくは245kN/m(250kg/cm)以上398kN/m(400kg/cm)以下、処理速度は20m/min〜900m/minの範囲である。
【0103】
下層非磁性層と上層磁性層とバックコート層の形成後におけるカレンダー処理では、非磁性支持体(ベース)とカレンダ処理ロールとが直接接することがなく、ベースやベース中に含まれるフィラーが削られることがない。そのため、カレンダ処理が非常にうまく行われる。非磁性支持体の一方の面上に塗膜が形成された後、他方の面が露出しているままでカレンダー処理を行わないことが重要である。非磁性支持体の他方の面が露出した状態でカレンダー処理を行うと、非磁性支持体とカレンダー処理ロールとが直接接するので、ベースやベース中に含まれるフィラーが削られ、削られたフィラーがカレンダーロールのニップ部に付着し、そのフィラーが原因で塗布原反に不具合を起こしやすい。非磁性支持体の一方の面上に下層非磁性層が形成された後、他方の面が露出した状態でカレンダー処理を行うと、カレンダーニップ部に付着するフィラーによって下層非磁性層表面に大きな凹みが生じ、ひいては磁性層の表面性に影響を及ぼしやすい。バックコート層のみが形成された後、他方の面が露出した状態でカレンダー処理を行うとカレンダーニップ部に付着するフィラーによって非磁性支持体の他方の表面が削れ、傷が発生し荒れた表面になり、ひいては磁性層の表面性に影響を及ぼしやすい。下層非磁性層と上層磁性層が形成された後、他方の面が露出した状態でカレンダー処理を行うとカレンダーニップ部に付着するフィラーによって上層磁性層表面に大きな凹みが生じてしまいやすい。特に下層非磁性層や上層磁性層に生じる凹みは、直径10〜60μm、深さは30〜100nmで、最短記録波長が0.6μm以下の記録再生システムにおいては、顕著にエラーレートに影響する。
【0104】
特開2004−319017号公報記載の手法では、熱硬化処理前にカレンダー処理がなされているので、熱硬化処理後、カレンダー処理される前に非磁性層、磁性層はカレンダー処理済みで塗膜はすでに圧縮されており、つぶれしろが少なくなっている。磁性層表面の十点平均中心線粗さ(Rz)は、好ましくは5〜25nmであるが、バックコート層に含まれるカーボンブラックの平均粒径は、最大500nm、前記カーボンブラック以外に、機械的強度をコントロールするために各種非磁性無機粉末を用いる場合も平均粒径として最大0.5μmである。カーボンブラックあるいは非磁性無機粉末がバックコート層表面に露出する最大高さは、粒径の約1/2(であるので)、熱硬化処理時の接触により磁性層表面に深さが250nm程度の凹みを生じる可能性がある。カレンダー処理により、このような凹みを緩和するためには凹み周辺部が圧縮され、凹み深さが緩和されれば良いが、熱硬化処理後のカレンダー処理の前に、下層非磁性層および磁性層ともカレンダー処理済みで塗膜はすでに圧縮されており、つぶれしろが小さく磁性層表面の凹みに対しての緩和効果を大きく望むことはできない。
【0105】
そのため、本願では、熱硬化処理前のカレンダー処理は行わずに、熱硬化処理を先に行い、熱硬化処理後に、各層を一括でカレンダー処理を行う工程とした。これにより、熱硬化処理後には、非磁性層、磁性層およびバックコート層は、カレンダー処理が1度も行われていないので、磁性層表面、バックコート層表面とも荒れた状態であるが、各塗膜の充填度は低い状態(ポーラス)であり、この後、カレンダー処理を行う際のつぶれしろが確保された状態でカレンダー処理を行うことができる。
【0106】
また、下層非磁性層に用いる結合剤樹脂を放射線硬化型結合剤樹脂とすれば、下層非磁性層の硬化処理の際、外部より照射する放射線の照射線量を調整することで、下層非磁性層の硬化度合いを調整することができる。下層非磁性層の硬化度合いが低ければ、カレンダー処理の際、下層非磁性層の圧縮を効果的に行うことができ、磁性層面とバックコート層面とが接触してバックコート層面に存在する微小突起によって、磁性層表面に生じた凹みを緩和することができる。
【0107】
また、カレンダー処理の終了した原反を切断してパンケーキ状の磁気記録テープとする切断工程においては、上刃の周速度を下刃の周速度に対して101.8%以上109.8%以下の範囲内に規定して原反を切断することが好ましい。
【実施例】
【0108】
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
<下層非磁性層用塗料の調製>
(バインダー溶液調製)
電子線硬化型塩化ビニル系樹脂NV30wt%(塩化ビニル−エポキシ含有モノマー共重合体,平均重合度=310,エポキシ含有量=3wt%,S含有量=0.6wt%,アクリル含有量=6個/1分子,Tg=60℃) 45質量部
電子線硬化型ポリエステルポリウレタン樹脂NV40wt%(極性基 −OSONa含有ポリエステルポリウレタン,数平均分子量=26000) 16質量部
メチルエチルケトン(MEK) 2質量部
トルエン 2質量部
シクロヘキサノン 2質量部
【0109】
上記組成物をハイパーミキサーに投入、撹拌し、バインダー溶液とした。
【0110】
(混練)
下記組成物を加圧ニーダーに投入し、2時間混練を行った。
【0111】
針状α−Fe(戸田工業社製:DB−65,平均長軸長=0.11μm,BET(比表面積)=53m/g) 85質量部
カーボンブラック(三菱化学社製:#850B,平均粒径=16nm,BET=200m/g,DPB吸油量=70ml/100g) 15質量部
α−Al(住友化学工業社製:HIT−60A,平均粒径=0.20μm) 5質量部
o−フタル酸 2質量部
バインダー溶液 67質量部
【0112】
混練後のスラリーに下記組成物を投入して分散処理に最適な粘性に調整した。
【0113】
MEK 40質量部
トルエン 40質量部
シクロヘキサノン 40質量部
【0114】
(分散)
上記スラリーを、ジルコニアビーズ(東レ社製トレセラムφ0.8mm)を75%充填した横型ピンミルにて分散処理を行った。
【0115】
(粘度調整液)
下記組成物をハイパーミキサーに投入、撹拌し、粘度調整液とした。
【0116】
ステアリン酸 1質量部
ステアリン酸ブチル 1質量部
MEK 30質量部
トルエン 30質量部
シクロヘキサノン 30質量部
【0117】
(粘度調整及び最終塗料)
分散後のスラリーに上記溶液を混合撹拌した後、ジルコニアビーズ(東レ社製トレセラムφ0.8mm)を75%充填した横型ピンミルにて再度分散処理を行い、塗料とした。上記塗料を絶対濾過精度=1.0μmのデプスフィルターを用いて循環濾過を行い、下層非磁性層用の最終塗料とした。
【0118】
<磁性層用塗料の調製>
(バインダー溶液調製)
塩化ビニル系樹脂(日本ゼオン社製:MR−110) 11質量部
ポリエステルポリウレタン樹脂(東洋紡績社製:UR−8300) 17質量部
MEK 7質量部
トルエン 7質量部
シクロヘキサノン 7質量部
【0119】
上記組成物をハイパーミキサーに投入し、混合・撹拌し、バインダー溶液とした。
【0120】
(混練)
下記組成物を加圧ニーダーに投入し、2時間混練を行った。
【0121】
α−Fe磁性粉(Hc=1885Oe,Co/Fe=20at%,σs=138emu/g,BET=58m/g,平均長軸長=0.10μm) 100質量部
α−Al(住友化学工業社製:HIT−60A,平均粒径=0.20μm) 6質量部
α−Al(住友化学工業社製:HIT−82,平均粒径=0.13μm) 6質量部
リン酸エステル(東邦化学社製:フォスファノールRE610) 2質量部
バインダー溶液 49質量部
【0122】
混練後のスラリーに下記組成物を投入して分散処理に最適な粘性に調整した。
【0123】
MEK 100質量部
トルエン 100質量部
シクロヘキサノン 75質量部
【0124】
(分散)
上記スラリーを、ジルコニアビーズ(東レ社製トレセラムφ0.8mm)を75%充填した横型ピンミルにて分散処理を行った。
【0125】
(粘度調整液)
下記組成物をハイパーミキサーに投入し、1時間混合・撹拌し、粘度調整液とした。
【0126】
ステアリン酸 1質量部
ステアリン酸ブチル 1質量部
MEK 100質量部
トルエン 100質量部
シクロヘキサノン 250質量部
【0127】
(粘度調整)
分散後のスラリーに上記溶液を混合撹拌した後、ジルコニアビーズ(東レ社製トレセラムφ0.8mm)を75%充填した横型ピンミルにて再度分散処理を行い、塗料とした。
上記塗料を絶対濾過精度=1.0μmのデプスフィルターを用いて循環濾過を行った。
【0128】
(最終塗料)
濾過後の塗料100質量部にイソシアネート化合物(日本ポリウレタン製、コロネートL)0.82質量部を加え撹拌・混合し、絶対濾過精度=1.0μmのデプスフィルターを用いて循環濾過を行い、磁性層用の最終塗料とした。
【0129】
<バックコート層用塗料の調製>
(バインダー溶液調製)
ニトロセルロース(旭化成工業社製:BTH1/2) 50質量部
ポリエステルポリウレタン樹脂(東洋紡績社製:UR−8300) 110質量部
MEK 200質量部
トルエン 200質量部
シクロヘキサノン 200質量部
【0130】
上記組成物をハイパーミキサーに投入、撹拌し、バインダー溶液とした。
【0131】
(分散)
下記組成物をボールミルに投入し、24時間分散を行った。
【0132】
カーボンブラック(Cabot社製:BLACK PEARLS 800,平均粒径=17nm,BET=220m/g) 75質量部
カーボンブラック(Cabot社製:BLACK PEARLS 130,平均粒径=75nm,BET=25m/g) 10質量部
BaSO4(堺化学工業社製:BF−20,平均粒径=30nm) 15質量部
オレイン酸銅 5質量部
銅フタロシアニン 5質量部
α−アルミナ(大明化学工業社製:TM−DR,平均粒径=0.23μm) 1質量部
バインダー溶液 760質量部
【0133】
(粘度調整液)
下記組成物をハイパーミキサーに投入、撹拌し、粘度調整液とした。
【0134】
MEK 220質量部
トルエン 220質量部
シクロヘキサノン 220質量部
【0135】
(粘度調整)
分散後のスラリーに上記溶液を混合撹拌した後、再度ボールミルにて分散処理を3時間行った。上記塗料を絶対濾過精度=3.0μmのデプスフィルターを用いて循環濾過を行った。
【0136】
(最終塗料)
濾過後の塗料100質量部にイソシアネート化合物(日本ポリウレタン社製、コロネート−L)1.1質量部を加え、撹拌・混合し、絶対濾過精度=3.0μmのデプスフィルターを用いて循環濾過を行い、バックコート塗料とした。
【0137】
<磁気記録テープの製造>
非磁性支持体としての、幅520mm、長さ10810m、厚さ5.0μmのPEN(ポリエチレンナフタレート)フィルムの一面上に、上記下層非磁性層用塗布液を塗布幅500mm、乾燥後の平均厚みが1.3μmとなるように塗布し、乾燥した後、電子線による塗膜硬化処理を行い、下層非磁性層を形成した。
【0138】
次に、硬化させた下層非磁性層の上に、上記磁性層用塗布液を塗布幅496mm、乾燥後の平均厚みが0.10μmとなるように塗布し、塗膜が湿潤状態のうちに5000Oeのソレノイドで磁場配向処理を行い、乾燥させて上層磁性層を形成した。次いで、上記ポリエチレンナフタレートフィルムの他面(下層非磁性層および上層磁性層を形成した面の反対側の面)上に上記バックコート層用塗布液を乾燥後の平均厚みが0.42μmとなるように塗布し、乾燥させてバックコート層を形成した。このようにして支持体の一方の面に下層非磁性層および上層磁性層が形成され、他方の面にバックコート層が形成された原反を外径が166.7mmの6インチコアに巻き取った。
【0139】
その後、巻き取った原反を常温に12時間放置した後、60℃の熱処理炉内に60時間保管し熱硬化処理を行った。熱硬化処理の終了した原反は、常温に36時間放置した後、カレンダー加工を行った。
【0140】
カレンダー処理は、内部に加熱機構を有するヒートロール4本と従動ロール3本とを真っ直ぐに組合せた7本の金属ロールによって構成されるカレンダー装置で行った。また、ニップ数を6ニップとし、ヒートロールの温度設定を110℃、線圧を330Kg/cm(=323kN/m)とした。また、処理速度は150m/minとした。このようにして、カレンダー処理の終了した原反を、上記6インチコアに巻き取った。その後、巻き取った原反を、常温で24時間放置した後、1/2インチ(12.65mm)幅に切断してパンケーキ状の磁気記録テープとした。原反の切断条件は、切断速度を300m/minとし、上刃周速を104.0%、下刃周速を100.2%とした。
【0141】
次に、裁断後の磁気記録テープを所定時間放置した後に、サーボ信号を書き込み、べリファイして歩留(サーボ歩留)を確認し、各磁気記録テープを評価した。この場合、裁断後の放置時間を60時間とした磁気記録テープを実施例1とし、放置時間を72時間とした磁気記録テープを実施例2とし、放置時間を96時間とした磁気記録テープを実施例3とし、放置時間を120時間とした磁気記録テープを実施例4とした。また、放置時間を0時間(1時間未満)とした磁気記録テープを比較例1とし、放置時間を24時間とした磁気記録テープを比較例2とし、放置時間を48時間とした磁気記録テープを比較例3とした。
【0142】
また、比較例4〜7としての磁気記録テープを、次のようにして製造した。まず、上記した実施例1〜4および比較例1〜3を製造する際の製造方法と同様にして、上記ポリエチレンナフタレートフィルムの一面に下層非磁性層および上層磁性層を形成した。次いで、ポリエチレンナフタレートフィルムの他面上に上記バックコート層用の塗布液を塗布した後に乾燥処理を行い、バックコート層を形成した。続いて、上記した条件で、ただちにカレンダー処理を行って上記コアに巻き取り、12時間放置した後に、上記した条件で熱硬化処理を行って原反とした。次いで、熱硬化処理の終了した原反を常温で60時間放置した後、1/2インチ幅に切断してパンケーキ状の磁気記録テープとした。次に、裁断後の磁気記録テープを所定時間放置した後に、サーボ信号を書き込み、べリファイして歩留を確認した。この場合、裁断後の放置時間を60時間とした磁気記録テープを比較例4とし、放置時間を72時間とした磁気記録テープを比較例5とし、放置時間を96時間とした磁気記録テープを比較例6とし、放置時間を120時間とした磁気記録テープを比較例7とした。また、上記実施例1〜4および上記比較例4〜7の各磁気記録テープについては、上記歩留と併せて、エラーレートを測定した。
【0143】
以上の結果を表1に示す。

【0144】
表1に示すように、実施例1〜4では、サーボ歩留が98%を超え(ドロップアウトが少なく)良好な結果となった。また、エラーレートレベルも、−7.2〜−7.3の範囲内であり、良好なレベルであった。一方、比較例1〜3では、切断後の(パンケーキ状態とした後の)放置時間が増えるに従ってサーボ歩留は上昇するものの、最大で95.3%であり、基準とする97%未満であった。実施例1〜4においてサーボ歩留が高い理由としては、実施例1〜4では、切断後の放置時間を十分に長い60時間以上にしたことで、サーボ信号の書き込み時において、磁気記録テープの寸法変化が十分に収まり、またテープ端面からの粉落ちが十分に収まってヘッドの目詰まりの発生が十分に抑えられたことが考えられる。また、比較例4〜7では、比較例1〜4と比較して放置時間が長いため、サーボ歩留としては、基準とする97%に近い値であるものの、エラーレートが実施例1〜4に対して1.5乗程度劣化した−5.8乗となり、製品化できないレベルであった。実施例1〜4においてエラーレートが低く、比較例4〜7においてエラーレートが高い理由としては、比較例4〜7では、カレンダー処理後に熱硬化処理を行ったため、バックコート層の突起が磁性層側に転写して凹みが発生しているのに対して、実施例1〜4では、熱硬化処理後にカレンダー処理行ったため、このような凹みの発生が十分に抑えられていることが考えられる。これらの結果から、切断後(パンケーキ状態とした後)、サーボ信号を書き込むまでの間に、パンケーキを60時間以上放置することで、サーボ歩留が良好な磁気記録テープを製造することができことが理解される。また、熱硬化処理後にカレンダー処理を行うことで、エラーレートが低い良好な磁気記録テープを製造することができことが理解される。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
可撓性支持体の一方の面上に非磁性粉末および結合剤を少なくとも含有する非磁性層と強磁性粉末および結合剤を少なくとも含有する磁性層とをこの順に形成し、前記可撓性支持体の他方の面上に非磁性粉末および結合剤を少なくとも含有するバックコート層を形成する原反製造工程と、
前記支持体の両面に前記各層が形成された原反をコアに巻き取って熱硬化処理を行う熱硬化工程と、
前記熱処理後の原反を一括してカレンダー加工するカレンダー工程と、
カレンダー加工後の前記原反を切断して複数のパンケーキを得る切断工程と、
前記パンケーキに対してサーボ信号を書き込む工程とを有して磁気記録媒体を製造する磁気記録媒体の製造方法であって、
前記原反を切断して前記複数のパンケーキを得た後、サーボ信号を書き込むまでの間に、前記パンケーキを常温常湿環境下に60時間以上放置することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項2】
前記カレンダー加工が金属ロールと金属ロールを組み合わせたカレンダー加工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方法。
【請求項3】
前記切断工程において、上刃の周速度を下刃の周速度に対して101.8%以上109.8%以下の範囲内に規定して前記原反を切断することを特徴とする請求項1または2記載の磁気記録媒体の製造方法。