(57)【要約】【課題】  簡便に磁性塗料の分散性を評価できるだけでなく、その塗料から形成される薄層の磁性層の電磁変換特性を評価することができ、高品質な高容量磁気記録媒体の製造に用いる磁性塗料の評価方法を提供することを目的とする。【解決手段】  磁性粉末と結合剤とを含む磁性塗料を基体上にスピンコートして磁性層を形成して磁気記録媒体を作製し、該磁気記録媒体の特性を評価することにより磁性塗料を評価する磁性塗料の評価方法であって、前記基体の磁性層を形成する側の表面電気抵抗が１０7以下であり、前記基体の磁性層を形成する側の表面粗さが中心線平均粗さＲａで２ｎｍ以下であることを特徴とする。【選択図】図1
2011054229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性粉末と結合剤とを含む磁性塗料を基体上にスピンコートして磁性層を形成して磁気記録媒体を作製し、該磁気記録媒体の特性を評価することにより磁性塗料を評価する磁性塗料の評価方法であって、
前記基体の磁性層を形成する側の表面電気抵抗が１０7以下であり、
前記基体の磁性層を形成する側の表面粗さが中心線平均粗さＲａで２ｎｍ以下
であることを特徴とする磁性塗料の評価方法。
【請求項２】
前記スピンコートが、基体を第１の回転数で回転させながら磁性塗料を基体上に滴下する滴下工程と、その後、第２の回転数で回転させて磁性塗料を基体上に拡げる塗布工程を経て行われ、
前記第１の回転数は、２０以上、２００ｒｐｍ未満であり、
前記第２の回転数は、３０００以上、１００００ｒｐｍ以下
であることを特徴とする請求項１に記載の磁性塗料の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性塗料の評価方法に関し、更に詳しくは、高容量の磁気記録媒体の製造に用いられる磁性塗料の評価方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基体上に磁性粉末と結合剤樹脂とを含む磁性塗料を塗布して得られる磁気記録媒体は、年々高容量化が行われ、用いられる磁性粉末も粒子サイズの微小化が進行している。そのため、塗料中に磁性粉末を一次粒子にまで均一に分散させるためには、高度な分散技術が用いられるとともに、磁性塗料の分散性、およびその塗料によって作製された磁性層の正確な評価が求められるようになってきた。
【０００３】
また、短波長記録に対応するために、磁性層の薄層化が進み、磁性層厚さが０．１μｍ以下の磁気記録媒体も提案されている。  
従来、磁性塗料の分散性の評価方法としては、製品の製造前に、支持体上に簡便なアプリケータで磁性層を形成し、その磁性層の磁気特性や表面の平滑性を測定して評価する方法、磁性塗料の流動性から分散性を評価する方法（特許文献１）、磁性塗料を直接磁気測定して分散性を評価する方法（特許文献２）、一定の目開きを有する篩い網に磁性塗料を強制的に通して、その目詰まり性から分散性を評価する方法（特許文献３）などが提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−３１００３５号公報
【特許文献２】特開平５−１２８４８３号公報
【特許文献３】特開平５−５４３８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、支持体上に簡便なアプリケータで磁性層を試し塗りして評価する方法では、得られた磁性層の磁気特性や平滑性から磁性塗料の分散性を評価することは可能であるが、塗布機で製造された製品のような薄層膜や平滑面が得られないために、製品の電磁変換特性に対応する評価を行うことが非常に困難であった。
【０００６】
また、特許文献１の方法も、レオロジー的な観点から塗料の分散性を評価しようとするもので、マクロ的に塗料の分散性は評価できるものの、微粒子の磁性粉末に対しては必ずしも正確な評価ができなかった。特許文献２の方法は塗料中の磁性粉末の配向性を分散性の指標とするもので、磁性層の平滑性の評価には結びつかなかった。特許文献３の方法は、塗料中の凝集物の量により塗料の分散性を評価するもので、やはり磁性粉末の配向性、磁性層の平滑性を評価することはできない。
【０００７】
本発明では、簡便に磁性塗料の分散性を評価できるだけでなく、その塗料から形成される薄層の磁性層の電磁変換特性を評価することができ、高品質な高容量磁気記録媒体の製造に用いる磁性塗料の評価方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、磁性塗料の評価方法について鋭意検討した結果、磁性塗料の評価方法を下記の構成にすれば、電磁変換特性を正確に評価できることを見出し、本発明をなすに至った。
【０００９】
すなわち、磁性粉末と結合剤とを含む磁性塗料を基体上にスピンコートして磁性層を形成して磁気記録媒体を作製し、該磁気記録媒体の特性を評価することにより磁性塗料を評価する磁性塗料の評価方法であって、前記基体の磁性層を形成する側の表面電気抵抗が１０7以下であり、前記基体の磁性層を形成する側の表面粗さが中心線平均粗さＲａで２ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００１０】
前記スピンコートが、基体を第１の回転数で回転させながら磁性塗料を基体上に滴下する滴下工程と、その後、第２の回転数で回転させて磁性塗料を基体上に拡げる塗布工程を経て行われ、前記第１の回転数は、２０ｒｐｍ以上、２００ｒｐｍ未満であり、前記第２の回転数は、３０００ｒｐｍ以上、１００００ｒｐｍ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
磁性粉末と結合剤とを含む磁性塗料を基体上にスピンコートして磁性層を形成して磁気記録媒体を作製し、該磁気記録媒体の電磁変換特性を評価することにより磁性塗料を評価する磁性塗料の評価方法であって、前記基体の磁性層を形成する側の表面電気抵抗を１０7以下にすることにより、ＭＦＭ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）による磁性層の磁気クラスターサイズの測定が容易となり、前記基体の磁性層を形成する側の表面粗さを中心線平均粗さＲａで２ｎｍ以下とすることにより、基体表面の粗さの影響を受けない平滑な磁性層が得られ、正確な磁気記録媒体の電磁変換特性の評価が可能となる。
【００１２】
前記スピンコートが、基体を第１の回転数で回転させながら磁性塗料を基体上に滴下する滴下工程と、その後、第２の回転数で回転させて磁性塗料を基体上に拡げる塗布工程を経て行われ、前記第１の回転数は、２０ｒｐｍ以上、２００ｒｐｍ未満であり、前記第２の回転数は、３０００ｒｐｍ以上、１００００ｒｐｍ以下とすることで、磁気記録媒体の製造で形成されるような薄層の磁性層を均一に基体上に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の磁性塗料の評価方法を説明する。
【００１４】
図１に、本発明の磁性塗料の評価方法で使用する一例のスピンコータの断面構造図を示す。スピンコータとしては、市販のスピンコータをそのまま、あるいは市販のスピンコータを改造したものを用いることができる。本例のスピンコータ１０は、筐体１と、筐体１を上部から閉鎖・密閉するための蓋３と、磁性層をコートする基体である試料板４を乗せ、回転駆動される回転軸２と、を備える。
【００１５】
回転軸２は上面に試料板を乗せて固定可能に構成されており、下方に不図示のモータを備えており回転数が制御できるように構成されている。
【００１６】
蓋３には塗料滴下管６が取り付けられておりその先端は試料板４に対向している。塗料滴下管６には、不図示の配管が接続されており、この配管を介して磁性塗料が所定量供給されるようになっている。
【００１７】
試料板４を上下から挟み込むように対向する永久磁石７１を備えた磁場配向手段７が備えられ、必要に応じて、試料板４に形成された磁性層ＭＬに含まれる磁性粉末の磁化容易軸を面内方向または面と垂直な方向に配向できるようになっている。
【００１８】
磁性層ＭＬを形成する試料板４は、磁性層ＭＬを形成する側の表面粗さが、中心線粗さＲａで２ｎｍ以下が好ましく、１ｎｍ以下がより好ましい。この範囲が好ましいのは、２ｎｍを超えると、この試料板４の粗さ形状が形成される磁性層ＭＬの表面粗さに影響を与え、電磁変換特性の測定を行う際に、磁性層と磁気ヘッドとのスペーシングが大きくなるため、電磁変換特性の正確な評価できなくなる場合があるからである。
【００１９】
また、試料板４の磁性層ＭＬを形成する側の表面電気抵抗は、１０7以下であることが好ましい。この範囲が好ましいのは、この範囲を超えるとＭＦＭにて磁性層ＭＬの磁気クラスターのサイズを測定する際に、磁性層が帯電し易くなって、正確な測定が困難になる場合があるからである。
【００２０】
このような条件を満たす試料板としては、表面を鏡面仕上げとした、シリコン板、Ａｌ板、表面に金属薄膜を蒸着やスパッタしたポリカーボネート板、ガラス板等が挙げられる。
【００２１】
試料板を回転させる回転軸２は、少なくとも、２０ｒｐｍ以上、２００ｒｐｍ未満、より好ましくは、５０ｒｐｍ〜１００ｒｐｍと、３０００ｒｐｍ以上、１００００ｒｐｍ以下、より好ましくは、５０００〜８０００ｒｐｍに制御できることが好ましい。このように制御できると、磁性層ＭＬを薄層で、均一に試料板４上に形成し易くなるからである。
【００２２】
磁場配向手段７に配置する永久磁石７１としては、３９８ｋＡ／ｍ（５ＫＯｅ）以上、より好ましくは７９６ｋＡ／ｍ（１０ＫＯｅ）以上の磁場強度を発生できるものが好ましい。このような永久磁石としては、例えばネオジム磁石が好適に用いられる。
【００２３】
塗料滴下管６から滴下させる磁性塗料としては、強磁性粉末を結合剤樹脂中に分散した、従来公知の磁性塗料を用いることができる。用いる磁性塗料の粘度としては、１５ｍＰａ・ｓ以下が好ましい。この範囲が好ましいのは、１５ｍＰａ・ｓを超えると、薄層で、均一に磁性層ＭＬが形成されない場合があるからである。
【００２４】
次に、本例のスピンコータの使用方法例を説明する。まず、試料板４を取り付けた回転軸２を、第１の回転数である２０ｒｐｍ以上、２００ｒｐｍ未満の回転数で回転させ、塗料滴下管６から、１〜３ｍｌの磁性塗料を滴下する。磁性塗料を滴下後、１〜５秒後、回転軸２の回転数を第２の回転数である３０００ｒｐｍ以上、１００００ｒｐｍ以下に上昇させて、磁性層ＭＬの溶剤が蒸発して磁性層ＭＬが固定化するまでそのまま回転させる。
【００２５】
試料板の上に形成された磁性層の特性評価に当っては、従来公知の方法を用いることができる。ただし、板状の基体の上に形成された磁性層であるので、これに適応できる評価方法に限られる。
【００２６】
＜表面粗さの評価方法＞
触針式粗さ計、光学干渉式粗さ計、レーザ顕微鏡、ＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）などの従来公知の評価方法を用いることができる。
【００２７】
＜磁気特性＞
薄層の磁性層の磁束を検出して磁気特性を測定する必要があるため、高感度な磁気特性評価装置を用いることが好ましい。例えば、超伝導量子干渉素子磁束計、光てこで微小トルクを検出する薄膜評価用トルク磁力計、カー効果を利用した測定方法を用いることができる。
【００２８】
＜電磁変換特性＞
ディスク状の磁気記録媒体を作製できるので、回転させて、ハードデイスク用のＭＲ（磁気抵抗効果）ヘッドを用いて記録再生を行い、電磁変換特性を評価することができる。また、試料板の一部を切り出して、磁性層にハードディスク用のＭＲヘッド接触させ、ピエゾ素子を用いて磁性層とＭＲ素子とを相対的に微小変移させながら記録再生を行って電磁変換特性を評価することができる。この方法については、実施例にて詳述する。
【００２９】
＜磁気クラスターサイズ＞
ＭＦＭ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いて、磁性層の磁気クラスターのサイズを測定し、磁性粉末の分散状態を評価することができる。
【実施例】
【００３０】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例および比較例中の部は、重量部である。また、実施例および比較例中の平均粒子径は、数平均粒子径である。
【００３１】
実施例１
《磁性塗料成分》
（１）混練工程成分
・磁性粉末  （Ｙ−Ｎ−Ｆｅ）                            １００部
（Ｙ／Ｆｅ：５．３ａｔ％、
Ｎ／Ｆｅ：１０．８ａｔ％
σｓ：１３５．２Ａ・ｍ２／ｋｇ、
Ｈｃ：２２６．９ｋＡ／ｍ、
平均粒子径：２０ｎｍ、軸比：１．１）
・塩化ビニル系共重合体         ２５．６部
（日本ゼオン社製ＭＲ−５５５）
・ポリエステルポリウレタン樹脂                          ７．７部
（含有−ＳＯ3 Ｎａ基：１．０×１０-4当量／ｇ）
・フェニルホスホン酸                                      ４．６部
・トルエン                      １６３部
・シクロヘキサノン              １６３部
（２）希釈工程成分
・トルエン                      ３０５部
・シクロヘキサノン              ３０５部
【００３２】
上記の磁性塗料の成分において（１）の混練工程成分を予め高速混合しておき、その混合粉末を連続式２軸混練機で混練し、さらに（２）の希釈工程成分を加え連続式２軸混練機で少なくとも２段階以上に分けて希釈を行い、サンドミルで滞留時間(Td)を４５分として分散し、これをろ過した後、磁性塗料とした。
【００３３】
上記の磁性塗料を回転軸にシリコン基体（表面電気抵抗(Rs)１０５Ω、基体粗さ(Ra(b))０．７ｎｍ）を貼り付けたスピンコータ(S)を用いて第一回転数(R1)７０ｒｐｍで回転中に回転軸の中心付近に２ｍｌ滴下し、その後、第二回転数(R2)７０００ｒｐｍで基体全体に塗布し、評価用の磁気ディスクを作製した。
【００３４】
実施例２
分散の滞留時間(Td)を４０分に変更し磁性塗料を得た以外は、実施例１と同様にして、評価用の磁気ディスクを作製した。
【００３５】
実施例３
分散の滞留時間(Td)を３５分に変更し磁性塗料を得た以外は、実施例１と同様にして、評価用の磁気ディスクを作製した。
【００３６】
実施例４
基体を表面にＰｔＰｄをスパッタしたポリカーボネート基体(PC+PtPd)（表面電気抵抗(Rs)１０４Ω、基体粗さ(Ra(b))０．９ｎｍ）に変更した以外は、実施例１と同様にして、評価用の磁気ディスクを作製した。
【００３７】
実施例５
スピンコータの第一回転数(R1)を２０ｒｐｍに変更した以外は、実施例１と同様にして、評価用の磁気ディスクを作製した。
【００３８】
実施例６
スピンコータの第一回転数(R1)を１００ｒｐｍに変更した以外は、実施例１と同様にして、評価用の磁気ディスクを作製した。
【００３９】
実施例７
スピンコータの第二回転数(R2)を３０００ｒｐｍに変更した以外は、実施例１と同様にして、評価用の磁気ディスクを作製した。
【００４０】
実施例８
スピンコータの第二回転数(R2)を１００００ｒｐｍに変更した以外は、実施例１と同様にして、評価用の磁気ディスクを作製した。
【００４１】
実施例９
基体をシリコン基体（Ｓｉ）（表面電気抵抗(Rs)１０7Ω、基体粗さ(Ra(b))０．７ｎｍ）に変更した以外は、実施例１と同様にして、評価用の磁気ディスクを作製した。
【００４２】
実施例１０
基体をシリコン基体（表面電気抵抗(Rs)１０5Ω、基体粗さ(Ra(b))２．０ｎｍ）に変更した以外は、実施例１と同様にして、評価用の磁気ディスクを作製した。
【００４３】
実施例１１
スピンコータの第一回転数(R1)を１８０ｒｐｍに変更した以外は、実施例１と同様にして、評価用の磁気ディスクを作製した。
【００４４】
実施例１２
スピンコータの第一回転数(R1)を２００ｒｐｍに変更した以外は、実施例１と同様にして、評価用の磁気ディスクを作製した。
【００４５】
実施例１３
スピンコータの第一回転数(R1)を１０ｒｐｍに変更した以外は、実施例１と同様にして、評価用の磁気ディスクを作製した。
【００４６】
実施例１４
スピンコータの第二回転数(R2)を２０００ｒｐｍに変更した以外は、実施例１と同様にして、評価用の磁気ディスクを作製した。
【００４７】
実施例１５
磁性塗料の希釈工程成分をトルエン４６７部、シクロヘキサノン４６７部に変更した以外は、実施例１と同様にして、評価用の磁気ディスクを作製した。
【００４８】
実施例１６
磁性塗料の希釈工程成分をトルエン１５５部、シクロヘキサノン１５５部に変更した以外は、実施例１と同様にして、評価用の磁気ディスクを作製した。
【００４９】
比較例１
コータをアプリケータに変更した以外は、実施例１と同様にして、評価用の磁気ディスクを作製した。
【００５０】
比較例２
基体をポリカーボネート基体(PC)（表面電気抵抗(Rs)１０８Ω、基体粗さ(Ra(b))０．９ｎｍ）に変更した以外は、実施例１と同様にして、評価用の磁気ディスクを作製した。
【００５１】
比較例３
基体をシリコン基体（Ｓｉ）（表面電気抵抗(Rs)１０5Ω、基体粗さ(Ra(b))２．５ｎｍ）に変更した以外は、実施例１と同様にして、評価用の磁気ディスクを作製した。
【００５２】
比較例４
分散の滞留時間(Td)を４０分に変更し磁性塗料を得た以外は、比較例３と同様にして、評価用の磁気ディスクを作製した。
【００５３】
比較例５
分散の滞留時間(Td)を３５分に変更し磁性塗料を得た以外は、比較例３と同様にして、評価用の磁気ディスクを作製した。
【００５４】
〈基体の表面粗さ(Ra(b)), 磁性層の表面粗さ(Ra(m))〉
ＺＹＧＯ社製の汎用三次元表面構造解析装置「ＮｅｗＶｉｅｗ５０００」で、走査型白色光干渉法により、Ｓｃａｎ  Ｌｅｎｇｔｈを５ｕｍで測定した。なお、測定視野は５４．２μｍ×７２．２μｍ、
基体、磁性層の表面粗さを各々中心線平均粗さＲａ(b)、Ｒａ(m)として求めた。
【００５５】
〈磁気特性〉
日本分光社製の汎用カー効果測定装置「Ｊ−２５０型カー効果測定装置」で、最大印加磁場１０ｋＧで磁場強度を変化させた時の光の回転角を測定することにより、ヒステリシス曲線を描かせて、角型比(Br/Bm)を求めた。測定には１５０ＷのＸｅランプを光源として、モノクロメータで波長５５０ｎｍの単色光に得て、これを用いた。
【００５６】
〈電磁変換特性〉
電磁変換特性の評価には、ハードディスク用のＭＲヘッドを接触させ、ピエゾ素子を用いて磁性層とＭＲヘッドとを相対的に微小変移させながら記録再生を行って電磁変換特性を評価することができるピエゾテスターを用いた。測定はトラック幅０．１５μｍ、記録速度１μｍ／ｓｅｃ、記録波長１６９ｋｂｐｉの条件で行い、キャリア出力（Ｃ）とノイズ（Ｎ）の比Ｃ／Ｎで評価した。
【００５７】
〈表面電気抵抗〉
基体の磁性層を設ける側の表面に２つの電極棒の電極間が２ｃｍになるように３８０１ディジタルハイテスタ（日置電機株式会社製）の電極を接地させ両電極間の電気抵抗(Rs)を測定した（Ω）。
【００５８】
〈クラスターサイズ〉
クラスターサイズの測定には磁気力顕微鏡としてデジタルインスツルメント社製「Ｎａｎｏｓｃｏｐｅ IIIa」を用いて周波数検出法（走査速度５μｍ／ｓｅｃ）を行った。この方法は測定プローブを測定視野６．８μｍ×３．４μｍの磁性層を走査させることで磁気力顕微鏡画像を取得し、得られた磁気力顕微鏡画像から、装置に付属の画像処理ソフト（particle analysis）を用い、画像の信号強度の８９．１％以上の強度の領域をクラスター領域とし、さらに、これらのクラスター領域のうち、直径が２５μｍ以上のものをクラスターとして、平均化してクラスターサイズ(Sc)を直径で求めた。測定プローブにはコバルトアロイコートを有する市販プローブ（先端曲率半径：２５〜４０ｎｍ、保磁力：約４０００Ｏｅ、磁気モーメント：約１×１０−１３ｅｍｕ）を用いた。
【００５９】
〈塗料粘度〉
塗料粘度は粘度計としてｙａｍｃｏ社製ＶＭ−１Ａを用いて、塗料温度２５℃、５０％ＲＨの環境において測定した。
【００６０】
〈磁性層厚さと厚さムラ〉
磁性層厚さは、テトラヒドロフランを染み込ませた綿棒で作製した試料の磁性塗膜の一部を剥がし、塗膜がついている領域と塗膜を剥がした領域の界面をＺＹＧＯ社製の汎用三次元表面構造解析装置「ＮｅｗＶｉｅｗ５０００」で、走査型白色光干渉法によりＳｃａｎ  Ｌｅｎｇｔｈを５ｕｍで走査させ、得られた界面の段差から測定した。
【００６１】
この操作を任意の５箇所について行い、上記の方法でそれぞれの箇所の磁性層厚さを測定し、各厚さの平均を算出して平均磁性層厚さ(Dm)とした。５箇所の磁性層厚さから下式に基づいて厚さムラを算出した。
厚さムラ(△D)＝（（最大磁性層厚さ−最小磁性層厚さ）／平均磁性層厚さ(Dm)）×１００
表１から表３に評価結果を示した。
【００６２】
【表１】
2011054229.tif 000003
【００６３】
【表２】
2011054229.tif 000004
【００６４】
【表３】
2011054229.tif 000005
【００６５】
表中＊＊は測定不可能であったことを示す。
【００６６】
表から明らかなように、本発明の請求項１を満たす、実施例１〜１６は、磁性層が平滑で、Ｃ／Ｎが良好な磁気記録媒体が得られ、また、分散性の異なる磁性塗料を用いた場合、平滑性、Ｃ／Ｎ、角型比、クラスターサイズなどから、磁性塗料の分散性が評価できることが分る。これに対して、請求項１を満たさない、比較例１〜５は、磁性層の厚さが大き過ぎて、薄層にした時の電磁変換特性に対応できない、平滑性が悪すぎてＣ／Ｎが測定できない、表面電気抵抗が、大き過ぎて、磁気クラスターサイズが測定できない、分散性の異なる塗料を用いても電磁変換特性と対応しない、などの問題があり磁性塗料の評価方法として不適切であることが分る。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明で使用されるスピンコータの断面構造図の一例である。
【図１】
2011054229.tif 000006