(57)【要約】【課題】  高耐久性・走行安定性を兼ね備えた磁気記録媒体を得ることができる磁気記録媒体の製造方法を提供する。【解決手段】  塗布ユニット４４によって潤滑剤を磁性フィルム２０（磁気テープ）表面に均一に塗工を行い、潤滑剤計量センサー４５で幅、長手方向のチェックを行ったあと、乾燥炉４６にて磁気テープ表面に２０℃〜１２０℃の熱風を吹き付け、溶媒を蒸発させ必要な潤滑剤のみをテープに吸着させる。潤滑剤吸着に関係している乾燥炉前後および炉内の磁気テープ表面温度を温度センサー４７にて同時にモニターリングし、かつ磁気テープに吸着した潤滑剤量を潤滑剤計量センサー４８によって計量する。その際、乾燥後のテープ表面に最適な潤滑剤量を吸着させるために、テープ表面温度が常に一定になるように乾燥温度をコントロールする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性支持体の一方の面に形成された金属磁性薄膜から成る磁性層上に、潤滑剤を塗布する塗布工程と、前記塗布された潤滑剤を乾燥させる乾燥工程とを実行して潤滑剤層を形成する磁気記録媒体の製造方法において、
前記磁気記録媒体の表面温度に基づいて、前記潤滑剤層の潤滑剤量が設定範囲内になるように、前記塗布工程における潤滑剤塗布量を制御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】
前記潤滑剤量が設定範囲内になるように、前記乾燥工程における乾燥条件を制御することを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項３】
前記磁気記録媒体は異方性磁気抵抗効果あるいは巨大磁気抵抗効果を利用した磁気ヘッドに対して用いられることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項４】
前記磁気記録媒体は異方性磁気抵抗効果あるいは巨大磁気抵抗効果を利用した磁気ヘッドに対して用いられることを特徴とする請求項２に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸着、スパッタ等の真空薄膜形成手段により強磁性金属薄膜を磁性面として非磁性支持体上に形成した、いわゆる金属磁性薄膜型の磁気記録媒体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、オーディオテープ、ビデオテープ等の磁気記録テープ（以下、「磁気テープ」又は「テープ」と称する）としては、非磁性支持体上に酸化物磁性粉末あるいは合金磁性粉末等の粉末磁性材料を塩化ビニル-酢酸ビニル系共重合体、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ポリウレタン樹脂等の有機結合剤中に分散した磁性塗料を塗工、乾燥することにより作製される塗布型の磁気記録媒体が広く使用されている。
【０００３】
これに対して、高密度磁気記録への要求の高まりと共に、Co-Ni系合金、Co-Cr系合金、Co-O等の金属磁性材料を、メッキや真空薄膜形成手段（真空蒸着法やスパッタリング法、イオンプレーティング法等）によってポリエステルフィルムやポリアミド、ポリイミドフィルム等非磁性支持体上に直接被着した、金属磁性薄膜型の磁気記録媒体が提案され注目を集めている。
【０００４】
この金属磁性薄膜型の磁気記録媒体は抗磁力や角形比等に優れ、短波長での電磁変換特性に優れるばかりでなく、磁性層の厚みをきわめて薄くできるため、記録減磁や再生時の厚み損失が著しく小さいこと、磁性層中に非磁性材であるそのバインダー（結合剤）を混入する必要が無いため、磁性材料の充填密度を高めることが出来ることなど、数々の利点を有している。
【０００５】
また、この種の磁気記録媒体の電磁変換特性を向上させ、より大きな出力を得ることが出来るようにするために、磁気記録媒体の磁性層を形成する場合、磁性層を斜めに蒸着するいわゆる斜方蒸着が提案され、既に実用化されている。 このような磁気記録媒体には、非磁性支持体、磁性層の他に、耐久性や走行性等の改善を目的として、磁性層上に保護層が設けられたり、非磁性支持体の磁性層が形成されている側とは反対側の面にバック層が設けられたりするのが通常である。また、磁気記録媒体では高密度化に対応してスペーシングロスを抑えるために、テープ表面が一層平滑化される方向にある。
【０００６】
しかし、磁性層表面が平滑になると、ヘッドに対する接触面積が大きくなるために、摩擦力が増大し、磁性層に生ずるせん断応力が大きくなる。このような厳しい摺動条件から磁性層を保護するために、保護膜やテープ表面の潤滑剤吸着状態が重要な役割を担っている。
【０００７】
また、バック層は、非磁性支持体表面の電気抵抗を下げて帯電による走行不良を防止する，非磁性支持体の耐久性を上げ、使用中の傷つき等の発生を防ぐ，またテープ間の摩擦を小さくする等の目的から設けられるものである。テープの走行性、耐久性を向上させるには、このバック層の形成が必須となる。
【０００８】
近年、記録再生装置の小型化の傾向が強まる中、カセットの小型化が高密度記録化の流れと合いまって磁気テープのより一層の薄物化が必要となっている。磁性層は、読み取りヘッドに磁気抵抗効果型の磁気ヘッドを用いるため厚さに上限があり、例えば異方性磁気抵抗効果型磁気ヘッドを用いたシステムでは薄層化（200nm以下）にしなければならない。
【０００９】
またこの磁気抵抗効果型の磁気ヘッドは読み取り感度が非常に良いため、テープのノイズ成分を極力低く抑える必要がある。そのため、テープ表面平滑にする必要が出てきた。しかしセットの小型化や表面の平滑化に伴い、その走行耐久性や摩擦特性はより厳しい状況になっており、低ノイズ化のため平滑化した表面だけでは耐久性を満足することはできなくなっている。
【００１０】
尚、走行安定性および摩擦安定性に優れた金属薄膜型磁気記録媒体を得る製造方法は、例えば下記特許文献１に記載のものが提案されていた。
【特許文献１】特開２００３−１７３５１９号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来のベースフィルムは、膜厚が4〜15μｍ程度あり、この範囲では走行安定性を保持できる強度は十分に確保されていた。ここでベースフィルムにはポリエステル系が主に用いられているが、ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート（PET）、ポリエチレンナフタレート（PEN）、ポリテトラメチレンテレフタレート、ポリ-1,4-シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート、ポリエチレン-2,6-ナフタリンジカルボキシレート、ポリエチレン-p-オキシベンゾエートなどが挙げられる。
【００１２】
また、これらのポリエステルはホモポリエステルであってもコポリエステルであってもよい。また非磁性支持体上に強磁性金属あるいは、その合金の薄膜からなる磁性層が形成される面とは反対の面に、塗布法で形成されるバック層の厚さは、概ね0.3〜0.6μｍ程度である。
【００１３】
しかしながら、記録再生装置の小型化の傾向が強まる中、カセットの小型化により磁気テープのより一層の薄物化が必要となっている。また最近の記録密度の高記録化に伴って、再生ヘッドにMRヘッドを用いたシステム導入が進んでおり、媒体のノイズを低減させる試みが数多くなされている。
【００１４】
その一つにフィルムおよび磁性表面の平滑化が挙げられるが、金属膜を蒸着により成膜した後でも最表面に反映させるため、媒体ノイズ低減のためにベース表面性の鏡面化が必須である。磁気層を形成する際、フィルム厚みや磁性層薄膜層形成で生じる熱負荷の不均一によって、磁気テープ原反シワ、たるみなどのフィルム変形が生じる。そのため、潤滑剤塗工において塗工ムラ、スジなどの欠陥が発生する問題がある。
【００１５】
テープ表面の潤滑剤が不均一状態にあると、テープとヘッド、ガイドピン等の接触ムラにより摩擦の上昇、減少により当たりが変化し、如いては表面保護膜層の剥離などのダメージを招いていた。これは、表面に存在する潤滑層が平滑面での摺動で、表面に固着していることができず、容易に剥がれ落ちてしまうためである。そのため、十分に満足できる走行安定性・耐久性を得ることができなかった。
【００１６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものでその目的は、ヘッドとテープの接触時にテープ自体の磨耗を抑え、保護膜層の摩滅による耐久性の劣化を防止することができ、高耐久性・走行安定性を兼ね備えた磁気記録媒体を得ることができ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】
【００１７】
上述の磁気テープ耐久性向上を目的に鋭意検討した結果、塗工工程におけるテープ表面の潤滑剤不均一吸着を改善するため、潤滑剤が吸着しやすい条件（特に乾燥条件）を可変できるシステムを運用することで、潤滑剤吸着に適したテープ表面状態を形成することが可能となり、ヘッドとテープの接触時にテープ自体の磨耗を抑え、保護膜層の摩滅による耐久性の劣化を防止することができ、高耐久性・走行安定性を兼ね備えた磁気記録媒体を提供することができることを見出した。
【００１８】
すなわち本発明は、非磁性支持体の一方の面に形成された金属磁性薄膜から成る磁性層上に、潤滑剤を塗布する塗布工程と、前記塗布された潤滑剤を乾燥させる乾燥工程とを実行して潤滑剤層を形成する磁気記録媒体の製造方法において、前記磁気記録媒体の表面温度に基づいて、前記潤滑剤層の潤滑剤量が設定範囲内になるように、前記塗布工程における潤滑剤塗布量を制御することを特徴としている。
【００１９】
また前記潤滑剤量が設定範囲内になるように、前記乾燥工程における乾燥条件を制御することを特徴としている。
【００２０】
また前記磁気記録媒体は異方性磁気抵抗効果あるいは巨大磁気抵抗効果を利用した磁気ヘッドに対して用いられることを特徴としている。
【００２１】
具体的には、非磁性支持体上に磁性金属薄膜からなる磁気記録層、カーボン保護膜層、バックコート層を有した磁気テープ原反に潤滑層材料を含有する塗液を塗布、乾燥し、潤滑剤層を形成する製造方法において、塗布工程後のテープ表面温度を測定して原反乾燥工程状態をコントロールし、かつ乾燥直後の潤滑剤量を測定してその吸着量を検量することで、最適潤滑剤吸着量になるように乾燥工程でのテープ表面温度のコントロールを行うものである。
【００２２】
もちろん、本発明にかかる磁気テープの構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での変更、例えば必要に応じて非磁性支持体上下塗り層を形成する際のコントロールや、バック、防錆剤塗布などの層を形成することにも応用できる。
【００２３】
また、このような条件で塗工された磁気記録媒体において、スピードに依存しない潤滑剤吸着をコントロールし、最適なテープ表面の潤滑剤量を得ることで、磨耗およびヘッドとの貼り付きを抑え、高耐久性・走行安定性を兼ね備えた磁気記録媒体も提供することができる製造方法である。
【００２４】
本発明に係る磁気記録媒体は、非磁性支持体上に強磁性金属或いはその合金の薄膜からなる磁性層が形成されてなるものである。また、非磁性支持体上に形成された強磁性金属材料上には、保護膜層が形成されていても良い。この材料としては、通常の金属磁性薄膜用保護膜として一般に使用されるものであれば如何なるものであってもよい。
【００２５】
例示すれば、カーボン、CrO2、Al2O3、BN、Co酸化物、MgO、SiO2、Si3O4、SiN4、SiC、SiN4、SiO2、ZrO2、TiO2、TiC等が挙げられる。これらの単層膜であってもよいし多層膜であってもよい。また、磁性面が配してなる面とは逆側の表層には走行安定性を付与する目的でバック層が形成されてなる。この材料としては、一般に使用されるものであれば如何なるものであってもよい。
【００２６】
例示すれば、カーボン、CrO2、Al2O3、BN、Co酸化物、MgO、SiO2、Si3O4、SiN4、SiC、SiN4、SiO2、ZrO2、TiO2、TiC等が挙げられる。これらの単層膜であってもよいし多層膜であってもよい。また通常は有機バインダーとともに混合し、塗布することで成膜するが、そのバインダーは如何なるものであってもよい。
【発明の効果】
【００２７】
潤滑剤が不均一に吸着することが改善され、潤滑剤の被覆ムラや潤滑剤不足を防ぐことができる。このためヘッドと磁気記録媒体（磁気テープ）の接触時の、磁気テープ自体の摩耗を抑制して耐久性劣化を防止することができ、高耐久性・走行安定性を兼ね備えた磁気記録媒体を提供することができる。
【００２８】
具体的には、塗布工程後の潤滑剤塗布状態や乾燥工程での磁気テープ表面温度および乾燥炉出口での潤滑剤量を測定し、かつ乾燥工程でのテープ表面温度をコントロールすることによって、潤滑剤量を一定に保つ事できるようになるため、表面エネルギーに起因する塗膜断裂やハジキなどの不良発生が生じることなく、常に最適な潤滑層を形成することができるようになる。それにより、すぐれた高密度磁気記録媒体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。本発明は、低表面エネルギー表面の保護膜を持つ磁気テープ原反においても、塗工液の厚みに関わらず均一な塗布膜で欠陥のない潤滑層を提供できるものであって、高品質磁気記録媒体、つまり、磁気記録媒体に関し、潤滑剤の被覆ムラやテープ特性劣化を防ぎ、高温多湿環境下での保存特性、低温から高温までの広い環境下での繰り返し走行における、優れたシャトル耐久性やスチル耐久性を示す磁気記録媒体の製造方法を提供するものである。
【００３０】
そのために、本発明においては、非磁性体支持体に磁性金属膜からなる磁気記録層、カーボン保護膜層、バックコート層等を有した磁気テープ原反に、潤滑剤層材料を含有する塗液を塗布、乾燥し、潤滑剤層を形成する製造方法において、テスト結果より乾燥条件が諸特性に顕著に関係していることを確認し、さらに乾燥時のテープ表面温度をモニター／測定し、テープ表面の潤滑剤吸着量を最適潤滑剤量になるようにテープ表面温度をコントロールすることを特徴とする。
【００３１】
以下、本発明の具体的な実施形態例について説明するが、本発明がこの実施形態例に限定されるものではない。図１および図２は本実施形態例に係る磁気記録媒体の製造方法を表しており、図１は使用した磁気テープ原反の模式図であり、図２は塗工装置の構成図である。
【００３２】
図１において、２１は非磁性支持体としての非磁性基板（例えば厚みが３〜１０μｍのＰＥＴ：ポリエチレンテレフタレート、ＰＥＮ：ポリエチレンナフタレート、Ａｒａｍｉｄ：アラミドの高分子フィルム）であり、その一方の面には強磁性金属膜から成る磁性層２２が蒸着され、該磁性層２２上には硬質炭素膜から成る保護膜２３が形成されている。
【００３３】
そしてこのように構成された磁気テープ原反に、アルコール等の溶媒と潤滑剤を混合した塗布液を、図２の塗工装置によって吹き付け、その後溶媒を蒸発させることによって潤滑剤層３０ａ，３０ｂを形成する。
【００３４】
図２の塗工装置は、磁性フィルム２０（図１で述べた磁気テープ原反）を、フィードロール４１、サクションロール４２および搬送用ロールによって移送しながら、塗工工程、溶媒乾燥、潤滑量検量が行えるようになっている。
【００３５】
すなわちダイ４３を有した塗布ユニット４４によって潤滑剤を磁気テープ（磁性フィルム２０）表面に均一に塗工を行い、潤滑剤計量センサー４５で幅、長手方向のチェックを行ったあと、乾燥炉４６にてテープ表面に２０℃〜１２０℃の熱風を磁気テープに吹き付け、溶媒を蒸発させ必要な潤滑剤のみをテープに吸着させる。
【００３６】
そして、潤滑剤吸着に関係している乾燥炉４６の前後および炉内の磁気テープ表面温度を温度センサー４７にて同時にモニターリングし、かつ磁気テープに吸着した潤滑剤量を潤滑剤計量センサー４８によって計量する。その際、上記でも述べたように、乾燥後のテープ表面に最適な潤滑剤量が吸着していることがテープ特性上重要であり、テープ表面温度が常に一定になるように、温度モニター４９、温調用コントローラー５０によって乾燥温度をコントロールする。図２中の５１はドライヤー給気ファン、５２は温調用加熱コイル、５３はドライヤー給気ノズル、５４は配管である。
【００３７】
尚、磁気テープ乾燥後の潤滑剤計量センサー４８としては、例えば図３に示す紫外線照射方式の測定装置を用いる。図３（ａ）は測定装置の構成を示しており、測定対象の磁気テープの構造は図１と同様であり、保護膜２３はダイアモンドライクカーボン（以下、ＤＬＣと略称する）で構成されている。
【００３８】
図３において、塗布後乾燥工程を経た磁性層２２の表面へセンサー部６０から紫外線（ＵＶ）を照射し、金属表面から得られる励起電子の数をアンプ６１を介してデータ処理部６２に導入してカウントする事により、表面の潤滑剤成分の膜厚を相対的に測定するシステムとなっている。尚６３はデータ表示部、６４はデータ保存部である。
【００３９】
例えば図３（ｂ）のように、磁気テープ上に潤滑剤などの表面皮膜が無い場合、下地（すなわちＤＬＣ）から出る表面電子は多い。これに対して図３（ｃ）のように、潤滑剤などの表面皮膜（３０ａ）が有る場合、下地（ＤＬＣ）から出る表面電子は、表面皮膜内で減衰する為、膜厚が厚いほど放出される（カウントされる）電子数は減っていく。
【００４０】
この現象を利用することにより、表面皮膜の厚さを測定する。通常ＤＬＣ（２３）の方が、潤滑剤（３０ａ）よりも表面エネルギーが小さいため、下地からの放出される電子をカウントできる。
【００４１】
図２の装置においては、当然、磁気テープ原反（磁性フィルム２０）や環境温度変化によって潤滑剤吸着状態が変化することが懸念されており、任意に温度設定ができるように、十分にコントロールを行うことが出来るようにする。
【００４２】
本実施形態例によれば、前記のような構成をとることによって、安定した潤滑剤層の形成が行えるようになった。そして、温度と塗布厚みを変化させた実験結果より、磁気テープの耐久性（シャトル特性、スチル特性）を左右する条件として、乾燥温度や厚みが関係していることが、実験結果より確認しコントロールすることが可能となった。表１はその実験時のデータとテープ表面潤滑剤量を分析した結果を表している。
【００４３】
【表１】
2005196862.tif 000003
【００４４】
（シャトル耐久性）
シャトル耐久性は、テープに12ＭＨｚの信号を記録し、初期出力との差を以下の式でレベルダウンとして定義した。走行は60分テープを50ｐａｓｓとした。また断りのない限り、測定環境は+5℃、筐体無しとした。
【００４５】
Ｌｅｖｅｌ  Ｄｏｗｎ＝20×ｌｏｇ{（再生出力）／（初期出力）}。
【００４６】
このシャトル特性はゼロに近い数字が良く、目標は例えば≦１．０ｄＢである。
【００４７】
（スチル耐久性）
スチル耐久性は、テープに12ＭＨｚの信号を記録し、それを一時停止状態で再生した際、その出力が3ｄＢ劣化するまでの時間と定義した。また断りのない限り、測定環境は0℃、筐体無しとした。
【００４８】
このスチル特性は時間が長い方が良く、目標は例えば≧１５分である。
【００４９】
またテープ表面の潤滑剤量分布解析は、ION−TOF社製解析装置を使用し表面観察を行った。
【００５０】
表１において、テープ温度は乾燥炉４６の入口と出口の温度を示している。実験Ｎｏ１〜３は潤滑剤の塗布膜厚が１．６μｍの場合に、実験Ｎｏ４〜６は同じく２．２μｍの場合に、実験Ｎｏ７〜９は同じく２．８μｍの場合に、各々乾燥温度、乾燥風量を変化させている。
【００５１】
この表１から、実験Ｎｏ１、４、７ではスチル特性およびシャトル特性がともに悪く、実験Ｎｏ８、９ではスチル特性が悪いことが理解できる。
【００５２】
例えば実験Ｎｏ４のサンプルのテープ表面は図４（ａ）に示すように潤滑剤ムラが一面に発生していた。また実験Ｎｏ９のサンプルのテープ表面は図４（ｃ）に示すように高温により潤滑剤不足が発生していた。
【００５３】
これに対して実験Ｎｏ５のサンプルのテープ表面は、図４（ｂ）に示すように良好な潤滑剤量分布を示した。
【００５４】
本発明では、さらに、図２の温度センサー４７を図５のように８箇所に設置し、各温度測定箇所におけるテープ表面温度を調べた。
【００５５】
図５において図２と同一部分は同一符号をもって示しており、Ｐ1〜Ｐ8は温度センサー４７の取り付け箇所を表している。
【００５６】
そして次の表２のような潤滑剤塗布条件のサンプル１１〜１４について、測定箇所（温度センサー取り付け箇所Ｐ1〜Ｐ8）とサンプルテープの表面温度を調べたところ、図６のような関係となった。
【００５７】
【表２】
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【００５８】
表２は、各サンプル１１〜１４について、前記表１と同様のスチル特性、シャトル特性を調べた結果を示すものである。
【００５９】
表２において、例えばサンプル１１を基準とするならば、ラインスピード（磁気テープの搬送速度）を１５０ｍ／ｍｉｎに上げたサンプル１２はスチル特性、シャトル特性が若干劣り、ラインスピードをさらに２５０ｍ／ｍｉｎに上げたサンプル１３は前記両特性が大幅に劣化し、サンプル１３よりもドライヤー風量を下げ、ドライヤー温度を上げたサンプル１４は、基準のサンプル１１よりもスチル特性が少し劣る結果となった。
【００６０】
図６および表２から、サンプル１１〜１４におけるスチル時間の関係は図７のように示される。
【００６１】
以上の実験から、テープの耐久性を表すスチル特性、シャトル特性は、テープ温度と相関があることが理解できる。そこで本発明では、磁気テープの表面温度に基づいて、潤滑剤層の潤滑剤量が設定範囲内になるように、前記塗布工程における潤滑剤塗布量を制御する。また磁気テープの表面温度に基づいて、前記潤滑剤量が設定範囲内になるように、前記乾燥工程における各種乾燥条件を制御する。
【００６２】
以上のように本実施形態例によれば、潤滑剤の被覆ムラやテープ特性劣化を防ぐことができ、高温多湿環境下での保存特性、低温から高温までの広い環境下での繰り返し走行における、優れたシャトル耐久性やスチル耐久性を得ることができる。
【００６３】
また従来方法では製造工程終了後に品質を測定してチェックしていたが、本発明によればテープ温度との相関を一度把握すれば、リアルタイムで品質を確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】磁気テープ原反の摸式図。
【図２】本発明の一実施形態例の構成図。
【図３】本発明の一実施形態例における潤滑剤計量センサーの一例を表し、（ａ）はシステム構成図、（ｂ）、（ｂ）は動作説明図。
【図４】本発明の実施形態例の各実験サンプルにおける磁気テープ表面の潤滑剤量分布図。
【図５】本発明の他の実施形態例における要部構成図。
【図６】図５の各測定箇所におけるテープ温度を示す特性図。
【図７】各実験サンプルのスチル時間を表す特性図。
【符号の説明】
【００６５】
２０…磁性フィルム、２１…非磁性基板、２２…磁性層、２３…保護膜、２４…バックコート層、３０ａ，３０ｂ…潤滑剤層、４３…ダイ、４４…塗布ユニット、４５，４８…潤滑剤計量センサー、４６…乾燥炉、４７…温度センサー、４９…温度モニター、５０…温調用コントローラー、５２…温調用加熱コイル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図４】
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