JP2623897B2 - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、磁気記録媒体の製造方法に関するものであ
り、特にビデオ用として磁性層を２層有する磁気記録媒
体の製造方法に関する。

従来の技術 磁気記録媒体の高性能化に伴って、近年、磁性層を２
層化したビデオ用の磁気記録媒体が注目を集めている。
例えば上層として高密度記録用の高域の電磁変換特性に
優れた磁性層を設け、下層として上層に比べ低域の電磁
変換特性に優れた磁性層を設けることにより、従来単層
では得られなかった低域から高域にかけて優れた電磁変
換特性を有するビデオ用の磁気記録媒体が得られる。２
層構造のビデオ用の磁気記録媒体において、下層の磁性
層の膜厚は上層の磁性層より厚く、0.5〜４μｍの範囲
である。一方、上層の塗布膜厚は0.1〜0.5μｍがよい。
５μｍより膜厚が厚いと低周波数帯域の特性が低下し、
２層の効果が小さくなる。さらに0.1μｍより薄いと下
層の影響が強くなるため、これもまた２層の効果が小さ
くなる。

このような２層構造のビデオ用の磁気記録媒体は、通
常支持体に下層となる磁性層を塗布、配向、乾燥した
後、カレンダーなどの表面平滑化処理を行い、その上に
上層となる磁性層をさらに塗布し、配向、乾燥、表面平
滑化処理を行う製造方法がとられている。下層及び上層
は、リバースコート、グラビアコート、キスコート、ブ
レードコート等で塗布することが知られている。上記の
ような磁気記録媒体の製造方法は、たとえば特公昭57−
17291号公報などに開示されている。

また、２層の磁性層を同時に塗布する方法は、特開昭
63−88080号公報に開示されている。

しかしながら特公昭57−17291号公報には、本発明が
対象とする上層膜厚0.1〜0.5μｍのビデオ用磁気記録媒
体の製造方法に関しては何等示されていない。特に、上
層膜厚0.1〜0.5μｍという非常に薄い塗膜を、下層付支
持体上に均一に形成しようとすると、前記公知の塗布方
法、例えばグラビアコート、リバースコート等では不可
能であることが本発明者らの研究により判明した。

さらに、特開昭63−88080号公報に示されるような、
同時２層塗布方法では、上層として高密度記録用の磁性
塗布液を塗布した場合、微細な縦筋が塗膜表面に発生す
ることが本発明者らの研究により判明した。

第２図は上層として第１表に示す磁性塗布液を、下層
として第２表に示す磁性塗布液を、従来例である上記同
時二層塗布方法により、支持体として厚さ14μｍのポリ
エチレンテレフタレートフイルム上に塗布した後、カレ
ンダー処理したうえ、塗膜表面を３次元表面粗さ計で測
定した結果の一例である。

なお測定結果は塗膜表面の凸部を見やすくするため
に、３次元グラフィックスを高さ方向の平均値より高い
部分のみを出力してある。塗膜表面に支持体の走行方向
に約50μｍピッチの微細な縦筋が認められる。さらに第
２図の塗膜表面の平均表面粗さは15.8nmであった。電磁
変換特性を、ＭIIフォーマットデッキを用い測定する
と、ビデオ帯域出力（7MHz）では、当社基準テープに対
して−2dBでありS/N比で−dBという結果であった。以上
のことから第２図に示したような塗膜表面の微細な縦筋
は、電磁変換特性を著しく低下させるものであることが
明らかである。本発明者らは、この微細な縦筋の発生原
因について究明した結果、以下の理由によるものである
ことがわかった。

磁性塗布液は、磁性粉粒子間の磁気力の影響で一次粒
子として存在しているとは考え難く、３次元の網目構造
を形成しており、これにせん断を付与したとき、ある大
きさを持った凝集塊に破壊されると考えらる。（塗装工
学、第21巻、第10号、475〜479頁、1986年）。

例えば合金磁性粉のように磁気力が強く、さらに長径
方向の平均粒径が小さい磁性粉を使用している磁性塗布
液は、凝集力が非常に強い為に、前記凝集塊は数10〜百
μｍのオーダーで流動中の塗布液に存在していると考え
られる。この磁性塗布液を前記塗布方法で支持体に塗布
したとき、前記凝集塊は前記従来の同時二層塗布装置の
スリットからリップ面上に押し出される。この方法で
は、前記塗布装置のリップ面と支持体との隙間で、下層
と上層が同時に流動するため、上層における支持体走行
方向に対し直角方向の速度勾配が小さくなる。その結
果、上層用磁性塗布液に付与されるせん断速度は小さく
なり、上層用塗布液中の前記凝集塊を破壊できず、凝集
塊が前記隙間内を流れていくので、縦筋が発生すること
がわかった。

さらにこのような微細な縦筋は、磁気力が強くさらに
長径方向の平均粒径が小さい磁性粉を使用した磁性塗布
液を塗布したときほど顕著に現れることも実験により確
認した。

発明が解決しようとする課題 ビデオ用磁気記録媒体は高密度記録化の方向にあり、
特に磁性層が２層構造のビデオ用磁気記録媒体の上層に
は、合金磁性粉のように高磁気力で且つ超微粒の磁性粉
を用いるので、前記のような塗膜表面の微細な縦筋は、
ビデオ帯域出力やS/N比などの電磁変換特性を著しく低
下させ、製品品質上致命的な欠陥となっていた。

本発明の目的は、上層の磁性層の乾燥膜厚が0.1〜0.5
μｍのビデオ用としての高密度磁気記録媒体の製造にお
いて、膜厚が均一で、且つ塗膜表面が非常に平滑な磁気
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 上記課題を解決するために本発明の磁気記録媒体の製
造方法は、支持体上に磁性層を下層として予め設け、合
金磁性粉を含む磁性層であり且つ乾燥状態の膜厚が0.1
〜0.5μｍである上層を塗布形成する磁気記録媒体の製
造方法において、ダイの第２リップ面が曲面であり、第
１リップのスリット側エッヂをＡ、第２リップのスリッ
ト側エッヂをＢとしたとき、Ａにおける接線とＢにおけ
る接線とのなす角θが ０゜≦θ≦45゜ であり、且つ第２リップの曲率半径Ｒが 3mm≦Ｒ≦20mm であり第１リップのいかなる部分も前記Ａにおける接線
から支持体方向に越えないように構成したダイにより、
上層を塗布形成するものである。

作用 本発明は、前記した構成により、下層である乾燥済み
の磁性層が予め支持体上に設けてあるので、上層用の磁
性塗布液をダイで塗布するとき、従来の二層同時塗布方
法に比べて、下層表面とダイのリップ面との隙間を流れ
る上層用磁性塗布液の支持体走行方向に直角方向の速度
勾配を非常に大きくすることができる。その結果、上層
用の磁性塗布液に高いせん断速度が付与され、前記凝集
塊は更に細かく破壊され、塗膜表面の微細な縦筋発生を
抑制できる。さらに、ダイの第２リップ面の曲率半径を
３〜20mmとすることにより、下層付支持体とダイの第２
リップ面との隙間を流れる上層用磁性塗布液に、下層付
支持体から大きな面圧をかけることができるので、上層
用磁性層の表面を十分に平滑化することができ、非常に
平滑な塗膜表面が得られる。

また、前記した第２リップ曲率半径とすることによ
り、下層表面とダイのリップ面との隙間を流動する上層
用磁性塗料に大きな面圧をかけることができるので、前
記隙間を流れる塗布液へ前記支持体に同伴してくる空気
の巻き込みや、支持体幅方向の膜厚不均一を抑制するこ
とができ、上層の磁性層膜厚が0.1〜0.5μｍという薄い
層を均一に形成することができる。

実施例 以下に本発明の一実施例について具体的に説明する。
厚さ14μｍのポリエチレンテレフタレートからなる支持
体上に、下層として第２表に示す磁性塗布液をグラビア
コートで乾燥状態での厚みが３μｍとなるように塗布
し、支持体走行方向に配向した後、乾燥した。乾燥後、
カレンダーにより前記磁性層表面の平滑化処理を施し
た。

磁性塗料は、混練、分散により得た。混練は磁性粉、
溶剤、バインダーを混練機により、所定の時間混練し、
しかる後に残りの各成分を投入し磁性塗料とした。分散
としては、例えばロールミル、ボールミル、ニーダー等
である。配向磁場は3000Gaussである。磁性層の乾燥温
度は60〜110℃であり、乾燥時間は40〜120sec連続乾燥
した。カレンダー処理後の下層である磁性層の表面粗さ
は、４〜10nmの範囲である。これよりも表面粗さの値が
大きいと、下層の表面粗さが上層に影響して、上層の表
面粗さが悪くなり、高域の電磁変換特性が低下する。

上層用の磁性塗布液７を、上記の下層９を設けた支持
体８上にダイ５により上層を塗布する方法を第１図に示
す。第２リップ２の先端断面形状は曲面であり、その曲
率半径Ｒは３〜20mmである。磁性塗布液の粘度、塗布速
度、塗布膜厚、支持体張力の条件により、最適な曲率半
径を選択する。第１リップ１及び第２リップ２の厚さは
２〜10mmの範囲である。ダイの第２リップ面が曲面であ
り、第１リップのスリット側エッヂをＡ、第２リップの
スリット側エッヂをＢとしたとき、Ａにおける接線とＢ
における接線とのなす角θが０゜≦θ≦45゜である。さ
らにダイの第１リップのいかなる部分も前記Ａにおける
接線から支持体方向に越えないように構成する。

２つのリップの材料は、超硬合金を用いることによ
り、前記リップの真直度や平面度を数μｍのオーダーで
仕上げることができ、さらにステンレス鋼などを加工し
たときにみられる第２リップの出口端部におけるエッヂ
のバリやダレの発生を防止できる。この結果、薄層塗布
を行った場合でも、幅方向に厚みむらが生じず、エッヂ
のバリやダレに起因する塗膜表面の縦筋も発生せず良好
な塗布が可能であった。

マニホールド３は、塗布装置の塗布幅方向に貫通して
いる。マニホールドの断面形状は、円形、半円形いずれ
でもよい。スリット４のギャップは通常0.1〜0.5mmに設
定され、スリットの幅方向長さは塗布幅とほぼ同一であ
る。マニホールドからスリット出口までのスリット長さ
は塗布液のチキソトロピック性を考慮した粘度、塗布装
置からの吐出量などの塗布条件により設定するが、通常
20〜100mmの長さである。

第１リップの先端形状は、第１図では曲面状である
が、平面、多角面いずれでもよい。

支持体８のダイノズルに対する進入角度は、第１図に
示した第２リップの点Ｂにおける接線Ｘとほぼ平行とな
るように、第１リップより上流側に設けられたガイドロ
ール（図示せず）により調整される。さらに支持体８が
本塗布装置より出ていく角度は、第１図に示した接線Ｙ
とほぼ平行となるように、第２リップより下流側に設け
られたガイドロール（図示せず）により調整される。

上層用の磁性塗布液７はポンプ６によりマニホールド
３内に支持体への塗布量分を連続的に供給され、マニホ
ールド３内の液圧力によりスリット４に押し出される。

スリット４より押し出された上層用磁性塗布液７中に
は、前記したように磁性粉粒子の凝集塊が存在してい
る。しかし、上記のように図１に示した塗布装置に対す
る支持体の角度を設定することにより、第２リップ面と
支持体８との間の上層用磁性塗料が流れる隙間が約１〜
６μｍの範囲で第２リップ面に沿って一定に保持され
る。この隙間の大きさは、前記凝集塊の大きさに比べて
非常に小さく、さらに上層用磁性塗料７に10⁵〜10⁶（1/
sec）のオーダーの高いせん断速度が連続的に付与され
るために、前記凝集塊は微細に破壊され、塗膜表面は平
滑化され、塗膜表面の微細な縦筋発生が抑制される。

実施例１ 上記の塗布方法を用いて、上層用磁性塗布液として第
１表に示す磁性塗布液を、前記した膜厚３μｍの下層を
設けた磁性層表面に塗布した。塗布速度は100m/minであ
る。

上層の乾燥状態における膜厚が0.5μｍとなるように
ダイより磁性塗布液を吐出した。塗布に用いたダイの第
２リップ曲率半径は２、３、20、21mmの４タイプを用い
た。前記支持体の塗布ヘッドにおけるテンションは300g
/cmとして上層用磁性塗布液の塗布を行った。

塗布後、支持体走行方向に配向した後、乾燥した。乾
燥後、カレンダーにより前記磁性層表面の平滑化処理を
施し、所定の幅にスリットして、磁気記録媒体を作成し
た。なお、配向磁場は3000Gauss、磁性層の乾燥温度は6
0〜110℃であり、乾燥時間は40〜120secである。

前記方法により磁気記録媒体を作成した結果、第２リ
ップ曲率半径2mmの場合は、スリットから出た磁性塗布
液が第１リップ側にこぼれて、塗布膜厚が不均一となっ
た。また第２リップ曲率半径が21mmの場合には、支持体
に同伴してくる空気が塗布液に巻き込まれ、塗膜に抜け
が発生し、塗布できなかった。第２リップ曲率半径が３
及び20mmのダイで塗布したものは膜厚0.5μｍで均一に
塗布することができた。

上記実施例のうち、第２リップ曲率半径３及び20mmの
ダイを用いて作成した磁気記録媒体の塗膜表面を３次元
表面粗さ計で測定した結果を第３図（ａ）（Ｒ＝3m
m），第３図（ｂ）（Ｒ＝20mm）に示す。同時二層塗布
装置を用いた場合の塗膜表面に見られた微細な縦筋（第
２図）は全く発生せず、平滑な塗膜表面が得られた。

また本実施例による磁気記録媒体の製造方法を用いて
作成した磁気記録媒体と、従来の同時二層塗布装置で作
成した磁気記録媒体の電磁変換特性を比較評価した。評
価はＭIIフォーマットデッキを用い、ビデオ帯域の周波
数7MHzにおける出力及びS/N比を測定した。結果を第３
表に示す。

電磁変換特性の測定には、比較し易いように当社で作
成したＭIIテープを基準テープとした。なお第３表には
３次元表面粗さ計で測定した平均表面粗度も併せて示し
てある。本発明による磁気記録媒体の製造方法で作成し
たテープ、すなわちダイの第２リップ曲率半径Ｒ＝３及
び20mmのもので作成したテープは、塗膜表面が非常に平
滑であるため、従来の塗布装置で作成したテープに対し
て、平均表面粗度が小さく、再生出力及びS/N比共レベ
ルは格段に優れており、本発明の効果が顕著であること
がわかった。

実施例２ 上記の塗布方法を用いて、上層用磁性塗布液として第
１表に示す磁性塗布液を、前記した膜厚３μｍの下層を
設けた磁性層表面に塗布した。塗布速度は100m/minであ
る。

上層の乾燥状態における膜厚が、0.1μｍとなるよう
に磁性塗布液に吐出した。塗布に用いたダイの第２リッ
プ曲率半径は２、３、20、21mmの４タイプを用いた。前
記支持体の塗布ヘッドにおけるテンションは400g/cmと
して上層用磁性塗布液の塗布を行った。上層塗布後の製
造方法は、前記実施例１と同様の方法で磁気記録媒体を
作成した。第２リップ曲率半径2mmの場合は、スリット
から出た磁性塗布液が第１リップ側にこぼれて、塗布膜
厚が不均一となった。また第２リップ曲率半径が21mmの
場合には、支持体に同伴してくる空気が塗布液に巻き込
まれ、塗膜に抜けが発生し、塗布できなかった。第２リ
ップ曲率半径が３及び20mmのダイで塗布したものは膜圧
0.1μｍで均一に塗布することができた。

また本実施例による磁気記録媒体の製造方法を用いて
作成した磁気記録媒体と、従来の同時二層塗布装置で作
成した磁気記録媒体の電磁変換特性を実施例１と同様に
して比較評価した。結果を第４表に示す。

電磁変換特性の測定には、比較し易いように当社で作
成したＭIIテープを基準テープとした。なお第４表には
３次元表面粗さ計で測定した平均表面粗度も併せて示し
てある。本発明による磁気記録媒体の製造方法で作成し
たテープ、すなわちＲ＝３及び20mmのダイで上層を塗布
形成したものは、従来の塗布装置で塗布して作成したテ
ープに対して、平均表面粗度が小さく、再生出力及びS/
N比共にレベルは格段に優れており、本発明の効果が顕
著であることがわかった。

比較例 従来例である同時二層塗布装置により、上層用磁性塗
布液として第１表に示す磁性塗布液を乾燥膜厚で0.5μ
ｍ、下層用磁性塗布液として第２表に示す磁性塗布液を
乾燥膜厚で３μｍとして、支持体に塗布した。

塗布速度100m/minで、支持体として厚さ14μｍのポリ
エチレンテレフタレートフイルム上に上記塗布液を塗布
した後、カレンダー処理及びスリットし、テープを作成
した。そのテープの塗膜表面を３次元表面粗さ計で測定
した結果を第２図に示す。また周波数7MHzの出力及びS/
N比などの電磁変換特性を第３及び４表に示す。なお第
３及び４表には当社基準テープの平均表面粗度周波数7M
Hzの出力、S/Nも併せて記載した。

発明の効果 以上のように本発明によれば、磁性層が二層構造の磁
気記録媒体の製造において、磁気力が強くさらに長径方
向の平均粒径が小さい磁性粉を使用した凝集力の非常に
強い磁性塗布液に対して、上層の塗膜表面を非常に平滑
で且つ膜厚0.1〜0.5μｍで均一に製造することが可能と
なる。この結果、二層構造の高密度磁気記録媒体の製品
品質を大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の磁気記録媒体の製造方法の実施例を示
す断面図、第２図及び第３図は塗膜表面を３次元表面粗
さ計で測定した結果を示す説明図である。 １……第１リップ、６……ポンプ、２……第２リップ、
７……上層用磁性塗布液、３……マニホールド、８……
支持体、４……スリット、９……下層、５……ダイ。

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】支持体上に磁性層を下層として予め設け、
   乾燥状態の膜厚が0.1〜0.5μｍである磁性層を上層とし
   て塗布形成する磁気記録媒体の製造方法であって、ダイ
   の第２リップ面が曲面であり、第１リップのスリット側
   エッヂをＡ、第２リップのスリット側エッヂをＢとした
   とき、Ａにおける接線とＢにおける接線とのなす角θが ０゜≦θ≦45゜ であり、且つ第２リップの曲率半径Ｒが 3mm≦Ｒ≦20mm であり第１リップのいかなる部分も前記Ａにおける接線
   から支持体方向に越えないように構成したダイにより、
   上層を塗布形成することを特徴とする磁気記録媒体の製
   造方法。
2. 【請求項２】上層が合金磁性粉を含む磁性層であること
   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。
3. 【請求項３】上層が酸化鉄磁性粉を含む磁性層であるこ
   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。
4. 【請求項４】上層がバリウムフェライトを含む磁性層で
   あ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。
5. 【請求項５】上層が窒化鉄を含む磁性層であることを特
   徴とする請求項（１）に記載の磁気記録媒体の製造方
   法。
6. 【請求項６】上層が炭化鉄を含む磁性層であることを特
   徴とする請求項（１）に記載の磁気記録媒体の製造方
   法。