JPH04188430A - 耐摩耗性および耐食性に優れた磁気記録テープおよびその製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、耐摩耗性および耐食性に優れた磁気記録テ
ープおよびその製造方法に関するものである。

（従来の技術） 現代は、高度情報化時代と呼ばれているように、高度な
情報化かとりわけ重要視されている。

かかる高度情報化を支える一翼として、フロッピーディ
スクやビデオテープに代表される磁気記録媒体か挙げら
れる。中でもＣｏＣｒ垂直磁気記録媒体を利用したフレ
キシブルテープは、次世代の映像メディアであるＨＤＴ
Ｖ　（Ｈ，ｉｇｈ　Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ　ＴＶ）のＶ
ＴＲ用媒体として期待されている。

ところでかかる磁気記録媒体には、記録の長期保存の面
から耐食性が、また使用時における媒体表面とセンサー
との高速接触の面から耐摩耗性かそれぞれ要求される。

従ってプラスチック基板上に磁気記録媒体か形成された
磁気記録テープでは、磁気記録媒体表面の保護の目的か
ら表面にトップコートを、また静電気を防ぎテープ表面
の摩擦係数を下げテープ間の滑りを良くする観点から裏
面にバックコートを施す必要かある。

従来、かかる目的のためカーボン、カーバイトおよびナ
イトライド等の薄膜か種々検討され、また最近ではダイ
アモンドライク薄膜の研究か進んでいる。しかしこれと
ても、十分満足のいく性能は得られてなく、特に媒体と
接触するヘット等の相手側へダメージを与えてしまうと
いう欠点か指摘されている。

また磁気記録テープの基板としては、ポリイミドテープ
の他、ポリエチレンナフタレートテープやポリエチレン
テレフタレートテープのような熱可塑テープか好適とさ
れるが、かかる熱可塑テープは一般に耐熱性に劣ること
から、テープ上への膜形成時に熱的ダメージを受は易い
ところにも問題を残していた。

（発明が解決しようとする課題） この発明は、上記の問題を有利に解決するもので、耐摩
耗性および耐食性に優れ、しかも接触時に相手側へダメ
ージを与えることのない保護被膜を有する磁気記録テー
プを、その有利な製造方法と共に提案することを目的と
する。

（課題を解決するための手段） さて発明者らは、上記の問題を解決すべく、鋭意研究を
重ねた結果、保護被膜の素材として鉄基複ほう化物系合
金の活用に想い至った。

かかる合金は、高硬度物質として優れた性質をそなえる
反面、各種金属との濡れ性か悪く、緻密な焼結体か得に
くいことから、これまで実用材料として適用された例は
少ない。

しかしなからその中でもとくに、Ｍｏ２ＦｅＢ２型の複
ほう化物系硬質相とＣｒ、　ＭｏおよびＮｉ等を含む鉄
基結合相よりなる鉄基複ほう化物系硬質合金は、（１）
耐摩耗性に優れる、 （２）相手材の摩耗か軽微である、 （３）高耐食性、耐高温酸化性を示す、（４）結合相の
組成を変えることて磁気的性質か変得られる なと種々の特長をそなえていることから、かような合金
を何らかの方法により薄膜化し、テープ基板に熱的ダメ
ージを与えることなしに、その表面に被成することかで
きれば、その耐摩耗性および耐食性の向上が期待てきる
わけである。

なおかかる鉄基複ほう化物系硬質合金は、これまで銅の
熱間押し出しダイス、射出成形機部品、製缶用シーミン
グロールなと、いわゆるバルク状で利用されていたに止
まり、１μｍ以下の薄膜としての利用を試みた例はない
。

そこで発明者らは次に、かかる鉄基複ほう化物系硬質合
金の薄膜化法について検討を重ねた結果、対向ターゲッ
ト式スパッタ法を用いれば、被膜形成時にテープ基板は
プラズマによる損傷を受けることな（、しかも上記合金
を有利に成膜できることの知見を得た。

この発明は、上記の知見に立脚するものである。

すなわちこの発明は、磁気記録テープの表面および７／
または裏面に保護被膜として、ＭＯ□ＦｅＢ２型の複ほ
う化物系硬質相とＣｒ、　ＭｏおよびＮ１を含む鉄基結
合相とからなる鉄基複ほう化物系硬質合金であって、 Ｆｅ　：　２５１ｖｔ９４以下、 Ｂ　＋Ｍｏ　：　６０　ｗｔ９４５以下、１：：ｒ＋Ｎ
ｉ　：残り の組成になり、かつ膜厚が１０〜１００００人の非磁性
薄膜をそなえることからなる耐摩耗性および耐食性に優
れた磁気記録テープ（第１発明）である。

またこの発明は、磁気記録媒体をそなえるテープ基板の
表面および／または裏面に、対向ターゲット式スパッタ
法により、ＭＯ□ＦｅＢ２型の複ほう化物系硬質相とＣ
ｒ、　ＭｏおよびＮｉを含む鉄基結合相とからなる鉄基
複ほう化物系硬質合金であって、Ｆｅ　：　２５　ｗｔ
％以下、 Ｂ　十Ｍｏ　：　６０　ｗｔ％以下、 Ｃｒ＋Ｎｉ　：残り の組成になる合金を、膜厚：１０〜１００００人に被成
する二とからなる耐摩耗性および耐食性に優れた磁気記
録テープの製造方法（第２発明）である。

この発明では、鉄基複ほう化物系硬質合金におけるＢと
ＭＯとの原子比Ｂ／Ｍｏを０．５〜１．５の範囲とする
のが有利である。というのはこの範囲において、Ｍｏ２
ＦｅＢ２の硬質相か得やすいからである。

またとくに第２発明に従って、磁気記録テープにトップ
コートおよび／またはバックコートを施す際には、テー
プ基板にＲＦ　（たとえば１３．５６　ＭＨｚ）バイア
スを印加しなから行うことか好ましい。というのは、か
ようなバイアス印加方式により、保護被膜の表面形態（
凹凸なと）を制御できるからである。

さらに二の発明において、保護被膜を被成すべき磁気記
録テープとしては、従来公知のもの何れもか適合し、面
内磁気記録媒体であろうと垂直磁気記録媒体であろうと
かまわないけれとも、とりわけＣｏＣｒ垂直磁気記録テ
ープか有利に適合する。

（作　用） 前述したとおり、鉄基複ほう化物系硬質合金は、結合相
の組成を変えることによって、磁気的性質を変化させる
ことかできる。そこで非磁性となる組成範囲について調
査したところ、 Ｆｅ　：　２５　ｗｔ％以下、 Ｂ　＋Ｍｏ　：　６０　ｗｔ％以下、 Ｃｒ＋Ｎｉ：残り の組成になるターゲットを用いれば、同じ組成の非磁性
の被膜が得られることか判明した。従ってかかる組成の
非磁性膜を磁気記録媒体のトップコートおよびバックコ
ートとして利用することかできれば、磁気記録テープの
耐摩耗性および耐食性の大幅な改善か期待できるわけで
ある。

Ｂ　：　５．８５ｗｔ％、Ｍｏ　：　４３．９ｗｔ％、
Ｃｒ　：　２０．６ｗｔ％およびＮｉ　：　８．２　ｗ
ｔ％を含み、残部は実質的にＦｅの組成になる合金をタ
ーゲットを用いて、ＣｏＣｒＴａ磁気記録層の上にトッ
プコートを行ない、このとき磁気記録媒体のＭ−Ｈルー
プの変化の有無について調へた。

まずターゲットの飽和磁化をＶＳＭで測定した結果は、
０．２　ｅｆｆｌｕ／ｃｃ以下の値であり、実質的に非
磁性であることを確認した。

次に、厚み１１μｍのポリエチレンナフタレート（ＰＥ
Ｎ）テープ上に、対向ターケラト式スパッタ法により、
（１５００人−ＣＯｇｏＣｒ＋＝Ｔａ３／ＰＥＮ）と（
１５００人−保護膜／１５００人−ＣｏｇｏＣｒ＋１Ｔ
ａｓ／ＰＥＮ）の２種類の膜を作り、各膜のＭ−Ｈルー
プを比較した。

その結果を第１図ａ、ｂにそれぞれ示す。

同図より明らかなように、保護被膜の被成によってもＭ
−Ｈループに変化はなく、従って磁気特性に悪影響を与
えることのない保護被膜であることか確認された。

ところで、磁気記録テープの基板テープとしては、ポリ
イミドテープの他、ポリエチレンナフタレートテープや
ポリエチレンテレフタレートテープのような熱可塑テー
プが好適とされるが、この種テープは通常耐熱性に劣る
ので、テープ上への膜形成法に要求される条件は熱的ダ
メージをテープに与えないことである。

そこで次に成膜法について検討した。

鉄基複ほう化物系硬質合金は電気伝導性を有するのて、
真空中てのプラズマドライプロセスにより、中性、イオ
ンまたは励起状態の原子状、分子状もしくはクラスター
状のガスにした後、真空中で物体の表面に急激に凝集さ
せることによって、膜厚か１０〜１００００人の薄膜に
することかできる。

二の方法によれば、被覆される物体を真空槽中で適当な
真空度にまで引く二とさえてきれは、その物体の形状如
何を問わずコーティングか可能である。そこで、種々の
成膜法を試みたところ、対向ターゲット式スパッタ法を
用いれば、被処理体かプラズマに曝されないプラズマフ
リーの状態て成膜でき、プラスチック薄膜のように熱的
ダメージを比較的受けやすい物体の上にも損傷を与えず
にコーティングできる二とか究明された。

ここに対向ターゲット式スパッタ法とは、第２図に示す
ように、約１０Ｘ１０Ｘ１０の２枚のターゲラ）　１−
１．、　１．−２を面を向かい合わせて約１０ｃ＋ｎ程
度離して置き、各ターゲット１−１．１−２の裏側に永
久磁石からなるを可とする磁極２−１．２−２を設置し
て２枚のターゲット間に各ターゲツト面に垂直に磁界を
走らせることにより、プラズマを２枚のターゲット間に
閉じ込めなからスパッターを行う方法である。この時、
被覆基板は２枚のターゲット１−１．１２の端から３〜
ｌ０ＣＩ［ｌ離してターゲツト面に垂直にそしてターゲ
ット間の中心に設置する。

それ故、基板はプラズマに曝されずプラズマフリーの状
態て成膜できるのである。なおかかるスパッタリングに
おいて、スパッタＡｒガス圧ｐ　Ａｒは５ｍＴｏｒｒ以
下程度とするのか好ましい。また図中３はマスク、４か
マスク３に設けたスリット、５は基板であるフレキシブ
ルテープ、６はキャンロール、７はＰＲバイアス印加の
ための整合回路である。

なお合金ターゲットのスパッタでは、一般に、ターゲッ
ト組成と膜組成とか異なる場合かあるけれとも、プラズ
マフリーの対向ターゲット式スパッタ法では、この差を
最小に抑えることかできる。

また一般に、ターゲットとスパッタ膜とて磁気特性か異
なる場合かあるが、この点についても対向ターゲット式
スパッタ法では差異は生ぜず、非磁性組成のターゲット
を用いれは非磁性のコーテイング膜か得られることか確
認された。

さらにトップコートおよび／またはバックコートを施す
場合に、テープ基板にＲＦ　（例えば１３．５６ＭＨｚ
）のバイアス電圧を印加しながら成膜すれば、と・（に
スパッタＡｒガス圧か０．５　ｍＴｏｒｒ以下の時は表
面凹凸か少なくなり、コーティング層の表面凹凸を制御
できるようになるので、所望の摩擦係数を得る上てとく
に有利であることか判明した。

厚み１１μｍのポリエチレンナフタレ−）　（ＰＥＮ）
テープ上にバックコーティングする際に、キャンロール
に１３．５６　ＭＨｚのＲＦバイアスを印加しなから成
膜したときの、表面凹凸について調査した。

二のとき、テープ基板はグランドよりも一１００■はと
低電位とし、またＡｒガス圧は０．２５　ｍＴｏｒｒか
ら４　ｍＴｏｒｒの範囲とした。

その結果、無バイアスのときには表面に凹凸か見られた
のに対し、バイアスを印加した場合には表面凹凸か軽減
される二とか判明した。なおこの表面凹凸軽減効果は低
ガス圧のときに一層発揮されることも併せて判明した。

（実施例） 予備実験 Ｂ　：　５．８５ｗｔ？＋５、Ｍｏ　：　４３．９ｗｔ
’６、Ｃｒ　：　２０．６ｗｔ０６およびＮｉ　：　８
．２　Ｗｔ９４を含み、残部は実質的にＦｅの組成にな
る１０１０Ｘ１０”角の合金をターゲットにし、対向タ
ーゲット式スパッタ法により、室温にて、１０μｍ厚の
ポリエチレンナフタレートテープ上とガラス基板上とに
約１５００人の膜厚に被成した。この時スパッターアル
ゴンガス圧は０．２５〜４．０ｍＴｏｒｒで行った。ガ
ラス基板のものはさらに真空中で、４００’Ｃ１１時間
アニールした。これらの薄膜につき、Ｘ線回折で結晶構
造を、またＶＳＭで磁気特性を調へた。

アニール前はどちらの基板の膜もＸ線回折ピークか現れ
ず、アモルファス膜であることか判った。

また、上記アニールによっても結晶構造は現れずアモル
ファス構造は安定である二とか判った。さらに、ＶＳＭ
より非磁性の膜そあることも判明した。

実施例１ 予備実験のアモルファス膜は柔軟であり、また対向ター
ケラト式スパッタ法によりプラズマフリーで作製してい
るので組織か緻密であり、しかも非磁性膜なので、これ
を磁気記録テープのバックコートとして試作した。用い
た磁気記録テープは、幅各インチで厚みか１１μｍのポ
リイミドテープの上に７５０ＡのＮ１８ｏＦｅ２ｏ裏打
ち層およびその上にさらに１５００人のＣＯ□ｇｃｒ２
＋層を被成したものである。

ここで被覆基板の位置には直径か１５ｃｍのキャンロー
ルを設置し、このロールの回転と同期して磁気記録テー
プを搬送しながらテープの裏面に、予備実験と同し組成
の膜を連続的に８００人の膜厚に被成した。

この実施例では、バックコート層か磁気記録層に磁気的
に悪影響を及はさないが、またバックコート層形成プロ
セスか磁気記録層並びにポリイミドテープに熱的ダメー
ジを与えないかについて調べた。

その結果、バックコート後もＣＯｖｇＣｒｚ□層の磁気
特性に変化か無い二と、およびテープの熱的変形などの
ダメージら無いことか確認され１こ。

実施例２ 実施例１て作製したテープのノ１ツクコート面の摩擦係
数を評価した。第３図に示す装置によ１）テンションＴ
２を測定し、オイラーの式から摩擦係数を求めた。なお
オイラーの式はμに−２，□’Ｉｎ（Ｔ２／Ｔｌ　）で
表される。

その結果、バックコートを有しないポリイミドテープ表
面の摩擦係数は０．４６と大きな値であったのに対し、
バックコートした面の表面では摩擦係数は０．２９と格
段に小さくなった。この値は市販の塗布型テープのテー
プ表面の値である０、２８にほぼ等しく、摩擦係数を市
販テープと同等な水準まで改善できたことを示すもので
ある。従ってかかるバックコートによってテープ間での
擦れか軽減でき、磁気テープの耐久性か増大か期待てき
る。

（発明の効果） かくして第１発明によれは、耐摩耗性および耐食性に優
れ、しかも相手材の摩耗か軽微な磁気記録テープを得る
ことかできる。

また第２発明によれは、被処理体かプラズマに曝されな
いプラズマフリーの状況て成膜てきるのて、プラスチッ
クテープのような熱的ダメージを比較的受けやすいテー
プ基板の上にも、損傷を与える二となしに、保護被膜を
コーティングできる。

【図面の簡単な説明】

第１１１ａ、ｂはそれぞれ、この発明に従って保護被膜
を被成した場合および被成しない場合におけるＭ−Ｈル
ープを示した図、 第２図は、対向ターゲット式スパッタ装置の斜視図、 第３図は、摩擦係数の測定装置の模式図である。 １−１．　　ｉ２・・ターゲット　２−１．　２−２・
・・磁極３・・マスク　　　　　４・・・スリット５・
・・基板テープ　　　６・・キャンロール７・・・整合
回路 ３・−マスク Ａ−−−・　ス史ノド ５−・１林−ｒ−７゛ ６−−−−キヤ′／ロール ７−−−−暫含回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、磁気記録テープの表面および／または裏面に保護被
   膜として、 Ｍｏ＿２ＦｅＢ＿２型の複ほう化物系硬質相とＣｒ、Ｍ
   ｏおよびＮｉを含む鉄基結合相とからなる鉄基複ほう化
   物系硬質合金であって、 Ｆｅ：２５ｗｔ％以下、 Ｂ＋Ｍｏ：６０ｗｔ％以下、 Ｃｒ＋Ｎｉ：残り の組成になり、かつ膜厚が１０〜１００００Åの非磁性
   薄膜をそなえることを特徴とする耐摩耗性および耐食性
   に優れた磁気記録テープ。 ２、請求項１において、鉄基複ほう化物系硬質合金にお
   けるＢとＭｏとの原子比Ｂ／Ｍｏが、０．５〜１．５で
   ある耐摩耗性および耐食性に優れた磁気記録テープ。 ３、請求項１または２において、保護被膜を被成すべき
   磁気記録テープが、ＣｏＣｒ垂直磁気記録テープである
   耐摩耗性および耐食性に優れた磁気記録テープ。 ４、磁気記録媒体をそなえるテープ基板の表面および／
   または裏面に、対向ターゲット式スパッタ法により、Ｍ
   ｏ＿２ＦｅＢ＿２型の複ほう化物系硬質相とＣｒ、Ｍｏ
   およびＮｉを含む鉄基結合相とからなる鉄基複ほう化物
   系硬質合金であって、Ｆｅ：２５ｗｔ％以下、 Ｂ＋Ｍｏ：６０ｗｔ％以下、 Ｃｒ＋Ｎｉ：残り の組成になる合金を、膜厚：１０〜１００００Åに被成
   することを特徴とする耐摩耗性および耐食性に優れた磁
   気記録テープの製造方法。 ５、請求項４において、テープ基板にＲＦバイアスを印
   加しながらトップコートおよび／またはバックコート薄
   膜を作製してなる耐摩耗性および耐食性に優れた磁気記
   録テープの製造方法。 ６、請求項４または５において、保護被膜を被成すべき
   磁気記録テープが、ＣｏＣｒ垂直磁気記録テープである
   耐摩耗性および耐食性に優れた磁気記録テープ。