JPH07244841A - 磁気記録媒体及びその製造方法並びに製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 導電性および走行性が向上し、さらには記録
再生を劣化させる悪い反りがない磁気記録媒体を提供す
ることを目的とする。 【構成】 支持体の一面に第１の金属磁性膜が、他面に
第２の金属薄膜が設けられてなる磁気記録媒体であっ
て、前記第２の金属薄膜は、５〜１００ｎｍの大きさの
粒子が堆積したものであり、その表面粗さＲａが５〜３
０ｎｍ、Ｒｚが８０〜４００ｎｍである磁気記録媒体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属薄膜型の磁気記録
媒体に関するものである。

【０００２】

【発明の背景】磁気テープ等の磁気記録媒体には、非磁
性支持体であるフィルム上に磁性粉やバインダを溶剤中
に分散させた磁性塗料を塗布してなる塗布型のものと、
バインダを用いず、金属磁性粒子をフィルム上に堆積さ
せてなる金属薄膜型のものとがある。

【０００３】これらの中、金属薄膜型の磁気記録媒体
は、磁性層にバインダを含まないことから、磁性材料の
充填密度が高く、高密度記録に適したものであると言わ
れている。ところで、現在発売又は開発されている金属
薄膜型の磁気記録媒体は、図２に示される構成のものと
なっている。図２中、３１は厚さが２〜５０μｍのポリ
エチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、３２は、
例えば真空蒸着法を用いて構成された厚さが１５００Å
のＣｏ−Ｎｉ（８０％−２０％）合金磁性膜、３３は潤
滑剤の膜、３４はバックコート層である。尚、このバッ
クコート層３４は、粒径が１０〜１００ｎｍのカーボン
ブラックとバインダ樹脂とを塗料中に分散させ、グラビ
ア法、リバース法又はダイ塗工方式で、乾燥後の厚さが
０．５〜１μｍになるよう塗布することによって構成さ
れたものである。

【０００４】ここで、バックコート層の役割は次のよう
な点にある。 （１）導電性を持たせることにより、帯電防止を図り、
ゴミの付着を防止する。 （２）表面性（摩擦係数）を改善して、走行安定性を得
る。 （３）表の磁性層と裏とのバランスとを図り、反りの発
生を防止する。 このように、金属薄膜型の磁気記録媒体であっても、バ
ックコート層は依然として塗布型となっている。

【０００５】ところで、バックコート層を先に塗布して
から磁性層を真空蒸着すると、真空系においてバックコ
ート層からの脱ガス（バインダの溶剤から発生）が生
じ、真空度が低下し、蒸着がうまくいかず、磁性膜が良
好に形成できず、高性能な磁気記録媒体が得られない。
この為、真空中で磁性膜を形成した後、大気中に取り出
し、バックコート層を塗布している。

【０００６】しかしながら、この方法は、バックコート
層を塗布する工程で、磁性層が汚れたり、ゴミが付着
し、ドロップアウトが増加するといった問題点がある。
又、カーボンブラックの導電性は良好であるが、バイン
ダ量が多い為、導電性が低下してしまい、帯電防止効果
が低いといった問題点もある。

【０００７】

【発明の開示】前記のような点に鑑みて、バックコート
層を金属薄膜型の磁性層と同様に金属薄膜で構成しよう
とすることが試みられた。しかしながら、真空蒸着法な
どの乾式メッキ手段により構成される金属薄膜は （１）導電性を持たせることにより、帯電防止を図り、
ゴミの付着を防止する。 （３）表の磁性層と裏とのバランスとを図り、反りの発
生を防止する。 の特長を奏することが出来るものの、 （２）表面性（摩擦係数）を改善して、走行安定性を得
る。 の特長は却って悪くなり、決して満足できるものではな
い。

【０００８】例えば、金属薄膜型のバックコート層の表
面粗さＲａは１〜４ｎｍ、Ｒｚは１０〜５０ｎｍであ
り、摩擦係数が０．４にもなり、走行性が極めて悪いの
である。このような表面性の改善を目的として、すなわ
ち表面粗さを大きくすることを目的として、イオンガン
による処理などが提案されるに至った。

【０００９】しかしながら、イオンガンは高価なもので
あり、かつ、処理能力の点でも問題が残されている。本
発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、導電性お
よび走行性が向上し、さらには記録再生を劣化させる悪
い反りがない磁気記録媒体を提供することを目的とす
る。

【００１０】この本発明の目的は、支持体の一面に第１
の金属磁性膜が、他面に第２の金属薄膜が設けられてな
る磁気記録媒体であって、前記第２の金属薄膜は、５〜
１００ｎｍの大きさの粒子が堆積したものであり、その
表面粗さＲａが５〜３０ｎｍ、Ｒｚが８０〜４００ｎｍ
であることを特徴とする磁気記録媒体によって達成され
る。

【００１１】尚、この磁気記録媒体において、第２の金
属薄膜は、金属または半金属の蒸発粒子に反応性ガスを
衝突させて粒子の粗大化が図られ、５〜１００ｎｍの大
きさの粒子が堆積したものであることが好ましい。特
に、７〜２０ｎｍの大きさの粒子が堆積し、表面粗さＲ
ａが５〜３０ｎｍ（望ましくは約１０〜３０ｎｍ）、Ｒ
ｚが８０〜４００ｎｍ（望ましくは約１００〜２００ｎ
ｍ）のものとなることが一層好ましいものである。

【００１２】又、支持体の一面に第１の金属磁性膜が、
他面に第２の金属薄膜が設けられてなる磁気記録媒体の
製造方法であって、金属または半金属の蒸発粒子に反応
性ガスを衝突させて５〜１００ｎｍの大きさの粒子を堆
積させることにより前記第２の金属薄膜を構成すること
を特徴とする磁気記録媒体の製造方法によって達成され
る。

【００１３】尚、反応性ガスの供給方向が複数あり、い
ずれもが支持体の側に向いており、かつ、これらが交差
する方向にあることが好ましい。又、真空槽と、容器
と、この容器に入れられた金属または半金属の金属系材
料を蒸発させ、この蒸発粒子が堆積する非磁性の支持体
とを具備する磁気記録媒体の製造装置であって、前記蒸
発粒子に反応性ガスを衝突させる為に反応性ガスを供給
するノズル口が前記支持体の堆積面に向いているよう、
かつ、ノズル口が前記容器に近接しているよう反応性ガ
ス供給手段が設けられてなることを特徴とする磁気記録
媒体の製造装置によって達成される。

【００１４】尚、この製造装置において、ノズル口から
の反応性ガスの方向が交差する方向にあるようノズル口
を複数個有するものであることが好ましい。以下、本発
明について説明する。本発明で用いられる磁気記録媒体
の支持体は非磁性のものであり、この支持体はＰＥＴ等
のポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルフ
ォン、ポリカーボネート、ポリプロピレン等のオレフィ
ン系の樹脂、セルロース系の樹脂、塩化ビニル系の樹脂
といった高分子材料、ガラスやセラミック等の無機系材
料が用いられる。

【００１５】この支持体の一面側には、蒸着手段やスパ
ッタ手段といった乾式メッキ手段によって金属薄膜型の
磁性膜が設けられる。金属磁性膜を構成する磁性粒子の
材料としては、例えばＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ等の金属の他
に、Ｃｏ−Ｎｉ合金、Ｃｏ−Ｐｔ合金、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐ
ｔ合金、Ｆｅ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｃｏ
−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ合金、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｆｅ−
Ｂ合金、Ｃｏ−Ｃｒ合金、あるいはこれらにＡｌ等の金
属を含有させたもの等が用いられる。尚、金属磁性膜の
成膜時には酸化性ガスなどが供されていて、金属磁性膜
の表面層には酸化膜からなる保護層が形成されることが
好ましい。

【００１６】支持体の他面側には、いわゆるバックコー
ト層（第２の金属薄膜）が設けられる。このバックコー
ト層は、本発明にあっては、蒸着手段によって構成され
た金属薄膜である。バックコート層を構成する金属粒子
の材料としては、例えばＡｌ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｎｉ，Ａ
ｇ，Ｆｅ，Ｔｉなどの金属が用いられる。又、Ｃｕ−Ａ
ｌ−Ｘ（但し、ＸはＭｎ，Ｆｅ，Ｎｉの群の中から選ば
れる一つ、若しくは二つ以上）系合金、Ａｌ−Ｓｉ系合
金、Ｔｉ合金等が用いられる。尚、Ｃｕ−Ａｌ−Ｘ（但
し、ＸはＭｎ，Ｆｅ，Ｎｉの群の中から選ばれる一つ、
若しくは二つ以上）系合金におけるＣｕ含有量は７０〜
９０ａｔ％、Ａｌ含有量は８〜２５ａｔ％、Ｍｎ含有量
が０．５〜４ａｔ％で、Ｆｅ含有量が０．４〜５ａｔ％
で、Ｎｉ含有量が０．４〜４ａｔ％であり、Ｍｎ，Ｆ
ｅ，Ｎｉの総含有量が１〜６ａｔ％であることが好まし
い。又、Ａｌ−Ｓｉ系合金におけるＡｌ含有量は１５〜
７０ａｔ％、Ｓｉ含有量が１５〜７０ａｔ％であること
が好ましい。

【００１７】このバックコート層の成膜時にはＯ元素、
Ｎ元素あるいはＣ元素などの成分を有する反応性ガスな
どが供されていて、金属薄膜は酸化物、窒化物あるいは
炭化物に一部が変成される。尚、このような反応性ガス
としては、酸素、アンモニア、メタン、エタン、プロパ
ン、……、エチレン、……、アセチレン……等の炭化水
素ガス、ホスフィン、シラン、ボラン等が挙げられる。
中でも、好ましいものは酸素である。

【００１８】すなわち、バックコート層の形成時（蒸着
時）に、蒸発直後の粒子に向けて酸素などの反応性ガス
を照射（供給）し、蒸発直後の粒子に衝突させると、反
応性ガスにより冷却され、粒子同士の合体が起き、粒子
の粗大化が起き、５〜１００ｎｍの大きさの粒子、特に
好ましくは７〜２０ｎｍの大きさの粒子が堆積してバッ
クコート層が構成されるようになる。この為、バックコ
ート層の粗さが適度なものとなり、すなわち表面粗さＲ
ａ（中心線平均粗さ）が５〜３０ｎｍ（好ましくは１０
〜３０ｎｍ）、Ｒｚ（十点平均粗さ）が８０〜４００ｎ
ｍ（好ましくは１００〜２００ｎｍ）のものとなり、摩
擦係数が０．１〜０．３程度のものとなって、走行性が
優れたものになる。

【００１９】ここで、酸素などの反応性ガスを供給する
に際して、蒸発直後の粒子に衝突させることが肝要であ
る。例えば、支持体への蒸着後あるいは蒸着直前の段階
で衝突させたとしても、この場合には粒子同士の合体が
期待できず、粒子の粗大化を図ることが出来ないので、
バックコート層の粗さをＲａが５〜３０ｎｍ、Ｒｚが８
０〜４００ｎｍのものとすることが出来ない。

【００２０】すなわち、反応性ガスを供給するノズル口
が支持体の堆積面に向いているよう、かつ、ノズル口が
蒸発源に近接しているよう反応性ガス供給手段が設けら
れていることが好ましいものである。又、ノズル口から
の反応性ガスの方向が交差する方向にあるよう設定され
ていると、バックコート層の粗さを大きく出来ていたこ
とから好ましいものであった。すなわち、斯くの如くに
して蒸着を行わせると、向きの異なる複数の蒸発流が形
成されるかの如くになり、支持体面に堆積する場合に凹
凸が構成され易く、バックコート層の粗さを大きく出来
るのである。

【００２１】尚、反応性ガスの供給量が多くなり過ぎ、
バックコート層が完全にセラミック化していると、導電
性が低下することから、又、蒸着が困難になることか
ら、反応性ガスの供給量にも限度がある。すなわち、反
応性ガスの供給量としては、得られるバックコート層の
電気抵抗値が５〜１０⁵ Ω／ｓｑ．となる程度のもので
あれば、又、粒子同士の合体が図れる程度のものであれ
ば、又、蒸着が可能な程度のものであれば良い。

【００２２】支持体面に設けられる金属磁性膜とバック
コート層との関係は、金属磁性膜によって現れる応力の
方向とバックコート層によって現れる応力の方向とが同
じであることが好ましい。例えば、金属磁性膜によって
現れる応力が引っ張り応力タイプの場合には、バックコ
ート層によって現れる応力も引っ張り応力タイプのもの
となるようバックコート層の種類（金属組成）や形成条
件を選定することが好ましい。かつ、双方の膜が引っ張
り応力タイプのものである場合には、バックコート層に
よって現れる応力の絶対値が金属磁性膜によって現れる
応力よりも大きくなるよう設計し、これによってカール
率が０〜１５％、特に５〜１０％であるようにすること
が一層好ましい。又、金属磁性膜によって現れる応力が
圧縮応力タイプの場合には、バックコート層によって現
れる応力も圧縮応力タイプのものとなるようバックコー
ト層の種類（金属組成）や形成条件を選定することが好
ましい。かつ、双方の膜が圧縮応力タイプのものである
場合には、バックコート層によって現れる応力の絶対値
が金属磁性膜によって現れる応力よりも小さくなるよう
設計し、これによってカール率が０〜１５％、特に５〜
１０％であるようにすることが一層好ましい。

【００２３】そして、このような金属材料が用いられて
バックコート層が構成された磁気記録媒体は、 （１）導電性が充分に有り、帯電防止が図れ、ゴミの付
着が防止される。 （２）表面性が改善され、走行安定性が図れる。 （３）支持体面の両側のバランスが図れ、反りの発生が
防止される。 といった特長が奏されたのである。

【００２４】このような特長を奏させるバックコート層
の形成は、金属磁性膜の形成と同様にして形成できる。
そして、バックコート層の形成と金属磁性膜の形成とを
同時に行っても良く、バックコート層の形成の後で金属
磁性膜の形成を行っても、あるいは金属磁性膜の形成の
後でバックコート層の形成を行っても良い。尚、工程を
分けて行う場合に、一方の薄膜を形成してロールに巻き
取り、そしてそのロールを真空装置から一度大気中に取
り出して別の真空装置に装填し、他方の薄膜を形成する
ようにしても良く、このようにしてもゴミの付着等の問
題は生じない。

【００２５】以下、具体的な実施例を挙げて本発明を説
明する。

【００２６】

【実施例】

〔実施例１〕図１は、本発明に係る磁気記録媒体の製造
装置の概略図である。同図中、１は真空容器、２は冷却
キャンロール、３ａは非磁性の支持体（１０μｍ厚のＰ
ＥＴフィルム）４の供給側ロール、３ｂはＰＥＴフィル
ム４の巻取側ロール、５はＭｇＯ製のルツボ、６は電子
銃、７は遮蔽板、８ａ，８ｂ，８ｃはガス供給ノズルで
あり、ＰＥＴフィルム４の幅方向にわたってライン状に
複数並列配置されている。

【００２７】そして、このような装置を用いて、先ず、
ＰＥＴフィルム４に、例えばＣｏ−Ｎｉ合金磁性膜を形
成する。すなわち、真空容器１内を１０^-4〜１０^-6Ｔｏ
ｒｒ程度の真空度のものに排気した後、電子銃６の電子
ビーム加熱によりルツボ５内の磁性金属（８０％Ｃｏ−
２０％Ｎｉ）を蒸発させ、ＰＥＴフィルム４に対して
０．０４〜１μｍ、例えば１８００Å厚さの磁性金属を
蒸着させることによって金属薄膜型の磁気記録媒体が製
造される。尚、このＣｏ−Ｎｉ合金磁性膜の表面粗さＲ
ａは２ｎｍであった。

【００２８】この金属磁性膜の形成に際しては、蒸着部
分にガス供給ノズル８ａから酸素を供給し、強制酸化さ
せることによって金属磁性膜の表層部分を酸化させ、酸
化膜による保護層が形成される。尚、このガス供給ノズ
ル８ａの向きは、図１からも判る通り、ＰＥＴフィルム
４に対して略平行な向き（但し、走行方向に対しては１
８０°の位相差）にある。

【００２９】この後、巻取側ロール３ｂを取り出し、こ
れを供給側ロールの支承部に配設し、金属磁性膜が形成
された側が冷却キャンロール２に当接するようになし、
そしてルツボ５にバックコート層構成用のＡｌを充填
し、真空容器１内を１０^-4〜１０^-6Ｔｏｒｒ程度の真空
度のものに排気した後、電子銃６からの電子ビーム加熱
によりルツボ５内の非磁性金属を蒸発させ、ＰＥＴフィ
ルム４の他面側に０．０４〜１μｍ、例えば３１００Å
厚さ非磁性金属Ａｌを蒸着させる。

【００３０】尚、このＡｌ膜の形成に際して、ガス供給
ノズル８ｂ，８ｃから空気が供給（供給量は１２０ｓｃ
ｃｍ）されている。この為、ルツボ５からの蒸発Ａｌ粒
子に酸素分子が衝突し、蒸発Ａｌ粒子が冷却され、これ
によって合体現象が起き、蒸発直後の粒子よりも大きな
ものとなっている。かつ、ガス供給ノズル８ｂ，８ｃの
向きはＰＥＴフィルム４に向いた方向であり、かつ、ガ
ス供給ノズル８ｂの向きとガス供給ノズル８ｃの向きと
は交差する方向にあることから、蒸発流が複数形成され
るかのようになり、これによってバックコート層（堆積
Ａｌ膜）の表面粗さが大きなものとなっている。さらに
は、表層部分が酸化されるから、酸化膜による保護層が
形成されることになり、耐蝕性も向上することになる。

【００３１】この後、フッ素パーフルオロポリエーテル
（グレード：ＦＯＭＢＬＩＮ ＺＤＩＡＣ カルボキシ
ル基変性、日本モンテジソン社製）をフッ素不活性液体
（フロリナート、ＦＣ−８４、住友スリーエム社製）に
０．１％となるよう希釈・分散させた塗料をダイ塗工方
式により乾燥後の厚さが２０Å程度となるように金属磁
性膜の表面に塗布し、９０℃で乾燥させ、所定の幅にス
リットし、磁気テープを得た。

【００３２】〔実施例２〕実施例１において、バックコ
ート層を構成する為に用いたＡｌをＦｅとし、ガス供給
ノズル８ｂ，８ｃから酸素を供給（供給量は１００ｓｃ
ｃｍ）とした外は同様に行い、磁気テープを得た。 〔実施例３〕実施例１において、バックコート層を構成
する為に用いたＡｌをＴｉとした外は同様に行い、磁気
テープを得た。

【００３３】〔実施例４〕実施例１において、バックコ
ート層を構成する為に用いたＡｌをＣｕ−Ａｌ−Ｍｎ−
Ｆｅ−Ｎｉ（８０：１５：２：２：１）合金とし、空気
供給量を２００ｓｃｃｍにした外は同様に行い、磁気テ
ープを得た。 〔実施例５〕実施例４において、バックコート層を構成
する為に用いたＡｌをＡｌ−Ｓｉ（６５：３５）合金と
した外は同様に行い、磁気テープを得た。

【００３４】〔比較例１〕実施例１において、バックコ
ート層の構成時にガス供給ノズル８ａ，８ｂ，８ｃから
空気を供給しなかった外は同様に行い、磁気テープを得
た。 〔比較例２〕実施例１において、バックコート層の構成
時にガス供給ノズル８ｂ，８ｃから空気を供給しなかっ
たが、ガス供給ノズル８ａから１２０ｓｃｃｍの空気を
供給した外は同様に行い、磁気テープを得た。

【００３５】〔特性〕上記の各例で得た磁気テープにつ
いて、バックコート層を構成した粒子の大きさ、バック
コート層の表面粗さ、摩擦係数、及び表面電気抵抗を調
べたので、その結果を表−１に示す。 表−１ 粒子の大きさ 表面粗さ（ｎｍ） 摩擦係数 表面電気抵抗 （ｎｍ） Ｒａ Ｒｚ (Ω/sq.) 実施例１ ７ ７．４ ８４ ０．２７ ２×１０² 実施例２ ８ １０．５ ９５ ０．２１ ５×１０² 実施例３ １０ １２．４ １０８ ０．２０ ８×１０² 実施例４ １５ ２５．２ １７３ ０．１８ ６×１０³ 実施例５ １６ ２６．７ ２１５ ０．１６ ４×１０³ 比較例１ １ １．５ １８ ０．４１ １以下 比較例２ ４ ３．２ ２５ ０．３２ ３×１０² すなわち、上記のようにバックコート層を構成させる
と、通常の真空蒸着による場合よりも表面粗さが大きな
ものとなり、摩擦係数が低下し、走行性が良くなり、記
録再生特性が向上していた。

【００３６】又、帯電防止効果にも優れ、ゴミの付着防
止が図れ、さらには表裏のバランスがとれ、磁気ヘッド
に対する当たりが良好であった。因みに、バックコート
層が塗布型の従来のものに比べて、ドロップアウトが３
割程度も少なくなっていた。又、単なる真空蒸着法によ
ってバックコート層を構成したものに比べても、ドロッ
プアウトが２割程度も少なくなっていた。

【００３７】

【効果】本発明によれば、走行性が良く、かつ、帯電防
止効果に優れ、そしてドロップアウトが少なくて再生特
性に優れ、又、体積当たりの記録容量が高い磁気記録媒
体が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる磁気記録媒体の製造装置の概略図

【図２】磁気記録媒体の概略図

【符号の説明】

１ 真空容器 ２ 冷却キャンロール ３ａ 供給側ロール ３ｂ 巻取側ロール ４ ＰＥＴフィルム ５ ルツボ ６ 電子銃 ７ 遮蔽板 ８ａ，８ｂ，８ｃ ガス供給ノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 若林 繁美 栃木県芳賀郡市貝町大字赤羽2606 花王株 式会社情報科学研究所内 (72)発明者 志賀 章 栃木県芳賀郡市貝町大字赤羽2606 花王株 式会社情報科学研究所内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持体の一面に第１の金属磁性膜が、他
   面に第２の金属薄膜が設けられてなる磁気記録媒体であ
   って、 前記第２の金属薄膜は、 ５〜１００ｎｍの大きさの粒子が堆積したものであり、 その表面粗さＲａが５〜３０ｎｍ、Ｒｚが８０〜４００
   ｎｍであることを特徴とする磁気記録媒体。
2. 【請求項２】 第２の金属薄膜は、金属または半金属の
   蒸発粒子に反応性ガスを衝突させて粒子の粗大化が図ら
   れ、５〜１００ｎｍの大きさの粒子が堆積したものであ
   ることを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。
3. 【請求項３】 支持体の一面に第１の金属磁性膜が、他
   面に第２の金属薄膜が設けられてなる磁気記録媒体の製
   造方法であって、 金属または半金属の蒸発粒子に反応性ガスを衝突させて
   ５〜１００ｎｍの大きさの粒子を堆積させることにより
   前記第２の金属薄膜を構成することを特徴とする磁気記
   録媒体の製造方法。
4. 【請求項４】 反応性ガスの供給方向が複数あり、いず
   れもが支持体の側に向いており、かつ、これらが交差す
   る方向にあることを特徴とする請求項３の磁気記録媒体
   の製造方法。
5. 【請求項５】 真空槽と、容器と、この容器に入れられ
   た金属または半金属の金属系材料を蒸発させ、この蒸発
   粒子が堆積する非磁性の支持体とを具備する磁気記録媒
   体の製造装置であって、 前記蒸発粒子に反応性ガスを衝突させる為に反応性ガス
   を供給するノズル口が前記支持体の堆積面に向いている
   よう、かつ、ノズル口が前記容器に近接しているよう反
   応性ガス供給手段が設けられてなることを特徴とする磁
   気記録媒体の製造装置。
6. 【請求項６】 ノズル口からの反応性ガスの方向が交差
   する方向にあるようノズル口を複数個有することを特徴
   とする請求項５の磁気記録媒体の製造装置。