JPH0954934A

JPH0954934A - 磁気記録媒体とその製法

Info

Publication number: JPH0954934A
Application number: JP20468995A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Sato; 諭佐藤; Shinichi Matsumura; 伸一松村
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1995-08-10
Filing date: 1995-08-10
Publication date: 1997-02-25

Abstract

(57)【要約】【課題】表面突起の形状を改善し、走行性が良好で画
質異常の発生しない磁気記録媒体を提供する。【解決手段】非磁性支持体２０上に金属磁性薄膜１３
が形成されてなる磁気記録媒体において、非磁性支持体
２０の突起２１を３０μｍ×３０μｍの範囲内で最も高
いものから順に１０個選択し、この１０個の突起２１に
ついての突起の高さ／半値幅で表される形状係数を平均
０．５５以上とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録媒体とそ
の製法に係わる。

【０００２】

【従来の技術】従来の通常一般の磁気記録媒体は、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など
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、ポリウレタン樹脂な
どの有機バインダー中に分散せしめた磁性塗料を塗布、
乾燥して磁性層の形成がなされる、いわゆる塗布型の磁
気記録媒体が用いられている。

【０００３】一方、高密度記録用磁気記録媒体として、
ポリエステルフィルムやポリアミド、ポリイミドフィル
ム等の非磁性支持体上に、Ｃｏ−Ｎｉ合金、Ｃｏ−Ｃｒ
合金、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｏ，Ｃｏ−Ｏ等の金属磁性材料をメ
ッキや真空薄膜形成方法（真空蒸着法、スパッタリング
法、イオンプレーティング法等）によって直接被着して
磁性層とするいわゆる金属磁性薄膜型磁気記録媒体の普
及もめざましい。

【０００４】この金属磁性薄膜型の磁気記録媒体は、保
磁力や角形比に優れ、短波長での電磁変換特性に優れる
ばかりでなく、磁性層の厚み損失が著しく小さいこと、
磁性層中に非磁性材であるバインダーを混入する必要が
ないため、磁性材料の充填密度を高めることができる
等、数々の利点を有している。

【０００５】特に、金属磁性材料を斜め方向から蒸着し
て磁性層の形成がなされた、斜方蒸着型の磁気記録媒体
は、電磁変換特性に優れ、大きな再生出力が得られるこ
とから既に実用化されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
金属磁性薄膜型の磁気記録媒体では、非磁性支持体の表
面性によって金属磁性薄膜の結晶成長方向や表面形状が
影響を受ける。例えば、非磁性支持体の表面が荒れてい
ると、金属磁性薄膜の結晶方向が均一に揃わない。

【０００７】また、非磁性支持体の表面形状は、その上
に層状作用によって形成される金属磁性薄膜の表面形状
にそのまま反映される。従って、非磁性支持体表面が荒
れており、突起などを有している場合には、その突起形
状によって金属磁性薄膜と磁気ヘッドとの間でスペーシ
ングロスが発生する。逆に、非磁性支持体表面が平滑す
ぎると、それを反映して金属磁性薄膜の表面も平滑にな
る。この場合には、スペーシングロスを抑制したり金属
磁性薄膜の結晶方向を揃える点では有利であるが、記録
再生に際して、磁気ヘッドやガイドピンなどの摺動部材
に対する金属磁性薄膜の接触面積が大きくなることか
ら、これらの摺動部材と金属磁性薄膜とが貼り付きなど
を生じるようになり、走行性が低下する。

【０００８】このように金属磁性薄膜の各種特性は、非
磁性支持体の表面性によって大きく影響を受ける。これ
に対して走行性の改善を目的として、例えば非磁性支持
体にフィラーを添加して表面粗度を付与する等の対策が
とられてきた。

【０００９】しかしながら、このフィラーによる突起の
形状がブロードすなわち緩やかになってしまうことがあ
る。突起がある程度シャープでないと、摩擦が増加し、
この結果テープ再生時に画質異常が発生する。ここでの
画質異常とは、テープの再生中に走査線の一部が水平方
向に一瞬引っ張られるように画像がずれる現象である。
このため、これまで提案されている金属磁性薄膜型の磁
気記録媒体は、表面突起に関する設計上不十分な点が残
されている。

【００１０】上述した問題の解決のために、本発明にお
いては、走行性が良好で画質異常の発生しない磁気記録
媒体を提供するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、非磁性支持体
上に金属磁性薄膜が形成されてなる磁気記録媒体におい
て、非磁性支持体における突起について、磁気記録媒体
上の任意の３０μｍ×３０μｍの範囲を抽出し、この範
囲内において高さが最も高いものから順に１０個選択
し、この１０個の突起について、突起の高さ／半値幅で
表される形状係数が平均０．５５以上とされた構成とす
る。

【００１２】ここで突起高さ／半値幅で表される形状係
数において、半値幅は突起の半分の高さにおける突起の
幅を示すものである。

【００１３】また本発明製法は、非磁性支持体上に金属
磁性薄膜が形成されてなる磁気記録媒体の製法におい
て、非磁性支持基体上に表面処理層を形成して、その３
０μｍ×３０μｍの範囲内において突起の高さが最も高
いものから順に選択した１０個の突起について、突起の
高さ／半値幅で表される形状係数が平均０．５５以上と
された長尺状の非磁性支持体を作製する工程と、表面処
理層の形成後に、非磁性支持体を、その幅方向に延伸す
る工程と、熱処理工程とをとるものである。

【００１４】上述の本発明の構成によれば、３０μｍ×
３０μｍの範囲内において高さが最も高いものから順に
１０個選択し、この１０個の突起について、突起の高さ
／半値幅で表される形状係数が平均０．５５以上とされ
た非磁性支持体上に、金属磁性材料を被着形成すると、
突起がシャープになることから、走行性が良好となり、
また画質異常が防止される。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の概要について説明する。
本発明による磁気記録媒体は、非磁性支持体上に金属磁
性薄膜が形成されてなる磁気記録媒体である。

【００１６】本発明による磁気記録媒体は、例えば図１
にその一例の要部の概略断面図を示すように、非磁性支
持体２０における突起２１について、３０μｍ×３０μ
ｍの範囲内において高さが最も高いものから順に１０個
選択し、この１０個の突起２１について、突起２１の高
さ／半値幅で表される形状係数が平均０．５５以上とさ
れた構成とする。

【００１７】形状係数は、上述の３０μｍ×３０μｍの
範囲での被測定試料の原子間力顕微鏡ＡＦＭ（Atomic F
orce Microscope ：Digital Instruments 社製）によっ
た測定による。すなわち、この場合探針先端の原子との
間に働く反発力によって変化する探針の変位を検出する
ことによって測定される。

【００１８】突起形状を調べる方法は、まず非磁性支持
体２０表面を任意に３０μｍ×３０μｍの範囲で測定
し、次にこの範囲で見られる突起２１のうち最も高いも
のから順に１０個の突起２１について、高倍率にして突
起２１を厳密に解析するために２μｍ×２μｍの範囲で
測定する。それぞれの突起２１について、突起２１の高
さと半値幅（半分の高さにおける幅）の比を求めて、こ
れを突起形状を示す形状指数とする。すなわち図３に非
磁性支持体２０表面の突起２１の模式図を示すように、
突起の高さをＨ、半値幅（突起の高さＨの半分の位置
（Ｈ／２）における幅）をＷとしたときに、Ｈ／Ｗを形
状指数とする。上述の１０個の突起２１についてこの形
状指数の平均値を求める。この場合の測定条件は、次に
示すような条件とした。ＡＦＭの測定条件：スキャンサイズ：３０μｍ×３０μｍ、２μｍ×２μ
ｍサンプリング数：４００×４００ポイントスキャンレート：４．３４Hz

【００１９】また、本発明製法は、非磁性支持基体１０
上に表面処理層１２を形成して、その突起の３０μｍ×
３０μｍの範囲内において高さが最も高いものから順に
選択した１０個の突起２１について、突起２１の高さ／
半値幅で表される形状係数が平均０．５５以上とされた
長尺状の非磁性支持体２０を作製する工程と、その幅方
向に延伸する工程と、熱処理工程とをとって、非磁性支
持体２０上に金属磁性薄膜による磁性層１３が形成され
てなる磁気記録媒体を作製するものである。

【００２０】非磁性支持体２０は、例えば粒子１１が内
添された高分子フィルムよりなる非磁性支持基体１０と
この非磁性支持基体１０の両面に表面処理層１２を被着
して、これらによって生じる突起２１の形状係数の調整
を行って、非磁性支持体２０を形成する。

【００２１】そして、非磁性支持体２０の一方の表面２
０ａ上に金属磁性材料を真空薄膜形成技術によって磁性
層１３を形成して本発明による金属磁性薄膜型の磁気記
録媒体を作製する。

【００２２】上述の非磁性支持基体１０の作製は、図示
しないが、上述の粒子１１が分散された液状の高分子材
料が収容された容器（いわゆるダイスリット等）からロ
ーラ手段等により引き出すとともに冷却することにより
長尺フィルム状をなして非磁性支持基体１０を構成し、
続いてこの非磁性支持基体１０の両面に、それぞれ所要
の厚さを有し、非磁性支持基体１０の各粒子１１の内添
分散によって表面に生じた突起に沿って所要の突起すな
わち突起２１の形状係数を制御する表面処理層１２を塗
布形成する。このようにして形成された非磁性支持体２
０は、ロール状に巻回される。

【００２３】上述の非磁性支持基体１０を構成する高分
子フィルムとしては、ポリエステルフィルム、ポリイミ
ドフィルム、ポリアミドフィルム等、この種の磁気記録
媒体において非磁性支持体として用いられているプラス
チックフィルムがいずれも使用可能である。

【００２４】また、この非磁性支持基体１０すなわちそ
の高分子フィルムに内添される粒子１１は、特に磁性面
側の表面２０ａに関しては、その表面性により磁気特性
および耐久性を確保するために粒径５０〜１００ｎｍの
粒子１１を添加する。

【００２５】この粒子１１は、例えば架橋性高分子から
なるミクロゲル粒子、Ｔｉ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｇ，Ａｌ，
Ｚｎ，Ｂａ等の酸化物、炭酸塩、燐酸塩、硫酸塩が単独
あるいはこれらの錯塩による粒子、あるいは更に、これ
らの混合によって構成することができる。例えば、Ｃａ
Ｃｏ₂，ＳｉＯ₂，Ａｌ₂Ｏ₃、天然クレー、カオリナ
イト、カーボン等の不活性無機粒子や、Ｃａ，Ｓｉ，Ｍ
ｎ，Ｍｇ，Ｓｂ，Ｇｅ，Ｐ，Ｌｉ，Ｋ，Ｎａ等の触媒残
渣等を含むポリマー不溶解組成物によって構成すること
もでき、またこれらは単独で用いても組み合わせてもよ
い。

【００２６】上述の表面処理層１２は、非磁性支持基体
１０の表面突起上に、例えば熱可塑性ポリエステル水溶
液を塗布、乾燥することによって形成できる。この場
合、この表面処理層１２の形成後に、その長尺の長手方
向と直交する幅方向に延伸を行った後、熱処理を行う。
このとき、その表面処理層１２の塗布厚や延伸後の熱処
理温度を制御することで非磁性支持体２０の表面性を所
望のものとすることができる。

【００２７】このような非磁性支持体２０上に金属磁性
材料を真空薄膜形成技術によって金属磁性薄膜による磁
性層１３の形成を行う。この場合、この磁性層１３の表
面においても、非磁性支持体２０上の表面の突起２１の
形状が層状作用によって浮き出し、非磁性支持体２０の
表面の突起２１を反映した表面形状とすることができ、
このようにして最終的に形成された磁気記録媒体に対す
る記録再生に際して、例えばその走行駆動ローラ等の摺
動部との接触面積の縮小を行うことができ、良好な走行
性を得ることができる。

【００２８】尚、この非磁性支持基体１０もしくは非磁
性支持体２０の表面の突起２１の形成は、上述したと同
様の粒子１１を、水溶性高分子に分散させたコロイド溶
液を非磁性支持基体１０もしくは非磁性支持体２０の表
面に塗布、乾燥させることによっても形成でき、この場
合にも同様の効果が得られる。

【００２９】また、金属磁性薄膜による磁性層１３は、
金属磁性薄膜型の磁気記録媒体で通常用いられる磁性体
材料によって構成できるものであり、この磁性層１３の
形成は、斜め蒸着法によることが好ましいが、そのほか
垂直蒸着法等で成膜することができる。また、その金属
磁性材料としては、例えば鉄、コバルト、ニッケル等を
主体とする金属薄膜、あるいはこれらの合金を主体とす
る金属薄膜が適当である。また、金属磁性薄膜には、耐
蝕性、耐摩耗性を向上させるため、蒸着雰囲気中に酸素
を導入することで酸素を含有させた薄膜構成とすること
もできる。

【００３０】そして、この金属磁性薄膜による磁性層１
３の厚さは、耐久性を確保する観点から４０ｎｍ以上と
することが望ましい。

【００３１】また、金属磁性薄膜すなわち磁性層１３の
表面には、図示しないが潤滑層を形成することができ、
これによって走行性をより一層向上させることができ
る。特に、上述したように、非磁性支持体２０に表面突
起を設けた場合において、更に潤滑剤層を設ける場合、
その表面形状による効果と湿潤性能との相乗作用によっ
て優れた走行性が得られる。

【００３２】この潤滑剤としては、例えば脂肪酸、脂肪
酸エステル、脂肪酸アミド、金属石鹸、脂肪酸アルコー
ル、パラフィン、シリコーン、フッ素系界面活性剤、無
機活性剤等を使用することができる。また、この潤滑剤
層は、これら潤滑剤を塗布方式あるいは転写方式によっ
て金属磁性薄膜表面に被着させることで形成できる。

【００３３】また、本発明による磁気記録媒体において
も、通常の磁気記録媒体と同様に、磁性層１３が形成さ
れる面１１と反対側にバックコート層を設けることで走
行性の向上を図ることができる。また、磁性層１３の金
属磁性薄膜は、非磁性支持体２０上に直接形成させる以
外に、非磁性支持体２０と金属磁性薄膜との間にＴｉ，
Ｃｒ，Ｎｉなどの酸化物薄膜を形成したり、媒体の表面
や裏面またはそれらの近傍あるいは金属磁性薄膜内や非
磁性支持体内に、防錆剤、帯電防止剤、防黴剤などの各
種添加剤を保持させることもできる。

【００３４】そして、バックコート層の材料、添加剤の
種類等の各種条件は、通常用いられる条件に準じて選定
することができる。

【００３５】

【実施例】次に本発明による磁気記録媒体の具体的な実
施例を示す。〔実施例１〕高分子フィルム原料としてポリエチレンテ
レフタレートを用い、粒子１１を添加分散させた溶融高
分子材料により非磁性支持基体１０を構成する。そして
この高分子材料をダイスリットから押し出し、急冷する
ことで長尺フィルム状の非磁性支持基体１０を作製し
た。

【００３６】そして、このようにして形成した非磁性支
持基体１０を、逐次二軸延伸法で一方向に延伸した後、
金属磁性薄膜による磁性層１３を形成する側の面、およ
びバック面側の面に熱可塑性ポリエステル水溶液を塗
布、乾燥することで表面処理層１２を形成し、その後、
この長尺フィルムを、その幅方向に延伸し、熱処理を行
い非磁性支持体２０を作製した。

【００３７】このようにして作製された非磁性支持体の
表面２０ａに、連続巻取り式蒸着装置内で、微量酸素存
在雰囲気下、連続斜め蒸着法によりＣｏ−Ｎｉ磁性金属
薄膜を成膜して磁性層１３を形成した。

【００３８】図２にこの連続巻取り式蒸着装置の概略構
成図を示す。図２に示すように、この連続巻き取り式蒸
着装置は、例えば内部の圧力が１０^-3［Ｐａ］とされた
真空室Ａ内に例えば−２０℃に冷却した冷却キャンＣ
と、磁性層１３を構成する磁性金属材料例えばＣｏ−Ｎ
ｉ合金の蒸着源Ｄとが配置される。そして、上述した非
磁性支持体２０を、その供給ロールＲ１から繰り出して
冷却キャンＣの周囲に沿って移行させて巻き取りロール
Ｒ２に巻き取られるようになされる。

【００３９】蒸着源Ｄは容器Ｐ内に上述の磁性金属材料
例えばＣｏ−Ｎｉ合金が収容配置され、この磁性金属材
料に対し電子ビーム発生源Ｘからの電子ビームＢを加速
照射して磁性金属材料を飛翔させ、これを冷却キャンＣ
の周囲に沿って走行する非磁性支持体２０上に被着させ
て磁性層１３を成膜する。この場合蒸着源Ｄと冷却キャ
ンＣとの間にシャッタＳを設けて、非磁性支持体２０に
対して所定の入射角をもって入射する蒸着粒子のみを通
過させるようにして斜め蒸着によって磁性層１３の形成
がなされるようにする。

【００４０】この実施例における蒸着条件を以下に示
す。なお、Ｃｏ−Ｎｉ金属磁性薄膜は、Ｃｏが８０重量
％、Ｎｉが２０重量％の組成とし、その膜厚は１８０ｎ
ｍとした。

【００４１】蒸着条件真空度：１０^-3〔Ｐａ〕酸素流量：２〔ｌ／ｍｉｎ〕非磁性支持体の送り速度：５５〔ｍ／ｍｉｎ〕

【００４２】上述の実施例１において、その表面の突起
２１の形状係数を変化させるために、表１に示すように
非磁性支持基体１０中のフィラーの粒子１１の密度を１
ｍｍ ²当たり２．４，２．５，３．０万個のいずれかと
し、非磁性支持基体１０の厚み方向の屈折率ｎＺを１．
４９２％または１．４９５％とした非磁性支持体１、
２、３および４を作製した。

【００４３】そして、これら非磁性支持体１、２、３お
よび４に対して磁性層１３の金属磁性薄膜を形成するに
当たり、各非磁性支持体１、２、３および４の、突起形
状（前述した形状係数）および前述した画質異常の出現
状態の観測結果を表１に示す。

【００４４】

【表１】

【００４５】表１において、○印は画質異常が全く生じ
なく、△印は幾分画質異常が生じた場合を示し、×印は
画質異常の発生が多く問題があった場合を示す。

【００４６】次に、本発明による上述の実施例に対する
比較例を挙げる。〔比較例１〕実施例１と同様の製法をとって非磁性支持
体２０の形成と、磁性層１３の形成を行って磁気記録媒
体の作製を行ったが、この比較例１においては、非磁性
支持基体１０中のフィラー密度を１ｍｍ²当たり１．４
万個とした。この比較例１によって得た非磁性支持体を
支持体５とし、同様の画質異常の状態と、突起の形状指
数の測定結果を表１に示す。

【００４７】〔比較例２〕実施例１と同様の製法をとっ
て非磁性支持体２０の形成と、磁性層１３の形成を行っ
て磁気記録媒体の作製を行ったが、この比較例２におい
ては、非磁性支持基体１０の厚み方向の屈折率を１．４
８７％とした。この比較例２によって得た非磁性支持体
を支持体６とし、同様の画質異常の状態と、突起の形状
指数の測定結果を表１に示す。

【００４８】表１から明らかなように、非磁性支持基体
１０においてフィラー密度が増加することにより高い突
起が増えることから、シャープな突起が増え、形状指数
が増加することがわかる。また非磁性支持基体１０の屈
折率の増加によっても、突起形状の形状指数の増加が見
られ、シャープな突起が得られることがわかる。この結
果、フィラー密度を２．４万個／ｍｍ²以上あるいは非
磁性支持基体の屈折率を１．４９２以上とすると、形状
指数の平均値が０．５５以上の非磁性支持体を得ること
ができ、これによって形成された磁気記録媒体は、画質
異常は殆ど見られなかった。一方、形状指数の平均値が
０．４３以下になると画質異常が問題になってくること
がわかった。

【００４９】以上の結果から、画質異常が生じない磁気
記録媒体を得るためには、非磁性支持体の突起形状の形
状指数の平均値を０．５５以上にする必要があることが
わかった。

【００５０】また、本発明は、上述した例に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他
様々な構成が取り得る。

【００５１】

【発明の効果】上述したことろから明らかなように、本
発明では、非磁性支持体表面をＡＦＭで観察した３０μ
ｍ×３０μｍの視野中の最も高い突起から順に選択した
１０個の突起の形状指数（突起の高さと半値幅の比）の
平均値を０．５５以上に規制することにより、本発明に
よる磁気記録媒体に、ビデオ等の画像記録を行った場合
その画質異常を抑制することができる。

【００５２】従って、本発明による磁気記録媒体例えば
蒸着磁気テープによれば画質の向上を図ることができる
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による磁気記録媒体の一例を示す要部の
概略断面図である。

【図２】本発明の磁気記録媒体の製造に用いる連続巻取
り式蒸着装置の概略構成図である。

【図３】非磁性支持体表面の突起の模式図である。

【符号の説明】

１０非磁性支持基体１１粒子１２表面処理層１３磁性層２０非磁性支持体２０ａ（非磁性支持体の）表面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性支持体上に金属磁性薄膜が形成さ
れてなる磁気記録媒体において、上記非磁性支持体における突起について、３０μｍ×３
０μｍの範囲内において高さが最も高いものから順に１
０個選択し、該１０個の突起について、突起の高さ／半
値幅で表される形状係数が平均０．５５以上とされたこ
とを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】非磁性支持体上に金属磁性薄膜が形成さ
れてなる磁気記録媒体の製法において、非磁性支持基体上に表面処理層を形成して、その３０μ
ｍ×３０μｍの範囲内においての突起の高さが最も高い
ものから順に選択した１０個の突起について、突起の高
さ／半値幅で表される形状係数が平均０．５５以上とさ
れた長尺状の非磁性支持体を作製する工程と、上記表面処理層の形成後に、上記非磁性支持体を、その
幅方向に延伸する工程と、熱処理工程とをとることを特徴とする磁気記録媒体の製
法。