JPS5968825A - 磁気記録媒体の製造法 - 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】 本発明は、真空蒸着法、スパッタ法、イオンブレーティ
ング法等のＰＶＤ法（物理蒸着法）による磁気記録媒体
の製造方法に関するものであり、詳しくは有機高分子フ
ィルムを支持体となし、表面に粗大な凹凸がなく良好な
耐久性。

耐摩耗性を有する磁気記録媒体の製造方法を提供するも
のである。

従来の針状酸化鉄粉末をパインター樹脂中に分散せしめ
た磁気記録層をＭする磁気記録媒体（以゛１°′媒体″
９という。）ＶＣがわり、前述の１）　Ｖ　Ｄ法による
強磁性薄膜を非磁性支持体−ヒに形成−１！：　Ｌ　Ｖ
）だ金属薄ｌＩａ型の媒体が憧々提案されている。ｌ待
に古手に至り、従来の長手（面内）磁化を用いる磁気記
録方式にかわり、原理的に高密１史記・緑の可能な方式
として垂直磁化を用いる磁気記録方式が提案さｒｔ注目
されている（ｒロｘ！エレクトロニクスＪ　１９７８年
８月７日号、［１９２診照０゜この垂直磁化方式の媒体
としてはスパッタ法で炸裂されるｈｃｐ結昂構造でＣ軸
が支持体表面の法線に配向した厚さ０．２〜２．０　ｌ
１ｍのＣｏ−Ｃｒ３金模を磁気記録ノーとしたもの（電
子通１６学会研死云ＭＲ７８−４参照）、更には記録感
度と再生出力を増大さす目的で支持体の有磯昼分子フィ
ルムと前述のＣｏ　−Ｃｒ合金膜の垂直異方性膜との間
に軟磁性体層を設けたものが知られている（「サイエン
ス」１９８０年１月号参照）。そして、このような媒体
と垂直方向の磁界を発生する垂ＩＫヘッドとの組合せに
よりより一層の高奮度記録がｉ」能といわれている。

ところで、上記の如き金属薄膜型の媒体を天童生産する
方法として、第１図に示すような巻取式蒸着装置が一般
に使用される。図の７は真空槽、１は支持体となるポリ
エステル等のフィルム、２は該フィルムの送り出しロー
ル、３は巻取りロールである。図の４は温度制御＝ｒ能
な回転する円筒状のキャンであり、フィルム１はロール
２から順次送り出されキャン４にｍ着しつつ膜形成域を
＃動じこの間に磁性膜が形成されることになる。なお、
図の５は蒸発装置、６は蒸着物質の蒸気流である。

上述の従来方式においては膜形成時にフィルムに入射す
る熱（例えば輻射熱、電子衝撃、潜熱％−）をキャンに
吸収することが可能であり＾堆積速度で媒体を製造でき
るという利点なＭするものの、媒体に数μｍ〜数百μｍ
の粗大な凹凸が形成される為に媒体と磁気ヘッドを接触
させながら走行さすと信号が欠落する、ヘッドが欠ける
、及び媒体にキズが生じ媒体の磁性金属薄膜が剥離し摩
耗が著しく進行するという媒体としては致命的な欠点が
発生することがわかった。

本発明者らはキャンの表面粗度、７１′ルムの表面粗度
及び作業宴囲気の塵埃濃度等を変えることにより、かか
る凹凸の発生原因を槙々恢討した結果、その原因はキャ
ン表面の凹凸がフィルムに転写する、キャンとフィルム
の間に混入したゴミ、ホコリ等σ）異物がフィルムに転
写する、フィルム表面の微小な凹凸が加熱により強調さ
れ浮き出てくるといったことが総合されたものであると
の知見を得た。従って、フィルムに与えられる熱をキャ
ンに吸収する時の熱の流れのミクロな不均一さがすべて
凹凸の発生原因になると考えられ、例えばフィルム内部
の物性むらやフィルムに適度な粗度を馬える為に療加す
るポリエステルに不溶な微細化合物（例えば、シリカ、
カ第１１ン等）も熱の不均一な流れの原因となり凹凸を
生じさせると渚えられる。このような凹凸の発生は特に
前述の垂直磁気記録媒体の製造時におけるようにフィル
ムを高温に保持する必要がある時に、顕著になる。第２
図に特開　５− 昭５７−１００６２７号公報のスパッタ法による垂直磁
気記録媒体作製中の支持体（フィルム）温度Ｔと侍られ
たＣｏ−Ｃｒ合金からなる垂直磁化膜の膜面に梃直な方
向に測定した保磁力Ｈｅ（ｖ）との関係をボしたが、必
要と思われる保磁力Ｈｅ（ｖ）の値５ｏｏｏｅ（エルス
テッド）以上を得るには＋７０”Ｃ，ｌｌ上のフィルム
温度が必要であることが判明した。このようにポリエス
テルフィルムのガラス転移温度をはるかに超える粂件下
で膜作製する時には背面にキャンを接Ｓさせた状態では
凹凸の発生は防ぎ得ない。

本発明はかかる現状に鑑みなされたもので、兼愉で鵬ヰ
能な高耐久性を・ぼする金属薄膜型の磁気記録媒体を製
造できろ製造法を提供するもθ）であり、特に垂直磁気
記録媒体の製造に有用なものである。

すなわち、本発明は、有機尚分子フィルムを支持体とし
、該有機高分子フィルム上にＰＶＤ法により形成した金
網薄膜の磁気記録層を有する磁気８ピ録録体の製造法に
おいて、前記有機高　６− 分子フィルムを空中に収縮しないように拘束保持しつつ
前ｉ己磁気ｌ己録ｆ―を形成することケ特徴とする磁気
自己縁媒体の製造法である。

以ドｅこ本発明を＃Ｆ細に述べる。

本発明は研米方法の川（ニア１ルムに力えられる熱を熱
伝４Ｖｃより吸収するのではなく、フィルム而を何物に
も接触し）、ｃいように空中に保持し加熱されたフィル
ムよりの熱輻射のみで放散させｔｌｌ述の凹凸の発生を
防止するものである。

しかし、テープやフレキシブルディスクを目的としたＭ
機高分子フィルムの支持体を空中に保持して膜形成した
場ａ、以ドの別の問題があることが判明した。すなわち
、Ｍ機高分子フィルム、例えばポリエステルフィルムは
加熱により数多〜数士係収縮するが膜作製中に収縮が生
じると、得られた金属薄膜にひび割れが生じる、収縮率
の異方性の為にしわがをるといった不都せが生じること
が判明した。これて対して、本発明においては、膜↑１
！ｌｌ！ｌ！中に支持体であるフィルムを収縮しないよ
うに拘束保持することにより解決したのである。従って
、拘束保持の条件としては金属膜にひび割れが発生せず
、媒体にしわが発生しない条件であれば艮く、数Φ以下
の収縮や膨張の発生は実用上許容できる。

次に上述の拘束保持の為の手段を説明する。

第３図はフレキシブルディスク等の板状媒体の生産に適
した拘束保持手段１０で、１組のリング状の金属枠体１
１．１２よりなり、一方の金属枠体１１には嵌合突起１
１ａを、他方の金属枠体１２［は嵌＠溝１２ａを夫々の
保持面に設け、膜形成する支持体１の周辺を金属枠体１
１゜１２により挾持するようにしたものである。第４図
は％開昭５７−１００６２７号公報に開示された対向タ
ーゲット式スパッタ装置２０にと述の枠体型の拘束保持
手段１０を適用したもので、拘束保持手段ｌＯをモータ
ー２５により所定速度で回転する支持１ｔｌｌ１２４に
増付けである。なお、図でＴ、、　Ｔ２はターゲット、
　Ｍ、、　Ｍｔ＝’はターゲットＴ、、　Ｔ、間に垂直
方向の磁界を発生させる磁石。

Ｈ，、Ｈ２はターゲットホルタ’　−、Ｓ＋、　Ｓｔは
シールドリング、２１は真空槽、２２は排気系、２３は
給気系で、支持体の保持手段を除いて特開昭５７−１０
０６２７号公報開示のものと同じでありその詳細説明は
省略する。両図から明らかのように支持体ｌは金属枠体
１１．１２１／ｃよりその全周が拘束保持されており、
１つその膜形成面が何物にも接触することなく空中に保
持される。

そして所定速度で回転されつつ膜形成がなされる。なお
、中空の金属枠体１１．１２は円形を示したが、応力集
中がない点から円形状に近いことが好ましく、６角形以
上の多角形でもよい。

ところで、支持体ｌが長尺のフィルムの場合には、第３
図の金属枠体に代えて、第５図に示す連続型の拘束保持
手段３０が使用できる。これはフィルムの２軸延伸で公
知のテノター機構を利用したもので、支持体１の巾に対
応した所定の間隔で布設された図示省略した一対のレー
ルと、該レール上を支持体１の移送速度で駆動される無
端ベルト３１と、該ベルト３１に所定間隔で地層された
媒体２ｏの両側端部を把持す　９− る自動クリップ３２とから構成される。従って、支持体
（フィルム）ｌはクリップ３２の把持によりその両側端
を拘束され且つ移送方向には巻戻し装置３３と巻取り装
置３４とで拘束されつつ移送されるので、フィルム１は
全方向に収縮が発生しないように拘束保持される。と同
時に、膜形成中のフィルム１０表裏面は何物にも接触し
ないように空中に保持される。なお、図の３５．３６は
駆動プーリー、３７．３８は発向ローラー、その他はＪ
４図と同じである。

ところで、本発明では有機尚分子フィルムを支持体とし
ているが、かかるフィルムとしてはポリイミドフィルム
、ポリアミドフィルム、ポリスルフォンフィルム、ポリ
エステルフィルム等を挙げることができるが、好ましく
はコストを低減できるポリエステルフィルムがよい。か
かるポリエステルフィルムとしては、例えばポリエチレ
ンテレフタレート、ボリプロビレノテレフタンート、ポ
リエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート
等があり、これらは　１０− ホモポリマーのみならす互いの共重合物であっても、１
田の＋ｔ（ＩＩぽとの（昆＠り勿であってもよい。しか
しながら、より好ましくは機械的強度１寸法安定１〈Ｌ
１表■平滑性、加工のし易さ、耐熱性。

廉価であるピー等の総１オ的特性にすぐれたポリエチレ
ノテレ７タレー）　（Ｐ　Ｅ　Ｔ）又はポリエチレノナ
フタレート（ＰＥＮ）を用いるツカ良い。

また頁５までもないが、ここにいうＰＥＴ、　ＰＥＮは
繰り返し単位の８５≠以上かそれぞれエチレンテレフタ
レート又はエチ／ンナフタレートであればよく、残りが
他の成分であるような共重合ポリマーでもよい。ｆ、　
定、表面性、接着性の改良の為に他の樹脂や無機層を傅
く積層したものでもよい。該フィルムの厚さは特に限定
しないが通冨５〜７５μｍ程度の厚さのものが用いられ
る。なお、１５０μｍ以上の厚さのフィルムでは熱移動
の不均一さが緩＋Ｉ］され、又キャンの凹凸の転写等が
小さくなり本発明の効果が小さくなることも判明してい
る。

また、本発明はＰＶＤ法により形成された０、０５μｍ
〜５μｍ　の強磁性金属薄膜を磁気記録７ｍとした（ｌ
ｉ＆気記縁昧体Ｖこすべて通用で稼るが、特に前述しｆ
こ通り膜作製中のフィルム温度が１７０゛Ｃ以上の尚昌
とする必四がある奄１μ磁気記録媒体には大きな効果が
ある。な”−”ｌｆ４：！１ｍ’４記録媒体としてはＣ
ｏ％と１０〜２５ａｔφのＣｒよりなる垂直方向に磁化
容易軸を信するＣｏ−Ｃｒ骨金、漢のみを有するもの、
Ｃｏ−Ｃｒ合金膜のＦにＮｉ−Ｆｅ等の軟磁性金属膜か
らなる磁束収＆層を付するもの、あるいはこれらの垂直
磁気記録Ｉ＃を支持体フィルムの両面に設けたもの等全
て含まれる。

そして、本発明は以上のすべての金属薄膜の形成に通用
され得る。

なお、本発明にい５　ＰＶＤ法とは真空蒸着。

スパッタ、イオ／プレーテイノグ等の妬く金属を一旦中
性若しくはイオン状の原子１分子、クラスター粒子等の
気体状態とな１−た後に支持体Ｖｃ墳積せしめる薄膜形
成法をいう。特に、特開昭５７−１＋１０６２７号公報
等に開示の対向ターゲット式スパッタ法は膜形成速１ｔ
を低下させることなく本発明が適用でき大き１よ効果が
得られる。

また、本発明の他の効果としては、ポリエステルフィル
ム中に含まれるモノマー成分や低重合物の表面への析出
を防止できる点にある。すなわち、第１図のような構成
においては昼温のキャンとフィルムを接触さすことによ
りフィルムを加熱するが、キャンとフィルムとの接触時
間は膜形成時間より長くフィルムは比較的長時間高温に
さらされることになる。ＰＥＴフィルムにおいては１２
０℃以上の加熱状態においてはモノマー、オリゴマーの
析出が大きくなり、金Ｍ　膜の結晶性の低下や、析出オ
リゴマーの表面での結晶化の為に表向平滑性が損われる
というイζ部会が生じる。しかしながら本発明による製
造法においてはフィルムの加熱は金属粒子の付着過程に
おいてのみ行われることになるので、モ必衰に長時間高
温状態にフィルムを晒すことがなく、また所定のフィル
ム温度に到達する以前にすでに＆：属膜の形成が開始さ
れる為にモノマー、オリゴマーの析出を防止できること
にな−１３− る。第６図に本発明の方式による膜作製中のフィルム温
度をポした。横軸は時間ｔ（秒）であり、縦軸はフィル
ム温＆　Ｔ　（”Ｃ）である。なお本データーは特開昭
５７−１００６２７　号公報開示の対向ターゲット式ス
パッタ法により垂直磁気記録媒体σ）Ｃｏ−Ｃｒ合金膜
を９１ＯＡ／分の堆積速度で７５μｍ厚さのＰＥＴフィ
ルムに０．６μｍ堆積させた時のフィルム温度である。

千衝温問は約１　ｓ　Ｏ’Ｃであり、これは入射熱電と
熱輻射で放散される熱量がつり合った温度である。この
例のように、本発明による方式においてはフィルムはき
わめて短時間に所定の温度に到達し、さらにフィルムが
高温になる以前に金属膜の形成力開始されることになり
モノマー、オリゴマーの析出は問題とならなかった。

以上に実施例を述べる。

〔実施例〕

前述Ｕ−だ第４図の対向ターゲット式ンパッタ装置によ
りパーマロイよりなる磁束収集層と−１４− Ｃｏ　　Ｃｒ合金膜よりなる磁気記録層とからなる垂直
磁気記録層を有する垂直磁気記録媒体を以下のよりに作
成した。

用いたフィルムは７５μｍ厚さの２軸延伸ポリエチレン
テレフタレート（ＰＥＴ）のフィルムであり、表面粗さ
は中心純干均粗さくＪＩＳ。

Ｂ０６０１参照）で０．００６μｍのものである。以上
のフィルムを第３図に示したｓｏ　５　ｇ　１８０ｍ０
１直径の円形の金枠に固定１−１前記対向ターゲツトス
パツタ装ｆｉ２ｏＶｃセツト１．．４０ｒｐｍの速度で
回転させながら両面にそれぞれ０．６μｍ厚さのＮｉ　
　Ｆｅ膜（Ｎｔ：ｓｏｗｔ４）とｏ、１ｉμｍ厚さのＣ
。

−Ｃｒ膜（Ｃｒ：１６ｙｌチ）を順次積層し、前述の垂
直磁気記録媒体な作製した。膜作製はｔ、ｏＰａのＡｒ
ガス中、平均堆積速度６３０Ａ・７分で行った。

得られたＣｏ−Ｃｒ合金膜の垂直方向に測定した保磁力
Ｈｅ　（ｖ）は５８０Ｑｅであった。以上により得られ
た媒体を試料１とする。

比較の為に以下の試料２，３を作製した。

試料２：試料１と同じＰＥＴフィルムを用い、前記対向
ターゲット式スパッタ装置で拘束保持手段ｌＯに代えて
第７図のホルタ−４０を用い前記と同じ構成の毒直磁気
記録媒体を作製した。

使用したホルダー４０は５ＬＪＳ製、ｓ＋ｏｎｍｍ角。

４００ｍｍＲの曲率を有し、表面粗さは０．１５のもの
を用いた。以上の角型ホルダー４０にフィルムを増り付
は鍔部４１により２方向のみ固定（第７図参照、固定治
具は図示省略した）し、ホルダー４０の中央部を回転軸
とし、回転させながら試料ｌと同条件で膜作製した。な
お、ホルタ−４０の背面よりハロゲンランプで加熱しホ
ルダ一温度を約１５０℃にした。得られたＣ。

Ｃｒ合金膜の保磁力ＨＣ（ｖ）は３４００ｅであった。

試験３：試料１と同じＰＥＴフィルムを用い、第１図の
装置において蒸発装置５に代えてマグ子トｐンスパンタ
のターゲットを設けたマグネトロノスパツタ装置により
、３５０ｍｍ１径の１８０℃にコントロールした０、６
５の表面性を有するＳＵＳ製のキャン（第１図の４）上
を６ｃＩｒＬ／分で連続的に移動させながら、前記と同
じ構成の垂直磁気記録媒体を作製した。膜作製はｔ、ｏ
ｐａのＡｒガス中、平均堆積速度２４０　ｏＡ・７分で
行った。得られた媒体のＣｏ　　Ｃｒ合金膜の保磁力Ｈ
ｅ（ｖ）は約４０００ｅであった。

以上の試料１〜３を、いずれも約５インチ直径のフレキ
シブルディスク形状に打抜き、潤滑剤（モノテジソ７社
製商品名フオンブリンＹ：ＦＯＭＢＬ　Ｉ　Ｎ■Ｙ）を
塗耶後フレキシブルディスク装置忙装着し耐久性を調べ
た。耐久性のテストは補助磁極励磁型垂直ヘッドを用い
、走行速度１．８８ｍ／秒、２００ＢＰＩの記録密度で
ＮＲＺＩ。

Ａｌ１−１信号の飽和記録後の再生出力の低下を調べた
。なお、垂直ヘッドの主磁極はパーマロイ膜をガラスセ
ラミックではさみ込んだ構造であり、用いたパー７Ｒイ
膜はトラック巾１．５ｍｍ。

厚さ１．５μｍで保磁力０．３０ｅのものである。

結果を第８図に示した。横軸はテスト経過時１１ｉ’ｌ
　ｔ　（時間）であり、縦軸は再生出力Ｖｏで初期出力
を１．０とした時の比較値である。図中○印−１７− は試別１　（Ｓａｍｐｌｅ　１　）の結果であり２０時
間（４３万回バス）経過後も出力の低下は認められなか
った。Δ印は試料２の結果であり５時間後にはまったく
出力は観察できなかった。図中↓印は出力が出なくなっ
た点を示す。目印は試料３の結果である。

以上の結果が示すように試料２．３に比べ試料１は格段
に艮好な耐久性を示した。なお、試料１へ３のフレキシ
ブルティスフにカールは認められなかった。試料２．３
１Ｃは表面に目視可能な小さな凹凸が多数認められ、さ
らにオリゴマーの析出も光学顕微鏡観察により認められ
た。

試料２，３の耐久性の悪さはこのような微小な凸部に原
因することが判明した。なお、再生出力の低下の挙動を
見ると、膜の摩耗は突然に生じることがわかる。すなわ
ち、いったんこのような凸部で膜が剥離、摩耗すると、
急に膜の破壊が進行することが推測された。

以上に述べたように、本発明の製造法によれば、実用に
供し得る耐久性ｌｌ′ｃ優れた媒体が得ら＝　１８− れるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は巻取式＃庸装置の構成図、Ｍ２図は垂直磁気記
録媒体のＣｏ　　Ｃｒ＠金膜の垂直方向保磁力Ｈｅ（ｖ
）とフィルム温度Ｔの関係を示すグラフ、第３図ｔａ）
　、　（ｂｌ　、　（ｃｌは枠型の拘束保持手段の平面
図、及びそのＡ−Ａ’、Ａ−Ａ“断面図、第４図は該拘
束保持手段を設けた対向ターゲット式スパッタ装置の構
成図、第５図は連続式の拘束保持手段を設けた対向ター
ゲット式スパッタ装置の構成図、第６図はＣｏ−ｃｒ合
金膜作製中のフィルム温度変化を示すグラフ、第７図は
実施例に使用したホルダーの斜視図、第８図は耐久テス
トの結果を示すグラフである。 １：支持体であるフィルム。 ４：キャン。 ５：蒸発装置。 ｌＯ：枠型の拘束保持手段。 ２０：対向ターゲット式スパッタ装置。 ３０：連続式の拘束保持手段 −１９− 才　Ｊ　図 特開昭５９−６８８２５　（７） ４４θ ２７　図 才３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｆｌ）　　有機高分子フィルムを支持体とし、該Ｍ機高
   分子フィルム上にＰＶＤ法により形成した金属博膜の磁
   気記録層を有する磁気記録媒体の製造法において、前記
   有機隔分子フィルムを壁中に収縮しないようＶｃイ匂束
   保持しつつ、前記磁気記録層を形成することを特徴とす
   る磁気記録媒体の製造法。 （２）　　前記ＰＶＤ法が対向ターゲット式スパッタ法
   である特許請求の範囲第１項記載の磁気記録媒体の製造
   法。 （３）　　前記磁気記録層が垂直異方性を有する垂直磁
   気ｄピ録層である特許請求の範囲第１項若しくは第２項
   記載の磁気記録媒体の製造法。 （４）　　前記萬分子フィルムがポリエステルフィルム
   である特許請求の範囲第１項、第２項若１−くは第３項
   記載の磁気Ｂｅ録媒体の＃！造法。 （５）　　前記高分子フィルムを中空の枠体によりその
   周囲を特徴とする特許請求の範囲第１項。 第２項、第３項若しくは第４項記載り）磁気記録媒体の
   ′＃造法。 （６）　　前記置分子フィルムが長尺体であり、連続移
   送しつつ膜形成する特許請求の範囲第１項。 第２項、第３項若しくは第４項記載の磁気記録媒体の製
   造法。