JPS61229230A - 磁気記録テ−プ - 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】 １亙豆１ 本発明は、磁性層形成面とは逆側の面に裏面保護層（い
わゆるバックコート層）を形成せしめた、薄くかつ機械
的強度と走行特性Ｏ耐火性に優れた磁気記録テープに関
する。

１旦且遣 従来より、通常はポリエステル等のプラスチックフィル
ムからなる非磁性支持体の上に１強磁性徴粒子を高分子
結合剤中に均一に分散せしめた磁性層を有する塗布型磁
気記録テープが広く用いられ、また近年は金属等の薄膜
を蒸着、スパッタリング等の方法で非磁性支持体上に形
成せしめた強磁性薄膜型磁気記録テープの開発が進めら
れている。

これらの磁気記録テープ、特にビデオテープ、オーディ
オテープ、コンピュータメモリーテープ等においては、
小型・軽量化等の要請に応じるために、狭トラツク化に
より単位面積当たりの記録量の増大を図るとともに、磁
気記録テープを薄くし、単位体積当たりの記録量の増大
を図ることが行われて来た。

しかし磁気記録テープを薄くすると、テープの機械的強
度の減少に伴なう種々の問題が生じ、実用上の大きな障
害となっていた。

例えば、テープの引張り強度が減少するとテープが伸び
やすくなり、磁気記録の質と信頼性を大幅に低下させる
こととなっていた。また腰の弱いテープは表面摩擦が大
きい傾向があるため、走行系を安定に走行せず、テープ
ガイド等にからみついたり、リールへの巻き取りが乱巻
状態になることがあった。

従来、薄い磁気記録テープの機械的強度を増大させる１
つの方法として、プラスチック（通常はポリエチレンテ
レフタレートが多い）フィルム自体を延伸処理により補
強することが通常行われている。しかし、延伸で得られ
る機械的強度の向上は、歩留まりを考慮すれば限度があ
り１例えば磁気テープ用ポリエチレンテレフタレート（
ＰＥＴ）フィルムではヤング率１０００　Ｋ　ｇ　／　
ｍ　ｍ　２程度が上限である。また過度の延伸を施した
フィルムは熱的あるいは経時的な寸法安定性に欠けるた
め、高密度記録用磁気テープの素材としは不適当なもの
であった・ さらに、非磁性支持体の裏面に無機物の層を形成せしめ
て、テープの機械的強度を補強する方法が特開昭５６−
１６９３９号公報、特開昭５７−４６３２１号公報等に
提案されている０本発明者らはこの種の構成の磁気テー
プについて検討を行ったが、次の２点で問題があること
を見出した。

その第１は、テープに適切な機械的強度を付与するため
には、裏面の無機コーティング層の材質、厚み等に一定
の条件があり、従来知られた例に比べ比較的厚いコーテ
ィングを施さねばならないことである。この層の厚みが
薄いと、腰の弱いテープとなり、前述のように走行系を
安定に走行しないこととなるからである。

第２には、金属や半金属物質単独の裏面コーティング層
のみでは、コーティング層の摩擦、摩耗のため、十分な
走行特性、電磁変換性能が得られないことである。この
傾向は、コーティング層が薄いときに著しい。

さらにこの種の構成の磁気テープは、後述するように、
実際のテープ走行後のドロップアウトが著しいという結
果が得られている。

上述のような理由により、家庭用ＶＴＲに用いるビデオ
テープでは、全厚１０ＩＬｍ以下のものは実用されてい
なかった。

１１立１１ 本発明の目的は、薄くとも十分な機械的強度を有し、か
つ優れた走行特性・耐久性改善効果を示す裏面保護層を
有する磁気記録テープを提供することにある。

兄」ＬΩ１！’ 本発明者等の研究によれば、金属もしくは半金属のコー
ティング層をそれ単独ではなく、酸化物層と組合わせて
裏面保護層を形成することが、上述の目的の達成のため
に効果的であることが見出された。

本発明の磁気テープはこのような知見に基づくものであ
り、より詳しくは、プラスチックフィルム上に磁性層が
形成されてなる磁気記録テープにおいて、上記プラスチ
ックフィルムの磁性層形成面とは逆側の面に金属もしく
は半金属層を形成し、該金属もしくは半金属層の表面に
酸化物層を形成してなることを特徴とするものである。

本発明において上述の効果が達成される理由は、必ずし
も明確ではないが、以下のように推定される。

第１には、裏面保護層が単独の金属もしくは半金属層（
以下、両者を包括して単に「金属層」という）の場合は
、ガイドビン等と裏面金属層との金属どうしの摺動が凝
着現象を起こし易く、基本的に摩擦・摩耗の起こりやす
い状態であるのに対し、本発明においては１両者の間に
酸化物層を介在させることにより凝着力が弱くなったた
めと推定される。

第２には、表面を構成する酸化物層は、それ単独ではプ
ラスチックフィルムとの密着性が乏しいが硬度が高く、
耐摩耗性に優れているためと推定される。なお、酸化物
層の一部を金属層で置換することにより、コスト的にも
有利になる。

ｌ　　　　　　　　　　　　； 以下４本発明を更に詳細に説明する。以下の記載におい
て組成を表わす「％」は特に断らない限り重量基準とす
る。

本発明の磁気記録テープは、第１図に一実施例の部分断
面構成を示すように、非磁性支持体たるプラスチックフ
ィルムｌの一面に、強磁性層２を形成し、且つこれとは
逆側の面に金属層３．酸化物層４を順次形成してなる。

プラスチックフィルムｌとしては、通常、ポリエチレン
テレフタレート、ポリカーボネート、ポリアセテート、
ポリアミド、ポリイミド、などのプラスチックが用いら
れるが、加熱下の処理を可能にする点からは、ポリイミ
ド系、アラミド系等の耐熱性の良好なプラスチック、特
にガラス転位点Ｔｇが１５０℃以上のものが好ましい。

後述のように裏面金属層３を加熱下に形成すると支持体
への付着力が大幅に向上し、また表面磁性Ｎ２において
もＣｏＣｒ等の垂直磁化膜は加熱下に形成すると、垂直
方向への抗磁力Ｈｃ上が大きくなり記録特性が改善され
るからである。

これらのプラスチックフィルムｌは、厚さ３〜２０１Ｌ
程度あるいはそれ以下のフィルムが好ましく用いられる
。

磁性層２は上記のプラスチックフィルムｌ上に強磁性微
粒子を高分子結合剤中に均一に分散せしめたもの（塗布
型）、又は、コバルト、ニッケル、クロミウム、鉄ある
いはこれらを主成分とする強磁性合金等を蒸着、スパッ
タリング、イオンブレーティング、メッキ等の方法でプ
ラスチックフィルムｌ上に形成せしめたもの（強磁性薄
膜型）のいずれでもよいが、磁気テープ全体を薄くする
という点からは磁性層の薄い強磁性薄膜型が好ましい０
強磁性薄１１１ｙ！１テープに本発明の裏面保護層を応
用すれば１両者の効果が相乗して、極めて薄く、単位体
積当たりの記録容量の大きい磁気記録テープが可能とな
る。

一方、本発明の特徴とする保護層はフィルムの裏面に金
属層３と酸化物Ｍ４からなる保護層として形成される。

金属層３を構成する金属もしくは半金属としては、プラ
スチックフィルム１より比較的ヤング率が大きい金属も
しくは半金属が用いられ、例えば、ＡＩ、Ｔｉ、Ｖ、Ｚ
ｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ
、Ｗ、Ｃｒ等の金属、Ｓｉ、Ｇｅ等のいわゆる半金属が
、単体であるいは合金として用いられる。テープの機械
的強度を大きくする点からは、上記の中でもＭｏ、Ｗ等
のヤング率の大きいものがよく、特にプラスチックフィ
ルムｌのヤング率をＥｆ、裏面金属層３のヤング率をＥ
、とすると、ＥＣ＞５Ｅ４のものが好ましく、Ｅ　ｃ＞
　１０　Ｅ　４のものがさらに好ましい、この金属層３
は真空蒸着、スパッタリング、イオンブレーティング等
の物理蒸着プロセスあるいはメッキ等のウェットプロセ
スにより形成される。

酸化物層４としては、上述の金属層３を構成するものと
して例示した金属もしくは半金属、あるいはこれらの合
金の酸化物の中から選ぶことが好ましい。

この酸化物層４は前述の金属層３の金属もしくは半金属
と同種であってもよく、また異ってもよいが、同種の方
が製造上は有利である。酸化物層４としては耐摩耗性に
すぐれたもの１例えばＴｉ、Ｚｒ等の酸化物が好ましい
。

上記酸化物層４の厚さは、金属層３への付着強度が十分
にあればあまり問題ではないが、３０Å以上あることが
好ましく、特に６０Å以上あれば更に好ましい。

裏面金属層３の厚さを酸化物層４の厚さの和はｔｏｏｏ
Å以上あることが望ましく、特に１５００人〜２０００
０人の範囲がさらに望ましい。

また、プラスチックフィルムｌとの関係では金属層３の
厚さと酸化物層４の厚さの和をｔｃ、両者の平均ヤング
率をＥｃ、プラスチックフィルムｌの厚さをｔ４．ヤン
グ率をＥ４とすると、ｔ。

ＸＥｃ＞　ｌ／３　ｔ、ＸＥ４であることが好ましく、
ｔｃ　ＸＥｃ＞２／３　ｔ、ＸＥ、であれば更に好まし
い、酸化物層４は、酸素ガス雰囲気中でスパッタリング
、イオンブレーティングを行うか。

またはウェットプロセスでは、金属層３を酸化性の溶液
に浸すことにより形成される。その他、酸素ガスを含む
プラズマ中で表面処理を行うことにより酸化物層４を形
成してもよい。

なお、上記の層以外に、例えば磁性層表面のいわゆるト
ップコート層、磁性層裏面の裏打ち層あるいは有機物等
のバックコート層等を必要に応じて形成することもでき
る。

１１立皇Ｊ 上述したように１本発明によれば、薄く十分な機械的強
度を有し、かつ優れた走行特性・耐久性改善効果を示す
磁気記録テープが得られる。

支ムｌ 以下、実施例、比較例により本発明を更に具体的に説明
する。

実」Ｌ跣」 Ｃｏ表面処理したγ−Ｆｅ２０ｓｉｉ性粉をウレタン系
の結合剤に分散混合した塗布液を、厚さ５４ｍのポリエ
チレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムに乾燥状態で
磁性層が１．５ＩＬｍの厚さになるようにグラビアコー
トシ、乾燥させたのちカレンダー処理を施し、塗布型磁
気テープの基準テープとした。

ついで、上記基準テープを５本用意し、磁性層形成面と
は逆の面（すなわち裏面）に、第２図に示す電子ビーム
真空蒸着装置を用いて、ＡＩ、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｉ、
　の５種の金属層をそれぞれａＯＯ人の厚さに形成した
。

第２図を参照して、金属層形成工程を説明する０巻出側
ロールフィルム５から巻き出した支持体フィルム６をフ
リーローラ７を経由させた後。

キャン８の外周に添って回転させ、フリーローラ９を経
由させて巻取ロール１０に巻き取らせる。

一方、電子銃１１から放射した電子ビーム１２により、
ルツボ１３内に収容した蒸着物質１４を溶解させ、その
蒸気流を防着板１５の開口部を通過させた後、キャン８
の最下部において支持体フィルム６に付着させる。

上記装置は、全体を真空槽（図示せず）内に配設し、真
空槽内の圧力は真空ポンプ（図示せず）にて排気するこ
とにより略々２　Ｘ　Ｉ　０−４Ｐ　ａに保った。

さらに、酸素雰囲気中で、同様に第２図に示す装置を用
い、上記と同種の金属をそれぞれ蒸着させて酸化物層を
５００人の厚さに形成した。

酸化物層を得る場合は、第２図の装置において酸素導入
口１６の先端より酸素ガスをキャンの下部に向けて吹き
つけながら、上述の蒸着プロセスを行った・ 上記のようにして裏面保護層を形成したフィルム、およ
び上述の基準テープおよび裏面金属層のみを形成せしめ
たもの（比較例）を８ｍｍ幅にスリットし、動摩擦係数
、８ｍｍビデオフォーマットの家庭用ＶＴＲを用いての
異常走行の有無、さらにはＶＴＲで１００パス走行後の
テープの伸び率、同１００パス走行後のドロップアウト
個数を測定した。

動摩擦係数は４φ、表面仕上げ精度０．２８のＳＵＳ材
に１４．３２５ｍｍ／５ｅｃｃ７）速さで摺動して測定
した。

結果を第１表に示す。

第１表 第１表から明らかなように裏面コーティングをしていな
いテープ（基準テープ）は剛性に欠けるため、異常走行
を起こし易く、テープの伸びが著しい上に信号の記録が
できなかった（１００パス走行後のドロップアウトの記
録は不可能であった）、観察されたテープの異常走行は
主としてテープエツジの折れ、いたみによるものであっ
た。

また裏面に金属層のみを形成したテープは、異常走行、
テープ伸びの面でやや改善されているものの、裏面の金
属層が薄いので動摩擦係数が大きく、同時にドロップア
ウトが多かった。この、ドロップアウトの原因は、テー
プ裏面の金属層が傷つき、削れた金属粉がテープ巻込時
にテープの磁性層側に移着するためと推定される。

裏面の金属層が薄い場合、テープの腰が弱くなり、これ
ら摩擦、摩耗等の問題が特に著しい。

裏面保護層として、金属層に加え、酸化物層を形成した
テープは、動摩擦係数の絶対値がテープが走行系を安定
に走行するための条件とされる！＝０．２５〜０．３あ
るいはそれ以下であり。

また１００パス走行後のドロップアウト個数も１桁の改
善を示した。

磁気テープ裏面の金属層が比較的薄い本実施例の場合で
も、上記金属層の上にさらに酸化物層を形成したテープ
では、酸化物層の持つ剛性の効果および表面効果とで、
摩擦やドロップアウトは大幅に軽減されていた。

支直１」 実施例１と同様の基準テープの裏面に、実施例１と同様
の方法で０．４ｐｍ（４０００人）厚の金属層と、２０
０人厚０酸化物層を形成した。

これらの磁気テープについて、実施例１と同様に動摩擦
係数、異常走行の有無、ｌｏｏパス走行走行子−プの伸
びおよびドロップアウト個数を測定した。

結果を第２表に示す。

実施例１に比較して裏面金属層の厚さが増大し、磁気テ
ープ全体の剛性が大きくなったために、走行後のテープ
伸びが測定限界以下に減少しており、また動摩擦係数、
ドロップアウトの点でも第１表の結果より改善されてい
た。

さらに１種々の厚さの裏面金属層および酸化物層につい
て実施例１と同様に検討したところ、これらの厚さおよ
びヤング率と、プラスチックフィルムの厚さおよびヤン
グ率について前述の結果が得られた。

Ｌｉ１」 厚さ５．ｍのポリイミドフィルムの一面に第３図の装置
を用いて１５０”Ｏに加熱しなからマグネトロンスパッ
タリングにより、Ｃａ２Ｏ％、Ｃｒ２Ｏ％の組成を有す
るＣｏＣｒ合金の膜厚０．２ＩＬｍの薄膜を形成した。

第３図において、巻出側ロールフィルム１７から巻き出
した支持体フィルム１８はフリーローラ１９を経由させ
た後、キャン２ｏの外周に添って回転させ、フリーロー
ラ２１を経由させて巻取ロール２２に巻き取らせた。Ｃ
ｏＣｒ合金のターゲット２３を高周波電源（図示せず）
に接続して圧力０．５ＰａのＡｒ雰囲気下で放電させ、
イオンにたたき出されたターゲット原子を防着板２４の
開口部を通過させた後、キャン２ｏの最下部において、
支持体フィルム１８に付着させ。

ＣｏＣｒ垂直磁化薄膜を形成した。

上記装置は全体を真空槽（図示せず）内に配設し、真空
槽は真空ポンプ（図示せず）で排気することにより略々
２×ｌＯ→Ｐａに保った。

ＣｏＣｒ垂直磁化膜は基板加熱状態で成膜すると１．垂
直方向の抗磁力Ｈｃよが大きくなり、記録特性が改善す
ることが知られている（たとえば第４回日本応用磁気学
会学術講演概要集（１１１８０年１１月）第１２５ペー
ジ）。

従って、本実施例ではキャン２ｏの内部に加熱用ヒータ
ー２５を配設し、キャン外周面の温度が１８０℃で一定
値に維持されるような制御を行った。

支持体フィルム１８の温度はキャン外周面に接すると、
すみやかに上昇し、防着板２４の開口部上方に移動する
までには、キャン外周面温度に達していた。

上述のように作成された膜厚０．２ＪＬｍのＣ。

Ｃｒ垂直磁化膜の磁気特性は、膜厚方向抗磁力Ｈｃよ＝
　ｌ　１０００ｅ、面内方向抗磁力Ｈｃ　〃＝５６００
ｅ、飽和磁化Ｍ　ｓ　＝　４００　ｅ　ｍ　ｕ　／ｃｃ
、配向度Δθ薗＝１１０であった。

これを金属薄膜型テープの基準テープとし、これを３本
用意し第１図の装置を用いて、裏面金属層をＡ１．Ｔｉ
、Ｖの３種の金属について０．４ＪＬｍ（４０００人）
厚に形成させ、さらに上記金属層の上にそれぞれ同種金
属の酸化物層を２００人厚０形成させた。

上記のテープについて、実施例１と同様の項目の測定を
行った。結果を第３表（中段）に示す。

第３表（金属薄膜型）においても第１表の結果（塗布ｙ
Ｊ）と似た傾向が見られたが、以下の点において若干の
差違が見られた。

第１点として、磁性層たるＣｏＣｒ合金膜自体が一定の
非磁性支持体補強効果を有するため、基準テープでも塗
布型基準テープに比較してテープの伸びが小さかったこ
とである。ただし、比較的薄い支持体フィルムを用いた
場合は、磁性層たる金属薄膜の補強効果のみではテープ
の腰は十分に強くはならず、その結果、異常走行は免れ
なかった。これは、板材の引っ張り強度が、理論上、厚
さ比例であるのに対し、曲げ強さが厚さの３乗に比例す
ることによる。

本発明の裏面保護層は支持体フィルムを金属層ではさみ
込む形にするため、テープの腰を補強する上で極めて効
果的であり、その結果異常走行を解消できることがわか
った。

本発明の裏面保護層を施したテープでは、他の金属に比
べ、ややヤング率の小さいＡ１を用いた場合でもテープ
の伸びは観察されなかった。

第２点としては、第２表と第３表の比較から。

金属薄膜型テープでは磁性層が削れやすいためドロップ
アウト個数が塗布型テープより多かったことである。

ドロップアウトの主たる要因は前述のように裏面金属層
が走行系部材との摺動により削れ、はく離、脱落するた
めと推定されるので、裏面金属層の支持体フィルムに対
する付着強度を改善することがドロップアウトの減少に
寄与するものと考えられる。

そこで、上記付着強度を改善する目的で、第２図の裏面
コーティング装置中、キャン８の内部に加熱ヒータを配
設し、基準テープを加熱しながら本発明の裏面保護層を
形成した。その結果、ドロップアウトの個数が顕著に減
少することが認められた（第３表下段）。

ドロップアウトの減少と同時に動摩擦係数も減少してい
た。この原因は必ずしも明確ではないが、裏面保護層の
支持体フィルムへの付着強度の改善に伴い摩耗粉の生成
量が減少し、アグレシブ摩擦が軽減されたことによると
推定される。

本実施例ではポリイミド樹脂のフィルムを非磁性支持体
として用いているため、加熱温度は４００℃まで上昇さ
せることが可能であったが。

実用上は１５０℃以下の支持体フィルム加熱でも十分な
効果が認められた。

【図面の簡単な説明】

第１ｒＩ！Ｊは本発明の磁気記録テープの一実施例の部
分断面図であり、第２図は本発明の裏面保護層を形成す
るための装置の概略図であり、第３図は磁性層としての
金属薄膜を形成するための装置の概略図である。 ！・−・プテスチフクフィルム、　２・・・磁性層。 ３・・・裏面金属層、　４・・・酸化物層、５．１７・
・・巻出し側ロールフィルム。 ６．１８・・・支持体フィルム、 ７．９．１９．２１・・・フリーローラ、８．２０・・
・キャン、　　１Ｏ１２２・・・巻取ロール、１１・・
・電子銃、　　１２・・・電子ビーム、１３・・・ルツ
ボ、　　１４・・・蒸着物質、１５．２４・・・防着板
、　　１６・・・酸素導入口。 ２３・・・ターゲット、　　２５・・・加熱用ヒーター
。 えｌｉＬ工ｊユＪ 第１図 第２図 第３図 ｉｍｌ＼２３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、プラスチックフィルム上に磁性層が形成されてなる
   磁気記録テープにおいて、上記プラスチックフィルムの
   磁性層形成面とは逆側の面に金属もしくは半金属層を形
   成し、該金属もしくは半金属層の表面に酸化物層を形成
   してなることを特徴とする磁気記録テープ。 ２、上記磁性層が強磁性金属薄膜である特許請求の範囲
   第１項記載の磁気記録テープ。 ３、上記プラスチックフィルムのガラス転移点が１５０
   ℃以上である特許請求の範囲第１項または第２項記載の
   磁気記録テープ。