JPS629527A - 記録媒体の製造方法 - 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】 本発明は磁気記録媒体に関Ｌ、例えば磁気テープに適用
しうるものである。

通常コバルト・ニッケルまたはコバルト・クロムのよう
なコバルトをベースとした合金である強磁性金属の連続
薄膜で可撓性プラスチック基体を被覆した磁気テープを
提供することが提案されている。その金属膜は基体材料
の比較的幅広いウェブに蒸着され、そして続いて適当な
幅の記録テープに分割されうる。スパッタリング・イオ
ンビーム沈積および化学メッキを含む他の被覆方法も提
案されている。

金ｒｌｋｆＩ膜は沈積される場合に一般に機械的応力を
与えられることが古くから知られている０例えば１９５
３年「プロシーディンゲス・オブ・ザ・フィジカル・ソ
サイアティ、ビー」第６６巻第９０５頁におけるエイチ
・ビー・マーバックおよびエイチ・ウィルマンによる「
高真空で蒸気から凝縮する金属層内での応力の発生」と
題名の論文には、原材料の弾性限界を超える一般に引張
り応力が蒸着金属に生ずることを示している。この文献
には化学的に沈積された膜に高レベルの応力が生ずるこ
とについても触れている。

蒸着されたコバルトをベースとする膜は一般に引張り応
力を呈Ｌ、記録テープ製造時におけるようにその膜が薄
い可撓性のプラスチック・ウェブに沈積される場合、そ
のウェブが横方向に弓なりとなって凹状の被覆面を生ず
ることになる。このようなウェブから切り出された記録
テープもその幅方向に同様に弓なりとなり、このような
弓なりは一般に「カッピングＪ　　（ｃｕｐｐｉｎｇ）
と呼ばれている。

カッピングを有する記録テープは磁気テープ駆動機構で
取り扱うのが一般に困難であり、さらに、そのテープと
記録ヘッドとの間に親密な接触を得ることが困難で、短
波長信号の解像度が悪るくなる。これらの問題は、ベー
ス膜が１０〜１２マイクロメートルの範囲というように
非常に薄くかつ最短記録波長が１マイクロメートル以下
でありうる最近開発されたビデオ記録方式では特に顕著
である。金属膜磁性媒体はこれらの厳しい要件を能力的
に満足することができかつそれ以上のものであることが
知られている。カッピングに伴なう上述の機械的な問題
点をまず克服する必要がある。

蒸着金属膜記録テープを軽減するための種々の方法が提
案されている。例えば、アルミニウムの蒸着膜は引張り
応力ではなくて圧縮応力を呈することが上述したエイチ
・ビー・マーバ７りおよびエイチ・ウィルマンによる文
献から知られている。

例えば英国特許第１４５８３５３号に開示されているよ
うなベース膜と磁性上張り層との間に蒸着されたアルミ
ニウム下張り層を有する金ＩｘＩｌ！記録テープは、引
張り応力が全体的に軽減されている結果として、カッピ
ングが著しく軽減していることが認められている０例え
ば英国特許第１４２０２１４号には、ポリエステルウニ
゛ブをドラムに巻き取りながら、そのウェブに偏位され
た供給源からコバルトをベースとする合金を蒸着させる
ことが開示されている。次にその被覆されたウェブは加
熱されたローラ上に巻きつけられ、それによりプラスチ
ック基体が軟化されるとふちに、カフピングの傾向が軽
減される。これらの公知の方法は過去の記録水準では許
容しうるレベルまでカッピングを軽減しうるものであっ
たが、それらの方法を個々にあるいは組合わせて用いた
のでは、ビデオ用または他の高密度記録媒体に必要とさ
れている薄い基体および短い波長に対しては十分でない
ことが認められた。

本発明の１つの目的は、可撓性のプラスチック基体と、
沈積された磁性金属または合金の薄膜を有Ｌ、この薄膜
内の応力によって生ずる媒体の屈曲が実質的に軽減され
た記録媒体を製造するための改良された方法を提供する
ことである。本発明の１つの態様による記録媒体を製造
方法は、可撓性のプラスチック材料のウェブに金属また
は合金の薄膜を被覆Ｌ、かつこの被覆されたウェブを横
方向に引き伸ばして、上記薄膜に加えられる横方向応力
が薄膜の引張り強度を超えかつ上記プラスチック・ウェ
ブに加えられる横方向応力が上記プラスチック材料の降
伏点の範囲内にあるようにＬ、それにより、上記膜内の
応力によって生ずる媒体の屈曲を軽減する。

以下図面を参照して本発明の実施例につき説明する。

ポリエステル・ベース箔のウェブに被覆を施すための真
空蒸着装置の基本的を構成要素が第１図に示されている
。ウェブは供給リールｌからローラ２の下を通り、回転
ドラム３のまわりを通り、第２のローラ４の上を通り、
巻取スプール５に巻き取られるようになされており、こ
の機構が真空チェンバ６内に取付けられている。蒸着源
は、電子ビーム銃９によって加熱された溶融コバルト合
金８の入ったトラフ７である。上記真空チェンバは真空
ポンプ（図示せず）に連結されており、このチェンバ内
の圧力は通常１０−１〜ＩＱ−’バールの範囲内にある
ように調節される。例えば英国特許第１１０４７０８号
に開示されているように、コバルト合金がウェブに大き
い入射角で蒸着されて、長手方向に大きい保磁力を有す
る磁性薄膜を与えるように、シャッタ１０が位置づけら
れる。

被覆を施されたウェブは巻取スプール５に巻きつけられ
、そして被覆工程の後で、巻取リールが真空チェンバか
ら除去され、その被覆されたウェブが長手方向に分割（
スプリット）されて多数本の磁気テープが得られる。ウ
ェブの幅は生産用コータでは７０センチメートルのオー
ダであり、被覆工程時に、約１００００メートルウェブ
長に１００メ一トル／分の速度で被覆が施されうる。

以下に述べる実施例では、第１図に示された特徴を有す
る小型の実験室用コータを利用したが、それは１９セン
チメートルまでのウェブ幅に適用しうるちのであった。

厚さ１２マイクロメートル、幅１０センチメートルのポ
リエチレン・テレフタレート・ポリエステル・ウェブに
、８０　：　２０コバルト・ニッケル合金のインゴット
から近かすめ入射線で被覆された。その被覆の厚さは１
００ナノメートルのオーダであった。被覆工程の後で、
真空チェンバが開かれ、そして巻取り−ル５上の被覆さ
れたウェブが除去された。ウェブの幅に平行に切り取ら
れた被覆された箔の拘束されていないストリップが被覆
を内方に向けて約１６ミリメードルのカッピング半径を
有する完全な実質的に円形のターンを形成する程度にカ
ッピングが顕著であった。その被覆されたウェブは幅ｗ
−１２，６ミリメードルのテープに分割された０分割さ
れたテープのカッピングの程度、すなわちカッピング高
さは、第２図に示されているように短いテープ１１を水
平面板１２上に下方に向けて配置することによって測定
することができた。上記水平面板上の下方を向いた磁性
薄膜１３の最大高さはカッピングの程度の目安を与える
ものであり、カッピング高さｈがカッピング半径ρに比
較して小さい場合には、ｈとρはほぼ次の関係式で表わ
される。

ｗ” ｈ−□　　　　　・・−・−・・−・・・・・−・　（
１）８ρ 上記の例において、Ｗ−１２，６ミリメードル、ρ＝１
６ミリメードルの場合には、ｈの計算値は１．２４ミリ
メートルである。この数字は、上述した被覆ウェブから
得られた試料についてのカッピング高さの多数の直接測
定値と良く合致している。

上述のようにして作成されたテープが、フィリップＶ−
２０００（登録商標）装置とファーガソンＶＨ３（登録
商標）装置の二種の市販型ビデオレコーダに使用するた
めにカートリッジにパックされた。これらのテープにビ
デオ信号を記録再生することができたが、そのテープの
カッピングにより、機械的な処理に難点があり、しかも
両装置での短波長信号の解像度が悪るいために画質が劣
っていた。

本発明は、金属膜の引張り強度を超過Ｌ、プラスチック
・ウェブ材料の降伏点を超過しないように被覆ウェブを
横方向に伸長することによって金属膜記録テープにおけ
るカッピングを実質的に補正する方法を提供する０本発
明の方法によれば、取扱い性および耐摩耗性に優れ、か
つ非常に良好な短波長解像度を有する記録テープが得ら
れる。

本発明の方法では、非回転の調節可能な屈曲輪軸よりな
る屈曲ローラを用いるものであり、この屈曲輪軸には、
例えば米国特許第２８９８６６２号に記載されているよ
うに外側の可撓性ゴムスリーブを支持する一連の玉軸受
装置が螺着されている。これらのローラは、織物、紙、
金属箔およびプラスチックを含む種々の材料のウェブを
横方向に延伸するために従来から用いられており、かつ
基体材料から折目やしわを除去するために、被覆の前後
に、屈曲ローラに真空コータを設けることが知られてい
る。プラスチック・ウェブに金Ｘａが蒸着された後にこ
の目的のために用いられる場合には、ローラの曲率とウ
ェブのラップ・アングル（ｗｒａｐ　ａｎｇｌｅ）は、
金属膜の亀裂や小割れを回避するために横方向応力が金
属膜被覆の弾性限界を超えないように、従来から注意深
く選択されていた。

例えば英国特許第１４５８３５３号におけるような過去
の知識では、被覆の亀裂や小割れが短波長記録の場合に
許容できない程度に大きい変調ノイズの原因となると一
般に考えられていた。屈曲ローラを前もって使用した場
合におけるウェブの歪みは０．３％〜０．４％の範囲内
にあり、このような歪みはウェブ材料から折目やしわを
除去するのに効果的であるが、被覆されたウェブのカッ
ピングの程度に対する影響は無視しうる程度である。

本発明の１つの実施例では、第３図および第４図に示さ
れているように、前述したカッピングを伴なった被覆済
みウェブが巻取られるリールがチェンバから除去されて
おり、ウェブは、それの被覆された側の面を下に向けた
状態で、第１の平ローラ１５の下を通り、屈曲ローラ１
４の上を通り、そして第２の平ローラ１６の下を通って
移送されて他のリール（図示せず）に巻取られる。ロー
ラの屈曲とウェブのラップ・アングルは調節可能である
。このローラは１９センチメートルまでのロール幅に対
応することができるものであり、そしてそのロールの断
面直径２ｒは３８ミリメートルであった。第５図および
第６図を参照すると、ラップ・アングルは９０″に調節
された。横方向歪みの大きさはローラの曲率半径Ｒを変
えることによって制御され、実際の歪みは　次のように
して計算された。

ローラを離れる時点でのウェブ幅Ｌｔ ローラに入った時点でのウェブ幅り。

Ｒ＋Ｘ −Ｘ α ただしＸ＝ｒｓｉｎ− ｚ であり、横方向のウェブ歪みはＳ　＝　−−１Ｌ皿 上記式（２）はウェブの横方向歪みがラップ・アングル
、屈曲ローラの断面半径および曲率半径のみに依存して
いることを示している。この結論は、通常１０センチメ
ートルのウェブ幅を取扱う小規模被覆装置からの結果を
、通常７０センチメートルのウェブ幅を取扱う生産用の
装置からの結果と比較する場合に重要である。

第５図を参照すると、屈曲ローラの幅がＬであり、弧形
度（ｂｏｗ）がＢであるとすると、Ｂ　（２Ｒ−Ｂ）彊
（−）！ であり、Ｒ）Ｂであるとすると、 ｚ Ｒ傷□ Ｂ となる、従って上記式（２）は次のように変形すること
ができる。

Ｌ”　　　　　　２ 下記の実験では、Ｌは１９０ミリメートル、ｒは１９ミ
リメートル、そしてαは９０＠に保持された。これらの
数値を用いると、ウェブの歪みは、弧形度が８４９メー
トルの場合、上記式（３）からＳ−０，００６０Ｂとな
る。

弧形度はまず０．００３６すなわち０．３６％の横方向
歪みに対応してＢ−０，６ミリメードルの数値に調節さ
れ、１０センチメートル幅の所定長の被覆済みウェブが
屈曲ローラ構体上を移送された。

この歪みの大きさは、０．３５％の横方向歪みを与える
ために通常Ｌ＝７００ミリメートル、Ｂ＝７ミリメード
ル、ｒ−６０ミリメートル、α＝３０＠で動作する折目
除去のための生産用コータ用屈曲ローラに用いられる歪
みの大きさに良く合致した。

この大きさの横方向歪みを有する被覆済みウェブを観察
すると、カッピングは軽減しておらず、被覆の表面組織
にも何ら変化がないことがわかった。

次に弧形度が、０．０１０すなわち１．０％の横方向歪
みに対応してＢ−１，６７ミリメードルに増大され、第
２の所定長の被覆済みウェブが屈曲ローラ構体上を移送
された。その被覆済みウェブを観察すると、カンピング
が顕著に軽減していることが認められた。さらに、被覆
を１００倍の倍率で顕微鏡検査してみると、交錯した微
小亀裂のかすかなパターンが一般に長手方向に存在して
いることが認められた。

次に弧形度が、０．０１８すなわち１．８％の横方向歪
みに対応してＢ−３，０ミリメートルという数値に増大
され、第３の所定長被覆済みウェブが屈曲ローラ構体上
を移送された。その被覆済みウェブを観察するとそのウ
ェブのカッピングが効果的に消失しており、また被覆の
表面を顕微鏡で調べてみると、この場合にも第７図に示
されているように一般に長手方向に交錯した微小亀裂の
パターンがみられた。その微小亀裂のパターンは、被覆
済みウェブを屈曲ローラの上を移送させる場合に、横方
向に加えられる応力が膜材料の引張り破断応力を超過し
たことを示した。しかしながら、ポリエステルをベース
とした膜は横方向の伸びが無視しうる程度であり、印加
された応力はそれの降伏点の範囲内であった。

上記第３の所定長被覆済みウェブは幅１２．６ミリメー
ドルの所定長テープに分割され、それらのテープはＶ−
２０００およびＶＨＳビデオレコーダで使用するための
カートリッジに組込まれた。

このテープは機械的取扱いの点では何ら問題がなく、短
波長レスポンスおよび画像品質が優れており、変調ノイ
ズも無視しうる程度にすぎなかった。

摩耗試験の結果、このテープは少なくとも５００回使用
しても画像の劣化はみられなかった。これらの優れた結
果は実に驚くべきものであり、表面の亀裂や小割れを回
避すべきであるとした例えば英国特許第１４５８３５３
号のような従来の教示とは全く逆の結果となった。真空
被覆装置に関連して従来から屈曲ローラが用いられてい
たことは事実であるが、従来においては、その使用はベ
ース膜の折目やしわを除去する場合に限定されており、
かつ本発明において定義された横方向歪みの状態は意図
的に回避されていたのである。

以上においては本発明の一例についてだけ説明したが、
本発明では他の実施例も可能であることは当業者には明
らかであろう０例えば、被覆済みウェブに例えばアルミ
ニウムの下張り層を設けてもよく、またその被覆ウェブ
に、それが屈曲ローラ上を移送される前に、熱処理を施
してもよい。

屈曲ローラは真空チェンバ内にローラ４の位置に配置さ
れてもよく、あるいはリール５がそのチェンバから除去
されて後に用いられてもよい、また、本発明は蒸着被覆
装置に対して用いられる場合に限定されるものではなく
、任意の沈積方法において生ずるカッピングを補正する
ために用いられうるちのである。

異なる寸法を有する屈曲ローラ構体において所定の横方
向歪みＳを与えるのに必要な弧形度の大きさとは上記式
（３）から下記のように得られる。

１６ｒ　　　　２ 例えばＬ−７００ミリメートル、ｒ＝６０ミリメートル
の上記生産用屈曲ローラにおいて、０．０１８の横方向
歪みＳが必要とされる場合には、９０″のラップ・アン
グルおよび１３．０ミリメートルの弧形度Ｂでその要件
を満足する。

生産用装置につき所要の大きさの横方向歪みが確立され
ると、曲率を調節可能ではなく固定した屈曲ローラを用
いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はプラスチック材料のウェブに薄い金属膜を被覆
するための蒸着装置の基本的な構成要素を示す側面図、
第２図はカッピングを伴なった金属膜記録がそれの被覆
面を下方に向けて表面板上にある状態を示す断面図、第
３図は屈曲ローラ構体を上方から見てローラ曲率を誇張
して示した概略図、第４図は第３図の側面図、第５図は
屈曲ローラの横方向伸張作用を上方から示す図、第６図
は第３図の屈曲ローラの端面図、第７図はカッピング除
去して後における金属膜記録媒体の表面の拡大図であっ
て、微小亀裂の細かい網目模様を示す図である。 図面において、１は供給リール、２はローラ、３は回転
ドラム、４は第２のローラ、５は巻取スプール、６は真
空チェンバ、７はトラフ、８は溶融コバルト合金、９は
電子ビーム銃、１０はシャッタ、１１は短いテープ、１
２は水平面板、１３は磁性ｉ１膜、１４は屈曲ローラ、
１５．１６は平ローラをそれぞれ示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、可撓性プラスチック材料のウェブに金属または合金
   の薄膜を被覆し、その被覆されたウェブを横方向に伸張
   して、前記金属膜に加えられる横方向応力が前記金属膜
   の引張り強度を超過しかつ前記プラスチック・ウェブに
   加えられる横方向応力が前記プラスチック材料の降伏点
   の範囲内にあるようになし、前記金属膜における応力に
   よって生ずる媒体の屈曲が軽減させるようにすることを
   特徴とする記録媒体の製造方法。 ２、特許請求の範囲第１項記載の方法において、ウェブ
   を横方向に伸張して少なくとも０．０１０の横方向歪み
   を有するようにした前記方法。 ３、特許請求の範囲第２項記載の方法において、前記横
   方向歪みが実質的に０．０１８である前記方法。 ４、特許請求の範囲第１〜３項のいずれかに記載された
   方法において、記録媒体が屈曲ローラを通過することに
   よって伸張され、前記屈曲ローラが幅Ｌ、弧形度Ｂ、断
   面直径２ｒを有し、ウェブがローラに対してラップ・ア
   ングルαを有する場合に、 Ｓ＝（１６Ｂｒ）／（Ｌ＾２）ｓｉｎ（α／２）によっ
   て実質的に定義される横方向歪みＳをウェブに制御可能
   に与えるようになされた前記方法。 ５、特許請求の範囲第３項または第４項記載の方法にお
   いて、Ｌが実質的に１９０ミリメートル、ｒが実質的に
   １９ミリメートル、αが実質的に９０°、そしてＢが実
   質的に３ミリメートルである前記方法。 ６、特許請求の範囲第３項記載の方法において、Ｌが実
   質的に７００ミリメートル、ｒが実質的に６０ミリメー
   トル、αが実質的に９０°、そしてＢが実質的に１３ミ
   リメートルである前記方法。