-
-
Magnetisches Auf zeichnunqsmedium.
-
Beschreibung Die Erfindung betrifft allgemein ein magnetisches Aufzeichnungsmedium
mit eine magnetischen Aufzeichnungsschicht aus dünnen Filmen aus einem ferromagnetischen
Metall; dieser dünne Film ist durch Schrägaufdampfen ausgebildet worden. Insbesondere
bezieht die vorliegende Erfindung sich auf ein magnetisches Aufzeichnungsmedium,
das ausgezeichnete elektromagnetische Eigenschaften, eine hohe Verschleißfestigkeit
und eine exzellente Wetterbeständigkeit hat. Weiterhin betrifft die vorliegende
Erfindung ein magnetisches Aufzeichnungsmedium gemäß den obigen Ausführungen, das
zusätzlich eine geringe Richtungs-Anisotropie hat.
-
-In der Vergangenheit sind überwiegend magnetische Aufzeichnungsmedien
verwendet worden, die durch Beschichtung hergestellt wurden. Die Fertigung solcher
Aufzeichnungsmedien erfolgt im allgemeinen auf folgende Weise: Auf einen nicht-magnetischen
Träger wird eine magnetische Beschichtüngsmasse aufgebracht, die wie folgt präpariert
wird: Ein pulverförmiges magnetisches Material, wie beispielsweise ein magnetisches
Pulver aus einem Oxid, wie beispielsweise y-Fe203, Co-dotiertes y-Fe203, Fe304,
Co-dotiertes Fe304, eine Berthollid-Verbindung mit y-Fe203 und Fe304, Cr02 usw.,
einem ferromagnetischen Legierungspulver, oder ein ähnliches Material, wird in einem
organischen Bindemittel dispergiert. Zu den herkömmlichen Bindemitteln gehören Vinylchlorid/Vinylazetat-Copolymere,
Styrol-Butadien-Copolymere, Epoxid-Harze und Polyurethan-Harze. Die durch Beschichtung
aufgebrachte Masse wird dann getrocknet, so daß sich eine magnetische Schicht ergibt.
-
In den letzten Jahren wurde es jedoch erforderlich, eine große Informationsmenge
auf eine kleine Fläche des Aufzeichnungsrnaterials aufzuzeichnen; dies wird überlicherweise
als Aufzeichnung mit hoher Dichte" bezeichnet.
-
Mit dem zunehmenden Bedarf von Aufzeichnungen mit hoher Dichte besteht
gleichzeitig auch ein erhöhter Bedarf an magnetischen Aufzeichnungsmedien, die ohne
Bindemittel hergestellt werden. Diese Aufzeichnungsmedien enthalten in ihren magnetischen
Aufzeichnungsschichten keine organischen Bindemittel; dabei werden als magnetische
Aufzeichnungschichten dünne Filme aus ferromagnetischen Metallen durch Bedampfungstechniken
aufgebracht, wie beispielsweise Aufdampfen im Vakuum, Zerstäuben, Ionenplattieren
oder ähnliche Techniken; als Alternative hierzu können auch Metallplattierverfahren
angewandt werden, wie beispielsweise galvanische Metallabscheidung, stromlose Metallabscheidung
oder ähnliche Techniken. Solche Aufzeichnungsträger haben in jüngster Zeit zunehmende
Aufmerksamkeit erregt, wobei verschiedene Anstrengungen unternommen wurden, um sie
in die Praxis umzusetzen.
-
Herkömmliche magnetische Aufzeichnungsmedien, die durch das Beschichtungsverfahren
gefertigt werden, benutzen im wesentlichen Metalloxide als magnetische Materialien.
-
Diese Metalloxide haben jedoch eine Sättigungsmagnetisierung, die
kleiner als die Sättigungsmagnetisierung von ferromagnetischen Metallen ist. Außerdem
wurden Grenzwerte in Bezug auf die Möglichkeit erreicht, die Dicke solcher Aufzeichnungsmedien
zu verringern, damit ihre Aufzeichnungsdichten erhöht werden können. Dies ist darauf
zurückzuführen, daß die Verringerung der Dicke von einer Verringerung des Ausgangssignals
begleitet ist. Außerdem müssen diese Aufzeichnungsmedien in komplizierten Verfah-
ren
unter Verwendung von großen Ablagerungseinrichtungen aufgebracht werden, um die-bei
dem Herstellungsprozeß verwendeten Lösungsmittel wieder zu gewinnen. Entsprechend
aufwendige Anlagen und Verfahren sind auch erforderlich, um Umweltverschmutzungen
zu vermeiden. Andererseits enthalten magnetische Aufzeichnungsmedien ohne Bindemittel
ferromagnetische Metalle, die eine Sättigungsmagnetisierung haben, die größer als
die Sättigungsmagnetisierung der oben erwähnten Metalloxide ist. Solche Medien liegen
in Form von dünnen Filmen vor, die keine nicht-magnetischen Substanzen, wie beispielsweise
Bindemittel, enthalten. Deshalb können solche Aufzeichnungsmedien sehr dünne magnetische
Filme aufweisen, wodurch Aufzeichnungen hoher Dichte möglich werden. Außerdem ist
das Herstellungsverfahren einfach.
-
Mangetische Aufzeichnungsmedien, wie sie für die Aufzeichnung mit
hoher Dichte eingesetzt werden, müssen magnetische Substanzen mit hoher Koerzitivkraft
und mit verringerter Dichte verwenden. Berücksichtigt man dies, erscheinen magnetische
Aufzeichnungsmedien ohne Bindemittel vielversprechend, weil es keine Probleme bereitet,
ihre Dicke um eine Größenordnung unter die Dicke von magnetischen Aufzeichnungsmedien
zu verringern, die mit den üblichen Beschichtungsverfahren hergestellt wurden. Außerdem
besitzen solche Aufzeichnungsmedien hohe magnetische Flußdichten.
-
Insbesondere der Einsatz von Vakuum-Aufdampftechniken für die Bildung
der magnetischen Aufzeichnungsschichten ist vorteilhaft, weil als Abfall keine Lösungen
anfallen, deren Beseitigung Probleme bereiten würde. Deshalb ist das Herstellungsverfahren
einfach, und die Ablagerungsgeschwindigkeit des Films aus dem magnetischen Metall
kann
stark erhöht werden. Es sind Verfahren für die Her-Stellung von magnetischen Filmen
bekannt, die dem magnetischen Aufzeichnungsmedium die gewünschte Koerzitivkraft
geben; außerdem hat die Magnetisierungskurve des magnetischen Aufzeichnungsmediums
die gewünschte Rechteckigkeit, wenn die Vorteile des Vakuumaufbringverfahrens benutzt
werden. Ein Beispiel eines solchen Verfahrens ist die Schrägaufdampfung, wie sie
in der US-PS 3 342 632 bzw. der US-PS 3 342 633 beschrieben wird. Bei diesem Verfahren
erzeugt der größere Einfallswinkel der magnetischen Dampfströmung in Bezug auf die
Senkrechte auf der Oberfläche des Substrates ein Aufzeichnungsmedium mit höherer
Koerzitivkraft. Gleichzeitig tritt jedoch bei der Verwendung großer Einfallswinkel
eine Verringerung des Aufdampfwirkungsgrades auf. Deshalb hat dieses Verfahren Nachteile
in Bezug auf die Produktivität.
-
Magnetische Aufzeichnungsmedien, die mit dünnen Filmen aus einem ferromagnetischen
Metall versehen werden, müssen eine hohe Korrosionsfestigkeit, Abriebfestigkeit
und Laufstabilität haben. Denn das magnetische Aufzeichnungsmedium und der für die
Aufzeichnung bzw. Wiedergabe vorgesehene Magnetkopf führen eine Relativbewegung
mit hoher Geschwindigkeit durch, wenn sie während der Aufzeichnung, der Wiedergabe
oder während des Löschens von magnetischen Signalen in Kontakt miteinander kommen.
Dabei muß der glatte und stabile Lauf des magnetischen Aufzeichnungsmediums gewährleistet
werden. Weiterhin muß ein Verschleiß oder ein Bruch bzw. Riß vermieden werden, wie
er durch den kontinuierlichen Kontakt mit dem Magnetkopf verursacht werden könnte.
Weiterhin wird angestrebt, daß im Laufe der Zeit nur eine kaum merkliche oder im
optimalen Fall keine Verringerung oder Löschung der auf den magnetischen Aufzeichnungsträger
aufgezeichneten Signale auftritt; die-
se Xnderung der Signale kann
beispielsweise durch Korrosion beim Lagern verursacht werden. Um die Lebensdauer
und die Wetterbeständigkeit zu verbessern, sind verschiedene Arten von Shcutzschichten
untersucht worden; hierzu darf auf die folgenden US-Patentschriften verwiesen werden:US-PS
2 671 034, US-PS 3 466 156, US-PS 4 069 360, US-PS 4 245 008 und US-PS 4 152 469.
Solche Schutzschichten haben jedoch nur eine begrente Dicke, da durch die Zwischenlage
der Schicht zwischen dem magnetischen Aufzeichnungsmedium und den Magnetköpfen Raum
verloren geht.
-
Es ist deshalbnotwendig, der magnetischen Aufzeichnungsschicht selbst
eine lange Lebensdauer und eine hohe Wetterbeständigkeit zu geben.
-
Um ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, das mit einem dünnen Film
aus einem ferromagnetischen Metall versehen ist, als Material mit hoher Aufzeichnungsdichte
voll auszunutzen, muß der Träger eine glatte Oberfläche auf der Seite haben, auf
der der dünne Film aus dem ferromagnetischen Metall vorgesehen werden soll. Wenn
jedoch die Oberfläche des Trägers glatt ist, wird es schwierig, dem magnetischen
Aufzeichnungsmedium eine ausreichende Lebensdauer und Wetterbeständigkeit zu geben.
-
Außerdem hat ein magnetisches Aufzeichnungsmedium mit nur einer einzigen
Schicht aus einem dünnen, ferromagnetischen Film, der durch das übliche Schrägaufdampfen
hergestellt worden ist, noch den Nachteil, daß seine elektromagnetischen Eigenschaften
und Laufeigenschaften beim Vorwärts- und Rückwärtslaufen relativ zu dem Magnetkopf
sich stark unterscheiden. Das Auftreten dieser Richtungs-Anisotropie, die nichts
mit der axialen Anisotropie zu tun hat, verursacht dann Schwierigkeiten, wenn ein
solches magnetisches Aufzeichnungsmedium in der Praxis eingesetzt
wird.
-
Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein magnetisches
Aufzeichnungsmedium zu schaffen, welches nicht nur die oben beschriebenen Mängel
vermeidet, sondern auch exzellente elektromagnetische Eigenschaften hat, wozu die
herkömmlichen magnetischen Aufzeichnungsmedien ohne Bindemittel verbessert werden.
Es soll deshalb ein magnetisches Aufzeichnungsmedium ohne Bindemittel mit exzellenten
magnetischen Eigenschaften, gutem Verschleißwiderstand und hoher Wetterbeständigkeit
vorgeschlagen werden, das gleichzeitig auch stark verbesserteelektromagnetische
Eigenschaften zeigt.
-
Dies wird erfindungsgemäß durch ein magnetisches Auf zeichnungsmedium
erreicht, das in einer Atmosphäre aus einem oxydierenden Gas durch Verdampfung eines
magnetischen Metallmaterials von einer Verdampfungsquelle hergestellt wird, die
eine entsprechende Dampfströmung liefert. Diese Dampfströmung trifft in einem bestimmten
Winkel auf ein bewegliches Basismaterial auf, so daß es auf diesem Basismaterial
in Schichten abgelagert wird; dadurch wird eine aufgedampfte Schicht erzeugt, indem
mindestens zwei auf -gedampfte Filme übereinander abgelagert werden. Jeder Film
hat eine gebogene bzw. gekrümmte und geneigte Säulenstruktur, die ausgebildet wird,
indem kontinuierlich der Einfallswinkel der Dampfströmung auf das sich bewegende
Basismaterial von einem hohen Wert auf einen niedrigen Wert geändert wird.
-
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter
Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
Fig.
1 und 2 Schnitte durch den Schichtaufbau von magnetischen Aufzeichnungsmedien nach
der vorliegenden Erfindung, und Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung,
wie sie für die Beispiele der Beschreibung verwendet wird.
-
Der Begriff Schrägaufdampfung, wie er hier verwendet wird, umfaßt
ein Verfahren, bei dem eine Gasströmung aus einem verdampften, ferromagnetischen
Metall auf die Oberfläche eines Basismaterials in einem Winkel o zur Senkrechten
der Oberfläche des Basismaterials auftrifft und auf dem Basismaterial abgelagert
wird, wodurch ein dünner magnetischer Film entsteht. Bei der Ablagerung eines dünnen
magnetischen Films durch die Schrägaufdampfung benutzt die vorliegende Erfindung
eine bestimmte Maßnahme, wenn die Ablagerung des dünnen magnetischen Films beginnt.
-
Die Schrägaufdampfung wird mit einem Einfallswinkel Gmax gestartet
und der'Einfallswinkel kontinuierlich geändert, so daß er sich kontinuierlich verringert,
während sich das Basismaterial bewegt. Die Schrägaufdampfung wird bei einem minimalen
Einfallswinkel #min beendet. Darüberhinaus werden zwei oder mehr dünne magnetische
Filme übereinander laminiert, also übereinander aufgebracht.
-
Im allgemeinen sollen die bei dem Aufzeichnungsmedium nach der vorliegenden
Erfindung verwendeten Einfallswinkel im Bereich von 30 ° bis 900 liegen; insbesondere
sollte der maximale Einfallswinkel 8marx im Bereich von 60 bis 900 und der minimale
Einfallswinkel Gmin im Bereich von 30 bis 750 liegen.
-
Spezifische Beispiele für magnetische Metalle, die bei dem Aufzeichnungsmedium
nach der vorliegenden Erfindung
verwendet werden können, sind Metalle
wie Fe, Co, Ni usw., sowie ferromagnetische Leqierunqen wie beissielsweise Fe-Co,
Fe-Ni, Co-Ni, Fe-Co-Ni, Fe-Rh, Fe-Cu, Co-Cu, Co-Au, Co-Y, Co-La, Co-Pr, Co-Gd, Co-Sm,
Co-Pt, Ni-Cu, Mn-Bi, Mn-Sb, Wh-A1, Fe-Cr, Co-Cr, Ni-Cr, Fe-Co-Cr, Ni-Co-Cr> Be-co-Ni-crl
I usw. Besonders bevorzugte magnetische Metalle sind Co sowie Legierungen mit einem
Kobalt-Gehalt von 75 Gew.-%. Die Gesamtdicke der laminierten magnetischen dünnen
Filme muß einerseits groß genug sein, um dem magnetischen Aufzeichnungsmedium ein
ausreichend hohes Ausgangssignal zu geben, und andererseits klein genug sein, um
die Aufzeichnung mit hoher Dichte zu ermöglichen. Deshalb liegt sie im allgemeinen
im Bereich von 0,02 am bis 5.0 ßm, insbesondere im Bereich von 0,05 am bis 2,0 µm.
Die Dicke der dünnen magnetischen Filme kann so ausgelegt werden, daß die Dicken
der verschiedenen Filme einander gleich sind. Als Alternative hierzu können die
Dicken e 50 % der Dicke des dünnen,magnetischen Films betragen, der sich am nächsten
bei dem Träger befindet.
-
Zu den Verdampfungsverfahren, die zur Herstellung des Aufzeichnungsmediums
nach der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können, gehören nicht nur die
üblichen Vakuum-Ablagerungsprozesse, wie sie in der oben erwähnten US-PS 3 342 632
beschrieben werden, sondern andere Verfahren zur Ausbildung von dünnen Filmen auf
einem Träger in einer Atmosphäre aus verdampften Molekülen mit einer mittleren freien
Weglänge, die durch Ionisieren oder Beschleunigen der Dampfströmung durch Anlegen
eines elektrischen Feldes oder eines magnetischen Feldes verlängert worden ist,
oder durch Bestrahlung mit Elektronenstrahlen.
-
Zu den zuletzt erwähnten Verfahren gehören insbesondere die Aufdampfung
im elektrischen Feld, wie es beispielswei-
se in der japanischen
Patentanmeldung (OPI) 149008/76 der Anmelderin beschrieben ist, sowie das Ionisierungs-Aufdampfverfahren,
wie es in den japanischen Patentveröffentlichungen 11525/68, 20484/71, 26579/72
und 45439/74 sowie den japanischen Patentanmeldungen (OPI) 33890/74 34483/74 und
54235/74 erläutert ist, Basismaterialien, die für die Aufzeichnungsmedien nach der
vorliegenden Erfindung bevorzugt eingesetzt werden, sind insbesondere Kunststoff-Basismaterialien,
wie beispielsweise Polyethylen-Terephthalat, Polyimide, Polyamide, Polivinylchlorid,
Zellulosetriazetat, Polykarbonate, Polyethylen, Polyethylenaphthalat und ähnliche
Materialien.
-
Besonders geeignet ist ein Basismaterial aus den oben beschriebenen,
flexiblen Kunststoffen mit einer Oberflächenrauhigkeit (ra) von 0,012 ßm oder weniger
Der Begriff "Oberflächenrauhigkeit (ra) bezieht sich auf die mittlere Zentrumslinien-Rauhigkeit,
wie sie in der japanischen Industrienorm JIS-B0601, Paragraph 5 beschrieben ist,
wobei die Grenze als 0,25 mm genommen wird. Außerdem können als Basismaterial Materialien
verwendet werden, die auf folgende Weise hergestellt werden; auf den oben beschriebenen
Kunststoffbasen werden Neben- bzw. Unterschichten aufgebracht; die Oberflächenrauhigkeit
dieser Nebenschich ten wird dann so eingestellt, daß sie 0,012 ßm oder weniger beträgt.
-
Es ist zweckmäßig, als oxydierendes Gas Sauerstoff zu verwenden. Dabei
kann Sauerstoff allein oder im Gemisch mit anderen Gasen eingesetzt werden. Der
Druck der Aufdampfatmosphäre, der das oxydierende Gas enthält, sollte im Bereich
von 1 x 10 3 bis 1 x 10 6 Torr liegen.
-
Zusätzlich kann zwischen dem dünnen magnetischen Film und
einem
weiteren, darauf laminierten magnetischen Film eine Schicht aus einem nicht magnetisierbaren
Material angeordnet werden. Bevorzugte Materialien für die Bildung dieser nicht-magnetischen
Zwischenschicht sind beispielsweise Cr, Si, Al, Mn, Bi, Ti, Sn, Pb, In, Zn, Cu,
Oxide dieser Metalle sowie Nitride dieser Metalle.
-
Die Figuren 1 und 2 zeigen schematisch Beispiele für den Schichtaufbau
von magnetischen Aufzeichnungsmedien, die gemäß Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung präpariert worden sind.
-
Bei dem magnetischen Aufzeichnungsmedium nach Fig. 1 sind zwei aufgedampfte
Filme dargestellt. Jeder dieser Filme hat eine gebogene bzw. gekrümmte und geneigte
Säulenstruktur, die durch Ablagerung einer Dampf strömung erhalten wird. Die Dampfströmung
wird hergestellt, indem ein magnetisches Metall von einer Verdampfungsquelle verdampft
wird. Die Strömung trifft dann auf ein bewegliches Basis material in einen Atmosphäre
aus einem oxydierenden Gas in einem Winkel auf, der sich kontinuierlich von einem
hohen Wert zu einem niedrigen Wert ändert. Die Filme werden laminiert, also übereinander
abgelagert, so daß ihre individuellen, geneigten Säulenstrukturen in der gleichen
Richtung orientiert sind. D.h. also, daß aufgedampfte magnetische Filme, nämlich
eine erste Schicht 1 und eine zweite Schicht 2, auf dem Träger B 1 ausgebildet werden.
Die magnetischen Filme 1 und 2, welche die jeweiligen Schichten bilden, weisen jeweils
gekrümmte und geneigte Säulenstrukturen i1 bzw 12 auf. Die Säulenstruktur 11 in
der ersten Schicht 1 und die Säulenstruktur 12 in der zweiten Schicht 2 sind in
der gleichen Richtung geneigt. In jeder der geneigten Säulenstrukturen 11 und 12
ist der untere Teil der Säule, der sich näher bei dem Träger B1 befindet, in einem
Winkel
mit höherem Wert zu der Senkrechten auf der Oberfläche des Trägers B1 geneigt. Wenn
sich in der Säule der Abstand von dem Träger B1 vergrößert, wird der Neigungswinkel
zu der oben beschriebenen Senkrechten allmählich kleiner und kleiner. Obwohl die'magnetische
Aufzeichnungsschicht bei der Ausführungsform nach Fig. 1 die Struktur einer Doppelschicht
hat, kann als Alternative auch eine Mehrschichten-Struktur verwendetwerden, die
aus mehr als zwei Filmen besteht. Eine bevorzugte Struktur enthält von zwei bis
sechs Schichten.
-
Das magnetische Aufzeichnungsmedium mit dem Schichtaufbau nach Fig.
1 hat nicht nur exzellente elektromagnetische Eigenschaften, sondern auch einen
hohen Verschleißwiderstand und eine gute Wetterfestigkeit.
-
Bei dem Schichtaufbau nach Fig. 2 hat das magnetische Aufzeichnungsmedium
zusätzlich zu den oben beschriebenen, exzellenten Eigenschaften noch eine geringe
Richtungsanisotropie Ein herkömmliches Aufzeichnungsmedium mit nur einedeinzigen
Schicht aus einem dünnen, ferromagnetischen Film, der durch die übliche Schrägaufdampfung
ausgebildet worden ist, hat nämlich den Nachteil, daß sich sowohl die elektromagnetischen
Eigenschaften als auch die Laufeigenschaften bei der Vorwärts- und Rückwärtsbewegung
relativ zu dem Magnetkopf stark unterscheiden. Diese Differenzen werden aus den
folgenden Beispielen 3, 4 und 5 ersichtlich. Die oben beschriebene Richtungsanisotropie
macht sich dann bemerkbar, wenn ein solches magnetisches Aufzeichnungsmedium in
der Praxis eingesetzt wird.
-
Wenn jedoch das magnetische Aufzeichnungsmedium so hergestellt wird,
daß es den Schichtaufbau nach Fig. 2 hat, so läßt sich das Problem der Richtungsansiotropie
lösen.
-
Aufgedampfte magnetische Schichten werden mit der ersten
Schicht
3 und der zweiten Schicht 4 ausgebildet. Die Schichten 3 und 4 werden auf einem
Träger B2 hergestellt.
-
Die magnetische Filme 3 und 4, welche die jeweiligen Schichten bilden,
haben jeweils gekrümmte und geneigte Säulenstrukturen 13 bzw. 14. Die Neigungsrichtung
der Säulenstruktur 13 in der ersten Schicht und die der Säulenstruktur 14 in der
zweiten Schicht 4 kreuzen einander.
-
In jeder der geneigten Säulenstrukturen 13 und 14 ist der Neigungswinkel
in der Säule an dem Punkt , der sich am nächsten zu dem Träger B2 befindet, höher,
während der Neigungswinkel geringer und geringer wird, wenn sich der Abstand in
der Säule von dem Träger B2 vergrößert. Obwohl die magnetische Aufzeichnungsschicht
nach Fig. 2 eine Doppelschichtstruktur hat, kann als Alternative hierzu auch eine
Mehrschichtstruktur verwendet werden, die aus zwei bis sechs aufgedampften Filmen
besteht.
-
Die vorliegende Erfindung soll nun im Detail unter Bezugnahme auf
die folgenden Beispiele erörtert werden. Diese Beispiele stellen jedoch keine Einschränkung
des Grundprinzips der Erfindung dar.
-
BEISPIEL 1 Der Grundaufbau einer Verdampfungsvorrichtung 20 ist in
Fig. 3 schematisch dargestellt. Diese Vorrichtung 20 wurde dazu verwendet, dieses
Beispiel durchzuführen; dabei wurden dünne, maghetische Kobaltfilme mit dem Schrägbedampfungsverfahren
auf einen 23 ßm dicken Polyethylenterephthalat-Film B aufgedampft Die Aufdampfung
wurde durchgeführt, während der Film B längs der äußeren Umfangsfläche eines Kühlzylinders
23 transportiert wurde, wodurch ein Magnetband hergestellt wurde. Als Verdampfungsquelle
21 wurde ein Elektronenstrahl-Heizsystem einer Verdampfungsquelle
verwendet.
Die Verdampfung wurde bei einem Druck von 1 x 10 Torr im Innern der Vakuumkammer
durchgeführt, wobei Sauerstoffgas über einen Einlaß zugesetzt wurde.
-
Das Bezugszeichen 24 in Fig. 3 bezeichnet eine die Verdampfung verhindernde
Platte. Die Gesamtdicke der magnetischen Filme wurde gesteuert6 um eine Dicke von
2000 2 zu erhalten. Bei der Verdampfung wurden für die Einfallswinkel ein Winkel
omax von 900 und ein Winkel gmin von 40 verwendet. Der Basisfilm wurde kontinuierlich
in einer solchen Richtung bewegt, daß sich der Einfallswinkel für die Verdampfung
kontinuierlich von 900 auf 400 änderte und gleichzeitig der magnetische Film aufgedampft
wurde.
-
Der aufgedampfte magnetische Film wurde aufgewickelt.
-
Die aufgewickelte Filmrolle wurde dann zurückgespult und auf die oben
beschriebene Weise nochmals der Schrägaufdampfung-unterworfen. Damit wurde ein Magnetband
mit dem Schichtaufbau nach Fig. 1 erhalten.
-
Die elektromagnetischen Eigenschaften und- die Lebensdauer bei Stillstand
des so erhaltenen Magnetbandes wurden unter Verwendung eines VHS Systems eines Videobandaufzeichnungsgerätes
(VTR) bestimmt. Außerdem wurden weitere Magnetbänder hergestellt, die einen anderen
Schichtaufbau der magnetischen Aufzeichnungsschicht und eine andere Oberflächenrauhigkeit
des als Basisfilm verwendeten Polyethylenterephthalat-Films hatten. Dabei wurden
die Koerzitivkräfte dieser Magnetbänder, ihre Entmagnetisierungsgrade, ihre Lebensdauer
bei Stillstand, ihre Video-Ausgangssignale bei 4 MHz und ihr Modulationsrauschen
überprüft; dieses Modulationsrauschen wurde anhand von 4 MHz-Signalen beobachtet,
die unter Verwendung einer Modulationsfrequenz von 3 MHz aufgezeichnet wurden. Die
erhaltene Werte sind in Tabelle 1 dargestellt. Die Entmagnetisierung wurde überprüft,
um die Wetterbeständigkeit des Magnetbandes
festzustellen; zu diesem
Zweck wurde die Verringerung der magnetischen Sättigungsflußdichte (Bm) gemessen,
nachdem das Magnetband sieben Tage lang bei einer Temperatur von 600C unter einer
relativen Feuchtigkeit von 90 % gehalten wurde. Die Entmagnetisierung ist in Tabelle
1 durch einen Zahlenwert dargestellt, der erhalten wurde, indem das Verhältnis der
magnetischen Sättigungsflußdichte nach der 7-tägigen Lagerung unter den oben beschriebenen
Umständen (Bm7) zu der anfänglichen magnetischen Flußdichte (BmO) von 1 subtrahiert
wurde, d.h., es wurde der Wert 1 - Bm7/BmO berechnet.
-
Tabelle 1 Elektromagnetische Eigenschaften Schichtaufbau Oberflächen-
Koerzitiv- Entmag- Lebensdauer Ausgangs- Rauschen der magnetischen rauhigkeit kraft
(Oe) netisierung im Stillstand signal (dB) Schicht der Basis (%) (min) (dB) (µm)
0.016 630 18 7 0 5 Dicke einer 2000 Å 0.012 610 20 7 3 7 einzigen 0.008 630 19 6
9 6 Schicht Dicke der oberen Schicht 1000 Å 0.016 800 10 15 13 3 Dicke der un- 0.012
820 8 35 19 2 teren Schicht 1000 Å 0.008 820 7 42 25 2 Dicke der oberen Schicht
800 Å 0.016 810 16 13 12 1.0 Dicke der unte- 0.012 820 9 30 17 1.0 ren Schicht 1200
Å 0.008 820 6 35 20 2.0 Dicke der oberen Schicht 600 Å 0.016 850 9 18 10 0.5 Dicken
der Zwi- 0.012 910 8 38 20 1.0 schenschicht 700 Å 0.008 930 6 45 22 0.5 Dicke der
unteren Schicht 700 Å
Wie man aus Tabelle 1 erkennen kann, sind
auf jedes Magnetband dünne magnetische Filme laminiert, die auf eine Basis aufgedampft
werden, wobei die Einfallswinkel der Co-Dampfströmungen kontinuierlich von einem
hohen Wert zu einem niedrigen Wert geändert werden; dadurch können ihre individuellen,
geneigten Säulenstrukturen in der gleichen Richtung orientiert werden; diese Magnetbänder
haben nicht nur gute magnetische Eigenschaften, sondern auch exzellente Wetterbeständigkeit,
Lebensdauer, ein gutes Ausgangssignal und eine hohes Verhältnis Signal/Rauschen,
und zwar im Vergleich mit einem Magnetband mit einem einzigen, dünnen magnetischen
Film. Insbesondere Magnetbänder mitMagnetfiirn, die : auf Kunststoffbasen mit Oberflächenrauhigkeiten
(ra) von 0,012 wm oder weniger aufgedampft worden sind, haben verbesserte Wetterbeständigkeit,
eine längere Lebensdauer und verbesserte Wiedergabe-Ausgangssignale.
-
BEISPIEL 2 Auf ähnliche Weise wie im Beispiel 1 wurden dünne magnetische
Filme aus einer Co/Ni-Legierung (Ni: 15 Gew.-%) auf einen 14 Am dicken Polyethylentephthalat-Film
unter Verwendung des Mechanismus der Aufdampfvorrichtung 20 durch Schrägaufdampfen
aufgebracht, um ein Magnetband herzustellen. Der Druck im Innern der Verdampfungskammer
wurde bei Einführung von Sauerstoff auf 1,4 x 10 4 Torr eingestellt; der maximale
Einfallswinkel 0marx betrug 850 und der minimale Einfallswinkel 0min betrug 600.
Die Gesamtdicke der magnetischm Filme wurde auf 1500 A eingesti1t. -Die Eigenschaften
der Magnetbänder, die sich im Schichtenaufbau und in der Oberflächenrauhigkeit des
Basismaterials unterschieden, sind in Fig 2 zusammengestellt. Aus Vergleichszwecken
wurden Eigenschaften von
Magnetbändern, die ohne Einführung von
Sauerstoffgas hergestellt wurden, ebenfalls in Tabelle 2 angegeben.
Tabelle
2 Elektromagnetische Schichtaufbau Sauerstoff- Oberflächen- Koerzitiv- Entmagne-
Lebensdauer Eigenschaften der magnetischen Atmosphäre Rauhigkeit Kraft tisierung
im Stillstand Ausgangs- Rauschen Schicht beim Auf- der Basis (Oe) (%) (min) signal
(dB) (dB) dampfen (µm) 0.017 870 25 5 10 7 Dicke einer vorhanden 0.012 900 24 8
8 5 einzigen Schicht 1500 Å 0.007 890 22 7 9 7 Dicke der oberen Schicht 750 Å 0.017
970 14 15 12 2.0 Dicke der nicht vorhanden 0.012 1020 6 40 24 0.5 magnetischen Al
200 Å Zwischenschicht 0.007 1040 4 45 25 0.5 Dicke der unteren Schicht 750 Å Dicke
der oberen Schicht 750 Å 0.017 960 12 12 13 1.5 Dicke der unte- vorhanden 0.012
1000 5 43 21 0.5 ren Schicht 750 Å 0.007 1040 4 47 25 0.5 Dicke der obe- 0.017 850
18 12 14 3 ren Schicht 750 Å 0.012 840 8 36 22 4 nicht vorhanden Dicke der unteren
Schicht 750 Å 0.007 870 7 38 23 4
Tabelle 2 zeigt eindeutig, daß
die Magnetbänder, bei denen Magnetfilme unter kontinuierlicher Änderung der Einfallswinkel
der Co /Ni-Dampf strömungen von einem hohen auf einen niedrigen Wert aufgedampft
und dadurch so laXiniert sind, daß ihre individuellen, geneigten Säulenstrukturen
in der gleichen Richtung geneigt werden können, nicht nur gute magnetische Eigenschaften
haben, sondern im Vergleich mit einem Magnetband mit einem einzigen, dünnen Magnetfilm
eine exzellente Wetterbeständigkeit, Lebensdauer, optimales Ausgangssignal und gutes
Verhältnis Signal/Rauschen zeigen. Insbesondere Magnetbänder mit einem Magnetfilm,
der auf einer Kunststoffbasis mit einer Oberflächenrauhigkeit (ra) von 0,012 ßm
oder weniger abgedampft worden ist, haben eine weiter verbesserte Wetterbeständigkeit,
Lebensdauer und Wiedergabe-Ausgangs-Signale.
-
BEISPIEL 3 Hierfür wurde ebenfalls der Mechanismus der Aufdampfvorrichtung
20 nach Fig. 3 verwendet. Magnetische, dünne Kobaltfilme wurden auf einen 20 m dicken
Polyethylen-Terephthalat-Film B mit dem Schrägdampfverfahren aufgedampft, wobei
der Film B längs der äußeren Umfangsfläche eines Kühlzylinders 23 transportiert
wurde, wodurch ein Magnetband gebildet wurde. Die Verdampfung wurde ausgeführt,
während der Druck im Innern der Vakuumkammer auf 1,5 x 10 -4 Torr gehalten wurde;
gleichzeitig wurde ein Gasgemisch aus Sauerstoff und Stickstoff (Strömungsgeschwindigkeit
= 2/1) durch eine entsprechende Öffnung für die Einführung von Gas zugesetzt. Die
Einfallswinkel wurden bei der Aufdampfung auf 8marx = 900 und emin = 400 eingestellt.
Die Gesamtdicke der aufgedampften, magnetischen Filme wurde bei 2000 Å gehalten.
Ein magnetischer
Film wurde durch geneigtes bzw. schräges Aufdampfen
von einer Verdampfungsquelle 21 gebildet. Der Basisfilm wurde in einer solchen Richtung
bewegt, daß sich der Einfallswinkel bei der Verdampfung kontinuierlich von 900 auf
400 änderte. Nach dem Aufwickeln des Films wurde ein zusätzlicher Schrägaufdampfvorgang
von einer anderen Verdampfungsquelle 22 durchgeführt, wobei die aufgewickelte Rolle
in der entgegengesetzten Richtung im Vergleich mit dem vorherigen Transport des
Basisfilms transportiert wurde. Dies führte zu der Bildung eines weiteren magnetischen
Films. Damit wurde ein Magnetband mit dem Schichtaufbau nach Fig. 2 erhalten. Die
elektromagnetischen Eigenschaften und die Lebensdauer im Stillstand des so erhaltenen
Magnetbandes wurden unter Verwendung eines VRS-Systems eines Videobandaufzeichnungsgerätes
bestimmt. Weiterhin wurden noch andere Magnetbänder auf die gleiche Weise wie oben
beschrieben, präpariert, nur mit dem Unterschied, daß der Schichtaufbau ihrer einzelnen
magnetischen Schichten und die Oberflächenrauhigkeiten der Basisfilme anders waren.
Die Koerzitivkräfte dieser Magnetbänder, ihre Entmagnetisierungsgrade, ihre Lebensdauer
beim Stillstand, ihr Video-Ausgangssignal bei 4 MHz, ihr Modulationsrauschen, das
bei unter Verwendung einer Modulationsfreguenz von 3 MHz aufgezeichneten 4 MHz Signalen
beobachtet wurde, und die Unterschiede zwischen den bei 4 MHz wiedergegebenen Videoausgangssignalen,
wenn die Laufrichtungen der einzelnen Bänder in Bezug auf den Magnetkopf unterschiedlich
waren, sind in Tabelle 3 zusammengestellt.
-
Tabelle 3 Elektromagnetische Schichtaufbau Oberflächen- Koerzitiv-
Entmagne- Lebensdauer Eigenschaften Ausgangsder magnetischen Rauhigkeit Kraft tisierung
im Stillstand Ausgangs- Rauschen differenz Schicht der Basis (Oe) (%) (min) signal
(dB) (dB) (db) auf-(µm) grund der Lauf-0.017 620 14 12 0 3 richtung 2.0 Dicke der
einzelnen 0.012 600 15 11 3 2 2.0 Schicht 2000 Å 0.008 620 14 13 7 3 2.5 Dicke der
oberen 0.017 820 8 21 13 1 1.0 Schicht 800 Å 0.012 800 7 30 16 0 0.5 Dicke der unteren
0.008 850 5 38 20 - 2 0.2 Schicht 1200 Å Dicke der oberen 0.017 800 7 23 12 1.5
1.2 Schicht 1000 Å 0.012 830 6 35 18 0.5 0.3 Dicke der unteren 0.008 850 6 41 21
- 2.5 0.2 Schicht 1000 Å Dicke der oberen 0.017 950 9 24 13 1.3 0.7 Schicht 600
Å Dicken der Zwischen- 700 Å 0.012 920 8 40 17 0 0.4 schicht Dicke der unteren 700
Å 0.008 950 6 45 21 - 3.0 0.2 Schicht
Wie man aus Tabelle 3 erkennen
kann, sind die Magnetbänder, bei denen dünne, magnetische Filme bei kontinuierlicher
Anderung der Einfallswinkel der Co-Dampfströmungen von einem hohen Wert auf einen
niedrigen Wert auf den Basisfilm aufgedampft wurden, so laminiert, daß die Neigungsrichtung
der Säulenstruktur in dem ersten aufgedampften Film und in dem zweiten aufgedampften
Film einander kreuzen; diese Magnetbänder zeigen nicht nur bessere magnetische Eigenschaften,
sondern auch exzellente Wetterbeständigkeit, Lebensdauer, ein gutes Ausgangssignal
und ein hohes Verhältnis Signal/ Rauschen. Außerdem ergibt sich eine Verbesserung
des Unterschiedes im Ausgangssignal, die dann auftritt, wenn die Laufrichtung umgekehrt
wird; dies muß im Vergleich mit einem Magnetband mit einem einzigen, dünnen, aufgedampften
magnetischen Film gesehen werden.
-
Insbesondere Magnetbänder, bei denen Magnetfilme auf Kunststoffbasen
mit einer Oberflächenrauhigkeit (ra) von 0,012 m oder weniger aufgedampft worden
sind, haben eine verbesserte Wetterbeständigkeit, eine längere Lebensdauer und ein
besseres Wiedergabeausgangssignal.
-
BEISPIEL 4 Auf ähnliche Weise wie im Beispiel 3 wurden dünne, magnetische
Filme aus einer Co/Cr-Legierung (Cr: 5 Gew.-%) auf einen 14 m dicken Polyethylenterephthalat
- Film unter Verwendung des Mechanismus der Aufdampfvorrichtung 20 durch Schrägbedampfen
aufgebracht, um ein Magband herzustellen. Der Druck im Innern der Aufdampfkammer
bei der Einführung von Sauerstoff wurde auf -4 1 x 10 4 Torr eingestellt; die Einfallswinkel
ob x max und Bmin wurden bei 900 bzw. 400 gehalten. Die Gesamt-Dicke der magnetischen
Filme wurde auf 1500 A einge-
stellt. Die Eigenschaften von Magnetbändern,
die sich im Schichtenaufbau und in der Oberflächenrauhigkeit das Basismaterials
unterschieden, sind in Tabelle 4 zusammengestellt.
-
Tabelle 4 Elektromagnetische Schichtaufbau Oberflächen- Koerzitiv-
Entmagne- Lebensdauer Eigenschaften Ausgangsder magnetischen Rauhigkeit Kraft tisierung
im Stillstand Ausgangs- Rauschen differenz Schicht der Basis (Oe) (%) (min) signal
(dB) (dB) (db) aufgrund der Laufrichtung 0.015 830 15 14 1 3 1.8 Dicke der 1500
Å 0.011 810 13 10 3 4 2.5 einzigen 0.008 830 16 15 5 2 1.5 Schicht Dicke der obe-
0.015 1120 7 23 14 - 1 0.5 ren Schicht 750 Å 0.011 1100 6 27 20 - 0.5 0.7 Dicke
der unte- 0.008 1150 6 39 22 - 2 0.2 ren Schicht 750 Å Dicke der obe- 0.015 1150
6 28 12 0 0.5 ren Schicht 550 Å 0.011 1120 5 25 19 - 0.5 0.2 Dicke der unte- 0.008
1140 6 40 22 - 3 0 ren Schicht 950 Å Dicke der obe- 0.015 1110 6 27 10 0 0.3 ren
Schicht 950 Å 0.011 1130 6 39 19 - 1.5 0 Dicke der unte- 0.008 1140 4 48 23 - 2.8
0.2 ren Schicht
Tabelle 4 zeigt eindeutig, daß bei einem Magnetband,
bei dem dünne, magnetische Filme unter kontinuierlicher Anderung der Einfallswinkel
der Co/Cr Gasströmungen von einem hohen Wert auf einen niedrigen Wert auf den Basisfilm
aufgedampft worden sind, so laminiert -sind, daß sich die Neigungsrichtung der Säulenstruktur
in dem ersten aufgedampf ten Film und die in dem zweiten aufgedampften Film kreuzen;
diese Magnetbänder zeigen nicht nur bessere magnetische Eigenschaften, sondern auch
eine exzellente Wetterbeständigkeit, Lebensdauer, ein gutes Ausgangssignal und ein
optimales Verhältnis Signal/Rauschen. Darüberhinaus haben diese Bänder einen verbesserten
Unterschied der Ausgangssignale, wie er dann auftritt, wenn die Laufrichtung umgekehrt
wird, und zwar im Vergleich mit einem Magnetband mit einem einzigen, dünnen, aufgedampften
magnetischen Film. InsbesondereMagnetbänder mit magnetischen Filmen, die auf Kunststoffbasen
mit Oberflächenrauhigkeit (ra) von 0,012 Fm oder weniger aufgedampft worden sind,
haben verbesserte Wetterbeständigkeit, Lebensdauer und Wergabe-Ausgangssignale.
-
BEISPIEL 5 Auf ähnliche Weise wie im Beispiel 4 wurden dünne, magnetische
Filme aus einer Co/Ni Legierung (Ni : 20 Gew.-%) auf einen 14 Fm dicken Polyamidfilm
unter Verwendung des Mechanismus der Aufdampfvorrichtung 20 durch Schrägbedampfen
aufgebracht, um ein Magnetband herzustellen. Der Druck im Innern der Auf dampfkammer
bei der Einführung des Sauerstoffs wurde auf 9 x 10 Torr gehalten; die Einfallswinkel
Gmax und imin betrugen 900 bzw. 500. Die Gesamtdicke der Magnetfilme wurde auf 1800
A eingestellt.
-
Die Eigenschaften der Magnetbänder, die sich im Schichtenaufbau und
in der Oberflächenrauhigkeit des Basismaterials
unterschieden,
sind in Tabelle 5 zusammengestellt.
-
Diese Eigenschaften wurden auf die gleiche Weise wie bei Beispiel
3 bestimmt.
-
Zu Vergleichszwecken sind in Tabelle 5 auch die Eigenschaften von
Magnetbändern angegeben, die ohne Einführung von Sauerstoffgas bei der Verdampfung
hergestellt wurden.
-
Tabelle 5 Elektromagnetische Schichtaufbau Sauerstoff- Oberflächen-
Koerzitiv- Entmagne- Lebensdauer Eigenschaften Ausgangsder magnetischen Atmosphäre
beim Rauhigkeit Kraft tisierung im Stillstand Ausgangs- Rauschen differenz Schicht
Aufdampfen der Basis (Oe) (%) (min) signal (dB) (dB) (db) auf-(µm) grund der Laufrichtung
0.017 890 14 10 2 4 2.0 Dicke der einzigen Schicht 1800 Å vorhanden 0.011 870 12
9 3 3 2.5 0.007 900 11 10 3 4 1.5 Dicke der obe- 0.017 1100 5 21 10 0 0.5 ren Schicht
900 Å Dicke der un- vorhanden 0.011 1120 4 25 17 - 0.5 1.0 teren Schicht 900 Å 0.007
1150 4 35 23 - 1.5 0.5 Dicke der oberen Schicht 800 Å 0.017 1020 4 23 12 - 0.5 0.5
vorhanden 0.011 1080 5 28 19 - 1.5 0.5 Dicke der un -teren Schicht 1000 Å 0.007
1100 4 42 23 - 2.5 0.3 Dicke der oberen Schicht 900 Å 0.017 1150 4 28 9 - 1.8 1.0
Dicke der Cr Zwischen- 200 Å vorhanden 0.011 1160 3 38 21 - 2.0 0.5 schicht Dicke
der un- 900 Å 0.007 1170 2 50 24 - 3.0 0 ren Schicht Dicke der obe- 0.017 630 19
11 7 5 1.0 ren Schicht 900 Å nicht vorhanden 0.011 660 10 35 16 7 0.6 Dicke der
un- 0.007 660 8 40 18 6 0.5 teren Schicht 900 Å
Wie man aus Ta
belle 5 erkennen kann, ist jedes der Magnetbänder , bei dem dünne, magnetische Filme
unter kontinuierlicher Änderung der Einfallswinkel der Co/Ni-Dampf ströme von einem
hohen Wert auf einen niedrigen Wert auf den Basisfilm aufgedampft wurden, so laminiert,
daß die Neigungsrichtung der Säulenstruktur in dem ersten. aufgedampften Film und
in dem zweiten aufgedampften Film einander kreuzen; diese Magnetbänder zeigen nicht
nur bessere magnetische Eigenschaften, sondern auch eine exzellente Wetterbeständigkeit,
eine lange Lebensdauer, ein gutes Ausgangssignal und ein optimales Verhältnis Signal/Rauschen.
Darüberhinaus haben diese Bänder einen verbesserten Unterschied im Ausgangssignal,
wie er dann auftritt, wenn die Laufrichtung umgekehrt wird, und zwar im Vergleich
mit einem Magnetband mit einem einzigen, dünnen, aufgedampften magnetischen Film.
Insbesondere Magnetbänder mit Magnetfilmen, die auf Kunststoffbasen mit einer Oberflächenrauhigkeit
(ra) von 0,012 rm oder weniger aufgedampft worden sind, haben eine verbesserte Wetterbeständigkeit,
eine längere Lebensdauer und gute Wiedergabe-Ausgangssignale.
-
Aus dem obigen ergeben sich also die exzellenten magnetischen Eigenschaften,
die hohe Wetterbeständigkeit und die lange Lebensdauer eines magnetischen Aufzeichnungsmediums,
das mit wenigstens zwei dünnen, aufgedampften magnetischen Filmen versehen worden
ist; diese Filme werden ausgebildet, indem der Einfallswinkel einer Dampfströmung
auf ein bewegliches Basismaterial kontinuierlich von einem hohen Wert zu einem niedrigen
Wert geändert wird. Weiterhin kann ein solches Magnetband ein hohes Wiedergabe-Ausgangssignal
und ein niedriges Modulationsrauschen liefern.
-
Eine besonders gute Wetterbeständigkeit und Lebensdauer hat ein Magnetband,
bei dem die oben beschriebenen, laminierten magnetischen, dünnen Filme auf eine
Kunststoff-Basis mit einer Oberflächenrauhigkeit (ra) von 0,012 rm oder weniger
aufgebracht worden sind. Dieses Magnetband liefert ein noch höheres Wiedergabe-
Ausgangssignal und ein noch geringeres. Modulationsrauschen. Dementsprechend sind
die Magnetbänder, die entsprechend den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
präpariert worden sind, sehr geeignet unter dem Gesichtspunkt, die durch ein Aufdampfverfahren
hergestellten Magnetbänder in der Praxis einzusetzen.
-
Leerseite