JPH103660A - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ベースフィルムが６μｍ以下と薄い場合であ
っても、ベースフィルムを熱輻射により変形させること
なく蒸着を行うことを可能とする製造方法の提供。 【解決手段】 強磁性材料蒸発源であるルツボ７は冷却
キャンロール３の下方に配置され、その水平方向（ｘ）
の位置は、ルツボ７の蒸発面の中心に立てた法線が円筒
状キャンの回転軸と一致する位置（−１）から、この法
線がベースフィルム搬入側において円筒状キャンの接線
となる位置（１）まで可変である。チャンバ２内を所定
の真空雰囲気とした後に、巻き出しロール５からベース
フィルム４を冷却キャンロール３上へと走行させる。ｘ
方向に沿ったルツボ７の位置と、冷却キャンロール３の
温度ｔ（℃）とに応じて、電子銃８からルツボ７内のコ
バルトへと照射される電子ビームのパワーを３ａ≧Ｐ≧
ａ（但しａ＝50−ｔｘ／２）に従って制御する。

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の製造
方法に関し、より詳しくは薄いベースフィルムに対して
強磁性薄膜を蒸着するに適した、磁気記録媒体の新規な
製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】強磁性材料蒸発源に対して電子ビームを
照射、加熱することにより、円筒状キャン上を搬送され
るベースフィルムに対して金属薄膜を成膜させて製造さ
れる、蒸着型の磁気記録媒体は、磁性体充填率が高いた
め塗布型の磁気記録媒体等と比べて薄膜で飽和磁化や保
磁力が大きく、高密度記録に適したものとして種々の応
用分野において利用されている。こうした蒸着型の磁気
記録媒体、例えばビデオテープや８ミリビデオテープの
製造技術に関しては、特性の改善を目指して数多くの改
良が提案されている。一例として、特公昭41−19389号
公報は、いわゆる斜め蒸着の技術を用いることにより斜
方コラム構造を有する磁性層を得、これによって保磁力
を大きくとり、出力を向上させることを開示している。
また特公昭60−10370号公報は、強磁性材料蒸発源の蒸
発面の中心を円筒状キャンの回転軸からベースフィルム
搬入側へとずらすことにより、得られる磁性膜の抗磁力
を高めることを開示している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、磁気記録媒
体のベースフィルムとしては、ポリエチレンテレフタレ
ート等のプラスチックの如き非磁性支持体が用いられ
る。その厚みは例えばＶＨＳ型のビデオテープでは16μ
ｍ程度、８ｍｍビデオテープでは９μｍ程度、デジタル
ビデオカセット（ＤＶＣ）では6.3μｍ程度であるが、
高密度記録の要請に伴う小型化、長尺化につれて、磁気
記録媒体、従ってベースフィルムの厚みはどんどん薄く
なる傾向にある。こうした場合に上記のような従来技術
をそのまま適用すると、ベースフィルムが強磁性材料蒸
発源からの熱輻射により損傷するといった問題がある。
特に、近時は６μｍ以下という極めて薄いベースフィル
ムの使用が検討されているが、これらの場合にはこうし
た問題は特に大きい。即ち熱負けによってベースフィル
ムが変形し、結果的に得られる磁気記録媒体におけるエ
ンベロープ波形の劣化や走行不良を生ずるからである。

【０００４】上述した特公昭60−10370号公報には、ペ
ースフィルムが熱輻射により損傷を受けない範囲で強磁
性材料蒸発源と円筒状キャンの距離を小さくし、円筒状
キャン回転軸からの蒸発面中心のずらしを大きくするこ
とが好ましいとの記載がある。しかしながらこれはベー
スフィルムの厚みによって生ずる相違については考慮し
ておらず、またこうした距離と他のパラメータとの関係
について考慮したものでもない。これは単に従来のベー
スフィルムについて、熱負けしない範囲で円筒状キャン
と蒸発源とを近づけるという常識的な事項について教示
するのみであって、ベースフィルムの薄膜化への対処に
ついてはさらなる考慮が必要である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明により提供される
磁気記録媒体の製造方法においては、従来法と同様にし
て、真空雰囲気中で円筒状キャンを介して搬送されるベ
ースフィルム上に、強磁性材料蒸発源の電子ビーム走査
加熱を通じて強磁性金属薄膜層を蒸着させる。しかしな
がら本発明においては、電子ビームのパワー、即ち電子
ビームを照射する電子銃のパワーは、円筒状キャンに対
する強磁性材料蒸発源の位置と、円筒状キャンの温度と
に応じて制御される。このように電子銃のパワーを円筒
状キャンの温度及び強磁性材料蒸発源の位置に応じて制
御することにより、ベースフィルムの損傷を回避しつ
つ、最適な蒸着を行うことが可能となる。

【０００６】特に本発明の製造方法は、前述したように
ベースフィルムが薄膜化され、厚みが６μｍ以下となる
ような場合に極めて有効である。こうした場合に電子ビ
ームのパワー、即ち電子銃の出力Ｐ（kW）は、３ａ≧Ｐ
≧ａという範囲内で選ばれる。但しこの場合に、ａ＝50
−ｔｘ／２、ｔは円筒状キャンの温度（℃）、ｘは強磁
性材料蒸発源の蒸発面の中心に立てた法線が円筒状キャ
ンの回転軸と一致する位置を−１、ベースフィルム搬入
側において円筒状キャンの接線となる位置を１とする数
である。このような範囲内において成膜を行うならば、
ベースフィルムの薄膜化に良好に対処することができ、
かくして高密度化の要請に好ましく対応することができ
る。換言すれば、この範囲は、所与のキャンロール温度
と、一般にはルツボである強磁性材料蒸発源の所与の位
置とに対して、ベースフィルムの望ましくない変形なし
に良好な成膜を行うことのできる電子ビームパワーを容
易に得ることを可能にするものである。

【０００７】また本発明の別の側面によれば、強磁性材
料蒸発源の位置は、−１≦ｘ≦１の範囲内で可変であ
る。この位置は成膜される強磁性薄膜の特性に影響を及
ぼすものであるが、上記した所定の関係を満たす範囲内
においてこれを変化させ調節して、ベースフィルムの薄
膜化に対処しつつ、より磁気特性に優れた膜を得るため
の試みを行うことができる。

【０００８】本発明の磁気記録媒体の製造方法におい
て、ベースフィルムとしてはポリエチレンテレフタレー
トが好ましい。しかし他にも、ポリエチレンナフタレー
トのようなポリエステル；ポリエチレン、ポリプロピレ
ン等のポリオレフィン; セルローストリアセテート、セ
ルロースジアセテート等のセルロース誘導体；ポリカー
ボネート；ポリ塩化ビニル；ポリイミド；芳香族ポリア
ミド等のプラスチック等を使用できる。これらの支持体
の厚みは一般には50μｍ程度までであり得るが、本発明
においては特に、６μｍ以下のものの使用が実用的なも
のとなる。特に2.5〜６μｍ程度の厚みのポリエチレン
テレフタレートやポリエチレンナフタレート等を使用す
ることができる。

【０００９】また本発明において磁性金属薄膜層を形成
するのに用いられる磁性材料としては、通常の金属薄膜
型の磁気記録媒体の製造に用いられる強磁性金属材料が
挙げられる。例えばCo、Ni、Fe等の強磁性金属、或いは
Fe−Co、Fe−Ni、Co−Ni、Fe−Co−Ni、Fe−Cu、Co−C
u、Co−Au、Co−Ｙ、Co−La、Co−Pr、Co−Gd、Co−S
m、Co−Pt、Ni−Cu、Mn−Bi、Mn−Sb、Mn−Al、Fe−C
r、Co−Cr、Ni−Cr、Fe−Co−Cr、Ni−Co−Cr等の強磁
性合金などである。特に、鉄、コバルト、ニッケルを主
体とする強磁性合金及びこれらの窒化物、炭化物から選
ばれる少なくとも１種が好ましい。また蒸着により磁性
層を形成する際に酸化性ガスを導入し、磁性層表面に酸
化物を形成することにより耐久性の向上を図ることがで
きる。磁性層は単層構造でも、多層構造でも構わない。
高周波記録に対応するためには多層とするのが良く、実
用的な範囲としては２〜３層が適当である。磁性層の厚
みは1000〜3000Å程度であり、二層の場合は下層が200
〜2000Å程度で上層が100〜1000Å程度が好ましく、三
層の場合は下層が200〜2000Å程度、中間層が200〜1000
Å程度、上層が100〜1000Å程度が好ましい。

【００１０】また磁気記録媒体の耐食性、耐久性といっ
た特性を向上させる目的で、本発明に従って磁性層を成
膜した後、その上に高硬度薄膜の保護層を設けることが
できる。こうした保護層は非磁性材料からなり、例えば
ダイヤモンドライクカーボンや、炭化ホウ素、炭化ケイ
素、窒化ホウ素、窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸化アルミ
ニウムなどの種々の炭化物、窒化物、酸化物から構成さ
れ、ＣＶＤ法やＰＶＤ法によって成膜される。さらに、
例えばフッ素系潤滑剤を大気中で塗布し、或いは真空中
で磁性層上に噴霧することにより、適当な潤滑剤からな
る潤滑層を５〜50Å程度の厚みで形成できる。磁性層と
反対の面にはベースフィルム上にバックコート層を備え
ることができ、これは常法により、例えばカーボンブラ
ックを含むバックコート塗料を塗布して形成してもよい
し、真空中で金属又は半金属を付着させることにより形
成することもできる。その厚みは塗布の場合には0.1〜
1.0μm程度、蒸着の場合には0.05〜1.0μm程度である。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の磁気記録媒体の
製造方法の実施に適した蒸着装置１の一例を示してい
る。これは図示しない真空源、例えば真空ポンプに接続
された真空チャンバ２と、真空チャンバ２内に設けられ
た円筒状キャン、即ち冷却キャンロール３と、この冷却
キャンロール３上でＰＥＴフィルムなどのベースフィル
ム４を走行させるための巻き出しロール５及び巻き取り
ロール６を含んでいる。冷却キャンロール３の下方に
は、蒸発源としてルツボ７が配置されており、このルツ
ボ７内には強磁性材料、例えばコバルトが収容される。
真空チャンバ２には電子銃８が配置されており、ルツボ
７に向けて電子ビームを照射し、ルツボ７内のコバルト
を蒸発させるようになっている。ルツボ７と冷却キャン
ロール３の間には、電子ビームにより蒸発されルツボ７
から冷却キャンロール３へと向かう強磁性材料の蒸気の
入射範囲を斜め方向に限定するための遮蔽板９が配置さ
れている。また冷却キャンロール３と遮蔽板９との間に
は酸素ガスを供給するためのノズル10が配置されてい
る。

【００１２】本発明によれば、強磁性材料蒸発源である
ルツボ７は冷却キャンロール３の下方に配置され、その
水平方向（ｘ）の位置は、ルツボ７の蒸発面の中心に立
てた法線が円筒状キャンの回転軸と一致する位置（−
１）から、この法線がベースフィルム搬入側において円
筒状キャンの接線となる位置（１）（ルツボを７′で示
す）まで可変とされている。これを可変とする機構は、
いかなる公知のものを用いることもできる。なお冷却キ
ャンロール３の最下端とルツボ７の間の距離は、一般に
冷却キャンロール３の半径以下である。図示の例ではこ
の距離は、冷却キャンロール３の半径と等しくされてい
る。

【００１３】この蒸着装置１を用いて本発明により磁気
記録媒体を製造するには、真空源によりチャンバ２内を
所定の真空雰囲気とした後に、巻き出しロール５からベ
ースフィルム４を冷却キャンロール３上へと走行させ
る。冷却キャンロール３は一般に、冷却チラーによって
−30℃程度まで冷却される。ルツボ７が例えば図１でｘ
＝０の位置にある場合、この位置と、冷却キャンロール
３の温度ｔ（℃）とに応じて、電子銃８からルツボ７内
のコバルトへと照射される電子ビームのパワーを制御す
る。前述の式に従えば、ｘ＝０の場合について、パワー
Ｐは150≧Ｐ≧50（kW）の範囲内となる。このようにし
て電子ビーム照射により融解蒸発を行うことにより、ベ
ースフィルム４に対して斜め蒸着を行うが、これは例え
ばノズル10から供給される酸素の存在下に行われる。こ
うして得られた処理フィルムは巻き取りロール６上に巻
き取られる。２層以上の成膜を行う場合には、こうして
巻き取られた処理フィルムを巻き出しロール５上に巻き
戻した後、再度図１の装置を用いて蒸着処理する操作を
磁性層の数だけ繰り返す。所要数の磁性層が成膜された
後、必要に応じて、磁性層の上部に保護層（例えばダイ
ヤモンドライクカーボン、SiO₂などの高硬度薄膜）を設
ける。そして最上層に、例えば前述したようにフッ素系
潤滑剤を大気中で塗布し、或いは真空中で磁性層上に噴
霧することによって潤滑層を形成する。また磁性層の形
成に先立って、或いはその後に、磁性層と反対側のベー
スフィルム４上にバックコート層を形成する。これも前
述のように、例えばカーボンブラックを含むバックコー
ト塗料を塗布して形成してもよいし、真空中で金属又は
半金属を付着させることにより形成することもできる。
必要な層の成膜が完了した後、一般的な方法によってス
リッティング、巻き込み、カセット組み込みなどが行わ
れ、例えば８ミリビデオテープとして製品化される。

【００１４】

【実施例】

実施例１〜５ 図１の装置を用い、ルツボ７内にコバルト100％からな
る強磁性材料を入れた。真空チャンバ内を10^-6Torrまで
排気してから、電子銃８によりルツボ７内のコバルト金
属に電子ビームを照射し、蒸着雰囲気とした。ルツボ７
のｘ方向における位置、冷却キャンロール３の温度ｔ
（℃）、及び電子銃８のパワー（kW）は、以下の表１に
示す通りである。ベースフィルム４として、表１に示す
厚み（μｍ）のＰＥＴフィルムを40（ｍ／分）の速度で
走行させ、斜め蒸着により磁性層を成膜した。次いで磁
性層と反対側において、ＰＥＴフィルム上にカーボンブ
ラックとバインダー樹脂を含有するバックコート用の塗
料を塗布して厚さ0.5μｍのバックコート層を形成し
た。また磁性層上には、マイクロ波プラズマＣＶＤ法に
よってダイヤモンドライクカーボンからなる保護層を成
膜し、さらにパーフルオロポリエーテルからなる潤滑剤
をコーティングして潤滑層を形成した。得られたものを
８mm幅に裁断し、カセットに装填して８ミリビデオカセ
ットを作製した。

【００１５】比較例１〜２ 実施例に関して説明したのと同様の条件を用いたが、ル
ツボ７のｘ方向における位置、冷却キャンロール３の温
度ｔ（℃）、電子銃８のパワー（kW）及びＰＥＴフィル
ムの厚み（μｍ）は、表１に示す数値に変更した。

【００１６】実施例及び比較例で得られた磁気テープに
ついて、市販の８mmＶＴＲ装置を改造した装置を用いて
出力波形のエンベロープ特性を測定した。この場合、図
２(a)に示すようなエンベロープ特性が得られるのが理
想的であるが、実際には図２(b)に示すように、ヘッド
タッチの不良等の原因によって波形に欠けが生じてしま
う。ここでは、測定時に前欠け又は後欠けのうち欠け率
の高い方を100％から減算して欠け率とした。例えば高
い方の欠け率が５％の場合、エンベロープは95％という
ことになる。結果を表１に併せて示す。

【００１７】またこれらのテープについて、摩擦係数に
よって走行性を評価した。摩擦係数は次のようにして測
定する。即ち温度20℃、湿度50％において、直径２mm、
表面粗さ0.2ＳのＳＵＳ製のピンに磁気テープを90゜だ
け巻き付けた状態で、巻き出し側からテンション0.1
Ｎ、14.3mm/sの速度でテープを送り出す。巻き取り側に
おいてもテンションを測定し、巻き出し側のテンション
（0.1Ｎ）との差から摩擦ピンによるロス分をオイラー
の式により計算して、磁気テープの摩擦係数を求めるも
のである。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【発明の効果】以上の実施例からも明らかなように、本
発明の製造方法によれば、ベースフィルムの厚みが薄い
場合であっても、電子ビームのパワーを最適な値に制御
することができ、かくしてベースフィルムの熱負けに起
因する不具合のない磁気記録媒体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法を実施することのできる装置
の一例を示す概略的な説明図である。

【図２】本発明の実施例及び比較例におけるエンベロー
プの測定方法を説明するための概略図である。

【符号の説明】

１ 蒸着装置 ２ 真空チャンバ ３ 冷却キャンロール ４ ベースフィルム ５ 巻き出しロール ６ 巻き取りロール ７、７′ ルツボ ８ 電子銃 ９ 遮蔽板 10 ノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 修 栃木県芳賀郡市貝町赤羽2606 花王株式会 社研究所内 (72)発明者 遠藤 克巳 栃木県芳賀郡市貝町赤羽2606 花王株式会 社研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空雰囲気中で円筒状キャンを介して搬
   送されるベースフィルム上に、強磁性材料蒸発源の電子
   ビーム走査加熱を通じて強磁性金属薄膜層を蒸着させる
   ことからなる磁気記録媒体の製造方法において、 前記円筒状キャンに対する前記強磁性材料蒸発源の位置
   及び前記円筒状キャンの温度に応じて、前記電子ビーム
   のパワーを制御することを特徴とする、磁気記録媒体の
   製造方法。
2. 【請求項２】 前記ベースフィルムの厚みが６μｍ以下
   であり、前記電子ビームのパワーＰ（kW）が３ａ≧Ｐ≧
   ａ（但しａ＝50−ｔｘ／２、ｔは円筒状キャンの温度
   （℃）、ｘは強磁性材料蒸発源の蒸発面の中心に立てた
   法線が円筒状キャンの回転軸と一致する位置を−１、ベ
   ースフィルム搬入側において円筒状キャンの接線となる
   位置を１とする数）で与えられる、請求項１の磁気記録
   媒体の製造方法。
3. 【請求項３】 前記強磁性材料蒸発源の位置が、−１≦
   ｘ≦１の範囲内で可変である、請求項２の磁気記録媒体
   の製造方法。