JPH0798832A

JPH0798832A - 磁気記録媒体、その製造方法及び製造装置

Info

Publication number: JPH0798832A
Application number: JP24468393A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Kitaori; 典之北折; Osamu Yoshida; 修吉田; Hirohide Mizunoya; 博英水野谷; Akira Shiga; 章志賀
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1993-09-30
Filing date: 1993-09-30
Publication date: 1995-04-11

Abstract

(57)【要約】【構成】非磁性支持体上に形成された磁性層のコラム
構造の太さが、前記非磁性支持体の長手平面に垂直な方
向において、非磁性支持体から離れるにつれて徐々に細
くなる磁気記録媒体。かかる磁気記録媒体は真空チャン
バ１中で非磁性支持体４を、該非磁性支持体４上に磁性
層を形成するのに充分な量の金属粒子が付着し得る一定
の長さの蒸着領域内を走行させ、且つ、該蒸着領域で非
磁性支持体に付着する金属粒子の量が徐々に減少するよ
う、非磁性支持体４に対する蒸着源であるるつぼ６の位
置と防着板７の位置を制御することにより製造される。【効果】低周波出力と高周波出力の両方が向上した磁
気記録媒体が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁性層が特定のコラム
構造を有する金属薄膜型の磁気記録媒体、その製造装置
及び製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気記録媒体には、非磁性支持体である
フィルム上に磁性粉をバインダーに分散させた磁性塗料
を塗布してなるいわゆる塗布型の磁気記録媒体と、フィ
ルム上に真空中で金属を蒸着、スパッタ等により付着さ
せてなるバインダーを全く含まない、いわゆる金属薄膜
型の磁気記録媒体とがある。金属薄膜型の磁気記録媒体
は、磁性層にバインダーを含まないことから磁性材料の
密度を高められるため、高密度記録に有望であるとされ
ている。

【０００３】今日市販されている金属薄膜型の磁気記録
媒体は、図３に示すような装置により製造されている。
磁性層は、フィルム上に、真空蒸着法等を用いて、磁性
金属を1000〜2000Å程度の厚さとなるように付着させて
いる。

【０００４】一般に、蒸着により金属を蒸発させた場
合、蒸発粒子の分布は電子ビームが当たっている部分を
中心（最大値）とするガウス分布を形成する。従って、
図３のような装置では蒸発粒子の少ない領域からコラム
が成長を始めるため、磁性層のコラム構造は、図４に示
すようにフィルム近傍では細くなり、フィルムから離れ
るにつれて太くなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このようなコラム構造
を有する従来の金属薄膜型の磁気記録媒体では低域での
出力が低くなり、特にビデオテープでは色彩が充分鮮明
に表れない場合もあり、更に低周波出力を向上させるこ
とが望まれている。また、低周波出力と共に、更に高周
波出力を向上させることも望まれている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決すべく鋭意研究した結果、磁性層のコラム構造の太
さが非磁性支持体から離れるにつれて徐々に細くなるよ
うな磁気記録媒体が、低周波出力と高周波出力の両方を
向上できることを見出し、また、このような磁気記録媒
体は特定の製造装置により製造できることを見出し、本
発明を完成するに至った。

【０００７】〔本発明の磁気記録媒体〕すなわち本発明
は、非磁性支持体と該非磁性支持体上に形成された磁性
層を有し、該磁性層のコラム構造の太さが、前記非磁性
支持体の長手平面に垂直な方向において、前記非磁性支
持体から離れるにつれて徐々に細くなることを特徴とす
る磁気記録媒体を提供するものである。

【０００８】本発明の磁気記録媒体のコラム構造のモデ
ルを図２に示す。非磁性支持体に付着する金属粒子の量
は、非磁性支持体の表面から徐々に減少し、結果とし
て、図２に示すように、非磁性支持体の長手平面に垂直
な方向において、非磁性支持体から離れるにつれて徐々
に細くなる。

【０００９】コラム構造の太さの変化は特に限定しない
が、例えば最も太い部分の太さ（Ａ）に対する最も細い
部分の太さ（Ｂ）の比が、Ａ：Ｂ＝10：１〜10：３の範
囲にあれば充分である。

【００１０】本発明の磁気記録媒体の製造方法におい
て、磁性層を形成す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、例えばCo, Ni, Fe等の強磁性金属、また、
Fe−Co、Fe−Ni、Co−Ni、Fe−Co−Ni、Fe−Fh、Fe−C
u、Co−Cu、Co−Au、Co−Y 、Co−La、Co−Pr、Co−G
d、Co−Sm、Co−Pt、Ni−Cu、Mn−Bi、Mn−Sb、Mn−A
l、Fe−Cr、Co−Cr、Ni−Cr、Fe−Co−Cr、Ni−Co−Cr
等の強磁性合金が挙げられる。磁性層としては鉄の薄膜
或いは鉄を主体とする強磁性合金の薄膜が好ましく、特
に、鉄、鉄を主体とする強磁性合金及びこれらの窒化物
もしくは炭化物から選ばれる少なくとも１種が好まし
い。

【００１１】高密度記録のためには磁気記録媒体の磁性
層は、斜め蒸着により基材上に形成することが好まし
い。斜め蒸着の方法は特に限定されず、従来公知の方法
に準ずる。蒸着の際の真空度は10^-4〜10^-7Torr程度であ
る。蒸着による磁性層は単層構造でも多層構造の何れで
も良く、特に、酸化性ガスを導入して磁性層表面に酸化
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。また、磁性層表面を酸化することにより、磁気分
散され、保磁力が向上し、高域特性が改善される。

【００１２】なお、本発明においては、磁性層は一層或
いは多層とすることができるが、少なくとも一層は前記
のような特定のコラム構造を有する磁性層である必要が
あり、そのようなコラム構造を有する磁性層は非磁性支
持体から最も遠い磁性層とするのが好ましい。もちろ
ん、多層構造の磁性層が全て特定のコラム構造を有する
磁性層であってもよい。

【００１３】蒸着で多層の磁性層を形成する場合、磁性
層の厚さは、二層の場合、下層の磁性層の厚さが 100〜
2000Å、上層の磁性層の厚さが50〜1000Åが好ましく、
三層の場合、下層の磁性層の厚さが100 〜2000Å、中間
の磁性層の厚さが 100〜1000Å、上層の磁性層の厚さが
50〜1000Åが好ましい。また、磁性層の数は高周波記録
に対応するには、多い方が良いが、実用的な範囲として
は二〜五層が適当と考えられる。

【００１４】本発明の磁気記録媒体は必要に応じてトッ
プコート層やバックコート層が形成される。トップコー
ト層は限定しないが、パーフルオロポリエーテル等の弗
素系潤滑剤により形成されるのが好ましい。トップコー
ト層の厚さは50〜200 Å程度である。また、バックコー
ト層は、カーボンブラック等をバインダーに分散させた
塗料を塗布して形成したり、或いは金属や半金属を蒸着
して形成することができる。蒸着させる金属としては、
Al，Cu，Zn，Sn，Ni，Agなど及びこれらの合金が用いら
れる。但し、価格、付着速度、酸化後の安定性の点か
ら、Al，Cuが最適であり、特にAlが好ましい。また、バ
ックコート層を形成する半金属としては、Si，Ge，As，
Sc，Sbなどが用いられる。特に、価格、付着速度等の点
から、Siが最適である。塗布により形成されるバックコ
ート層の乾燥後の厚さは 0.4〜1.0μm 程度、金属又は
半金属より形成されるバックコート層の厚さは、0.05〜
1.0μm 程度である。

【００１５】なお、本発明の磁気記録媒体の製造方法に
おいて、非磁性支持体としては、ポリエチレンテレフタ
レート、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
ク等が使用される。これらの非磁性支持体の厚さは３〜
50μm 程度である。

【００１６】〔本発明の製造装置〕また、本発明は、チ
ャンバと、該チャンバを真空に保つ真空手段を含み、該
チャンバが、非磁性支持体を搬送する円筒キャンと、該
円筒キャンの下方に配設され、前記円筒キャン上を搬送
される非磁性支持体上に金属粒子を付着する蒸着手段
と、蒸着領域を規制する防着板と、蒸着中又は蒸着後に
酸化性ガスを導入する酸化性ガス導入手段を有する磁気
記録媒体の製造装置において、前記蒸着手段から蒸発さ
れる金属粒子の分布がガウス分布を有し、且つ該ガウス
分布の最大分布領域の中心から延長した垂線が前記キャ
ンと交差又は接しない位置に前記蒸着手段が配設され、
前記防着板が、前記蒸着手段から蒸発される金属粒子の
前記キャンに対する最小入射角(θ_min) が20〜50°とな
るよう蒸着領域を規制する位置に配設されることを特徴
とする磁気記録媒体の製造装置を提供するものである。

【００１７】本発明の製造装置の一例を図１に示すが、
本発明の製造装置の特徴は、蒸着領域において、非磁性
支持体に付着する金属粒子の量が徐々に減少するよう、
蒸着手段の位置を制御して配置し、且つ防着板が金属粒
子のキャンに対する最小入射角(θ_min)を制御するよう
に配置したことである。

【００１８】前述のように従来の装置では、蒸着手段か
ら蒸発される金属粒子のガウス分布において、金属粒子
の少ない領域からコラムが成長を始めるため、磁性層の
コラム構造はフィルムに近づくにつれて細くなるが、本
発明の装置では、非磁性支持体は金属粒子の多い領域か
ら徐々に少ない領域に移行してコラムの成長が始まる。
従って、前記したようなコラム構造が非磁性支持体から
離れるにつれて徐々に細くなるような磁性層が形成され
る。

【００１９】本発明において、蒸着手段から発生する金
属粒子の最大分布領域の中心とは、ガウス分布曲線にお
ける最大値をいう。

【００２０】また、防着板が、前記蒸着手段から蒸発さ
れる金属粒子の前記キャンに対する最小入射角(θ_min)
が20〜50°となるよう蒸着領域を規制する位置に配設さ
れるのは、磁気特性を保ちながら蒸着効率を良くするた
めである。

【００２１】また、本発明の製造装置は、蒸着中又は蒸
着後に、酸素、空気、オゾン等の酸化性ガスを導入する
酸化性ガス導入手段を有する。酸化性ガス導入手段は何
れも酸化性ガス導入管や適当な開口等からなる。

【００２２】また、本発明の製造装置は、必要に応じて
搬送ローラー等を有するが、蒸着手段と防着板は上記で
規定する位置に配設される必要がある。

【００２３】通常、蒸着手段は、円筒キャンに対して開
口している金属材料の収容容器と、該収容容器中の金属
材料に電子ビームを照射するための電子ビーム発生装置
を含んでいる。

【００２４】なお、本発明の製造装置において、円筒キ
ャンは、通常は冷却機能を備えた冷却キャンである。

【００２５】〔本発明の製造方法〕更に、本発明は、真
空中で非磁性支持体を走行させ、蒸着により該非磁性支
持体上に金属粒子を付着させて少なくとも一層の磁性層
を形成する磁気記録媒体の製造方法において、非磁性支
持体を、磁性層を形成するのに充分な量の金属粒子が付
着し得る一定の長さの蒸着領域内を走行させ、且つ、該
蒸着領域において非磁性支持体に付着する金属粒子の量
が徐々に減少するよう、非磁性支持体に対する蒸着源の
位置と非磁性支持体に対する金属粒子の最小入射角(θ
_min) を制御して、非磁性支持体の長手平面に垂直な方
向において、磁性層のコラム構造の太さが前記非磁性支
持体から離れるにつれて徐々に細くなることを特徴とす
る磁気記録媒体を製造する方法を提供するものである。

【００２６】本発明の製造方法によれば、前記したよう
な磁性層が特定のコラム構造を有する本発明の磁気記録
媒体を製造できる。磁性層を形成する際の真空度や磁性
層の厚さは等は、前記した本発明の磁気記録媒体に準ず
る。また、磁性層を形成する工程以外の工程は、通常の
金属薄膜型の磁気記録媒体の製造方法に準ずる。

【００２７】

【実施例】以下実施例にて本発明を説明するが、本発明
はこれらの実施例に限定されるものではない。

【００２８】実施例１図１の真空蒸着装置について説明する。真空容器１は、
図示しない真空手段により真空状態とされる。真空容器
１内には、巻出しロール２と巻取りロール３とが設けら
れ、巻出しロール２から巻出されて巻取りロール４に巻
取られる間で、非磁性支持体４はキャン５の下側面に巻
掛けられて走行するようになっている。キャン５の下方
にはＭｇＯ製のるつぼ６が置かれ、この中に磁性金属と
してCo−Ni（80％−20％）合金が入れられている。ここ
で、るつぼ６とキャン５との間に非磁性支持体４への蒸
着範囲を規制するための防着板７が、最小入射角θ_min
が25°となる位置に設置されている。また、るつぼ６中
のCo−Ni合金に電子ビーム銃８から電子ビームを湾曲さ
せて照射し、これにより加熱してCo−Ni合金を蒸発させ
るようになっている。ここで、るつぼ６は、蒸発金属の
最大分布領域の中心（一般的には電子ビームを照射して
いる中心）から延長した垂線Ｐがキャン５と接しない位
置（図１においては、図面右側）に配置されている。そ
して、真空容器１外部から内部へ導いた酸素導入管９の
先端部を遮蔽板７の上部に蒸着面を臨むように配置して
ある。酸素導入量は図示しない流量制御弁により調整可
能である。

【００２９】非磁性支持体を巻出しロール２にセットし
て、キャン５上を走行させ、酸素導入管９により酸素を
導入しつつ、電子ビーム銃８により加熱されて蒸発され
るCo−Niを非磁性支持体上に付着させた。酸素導入量に
ついては、限定しないが、例えば純度 99.98％酸素を毎
分25cc程度導入すればよい。そして、磁性層の蒸着を終
えた非磁性支持体４は巻取りロール２に巻取られる。上
記のようにして製造された磁気記録媒体の磁性層のコラ
ム構造は、図２に示すように非磁性支持体表面から離れ
るにつれて徐々に細くなっている。なお、図２は、本発
明の磁気記録媒体におけるコラム構造のイメージを模式
的に示すものであって、酸化部分（図中23）を明瞭に描
写してある。このフィルムを裁断して８mmビデオテープ
を作製した（本発明品）。

【００３０】また、比較品として、図３に示す装置を用
いて上記同様の磁性金属を蒸着させて８mmビデオテープ
を得た（比較品）。

【００３１】両者の出力を比較したところ、７MHz の出
力で４dB、１MHz の出力で３dB本発明品の方が優れてい
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気記録媒体の製造装置の一例を示す
略図。

【図２】本発明の磁気記録媒体の磁性層のコラム構造を
示す略図。

【図３】従来の磁気記録媒体の製造装置の一例を示す略
図。

【図４】従来の磁気記録媒体の磁性層のコラム構造を示
す略図。

【符号の説明】

１：真空容器２：巻出しロール３：巻取りロール４：非磁性支持体５：円筒キャン６：るつぼ７：防着板８：電子ビーム９：酸素導入管 21,41 ：ベースフィルム 22,42 ：磁性層のコラム構造

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者志賀章栃木県芳賀郡市貝町大字赤羽2606番地花王株式会社情報科学研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性支持体と該非磁性支持体上に形成
された磁性層を有し、該磁性層のコラム構造の太さが、
前記非磁性支持体の長手平面に垂直な方向において、前
記非磁性支持体から離れるにつれて徐々に細くなること
を特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】前記コラム構造の最も太い部分の太さ
（Ａ）に対する最も細い部分の太さ（Ｂ）の比が、Ａ：
Ｂ＝10：１〜10：３の範囲にあることを特徴とする請求
項１記載の磁気記録媒体。
【請求項３】チャンバと、該チャンバを真空に保つ真
空手段を含み、該チャンバが、非磁性支持体を搬送する
円筒キャンと、該円筒キャンの下方に配設され、前記円
筒キャン上を搬送される非磁性支持体上に金属粒子を付
着する蒸着手段と、蒸着領域を規制する防着板と、蒸着
中又は蒸着後に酸化性ガスを導入する酸化性ガス導入手
段を有する磁気記録媒体の製造装置において、前記蒸着手段から蒸発される金属粒子の分布がガウス分
布を有し、且つ該ガウス分布の最大分布領域の中心から
延長した垂線が前記キャンと交差又は接しない位置に前
記蒸着手段が配設され、前記防着板が、前記蒸着手段から蒸発される金属粒子の
前記キャンに対する最小入射角(θ_min) が20〜50°とな
るよう蒸着領域を規制する位置に配設されることを特徴
とする磁気記録媒体の製造装置。
【請求項４】真空中で非磁性支持体を走行させ、蒸着
により該非磁性支持体上に金属粒子を付着させて少なく
とも一層の磁性層を形成する磁気記録媒体の製造方法に
おいて、非磁性支持体を、磁性層を形成するのに充分な量の金属
粒子が付着し得る一定の長さの蒸着領域内を走行させ、
且つ、該蒸着領域において非磁性支持体に付着する金属
粒子の量が徐々に減少するよう、非磁性支持体に対する
蒸着源の位置と非磁性支持体に対する金属粒子の最小入
射角(θ_min) を制御して、非磁性支持体の長手平面に垂直な方向において、磁性層
のコラム構造の太さが前記非磁性支持体から離れるにつ
れて徐々に細くなることを特徴とする磁気記録媒体を製
造する方法。