JP2010086569A - 磁気記録媒体用支持体 - Google Patents

Abstract

【課題】温湿度による変動やドライブ内テンションの変動による影響を抑えるべく、水蒸気バリア性、剛性に優れ、コア状のものやカセットハブなどにロール状に巻きつけ屈曲させた場合でも、ひび割れすることがない水蒸気バリアまたは強度補強が可能な膜（層）を有し、高密度記録再生用の磁気記録媒体に用いた場合にエラーレートを少なくすることが可能な磁気記録媒体用支持体を提供する。
【解決手段】非磁性基板の両面に酸化アルミニウム層の間に金属アルミニウム層を有する積層構造を有する。
【選択図】なし

Description

本発明は、磁気記録媒体用支持体に関し、特に、温湿度による変動やドライブ内テンションの変動による影響を抑えることができ寸法安定性に優れた磁気記録媒体用支持体に関する。

近年、磁気テープの分野では、パーソナルコンピュータ、ワークステーション等の普及に伴って、外部記憶媒体としてコンピュータデータを記録するための磁気記録媒体の研究が盛んに行われている。このような用途の磁気記録媒体の実用化に際しては、特にコンピュータの小型化、情報処理能力の増大と相俟って、記録装置の大容量化、小型化を満足するために、記録容量の向上が強く要求される。

より高い記録密度でかつより大きな記録容量を実現するために、磁気記録媒体の記録・再生時のトラック幅は狭くなる傾向にある。さらに、磁気テープの分野では、高密度記録を可能とするために磁気テープの薄手化が進展しており、総厚さ１０μｍ以下の磁気テープも数多く登場している。しかし、磁気記録媒体の厚さが薄くなると、保管時や走行時の温湿度、テンション変化等の影響を受けやすくなる。

すなわち、例えばリニア記録方式を採用する磁気記録再生システムの記録・再生時には磁気ヘッドが磁気テープの幅方向に移動し、いずれかのトラックを選択しなければならないが、トラック幅が狭くなるに従い、磁気テープとヘッドとの相対位置を制御するために高い精度が必要になる。ＭＲヘッドおよび微粒子磁性体を使用しＳ／Ｎ比を向上させ狭トラック化を実現しても、使用される環境の温湿度やドライブ内テンションの変動により磁気記録媒体が変形し、記録されたトラックを再生ヘッドが読み出せなくなる場合が生じるため媒体の寸度安定性もこれまで以上のものが要求される。このような高密度の磁気記録媒体にあっては、安定な記録再生を維持するためには従来の媒体よりもさらに高度な寸度安定性、機械的強度が要求される。

上記のように、磁気記録媒体の高度な寸法安定性を得るためには、磁気記録媒体に使用される、プラスチック基板等の非磁性支持体の温湿度による変動やドライブ内テンションの変動による影響を抑えることが考えられる。該非磁性支持体の温湿度等による変動を抑えるためには、該支持体の両面に水蒸気バリア性が高い膜を設けることが考えられる。
水蒸気バリア性が高い膜としては、金属アルミニウム膜、酸化アルミニウム膜等が挙げられる。

しかしながら、金属アルミニウムは、優れた水蒸気バリア性が得られるが、高い剛性を有する膜がえられず、ドライブ内テンションの変動による影響を抑えるのは難しい。
一方、酸化アルミニウム膜は、高いヤング率を示すことから、金属アルミニウムよりも、ドライブ内テンションの変動による影響を抑える効果が期待できる。
しかし、酸化アルミニウムは、高いヤング率を示す反面、硬いセラミックである。酸化アルミニウム膜を用いる場合、剛性を高めようと膜厚を20nm以上に厚くすると磁気テープとしての使用条件、具体的には、コア状のものやカセットハブなどにロール状に巻きつけ屈曲させた場合に、硬いセラミックであるために、ひび割れし易く、膜厚を厚くできないため、結果的には十分な補強効果が得られなかった。

なお、特許文献１には、プラスチック基材上にＡｌ原子とＳｉ原子の重量比が１５：８５〜４０：６０、窒素の酸素に対するモル比が１０〜４０％、純金属分１００ｇに対する酸素原子と窒素原子の合計モル数が所定の条件を満足する無機バリア層を有し、水蒸気バリア性に優れ、耐屈曲性の高いフィルムが開示されている。
また、特許文献２には、水蒸気遮断性を有し、金属蒸着層の表面光沢、反射率を長期安定化するために、金属アルミニウム蒸着層の上に酸化アルミニウム層を積層した金属蒸着フィルムが知られている。

特開２００５−１３１８６３号公報 特開昭６２−２２８４６２号公報

本発明は、上記の従来の技術の問題点を克服し、温湿度による変動やドライブ内テンションの変動による影響を抑えるべく、水蒸気バリア性、剛性に優れ、コア状のものやカセットハブなどにロール状に巻きつけ屈曲させた場合でも、ひび割れすることがない水蒸気バリアまたは強度補強が可能な膜（層）を有し、高密度記録再生用の磁気記録媒体に用いた場合にエラーレートを少なくすることが可能な磁気記録媒体用支持体を提供しようとするものである。

本発明者らは、鋭意検討した結果、非磁性基板の両面に、酸化アルミニウム膜と金属アルミニウム膜とを特定の積層構造で設けることにより、水蒸気バリア性と剛性とひび割れ難さが得られることを見出し、この知見に基づいて本発明を成すに至った。
即ち、本発明の構成は、非磁性基板の両面に酸化アルミニウム層の間に金属アルミニウム層を有する積層構造を有する磁気記録媒体用支持体、である。

酸化アルミニウム膜は高いヤング率を示すので、磁気テープ支持体の補強には好適な材料であるが、硬いセラミック膜ためにひび割れしやすく、従来は、磁気テープのように屈曲して使う用途では膜厚を厚くできないため、結果的には十分な補強効果が得られなかった。従来こうした磁気テープ用途での膜のひび割れは、テープ伸びによるものと考えられていたが、屈曲による膜の上・下面の伸び率の差がひび割れのより大きな要因であることが分かった。従って、上・下面の伸び率の差を抑えるために屈曲の程度（曲率）と膜厚が関係する。曲率半径が小さければ、膜厚を薄くしなければひび割れすることになる。このため、酸化アルミニウムの膜は厚くできないという制約があり、膜の剛性を十分高めることができなかった。

これに対して、本発明では、酸化アルミニウム膜の間に金属アルミニウム膜を挟んだ積層構造すると、それぞれの酸化アルミニウムは割れない範囲の膜厚に抑えても、テープの剛性は酸化アルミニウム膜の足し算の膜厚と同等になるので、剛性を高めることができた。これにより、磁気テープの寸法安定化が実現できる。
図２は膜が曲げられた時の膜の上下での伸び量の差を示したものである。図２から分かるように、単層の膜が厚くなるほど上下の伸び量の差が大きくなることが分かる。それに対して、各層が比較的薄い複数の層とすることにより各層の上下の伸び量の差が、単層の厚い膜よりもが小さく抑えられることが分かる。
本発明では、水蒸気バリア膜（層）または補強膜（層）を、各層の厚みが比較的薄い２層の酸化アルミニウム膜の間に、比較的薄い金属アルミニウム膜を有する積層構造とすることにより、比較的厚い酸化アルミニウムの単層膜からなるものと比べて、金属アルミニウム膜が、水蒸気バリア膜（層）または補強膜（層）の厚み方向の上下の各酸化アルミニウム膜の繋がりをきることができ、酸化アルミニウム膜の上下の伸び量の差を抑えることができる。

本発明の磁気記録媒体用支持体は、非磁性基板の両面に酸化アルミニウム層の間に金属アルミニウム層を有する積層構造を有することにより、水蒸気バリア性、剛性に優れ、コア状のものやカセットハブなどにロール状に巻きつけ屈曲させた場合でもひび割れすることがない水蒸気バリアまたは補強膜（層）が得られ、高密度記録再生用の磁気記録媒体に用いた場合にエラーレートを少なくすることができる。

以下、本発明に係る磁気記録媒体用支持体の好適な実施形態について説明する。
本発明の磁気記録媒体用支持体が、非磁性基板の両面に有する酸化アルミニウム層の間に金属アルミニウム層を有する積層構造は、水蒸気バリア性と剛性と、コア状のものやカセットハブなどにロール状に巻きつけ屈曲させた場合にひび割れが生じないものであれば、特に限定されない。
なお、水蒸気バリア性、剛性、屈曲させた場合のひび割れ難さは、該積層構造の各構成膜の厚みによって異なってくるが、所望の使用形態に応じて適宜選択することができる。
高い水蒸気バリア性及び剛性を得るため該積層構造の各構成膜の厚みを厚くすると、屈曲時にひび割れし易くなり、磁気記録媒体とした場合の総厚も厚くなり、近年、求められている、磁気記録媒体の高密度高容量記録のための薄型化が損なわれる方向に向かう。しかし、本発明の磁気記録媒体用支持体は、非磁性基板の両面に有する各積層構造の全厚と、同じ厚みの単層の酸化アルミニウム膜等との比較により良否を判断するものである。
その中でも、該積層構造の総厚は６０〜１６０ｎｍが好ましい。また、該積層構造の酸化アルミニウム膜の単層の厚さは２０〜３０ｎｍが好ましい。また、金属アルミニウム膜の厚さは２０〜１００ｎｍが好ましい。
更に、剛性アップが必要な場合は、該積層構造単位を更に積層することで剛性を高めることができる。
該積層構造において、酸化アルミニウム膜と金属アルミニウム膜の境界部分は、酸化アルミニウム膜と金属アルミニウム膜との界面で完全に変わっていても、酸化アルミニウム膜と金属アルミニウム膜との間で各組成が段階的に連続的に変化しているものであっても良い。

本発明の磁気記録媒体用支持体が、非磁性基板の両面に有する積層構造を構成する、酸化アルミニウム層（膜）及びの金属アルミニウム層（膜）の作成方法としては、特に限定されないが、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティングなどのＰＶＤ法（物理蒸着法）や、ＣＶＤ法が、適宜用いられる。例えば、真空蒸着法においては、金属アルミニウム層（膜）を形成する場合には、蒸発材料源としてＡｌを用いて製膜し、酸化アルミニウム層（膜）を形成する場合には、さらに酸素を導入しながら製膜する。
また、加熱方式としては、抵抗加熱、高周波誘導加熱、電子ビーム加熱、レーザー加熱などを用いることができる。
また、基板にバイアス等を加えたり、本発明の目的を損なわない限りに於いて、作成条件を適宜変更してもよい。

具体的には、図１に示す蒸着製膜装置を使用して、非磁性基板面上に酸化アルミニウム層の間に金属アルミニウム層を有する積層構造を形成することが好ましい。
図１に示す蒸着製膜装置（１）は、蒸着ドラム（１７）、送出しロール（１２）、巻取りロール（１３）、蒸着源１（１４）、蒸着源２（１５）及びガス導入孔（１６）を有する。
非磁性基板（２１）を送出しロール（１２）から、蒸着ドラム（１７）の表面に接するように搬送し、巻取りロール（１３）で巻取る。蒸着源１（１４）及び蒸着源２（１５）として金属アルミニウムを設ける。蒸発源１（１４）側のガス導入孔（１６）からＯ₂ガスを導入しながら蒸発源１（１４）を用いた酸化アルミニウム蒸着膜を形成し、ついで、該酸化アルミニウム蒸着膜の上に蒸発源２（１５）を用いた金属アルミニウム蒸着膜を形成する。非磁性基板面上に酸化アルミニウム膜、金属アルミニウム膜の順で成膜されたものを巻取りロール（１３）で巻取り、該巻取ったものを送り送出しロール（１２）にセットし、同様に、蒸発源１（１４）側のガス導入孔（１６）からＯ₂ガスを導入しながら蒸発源１（１４）を用いた酸化アルミニウム蒸着膜の成膜のみを行い、巻取りロール（１３）で巻取り、非磁性基板の一方の面上に酸化アルミニウム層の間に金属アルミニウム層を有する積層構造を形成する。
次に、非磁性基板の他方の面上に同様の操作で酸化アルミニウム層の間に金属アルミニウム層を有する積層構造を形成する。

本発明の磁気記録媒体用支持体において、両面に前記酸化アルミニウム層の間に金属アルミニウム層を有する積層構造が形成される非磁性基板としては、非磁性で可撓性のものであれば、特に限定されないが、プラスチック材料で、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等のポリエステル類、ポリオレフィン類、セルローストリアセテート、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリアラミド、ポリアミドイミド、ポリスルフォン、芳香族ポリアミド、ポリベンゾオキサゾールなどの公知のフィルムが使用できる。
前記基板は、本発明の目的を損なわない限りにおいて、前記積層構造を形成するに先行して、コロナ放電処理、グロー放電処理、その他の表面粗面化処理が施されてもよく、また、アンカーコート処理、印刷、装飾が施されてもよい。

該磁気記録媒体用支持体は、少なくとも一方の面に、磁気記録媒体に使用し得る磁性層を設けることにより、環境の温湿度の変動やドライブ内テンションの変動があっても高度な寸法安定性を有し、高密度記録再生した場合でもエラーレートが少ない磁気記録媒体とすることができる。また、必要に応じて、磁性層と該支持体の間に磁気記録媒体に使用し得る非磁性層、又は、該支持体の磁性層を有する面とは反対側にバックコート層を設けることができ、この態様が好ましい。
該磁気記録媒体用支持体を用いて作製された磁気記録媒体は、内径４４ｍｍのリールハブを有するＬＴＯカートリッジとすることが好ましい。

以下に本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。なお、ここに示す成分、割合、操作、順序等は本発明の精神から逸脱しない範囲で変更し得るものであり、下記の実施例に制限されるべきものではない。

〔実施例１〕
図１に示す蒸着製膜装置（１）を使用して、ＰＥＮフィルム（２１）上に、酸化アルミニウム層の間に金属アルミニウム層を有する積層構造を形成した。

蒸発源１：Ａｌ
蒸発源２：Ａｌ
導入ガス：Ｏ_２

５μｍ厚ＰＥＮフィルム（２１）を送り出しロール（１２）から搬送速度５０ｍ／ｍｉｎで送りながら、蒸発源１（１４）からの蒸着膜厚を１５ｎｍ、蒸発源２（１５）からの蒸着膜厚を５０ｎｍとなるように蒸着速度を設定した。蒸発源１（１４）側のガス導入孔（１６）からＯ₂ガスを５００ｓｃｃｍ導入しながら蒸着し、蒸発源１（１４）からの酸化膜が約２０ｎｍ、その上に金属Ａｌ ５０ｎｍの蒸着膜を得た。このフィルムの金属Ａｌ膜上に更に蒸発源1（１４）から同条件で酸化膜を設けた。このようにして、ＰＥＮフィルムの一方の面に、酸化アルミニウム層の間に金属アルミニウム層を有する積層構造を形成した。次いで、該ＰＥＮフィルムの該積層構造が形成されていない他方の面にも、上記と同様の操作により、酸化アルミニウム層の間に金属アルミニウム層を有する積層構造を形成し、磁気記録媒体用支持体を得た。得られた磁気記録媒体用支持体のヤング率を測定したところ８Ｇｐａであった。この磁気記録媒体用支持体１００ｍを、内径４４ｍｍのリールハブに巻き取ってＬＴＯカートリッジに装填した。

製造工程においても、また磁気記録媒体用支持体をカートリッジに巻き込んだ後も、蒸着膜にひび割れは見られなかった。この磁気記録媒体用支持体はカートリッジ内で１００回送り出し・巻取りを繰り返した後も、ひび割れ等の変化は見られなかった。

〔比較例１〕
図１に示す蒸着製膜装置（１）を使用して、ＰＥＮフィルム（２１）上に、酸化アルミニウム層と金属アルミニウム層をこの順に形成した。

蒸発源１：Ａｌ
蒸発源２：Ａｌ
導入ガス：Ｏ_２

５μｍ厚ＰＥＮフィルム（２１）を送り出しロール（１２）から搬送速度５０ｍ/ｍｉｎで送りながら、蒸発源１（１４）からの蒸着膜厚を３０ｎｍ、蒸発源２（１５）からの蒸着膜厚を５０ｎｍとなるように蒸着速度を設定した。蒸発源１（１４）側のガス導入孔（１６）からＯ₂ガスを１０００ｓｃｃｍ導入しながら蒸着し、蒸発源１（１４）からの酸化膜が約４０ｎｍ、その上に金属Ａｌ膜５０ｎｍの蒸着膜を得た。このようにして、ＰＥＮフィルムの一方の面に、酸化アルミニウム層の上に金属アルミニウム層を有する積層構造を形成した。次いで、該ＰＥＮフィルムの該積層構造が形成されていない他方の面にも、上記と同様の操作により、酸化アルミニウム層の上に金属アルミニウム層を有する積層構造を形成し、磁気記録媒体用支持体を得た。得られた磁気記録媒体用支持体のヤング率を測定したところ８Ｇｐａであった。この磁気記録媒体用支持体１００ｍを内径４４ｍｍのリールハブに巻き取ってＬＴＯカートリッジに装填した。
磁気記録媒体用支持体をカートリッジ内で１００回送り出し・巻取りを繰り返した後、調べたところ蒸着膜にはひび割れが発生していた。

上記のように、酸化アルミニウム膜の総厚が同じ約４０ｎｍであっても、比較例１の単層で比較的厚い膜はひび割れを生じたが、実施例の比較的薄い膜の２層としその間に金属アルミニウム膜を設けることにより、同じヤング率を有しながら、ひび割れが無いものとなった。

本発明の磁気記録媒体用支持体を作製するための蒸着製膜装置の１例を示す図である。 膜が曲げられた時の膜の上下での伸び量の差を示す概略図である。

符号の説明

１ 蒸着製膜装置
１２ 送出しロール
１３ 巻取りロール
１４ 蒸着源１
１５ 蒸着源２
１６ ガス導入孔
１７ 蒸着ドラム

Claims (1)

1. 非磁性基板の両面に酸化アルミニウム層の間に金属アルミニウム層を有する積層構造を有する磁気記録媒体用支持体。

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