JPH0546969A - 磁気テープ - Google Patents

磁気テープ

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JPH0546969A
JPH0546969A JP41839890A JP41839890A JPH0546969A JP H0546969 A JPH0546969 A JP H0546969A JP 41839890 A JP41839890 A JP 41839890A JP 41839890 A JP41839890 A JP 41839890A JP H0546969 A JPH0546969 A JP H0546969A
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Mitsuru Takai
充 高井
Koji Kobayashi
康二 小林
Koji Ueda
浩二 上田
Masashi Higo
政志 比護
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 連続薄膜型磁性層をもち、幅が狭い(7mm
以下)磁気テープでは、VCR等にて使用する際に長さ
方向に張力が加わると、磁性層幅方向両端を結ぶクラッ
クが発生し、耐久性、信頼性が不十分であるため、この
ようなクラックの発生を防止する。 【構成】 幅が7mm以下の磁気テープにおいて、基体
と磁性層との間に下地膜を設け、基体+下地膜の60
℃、90%RHにおける水分透過量を60g/m・2
4hr以下とする。クラック発生は磁性層の酸化が主因
であるため、前記下地膜によりクラック発生が防止さ
れ、幅1mmあたり40g以下の張力を長さ方向に印加
したときにも、磁性層の幅方向両端を結ぶクラックが発
生しない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、幅の狭い磁気テープの
改良に関する。
【0002】
【従来の技術】近年磁気記録媒体はますます高密度化し
ており、中でもCoを主体としNi等を添加した強磁性
金属薄膜を用いた磁気記録媒体は、飽和磁束密度が大き
くしかも保磁力が高いので、盛んに研究されている。
【0003】この型の磁気記録媒体は種々の方法で製造
されるが、特に優れた方法として、非磁性基体上に斜め
蒸着法により強磁性金属薄膜を2層以上積層して多層構
造とすることが提案されている。斜め蒸着法において
は、強磁性金属の蒸気を非磁性基体の表面に特定の角度
で差し向け、これにより強磁性金属の柱状結晶粒子を他
の強磁性金属薄膜の柱状結晶粒子の成長方向と交差した
特定の方向に成長させる(特公昭56−26891、5
6−42055、63−21254および60−375
28、特開昭54−603、54−147010、56
−94520、57−3233、57−30228、5
7−13519、57−141027、57−4102
8、57−141029、57−143730、57−
143731、57−147129、58−1432
4、58−50628、60−76025、61−11
0333、61−187122、63−10315、6
3−10315、63−13117、63−1431
7、63−14320および63−39127号公報
等)。これにより保磁力その他の電磁変換特性、あるい
は機械特性が向上する。
【0004】斜め蒸着法により形成された強磁性金属薄
膜を有する磁気記録媒体は、8ミリビデオ方式のビデオ
テープとして利用されている。8ミリビデオ方式用のビ
デオテープの幅は8mmであるが、技術の向上により記
録密度が向上し、また、デジタル記録の際の情報圧縮技
術等の進歩により、さらに幅の狭いテープとすることが
可能となっている。
【0005】しかし、テープ幅を7mm以下と狭くした
場合、磁性層のクラック発生が著しく増加するため、信
頼性に問題が生じる。磁性層のクラックは、主としてV
CRで使用する際の張力印加により発生するが、このと
き幅の狭いテープの磁性層に発生するクラックは、磁性
層の幅方向両端を結ぶものが多い。大きなクラックが発
生すると、電磁変換特性としては、出力およびS/Nの
低下が生じ、また、物性面ではクラックから著しい腐食
が発生する。特に幅方向全域に亙るクラックの場合、テ
ープエッジ部からの磁性層剥離が発生し、走行ストップ
の大きな原因となる。
【0006】従って、幅の狭い磁気テープを実用化する
ためには上記したようなクラックの発生を防上すること
が必要であるが、そのための有効な提案はなされていな
い。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような事
情からなされたものであり、幅が7mm以下の長尺非磁
性基体表面に連続薄膜型の磁性層を設けた磁気テープに
おいて、磁性層の幅方向両端を結ぶクラックの発生を防
止することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
(1)〜(4)の本発明により達成される。
【0009】(1)長尺の非磁性基体上にCo基合金を
主成分として含有する連続薄膜型の磁性層を有する磁気
テープであって、前記非磁性基体の幅が7mm以下であ
り、幅1mmあたり40g以下の張力を長さ方向に印加
したときに、前記磁性層の幅方向両端を結ぶクラックが
発生しないことを特徴とする磁気テープ。
【0010】(2)長尺の非磁性基体上にCo基合金を
主成分として含有する連続薄膜型の磁性層を有する磁気
テープであって、前記非磁性基体が幅7mm以下で磁性
層側表面に下地膜が形成されており、下地膜形成後の6
0℃、90%RHにおける水分透過量が60g/m
24hr以下であることを特徴とする磁気テープ。
【0011】(3)幅1mmあたり40g以下の張力を
長さ方向に印加したときに、前記磁性層の幅方向両端を
結ぶクラックが発生しない上記(2)に記載の磁気テー
プ。
【0012】(4)前記磁性層が斜め蒸着法により形成
された少なくとも2層の強磁性金属薄膜から構成されて
いる上記(1)ないし(3)のいずれかに記載の磁気テ
ープ。
【0013】
【作用】8ミリビデオ等に用いられている高密度記録可
能な連続薄膜型磁性層は、Coを主成分とするため極め
て酸化され易く、特に、非磁性基体側から腐食が進行し
易い。これは、非磁性基体を透過して磁性層中に侵入す
る水分や酸素が原因であり、また、非磁性基体は、通
常、水分や酸素を含み、これらが基体表面から強磁性金
属薄膜中に侵入するので、これらも原因となる。
【0014】Co−Ni等のCo基合金は、酸化される
と脆化してクラックが発生しやすくなる。また、酸化さ
れると磁性層の非磁性基体への付着力が低下するため、
これによってもクラック発生は増大する。
【0015】本発明ではクラックの主要な原因である磁
性層の酸化を防ぐために、非磁性基体の磁性層側表面に
下地膜を設ける。この下地膜により、基体と下地膜とを
透過する水分量が60℃、90%RHにて60g/m
・24hr以下となり、非磁性基体から磁性層への水分
侵入が抑えられ、また、酸素の侵入も抑制される。この
ため、Co基合金の磁性層の酸化が防止され、VCRに
て駆動される際に、テープ幅1mmあたり40gの張力
がテープ長さ方向に印加された場合でも、磁性層の幅方
向両端部を結ぶような大きなクラックは発生せず、7μ
m以下の幅の狭いテープを用いた場合でも高い耐久性が
得られ、信頼性の高い磁気記録が可能である。なお、通
常のVCRを使用した場合、磁気テープに上記値を超え
る張力が加わることはない。
【0016】また、磁性層の酸化は非磁性基体側からだ
けに限らず、磁性層の側面方向からも進行する。磁性層
を2層以上の強磁性金属薄膜の積層構成とすれば、同一
厚さの単層の強磁性金属薄膜よりも結晶粒の大きさを小
さくすることができるため、磁性層の耐酸化性が向上
し、磁性層側面からの酸化を防止することができる。
【0017】
【具体的構成】以下、本発明の具体的構成について詳細
に説明する。
【0018】[非磁性基体]本発明で用いる非磁性基体
の幅は7mm以下であり、本発明によればこのような幅
の狭い非磁性基体を用いた場合でも磁性層の全幅にわた
るクラックの発生を防止することができ、さらに幅6m
m以下であってもこのようなクラックの発生を防止でき
る。なお、非磁性基体の幅の下限は特にないが、通常は
3mm以上である。
【0019】非磁性基体の厚さは、必要とされる強度
や、巻回したときの直径の制限などに応じて適宜決定す
ればよく、特に限定されない。ただし、本発明では上記
のように非磁性基体の幅を狭く設定するので、幅の広い
非磁性基体に比べて厚さを薄くしても同程度の強度が得
られる。このため非磁性基体の厚さを例えば8μm以
下、特に3〜7μmとすることができ、より小型のカセ
ットハーフに収めることができる。
【0020】非磁性基体の材質に特に制限はなく、強磁
性金属薄膜蒸着時の熱に耐える各種フィルム、例えばポ
リエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレー
ト、アラミド、ポリイミド等を用いることができるが、
特に含水率や水分透過量の低いポリエチレンナフタレー
ト、アラミド、ポリイミド等を用いることが好ましい。
ただし、本発明では下地膜により磁性層中への水分や酸
素の侵入を防止することができるため、水分や酸素透過
性の比較的高いポリエチレンテレフタレートを用いるこ
とができ、低コストにて本発明の磁気テープが得られ
る。
【0021】[下地膜]非磁性基体の磁性層側表面、す
なわち非磁性基体と磁性層との間には、下地膜が設けら
れる。
【0022】本発明では、下地膜形成後の非磁性基体の
水分透過量が、60℃、90%RHにて60g/m
24hr以下、好ましくは40g/m・24hr以下
とされる。本発明における水分透過量は、JIS Z
0208(1978)に規定されているカップ法に準じ
て測定するが、測定時の温度および相対湿度は60℃、
90%RHとする。水分透過量が前記範囲を超えると、
磁性層の酸化防止効果が不十分となる。
【0023】下地膜の構成材質は、上記した水分透過量
とすることができれば特に制眼はない。ただし、本発明
の磁気テープは連続薄膜型の磁性層に高密度記録を行な
うものであるので、表面性が良好で、また、薄膜である
ことが好ましい。
【0024】このような下地膜としては、各種プラズマ
重合膜や、酸化物、窒化物、炭化物等の各種無機薄膜、
あるいは各種塗布膜等が好ましい。
【0025】下地膜の厚さは、その構成材質を考慮し、
上記した水分透過量が得られるように選択すればよい。
例えば、上記した好ましい材質を用いる場合、100〜
2000A、特に300〜1000Aとすることが好ま
しい。下地膜の厚さが前記範囲未満であると所定の水分
透過量が得られにくく、前記範囲を超えると生産性が低
下する。
【0026】なお、磁性層が後述するように2層以上の
強磁性金属薄膜から構成されている場合、隣り合う強磁
性金属薄膜間にも前記した下地膜を設けてもよい。
【0027】[磁性層]非磁性基体上に形成される磁性
層は、Co基合金を主成分として含有する連続薄膜型の
ものである。
【0028】Co基合金としては、Coを60原子%以
上含有する合金が好ましく、Co−Ni合金、Co−N
i−Cr合金、Co−Cr合金等が好ましい。
【0029】これらのうち、Co−Ni合金、Co−N
i−Cr合金は、斜め蒸着法により形成されることが好
ましい。
【0030】斜め蒸着装置および方法は前掲した各種の
文献に記載されているので、それらのうちから任意のも
のを採用すればよい。
【0031】斜め蒸着法は、例えば、供給ロールから繰
り出された長尺フィルム状の非磁性基体を、回転する冷
却ドラムの表面に添わせて送りながら、一個以上の定置
金属源から金属を蒸発させ、非磁性基体の法線に対して
斜め方向から金属を蒸着して巻き取りロールに巻き取る
ものである。この場合、入射角は蒸着初期の最大入射角
θmaxから最終の最小入射角θminまで連続的に変
化する。Co−Ni合金やCo−Ni−Cr合金をこの
ような斜め蒸着法により蒸着すると、柱状結晶粒子が弧
状に成長した強磁性金属薄膜が形成される。
【0032】本発明では、このような強磁性金属薄膜を
2層以上積層した磁性層とすることが好ましい。この場
合、単層の強磁性金属薄膜からなる同一厚さの磁性層に
比べ、各強磁性金属薄膜の柱状結晶粒子の径を、例えば
40〜80%程度まで小さくすることができる。なお、
この場合の柱状結晶粒子の径とは、強磁性金属薄膜の厚
さ方向中間点における柱状結晶粒子の直径である。柱状
結晶粒子の径が小さくなると強磁性金属薄膜は緻密とな
るので、側面からの酸化に対する耐性が向上する。磁性
層を2層以上の強磁性金属薄膜から構成する場合、通
常、上記した斜め蒸着の工程を繰り返し行なう。
【0033】また、磁性層を2層以上の強磁性金属薄膜
から構成する場合、最下層の強磁性金属薄膜のCo含有
率を最上層の強磁性金属薄膜のCo含有率よりも低く構
成することが好ましい。Co含有率が低ければ、すなわ
ち、Ni、またはNiおよびCrの含有率が高ければ、
高い耐酸化性が得られるからである。
【0034】しかも、この場合、広い周波数帯域に亙っ
て良好な電磁変換特性が得られるようになる。この理由
は下記のとおりである。
【0035】磁気記録媒体の磁性層には、一般に低域信
号ほど深くまで記録され、高域信号は浅い領域に記録さ
れる。そして、Coを主成分とする強磁性金属薄膜は、
Co含有率が低いほど保磁力は低下する。従って、最上
層のCo含有率を最下層のCo含有率よりも高くすれ
ば、最上層において高い保磁力が得られるので高域信号
の電磁変換特性が良好となり、最下層において低い保磁
力が得られるので低域信号の電磁変換特性が良好とな
る。
【0036】最下層の強磁性金属薄膜のCo含有率は、
70〜85原子%、特に74〜80原子%であることが
好ましい。最下層のCo含有率が前記範囲未満となると
最下層に必要とされる保磁力が得られにくく、前記範囲
を超えると最下層に必要とされる耐食性が得られにく
い。最上層の強磁性金属薄膜のCo含有率は、75〜9
0原子%、特に79〜85原子%であることが好まし
い。最上層のCo含有率が前記範囲未満となると最上層
に必要とされる保磁力が得られにくく、前記範囲を超え
ると最上層に必要とされる耐食性が得られにくい。
【0037】また、磁性層を多層構成とする場合、最下
層の強磁性金属薄膜が、最上層の強磁性金属薄膜蒸着時
のθmaxより小さいθmaxにて蒸着されていること
が好ましい。本発明者らは実験を重ねた結果、θmax
90度付近、すなわち非磁性基体表面と平行に強磁性金
属が入射した部分では蒸着効率が低いため、柱状結晶粒
子の径が小さくなって各粒子間に空隙が生じていること
を見いだし、この空隙から非磁性基体中の酸素や水分が
侵入し、腐食が進行することを知見した。最下層を上記
のようなθmaxにて蒸着すれば前記空隙の発生を抑え
ることができ、耐食性が極めて良好な磁気記録テープが
得られる。また、空隙が減少するので磁性層中の強磁性
金属の充填率が向上し、高い飽和磁化が得られる。
【0038】しかも、最下層を小さいθmaxにて蒸着
すれば低い保磁力が得られ、主として最下層に記録され
る低域信号に関する電磁変換特性は向上する。さらに、
最上層蒸着時のθmaxは最下層蒸着時のθmaxより
大きくなるので、最上層では高い保磁力が得られ、高域
信号の電磁変換特性が向上する。従って、高い耐食性が
得られると共に広い帯域において高い電磁変換特性が得
られる。この場合、最上層蒸着時のθmaxは80〜9
0度、特に85〜90度であることが好ましく、最下層
蒸着時のθmaxは31〜89度、特に60〜84度で
あることが好ましい。
【0039】また、最上層の強磁性金属薄膜を、最下層
の強磁性金属薄膜蒸着時のθminより大きいθmin
で蒸着した場合でも、本発明の効果はいっそう向上す
る。θminも柱状結晶粒子の傾きに関与し、θmin
が大きいと柱状結晶粒子の平均傾きは小さくなるので保
磁力が向上する。一方、θminが小さいと平均傾きは
大きくなり、また、柱状結晶粒子の大部分が高い効率で
蒸着されるので柱状結晶粒子の径が均一に近くなり、各
柱状結晶粒子間に空隙が生じにくくなって緻密な膜が得
られる。このため、最上層蒸着時および最下層蒸着時の
θminを上記関係とすれば、最上層の保磁力を高くで
き、さらに最下層の保磁力を相対的に低くできるため、
広い帯域に亙って電磁変換特性を向上させることがで
き、しかも最下層の耐食性を向上させることができる。
この場合、最上層蒸着時のθminは20〜60度、特
に31〜60度であることが好ましく、最下層蒸着時の
θminは10〜50度、特に10〜30度であること
が好ましい。さらに、この場合、最下層蒸着時のθma
xと最上層蒸着時のθmaxとが上記した関係であれ
ば、電磁変換特性および耐食性はさらに高いものとな
る。
【0040】そして、上記各場合において、最上層の強
磁性金属薄膜蒸着時のθmaxとθminとの合計が、
最下層蒸着時のθmaxとθminとの合計よりも大き
い場合、より高い耐食性および電磁変換特性が実現す
る。この場合、最上層のθmaxとθminとの合計は
100〜150度、特に116〜150度であることが
好ましく、また、最下層のθmaxとθminとの合計
は41〜139度、特に70〜114度であることが好
ましい。
【0041】また、多層構成の磁性層とする場合、強磁
性金属が入射する方向が非磁性基体の法線を挟んで交差
するような2層の強磁性金属薄膜を有することが好まし
い。このような2層の強磁性金属薄膜を形成するには、
非磁性基体の走行方向を逆にして斜め蒸着を行なえばよ
い。この場合の2層としては、最上層およびその隣接層
であるか、あるいは最上層および1層挟んで最上層と隣
接する層であることが好ましい。このような構成とする
ことにより、最上層および他の1層を、それぞれ高域信
号記録および低域信号記録に好適な保磁力とすることが
でき、全域に亙って電磁変換特性が向上する。
【0042】多層構成とする場合に強磁性金属薄膜の積
層数に特に制限はなく、目的に応じて2層、3層あるい
は4層以上の構成を選択すればよい。3層以上の多層構
成とする場合、最上層と最下層との間に存在する中間層
は、記録信号の周波数帯域や各層の厚さなどの各種条件
を考慮して、最適な保磁力や耐食性が得られるように蒸
着時のθmax、θmin、厚さ、柱状結晶粒子の成長
方向等を適宜設計すればよい。
【0043】なお、磁性層の耐食性を向上させるため、
必要に応じて少量の酸素を各強磁性金属薄膜の表面付近
などに含有させてもよい。
【0044】各強磁性金属薄膜の厚さは、約400〜1
000Aであることが好ましい。最上層の厚さが400
Aより薄くなると、例えば7.0MHz程度の高域信号
の記録が十分にできなくなり出力が低下する。一方10
00Aよりも厚くなると雑音が増えて信号対雑音比が低
下する。なお、磁性層全体の厚さは、2000A以上で
あることが好ましい。これにより例えば0.75MHz
程度の低域における出力を十分に大きくすることができ
る。また、低域および高域の双方で高出力を得るため
に、最上層から下層に向けて厚さが増加していることが
好ましい。
【0045】本発明の磁気テープの磁性層上には、磁性
層の保護および耐食性向上のために公知の種々のトップ
コート層が設けられることが好ましい。また、テープ化
したときの走行性を確保するために、非磁性基体の磁性
層と反対側には公知の種々のバックコート層が設けられ
ることが好ましい。
【0046】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明
をさらに詳細に説明する。
【0047】[実施例1]下記表1に示される磁気テー
プサンプルを作製した。
【0048】非磁性基体としては、厚さ8μmのポリエ
チレンテレフタレートフィルムを用いた。
【0049】非磁性基体表面には、プラズマ重合法によ
り下地膜を形成した。プラズマ重合に際しては、メタン
ガスをモノマーガスとして用い、反応圧力0.1Tor
r、周波数13.56MHz、出力200Wとした。各
サンプルの下地膜の厚さを表1に示す。
【0050】また、下地膜形成後の非磁性基体の水分透
過量を表1に示す。なお、水分透過量は下記のようにし
て測定した。まず、A1透湿カップに乾燥剤として塩化
カルシウムを充填し、下地膜を形成した非磁性基体をカ
ップ上に置いて封カン板でカップを被覆し、金具で固定
した。次いでカップを、60℃、90%RHの恒温恒湿
庫に24時間放置し、非磁性基体および下地膜を透過し
た水蒸気をカップ内の乾燥剤に吸収させ、カップの重量
変化を測定した。
【0051】各サンプルの磁性層は2層の強磁性金属薄
膜から構成し、上層および下層は、下記のようにして形
成した。
【0052】真空槽中で供給ロールからPETフィルム
を繰り出して、回転する円筒状冷却ドラムの周面に添わ
せて移動させ、強磁性金属を斜め蒸着して下層を形成
し、巻き取りロールに巻き取った。次いで、この巻き取
りロールを供給ロールとし、非磁性基体の法線方向を挟
んで上記斜め蒸着時の入射方向と交差する入射方向にて
強磁性金属を斜め蒸着して上層とした。なお、各サンプ
ルの下層および上層の厚さはそれぞれ900A、下層お
よび上層の組成はそれぞれ80原子%Co−Niとし
た。また、蒸着時のθmaxは上層および下層ともに9
0度とし、θminは上層および下層ともに30度とし
た。
【0053】なお、下層の強磁性金属薄膜形成の際には
ArガスとOガスとの混合ガスを真空槽内に流し、真
空槽内の圧力を10−4Torrに保った。また、混合
ガスは、最小入射角付近で蒸着される部分の基体に吹き
付けるように流した。
【0054】強磁性金属薄膜を蒸着後、非磁性基体をス
リッタにて6mm幅に裁断してテープ化し、サンプルと
した。
【0055】各サンプルについて下記の検査および測定
を行なった。結果を表1に示す。
【0056】(1)クラック検査 各サンプルを25℃、50%RHで2カ月間保存した
後、各サンプルの長さ方向に幅1mmあたり40gの張
力を印加した。張力印加後の磁性層表面を光学顕微鏡に
より観察し、磁性層のクラックを検査した。
【0057】評価基準は下記のとおりとした。 O:磁性層幅方向の長さが0.5mm以下のクラックし
か存在しない ×:磁性層幅方向両端を結ぶクラックが存在する
【0058】(2)△Bm測定 各サンプルを60℃、90%RHの環境で1週間保存
後、最大磁化Bmを測定し、初期のBmに対する変化率
△Bm[%]を、〔△Bm=(初期Bm−保存後Bm)
×100/初期Bm〕により求めた。
【0059】
【表1】
【0060】表1に示される結果から本発明の効果が明
らかである。
【0061】
【発明の効果】本発明の磁気テープは、幅が7mm以下
であるため極めて小型のカセットテープとすることがで
きる。そして、幅の狭いテープとしたときに問題となる
磁性層幅方向の両端を結ぶ大きなクラックの発生が防止
される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 比護 政志 東京都中央区日本橋一丁目13番1号 テイ ーデイーケイ株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 長尺の非磁性基体上にCo基合金を主成
    分として含有する連続薄膜型の磁性層を有する磁気テー
    プであって、 前記非磁性基体の幅が7mm以下であり、幅1mmあた
    り40g以下の張力を長さ方向に印加したときに、前記
    磁性層の幅方向両端を結ぶクラックが発生しないことを
    特徴とする磁気テープ。
  2. 【請求項2】 長尺の非磁性基体上にCo基合金を主成
    分として含有する連続薄膜型の磁性層を有する磁気テー
    プであって、 前記非磁性基体が幅7mm以下で磁性層側表面に下地膜
    が形成されており、下地膜形成後の60℃、90%RH
    における水分透過量が60g/m・24hr以下であ
    ることを特徴とする磁気テープ。
  3. 【請求項3】 幅1mmあたり40g以下の張力を長さ
    方向に印加したときに、前記磁性層の幅方向両端を結ぶ
    クラックが発生しない請求項2に記載の磁気テープ。
  4. 【請求項4】 前記磁性層が斜め蒸着法により形成され
    た少なくとも2層の強磁性金属薄膜から構成されている
    請求項1ないし3のいずれかに記載の磁気テープ。
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