JPH07110930A

JPH07110930A - 金属薄膜型磁気テープおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH07110930A
Application number: JP25416693A
Authority: JP
Inventors: Mikio Murai; 幹夫村居; Kiyoshi Takahashi; 喜代司高橋; Masaru Odagiri; 優小田桐; Kenji Kuwabara; 賢次桑原; Hiroshi Seki; 博司関; Hideyuki Ueda; 英之植田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-10-12
Filing date: 1993-10-12
Publication date: 1995-04-25

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は高記録密度の金属薄膜型磁気テープ
に関するものである。特に、硬質炭素膜を保護膜とした
テープの長期保存信頼性を飛躍的に向上することと、製
造工程を短縮した製法を供給することを目的とする。【構成】バックコート層５に最適な潤滑剤を適量含ま
せることで、硬質炭素膜２上に常に潤滑剤層１を形成可
能とすることで長期保存信頼性を向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は強磁性金属薄膜を磁気記
録層とする磁気記録媒体に関し、特にデジタルビデオテ
ープレコーダや高精細度ビデオテープレコーダに最適な
金属薄膜型磁気テープおよびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】強磁性金属薄膜を磁気記録層とする磁気
記録媒体においては、様々な方法により耐食性、スチル
耐久性、走行耐久性を向上する試みが続けられてきた。
たとえば、強磁性金属薄膜上にカルボン酸系やリン酸系
の潤滑剤を設ける方法、さらに強磁性金属薄膜上に非磁
性金属の保護膜を設ける方法、またはシリカのような酸
化物の保護膜を設ける方法がある。

【０００３】さらに最近では、特開昭６１ー１４２５２
５号公報、特開昭６１ー２０８６２２号公報のようにカ
ーボン系の保護膜を設けたり、特開昭６２ー２１９３１
４号公報、特開昭６１ー２１０５１８号公報のように硬
いカーボン膜であるダイヤモンド状炭素膜を保護膜とし
て用いている。また、特開平２ー１３７１１６号公報の
ように硬いカーボン膜であるダイヤモンド状炭素膜とプ
ラズマ重合膜を保護膜として用いる例もある。強磁性金
属薄膜の保護膜として硬いカーボン膜であるダイヤモン
ド状炭素膜を用いると、金属薄膜型磁気テープのスチル
耐久性、走行耐久性が著しく向上したが、ダイヤモンド
状炭素膜が不活性なために潤滑剤の配向が悪く、かつ発
水性が低いため、高温高湿環境で走行性が悪くなり、ジ
ッターが発生しやすくなっていた。そこで、ダイヤモン
ド状炭素膜とプラズマ重合膜を保護膜として、発水性は
プラズマ重合膜にもたせることも考えられたが、これも
潤滑剤が重合膜と反応していないので潤滑剤の大部分が
バックコート側に移動し、潤滑剤不足による金属薄膜型
磁気テープの耐久性の低下がおこっていた。

【０００４】そこで、ダイヤモンド状炭素膜上のプラズ
マ重合膜に少量の金属を添加して潤滑剤の移動を制御し
ようとする特開平４−２２２９２２号公報、バックコー
ト層表面にフッ素を含んだプラズマ重合膜を形成して潤
滑剤の移動を抑えようとする特開平４−４９５２０号公
報もある。しかし、これらの方法でも硬いカーボン膜で
あるダイヤモンド状炭素膜を保護膜とした金属薄膜型磁
気テープの長期使用安定性はダイヤモンド状炭素膜上の
潤滑剤が徐々にバックコート層側へ移動して行くためも
う一段の改良が必要であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】硬質炭素膜を保護膜と
した金属薄膜型磁気テープにおいては、硬質炭素膜上に
設けられた各種潤滑剤が硬質炭素膜と反応性がないた
め、徐々にバックコート層側に移動して行き、最後にバ
ランスが取れたところで移動が止まる。このとき、硬質
炭素膜側の表面性が良ければ良いほど硬質炭素膜上に残
る潤滑剤量が少なくなることを我々はみいだした。その
結果、硬質炭素膜上の潤滑剤が不足し、金属薄膜型磁気
テープのスチルライフの低下や目詰まりの増加となる。
このことは、表面性の良い高出力の金属薄膜型磁気テー
プの長期保存後の信頼性に課題が残っていることを示し
ている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、硬質炭素膜を保
護膜とした表面性が良い、高出力の金属薄膜型磁気テー
プにおいて、この硬質炭素膜上の潤滑剤とリール状態で
いつも接しているバックコート層内に最適な潤滑剤を最
適な濃度で添加しておく。その結果、いつもバックコー
ト層表面に適度な潤滑剤の層が形成され、この潤滑剤が
ある量だけ常に硬質炭素膜上に移動し、これが潤滑剤層
としての役割をはたす。この技術によって硬質炭素膜の
上に潤滑剤層をいつも形成させることができ、この２層
の効果で金属薄膜型磁気テープの長期保存信頼性を確立
出来るのである。硬質炭素膜がないとバックコート中に
潤滑剤を添加して、磁性膜上に常に潤滑剤層を形成して
も、硬く、ヘッドと凝着しないカーボン膜がないため金
属薄膜型磁気テープの長期保存信頼性はもちろん初期の
信頼性もを確立することがむづかしかった。また、硬質
炭素保護膜がなく、磁性層だけの金属薄膜テープは、潤
滑剤と磁性金属との間で化学的相互作用が存在するので
潤滑剤がバックコート側に移動するという問題は発生し
なかった。この発明は硬質炭素膜を設けた金属薄膜型磁
気テープにのみ有効である。

【０００７】

【作用】バックコート層内に最適な潤滑剤を最適な濃度
で添加することにより、初期から長期保存後まで十分な
信頼性、たとえば長いスチルライフ、目詰まりしないこ
と等を硬質炭素膜を保護膜とした金属薄膜型磁気テープ
に付与する事が出来る。

【０００８】また、硬質炭素膜上に潤滑剤層を形成する
ためのコーテイング工程を省略する事が可能となり、金
属薄膜型磁気テープの製造工程を短縮することも可能と
なる。

【０００９】

【実施例】図１（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、バック
コート形成直後およびロール状に巻取り後の金属薄膜型
磁気テープの断面略図であり、この構成について説明す
る。

【００１０】１は含フッソカルボン酸、含フッソカルボ
ン酸エステルあるいは含フッソカルボン酸アミン塩を主
とする潤滑剤層であり、厚みは３０Åから５０Åであ
る。使用する潤滑剤の融点は６０℃以下であり、上記潤
滑剤単独あるいは低融点潤滑剤と高融点潤滑剤の混合で
使用する。積極的に設けたのではなく、リール状に巻く
ことでバックコート側から移った結果形成された潤滑剤
層である。

【００１１】２は硬質炭素膜で、膜のビッカース硬度が
約３０００と高く、磁気テープのダメージを潤滑剤と共
に防いでいる。製法はプラズマＣＶＤが一般的である
が、製法には規定されない。厚みは１００Åから２００
Åが信頼性と出力とのバランス上最適である。

【００１２】３は強磁性金属薄膜であり、材料的にはＣ
ｏ−Ｎｉ−Ｏ，Ｃｏ−Ｏ，Ｃｏ−Ｃｒ等が使用可能であ
る。その厚みは５００Åから３０００Åが一般的であ
る。

【００１３】４は非磁性基板であり、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、ポリアミド、
ポリイミド等のフイルムが適している。基板の磁性面側
表面はＳＴＭ分析で１００Åから３００Åの突起形成処
理が施されているものが信頼性と出力を両立するうえで
最適である。

【００１４】５はバックコート層で、材料的にはポリウ
レタン、ニトロセルロース、ポリエステルとカーボン、
炭酸カルシュウム等と各種潤滑剤を含んでいる。厚みは
５０００Åである。

【００１５】以下製造条件と製造方法も含めて詳しく説
明する。５００mm幅の非磁性基板であるポリエチレンテ
レフタレートフイルム表面に、ＳＴＭ分析で高さが１０
０Å、２００Å、４００Å、８００Å、直径がそれぞれ
２０００Åの突起が１mm2あたり１０⁵から１０⁹個形成
された非磁性基板４上へ、斜方真空蒸着法により酸素を
導入しながら、Ｃｏー０からなる強磁性金属薄膜３を１
８００Åの厚みで形成する。

【００１６】この強磁性金属薄膜３上にアルゴンガスと
メタンガスを１：４の比で混合し、トータルガス圧を
０．３Ｔｏｒｒに保って、周波数２０ＫＨｚ、電圧１５
００Ｖの交流と１０００Ｖの直流を放電管内の電極に重
畳印加し、プラズマＣＶＤ法により硬質炭素膜２を１５
０Åの厚みで形成する。この膜２のビッカース硬度は約
３０００であった。また、膜質分析の結果、アモルフア
スな炭素膜であった。

【００１７】次に、非磁性基板のもう一方の面にガラス
転移点の高いポリウレタンとニトロセルロースを１：１
に混合し、この中へ平均粒子径が０．１μｍのカーボン
ブラックをバインダー総量に対して重量で２０％添加し
たバックコート液をメチルエチルケトン、トルエン、シ
クロヘキサノンの混合溶液に溶かしてバックコート層５
を５０００Åの厚みで設けた。このときのバックコート
液の固形分濃度は３０％とした。

【００１８】これらの硬質炭素膜を設けた金属薄膜型磁
気テープ上に含フッソカルボン酸エステル潤滑剤、Ｃ₆
Ｆ₁₃ＣＯＯＣ₈Ｈ₁₇を乾燥後３０Åの厚みで溶媒に溶か
してコーテイング法で設けたサンプルを比較例とし、サ
ンプル１から４として（表１）に示した。

【００１９】

【表１】

【００２０】次にバックコート層の固形分総量に対して
それぞれ重量で０．１％，０．５％，１．０％，３．０
％，５．０％，６．０％，７．０％の含フッソカルボン
酸エステル、Ｃ₆Ｆ₁₃ＣＯＯＣ₈Ｈ₁₇（融点が１０℃前
後）をバックコート溶液中に添加し、コーテイング法で
バックコート層５を５０００Å形成したものをサンプル
５から３２として（表２）に示した。しかし、これらサ
ンプル５から３２には潤滑剤層１は製造時には意図的に
設けなかった。しかし、リール状に巻き取った後では硬
質炭素膜２上に潤滑剤層１が形成されていることをＥＳ
ＣＡ分析で確認した。

【００２１】ＥＳＣＡによるバックコート層表面のフッ
ソ原子と炭素原子との比（Ｆ／Ｃ）は、サンプル５から
サンプル８で０．１から０．２であり、サンプル９から
サンプル１２で０．３から０．４の間であった。さらに
潤滑剤を加えたサンプル２１からサンプル２４では、
０．７から１．０の間であった。

【００２２】

【表２】

【００２３】これらサンプル１から３２を８ｍｍ幅に裁
断して、８ｍｍＶＴＲで初期のスチルライフを調べた。
また、長期保存信頼性に対応するものとして、５０℃−
９０％環境へ７日間放置した後、同様に８ｍｍＶＴＲで
保存後のスチルライフを調べた。さらに、保存後のサン
プルは８ｍｍＶＴＲによって室温で目詰まり試験も行っ
た。これらの結果もまとめて（表１）、（表２）に示し
た。

【００２４】スチルライフは出力が初期から３ｄＢ低下
するまでの時間を分単位で表示し、時間が長いほどテー
プの信頼性が高いことを示している。目詰まりは１００
時間再生時に出力の得られなかった時間（単位は秒）の
合計で示し、こちらは短いほど信頼性が高いことを示し
ている。

【００２５】（表１）、（表２）の結果からサンプル９
から３２のようにバックコート層中の潤滑剤の重量濃度
が０．５％から６．０％であれば、比較例１から４と比
べて保存後のスチルライフも長く、保存後の目詰まりも
少ないことがわかる。とくに、バックコート層中の潤滑
剤の重量濃度が１．０％から５．０％の範囲が最適で、
この範囲ではベースフイルムの表面粗さが１００Åから
２００Åと高出力であるサンプル１３、１４、１７、１
８、２１、２２は比較例１、２、と比べて保存後のスチ
ルライフと目詰まりが飛躍的に改善されている。

【００２６】次に、ベースフイルムの表面粗さが２００
Åのサンプルのバックコート層に各種潤滑剤をバックコ
ートの固形分濃に対して重量で３．０％添加して潤滑剤
の融点が金属薄膜型磁気テープの信頼性にどのような影
響を与えるのか調べた。含フッソカルボン酸エステル類
は融点が低くほとんどすべてのものが６０℃以下であっ
た。サンプル１８以外に融点が０℃前後のＣ₁₈Ｈ₃₅ＣＯ
ＯＣ₈Ｆ₁₇を使用したものをサンプル３３、融点が２０
℃前後のＣ₁₈Ｈ₃₇ＣＯＯＣ₈Ｆ₁₇を使用したものをサン
プル３４とした。

【００２７】含フッソカルボン酸、含フッソカルボン酸
アミン塩は融点が高いものが多く、融点が５０℃前後の
Ｃ₆Ｆ₅ＣＨ₂ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ₂）₁₄ＣＯＯＨをしようし
たものをサンプル３５とし、融点が５５℃前後のＣ₁₆Ｈ
₃₃ＣＨ−ＣＯＯＨ（ＯＣＯＣ ₈Ｆ₁₇）を使用したものを
サンプル３６とした。また、融点が６５℃前後のＣ₅Ｆ
₁₁（ＣＨ₂）₈ＣＯＯＨを使用したものをサンプル３７と
した。さらに、融点が１１０℃前後のＣ₉Ｆ₁₉Ｏ（Ｃ
Ｈ₂）₂₀ＣＯＯＨを使用したものをサンプル３８とし
た。また、融点が３０℃前後のカルボン酸アミン塩、Ｃ
₁₈Ｈ₃₅ＣＯＯＮＨ₃ＣＨ₃を使用したものをサンプル３９
とした。

【００２８】これらサンプル３３から３９までの初期と
５０Ｃ−９０％環境、７日放置後のスチルライフと目詰
まり試験を行った。その結果を（表３）に示した。

【００２９】

【表３】

【００３０】（表３）の融点が６０℃以上のサンプル３
７、３８とその他のサンプルとの比較から、融点６０℃
以下の潤滑剤をバックコート層に適量添加すれば保存後
のスチルライフと目詰まりが飛躍的に改善されることが
わかった。カルボン酸で確認された融点の効果はカルボ
ン酸アミン塩でも同様であった。

【００３１】高融点潤滑剤と低融点潤滑剤の混合効果を
調べるために低融点の含フッソカルボン酸エステルと高
融点の含フッソカルボン酸、含フッソカルボン酸アミン
塩を混合して調べた。ベースフイルムの表面粗さは２０
０Å、潤滑剤はバックコート固形分に対して重量で２．
０％添加した。その割合は低融点潤滑剤と高融点潤滑剤
を等量混合して使用した。含フッソカルボン酸アミン
塩、Ｃ₁₈Ｈ₃₅ＣＯＯＮＨ ₃ＣＨ₃と含フッソカルボン酸エ
ステル、Ｃ₁₈Ｈ₃₇ＣＯＯＣ₈Ｆ₁₇を使用したものをサン
プル４０とし、含フッソカルボン酸、Ｃ₆Ｆ₅ＣＨ₂ＣＨ
＝ＣＨ（ＣＨ₂）₄ＣＯＯＨと含フッソカルボン酸エステ
ル、Ｃ₁₈Ｈ₃₅ＣＯＯＣ₈Ｆ₁₇を使用したものをサンプル
４１とし、含フッソカルボン酸、Ｃ₉Ｆ₁₉（ＣＨ₂）₂₀Ｃ
ＯＯＨと含フッソカルボン酸エステル、Ｃ₆Ｆ₁₃ＣＯＯ
Ｃ₈Ｈ₁₇を使用したものをサンプル４２とした。

【００３２】これらのサンプルの信頼性試験結果を（表
４）に示した。

【００３３】

【表４】

【００３４】（表４）においても融点が６０℃以下の潤
滑剤を混合使用したサンプル４０、４１は融点が６０℃
以上の潤滑剤を用いたサンプル４２よりも保存後のスチ
ルライフと目詰まり特性が良く、比較例であるサンプル
２よりも保存後の信頼性が飛躍的に向上した。

【００３５】なお、以上の実施例はバックコート層中に
潤滑剤が含まれる場合だけを説明したが、潤滑剤層をコ
ーテイングで設けた後、同様の処理を施すことで信頼性
がさらに向上することも確認した。また、バックコート
層からの潤滑剤の移動を加速するために４０℃から６０
℃の環境でアニールしても同様の効果が得られた。

【００３６】

【発明の効果】以上のように本発明は硬質炭素膜を保護
膜とした金属薄膜型磁気テープのバックコート層に最適
な潤滑剤を最適な量含ませることで、ロール状に巻き取
り後、硬質炭素膜上に潤滑剤層が形成でき、カセットで
の長期保存後も潤滑剤を含んだバックコート層から硬質
炭素膜上に潤滑剤の供給がなされるため、硬質炭素膜を
保護膜とした金属薄膜型磁気テープの信頼性を飛躍的に
改善することが可能となる。また、コーテイングによっ
て潤滑剤層を設ける工程をなくすことも可能となり製造
工程の短縮がはかられた。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の実施例であるバックコート形
成直後の金属薄膜型磁気テープの断面略図（ｂ）は本発明の実施例であるロール状に巻取り後の金
属薄膜型磁気テープの断面略図

【図２】本発明の実施例である保護膜形成装置の略図

【符号の説明】

１潤滑剤層２硬質炭素膜３強磁性金属薄膜４非磁性基板５バックコート６真空槽７硬質炭素膜用放電管８キャン９排気口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者桑原賢次大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者関博司大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者植田英之大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性基板の一方の面に強磁性金属薄膜を
設け、この金属薄膜上へ硬質炭素膜を形成した金属薄膜
型磁気テープにおいて、非磁性基板のもう一方の面に設
けたバックコート層中に潤滑剤が含まれることを特徴と
する金属薄膜型磁気テープ。
【請求項２】バックコート層中に含まれる潤滑剤の融点
が６０℃以下であり、かつその潤滑剤の量がバックコー
ト液の固形分に対して重量で０．５％から６．０％であ
ることを特徴とする請求項１記載の金属薄膜型磁気テー
プ。
【請求項３】バックコート中に含まれる潤滑剤がフッソ
原子を含むことを特徴とする請求項２記載の金属薄膜型
磁気テープ。
【請求項４】バックコート層中に含まれる潤滑剤は単独
あるいはエステル系の低融点成分とカルボン酸系、また
はカルボン酸アミン塩系の高融点成分との混合物である
ことを特徴とする請求項３記載の金属薄膜型磁気テー
プ。
【請求項５】バックコート層表面のフッソ原子と炭素原
子の比（Ｆ／Ｃ）が０．３以上であることを特徴とする
請求項３記載の金属薄膜型磁気テープ。
【請求項６】非磁性基板の一方の面に強磁性金属薄膜を
設け、この金属薄膜上へ硬質炭素膜を形成した後、非磁
性基板のもう一方の面に潤滑剤を含むバックコート層を
設けることで、ロール状に巻き取り後、硬質炭素膜上に
潤滑剤層を形成することを特徴とする金属薄膜型磁気テ
ープの製造方法。