JPH08249645A

JPH08249645A - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH08249645A
Application number: JP5002695A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Hiratsuka; 亮一平塚
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1995-03-09
Filing date: 1995-03-09
Publication date: 1996-09-27

Abstract

(57)【要約】【構成】磁気記録媒体において、バック層としてスパ
ッタ法あるいはＣＶＤ法で形成された膜厚５〜３０ｎｍ
のカーボン膜を設ける。【効果】走行性、耐久性が改善され、またヘッドに対
する当たりも良好となる。また、バック層がこのように
薄い分、媒体を薄手化でき、媒体の１テープカセットあ
たりの収容長さを長くすることが可能である。したがっ
て、テープカセットの記録情報量の増大に大きく貢献す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気記録媒体に関し、特
にバック層の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、オーディオテープ、ビデオテ
ープ等の磁気テープとしては、酸化物磁性粉末あるいは
合金磁性粉末等の粉末磁性材料と塩化ビニル−酢酸ビニ
ル系共重合体、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ポリ
ウレタン樹脂等の有機バインダーを有機溶媒とともに分
散、混練せしめた磁性塗料を、非磁性支持体上に塗布、
乾燥することにより作製される、いわゆる塗布型の磁気
記録媒体が広く使用されている。

【０００３】これに対して、高密度磁気記録への要求の
高まりとともに、Ｃｏ−Ｎｉ合金、Ｃｏ−Ｃｒ合金、Ｃ
ｏ−Ｏ等の金属磁性材料を、メッキや真空薄膜形成手段
（真空蒸着法やスパッタリング法、イオンプレーティン
グ法等）によってポリエステルやポリアミド、ポリイミ
ド等の非磁性支持体上に直接被着することで作製され
る、いわゆる金属磁性薄膜型の磁気記録媒体が提案され
注目を集めている。

【０００４】この金属磁性薄膜型の磁気記録媒体は、抗
磁力や角形比等に優れるとともに、磁性層の厚みを極め
て薄くできるため、記録減磁や再生時の厚み損失が著し
く小さく、短波長での電磁変換特性に優れる。また、そ
ればかりでなく、磁性層中に非磁性材であるバインダー
を混入する必要がないため磁性材料の充填密度を高める
ことができること等、数々の利点を有している。すなわ
ち、この金属磁性薄膜型の磁気記録媒体は、磁気特性的
な優位さのため高密度磁気記録用の媒体として主流にな
ると考えられる。

【０００５】なかでも、金属磁性材料を斜め方向から蒸
着することで磁性層を形成した、斜法蒸着タイプの磁気
記録媒体は、電磁変換特性にとりわけ優れ、大きな再生
出力が得られることから既に実用化されている。

【０００６】このような磁気記録媒体には、非磁性支持
体、磁性層の他に、耐久性や走行性等の改善を目的とし
て、磁性層上に保護層が設けられたり、非磁性支持体の
磁性層が形成されている側とは反対側の面にバック層が
設けられるのが通常である。

【０００７】保護層は、磁性層を磁気ヘッドとの摺動か
ら保護するためのものである。磁気記録媒体では、高密
度化に対応してスペーシングロスを抑えるために、表面
が一層平滑化される方向にある。しかし、磁性層表面が
平滑になると、ヘッドに対する接触面積が大きくなるた
めに、摩擦力が増大し、磁性層に生ずるせん断応力が大
きくなる。このような厳しい摺動条件から磁性層を保護
するために、上記保護層は重要である。

【０００８】また、バック層は、非磁性支持体表面の電
気抵抗を下げて帯電による走行不良を防止する，非磁性
支持体の耐久性を上げ、使用中の傷つき等の発生を防
ぐ，またテープ間の摩擦を小さくする等の目的から設け
られるものである。テープの走行性、耐久性を向上させ
るには、このバック層の形成が必須となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記バック
層は、通常、カーボン粒子等の非磁性顔料や樹脂結合剤
を有機溶媒とともに分散、混練することで調製されたバ
ック塗料を、非磁性支持体の磁性層が形成される側とは
反対側の面に、塗布、乾燥することで形成されている。
この塗布法で形成されるバック層の厚さは、概ね０．５
μｍ程度である。

【００１０】一方、オーディオテープ、ビデオテープ等
の磁気テープは、テープカセットに収容されて用いられ
るのが一般的であるが、このテープカセット当たりの記
録情報量を増大させるには、上述のように記録密度を増
大させるとともに、テープを薄手化することでテープカ
セットに収容できるテープ長を長くすることも必要であ
る。

【００１１】しかし、塗布法で形成されるバック層は、
現状で形成されている０．５μｍの厚さからたとえば１
桁以上薄くするのは極めて困難である。このため、この
バック層がテープ厚の大きな割合を占め、テープの薄手
化の妨げになっている。

【００１２】そこで、本発明はこのような従来の実情に
鑑みて提案されたものであり、走行性、耐久性に優れる
とともにバック層の薄手化が可能であり、１テープカセ
ットあたりの収容長さを長くできる磁気記録媒体を提供
することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明の磁気記録媒体は、非磁性支持体の一方の
面に磁性層が形成され、他方の面にバック層が形成され
てなり、上記バック層がスパッタ法により形成された膜
厚５〜３０ｎｍのカーボン膜であることを特徴とするも
のである。

【００１４】また、非磁性支持体の一方の面に磁性層が
形成され、他方の面にバック層が形成されてなり、上記
バック層がＣＶＤ法により形成された膜厚５〜３０ｎｍ
のカーボン膜であることを特徴とするものである。

【００１５】本発明の磁気記録媒体では、非磁性支持体
の磁性層が形成される側とは反対側の面に、バック層と
してスパッタ法あるいはＣＶＤ法で形成されるカーボン
膜が設けられる。

【００１６】スパッタ法でカーボン膜を形成するには、
プラズマ雰囲気下でイオン化したＡｒ等のスパッタガス
を、カーボンターゲット表面に衝突させ、その衝突によ
ってスパッタ蒸発したターゲット粒子を基板上に堆積さ
せる。

【００１７】また、ＣＶＤ法でカーボン膜を形成するに
は、炭化水素系の反応ガスを、例えばプラズマ雰囲気中
に導入して分解し、基板上に被着させる。

【００１８】このようにしてスパッタ法あるいはＣＶＤ
法で形成されるカーボン膜は、媒体の走行性や耐久性の
改善に有効に寄与するとともに、塗布法で形成されるバ
ック層に比べて数ｎｍ程度と非常に薄い厚さとすること
ができる。したがって、このようなカーボン膜をバック
層とする磁気記録媒体は、バック層が薄い分薄手化で
き、１テープカセットあたりの収容長さを長くし、記録
情報量の増大が図れる。

【００１９】このようにスパッタ法あるいはＣＶＤ法に
よると非常に薄いカーボン膜が形成できるが、この場
合、カーボン膜の膜厚は５〜３０ｎｍとする必要があ
る。

【００２０】カーボン膜の厚さが５ｎｍ未満である場合
には、媒体の摺動部材に対する動摩擦係数を十分に低め
ることができず、媒体の走行性があまり改善されない。
また、ヘッドに対する当たりも悪くなる。逆に、カーボ
ン膜の厚さが３０ｎｍを越える場合には、バック層側が
凸状となるように反ってしまい、やはりヘッドに対する
当たりが悪くなる。

【００２１】以上のように、本発明ではバック層として
スパッタ法あるいはＣＶＤ法で形成されるカーボン膜を
設けるが、非磁性支持体、磁性層には以下のようなもの
が用いられる。

【００２２】まず、非磁性支持体の材質としては、ポリ
エチレンテレフタレート等のポリエステル類、ポリエチ
レン，ポリプロピレン等のポリオレフィン類、セルロー
ストリアセテート，セルロースダイアセテート，セルロ
ースブチレート等のセルロース誘導体、ポリ塩化ビニ
ル，ポリ塩化ビニリデン等のビニル系樹脂、ポリカーボ
ネート、ポリイミド、ポリアミド等の高分子材料が挙げ
られる。

【００２３】また、磁性層としては、例えば金属磁性材
料を薄膜形成手段によって非磁性支持体上に直接被着す
ることで形成される金属磁性薄膜が設けられる。

【００２４】この金属磁性材料としては、蒸着タイプの
磁気テープで通常使用されるものがいずれも使用可能で
ある。例えばＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉなどの強磁性金属、Ｆｅ
−Ｃｏ、Ｃｏ−Ｏ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｕ、Ｃ
ｏ−Ｃｕ、Ｃｏ−Ａｕ、Ｃｏ−Ｐｔ、Ｍｎ−Ｂｉ、Ｍｎ
−Ａｌ、Ｆｅ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｃｒ、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｆｅ−
Ｃｏ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃ
ｒ等の強磁性合金が挙げられる。

【００２５】これら金属磁性材料を成膜する手段として
は、真空下で金属磁性材料を加熱蒸発させ非磁性支持体
上に沈着させる真空蒸着法や、強磁性金属材料の蒸発を
放電中で行うイオンプレーティング法、アルゴンを主成
分とする雰囲気中でグロー放電を起こし生じたアルゴン
イオンでターゲット表面の原子をたたき出すスパッタ法
等、いわゆるＰＶＤ技術が挙げられる。

【００２６】なお、金属磁性薄膜としては、これらの単
層膜でってもよいし多層膜であってもよい。また、非磁
性支持体と金属磁性薄膜の間、さらに多層膜である場合
には各層間に、付着力向上並びに抗磁力の制御等を目的
として、下地層や中間層を設けるようにしても良い。さ
らに、また、金属磁性薄膜の表面近傍が耐食性改善等の
ために酸化物となっていてもよい。

【００２７】

【作用】磁気記録媒体において、バック層としてスパッ
タ法あるいはＣＶＤ法で形成された膜厚５〜３０ｎｍの
カーボン膜を設けると、走行性、耐久性が改善され、ま
たヘッドに対する当たりも良好となる。また、バック層
がこのように薄いと、その分媒体が薄手化するので、媒
体の１テープカセットあたりの収容長さを長くし、記録
情報量の増大が図れる。さらに、バック層の形成に有機
溶媒を使用する必要がなくなるといった製造上の利点も
ある。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について実験
結果に基づいて説明する。

【００２９】実施例１−１本発明は、バック層となるカーボン膜をＣＶＤ法によっ
て形成した例である。

【００３０】まず、バック層を形成すべき面に導電処理
が施されたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製
の、厚さ１０μｍの非磁性支持体を用意した。そして、
この非磁性支持体の導電処理が施された側とは反対側に
面に、反応性蒸着法によりＣｏ₈₀Ｎｉ₂₀単層膜を磁性層
として形成した。磁性層の成膜条件は以下の通りであ
る。

【００３１】磁性層成膜条件入射角：４５〜９０° 導入ガス：酸素ガス蒸着時真空度：２×１０^-2Ｐａ磁性層の膜厚：２００ｎｍ次いで、このＣｏ₈₀Ｎｉ₂₀単層膜上に、プラズマＣＶＤ
法によってカーボン（ダイヤモンド状カーボン）保護層
を形成し、さらに、非磁性支持体の磁性層を形成した側
とは反対側の面、すなわち導電処理が施されている面
に、プラズマＣＶＤ法によってカーボンバック層を形成
した。

【００３２】ここで、このカーボン保護層及びカーボン
バック層の形成に用いたＣＶＤ装置を図１に示す。

【００３３】このＣＶＤ装置は、頭部に設けられた真空
排気系１１によって内部が高真空状態となされた真空室
１２内に、図中の反時計回り方向に定速回転する送りロ
ール３と、図中の反時計回り方向に定速回転する巻取り
ロール４とが設けられ、これら送りロール３から巻取り
ロール４に、非磁性支持体１が順次走行するようになさ
れている。

【００３４】これら送りロール３から巻取りロール４側
に上記非磁性支持体１が走行する中途部には、上記各ロ
ール３，４の径よりも大径となされた対向電極用キャン
９が設けられている。この対向電極用キャン９は、上記
非磁性支持体１を図中下方に引き出すように設けられ、
図中の時計回り方向に定速回転する構成とされる。尚、
上記送りロール３，巻取りロール４及び対向電極用キャ
ン９は、それぞれ非磁性支持体１の幅と略同じ長さから
なる円筒状をなすものである。

【００３５】したがって、上記非磁性支持体１は、送り
ロール３から順次送り出され、さらに上記対向電極用キ
ャン９の周面を通過し、巻取りロール４に巻き取られて
いくようになされている。なお、上記送りロール３と上
記対向電極用キャン９との間及び該対向電極用キャン９
と上記巻取りロール４との間にはそれぞれガイドロール
２，２が配設され、上記送りロール３から対向電極用キ
ャン９及び該対向電極用キャン９から巻取りロール４に
亘って走行する非磁性支持体１に所定のテンションをか
け、該非磁性支持体１が円滑に走行するようになされて
いる。

【００３６】また、上記真空室１２内には、上記対向電
極用キャン９の下方にパイレックスガラス，プラスチッ
ク等よりなる反応管５が設けられている。この反応管５
は、一方の端部が真空室１２の底部を貫通しており、こ
の端部から成膜ガスが当該反応管５内に導入されるよう
になっている。また、この反応管５内の中途部には、金
属メッシュ等よりなる電極６が取り付けられている。こ
の電極６は、外部に配設されたＤＣ電源７と接続されて
おり、５００〜２０００Ｖの電圧が印加されるようにな
っている。

【００３７】このＣＶＤ装置では、この電極６に電圧が
印加されることで、当該電極６と対向電極用キャン９と
の間にグロー放電が生じる。そして、反応管５内に導入
された成膜ガスは、この生じたグロー放電によって分解
し、非磁性支持体１上に被着されることになる。

【００３８】本実施例では、このような構成のＣＶＤ装
置によって、カーボン保護層及びカーボンバック層を成
膜した。具体的な成膜条件は以下の通りである。

【００３９】カーボン保護層の成膜条件反応ガス：トルエン反応ガス圧：１０Ｐａ導入電力：ＤＣ１．５ｋＶカーボン保護層の膜厚：１０ｎｍカーボンバック層の成膜条件反応ガス：トルエン反応ガス圧：１０Ｐａ導入電力：ＤＣ１．５ｋＶカーボンバック層の膜厚：５ｎｍ以上のようにして、磁性層、保護層及びバック層が形成
されたテープ原反を８ｍｍ幅に裁断し、両面にパーフル
オロポリエーテル系潤滑剤を塗布することでサンプルテ
ープを作製した。

【００４０】実施例１−２〜実施例１−５カーボンバック層の膜厚を表１に示すように変えたこと
以外は実施例１−１と同様にしてサンプルテープを作製
した。

【００４１】比較例１−１カーボンバック層を形成しないこと以外は実施例１−１
と同様にしてサンプルテープを作製した。

【００４２】比較例１−２〜比較例１−４カーボンバック層の膜厚を、表１に示すように５〜３０
ｎｍの範囲外としたこと以外は実施例１−１と同様にし
てサンプルテープを作製した。

【００４３】以上のようにして作製されたサンプルテー
プについて、テープの反り量（カッピング量）、動摩擦
係数及びＲＦ出力波形を調べた。その結果を表１に示
す。

【００４４】なお、動摩擦係数は、テープをステンレス
製のピンに対して１００回摺動させたときの、摺動１０
０回目の値である。カッピング量は、フィルムに膜を形
成することにより発生するテープの変形量のことであ
る。カーボン膜を形成した場合、カーボン膜側が凸状と
なるようにフィルムが変形する。ここでは、テープ辺縁
部と中央部との高さ差を測定した値をカッピング量とし
て測定した。テープでは、このカッピング量が大きくな
る程、走行が不安定となり、ヘッドに対する当たりが不
良になる。

【００４５】また、ＲＦ出力波形において、「○」は良
好なＲＦ波形が得られた場合、「△」はＲＦ波形から、
テープの一部がヘッドに当たっていない片当たり状態で
あると判断された場合、「×」はＲＦ波形から、テープ
がヘッドに幅方向でほとんど当たっていないと判断され
た場合をそれぞれ示す。

【００４６】

【表１】

【００４７】表１に示すように、カーボンバック層を設
けていない比較例１−１のサンプルテープでは、ピンに
摺動させている途中でテープがピンに貼り付き、動摩擦
係数を測定することができなかった。一方、カーボンバ
ック層を設けたサンプルテープでは、このような貼り付
きは生じず、走行性が改善されている。

【００４８】このことから、カーボンバック層はテープ
の走行性を改善する上で有効であることがわかった。

【００４９】しかし、カーボンバック層の厚さが５ｎｍ
未満である比較例１−２のサンプルテープは、貼り付き
こそ生じないが、動摩擦係数が０．４５と高く、十分な
走行性であるとは言えない。また、ヘッドの対して片当
たり状態になり、良好なＲＦ波形が得られない。また、
カーボンバック層の厚さが３０ｎｍを越える比較例１−
３，比較例１−４のサンプルテープでは、動摩擦係数は
十分に改善されているものの、バック層の厚さが厚いた
めにカッピング量が大きく、ヘッドに対して当たり不良
が発生する。したがって、カーボンバック層の厚さは５
〜３０ｎｍとする必要があることがわかる。

【００５０】実施例２−１カーボンバック層の形成を、ＣＶＤ法の代わりにスパッ
タ法で行ったこと以外は実施例１−１と同様にしてサン
プルテープを作製した。但し、ここでは、バック層を形
成すべき面に導電処理が施されていない非磁性支持体を
使用した。

【００５１】カーボンバック層の形成に用いたスパッタ
装置を図２に示す。

【００５２】このスパッタリング装置は、図２に示すよ
うに、真空排気系３０によって内部が真空状態となされ
た真空室３１内に、図中の反時計回り方向に定速回転す
る送りロール２３と、図中の反時計回り方向に定速回転
する巻取りロール２４とが設けられ、これら送りロール
２３から巻取りロール２４に、非磁性支持体２１が順次
走行するようになされている。

【００５３】これら送りロール２３から巻取りロール２
４側に上記非磁性支持体２１が走行する中途部には、上
記各ロール２３，２４の径よりも大径となされた対向電
極用キャン２９が設けられている。この対向電極用キャ
ン２９は、上記非磁性支持体２１を図中下方に引き出す
ように設けられ、図中の時計回り方向に定速回転する構
成とされる。

【００５４】なお、上記送りロール２３，巻取りロール
２４及び対向電極用キャン２９は、それぞれ非磁性支持
体２１の幅と略同じ長さからなる円筒状をなすものであ
る。

【００５５】そして、さらに上記送りロール２３と上記
対向電極用キャン２９との間及び該対向電極用キャン２
９と上記巻き取りロール２４との間には、それぞれガイ
ドロール２２，２２が配設され、上記送りロール２３か
ら対向電極用キャン２９及び該対向電極用キャン２９か
ら巻取りロール２４に亘って走行する非磁性支持体２１
に所定のテンションをかけ、該非磁性支持体２１が円滑
に走行するようになされている。

【００５６】また、上記真空室３１内には、直流電源２
７と接続された板状のスパッタ電極２６が上記対向電極
用キャン２９の下方にこれと対向して設けられている。
このスパッタ電極２６の上面にはターゲット２５が接着
固定されている。そして、このターゲットと対向電極用
キャンの間には、この間にスパッタガスを導入するため
のガス導入口２８が設けられている。

【００５７】このスパッタ装置では、上記スパッタ電極
２６と上記対向電極用キャン２９の間に電圧が印加され
ることで、グロー放電が起こる。これにより、真空室３
１内に導入されたスパッタガスがイオン化して、スパッ
タ電極２６上に接着固定されたターゲット２５表面に衝
突し、スパッタ粒子がたたき出される。このたたき出さ
れたスパッタ粒子が非磁性支持体上に堆積し、スパッタ
膜が形成されることになる。なお、本実施例で採用した
具体的な成膜条件は以下の通りである。

【００５８】カーボンバック層成膜条件スパッタガス：Ａｒスパッタガス圧：０．５Ｐａ導入電力：７ｋＷ実施例２−２〜実施例２−５カーボンバック層の膜厚を表２に示すように変えたこと
以外は実施例２−１と同様にしてサンプルテープを作製
した。

【００５９】比較例２−１カーボンバック層を形成しないこと以外は実施例２−１
と同様にしてサンプルテープを作製した。

【００６０】比較例２−２〜比較例２−４カーボンバック層の膜厚を、表２に示すように５〜３０
ｎｍの範囲外としたこと以外は実施例２−１と同様にし
てサンプルテープを作製した。

【００６１】以上のようにして作製されたサンプルテー
プについて、テープの反り量（カッピング量）、動摩擦
係数及びＲＦ出力波形を上述と同様にして調べた。その
結果をカーボンバック層の膜厚と併せて表２に示す。

【００６２】

【表２】

【００６３】表２に示すように、スパッタ法でカーボン
バック層を形成した場合にもＣＶＤ法でカーボンバック
層を形成した場合と同傾向の結果が得られる。すなわ
ち、カーボンバック層を設けていない比較例２−１のサ
ンプルテープでは、ピンに摺動させている途中でテープ
がピンに貼り付き、動摩擦係数を測定することができな
かった。一方、カーボンバック層を設けたサンプルテー
プでは、このような貼り付きは生じず、走行性が改善さ
れている。

【００６４】このことから、スパッタ法で形成されたカ
ーボンバック層も、ＣＶＤ法で形成されたカーボンバッ
ク層と同様に、テープの走行性を改善する上で有効であ
ることがわかった。

【００６５】しかし、カーボンバック層の厚さが５ｎｍ
未満である比較例２−２のサンプルテープは、動摩擦係
数が０．４１と高く、十分な走行性であるとは言えな
い。また、ヘッドの対して片当たり状態になり、良好な
ＲＦ波形が得られない。また、カーボンバック層の厚さ
が３０ｎｍを越える比較例２−３，比較例２−４のサン
プルテープでは、動摩擦係数は十分に改善されているも
のの、バック層の厚さが厚いためにカッピング量が大き
く、ヘッドに対して当たり不良が発生する。

【００６６】したがって、スパッタ法で形成されるカー
ボンバック層の厚さも、ＣＶＤ法で形成されるカーボン
バック層と同様に５〜３０ｎｍとする必要があることが
わかった。

【００６７】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の磁気記録媒体では、バック層としてスパッタ法ある
いはＣＶＤ法で形成された膜厚５〜３０ｎｍのカーボン
膜を設けるので、良好な走行性、耐久性が得られ、また
ヘッドに対する当たりも良好である。また、バック層が
このように薄いと、その分媒体を薄手化でき、媒体の１
テープカセットあたりの収容長さを長くすることが可能
である。したがって、テープカセットの記録情報量の増
大に大きく貢献する。

【図面の簡単な説明】

【図１】カーボン膜を形成するためのＣＶＤ装置を示す
模式図である。

【図２】カーボン膜を形成するためのスパッタ装置を示
す模式図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性支持体の一方の面に磁性層が形成
され、他方の面にバック層が形成されてなり、上記バッ
ク層がスパッタ法により形成された膜厚５〜３０ｎｍの
カーボン膜であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】非磁性支持体の一方の面に磁性層が形成
され、他方の面にバック層が形成されてなり、上記バッ
ク層がＣＶＤ法により形成された膜厚５〜３０ｎｍのカ
ーボン膜であることを特徴とする磁気記録媒体。