JPH09153219A

JPH09153219A - 磁気記録媒体の製造方法

Info

Publication number: JPH09153219A
Application number: JP31333595A
Authority: JP
Inventors: Kazunobu Chiba; 一信千葉; Jota Ito; 条太伊藤; Tsutomu Takeda; 勉武田; Riichi Sasaki; 利一佐々木
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1995-11-30
Filing date: 1995-11-30
Publication date: 1997-06-10

Abstract

(57)【要約】【課題】真空蒸着により非磁性支持体上に金属磁性薄
膜を蒸着するに際し、磁気特性、電磁変換特性に優れ、
かつ安価な磁気記録媒体を製造する方法を提供する。【解決手段】真空室１内で金属磁性材料９を溶融さ
せ、この蒸気を非磁性支持体２に被着させることによ
り、金属磁性薄膜を蒸着するに際して、蒸着開始時に予
め溶融させておく金属磁性材料９として、不純物濃度が
相対的に高いものを使用し、蒸着中に供給される金属磁
性材料９として、不純物濃度が相対的に低いものを使用
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空蒸着により磁
性層となる磁性薄膜を非磁性支持体上に形成する磁気記
録媒体の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、磁気記録媒体としては、非磁
性支持体上に酸化物磁性粉末、或いは合金磁性粉末等の
粉末磁性材料を、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
の有機バインダー中に分散せしめた磁性塗料を塗布、乾
燥することにより作製され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
高まりと共に、Ｃｏ−Ｎｉ合金、Ｃｏ−Ｃｒ合金、Ｃｏ
−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フィルムやポリアミド、
ポリイミドフィルム等の非磁性支持体上に直接被着し
た、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、短波長での電磁変換特性に優れる
ばかりでなく、磁性層の厚みをきわめて薄くできるた
め、記録減磁や再生時の厚み損失が著しく小さいこと、
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
無いため、磁性材料の充填密度を高めることができるこ
となど、数々の利点を有している。

【０００５】さらに、この種の磁気記録媒体の電磁変換
特性を向上させ、より大きな出力を得ることが出来るよ
うにするために、該磁気記録媒体の磁性層を形成する場
合、磁性層を斜めに蒸着するいわゆる斜方蒸着法が提案
され実用化されている。この斜方蒸着法においては、蒸
着蒸気をシャッターやマスクで遮って斜め入射の蒸着成
分のみを使用することで優れた磁気特性及び電磁変換特
性を実現している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この斜
方蒸着法では、非磁性支持体に対して所定の角度範囲内
でシャターやマスクで遮って斜めに蒸着するため、蒸着
時における金属磁性材料の蒸気が１０〜２０％程度しか
非磁性支持体上に飛着せず、金属磁性材料の利用効率は
かなり悪い状態である。

【０００７】また、特開昭６３−１９５２３４号公報、
特開平７−５４０６９号公報に示されるように、一般的
に金属磁性材料に含まれるカーボン、アルミニウム、マ
ンガン、又は酸素等の不純物の量により薄膜蒸着後の磁
気特性、電磁変換特性等に影響が出るため、その純度は
かなり厳しい要求がなされている。そのため、材料コス
トがかかっていた。

【０００８】そこで、本発明は、かかる従来の実情に鑑
みて提案されたものであり、非磁性支持体上に真空蒸着
により磁性薄膜を形成し、金属薄膜磁気記録媒体を得る
に際して、材料コストを低く抑え、かつ磁気特性、電磁
変換特性に優れた磁気記録媒体を製造する方法を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る磁気記録媒
体の製造方法は、上述の目的を達成するために提案され
たものであり、真空室内で金属磁性材料を溶融させ、こ
の蒸気を非磁性支持体に被着させることにより、金属磁
性薄膜を蒸着するに際し、蒸着開始時に予め溶融させて
おく金属磁性材料として、不純物濃度が相対的に高いも
のを使用する。上記の金属磁性材料は、完全に溶解させ
不純物を蒸発させてから蒸着を行うため、不純物濃度が
高くても実用上問題のないレベルとなる。また、蒸着中
に断続的に、又は連続的に供給される金属磁性材料とし
ては、不純物濃度が相対的に低いものを使用する。

【００１０】金属磁性材料は、Ｃｏ、或いはＣｏ−Ｎｉ
系合金からなり、不純物元素として酸素、炭素、硫黄、
鉄より選ばれる少なくとも１種を含むものが好適であ
る。また、これら金属磁性材料には、一度蒸着原料とし
て使用したものを回収し、再度溶解して蒸着時に供給す
る形状に加工し直したものが使用できる。

【００１１】本発明を適用すると、蒸着開始時に不純物
濃度が相対的に高い金属磁性材料を用いることが出来る
ため、材料コストを低く抑えられつつ、磁気特性、電磁
変換特性に優れた磁気記録媒体を製造することが出来
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明を適用した実施の形態につ
いて説明する。

【００１３】先ず、この実施の形態において金属磁性薄
膜を蒸着するために使用した真空蒸着装置について説明
する。

【００１４】図１に示すように、この製造装置において
は、頭部と底部にそれぞれ設けられた排気口１５から排
気されて内部が真空状態とされた真空室１内に、図中の
時計回り方向に定速回転する送りロール３と、図中の時
計回り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にテープ状の非磁
性支持体２が順次走行するようになされている。

【００１５】これら送りロール３から巻取りロール４に
上記非磁性支持体２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冷却キャン５が設け
られている。この冷却キャン５は、非磁性支持体２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、及び冷却キャン５は、それぞれ非磁性
支持体２の幅と略同じ長さからなる円筒状をなすもので
ある。また上記冷却キャン５には、内部に図示しない冷
却装置が設けられ、非磁性支持体２の温度上昇による変
形などを抑制し得るようになされている。

【００１６】従って、非磁性支持体２は、送りロール３
から順次送り出され、さらに冷却キャン５の周面を通過
し、巻取りロール４に巻取られていくようになされてい
る。尚、送りロール３と冷却キャン５との間、及び冷却
キャン５と巻取りロール４との間にはそれぞれガイドロ
ール６、７が配設され、送りロール３から冷却キャン５
及び冷却キャン５から巻取りロール４にわたって走行す
る非磁性支持体２に所定のテンションをかけ、該非磁性
支持体２が円滑に走行するようになされている。また上
記真空室１内には、ルツボ８が冷却キャン５の下方に設
けられ、このルツボ８内に金属磁性材料９のインゴット
が充填されている。そして、この蒸着時には、ルツボ８
内の金属磁性材料９が消費されるため、順次、ルツボ８
内に金属磁性材料９を供給する必要がある。ここでは、
ルツボ８に、ペレット供給機構２１から順次金属磁性材
料９のペレットが供給されている。ペレットの形状は、
例えば直径が１０ｍｍで長さが１０ｍｍの円筒状をして
いる。なお、供給される金属磁性材料９の形状やサイズ
は任意であり、ワイヤ状、丸棒状であっても良い。

【００１７】また、この時、ルツボ容積は、熱容量が大
きくなることで後から供給されるペレットとの間で発生
される熱変化を出来るだけ小さくした方が良いといった
観点から、大きくした方が好ましい。

【００１８】一方、上記真空室１の側壁部には、ルツボ
８内に充填された金属磁性材料９を加熱蒸発させるため
の電子銃１０が取り付けられる。電子銃１０は、この電
子銃１０より放出される電子線Ｘがルツボ８内の金属磁
性材料９に照射出来るような位置に配設される。そし
て、この電子銃１０によって蒸発した金属磁性材料９
が、上記冷却キャン５の周面を定速走行する非磁性支持
体２上に磁性層として被着形成されるようになってい
る。また、シャッター１３は、冷却キャン５とルツボ８
との間にあって、冷却キャン５の周面を定速走行する非
磁性支持体２の所定領域を覆う形で形成される。このシ
ャッター１３により蒸発せしめられた金属磁性材料９
は、非磁性支持体２に対して所定の角度範囲で斜めに蒸
着されるようになっている。更に、このような蒸着に際
し、上記真空室１内の側壁部を貫通して設けられる酸素
ガス導入口１４を介して非磁性支持体２の表面に酸素ガ
スが供給され、磁気特性、耐久性及び耐候性の向上が図
られている。

【００１９】本実施の形態においては、予めルツボ８内
に充填された金属磁性材料９のインゴットとして、相対
的に不純物濃度の高いものを用い、蒸着中に供給される
ペレットとして、該インゴットよりも不純物濃度の低い
ものを用いる。

【００２０】一般に初期の溶融時は、スプラッシュ等の
問題からシャッター１３を閉めルツボ８内の金属磁性材
料９が完全に溶融しきってからシャッターを開けて蒸着
を行う。この初期溶融により不純物は蒸発してしまうた
め、予めルツボ８内に充填されるインゴットは、不純物
濃度が高くても実用上問題のないレベルとなる。上記イ
ンゴットと連続的に供給されるペレットの不純物濃度の
比率は、２倍以上異なることがコストの点から好まし
い。

【００２１】また、これら金属磁性材料９は、一度蒸着
材料として使用したものを回収し、再度溶融して蒸着時
に供給する形状に加工し直したものが使用できる。一度
蒸着したものを回収して再利用する場合、特に斜方蒸着
テープ用原料では、蒸着中に酸素ガスを導入しながら連
続蒸着を行うため、再利用する回収品は酸化した状態と
なっており、この酸素濃度を実用上問題とならないレベ
ルまで低く抑える必要がある。この手法として、一般的
に真空中での溶融を行うとともに炭素やシリコン等の脱
酸剤を溶融中に投入し酸素を取り除く手法を取るが、今
回はこの材料として炭素とアルミニウムを用いた。金属
磁性材料９の純度を上げるために、溶融時間を長くする
が、これら脱酸剤を使用することで溶融時間を短くする
ことが出来る。しかし、これら脱酸剤の使用はそれ自体
が不純物となるため、これらを少なくするために最適添
加量が決定される。

【００２２】また、ルツボ周辺の蒸着機内壁や構造物に
付いた付着物をかき落とす際、蒸着機構造物からの若干
の脱落や剥離等により付着物に鉄や銅等が含まれる。こ
れが不純物の増加につながる。特に鉄は、再溶融時にＣ
ｏやＮｉとの分離が困難なため、再生金属磁性材料中に
不純物として存在することになる。また、銅やアルミニ
ウムは、再溶融時にＣｏやＮｉとの分離が比較的容易で
あり、不純物として存在する量は鉄に比べてかなり小さ
く抑えることが出来る。

【００２３】ところで、上述のインゴット及びペレット
を構成する材料は、通常、磁気記録媒体の磁性層を形成
するために使用されるものであれば如何なるものであっ
てもよい。例示すれば、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉなどの強磁性
金属材料、Ｆｅ−Ｃｏ，Ｃｏ−Ｎｉ，Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎ
ｉ，Ｆｅ−Ｃｕ，Ｃｏ−Ｃｕ，Ｃｏ−Ａｕ，Ｃｏ−Ｐ
ｔ，Ｍｎ−Ｂｉ，Ｍｎ−Ａｌ，Ｆｅ−Ｃｒ，Ｃｏ−Ｃ
ｒ，Ｎｉ−Ｃｒ，Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ，Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃ
ｒ，Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ等の強磁性合金材料が挙げ
られる。なお、蒸着される金属磁性薄膜は、このような
金属磁性材料を用いて、単層膜を形成してもよいし、多
層膜を形成してもよい。

【００２４】また、このような金属磁性薄膜が蒸着され
る非磁性支持体としては、ポリエステル類、ポリオレフ
ィン類、セルロース類、ビニル類、ポリイミド類、ポリ
カーボネート類に代表されるような高分子材料によって
形成される高分子基板や、アルミニウム合金、チタン合
金からなる金属基板、アルミガラス等のセラミックス基
板、ガラス基板等が挙げられ、その形状も何等限定され
ない。但し、本発明を適用して磁気テープを製造する場
合には、非磁性支持体として、ポリエチレンテレフタレ
ートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ア
ラミドフィルム等を用いて好適である。また、これらの
フィルムには、表面粗度を制御するためにフィラーが内
添されていてもよいし、表面に表面粗度を制御するため
の層が形成されていてもよい。

【００２５】さらに、非磁性支持体と金属磁性薄膜間、
あるいは、金属磁性薄膜が多層膜よりなる場合には、各
層間の付着力向上、並びに抗磁力の制御等のため、下地
層または、中間層を設けてもよい。また、例えば、磁性
層表面近傍が耐蝕性改善等のために酸化物となっていて
もよい。

【００２６】また、金属磁性薄膜上には保護膜層が形成
されてもよく、この材料としては、通常の金属磁性薄膜
用の保護膜として一般に使用されるものであれば如何な
るものであってもよい。例示すれば、カーボンの他、Ｃ
ｒＯ₂ 、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＢＮ、Ｃｏ酸化物、ＭｇＯ、Ｓｉ
Ｏ₂ 、Ｓｉ₃ Ｏ₄ 、ＳｉＮ_x 、ＳｉＣ、ＳｉＮ_x −Ｓｉ
Ｏ₂ 、ＺｒＯ₂ 、ＴｉＯ₂ 、ＴｉＣ等があげられる。こ
れらの単層膜であってもよいし多層膜、あるいは複合膜
であってもよい。

【００２７】もちろん、本発明を適用して製造される磁
気記録媒体の構成はこれに限定されるものではなく、必
要に応じて非磁性支持体上に下塗層が形成されたり、非
磁性支持体における金属磁性薄膜が蒸着された面とは反
対側の主面にバックコート層を設けたり、金属磁性薄膜
または保護膜表面に潤滑剤や防錆剤等よりなるトップコ
ート層を形成したりしてもよい。

【００２８】

【実施例】以下、実際に上述した実施の形態を適用し
て、非磁性支持体上に、Ｃｏ−Ｎｉ系合金よりなる金属
磁性薄膜を蒸着して磁気テープを作製した例について説
明する。

【００２９】実施例１まず、厚さ１０μｍ、幅１５０ｍｍのポリエチレンテレ
フタレートフィルムを用意し、このフィルムの表面粗度
を調整するために、アクリル酸エステルを主成分とする
水溶性ラテックスを塗布して下塗り層を形成した。これ
によって、表面に１０００万個／ｍｍ²なる突起密度が
形成された。これを非磁性支持体２とする。

【００３０】そして、前述した真空蒸着室の真空室１を
真空度７×１０^-2Ｐａに保ちながら、真空室１内にガス
導入口１４により酸素ガスを２５０ｃｃ／ｍｉｎの割合
で導入し、上記の非磁性支持体２を２５ｍ／分なる速度
にて冷却キャン５の周面上を走行させた。

【００３１】また、ルツボ８内では、表１に示されるよ
うな組成を有するＣｏ−Ｎｉ系合金からなるインゴット
を十分に溶融させ、得られた金属磁性材料９を蒸発させ
た。

【００３２】

【表１】

【００３３】そして、この蒸気を入射角度が４５〜９０
°となるようにして非磁性支持体２に被着させ、金属磁
性薄膜を２００ｎｍなる厚さに蒸着した。

【００３４】この蒸着に際しては、ルツボ８内の金属磁
性材料９が消費されるため、順次、ペレット供給手段２
１からペレットが補給されることとなる。ここでは、こ
のペレットとして、表１に示されるように、上述のイン
ゴットよりも不純物濃度の低いものを用いた。

【００３５】このようにして、非磁性支持体上に金属磁
性薄膜の蒸着を行った後、非磁性支持体２の金属磁性薄
膜形成面とは反対側の面に、カーボンとウレタン系結合
剤を主体とするバックコート層を０．６μｍなる厚さに
形成した。さらに、金属磁性薄膜上には、パーフルオロ
ポリエーテルよりなるトップコート層を形成した。そし
て、これを８ｍｍ幅に裁断して磁気テープとし、実施例
１のサンプルテープを得た。

【００３６】実施例２〜実施例６表１に示されるような組成を示す金属磁性材料９のイン
ゴットと、該インゴットよりも不純物濃度が低いペレッ
トを用いて蒸着を行い、実施例１と同様にサンプルテー
プを作製した。

【００３７】比較例１〜比較例２ここでは、比較のため、蒸着開始時にルツボ内に入れて
おくインゴットとして、表２に示されるような非常に不
純物濃度の低いものを用いて蒸着を行い、実施例１と同
様にサンプルテープを作製した。ここで用いた金属磁性
材料９のインゴットに含まれる鉄及びその他不純物濃度
が非常に低いのは、該金属磁性材料９を作製する際、原
料にＣｏ、Ｎｉの純度が高いものを使用しているためで
ある。なお、純度を上げるためには、真空中での溶融を
何度も繰り返したり、溶融時間を非常に長くすることが
行われている。

【００３８】

【表２】

【００３９】比較例３ここでは、表２に示すように、蒸着開始前にルツボ８内
に入れておくインゴットよりも不純物濃度が高いペレッ
トを用いて蒸着を行い、実施例１と同様にサンプルテー
プを作製した。

【００４０】なお、金属磁性材料９の組成の測定は島津
製作所製ＩＣＰ発光分光式測定器、及び、燃焼赤外線
吸収法等を用いて行った。Ｃｏの成分は、Ｎｉ及び他の
微量な不純物成分を差し引いた値である。

【００４１】特性の評価以上のようにして作製された実施例１〜実施例６と比較
例１〜比較例３のサンプルテープについて、それぞれ電
磁変換特性、ドロップアウト、及び磁気特性劣化の測定
と、テープコストの評価を行った。その結果を表３と表
４に示す。

【００４２】

【表３】

【００４３】

【表４】

【００４４】電磁変換特性及びドロップアウトの測定
は、ソニー製ＥＶーＳ９００改造機を用いた。電磁変換
特性は、一般的にＣｏの組成比率が増加するに従い向上
するが、その度合いはＣｏ８０−Ｎｉ２０重量％をリフ
ァレンスレベル（０ｄＢ）とすると、Ｃｏ９０重量％で
約１ｄＢ、Ｃｏ９９．９重量％で約２ｄＢの向上となる
ことが確認されており、この結果を踏まえて検討する必
要がある。今回は、各Ｃｏ−Ｎｉの組成比が略等しい比
較例をリファレンス（０ｄＢ）として比較を行った。ま
た、テープコストの比較も同様にして行った。（例えば
Ｃｏの組成が約９０重量％である実施例１のサンプルテ
ープについては、Ｃｏの組成が約９０重量％である比較
例２の蒸着初期時のサンプルテープと比較した。）ま
た、ドロップアウトは、再生出力レベルからー１６ｄＢ
１０μｓｅｃ以上の出力落ちをドロップアウトとして１
０分間測定を行い、１分間当たりのドロップアウト数を
求めた。

【００４５】磁気特性の劣化の測定は、ガス腐食試験器
を用い、ＳＯ₂ガス０．６ｐｐｍを含む、温度３５℃、
相対湿度９０％ＲＨ雰囲気中で２４時間保存後の磁気特
性（φｓ）の劣化量（Δφｓ）を測定し、次式（１）よ
り求めた。

【００４６】 Δφｓ＝（φｓ−φｓ’）／φｓ×１００（％）・・・（１） φｓ：保存テスト前測定値 φｓ’：保存テスト後測定値表３、表４に示すように、比較例１と比較例２では、電
磁変換特性、及び磁気変換特性に優れ、ドロップアウト
も少ないが、純度の高いものを使用しているため、テー
プコストが高いものとなっている。比較例３では金属磁
性材料９のインゴット、ペレットに純度の悪いものを使
用しているため、テープコストは低いものの、電磁変換
特性、及び磁気特性の劣化やドロップアウトを見ると、
他に比べ問題となるレベルである。

【００４７】実施例１〜実施例６では、それぞれのＣｏ
−Ｎｉ組成比で比較すると電磁変換特性、及び電磁変換
特性の劣化もほとんどなく、ドロップアウトも問題ない
レベルと判断でき、テープコストも低い。

【００４８】以上の結果より、蒸着開始時にあらかじめ
溶融されるインゴットとして不純物濃度の高い金属磁性
材料９を使用し、蒸着中に供給されるペレットとして蒸
着開始時のインゴットより不純物濃度の低いペレットを
使用することで、材料コストを低く抑え、磁気特性、電
磁変換特性に優れた磁気テープを得ることが出来た。

【００４９】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、真空
蒸着により非磁性支持体上に金属磁性薄膜を形成し、金
属薄膜磁気記録媒体を得るに際して、蒸着開始時にあら
かじめ溶融される金属磁性材料として不純物濃度の高い
ものを使用し、その後蒸着中に供給される金属磁性材料
として蒸着開始時に溶融させておいたものより不純物濃
度の低いものを使用することで、材料コストが低く抑
え、かつ磁気特性、電磁変換特性に優れた磁気記録媒体
を実現することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】磁性薄膜を形成するための蒸着装置の構成を示
す模式図である。

【符号の説明】

１．真空室２．非磁性支持体３．送りロール４．巻取りロール５．冷却キャン６．ガイドロール７．ガイドロール８．ルツボ９．金属磁性材料１０．電子銃１３．シャッター１４．酸素ガス導入口１５．排気口２１．ペレット供給機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐々木利一東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空室内で金属磁性材料を溶融させ、こ
の蒸気を非磁性支持体に被着させることにより、金属磁
性薄膜を蒸着するに際し、蒸着開始時に予め溶融させておく金属磁性材料として、
不純物濃度が相対的に高いものを使用し、蒸着中に供給
される金属磁性材料として、不純物濃度が相対的に低い
ものを使用することを特徴とする磁気記録媒体の製造方
法。
【請求項２】金属磁性材料がＣｏ、或いはＣｏ−Ｎｉ
系合金よりなり、不純物元素として酸素、炭素、硫黄、
鉄より選ばれる少なくとも１種を含むことを特徴とする
請求項１記載の磁気記録媒体の製造方法。