JPH09153220A - 磁気記録媒体の製造方法及びこれによって製造された磁気記録媒体 - Google Patents

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て、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とこれによ
って製造された磁気記録媒体を提供する。 【解決手段】 真空蒸着により非磁性支持体２上に金属
磁性薄膜を成膜するに際して、鉄が０．１〜３重量％含
まれる金属磁性材料９を使用する。これにより、鉄を
０．１〜３重量％含有する金属磁性薄膜が成膜された磁
気記録媒体が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空蒸着により非
磁性支持体上に磁性層となる金属磁性薄膜を成膜する磁
気記録媒体の製造方法に関し、またこれによって製造さ
れる磁気記録媒体に関する。

【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が提案さ
れ実用化されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】特開昭５８−１７００
０９号公報では、磁性層を形成するために用いられる金
属磁性材料として、鉄を５〜１０重量％含有させたもの
が提案されている。ここでは、鉄を５〜１０重量％含有
させることで合金加工性を向上させ、十分な磁気特性を
持たせることが出来ることが示されている。また、特開
平２−４４５１７号公報では、磁性層が鉄窒素系と酸化
鉄系の混合合金から構成されることにより、十分な耐久
性が確保されることが開示されている。

【０００７】しかしながら、Ｃｏ、或いはＣｏ−Ｎｉ系
合金よりなる金属磁性薄膜においては、鉄が不純物元素
となるため、上記の金属磁性薄膜では、近年の電磁変換
特性をはじめとする特性向上の要求に対して、十分に応
えられるものではない。

【０００８】金属磁性薄膜中の鉄をはじめとする各種の
不純物元素の含有量を低減させることにより特性を向上
させることが可能になると考えられるが、純度が高い金
属磁性材料を用いれば、その分材料コストを増大させる
ことになる。

【０００９】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、真空蒸着により非磁性支持
体上に金属磁性磁性薄膜を形成するに際して、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し、
これによって製造された磁気記録媒体を提供することを
目的とする。

【００１０】

【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、真空蒸着により非磁性支持体上に金属磁
性薄膜を成膜するに際して、鉄が０．１〜３重量％含ま
れる金属磁性材料を用いて蒸着を行うものである。

【００１１】ここで金属磁性材料としては、Ｃｏ、或い
はＣｏ−Ｎｉ系合金を主体としたものが好適である。

【００１２】また、本発明に係る磁気記録媒体は、非磁
性支持体上に磁性層として金属磁性薄膜が成膜されたも
のであって、該金属磁性薄膜中に、鉄が０．１〜３重量
％含まれるものである。

【００１３】真空蒸着によって成膜された金属磁性薄膜
の組成は、その原料となる金属磁性材料の組成を反映す
る。即ち、本発明に係る磁気記録媒体は、上述した製造
方法によって得ることが出来る。

【００１４】ここで、 金属磁性薄膜は、主にＣｏ、或
いはＣｏ−Ｎｉ系合金よりなるものが好適である。

【００１５】本発明に係る製造方法によれば、鉄が０．
１〜３重量％含まれる金属磁性材料を蒸着に使用するこ
とにより、材料コストを低く抑えることが出来る。

【００１６】また、本発明に係る製造方法による磁気記
録媒体は、磁気特性、電磁変換特性に優れたものとな
る。

【００１７】

【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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】本実施の形態においては、金属磁性材料９
としてＣｏ，或いはＣｏ−Ｎｉ系合金を主体として、不
純物元素として鉄が０．１〜３重量％含まれるものを用
いる。

【００２５】また、非磁性支持体２上の金属磁性薄膜
は、金属磁性材料９と略同じ組成で蒸着される。つま
り、金属磁性薄膜中にも同様に鉄が０．１〜３重量％含
有される。

【００２６】また、これら金属磁性材料９には、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。

【００２７】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。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。鉄は、再溶融時にＣｏやＮｉとの分離が困
難なため、再生金属材料中に不純物として存在すること
になる。しかし、本発明においては、再生金属磁性材料
中に規定量内の鉄が含有されても、テープ特性を損なわ
ず、再生金属磁性材料の利用効率が上げることが出来
る。

【００２８】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、Ｃｏ，Ｎｉなどの強磁性金属材
料、Ｃｏ−Ｎｉ，Ｃｏ−Ｃｕ，Ｃｏ−Ａｕ，Ｃｏ−Ｐ
ｔ，Ｃｏ−Ｃｒ，Ｎｉ−Ｃｒ，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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】

【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２上に、Ｃｏ、或いはＣｏ−Ｎｉ系合
金を主体とす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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】なお、ペレットとして供給する金属磁性材
料９の組成は、インゴットと同様である。

【００３８】

【表１】

【００３９】合金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。なお、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。

【００４０】そして、この蒸気を入射角度が４５°〜９
０°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。

【００４１】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。

【００４２】このようにして、非磁性支持体２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。

【００４３】実施例２〜実施例５ 表１に示されるような組成を示す、鉄の含有量が０．１
〜３重量％である金属磁性材料９を用いて、実施例１と
同様に蒸着を行い、サンプルテープを作製した。

【００４４】比較例１〜比較例２ ここでは、比較のため、表１に示されるように非常に不
純物濃度が低く、鉄の含有量が０．１重量％未満と極め
て少ない金属磁性材料９を用いて、実施例１と同様に蒸
着を行い、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を作製するに際し、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、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。

【００４５】比較例３〜比較例４ さらにここでは、比較のため、表１に示されるように不
純物濃度が高く、鉄の含有量が３重量％以上の金属磁性
材料９を用いて、実施例１と同様に蒸着を行い、サンプ
ルテープを作製した。

【００４６】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５と比較
例１〜比較例４のサンプルテープについて、それぞれ電
磁変換特性、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２に示す。

【００４７】

【表２】

【００４８】電磁変換特性の測定は、ソニー製ＥＶーＳ
９００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（０ｄ
Ｂ）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、Ｃ
ｏの組成が約９０重量％である比較例２のサンプルテー
プと比較した。）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。

【００４９】 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２に示されるように、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るが、純度が高いた
めテープコストが高いものとなっている。比較例３と比
較例４では、金属磁性材料９に不純物濃度が高いものを
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を見ると、他に比べ問題と
なるレベルである。実施例１〜実施例５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、問題ないレベルと判
断でき、テープコストも低い。このことから、金属磁性
薄膜中、及び金属磁性薄膜中に含まれる鉄は、０．１〜
３重量％の範囲が好ましく、０．１〜１重量％の範囲が
より好ましいことがわかる。

【００５０】上述した製造方法によれば、鉄が０．１〜
３重量％含まれる金属磁性材料９を蒸着に使用すること
により、テープコストを低く抑えることが出来る。

【００５１】また、上述した製造方法により作製された
磁気テープは、テープコストが低く、かつ磁気特性、電
磁変換特性に優れたものとなる。

【００５２】

【発明の効果】本発明を適用した製造方法によれば、鉄
が０．１〜３重量％含まれる金属磁性材料を蒸着に使用
することにより、材料コストを低く抑えることが出来
る。

【００５３】また、本発明に係る製造方法を適用して製
造された磁気記録媒体は、材料コストが低く、かつ磁気
特性、電磁変換特性に優れたものとなる。。

【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 (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｆ 10/16 Ｈ０１Ｆ 10/16 41/20 41/20

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空蒸着により非磁性支持体上に金属磁
   性薄膜を成膜するに際して、蒸着に使用する金属磁性材
   料に鉄が０．１〜３重量％含まれることを特徴とする磁
   気記録媒体の製造方法。
2. 【請求項２】 金属磁性材料がＣｏ、或いはＣｏ−Ｎｉ
   系合金を主体とする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。
3. 【請求項３】 非磁性支持体上に、磁性層として金属磁
   性薄膜が成膜されてなる磁気記録媒体において、 前記金属磁性薄膜中に鉄が０．１〜３重量％含まれるこ
   とを特徴とする磁気記録媒体。
4. 【請求項４】 金属磁性薄膜が主にＣｏ、或いはＣｏ−
   Ｎｉ系合金よりなることを特徴とする請求項３記載の磁
   気記録媒体。