JPH1021543A

JPH1021543A - 磁気記録媒体の製造方法

Info

Publication number: JPH1021543A
Application number: JP17672296A
Authority: JP
Inventors: Hirohide Mizunoya; 博英水野谷; Noriyuki Kitaori; 典之北折; Katsumi Sasaki; 克己佐々木; Osamu Yoshida; 修吉田; Katsumi Endo; 克巳遠藤
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1996-07-05
Filing date: 1996-07-05
Publication date: 1998-01-23

Abstract

(57)【要約】【課題】ベースフィルムが６μｍ以下と薄い場合であ
っても、ベースフィルムを熱輻射により変形させること
なく蒸着を行うことを可能とする製造方法の提供。【解決手段】チャンバ内を所定の真空雰囲気とした
後、巻き出しロールからベースフィルムを冷却キャンロ
ール上へと走行させる。ベースフィルムが厚みｘのポリ
エチレンテレフタレートの場合、電子ビームのパワーＰ
（kW）の上限ｙを式ｙ_PET＝29−17ｘ＋8.3ｘ²によって
規定する。ベースフィルムが厚みｘのポリエチレンナフ
タレートの場合、電子ビームのパワーＰ（kW）の上限ｙ
は、式ｙ_PE _N＝59−5.7ｘ＋6.7ｘ²によって記述され、ベ
ースフィルムが厚みｘのポリアラミドの場合、電子ビー
ムのパワーＰ（kW）の上限ｙは、式ｙ_PA＝134＋９ｘ＋
３ｘ²によって規定される。下限は式ｙ_min＝15−0.83ｘ
＋0.83ｘ²によって規定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は磁気記録媒体の製造
方法に関し、より詳しくは薄いベースフィルムに対して
強磁性薄膜を蒸着するに適した、磁気記録媒体の新規な
製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】強磁性材料蒸発源に対して電子ビームを
照射、加熱することにより、円筒状キャン上を搬送され
るベースフィルムに対して金属薄膜を成膜させて製造さ
れる、蒸着型の磁気記録媒体は、磁性体充填率が高いた
め塗布型の磁気記録媒体等と比べて薄膜で飽和磁化や保
磁力が大きく、高密度記録に適したものとして種々の応
用分野において利用されている。こうした蒸着型の磁気
記録媒体、例えばビデオテープや８ミリビデオテープの
製造技術に関しては、特性の改善を目指して数多くの改
良が提案されている。一例として、特公昭41−19389号
公報は、いわゆる斜め蒸着の技術を用いることにより斜
方コラム構造を有する磁性層を得、これによって保磁力
を大きくとり、出力を向上させることを開示している。
また特公昭60−10370号公報は、強磁性材料蒸発源の蒸
発面の中心を円筒状キャンの回転軸からベースフィルム
搬入側へとずらすことにより、得られる磁性膜の抗磁力
を高めることを開示している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、磁気記録媒
体のベースフィルムとしては、ポリエチレンテレフタレ
ート等のプラスチックの如き非磁性支持体が用いられ
る。その厚みは例えばＶＨＳ型のビデオテープでは16μ
ｍ程度、８ｍｍビデオテープでは９μｍ程度、デジタル
ビデオカセット（ＤＶＣ）では6.3μｍ程度であるが、
高密度記録の要請に伴う小型化、長尺化につれて、磁気
記録媒体、従ってベースフィルムの厚みはどんどん薄く
なる傾向にある。こうした場合に上記のような従来技術
をそのまま適用すると、ベースフィルムが強磁性材料蒸
発源からの熱輻射により損傷するといった問題がある。
特に、近時は６μｍ以下という極めて薄いベースフィル
ムの使用が検討されているが、これらの場合にはこうし
た問題は特に大きい。即ち熱負けによってベースフィル
ムが変形し、結果的に得られる磁気記録媒体におけるエ
ンベロープ波形の劣化や走行不良を生ずるからである。

【０００４】上述した特公昭60−10370号公報には、ペ
ースフィルムが熱輻射により損傷を受けない範囲で強磁
性材料蒸発源と円筒状キャンの距離を小さくし、円筒状
キャン回転軸からの蒸発面中心のずらしを大きくするこ
とが好ましいとの記載がある。しかしながらこれはベー
スフィルムの厚みによって生ずる相違については考慮し
ておらず、またこうした距離と他のパラメータとの関係
について考慮したものでもない。これは単に従来のベー
スフィルムについて、熱負けしない範囲で円筒状キャン
と蒸発源とを近づけるという常識的な事項について教示
するのみであって、ベースフィルムの薄膜化への対処に
ついてはさらなる考慮が必要である。

【０００５】さらに、特公昭57−19493号公報には、電
子ビーム蒸着に用いるエネルギーの実用上の下限として
15KeVを用いるという開示がある。しかしながら、上限
に関しては何の知見も得ることができない。本発明は、
ベースフィルムの薄膜化に伴って、蒸着に使用するエネ
ルギーにはベースフィルム材料に応じた上限が個々に存
在することを見出し、この上限に応じて個々の蒸着を最
適化することを課題とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明により提供される
磁気記録媒体の製造方法においては、従来法と同様にし
て、真空雰囲気中で円筒状キャンを介して搬送されるベ
ースフィルム上に、強磁性材料蒸発源の電子ビーム走査
加熱を通じて強磁性金属薄膜層を蒸着させる。しかしな
がら本発明においては、電子ビームのパワー、即ち電子
ビームを照射する電子銃のパワー（特にパワーの上限）
は、強磁性薄膜が被着される６μｍ以下のベースフィル
ムの材料と厚みに応じて制御される。このように電子銃
のパワーを薄膜化された個々のベースフィルムの材料に
応じて制御することにより、ベースフィルムの損傷を回
避しつつ、最適な蒸着を行うことが可能となる。

【０００７】特に本発明の製造方法は、ベースフィルム
が厚みｘのポリエチレンテレフタレートである場合、電
子ビームのパワーＰ（kW）の上限ｙを、式ｙ_PET＝29−1
7ｘ＋8.3ｘ²によって規定する。またベースフィルムが
厚みｘのポリエチレンナフタレートである場合は、同様
にして規定される電子ビームのパワーＰ（kW）の上限ｙ
は、式ｙ_PEN＝59−5.7ｘ＋6.7ｘ²によって記述され、ベ
ースフィルムが厚みｘのポリアラミドである場合には、
電子ビームのパワーＰ（kW）の上限ｙは、式ｙ_PA＝134
＋９ｘ＋３ｘ²によって規定される。これらの関係式
は、電子ビーム蒸着による薄膜ベースフィルムの熱損傷
について究明を行う過程において、本発明者らが見出し
たものである。ここで記述したこれらの材料をベースフ
ィルムとして用いる場合は、これらの式により規定され
るｙを上限として蒸着を行うことにより、ベースフィル
ムの熱変形なしに、良好な特性を有する磁気記録媒体を
得ることができる。また電子ビームのパワーＰ（kW）の
下限は、式ｙ_min＝15−0.83ｘ＋0.83ｘ²によって規定す
ることができる。

【０００８】上記のようにして蒸着を行う場合、強磁性
材料蒸発源の位置は、蒸発面の中心に立てた法線が円筒
状キャンの回転軸と一致する位置からベースフィルム搬
入側へとずれた位置となるようにし、また最小入射角を
規定する防着板が、この法線よりもベースフィルム搬入
側に延出するようにする。なお円筒状キャンと蒸発源の
間の距離は、一般に円筒状キャンの半径以下である。

【０００９】本発明の磁気記録媒体の製造方法におい
て、ベースフィルムとしては上述のように、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
ミド等が好ましい。特に好ましいのはポリエチレンテレ
フタレートである。しかし他のポリエステル；ポリエチ
レン、ポリプロピレン等のポリオレフィン; セルロース
トリアセテート、セルロースジアセテート等のセルロー
ス誘導体；ポリカーボネート；ポリ塩化ビニル；ポリイ
ミド；芳香族ポリアミド等のプラスチック等を使用でき
る。これらの他のベースフィルムについての電子ビーム
パワーの上限は、本明細書における教示を基にして容易
に得ることができると考えられる。これらの支持体の厚
みは本発明においては６μｍ以下、特に2.5〜６μｍ程
度である。

【００１０】また本発明において磁性金属薄膜層を形成
するのに用いられる磁性材料としては、通常の金属薄膜
型の磁気記録媒体の製造に用いられる強磁性金属材料が
挙げられる。例えばCo、Ni、Fe等の強磁性金属、或いは
Fe−Co、Fe−Ni、Co−Ni、Fe-Co−Ni、Fe−Cu、Co−C
u、Co−Au、Co−Ｙ、Co−La、Co−Pr、Co−Gd、Co−S
m、Co−Pt、Ni−Cu、Mn−Bi、Mn−Sb、Mn−Al、Fe−C
r、Co−Cr、Ni−Cr、Fe−Co−Cr、Ni−Co−Cr等の強磁
性合金などである。特に、鉄、コバルト、ニッケルを主
体とする強磁性合金及びこれらの窒化物、炭化物から選
ばれる少なくとも１種が好ましい。また蒸着により磁性
層を形成する際に酸化性ガスを導入し、磁性層表面に酸
化物を形成することにより耐久性の向上を図ることがで
きる。磁性層は単層構造でも、多層構造でも構わない。
高周波記録に対応するためには多層とするのが良く、実
用的な範囲としては２〜３層が適当である。磁性層の厚
みは1000〜3000Å程度であり、二層の場合は下層が200
〜2000Å程度で上層が100〜1000Å程度が好ましく、三
層の場合は下層が200〜2000Å程度、中間層が200〜1000
Å程度、上層が100〜1000Å程度が好ましい。

【００１１】また磁気記録媒体の耐食性、耐久性といっ
た特性を向上させる目的で、本発明に従って磁性層を成
膜した後、その上に高硬度薄膜の保護層を設けることが
できる。こうした保護層は非磁性材料からなり、例えば
ダイヤモンドライクカーボンや、炭化ホウ素、炭化ケイ
素、窒化ホウ素、窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸化アルミ
ニウムなどの種々の炭化物、窒化物、酸化物から構成さ
れ、ＣＶＤ法やＰＶＤ法によって成膜される。さらに、
例えばフッ素系潤滑剤を大気中で塗布し、或いは真空中
で磁性層上に噴霧することにより、適当な潤滑剤からな
る潤滑層を５〜50Å程度の厚みで形成できる。磁性層と
反対の面にはベースフィルム上にバックコート層を備え
ることができ、これは常法により、例えばカーボンブラ
ックを含むバックコート塗料を塗布して形成してもよい
し、真空中で金属又は半金属を付着させることにより形
成することもできる。その厚みは塗布の場合には0.1〜
1.0μm程度、蒸着の場合には0.05〜1.0μm程度である。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の磁気記録媒体を
製造するに適した蒸着装置１の一例を示している。これ
は図示しない真空源、例えば真空ポンプに接続された真
空チャンバ２と、真空チャンバ２内に設けられた冷却キ
ャンロール３と、この冷却キャンロール３上でＰＥＴフ
ィルムなどのベースフィルム４を走行させるための巻き
出しロール５及び巻き取りロール６を含んでいる。冷却
キャンロール３の下方には、蒸発源としてルツボ７が配
置されており、このルツボ７内には強磁性材料、例えば
コバルトが収容される。真空チャンバ２には電子銃８が
配置されており、ルツボ７に向けて電子ビームを照射
し、ルツボ７内のコバルトを蒸発させるようになってい
る。ルツボ７と冷却キャンロール３の間には、電子ビー
ムにより蒸発されルツボ７から冷却キャンロール３へと
向かう強磁性材料の蒸気の入射範囲を斜め方向に限定す
ると共に、蒸気の最小入射角を規定するための遮蔽板９
が配置されている。また冷却キャンロール３と遮蔽板９
との間には酸素ガスを供給するためのノズル10が配置さ
れている。

【００１３】こうした蒸着装置１を用いて本発明の磁気
記録媒体を製造するには、真空源によりチャンバ２内を
所定の真空雰囲気とした後に、巻き出しロール５からベ
ースフィルム４を冷却キャンロール３上へと走行させ
る。電子銃８からルツボ７内のコバルトへと電子ビーム
を照射して融解蒸発させ、ベースフィルム４に対して斜
め蒸着を行うが、これはノズル10から供給される酸素の
存在下に行うことができる。しかして本発明によれば、
蒸着のために照射される電子ビームのパワーは、ベース
フィルム４の材料と厚みに応じて上限が規定される。こ
れを図２を用いて説明すると、例えばベースフィルムが
厚みｘのポリエチレンテレフタレートの場合には、電子
ビームのパワーＰ（kW）の上限ｙは、式ｙ_PET＝29−17
ｘ＋8.3ｘ²によって記述される。また下限は、式ｙ_min
＝15−0.83ｘ＋0.83ｘ²によって記述することができ
る。従って図２のこれら２つの曲線に挟まれた領域内に
おいて電子ビーム蒸着を行うことにより、例えば厚み４
μｍという薄いポリエチレンテレフタレート製のベース
フィルムの場合には、93.8（kW）を上限として蒸着を行
うことにより、ベースフィルムの損傷なしに、好適に蒸
着を行うことができる。図２には他に、ベースフィルム
が厚みｘのポリエチレンナフタレート及びポリアラミド
である場合について、電子ビームのパワーＰ（kW）の上
限ｙのそれぞれを規定する式ｙ_PEN＝59−5.7ｘ＋6.7ｘ²
及びｙ_PA＝134＋９ｘ＋３ｘ²による曲線が示されてい
る。

【００１４】ルツボ７は冷却キャンロール３に対し、ル
ツボ７の蒸発面の中心に立てた法線が冷却キャンロール
３の回転軸と一致する位置からベースフィルム搬入側へ
と、即ち図１で右側へとずれた位置となるように配置さ
れる。また最小入射角を規定する防着板９は、この蒸発
面中心の法線よりも右側、つまりベースフィルム搬入側
に延出されている。なお冷却キャンロール３とルツボ７
の間の距離は、一般に冷却キャンロールの半径以下であ
り、図示の例ではほぼ半径と等しくされている。

【００１５】こうして得られた処理フィルムは巻き取り
ロール６上に巻き取られる。２層以上の成膜を行う場合
には、こうして巻き取られた処理フィルムを巻き出しロ
ール５上に巻き戻した後、再度図１の装置を用いて蒸着
処理する操作を磁性層の数だけ繰り返す。所要数の磁性
層が成膜された後、必要に応じて、磁性層の上部に保護
層（例えばダイヤモンドライクカーボン、SiO₂などの高
硬度薄膜）を設ける。そして最上層に、例えば前述した
ようにフッ素系潤滑剤を大気中で塗布し、或いは真空中
で磁性層上に噴霧することによって潤滑層を形成する。
また磁性層の形成に先立って、或いはその後に、磁性層
と反対側のベースフィルム４上にバックコート層を形成
する。これも前述のように、例えばカーボンブラックを
含むバックコート塗料を塗布して形成してもよいし、真
空中で金属又は半金属を付着させることにより形成する
こともできる。必要な層の成膜が完了した後、一般的な
方法によってスリッティング、巻き込み、カセット組み
込みなどが行われ、例えば８ミリビデオテープとして製
品化される。

【００１６】

【実施例】

実施例１図１の装置を用い、ルツボ７内にコバルト100％からな
る強磁性材料を入れた。真空チャンバ内を10^-6Torrまで
排気してから、電子銃８により60kWでルツボ７内のコバ
ルト金属に電子ビームを照射し、蒸着雰囲気とした。ベ
ースフィルム４として、厚み４μｍのＰＥＴフィルムを
30ｍ／分の速度で走行させ、斜め蒸着により磁性層を成
膜した。次いで磁性層と反対側において、ＰＥＴフィル
ム上にカーボンブラックとバインダー樹脂を含有するバ
ックコート用の塗料を塗布して厚さ0.5μｍのバックコ
ート層を形成した。また磁性層上には、パーフルオロポ
リエーテルからなる潤滑剤をコーティングして潤滑層を
形成した。得られたものを８mm幅に裁断し、カセットに
装填して８ミリビデオカセットを作製した。なおこの場
合に本発明の式ｙ_PET＝29−17ｘ＋8.3ｘ²によって得ら
れる電子ビームパワーの上限は93.8kW、下限は25kWであ
る。

【００１７】実施例２ベースフィルムとして厚み４μｍのポリエチレンナフタ
レート（ＰＥＮ）フィルムを用い、電子銃のパワーを12
0kWとした以外は実施例１と同様にして成膜及びその後
の処理を行った。この場合に本発明の式ｙ_PEN＝59−5.7
ｘ＋6.7ｘ²によって得られる電子ビームパワーの上限は
143.4kW、下限は実施例１と同じく25kWである。

【００１８】実施例３ベースフィルムとして厚み３μｍのポリアラミド（Ｐ
Ａ）フィルムを用い、電子銃のパワーを120kWとした以
外は実施例１と同様にして成膜及びその後の処理を行っ
た。この場合に本発明の式ｙ_PA＝134＋９ｘ＋３ｘ²によ
って得られる電子ビームパワーの上限は188kW、下限は2
0kWである。

【００１９】比較例１〜３実施例１〜３と同じベースフィルムを用いたが、電子ビ
ームのパワーはそれぞれ、各々の式によって規定される
上限を上回る100kW、150kW及び200kWにそれぞれ設定し
た。その他は実施例１と同様に成膜及びその後の処理を
行った。

【００２０】実施例及び比較例で得られた磁気テープに
ついて、市販の８mmＶＴＲ装置を改造した装置を用いて
出力波形のエンベロープ特性を測定した。この場合、図
３(a)に示すようなエンベロープ特性が得られるのが理
想的であるが、実際には図３(b)に示すように、ヘッド
タッチの不良等の原因によって波形に欠けが生じてしま
う。ここでは、測定時に前欠け又は後欠けのうち欠け率
の高い方を100％から減算して欠け率とした。例えば高
い方の欠け率が５％の場合、エンベロープは95％という
ことになる。結果を表１に併せて示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【発明の効果】以上の実施例からも明らかなように、本
発明の製造方法によれば、ベースフィルムの厚みが薄い
場合であっても、電子ビームのパワーを最適な値に制御
することができ、かくしてベースフィルムの熱負けに起
因する不具合のない磁気記録媒体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法を実施することのできる装置
の一例を示す概略的な説明図である。

【図２】本発明の製造方法に従い材料の種類に応じて制
御される電子ビームパワーの上限と下限を説明するグラ
フである。

【図３】本発明の実施例及び比較例におけるエンベロー
プの測定方法を説明するための概略図である。

【符号の説明】

１蒸着装置２真空チャンバ３冷却キャンロール４ベースフィルム５巻き出しロール６巻き取りロール７ルツボ８電子銃９遮蔽板 10 ノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉田修栃木県芳賀郡市貝町赤羽2606 花王株式会社研究所内 (72)発明者遠藤克巳栃木県芳賀郡市貝町赤羽2606 花王株式会社研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空雰囲気中で円筒状キャンを介して搬
送されるベースフィルム上に、強磁性材料蒸発源の電子
ビーム走査加熱を通じて強磁性金属薄膜層を蒸着させる
ことからなる磁気記録媒体の製造方法において、前記ベースフィルムの厚みが６μｍ以下であり、当該６
μｍ以下の厚みのベースフィルムの材料及び厚みに応じ
て前記電子ビームのパワーを制御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】前記ベースフィルムが厚みｘのポリエチ
レンテレフタレートであり、前記電子ビームのパワーＰ
（kW）の上限ｙが、式ｙ_PET＝29−17ｘ＋8.3ｘ²によっ
て規定される、請求項１の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項３】前記ベースフィルムが厚みｘのポリエチ
レンナフタレートであり、前記電子ビームのパワーＰ
（kW）の上限ｙが、式ｙ_PEN＝59−5.7ｘ＋6.7ｘ²によっ
て規定される、請求項１の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項４】前記ベースフィルムが厚みｘのポリアラ
ミドであり、前記電子ビームのパワーＰ（kW）の上限ｙ
が、式ｙ_PA＝134＋９ｘ＋３ｘ²によって規定される、請
求項１の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項５】前記電子ビームのパワーＰ（kW）の下限
が、式ｙ_min＝15−0.83ｘ＋0.83ｘ²によって規定され
る、請求項２から４の何れか１の磁気記録媒体の製造方
法。