JPH103651A - 磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 走行安定性に優れた磁気記録媒体の提供。 【解決手段】 ベースフィルム上に堆積された磁性金属
薄膜層を有し、この磁性金属薄膜層側の第１表面に潤滑
層が、反対側の第２表面にバックコート層が形成されて
なる型式の磁気記録媒体。温度20℃、湿度50％において
測定される第１表面（潤滑層）及び第２表面（バックコ
ート層）のそれぞれの摩擦係数μ１及びμ２の和が、0.
10から0.38の範囲内にあり、また好ましくはμ１／μ２
が0.75から1.25の範囲内にある。摩擦係数の関係をこの
ように規定することにより、磁気テープの走行安定性が
従来に比して改善され、ジッタやドロップアウト、エン
ベロープなどにより測定される特性を良好な範囲に保つ
ことができる。

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に関
し、より詳しくは走行安定性に優れた金属薄膜型の磁気
テープに関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気テープの記録再生を適切に行うため
には、テープが安定して走行することが必要である。こ
の目的から、例えばベータやＶＨＳ、８ミリなどのヘリ
カルスキャン形式の磁気テープ装置では、テープフォー
マットに定められた位置にトラックを記録し、再生時に
はヘッドがトラックの上を正しくトレースすることがで
きるように、回転ヘッドを制御するドラムサーボや、テ
ープ送りを制御するキャプスタンサーボが設けられてい
る。

【０００３】ところで磁気テープの安定走行を達成する
ためには、こうしたサーボ系が意図したように動作する
だけではなく、磁気テープ自体も適切な摩擦特性を有し
ていなければならない。そこで従来から、回転ヘッドに
当たる磁気テープ表面に潤滑層を設けたり、磁気テープ
裏面にバックコート層を設けることが行われている。潤
滑層はテープ表面の摩擦係数を下げてテープ走行の安定
度を上げ、テープ走行のジッタを抑え、また回転ヘッド
の回転むら、摩耗などの発生を抑えるのに役立つ。また
バックコートはテープの乱巻きを防止すると共に、テー
プリールのバックテンションのバランスに大きな差が生
じたような場合でも、キャプスタン部分でのスリップを
回避してテープ走行の安定度を高めるといった作用を果
たす。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、潤滑層
やバックコート層は、単に摩擦係数を低下或いは増大さ
せればよいというものではなく、摩擦係数を適切な範囲
内にとどめることもまた必要である。例えば記録波長が
短くなるにつれて、磁性層側の表面はより平滑であるこ
とが望ましいが、平滑度が高すぎると走行摩擦が大きく
なり、磁気テープに対するダメージが増えてしまう。ま
たスロー再生からスピードサーチに至るまで、磁気テー
プがどのような場合にでも十分な走行性が維持できるよ
うに、バックコート層には適度で均一な粗面が必要であ
るが、これが大きくなり過ぎると磁性層側の表面性に影
響を与えたり、走行性が不安定になったりしてしまう。

【０００５】本発明者らは、磁性層側（潤滑層）の摩擦
特性とバックコート層側の摩擦特性について種々検討を
重ねたが、両者を統合的に記述することによって磁気テ
ープとしての総合的な走行安定性が最適化されることを
見いだし、本発明に至ったものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明により提供される
磁気記録媒体は、ベースフィルム上に堆積された磁性金
属薄膜層を有し、この磁性金属薄膜層側の第１表面に潤
滑層が、反対側の第２表面にバックコート層が形成され
てなる型式のものである。そして20℃、湿度50％におい
て測定される第１表面及び第２表面のそれぞれの摩擦係
数μ１及びμ２の和は、0.10から0.38の範囲内にある。
特に、0.25から0.38の範囲が望ましい。

【０００７】本発明の磁気記録媒体において、ベースフ
ィルムとしてはポリエチレンテレフタレートが好まし
い。しかし他にも、ポリエチレンナフタレートのような
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。これらの支持体の厚みは３
〜50μm程度である。

【０００８】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−Cu、Co
−Au、Co−Ｙ、Co−La、Co−Pr、Co−Gd、Co−Sm、Co−
Pt、Ni−Cu、Mn−Bi、Mn−Sb、Mn−Al、Fe−Cr、Co−C
r、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200〜1000Å程度、
上層が100〜1000Å程度が好ましい。

【０００９】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、磁性層上に高硬度薄膜の保
護層を設けることできる。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。

【００１０】磁性層上には、適当な潤滑剤からなる潤滑
層が形成される。これは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して形成され
る。潤滑層の厚みは５〜50Å程度である。この場合に磁
性層側の摩擦係数は、次に述べるバックコート層の摩擦
係数との和が上述の範囲となるように、バックコート層
との兼ね合いにおいて調節されるが、さらに走行安定性
を好ましく得るためには、磁性層側の摩擦係数が0.13か
ら0.24の範囲内にあることが望ましい。磁性層側の摩擦
係数は、一般には、磁性層側の表面粗さが荒れる程に低
下してゆく傾向にあるが、表面性のみではなく、使用す
る潤滑剤の種類や厚みなどによっても調節することがで
きる。

【００１１】さらに、本発明による磁気記録媒体は、磁
性層と反対の面においてベースフィルム上にバックコー
ト層を備える。バックコート層の形成は磁性層の形成よ
りも前でも後でもよい。バックコート層は常法により、
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。その厚みは特
に限定されるものではないが、塗布の場合には0.1〜1.0
μm程度、蒸着の場合には0.05〜1.0μm程度である。バ
ックコート層の摩擦係数も、単独では0.13から0.24の範
囲内にあることが、走行安定性のより一層の改善という
面から望ましい。このバックコート層の摩擦係数も、磁
性層側と同様に表面性と、塗布型の場合には塗料に含有
される潤滑剤の種類、量などで調節できる。なお蒸着型
のバックコートの場合、さらに潤滑層を形成することが
望ましい。

【００１２】本発明による磁気記録媒体においては、20
℃、湿度50％において測定される第１表面（潤滑層）及
び第２表面（バックコート層）のそれぞれの摩擦係数μ
１及びμ２の和が、0.10から0.38の範囲内にある。この
範囲内にある場合には、磁気テープの走行安定性が従来
に比して改善され、ジッタやドロップアウト、エンベロ
ープなどにより測定される特性を良好な範囲に保つこと
ができる。

【００１３】摩擦係数は次のようにして測定する。即ち
温度20℃、湿度50％において、直径２mm、表面粗度0.2
ＳのＳＵＳ製のピンに磁気テープを90゜だけ巻き付けた
状態で、19.0mm/sの速度で走行させ、摩擦係数測定装置
により摩擦係数を測定するものである。和がこの範囲内
にあることに加えて、μ１／μ２が0.75から1.25の範囲
内にあることがより好ましい。この範囲内の場合には走
行上の問題がより少なく、より良好な特性を得ることが
できる。

【００１４】

【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。

【００１５】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
存在下に行われる。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。

【００１６】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。

【００１７】図２は、本発明において摩擦係数を測定す
るのに用いることのできる装置の一例を示す。測定装置
20は、例えばタバイ社製の環境装置の如き、温度、湿度
を調節可能なハウジング21内に設置され、測定に必要な
環境条件が調節される。磁気テープ22は供給リール23か
ら巻き取りリール24へと、図示しない制御回路による制
御の下に速度調節されて走行され、走行経路に沿ってテ
ンションセンサ25、可動ピン26、摩擦ピン27、可動ピン
28、及びテンションセンサ29が順次配設されている。可
動ピン26及び28はテープ走行経路に沿って矢印方向に可
動であり、ＳＵＳからなる摩擦ピン27に対する磁気テー
プの巻き付け角度、即ち抱き角を任意に決定することが
できるようになっている。テンションセンサ25及び29は
磁気テープのテンションを検出し、検出した信号を摩擦
係数算出回路30に送る。摩擦係数算出回路30は、テンシ
ョンセンサ25と29のテンションの値から、摩擦ピン27に
よるロス分をオイラーの式より計算し、磁気テープの摩
擦係数を求める。

【００１８】

【実施例】

実施例１ 図１の装置を用い、真空チャンバ２内を10^-6Torrまで排
気してから、電子銃８により30keV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。厚
さ9.6μmのＰＥＴフィルム４を冷却キャンロール３上で
10ｍ／分の速度で走行させ、斜め蒸着により磁性層を成
膜した。このとき酸素ノズル10からは酸素ガスを60SCCM
で導入した。次いで磁性層と反対側において、ＰＥＴフ
ィルム上にバックコート用の塗料を塗布して厚さ0.5μ
ｍのバックコート層を形成した。なおバックコート用の
塗料は55重量％のカーボンブラック（平均粒径17nmのも
の（93％）と270nmのもの（７％））と、45重量％のバ
インダ樹脂とからなるものを用いた。また磁性層上に
は、ＥＣＲ−ＣＶＤ方式によりＤＬＣ膜を成膜した。そ
の場合のＥＣＲ−ＣＶＤ条件として、周波数ｆ＝2.45GH
z、出力600Ｗのマイクロ波と、875Ｇの磁場を加え、ガ
スとしてベンゼンを30SCCM流した。これにより厚み100
ÅのＤＬＣ膜を成膜し、さらにその上にパーフルオロポ
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。

【００１９】実施例２ 実施例１と同様にして磁性層を成膜し、バックコート層
を塗布し、またＤＬＣ層を成膜後に潤滑剤をコーティン
グして、８ミリビデオカセットを作製した。但し、ＤＬ
Ｃ層の成膜後に一旦フィルムを巻き戻し、再度ＥＣＲ−
ＣＶＤにより、ボンバード処理を行った。その場合、周
波数ｆ＝2.45GHz、出力600Ｗのマイクロ波と、875Ｇの
磁場を加え、ガスとしてアルゴンを20SCCM流した。

【００２０】実施例３ 実施例１と同様にして磁性層を成膜し、バックコート層
を塗布し、またＤＬＣ層を成膜後に潤滑剤をコーティン
グして、８ミリビデオカセットを作製した。但し、バッ
クコート用の塗料としては55重量％のカーボンブラック
（平均粒径17nmのもの（72％）と270nmのもの（28
％））と、45重量％のバインダ樹脂とからなるものを用
いた。

【００２１】比較例１ 実施例１と同様にして磁性層を成膜し、バックコート層
を塗布し、またＤＬＣ層を成膜後に潤滑剤をコーティン
グして、８ミリビデオカセットを作製した。但しこの場
合には、製造上の公差により、得られた磁気記録媒体は
本願発明で規定する範囲外のものであった。

【００２２】比較例２ 実施例２と同様にして磁性層を成膜し、バックコート層
を塗布し、またＤＬＣ層を成膜後にボンバード処理を行
い、潤滑剤をコーティングして、８ミリビデオカセット
を作製した。但しバックコート用の塗料としては、50重
量％のカーボンブラック（平均粒径17nmのもの）と、50
重量％のバインダ樹脂とからなるものを用いた。

【００２３】実施例及び比較例により得られた磁気記録
媒体について、図２に示す如き装置を用い、温度20℃、
湿度50％において、摩擦ピン27として直径２mm、表面粗
度0.2ＳのＳＵＳ製のピンに磁気テープを90゜だけ巻き
付けた状態で19.0mm/sの速度で走行させ、テンション差
より摩擦係数を測定した。また８mmＶＴＲを用いてこれ
らの磁気テープを走行させ、ジッタメーター（ミナト製
Model 6020）を用いてジッタを測定した。これらの結果
を表１に示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【発明の効果】以上述べたように本発明の磁気記録媒体
によれば、磁性層（潤滑層）側の摩擦係数とバックコー
ト層側の摩擦係数を統合的に規定することにより、従来
よりも優れた走行安定性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気記録媒体の製造に使用することの
できる装置の一例を示す概略図である。

【図２】本発明において摩擦係数の測定に用いることの
できる装置の一例を示す概略図である。

【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 20 摩擦係数測定装置 21 ハウジング 22 磁気テープ 23 供給リール 24 巻き取りリール 25、29 テンションセンサ 26、28 可動ピン 29 摩擦ピン 30 摩擦係数算出回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水野谷 博英 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 (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベースフィルム上に堆積された磁性金属
   薄膜層を有し、該磁性金属薄膜層側の第１表面に潤滑層
   が、反対側の第２表面にバックコート層が形成されてな
   る磁気記録媒体において、 20℃、湿度50％において測定される第１表面及び第２表
   面のそれぞれの摩擦係数μ１及びμ２の和が0.10から0.
   38の範囲内にあることを特徴とする、磁気記録媒体。
2. 【請求項２】 μ１／μ２が0.75から1.25の範囲内にあ
   る、請求項１の磁気記録媒体。