JPS59217233A - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はオーディオ用テープデツキ、ビデオテープレコ
ーダ、ＰＣＭ録音機等の磁気配録装置１大型コンピュー
タ、パーソナルコンピュータ等の端末データ処理装置等
に利用される磁気記録媒体の中でも１特に磁性層が強磁
性薄膜で構成された磁気記録媒体の製造方法に関する。

従来例の構成とその問題点 非磁性基板上に磁性層が真空蒸Ｍ１スパッタリング、イ
オンブレーティング等の薄膜形成手段を駆使して強磁性
薄膜のみで構成され、バインダー、添加剤が含まれない
非バインダー型磁気１ＥｔＡ媒体は寓短波長での電磁変
換特性が優れているため１冒密度用の磁気記録媒体であ
ると言われており、最近実用化をめざして種々の問題に
対する研究開発が行われている。

それらのうちで最も重要な問題点としてＳまず摩耗と走
行安定性の問題がある。磁気記録媒体は、磁気信号の記
録°再生の過程に於いて磁気ヘッドとの高速相対運動の
ｔとにおかれるため、その際、走行が円滑にかつ安定な
状態で行われなければならない。また磁気ヘッドとの接
触に依る摩耗や破損が起ってはならない、しかしながら
、強磁性金属層だけでは磁気記録・再生の過程での苛酷
な条件に耐え得るものはなく、そのため従来では表面層
に種々の滑剤層を設けることが行われている。

従来ｓ　Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ法に依っ
て飽和脂肪酸および金属塩の均一な吸着膜を形成する方
法が特公昭５６−８０６０９号に開示されているが、製
造面からみると、長尺でかつ広幅の磁気記録媒体の表面
上に極めて薄くしかも均一な吸着層を工業的規模で形成
することは非常に困難である。一方、有機物滑剤もしく
は高分子物質を真空蒸着法で形成する方法は、例えは特
公昭５６−７２８８号、５６−７２８６号、５４−１５
４８０６号、５８−２１９０１号等に開示されている。

これらＡ空蒸着法の大きな特徴の一つは、前記有機物滑
剤もしくは高分子物質材を指定すると、これらが充填さ
れる蒸発源中の温度に依り、基本的には磁気記録媒体の
表面に積層される有機物もしくは高分子物質の積層量が
定まる点にある。しかし、蒸発源中における温度制御が
安に性に欠けていたり、蒸発諒内に不純物が混入もしく
は不純物の占める割合の変化に依って所足の温度に於け
る有機物もしくは高分子物質の蒸気圧が変化するため１
必ずしも蒸発源中の温度を制御するのみでは磁気記録媒
体の表面に積層される有機物もしくは縞分子物質の積層
量を制御することができない。

この問題を解決するために、水晶振動子を前記記録媒体
の近傍に配設して、この水晶振動子の表面に積層される
前記有機物もしくは高分子物質の積層に伴なう水晶振動
子の１１する固有振！ｌｔ！Ｉ故の変化Δｆを電気的な
信号で読み取り、水晶振動子上と０１１記紀録媒体上に
積層される有機物’ｂＬ＜は高分子物質の積層量とが所
冗の関係にあるとして磁気記録媒体上の前記積層量をモ
ニターすることが効呆的でるると提汀されている。

しかし１このようにして膜厚をモニターできる従来の膜
厚モニター装置〔例えば、日屯アネルバ０匍製、　ＥＶ
Ｍ−８２１Ｌ水晶式腕厚モニター〕を用いて長尺の磁気
記録媒体を工業的規模で製造しようとした場合には次の
ような問題がある。

水晶振動子の表面に積層される積層量は固有振動数の変
化Δｆにほぼ線型的に比例し肩当１力係で使用可能な動
作域Δｆｍａｘ　ｆま、ｓｏｏ　（Ｋ１４Ｚ）でりる。

パーマ０イ、　ＡＩ　、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｔｉ　、Ｓｉｎ、
Ｆｅ−（Ｊ等の金属亀合金及び、無機酸化物を蒸着する
場合に於いては上記の動作域△ｆｍａＸまで膜厚モニタ
ーとじて十分動作しているが、有機物もしくは高分子物
質を真空蒸着する場合に於いては使用可能な固有振動数
の変化ΔｆはおおむねｌｏＫＨｚ台である。密度がほぼ
１である有機物質もしくは高分子物質を概ねｘｏ（Ｈｚ
、／ｃ）で水晶振動子の表面上に積層する場合に２いて
は、 １０　（ＫＨｚ）＋　１０　（ｆ（Ｚ／ａｅｅ）　＝　
１０００　（５ｅｃ）　：”；　１５　（ｍｉｎ　）位
しか使用出来ない。この原因については、金属、合金及
び無機酸化物の蒸着では水晶振動子表面の電極用薄膜（
たとえばＡｇ　、　Ａｕ　、　ＡＩ等）中に該金属、合
金及び無機酸化物薄膜の成分が拡散するため電極用薄膜
と金属、合金及び無機酸化物とが強固な結合力を有した
界面部を構成し、しかも、この界面部上に積層される金
属、合金及び無機酸化物が緻密な膜であるのに反し、有
機物もしくは高分子物質の蒸着では水晶振動子表面の電
極用薄膜と有機物もしくは高分子物質とが先に記したよ
うな強固な結合力を有した界面部を構成出来ず１しかも
界面部上に積層される櫓機物もしくは高分子物質の薄膜
が先に記した金属、合金もしくは無機酸化物の薄膜に比
べて緻密でない事に関係していると考えられる。上記の
問題は蔦工業的規模で長尺の磁気記録媒体を製造のごと
く長時間にわたって前記積層量を検知しようとした際大
きな支障をきたすものである。

発明の目的 本発明は水晶振動子の膜厚モニターによって基板への蒸
着材料が有機物もしくは高分子物質である場合に２いて
も長期間にわたって膜厚をモニターでさる磁気記録媒体
の製造方法を提供することを目的とする。

発明の構成 本発明の磁気記録媒体の製造方法は１基板に櫓機物もし
くは高分子物質の蒸気流を差し向けて基板上に真空蒸着
するに除し、膜厚モニター用水晶振動子を前記蒸気流に
順次接触させて形成された蒸着膜の積層厚をモニターす
ると共に、前記水晶振動子の温度を前記有機物もしくは
高分子物質の蒸着材料の融点もしくは分解温度以下に加
熱保持することを特徴とする特 実施例の説明 以下本発明の製造方法を具体的な一実施例に基づいて説
明する。

第１図は真を蒸渚装置の構成を示す、ｉお、図面におい
ては油拡散ポンプ、ロータリポンプ、エゼクタ−ポンプ
、メカニカルブースターポンプ、真空容器等を含む真空
排気系の部分は省略されている。

長尺でかつ広幅の非磁性基板の表面部の表面に強磁性薄
膜を配した基板（１）は送シ出し軸（２）からフリーロ
ー２、エクスバンダーロー９−　、近接ローン、ゴムロ
ーラ等からなる搬送系（３）を経て巻取シ軸（４）に巻
き取られる。矢印Ａは基板（１７の搬送方向を示す、７
に機動もしくは烏分子物質の蒸着材料が充填された蒸発
源（５）が電子ビーム、抵抗加熱、レーザー加熱等の加
熱手段を用いて熱せられると、蒸発源（５）から前記蒸
着材料が蒸発して、その蒸気□゛１　　　流（６）の一
部は搬送状態にある基板（υ上に積層される。（７）は
蒸発源（５）と搬送状態にある基板（１３間に配設され
たマスクで、前記蒸気流（６）は開口部（８）で制限さ
れて搬送状態にある基板（１）上に飛来してくる。

なお、マスク（７）には第２図に示すように基板（１）
への蒸気流（６）が通過する開口部（８）とは別に基板
（１）の幅方向（ｙ方向）に沿って８つの開口部（９ａ
）（９ｂ）（９Ｃ）が穿設されておシ、各四日ｒｓ’６
　（９ａ）　（９ｂ）　（９ｃ）内にはそれぞれ膜厚モ
ニター用の水晶振動子（１０ａ）（１０ｂ）　（１０ｃ
）が取シ付けられている。（ｉｘａ）　（ｌｌｂ）（ｌ
ｌｃ）はそれぞれ開口部（９ａ）　（９ｂ）　（９ｃ）
の真下に配設されたシャッタで、閉じることによって０
１１配蒸気流（６）のそれぞれの水晶振動子（１０ａ）
　（１０ｂ）　（１０ｃ）への到達が阻止される。なお
、第２図ではシャッタ（ｌｌａ）のみが開放された状態
を示してｐす）水晶振動子（１０ｂ）（１０ｃ）へはそ
れぞれ蒸気流（６）が到達しない状態におる。

なお、シャッタ（ｌｌａ）　（ｌｌｂ）　（ｌｌｃ）の
開閉駆動装置は次のように構成されている・ 先ず１前述−のようにシャッタ（Ｘｔａ）を開いてシャ
ッタ（ｌｌｂ）（ｔｉｃ）を閉じている状態で基板（１
）への蒸着を実行して、水晶振動子（１０ａ）の固有振
動数の変化を電気的な信号で読み取る事に依９積層量を
検知し）水晶振動子（１０ａ）が動作不良になると、即
座に他の水晶振動子の例えば（１０ｂ）が動作できるよ
うシャッタ（ｌｌｂ）を開く。この動作を水晶振Ｕ子（
１０ｃ）へと繰シ返すように構成されている。

このように、水晶振動子（１０ａ）　（１０ｂ）　（１
０ｃ）　ヘと順次蒸気流（ｆｌ）に接触させるようにシ
ャッタ（ｌｌａ）（１１ｂＸ１１ｃ）を開くことによっ
て、基板（１）に積層される＃ｔａｉを検知出来る時間
は、１個あたシの水晶振動子の動作時間が１５分である
とすると、従来は１５分でおったものが、本発明による
と１５Ｘ８−４５分近くの動作時間になる。

更に本発明の製造方法では、第１図の場合には加熱ヒー
タｏ４によってマスク（７）を加熱して開口部（９ａ）
（９ｂ）（９ｃ）に’Ｊ％ｍｆされた水晶振動子（１０
ａ）（１０ｂ）（１０ｃ）を蒸発源（５）に充填された
蒸着材料の融点もしくは分解温度以下の温度に保持され
ている。

このように構成したため、各水晶振動子（１０ａ）（１
０ｂ）（１０ｃ）の動作時間は従来に比べて大幅に増加
した。これは次のような理由にょる・　　゛水晶振動子
上に積層される有機物もしくは畠分子物質からなる蒸着
膜と水晶振動子の表面を構成〜 している電極用薄膜との結合は、水晶振動子に加わる温
度を増加させるとよシ強固な結合を有した界面部を構成
し１しかも当界面部上にｍｗされる有機物もしくは島分
子物質のグレインは大さく成長すると共によシ緻密な膜
を構成する。このため１各水晶伽動子の動作時間が大幅
に増加している。

なお、水晶振動子上に積層される蒸遣拐料の融点もしく
は分解温度以上に水晶振動子に温度を加えると、水晶振
動子上に積層された蒸着材料が水晶振動子の表面から再
蒸発するため、基板（１）上に積層される蒸着材料の積
層量を精度よく評価することが出来ない。また、水晶振
動子は、温度と共に感度が変化するので、この点は前も
つ゛Ｃ十分考慮して用いねばならないのはいうまでもな
い。

水晶振動子（１０ａ）（１０ｂ）（１０ｃ）上及Ｕ　搬
？ｓ　状９　ｉｃ　６る基板（１）上に積層される積層
量は、蒸発源（５）と水晶振動子（１０ａ）（！０ｂ）
（１０ｃ）および基板（υとの幾何学的位置関係が異な
るため１両者の４Ｒ層量も厳密には異な°るので両者間
の関係を前もって較正する必要がある。

上記実施例における水晶振動子とは、狭義的には円形も
しくは正方形状で、厚みが約ＩＩｍ、厚み方向に於ける
両表面にはＡＩ　、　Ａｕ　、　Ａｇ等の電極用薄膜を
４ｆｆ届させている水晶振動子そのものを意味し、広義
的には該水晶振動子を挿入しているブロック及び外部回
路に接続するのに要する電気的端子を包含したものを意
味している・ 上記実施例における非磁性基板とは、ポリエチレンテレ
フタレート又はその共重合体、混合体、ポリエチレンナ
フタレート又はその、共重合体１混合体からなるポリエ
ステルフィルム、ポリエステルイミド、ポリイミド等の
ポリイミド系フィルム、芳香族ポリアミドフィルム等か
らなるグラスチックフィルムが代表的な例である。

上記実施例における強磁性薄膜としては１例えば斜め蒸
着あるいは垂直蒸着法にて形成されるｃｏ。

Ｎｉ、Ｆｅ等を生体とする金属薄膜それらの合金を主体
とする金属薄膜（例えばＣｏ−０ｒ垂直磁化膜）が使用
できるが、プラスチックフィルムとの付着強度改善層あ
るいは強磁性金属薄膜自体の耐食性、耐摩耗性改善の目
的で蒸着時の雰囲気を酸素ガスが支配的となる雰囲気と
したとき得られる酸素を含む強磁性薄膜を使用すること
が屋ましい。酸素の含有量としては、基板フィルム表面
近傍の強磁性金属１あるいは非磁性金屑に対する原子数
比で少くとも８％以上、好ましくは５チ以上が適当であ
る・又、必要に応じて強磁性金属薄膜の形成に先立ち、
機械的補強効果のある薄膜たとえばＩｌｌ　ｉ。

Ｃｒ、Ｎｉ等の酸素含有金属薄膜、Ａｌｌ０Ｉ　、　５
ｉ（ｈ等の酸化物薄膜等を形成せしめることも可能であ
る・上記実施例における有機物としては、脂肪酸、脂肪
酸エステル１脂肪酸アミド、金属石ケン、脂肪族７　ル
：ｒ−ル、パラフィンシリコーン等が使用できる。

基板（１）上に積層される積層量は、蒸発源内に充填さ
れる有機物もしくは高分子物質依存があシ１しかも磁気
記録媒体として必要な緒特性のうち、どの特性を補うか
に依っても異なる。−例として強磁性薄膜の表面に後述
の脂肪酸アミドを積層させ１高温高湿での耐摩耗及び走
行性の改善面から該アミドの積層量を選択するならｆｆ
％　　１０Ｘ１０＝ｌＪＩ／７）　〜１００　Ｘ　１（
１’　（９／ｃ；１１〕であることがのぞましい。

また、蒸着拐料の積層場所は基板（１，１の一方の而の
強磁性薄膜上１あるいは強磁性薄膜の形成されていない
他方の面上に積層される。

脂肪酸としてはラウリル酸、ミリスチン酸、パルミチン
酸、ステアリン酸、ベヘン酸、オレイン酸、リノール酸
、リルン酸等の炭素数が１２個以上のものが使用できる
。

脂肪酸エステルとしてはステアリン酸エチル、ステアリ
ン酸ブチル、ステアリン酸アミル、ステアリン酸モノグ
リセリド、バルミチン酸モノグリセリド、オレイン酸モ
ノグリセリド、ペンメエリスリトールテトラステアレー
ト等が使用できる。

脂肪酸アミドとしてはカプロン酸アミド）カプリン酸ア
ミド、ラウリン酸アミド、パルミチン酸アミド、ステア
リン酸アミド、ベヘン酸アミド）オレイン酸アミド、リ
ノール酸アミド、メチレンビスステアリン酸アミド、エ
チレンビスステアリン酸アミド等が使用できる。

金属石ケンとしてはラウリン酸、ミリスチン酸、バルミ
チン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、オレイン酸、リノー
ル酸、リルン酸等の亜鉛、鉛、ニッケル、コバルト、鉄
、アルミニウム、マグネシウム、ストロンチウム、銅等
との塩、ラウリル１パルミチル、ミリスチル、ステアリ
ル、ベヘニル、オレイル、リノール、リルン等のスルホ
ン酸ト上記各種金属との塩等が使用できる。

脂肪２Ｍアルコールとしては、セチルアルコール、ステ
アリルアルコール等が使用できる。

パラフィンとしてはｎ−オクタデカン、ｎ−ノナデカン
、ｎ−トリデカン、ｎ−トコサン、ｎ−トドリアコンタ
ン等の飽和炭化水素が使用できる。

シリコーンとしては、水素がアルキル基又はフェニール
基で部分置換されたポリシロキサン及びこれらを脂肪酸
、脂肪族アルコール１藏アミド等で変性したもの等が使
用できる。

上記実施例における＾分子物質とはポリプロピレン、ポ
リカーボネート、ポリエチレン等のどとく真空装置内で
真空蒸着が可能な高分子物質を指すものである。

上記実施例において複数個の水晶振動子（１０ａ）（１
０ｂ）（ＩＯＣ）は基板（１）の幅方向に沿って配列さ
れたが）これは基板（１）の長手方向に沿って配列して
もよ＜）あるいは幅方向にＮ１個の水晶振動子を配列す
ると共に長手方向にＮ２個の水晶振動子を配列〔但し％
Ｎ、、Ｎ、は整数〕して順次蒸気流に接触するように構
成しても同様の効果が得られる。

更に具体的な実施例に基づいて第１図装置による効果を
説明する。

実施例 重合触媒残置に起因する突起を大幅に抑制して表面粗さ
を８０Ａ以下にした長尺でかつ広幅の平滑ポリエチレン
テレフタレートニ軸延伸フィルムの表面に、連続直空斜
め蒸着法に依１．ｃｏ、Ｎｉ強磁性薄膜（Ｎｉ　＝　２
００ｗｔ％、膜厚１０ＧＯＡ　）を微量の酸素の、　　
　ｇ　ａ　Ｔ　−ｔ’　ｉ　ｆｆ　−Ｊ　ｅ　ｔ：　！
　＠°”＞　Ｏｆｍ　Ｅ　＊　８１＋！＋１１１　＊　
ｆ）＊面にステアリン酸アミド膜を積層させた。水晶振
動子を約７６℃に加熱保持して使用したところ）水晶振
動子１個おたフのモニターの動作時間は、約４５分であ
った。なお、前記ステアリン酸アミドの融点は、１０９
０℃である。

〔比較例−１〕 水晶振動子を特に加熱しないでステアリン酸アミドを〔
実験例−１〕に使用された基板（υの強磁性薄膜の表面
に積層させる際、１個の水晶振動子の動作時間は約１０
分でめった。

実施例 〔実験例−１〕に於いてべ、ヘニン酸膜を積層させた。

水晶振動子を約４５℃に加熱して使用したところ、１個
あたシの水晶膜厚モニターは約４０分であった。

〔比較例−２〕 水晶振動子を特に加熱しないでベヘニン酸を〔実験例−
２〕に使用された基板（１）の強磁性薄膜の表面に積層
させる際、水晶振動子の動作時間は約１０分であった。

発明の詳細 な説明のように本発明の製造方法によると、膜厚モニタ
ー用水晶振動子を加熱して使用するため１蒸着材料の蒸
着膜の水晶振動子への結合が強固で、しかも蒸着材料の
グレインが大きく成長すると共に緻密な膜を構成するた
めモニター動作時間が従来に比べて大幅に増加し１また
）その加熱は有機物もしくは高分子物質の蒸着材料の融
点もしくは分解温度以下に保持されるため）水晶振動子
の表面から蒸着材料が再蒸発することを防止でさ、基板
への蒸着側斜の積層厚を精度よく評価でき、長尺でかつ
広幅の非磁性基板の表面部の表面に少くとも強磁性薄膜
を配し箋この薄膜の表面もしくは前記非磁性基板の裏面
に適当量の有機物もしくは高分子物質を真空蒸着した磁
気記録媒体を量産規模で製造する上で非常に効果の今る
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の磁気記録媒体の製法を行うに必要な真
空蒸着装置内における走行系の概要の正面図、第２図は
第１図の要部断面図である。 （１）・・・基板、（２）・・・送シ出し軸、（３）・
・・搬送系、（４）・・・巻取シ軸、（５１・・・蒸発
源、（６）・・・蒸気流、（７）・・・マスク、（８）
−・・開口部、（１０ａ）（１０ｂ）　（１０ｃ）−水
晶振止す子、（１ｌａ）（ｌｌｂ）（１ｉＣ）・・・シ
ャック、０４・・・加熱ヒーク代理人　森本義弘 第１図 一］〜５ 第２図 「ユ〜５

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　基板に有機物もしくは高分子物質の蒸気流を差し
   向けて基板上に真空蒸着するに際し）膜厚モニター用水
   晶振動子を前記蒸気流に順次接触させて形成された蒸着
   膜の積層厚をモニターすると共に、前記水晶振動子の温
   度を前記有機物もしくは高分子物質の蒸着材料の融点も
   しくは分解温度以下に加熱保持する磁気記録媒体の製造
   方法・