JPS5922312B2 - 改良されたリ−ダ−テ−プ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁気記録媒体の端部に取り付けられて使用され
るリーダーテープ、特に改良された耐摩耗性と光透過性
をもつリーダーテープに関する。

ビデオテープレコーダーにおいて磁気テープの終端を光
学的に検出することは知られている。この方法において
は光源と光検出部（フォトダイオード等）とを組合せて
使用される。そして磁気テープの端部に取り付けられた
透明なリーダーテープ部が光源とフォトダイオード等の
間をよぎることにより終端を検出するようになつている
。このような目的で使用されるリーダーテープとしては
従来、特別の処理等を施さぬポリエチレンテレフタレー
ト、酢酸セルロール、ポリ塩化ビニル等の無処理ベース
が使用されていた。しかし、これらの材料は光透過性に
すぐれているものの電気抵抗が高いという欠点があつた
。即ち、電気抵抗が高いと発生した静電気が除去され難
くなり静電気引力により塵が付着し易く、このリーダー
テープ部に付着した塵はやがて磁性層表面や磁気ヘッド
に付着し、ドロップアウト、出力低下等の原因となる。
そこで特開昭４７−３８００７号、同４９一４０５０４
号、同５０−５７４０８号公報等に示されるように、帯
電防止剤や顔料等を含む層をリーダーテープ上に設ける
方法が提案されている。

しかし本発明者等がこれらの方法につき検討した結果な
お十分な性能を具備していないことが明らかとなつた。
即ち、帯電防止剤を多く使用すると導電性そのものは向
上するが粘着が起こり易くなり、また従来用いられた帯
電防止剤は使用条件、特に湿度により大きな影響を受け
るという欠点があつた。また白色顔料の添加は帯電性低
下に効果があるほどまでに達すると、リーダーテープの
光の散乱が増加し光透過性が低下することがわかつた。
無処理ベースあるいは帯電防止層を設けたものは耐摩耗
性が十分でないことが判明した。

即ち、小型ビデオ用磁気テープの場合ローデイング時あ
るいは記録再生時の終端検出時にはリーダーテープ部は
磁気ドラム上に設けられている。この状態において回転
磁気ヘツドは回転し続けているのでこれらに対面してい
るリーダーテープ面は耐摩耗性がないと削りとられてヘ
ツドづまり（ＣｌＯ廚１ｎｇ）の原因となる。本発明者
等は上記のような欠点のないリーダーテープを提供すべ
く研究を重ねた結果、非磁性で且つ可撓性支持体上にバ
インダーを含まない金属酸化物の連続薄層を帯電防止層
として設け、その上に更に酸化ケイ素層を重積させると
光透過性を保ち得る程度の薄さでも十分の機能を発揮す
ることを見出して本発明に到達したものである。

すなわち、本発明は０．０８μｍ以上の表面粗さを有す
る非磁性で且つ可撓性の支持体の少なくとも一方の面に
、実質的にバインダーを含まない透明で且つ電導性を有
し、Ｉｎ，Ｇａ，Ｔｌ，Ｓｎ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，ＭＯお
よびＷからなる群より選ばれた一つまたはそれ以上の金
属の酸化物の連続薄層を金属もしくは金属の酸化物の真
空蒸着法、高周波スパツタリング法、または化学コーテ
イング法により沈着させ、必要に応じて該層を酸化させ
、金属の酸化物層厚を２０〜３００λとし、ついで該電
導性金属酸化物層上に、実質的にバインダーを含まない
透明で厚み５０〜１０００λの酸化ケイ素保護層とを重
積させてなることを特徴とするりーダーテープに関する
ものである。上記金属酸化物の連続薄層としては特に蒸
着法により層状に設けたものが、光透過性、帯電防止性
、耐久性の点においてすぐれていることが判明した〇帯
電防止性の経時変化の点からは特に酸化インジウムがす
ぐれているが、極めて平滑な支持体上に設けると耐久性
が十分でない場合もあるので注意を要する。

以下に本発明の構成要件について詳細に説明する。

本発明に用いられる高分子支持体としては、通常の熱可
塑性及び熱硬化性高分子物質が有効である。

一般に高分子支持体は１０１５Ω以上の表面抵抗率を有
しているが、本発明の金属酸化物層の設置により表面抵
抗率を容易に１０１１Ω以下にまで下げることができる
ので高分子物質の素材に対する制約はない。

また支持体が顔料、増白剤、帯電防止剤、可塑剤などを
含有していてもよい。高分子物質としては、通常の高分
子化学の分野で所謂高分子物質と呼ばれているものの他
にオリゴマ一、初期縮合物として知られているものも包
含する。

本発明に特に適したものとしては、透明性、可撓性、そ
の他の力学的性質などの点からセルロースアセテート、
セルロースアセテートプロピオネート等のセルロース誘
導体、ポリスチレン、スチレン−ブタジエン共重合体、
ポリα−メチルスチレン等のスチレン系ポリマー、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリヘキサメチレンフタレー
ト、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル類、ポ
リエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフイン類、ポ
リカーボネートなどがある０これら支持体の厚さは特に
制限はないが、５μπ乃至２００μｍが適当である０特
に望ましい範囲は、使用する磁気記録再生装置にも関係
するが、６μｍ乃至６０μｍ１特に８μｍ乃至４０μｍ
が適当である。薄いものは前記装置内で走行故障を起し
やすく、厚いものはヘツドを損傷しやすい。本発明者等
はこれら支持体の表面粗さがリーダーテープとして使用
したときの耐久性に大きな影響を及ぼすことを見出した
。

即ち、表面があまり平滑であると摩擦係数が大きくなり
、金属酸化物が削り取られ易くなることが判明した。表
面粗さは触針式表面さらさ計（サーフコム）を用いて測
つたもので０．０８μｍ以上、特に０．１２μｍ以上が
耐久性の点で好ましい。一方、表面粗さがあまりにも大
であると光透過性が低下することが判明した。許容され
る光学濃度は使用される磁気記録再生装置にも関係する
が、大体０．５以下である。次に、本発明における高分
子支持体の表面活性化処理法について述べる。表面活性
化処理法としはグロー放電、電子線照射、火炎処理、コ
ロナ放電などが挙げられる。一方、蒸着膜と高分子支持
体との接着力を増加させる目的での表面処理法としては
、高分子支持体表面上へ電子線を照射する方法（例えば
Ｇ．Ｍ．Ｓｅｓｓｌｅｒら、Ｊ．Ａｐｐ．ＰＯｌｙ．Ｓ
ｃｉ．ｌ７，３ｌ９９〜３２０９（１９７３）を参照）
、あるいは高分子支持体をプラズマ放電雰囲気中にさら
す方法（例えば特開昭４８−６５２７１号参照）などが
知られている。また一般にガラス表面はグロー放電雰囲
気中のイオン衝撃により清浄化され、蒸着膜との接着力
が向上することはよく知られたことである〔例えば゛薄
膜工学ハンドブック−１７８（オーム社、１９６４年刊
）、Ｇ．Ｍａｉｓｓｅｌら゛ＨａｎｄｂＯＯｋＯｆＴｈ
ｉｎＴｅｃｈｎＯｌＯｇｙ゛６−４１，（ＭｃＧｒａｗ
Ｈｉｌｌｌ９７Ｏ）など参照〕本発明において、高分子
物質の表面活性化処理は表面清浄化と同時に表面吸着水
を除去する役割も果たしている。

というのは三酢酸セルロースやポリイミドのように比較
的親水性で含水率の大きな高分子支持体上に透明導電膜
を形成させる際には、表面吸着水を脱水してからでない
と所望の薄膜が得られない。また蒸着膜は湿度、特に吸
着水によつてその物性が大きく変ることが知られている
。

例えば水蒸気の吸着によつて薄膜の抵抗が増加すること
はよく知られたことである〔例えばＪ．Ｍ．ＳｅｅｈＯ
ｆらＪ．Ｃｈｅｍ．Ｐｈ．ｙｓ．，２３２４５９（１９
５５）〕。従来、比較的含水率の大きな高分子物質表面
上に蒸着膜を形成する際、表面吸着水の脱水法として高
分子物質を加熱する方法がとられている。表面層脱水法
としてグロー放電、電子線照射、火炎処理などが挙げら
れるが、処理の効率、工程の簡便さなどからグロー放電
、無電極放電が最も好適である。また放電の雰囲気気体
としては、酸素、窒素、空気、アルゴンなどが挙げられ
る。表面活性化処理した高分子物質上に金属酸化物、特
に酸化インジウム層を設けるには次のような種種の方法
がある。

即ち、金属、あるいは金属の酸化物を真空蒸着する方法
、高周波スパツタリング、化学コーテイングなどによつ
て支持体上に沈着させ、必要に応じて酸化する方法など
である。高分子支持体上への金属、特にインジウムの低
級酸化物被膜作成法としては、一旦真空槽の真空度が２
Ｘ１０−５Ｔ０ｒｒになるまで排気し、その後酸素ガス
を導入し真空度を１Ｘ１０−〜１Ｘ１０−３Ｔ０ｒｒに
保持した状態で金属インジウムを蒸発せしめた。このと
き蒸発中に金属インジウムが酸素ガスと反応して高分子
支持体上にはインジウムの低級酸化物として沈着するこ
とが判明した。低級酸化物の強制酸化法として、一般的
には加熱酸化が考えられる。

しかし１５０℃以上に加熱して面状形状が何ら変形しな
い高分子支持体は殆んどないので、種々の高分子支持体
にその平面性を損うことなく酸化インジウム透明電導膜
を形成させることは困難であつた。そこで加熱酸化以外
の強制酸化法、例えば陽極酸化、液相酸化、放電酸化な
どを種々試み、放電酸化が有効であることを見出した。
放電酸化処理を施した場合と施さない場合とで膜の表面
抵抗率に関しては大差はないが、膜の透明性は放電酸化
処理により著しく向上することが判明した。

たとえば支持体に表面活性化処理した１００μのポリエ
チレンテレフタレートを用い、酸素ガスで置換された真
空槽内の真空度を３×１０−３Ｔ０ｒｒに保持し、イン
ジウムを１２０Ａに蒸着した。このとき酸化前の光学濃
度は０．３２であるが、これを真空度２Ｘ１０−２Ｔ０
ｒｒの酸素雰囲気下でグロー酸化処理することにより光
学濃度を０．０２にまで下げることができ、透明性を著
しく向上させることができる。このときの表面抵抗率は
酸化処理前４Ｘ１０４Ω／スケヤ、酸化処理後は２×１
０４Ω／スケヤと酸化後には寧ろやや低くなつている（
これは蒸着層の連続性によつているものと思われる）。
これらの値は帯電防止効果という点で充分に満足のいく
数値である。放電による強制酸化処理法としては、酸化
の効率、工程上の簡便さなどからグロー放電、無電極放
電が最も好適である。一方、蒸着膜の光学濃度を同一量
だけ下げる（即ち、透明にする）ために要する酸化処理
時間は真空度によつて大きく異なつている。

有電極グロー放電による酸化処理では真空度が１Ｘ１０
ｉＴ０ｒｒから６Ｘ１０−２Ｔ０ｒｒの範囲で行なうと
処理時間が短かく最も効果的である。一方、無電極放電
では真空度が１Ｔ０ｒｒから５Ｔ０ｒｒの範囲で酸化処
理時間が短かく顕著な効果がある。即ち、本発明におい
て酸化インジウムの透明導電膜を形成させるには、蒸着
時に酸素置換下の真空度が１×１０−４Ｔ０ｒｒ〜１×
１０−２Ｔ０ｒｒの範囲でインジウムを蒸着し、引き続
き上記の如き酸素雰囲気中のグロー放電処理を施すこと
がその組合せの効果の点から特に肝要であることを強調
したい。蒸着膜厚に関しては、−リーダーテープの帯電
防止という点からみると透明性を考慮して決めなければ
ならない。

そのとぎ膜厚は２０λ〜３００λの範囲とする。という
のは、蒸着時の膜厚を２０λ以下にした酸化インジウム
層は透明ではあるが表面抵抗率が大きく（１０１１Ω以
上）、また蒸着時の膜厚を３００λ以上にして形成させ
た層の表面抵抗率は充分に小さい（約１０２Ω）が光学
濃度が大きくなり、極端に透明性が悪くなつていき、グ
ロー酸化によつて透明性を増加させるに要する時間が極
端に長くなつていくからである。特に上記蒸着膜の領域
においては、金属インジウムを酸素によつて置換された
１Ｘ１０−２Ｔ０ｍから１Ｘ１０−４Ｔ０ｒｒの真空度
下で蒸発せしめ、高分子支持体上にインジウムの低級酸
化物を形成せしめ、その後更に真空槽内への酸素流量を
増加せしめ、真空度１×１０−２〜６×１０−２Ｔ０ｒ
ｒ下のグロー放電（あるいは１Ｔ０ｒｒ〜５Ｔ０ｒｒの
無電極放電）によつて強制酸化せしめ酸化インジウム膜
を形成させる方法が、高分子支持体の形状、面状に悪影
響を及ぼさず、被膜が均一であり、製造の効率などの点
から最も効果的であることを見出した。

本発明を遂行するに際し，ては上記表面処理、蒸着強制
酸化などをそれぞれ単独に順次行なつてもよいが、例え
ば３室に分れた真空タンク内で１室を蒸着用（１×１０
−２〜１Ｘ１０−４Ｔ０ｒｒ）、他の２室をグロー放電
による表面処理用及び強制酸化用（１Ｘ１０−２〜６×
１０−２Ｔ０ｒｒあるいは１〜５Ｔ０ｒｒ）とすれば連
続して迅速に所望の支持体が得られる。

また、本発明の蒸着膜を有する支持体をリーダーテープ
として用いる場合には、支持体の片面または必要に応じ
て両面に上記蒸着層を設ければよいＯまた高分子支持体
の裏面に予めバツク層を設けておくこともできる。

本発明においては電導性金属酸化物層上に更に酸化ケイ
素（主としてＳｌＯ２）よりなる保護層を設けることを
特徴とする。

酸化ケイ素層は金属酸化物層を設けた後、真空下で続け
てあるいは真空槽内の別の場所で、あるいは一旦別の真
空容器にうつして蒸着により設けることが望ましい０蒸
着法としては特に下層との密着性、光透過性等の面で、
蒸発源としてＳｌＯを用いて１０−３Ｔ０ｒｒないし１
０−５Ｔ０ｒｒ１特に１０→ＴＯｒＩ−台の酸素圧力下
での反応性蒸着が有効である。蒸着速度はコストの点か
らみて８０λ／秒以上、特に１２０λ／秒以上であるこ
とが望ましい。蒸着速度を１００λ以上に大きくする場
合、蒸着時の圧力を９Ｘ１０−５Ｔ０ｒｒ以下ｊ′：す
ると得られる層の光学濃度が増大してしまうことが判明
した。又、公知の方法である有機ケイ素化合物の分解縮
合による被膜形成法も本発明の保護層形成に用いること
が出来る（例えば特開昭５１−１１８７１号）。この方
法の場合には若干の有機成分（例えばアルキル基）が被
膜中に残存するが、本発明の効果には影響は与えないこ
とが判明した。酸化ケイ素層の保護層としての好ましい
厚さは５０λ以上であり、これ以下であると耐久性が不
足する。

酸化ケイ素層の厚さが１０００Å以上でも電気抵抗、光
学濃度とも若干増加するだけであるが、コストの面から
不必要である。耐久性等の点から５０λないし１０００
λ、特に望ましくは１２０人ないし７５０人の範囲であ
る。実施例 １ 表面粗さ０．１５μｍのポリエチレンテレフタレートフ
イルム（厚さ２３μｍ）の支持体表面の片面を真空度２
Ｘ１０−２Ｔ０ｒｒの酸素雰囲気下のグロー放電（放電
出力５００Ｗ１処理時間５秒）により表面処理した。

引続いて一旦真空度を１×１０−５Ｔ０ｒｒまで排気し
た。その後酸素を導入し真空度を２．８×１０−３Ｔ０
ｒｒに保つた真空槽内でインジウムの蒸着を行なつた。
インジウムの加熱は窒化硼素のボード（デンカ（株）製
）により蒸着源温度を１４７５℃にした。インジウムの
蒸着厚さは、水晶振動子法により膜厚測定器で測定して
５０人である。更に酸素で置換された真空度２×１０−
２Ｔ０ｒｒの雰囲気に保つた同一真空槽にてグロー放電
（放電出力５６０Ｗ１処理時間９秒）により強制酸化せ
しめ酸化インジウム薄膜を形成させた。次いで同一真空
槽の別の窒化硼素のボートから、１０００℃に加熱する
ことによつてＳｉＯを蒸発せしめた。

槽内は酸素で置換された真空度５×１０−４Ｔ０ｒｒの
雰囲気に保一つた。蒸着速度は２００λ／秒であり、５
００λの厚さになるように前述の酸化インジウム薄膜上
に反応性蒸着を行なつた。得られたシートをサンプル＋
１とする６比較例 １酸化ケイ素保護層を設けない外は
実施例１と同様の方法でシートを製造し、これをサンプ
ル４Ｐ２とする。

実施例 ２ 実施例１と同様の方法で、酸化インジウム層と酸化ケイ
素層を同じ膜厚で重積したシートを作製した。

ただしＳｉＯを蒸発させるときの槽内の酸素で置換され
た真空度を５Ｘ１０−４Ｔ０ｒｒのかわりに１Ｘ１０−
５Ｔ０ｒｒとした。得られたシートをΦ３とする。これ
ら３種のシートを各々巾１／２インチに裁断してリーダ
ーテープとした。

これらの特性について試験した結果を第一表に示す。上
記表中光透過率は光学濃度 （ｏ：照射光量、Ｉ：透過光量） の関係より算出した。

なお、表面硬度については０．０５Ｒのダイヤモンド針
からなる引掻硬度計で測定した。

また耐摩耗性というのは、統−１型ＴＲの回転ヘツドを
駆動したままテープを静止し、蒸着層が削り取られ、支
持体をヘツドが削つて支持体上にマークかつくまでの時
間である。以上の結果から、本発明によるリーダーテー
プは十分透明であり、電気抵抗も低く耐久性にもすぐれ
ている。

比較例 ２ 表面粗さ０．１５μｍのポリエチレンテレフタレートフ
イルム（厚さ２３μｍ）の支持体の表面に、直接酸化ケ
イ素被膜を実施例１と同様の方法で形成した０即ち、窒
化硼素のボートから１０００℃に加熱することによつて
ＳｌＯを蒸発せしめた。

この時槽内は酸素で置換された真空度５×１０ＳＴ０ｒ
ｒの雰囲気に保つた。蒸着速度は２００λ／秒であり、
５００λの厚さになるように前述の支持体上に直接反応
性蒸着を行つた。得られたシートをサンプル◆４とする
。比較例 ３ 比較例１のサンプル◆２（酸化ケイ素保護層を設けない
他は実施例１と同様の方法で作つた酸化インジウム薄膜
を有するシート）上に次の処方にしめすごとき白色塗料
を乾燥厚み０．３μとなるように塗工した。

アクリル樹脂（ＰＱ−２５０：商品名）３０部輔量帥塩
酢ビ樹脂（ＭＰＲ−ＴＳ：商品名） ７０部 〃レシチ
ン １部 〃ＳｌＯ２粉末
（平均粒径０．０４μ） ２００５〃ジメチルホルムア
ミド ３００部 〃このサンプルを≠５とする
。

なお乾燥厚みを乾燥後均一に０．３μ以下になるように
塗工することは困難であつた。比較例 ４ 表面粗さ０．１５μｍのポリエチレンテレフタレートフ
イルム（厚さ２３μｍ）の支持上に直接、比較例３でし
めした白色塗料を乾燥厚み０．３μとなるように塗工し
た。

この場合も乾燥後均一に０．３μ以下になるように塗工
することは困難であつた。得られたサンプルを≠６とす
る。又乾燥厚み３μとなるように塗工したサンプルを寺
７とする。これら４種のシートを各々巾１／２インチと
なるように裁断し、リーダーテープとした。

これらの特性について試験した結果を次の第２表にしめ
す０第１表と第２表の結果をまとめてみると下記のこと
が判明する。

（１）バインダーを実質的に含まない酸化ケイ素層のみ
を支持体上に設けたもの（≠４）は光透過性、表面硬度
、耐摩耗性は十分であるが電気抵抗が高い。

（４）本発明の導電層（金属の酸化物層）上に白色塗料
を薄く塗工したもの（≠５）は光透過性、電気抵抗は十
分であるが耐摩耗性に劣る。

これは≠６，≠７との比較からも分るように白色塗料層
が薄いために機械的強度が低下したためと考えられる。
（ＩｌＩ）支持体上に直接白色塗料をバインダーと共に
薄く塗工したもの（≠６）は光透過性は十分低いが、電
気抵抗は本発明になるサンプルΦ１，◆３にくらべ電気
抵抗が１０５倍以上も高い。

これは白色塗料が本発明の「バインダーを実質的に含ま
ない金属酸化物層」にくらべて電気抵抗が著しく高いた
めである。又、耐摩耗性も低いがこれはサンプル≠５の
場合と同じく白色塗料層が薄いためである。（株）支持
体上に直接白色塗料層をバインダーと共に厚く（３μ）
塗工したもの（≠７）は耐摩耗性は十分であるが電気抵
抗はサンプル＋６よりは低いものの本発明のサンプルに
くらべ著しく高い。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ０．０８μｍ以上の表面粗さを有する非磁性で且つ
   可撓性の支持体の少なくとも一方の面に、実質的にバイ
   ンダーを含まない透明で且つ電導性を有し、Ｉｎ、Ｇａ
   、Ｔｌ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、ＭｏおよびＷからなる
   群より選ばれた一つまたはそれ以上の金属の酸化物の連
   続薄層を金属もしくは金属の酸化物の真空蒸着法、高周
   波スパツタリング法、または化学コーティング法により
   沈着させ、必要に応じて該層を酸化させ、金属の酸化物
   層厚を２０〜３００Åとし、ついで該電導性金属酸化物
   層上に、実質的にバインダーを含まない透明で厚み５０
   〜１０００Åの酸化ケイ素保護層とを重積させてなるこ
   とを特徴とするリーダーテープ。