【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、長尺状の非磁性支持体上に金属薄膜型の磁性層が形成されてなる磁気記録テープ媒体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、高密度磁気記録化に対応可能な磁気記録媒体としては、Co−Ni系合金、Co−Cr系合金、Co−O等の金属磁性材料を、メッキや真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の真空薄膜形成技術によって、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、いわゆる金属薄膜型の磁気記録媒体が提案されている。
【0003】
金属薄膜型の磁気記録媒体は、抗磁力や角形比等の磁気特性に優れ、また、磁性層を極めて薄層に形成できることから、短波長領域での電磁変換特性に優れ、記録減磁や再生時の厚み損失が著しく小さく、更には塗布型の磁気記録媒体と異なり、磁性層中に非磁性材料であるバインダーが混入されないので、強磁性金属粒子の充填密度を高めることができる等、種々の利点を有している。このようなことから、金属薄膜型の磁気記録媒体は高密度磁気記録の主流となっている。
【0004】
また、更に電磁変換特性を向上させ、より大きな出力を得ることができるようにするために、金属磁性材料を斜め方向から蒸着することによって磁性層を形成する、いわゆる斜方蒸着型の磁気記録媒体が実用化されている。
【0005】
ところで、金属薄膜型の磁気記録媒体においては、高密度記録化に対応してスペーシングロスの低減化を図るために、磁性層表面が一層平滑化される傾向にある。
しかし磁性層の表面の平滑化が進むと、それに伴い磁気ヘッドに対する接触面積が大きくなるため、摩擦力が増大し、磁性層に生じるせん断応力が大きくなる。このような厳しい摺動条件から磁性層を保護するために、磁性層上には、保護層を形成することが重要である。
【0006】
保護層としては、例えばカーボン膜や石英(SiO2)膜、ジルコニア(ZrO2)膜等を適用することができ、これらはハードディスク等に実用化されている。特にカーボン膜のうちでも特にダイヤモンド構造を有する硬質カーボン膜(いわゆるダイヤモンドライクカーボン膜)が好適なものとして、現在広く実用化されている。
【0007】
上記硬質カーボン膜を成膜する方法としては、例えばスパッタリング法や、プラズマCVD法が挙げられる。スパッタリング法においては、Ar等のスパッタガスを電場や磁場を利用して電離(プラズマ化)し、加速することでターゲット表面に衝突させる。そしてプラズマ粒子が衝突したターゲットからはターゲット原子がはじき出され、このはじき出された原子が被処理体上に堆積することでスパッタ膜が形成される。
【0008】
しかし、上記スパッタリング法によって硬質カーボン膜を形成した場合、膜形成速度が一般に遅く、工業的見地からは生産性に劣るという問題を有している。
一方、プラズマCVD法においては、膜の原料となる原料ガスを、電場の発生したプラズマのエネルギーによって分解あるいは合成等の化学反応を起こさせ、この化学反応の結果生成された反応物を被処理体に堆積させることによって、CVD膜を形成する。このプラズマCVD法は、上記スパッタリング法に比べて膜形成速度が速いという利点を有している。このため、上記硬質カーボン膜の成膜方法として期待されている。
【0009】
上述したような金属磁性膜型の磁気記録テープ媒体においては、今後磁気特性の向上とともに、製造コストを低減化させることが重要な課題となってくるものと予想されている。
製造コストの低減化のためには、特に非磁性支持体であるベースフィルムのコストを下げることが有効な手段として考えられるが、従来においては、以下のような課題があった。
【0010】
従来、磁気テープを作製する場合において、例えばPETフィルムよりなる非磁性支持体上に薄膜形成技術により磁性層を成膜する際、非磁性支持体の表面付近が熱により変質し、析出したオリゴマー成分が、巻き取りによって磁性層側に転写し、品質の劣化を来たすという問題があった。かかる問題を解決するべく、従来においては、非磁性支持体の表面側および/または裏面側に、所定の耐熱性有機材料の薄膜を形成することにより、オリゴマー析出成分の磁性層側への転写を防止していた(例えば、特許文献1、2参照。)。
しかしながら、これらに開示されている方法においては、非磁性支持体上に耐熱性の有機材料膜を形成する工程が必須であることから、製造コスト面において改善が必要とされていた。
【0011】
コストの低減化を図るために、非磁性支持体上に成膜していた上記有機材料膜を省略するという手段が考えられるが、かかる場合には、オリゴマー析出成分が磁性層に転写するため、ドロップアウト等の品質の劣化の原因となり、特に高密度記録型の磁気記録媒体を作製する場合においては、品質上問題がある。
【0012】
【特許文献1】
特開2002−234956号公報
【特許文献2】
特開2002−234957号公報
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明においては、上述した問題に鑑み、上記有機材料膜が形成された非磁性支持体を適用せず、製造コストの低減化を図り、かつ磁性層に変性したオリゴマー成分が転写することをも効果的に回避した磁気記録媒体の製造方法を提供する。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明は、非磁性支持体の一主面上に磁性層および保護層を有し、他の一主面上に、転写防止層およびバック層が形成された金属薄膜型の磁気記録媒体を製造する方法に係るものであり、磁性層と、転写防止層とを、同一の真空チャンバー内において、順次連続的に成膜するものである。
【0015】
本発明の磁気記録媒体の製造方法によれば、従来磁性層成膜時に問題となっていた非磁性支持体からのオリゴマー析出成分の磁性層への転写を回避でき、品質の高い磁気テープを極めて低コストで作製することが可能となる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の磁気記録媒体の製造方法について、具体的な例を挙げて説明するが、本発明は、以下に示す例に限定されるものではない。
【0017】
先ず、本発明方法により作製される磁気記録媒体の一例について、図1に概略断面図を示して説明する。
磁気記録媒体10は、非磁性支持体1の一主面上に、磁性層2、保護層3、および潤滑剤層5が形成されてなり、他の主面上に、転写防止層4およびバック層6が順次形成された構成を有している。
【0018】
以下、本発明の磁気記録媒体10を構成する各層について、詳細に説明する。非磁性支持体1には、通常、磁気テープの基体として用いられている公知の材料をいずれも適用できる。
例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエチレン2,6−ナフタリンジカルボキシ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ィン類、セルローストリアセテート等のセルロース誘導体、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド等のプラスチック類等を挙げることができる。
【0019】
非磁性支持体1の磁性層形成面側には、バインダー樹脂、フィラーおよび界面活性剤等を含有する塗料によりコーティング層を形成し、これにより表面に微細な凹凸を付加したり、機械的な強度を高めたりしてもよい。
バインダー樹脂には、例えば水性ポリエステル樹脂、水性アクリル樹脂、水性ポリウレタン樹脂等が挙げられる。
フィラーの種類としては、耐熱性ポリマーからなる粒子、二酸化ケイ素、炭酸カルシウム等が挙げられる。
【0020】
磁性層2は、強磁性金属材料の部分酸化型の金属磁性膜からなるものとし、単層膜であっても多層膜であってもよい。
この磁性層2を形成する強磁性金属材料としては、従来公知の金属の単体、あるいは複合体をいずれも適用することができ、例えば、Co、Ni等の強磁性金属、CoNi、FeCo、FeCoNi、CoCr、CoPt、CoPtB、CoCrPt、CoCrTa、CoCrPtTa等の材料、またはこれらの材料に一種類あるいは二種類以上のその他の元素を含有させたものが挙げられる。
【0021】
磁性層2は、真空下で強磁性材料を加熱蒸発させ、非磁性支持体1上に付着させる真空蒸着法や、強磁性金属材料の蒸発を放電中で行うイオンプレーティング法や、アルゴンを主成分とする雰囲気中でグロー放電を起こして生じたアルゴンイオンでターゲット表面の原子をたたき出すスパッタリング法等、いわゆるPVD技術によって形成することができる。
【0022】
保護層3は、金属酸化層が除去された磁性層2上に形成される。
保護層3は例えば硬質カーボン膜よりなるものとし、ダイヤモンド構造を有するカーボン膜、いわゆるダイヤモンドライクカーボン膜であるものとする。
すなわち、カーボンには、グラファイト構造を有するもの、ダイヤモンド構造を有するもの等が知られており、ラマン分光スペクトルを測定すると、それぞれに由来するピークが観測される。ここで言うダイヤモンドライクカーボン膜とは、少なくともその一部がダイヤモンド構造を有するもので、ラマン分光スペクトルにおいて前記ダイヤモンド構造に由来するピークが観測されるものである。通常は、グラファイト構造に由来するピークとともに、前記ダイヤモンド構造に由来するピークが現れる。
【0023】
転写防止層4は、磁性層2形成側とは反対側に設けられる。
この転写防止層4は、非磁性支持体1と密着性があり、かつ連続性があればよいので、金属薄膜、非金属薄膜等の材料を問わず適用可能であるが、例えば、除電効果のある金属材料で、かつ安価であるAl、Cu、あるいはこれらの複合金属等の材料が好適である。
【0024】
さらに必要に応じて非磁性支持体の磁性層1を形成した側とは反対側の面に、バック層6を形成したり、保護層3上に潤滑剤層5を形成する等、付加的に各種層を形成したりしてもよい。この場合、例えばバック層6に含まれる非磁性顔料、樹脂結合剤あるいは潤滑剤層に含まれる材料等としては、従来公知のパーフルオロポリエーテル等がいずれも使用可能である。
【0025】
次に、本発明の磁気記録媒体の製造方法について、図を参照して説明する。
図2に磁気記録媒体の製造装置100の一例の概略図を示す。この図2の装置においては、同一の真空チャンバー12内に、真空蒸着手段よりなる磁性層成膜部30と、スパッタ手段よりなる転写防止層成膜部40とを備え、磁性層2と転写防止層4とが同一の真空チャンバー12内において、順次連続的に形成するようになされているものである。
【0026】
この装置100においては、排気口11から排気されて略真空状態(例えば1×10−3Pa)となされた真空チャンバー12内に、送りロール13と巻き取りロール14とが設けられており、これらの間に非磁性支持体1が順次走行するようになされている。
【0027】
これら送りロール13と巻き取りロール14との間において、非磁性支持体1が走行する途中には、冷却キャン15が設けられている。
この冷却キャン15には、冷却装置(図示せず)が設けられ、周面を走行する非磁性支持体1の温度上昇による熱変形等を抑制している。
【0028】
非磁性支持体1は、送りロール13から順次送り出され、さらに冷却キャン15周面を通過して巻き取りロール14に巻き取られるようになされている。
なおガイドロール16および17により非磁性支持体1には所定のテンションがかけられ、円滑に走行するようになされている。
【0029】
冷却キャン15の下方にはルツボ18が設けられており、ルツボ内には、金属磁性材料よりなる成膜材料19が充填されている。
一方、真空チャンバー12の側壁部には、ルツボ18内に充填された成膜材料19を加熱蒸発させるための電子銃20が設けられている。この電子銃20は、これより放出される電子線Bが、ルツボ内18内の成膜材料19に照射されるような位置に配置されている。この電子線Bの照射によって蒸発した成膜材料19が非磁性支持体1の表面に被着して磁性層2が形成される。
【0030】
また、磁性層2の蒸着に際し真空チャンバー12の側壁部を貫通して設けられている酸素ガス導入管21により、非磁性支持体1の表面に酸素ガスが供給されるようになされ、磁性層2の磁気特性、耐久性、および耐候性の向上が図られている。
【0031】
磁性層2は、単層膜であっても良いし、多層膜であっても良い。更に、非磁性支持体1と磁性層2との間、あるいは多層膜の場合には各層間に、付着力の向上、並びに抗磁力の制御、磁性膜の防食性向上等の目的で下地層または中間層を設けても良い。
【0032】
冷却キャン15と巻き取りロール14との間には、転写防止層成膜部40が設けられている。この転写防止層成膜部40は、上述した磁性層成膜部30と空間的に隣接して配設されてなり、隔壁41によって仕切られ、例えば個別に設けられた排気手段(図示せず)により排気されるようになされており、独立したガス雰囲気(例えば1〜0.1Pa)が形成されているものとする。
【0033】
転写防止層成膜部40においては、磁性層形成後の非磁性支持体1がガイドロール17によって支持され走行するようになされている。この非磁性支持体1の磁性層形成面とは反対側の主面に対向して、ターゲット42が固着されたカソード電極43が配設されており、このカソード電極43には、DC電源44から所定の電極が投入されるようになされている。
側壁部を貫通して設けられているガス導入管45から、例えばArガスを供給し、非磁性支持体1の磁性層形成面とは反対側の主面上にスパッタリング法により、転写防止層4が成膜される。なお、非磁性支持体1を所定の冷却手段を具備するキャンロールの周面に走行させながらスパッタ成膜するようにしてもよい。
上述のようにして転写防止層4を成膜した後、巻き取りロール14に巻き取られる。
【0034】
上述のように、本発明方法においては、巻き取りロール14に巻き取られる前工程として転写防止層4が形成する点に特徴を有している。これにより、磁性層成膜後に非磁性支持体1の表層部分にオリゴマーが析出しても、転写防止層4によって封じられるようになされるので、磁性層2側に転写することが回避される。
【0035】
また、磁性層形成前工程として転写防止層4を形成することも考えられるが、この場合、非磁性支持体1の走行面側が導電体となり、非磁性支持体1と冷却キャン15との静電吸着力が低下し、熱負け、シワ、フィルム切断等の原因となるため望ましくない。
一方、転写防止層4を絶縁性材料によって形成すれば、上述したような不都合は起きないが、一般に絶縁性の材料はスパッタ速度が遅く生産性に不向きであるという欠点を有している。
【0036】
上述したように、磁性層2および転写防止層4を形成した後、保護層3を図3に示すプラズマCVD装置110を用いて形成する。
炭素化合物をプラズマ中で分解して成膜するCVD法は、耐磨耗性、耐蝕性、表面被覆率に優れ、平滑な表面形状と高い電気抵抗率をもつダイヤモンドライクカーボン膜を、極めて薄層に安定して成膜することができる。
使用する原料ガスとしては、エチレン、プロパン等の気体、トルエン、キシレン等の液体を気化させた炭化水素ガスが適用される。これらの炭化水素ガスは単体、または複合状態で用いられ、また、プラズマ生成時には、炭素化合物の分解を促進するためのガスとして、Ar、N2 等の非炭化水素ガスが導入されていてもよい。
【0037】
図3に示すプラズマCVD装置110は、排気系53から排気されて略真空状態となされた真空室52内に、巻き出しロール54と、巻き取りロール55とが設けられ、これら巻き出しロール54と巻き取りロール55との間に、非磁性支持体1上に磁性層2および転写防止層4が形成された被処理体51が順次走行するようになされている。これら巻き出しロール54から巻き取りロール55に向かって被処理体51が走行する途中には、円筒状の回転可能な対向電極用キャン57が設けられている。
【0038】
被処理体51は、巻き出しロール54から順次送り出され、対向電極用キャン57の周面を通過し、巻き取りロール55に巻き取られていくようになされている。なお、巻き出しロール54と対向電極用キャン57との間、および対向電極用キャン57と巻き取りロール55との間には、それぞれガイドロール56が配置され、被処理体51に所定のテンションをかけ、被処理体51が円滑に走行するようになされている。
【0039】
また、対向電極用キャン57に対向して、例えばパイレックス(登録商標)ガラス、プラスチック等よりなる反応管58が設けられている。この反応管58においては、ガス導入口59から成膜用ガスが内部に導入されるようになされている。
また、反応管58内には、平板状の放電電極60が組み込まれている。この放電電極60には、外部に配設された直流電源61により、例えば500〜2000Vの電位が印加されるようになされている。
【0040】
上述した構成のプラズマCVD装置110においては、放電電極60に電圧が印加されることで、放電電極60と対向電極用キャン57との間にプラズマが発生する。そして、反応管58内に導入された成膜用ガスは、生じたプラズマのエネルギーによって分解および化学的結合がなされ、被処理体51上に被着する。
【0041】
放電電極60は、ガスが透過しやすく、且つ電界を均一にかけることができ、柔軟性を有するものが望ましく、例えばメッシュ状となされているものが好適である。
放電電極60の材料としては、例えば銅が挙げられるが、その他導電性を有する金属を適宜用いることができ、ステンレスや真鍮、金等も適用可能である。
【0042】
本発明の磁気記録媒体10においては、必要に応じて磁性層2の形成面側とは反対側にバック層6を形成したり、保護層3上に潤滑剤層5を形成したりしてもよい。この場合、バック層6や潤滑剤層5形成用材料としては、非磁性顔料、樹脂結合剤等、従来公知の材料を適宜用いることができる。
【0043】
【実施例】
次に、本発明方法に従い具体的なサンプルを作製し、特性の評価を行った。なお本発明方法は、以下に示す例に限定されるものではない。
【0044】
〔実施例1〕
先ず、非磁性支持体1として厚さ6μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを用意し、図2に示したインライン型の製造装置100の磁性層成膜部30により、下記の条件に従い、酸素ガスを導入しながらCo単層金属磁性膜(磁性層2)を斜め蒸着法により成膜した。
(磁性層成膜条件)
Co入射角:45〜90°
導入ガス:酸素ガス
蒸着時真空度:2×10−2Pa
磁性層の膜厚:200nm
【0045】
次に、図2のインライン型の製造装置100の転写防止層性膜部40により、非磁性支持体1の磁性層形成面側とは反対側に、磁性層形成工程と連続的にスパッタリング法により転写防止層4を形成した。
このように、共通する真空チャンバー内で磁性層成膜工程と転写防止層成膜工程とを連続して行う成膜法をインラインとする。
(転写防止層4の成膜条件)
スパッタ材料:Cu金属
導入ガス:Ar
スパッタ時真空度:0.5Pa
スパッタパワー:16W/cm2
膜厚:5nm
【0046】
次に、下記条件により磁性層2上にプラズマCVD法により保護層3を形成した。
(保護層の成膜条件)
原料ガス:エチレン/アルゴン混合ガス 150sccm
アルゴン混合率:20vol%
反応圧力:30Pa
投入電力:+1.2kV
膜厚:10nm
【0047】
次に、パーフルオロ系潤滑剤を用いて潤滑剤層5を形成し、さらにカーボン系材料によりバック層6を形成し、サンプル磁気テープを作製した。
【0048】
〔実施例2〜6〕
転写防止層4の形成材料と膜厚を変化させて、サンプル磁気テープを作製した。その他の作製条件は、上記実施例1と同様とする。
【0049】
〔参考例1、2〕
転写防止層4の膜厚を変化させて、サンプル磁気テープを作製した。その他の作製条件は、上記実施例1と同様とする。
【0050】
〔比較例1〕
転写防止層4を形成せず、サンプル磁気テープを作製した。その他の作製条件は、上記実施例1と同様とする。
【0051】
〔比較例2、3〕
従来公知の磁性層成膜装置を用いて磁性層2のみを形成した後、図2に示した製造装置100の転写防止層成膜部40のみを駆動させて、下記条件により転写防止層4を別個に形成した。この手法による成膜法をオフラインとする。
(転写防止層4の成膜条件)
導入ガス:Ar
スパッタ時真空度:0.5Pa
スパッタパワー:16W/cm2
【0052】
上述のようにして作製した〔実施例1〜6〕、〔参考例1、2〕、および〔比較例1〜3〕の各サンプル磁気テープについて、下記に示す方法により、D.O.(ドロップアウト)試験、シャトル走行試験を行い、実用特性の評価を行った。
【0053】
(D.O.試験)
VTRとして、DVデッキのDHR−1000(ソニー製)を用い、D.O.カウンターとして、シバソク製VH06AZを用いた。
ウィンドウ幅10μm以上、落ち込み深さ6dB以上のものを1つのD.O.としてカウントした。D.O.が150個/分以下であれば、内部の補償回路により画質に影響を与えないものであると判断した。
【0054】
(シャトル走行試験)
40℃30%RH環境下、10分間1回記録した後99回再生させ、結果は初期出力に対する100パス目の出力をdB表示した。
−3dB以内であれば、内蔵のアンプ回路により画質劣化は回避可能であると判断した。
【0055】
上述した〔実施例1〜6〕、〔参考例1、2〕、および〔比較例1〜3〕のサンプル磁気テープの、作製条件、および上記試験の評価結果を下記〔表1〕に示す。
【0056】
【表1】
【0057】
上記表1に示すように、〔実施例1〜6〕においては、D.O.(ドロップアウト)試験、およびシャトル走行試験のいずれにおいても優れた評価結果が得られた。この結果から、磁性層成膜工程と転写防止層成膜工程とを、同一の真空チャンバー内において、順次、インライン法により行うことにより、従来問題となっていた非磁性支持体からのオリゴマー析出成分の磁性層側への転写を効果的回避することができ、品質の高い磁気テープを、極めて低コストで作製することが可能となることが分かった。
【0058】
また、〔実施例1〜6〕と〔参考例1、2〕とを比較すると、転写防止層4の膜厚を5nm以上とすることにより、D.O.が著しく減少することが分かった。 更に、転写防止層4の膜厚を150nmとした比較例3においては、100nmとした実施例4と、D.O.減少の効果は同程度であることから、転写防止層4の膜厚は、製造コストの点も考慮すると、5〜100nmが好適であることが分かった。
【0059】
一方、〔比較例1〕においては、転写防止層4を形成しなかったため、非磁性支持体からのオリゴマー析出成分が磁性層側へ転写してしまい、D.O.(ドロップアウト)試験、およびシャトル走行試験のいずれにおいても、実用上充分な評価が得られなかった。
【0060】
〔比較例2、3〕においては、磁性層2と転写防止層4とを非連続的に成膜するオフライン法によって形成したため、磁性層2を形成した後、巻き取った時点において非磁性支持体からのオリゴマー析出成分が磁性層側へ転写してしまい、D.O.(ドロップアウト)試験、およびシャトル走行試験のいずれにおいても、実用上充分な評価が得られなかった。
【0061】
【発明の効果】
本発明の磁気記録媒体の製造方法によれば、従来磁性層成膜時に問題となっていた非磁性支持体からのオリゴマー析出成分の磁性層側への転写を回避することができ、品質の高い磁気テープを極めて低コストで作製することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法によって作製される磁気記録媒体の概略構成図を示す。
【図2】本発明方法に適用する磁気記録媒体の製造装置の一例の概略構成図を示す。
【図3】保護層形成用のプラズマCVD連続膜形成装置の概略構成図を示す。
【符号の説明】
1……非磁性支持体、2……磁性層、3……保護層、4……転写防止層、5……潤滑剤層、6……バック層、10……磁気記録媒体、11……排気口、12……真空チャンバー、13……送りロール、14……巻き取りロール、15……冷却キャン、16,17……ガイドロール、18……ルツボ、19……成膜材料、20……電子銃、21……酸素ガス導入管、30……磁性層成膜部、40……転写防止層成膜部、41……隔壁、42……ターゲット、43……カソード電極、44……DC電源、45……ガス導入管、51……被処理体、52……真空室、53……排気系、54……巻き出しロール、55……巻き取りロール、56……ガイドロール、57……対向電極用キャン、58……反応管、59……ガス導入口、60……放電電極、61……直流電源、100……磁気記録媒体の製造装置、110……プラズマCVD装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a magnetic recording tape medium in which a metal thin film type magnetic layer is formed on a long non-magnetic support.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a magnetic recording medium capable of supporting high-density magnetic recording, a metal magnetic material such as a Co-Ni alloy, a Co-Cr alloy, or Co-O has been used for plating, vacuum evaporation, sputtering, ion There has been proposed a so-called metal thin film type magnetic recording medium which is directly adhered to a non-magnetic support such as a polyester film, a polyamide or a polyimide film by a vacuum thin film forming technique such as a plating method.
[0003]
Metallic thin film type magnetic recording media have excellent magnetic properties such as coercive force and squareness ratio.Because the magnetic layer can be formed in a very thin layer, they have excellent electromagnetic conversion characteristics in the short wavelength region, and have good recording demagnetization and reproduction. The thickness loss at the time is remarkably small, and further, unlike the coating type magnetic recording medium, since the binder, which is a nonmagnetic material, is not mixed into the magnetic layer, it is possible to increase the packing density of the ferromagnetic metal particles. Has advantages. For these reasons, metal thin-film magnetic recording media have become the mainstream of high-density magnetic recording.
[0004]
Further, in order to further improve the electromagnetic conversion characteristics and obtain a larger output, a so-called oblique evaporation type magnetic recording medium in which a magnetic layer is formed by evaporating a metal magnetic material from an oblique direction. Has been put to practical use.
[0005]
By the way, in a metal thin-film type magnetic recording medium, the surface of the magnetic layer tends to be further smoothed in order to reduce spacing loss corresponding to high-density recording.
However, as the surface of the magnetic layer becomes smoother, the contact area with the magnetic head increases, which increases the frictional force and increases the shear stress generated in the magnetic layer. In order to protect the magnetic layer from such severe sliding conditions, it is important to form a protective layer on the magnetic layer.
[0006]
As the protective layer, for example, a carbon film, a quartz (SiO 2 ) film, a zirconia (ZrO 2 ) film, or the like can be used, and these are practically used for hard disks and the like. In particular, among carbon films, a hard carbon film having a diamond structure (a so-called diamond-like carbon film) has been widely and practically used.
[0007]
Examples of the method for forming the hard carbon film include a sputtering method and a plasma CVD method. In the sputtering method, a sputtering gas such as Ar is ionized (plasmaized) using an electric field or a magnetic field, and is accelerated so as to collide with a target surface. Then, target atoms are repelled from the target that has collided with the plasma particles, and the repelled atoms are deposited on the target object to form a sputtered film.
[0008]
However, when a hard carbon film is formed by the above-described sputtering method, there is a problem that the film formation speed is generally slow and productivity is poor from an industrial viewpoint.
On the other hand, in the plasma CVD method, a raw material gas serving as a raw material of a film is caused to undergo a chemical reaction such as decomposition or synthesis by the energy of plasma generated by an electric field, and a reaction product generated as a result of the chemical reaction is processed. To form a CVD film. This plasma CVD method has an advantage that the film formation speed is higher than the sputtering method. For this reason, it is expected as a method for forming the hard carbon film.
[0009]
In the magnetic recording tape medium of the metal magnetic film type as described above, it is expected that it will be an important issue to improve the magnetic characteristics and to reduce the manufacturing cost in the future.
In order to reduce the production cost, it can be considered to effectively reduce the cost of the base film, which is a non-magnetic support, as an effective means. However, conventionally, there have been the following problems.
[0010]
Conventionally, when producing a magnetic tape, for example, when a magnetic layer is formed by a thin film forming technique on a non-magnetic support made of a PET film, the vicinity of the surface of the non-magnetic support is altered by heat and oligomer components precipitated However, there is a problem that the film is transferred to the magnetic layer side by winding and the quality is deteriorated. In order to solve such a problem, conventionally, a thin film of a predetermined heat-resistant organic material is formed on the front side and / or the back side of the non-magnetic support to transfer the oligomer deposition component to the magnetic layer side. (For example, see Patent Documents 1 and 2).
However, in the methods disclosed therein, since a step of forming a heat-resistant organic material film on a nonmagnetic support is essential, improvement in manufacturing cost is required.
[0011]
In order to reduce the cost, a method of omitting the organic material film formed on the non-magnetic support may be considered. In such a case, since the oligomer deposition component is transferred to the magnetic layer, This causes deterioration in quality such as dropout, and there is a problem in quality especially when a high-density recording type magnetic recording medium is manufactured.
[0012]
[Patent Document 1]
JP 2002-234956 A [Patent Document 2]
JP 2002-234957 A
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, in the present invention, in view of the above-described problem, the non-magnetic support on which the organic material film is formed is not applied, the production cost is reduced, and the modified oligomer component is transferred to the magnetic layer. The present invention also provides a method for manufacturing a magnetic recording medium that has effectively avoided.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The present invention manufactures a metal thin film type magnetic recording medium having a magnetic layer and a protective layer on one main surface of a nonmagnetic support, and a transfer prevention layer and a back layer formed on the other main surface. In this method, a magnetic layer and a transfer prevention layer are sequentially and continuously formed in the same vacuum chamber.
[0015]
According to the method of manufacturing a magnetic recording medium of the present invention, transfer of oligomer deposition components from a nonmagnetic support to a magnetic layer, which has conventionally been a problem in forming a magnetic layer, can be avoided. It can be manufactured at low cost.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the method for producing a magnetic recording medium of the present invention will be described with reference to specific examples, but the present invention is not limited to the following examples.
[0017]
First, an example of a magnetic recording medium manufactured by the method of the present invention will be described with reference to a schematic sectional view shown in FIG.
The magnetic recording medium 10 has a magnetic layer 2, a protective layer 3, and a lubricant layer 5 formed on one main surface of a non-magnetic support 1, and a transfer prevention layer 4 and a backing layer on the other main surface. It has a configuration in which the layers 6 are sequentially formed.
[0018]
Hereinafter, each layer constituting the magnetic recording medium 10 of the present invention will be described in detail. For the non-magnetic support 1, any known material that is usually used as a base of a magnetic tape can be applied.
For example, polyesters such as polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene 2,6-naphthalene dicarboxylate, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, cellulose derivatives such as cellulose triacetate, polycarbonate, polyimide, polyamide, Plastics such as polyamide imide can be exemplified.
[0019]
On the magnetic layer forming surface side of the non-magnetic support 1, a coating layer is formed with a paint containing a binder resin, a filler, a surfactant, and the like, whereby fine irregularities are added to the surface, and mechanical strength is increased. May be increased.
Examples of the binder resin include an aqueous polyester resin, an aqueous acrylic resin, an aqueous polyurethane resin, and the like.
Examples of the type of the filler include particles made of a heat-resistant polymer, silicon dioxide, calcium carbonate, and the like.
[0020]
The magnetic layer 2 is formed of a partially oxidized metal magnetic film of a ferromagnetic metal material, and may be a single-layer film or a multilayer film.
As the ferromagnetic metal material for forming the magnetic layer 2, any of conventionally known metals alone or composites can be used. For example, ferromagnetic metals such as Co and Ni, CoNi, FeCo, FeCoNi, Examples include materials such as CoCr, CoPt, CoPtB, CoCrPt, CoCrTa, and CoCrPtTa, or materials containing one or more of these elements in these materials.
[0021]
The magnetic layer 2 is mainly made of a vacuum evaporation method of heating and evaporating a ferromagnetic material under vacuum and attaching the ferromagnetic material to the nonmagnetic support 1, an ion plating method of evaporating a ferromagnetic metal material during discharge, or a method of mainly using argon. It can be formed by a so-called PVD technique such as a sputtering method in which atoms on a target surface are beaten by argon ions generated by causing glow discharge in an atmosphere as a component.
[0022]
The protection layer 3 is formed on the magnetic layer 2 from which the metal oxide layer has been removed.
The protective layer 3 is made of, for example, a hard carbon film, and is a carbon film having a diamond structure, that is, a so-called diamond-like carbon film.
That is, carbon having a graphite structure, diamond having a diamond structure, and the like are known. When a Raman spectrum is measured, a peak derived from each is observed. The diamond-like carbon film mentioned here has at least a part thereof having a diamond structure, and a peak derived from the diamond structure is observed in a Raman spectrum. Usually, a peak derived from the diamond structure appears together with a peak derived from the graphite structure.
[0023]
The transfer prevention layer 4 is provided on the side opposite to the side on which the magnetic layer 2 is formed.
The transfer prevention layer 4 may be applied to any material such as a metal thin film and a non-metal thin film, as long as it has adhesion and continuity to the nonmagnetic support 1. It is preferable to use a certain metal material, which is inexpensive, such as Al, Cu, or a composite metal thereof.
[0024]
Further, if necessary, a back layer 6 is formed on the surface of the non-magnetic support opposite to the side on which the magnetic layer 1 is formed, and a lubricant layer 5 is formed on the protective layer 3. Various layers may be formed. In this case, for example, any conventionally known perfluoropolyether or the like can be used as the material contained in the nonmagnetic pigment, the resin binder or the lubricant layer contained in the back layer 6.
[0025]
Next, a method for manufacturing a magnetic recording medium according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 2 shows a schematic diagram of an example of a magnetic recording medium manufacturing apparatus 100. The apparatus shown in FIG. 2 includes a magnetic layer film forming unit 30 formed of vacuum evaporation means and a transfer prevention layer film forming unit 40 formed of sputtering means in the same vacuum chamber 12. The layer 4 is formed so as to be formed sequentially and continuously in the same vacuum chamber 12.
[0026]
In the apparatus 100, a feed roll 13 and a take-up roll 14 are provided in a vacuum chamber 12 which is evacuated from an exhaust port 11 to be in a substantially vacuum state (for example, 1 × 10 −3 Pa). During this time, the nonmagnetic support 1 runs sequentially.
[0027]
A cooling can 15 is provided between the feed roll 13 and the take-up roll 14 while the non-magnetic support 1 is running.
The cooling can 15 is provided with a cooling device (not shown) to suppress a thermal deformation or the like due to a temperature rise of the non-magnetic support 1 running on the peripheral surface.
[0028]
The non-magnetic support 1 is sequentially sent out from a feed roll 13, passes through the peripheral surface of a cooling can 15, and is taken up by a take-up roll 14.
A predetermined tension is applied to the non-magnetic support 1 by the guide rolls 16 and 17, so that the non-magnetic support 1 runs smoothly.
[0029]
A crucible 18 is provided below the cooling can 15, and the crucible is filled with a film forming material 19 made of a metallic magnetic material.
On the other hand, an electron gun 20 for heating and evaporating the film-forming material 19 filled in the crucible 18 is provided on the side wall of the vacuum chamber 12. The electron gun 20 is arranged at a position where the electron beam B emitted from the electron gun 20 is irradiated on the film forming material 19 in the crucible 18. The film material 19 evaporated by the irradiation of the electron beam B is applied to the surface of the nonmagnetic support 1 to form the magnetic layer 2.
[0030]
In addition, when the magnetic layer 2 is deposited, oxygen gas is supplied to the surface of the non-magnetic support 1 by an oxygen gas introduction pipe 21 provided through the side wall of the vacuum chamber 12 so that the magnetic layer 2 Are improved in magnetic properties, durability and weather resistance.
[0031]
The magnetic layer 2 may be a single-layer film or a multilayer film. Further, between the non-magnetic support 1 and the magnetic layer 2 or between the respective layers in the case of a multilayer film, an underlayer or an under layer for the purpose of improving the adhesive force, controlling the coercive force, improving the corrosion resistance of the magnetic film, etc. An intermediate layer may be provided.
[0032]
Between the cooling can 15 and the take-up roll 14, a transfer prevention layer film forming section 40 is provided. The transfer-prevention-layer film-forming section 40 is disposed spatially adjacent to the above-described magnetic-layer film-forming section 30, is partitioned by a partition wall 41, and is, for example, an exhaust means (not shown) provided separately. , And an independent gas atmosphere (for example, 1 to 0.1 Pa) is formed.
[0033]
In the transfer prevention layer film forming section 40, the nonmagnetic support 1 after the formation of the magnetic layer is supported by the guide rolls 17 and runs. A cathode electrode 43 to which a target 42 is fixed is provided so as to face the main surface of the nonmagnetic support 1 opposite to the surface on which the magnetic layer is to be formed. A predetermined electrode is turned on.
For example, Ar gas is supplied from a gas introduction pipe 45 provided through the side wall portion, and the transfer prevention layer 4 is formed on the main surface of the nonmagnetic support 1 on the side opposite to the magnetic layer formation surface by sputtering. Is formed. The non-magnetic support 1 may be formed by sputtering while running on the peripheral surface of a can roll provided with a predetermined cooling means.
After the transfer prevention layer 4 is formed as described above, the transfer prevention layer 4 is taken up by the take-up roll 14.
[0034]
As described above, the method of the present invention is characterized in that the transfer prevention layer 4 is formed as a step before being wound up by the winding roll 14. Thereby, even if the oligomer is deposited on the surface layer of the non-magnetic support 1 after the formation of the magnetic layer, the oligomer is sealed off by the transfer prevention layer 4, so that the transfer to the magnetic layer 2 is avoided.
[0035]
It is also conceivable to form the transfer prevention layer 4 as a step before the formation of the magnetic layer. In this case, the running surface side of the nonmagnetic support 1 becomes a conductor, and the static electricity between the nonmagnetic support 1 and the cooling can 15 is formed. This is not desirable because it lowers the adsorbing power and causes heat loss, wrinkles, film cutting, and the like.
On the other hand, if the transfer prevention layer 4 is formed of an insulating material, the above-mentioned inconvenience does not occur, but the insulating material generally has a drawback that the sputtering rate is low and is not suitable for productivity.
[0036]
After forming the magnetic layer 2 and the transfer prevention layer 4 as described above, the protective layer 3 is formed using the plasma CVD apparatus 110 shown in FIG.
The CVD method, in which a carbon compound is decomposed in a plasma to form a film, is a diamond-like carbon film with excellent abrasion resistance, corrosion resistance, surface coverage, smooth surface shape and high electrical resistivity. Film can be formed stably.
As a raw material gas to be used, a gas such as ethylene or propane, or a hydrocarbon gas obtained by vaporizing a liquid such as toluene or xylene is used. These hydrocarbon gases are used alone or in a composite state, and when plasma is generated, a non-hydrocarbon gas such as Ar or N 2 may be introduced as a gas for accelerating the decomposition of the carbon compound. .
[0037]
The plasma CVD apparatus 110 shown in FIG. 3 is provided with an unwinding roll 54 and a take-up roll 55 in a vacuum chamber 52 which is evacuated from an exhaust system 53 to a substantially vacuum state. The processing target 51 having the magnetic layer 2 and the transfer prevention layer 4 formed on the non-magnetic support 1 runs between the take-up roll 55 and the non-magnetic support 1 sequentially. A cylindrical rotatable counter electrode can 57 is provided in the middle of the movement of the target object 51 from the unwind roll 54 to the take-up roll 55.
[0038]
The object to be processed 51 is sequentially sent out from the unwinding roll 54, passes through the peripheral surface of the counter electrode can 57, and is wound up by the winding up roll 55. Guide rolls 56 are arranged between the unwinding roll 54 and the counter electrode can 57 and between the counter electrode can 57 and the take-up roll 55, respectively. The object to be processed 51 runs smoothly.
[0039]
A reaction tube 58 made of, for example, Pyrex (registered trademark) glass, plastic, or the like is provided so as to face the counter electrode can 57. In the reaction tube 58, a film forming gas is introduced from a gas inlet 59 into the inside.
Further, a flat discharge electrode 60 is incorporated in the reaction tube 58. A potential of, for example, 500 to 2000 V is applied to the discharge electrode 60 by a DC power supply 61 provided outside.
[0040]
In the plasma CVD apparatus 110 having the above-described configuration, when a voltage is applied to the discharge electrode 60, plasma is generated between the discharge electrode 60 and the counter electrode can 57. Then, the film-forming gas introduced into the reaction tube 58 is decomposed and chemically bonded by the energy of the generated plasma, and is deposited on the processing object 51.
[0041]
The discharge electrode 60 is desirably one that is easily permeable to gas and can apply an electric field uniformly and has flexibility, for example, a mesh-shaped one is suitable.
As a material of the discharge electrode 60, for example, copper can be cited, but other conductive metals can be used as appropriate, and stainless steel, brass, gold and the like can also be applied.
[0042]
In the magnetic recording medium 10 of the present invention, if necessary, the back layer 6 may be formed on the side opposite to the side on which the magnetic layer 2 is formed, or the lubricant layer 5 may be formed on the protective layer 3. Good. In this case, as the material for forming the back layer 6 and the lubricant layer 5, conventionally known materials such as a non-magnetic pigment and a resin binder can be appropriately used.
[0043]
【Example】
Next, specific samples were prepared according to the method of the present invention, and the characteristics were evaluated. The method of the present invention is not limited to the examples shown below.
[0044]
[Example 1]
First, a 6 μm-thick polyethylene terephthalate (PET) film is prepared as the nonmagnetic support 1, and oxygen gas is supplied by the magnetic layer deposition unit 30 of the in-line type manufacturing apparatus 100 shown in FIG. 2 according to the following conditions. While introducing, a Co single-layer metal magnetic film (magnetic layer 2) was formed by oblique evaporation.
(Magnetic layer deposition conditions)
Co incident angle: 45 to 90 °
Introduced gas: Degree of vacuum at the time of vapor deposition of oxygen gas: 2 × 10 −2 Pa
Magnetic layer thickness: 200 nm
[0045]
Next, the transfer-preventing layer film portion 40 of the in-line type manufacturing apparatus 100 shown in FIG. The transfer prevention layer 4 was formed.
As described above, a film forming method of continuously performing the magnetic layer forming step and the transfer preventing layer forming step in a common vacuum chamber is referred to as inline.
(Deposition condition of transfer prevention layer 4)
Sputtering material: Cu metal introduction gas: Ar
Vacuum degree during sputtering: 0.5 Pa
Sputter power: 16 W / cm 2
Film thickness: 5 nm
[0046]
Next, the protective layer 3 was formed on the magnetic layer 2 by the plasma CVD method under the following conditions.
(Protective layer deposition conditions)
Raw material gas: ethylene / argon mixed gas 150sccm
Argon mixing ratio: 20 vol%
Reaction pressure: 30 Pa
Input power: +1.2 kV
Film thickness: 10 nm
[0047]
Next, a lubricant layer 5 was formed using a perfluoro-based lubricant, and a back layer 6 was further formed using a carbon-based material, thereby producing a sample magnetic tape.
[0048]
[Examples 2 to 6]
A sample magnetic tape was manufactured by changing the material and thickness of the transfer prevention layer 4. Other manufacturing conditions are the same as in the first embodiment.
[0049]
[Reference Examples 1 and 2]
A sample magnetic tape was manufactured by changing the thickness of the transfer prevention layer 4. Other manufacturing conditions are the same as in the first embodiment.
[0050]
[Comparative Example 1]
A sample magnetic tape was produced without forming the transfer prevention layer 4. Other manufacturing conditions are the same as in the first embodiment.
[0051]
[Comparative Examples 2 and 3]
After forming only the magnetic layer 2 using a conventionally known magnetic layer film forming apparatus, only the transfer preventing layer film forming section 40 of the manufacturing apparatus 100 shown in FIG. Formed separately. The film forming method by this method is set to be off-line.
(Deposition condition of transfer prevention layer 4)
Introduced gas: Ar
Vacuum degree during sputtering: 0.5 Pa
Sputter power: 16 W / cm 2
[0052]
Each of the sample magnetic tapes of [Examples 1 to 6], [Reference Examples 1 and 2], and [Comparative Examples 1 to 3] prepared as described above was subjected to D.O. O. (Dropout) test and shuttle running test were performed to evaluate practical characteristics.
[0053]
(DO test)
As a VTR, a DV deck DHR-1000 (manufactured by Sony) was used. O. As a counter, VH06AZ manufactured by Shibasoku was used.
One with a window width of 10 μm or more and a drop depth of 6 dB or more O. As counted. D. O. Is less than 150 / min, it is determined that the image quality is not affected by the internal compensation circuit.
[0054]
(Shuttle driving test)
After recording once for 10 minutes in an environment of 40 ° C. and 30% RH, the data was reproduced 99 times.
If it is within -3 dB, it is determined that deterioration of image quality can be avoided by the built-in amplifier circuit.
[0055]
The production conditions of the sample magnetic tapes of Examples 1 to 6, Reference Examples 1 and 2, and Comparative Examples 1 to 3 and the evaluation results of the above test are shown in Table 1 below.
[0056]
[Table 1]
[0057]
As shown in Table 1 above, in Examples 1 to 6, O. (Dropout) Excellent evaluation results were obtained in both the test and the shuttle running test. From these results, the magnetic layer formation step and the transfer prevention layer formation step were sequentially performed by the in-line method in the same vacuum chamber, whereby oligomer deposition components from the non-magnetic support, which had been a problem in the past, were It has been found that the transfer to the magnetic layer side can be effectively avoided, and a high-quality magnetic tape can be produced at extremely low cost.
[0058]
In addition, when [Examples 1 to 6] and [Reference Examples 1 and 2] are compared with each other, the D.C. O. Was found to be significantly reduced. Further, in Comparative Example 3 in which the film thickness of the transfer prevention layer 4 was 150 nm, Example 4 in which the film thickness was O. Since the effect of the reduction is almost the same, it was found that the thickness of the transfer prevention layer 4 is preferably 5 to 100 nm in consideration of the production cost.
[0059]
On the other hand, in Comparative Example 1, since the transfer preventing layer 4 was not formed, the oligomer precipitation component from the nonmagnetic support was transferred to the magnetic layer side. O. (Dropout) In both the test and the shuttle running test, practically sufficient evaluation was not obtained.
[0060]
In [Comparative Examples 2 and 3], since the magnetic layer 2 and the transfer prevention layer 4 were formed by an off-line method of discontinuously forming a film, the non-magnetic support was formed at the time of winding after forming the magnetic layer 2. Is transferred to the magnetic layer side. O. (Dropout) In both the test and the shuttle running test, practically sufficient evaluation was not obtained.
[0061]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the manufacturing method of the magnetic recording medium of this invention, the transfer of the oligomer precipitation component to the magnetic layer side from the nonmagnetic support which has conventionally been a problem at the time of magnetic layer film formation can be avoided, and high quality can be obtained. Magnetic tape could be produced at very low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of a magnetic recording medium manufactured by a method of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an example of a magnetic recording medium manufacturing apparatus applied to the method of the present invention.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a plasma CVD continuous film forming apparatus for forming a protective layer.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Nonmagnetic support, 2 ... Magnetic layer, 3 ... Protective layer, 4 ... Transfer prevention layer, 5 ... Lubricant layer, 6 ... Back layer, 10 ... Magnetic recording medium, 11 ... Exhaust port, 12 Vacuum chamber, 13 Feed roll, 14 Winding roll, 15 Cooling can, 16, 17 Guide roll, 18 Crucible, 19 Film forming material, 20 ... Electron gun, 21 ... Oxygen gas inlet tube, 30 ... Magnetic layer film forming unit, 40 ... Transfer prevention layer film forming unit, 41 ... Partition wall, 42 ... Target, 43 ... Cathode electrode, 44 ... DC power supply, 45: gas introduction pipe, 51: target object, 52: vacuum chamber, 53: exhaust system, 54: unwinding roll, 55: winding roll, 56: guide roll, 57 ... Counter electrode can, 58 ... Reaction tube, 59 ... Gas inlet, 60 ... Discharge electrode 61 ...... DC power supply apparatus for manufacturing a 100 ...... magnetic recording medium, 110 ...... plasma CVD apparatus