專(zhuān)利名稱(chēng)：磁記錄介質(zhì)、生產(chǎn)其的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁記錄介質(zhì)，生產(chǎn)磁記錄介質(zhì)的方法和設(shè)備，且具體地涉及一種最好被用于有關(guān)信息設(shè)備和音頻-視頻設(shè)備的高記錄密度磁記錄介質(zhì)、生產(chǎn)高記錄密度磁記錄介質(zhì)的方法和設(shè)備。
近來(lái)，高功能薄膜技術(shù)得到顯著地發(fā)展并被應(yīng)用在廣泛的領(lǐng)域。例如，記錄密度的改善表明了磁記錄介質(zhì)的顯著改進(jìn)。所謂涂層型的常規(guī)的磁記錄介質(zhì)包括連同例如樹(shù)脂的粘合劑一起的被施加至聚合物膜的鐵磁材料，例如γ-Fe2O3粉末、CrO2粉末、或純鐵粉末。這種類(lèi)型的磁記錄介質(zhì)被用于錄音帶和錄像帶。
為了提高記錄密度，已研究出一種金屬薄膜磁記錄介質(zhì)，它包括通過(guò)離子鍍、濺射、群離子束等在一絕緣基底上被蒸鍍?yōu)閱我唤饘俨牧匣蚝辖鸬睦鏔e、Co、Ni或Cr的鐵磁材料。包括通過(guò)斜蒸鍍被施加至一絕緣基底的這樣一金屬材料或合金的蒸鍍帶已被實(shí)際地用于錄像帶。通常，蒸鍍帶是一平面內(nèi)(in-plane)磁記錄帶，且包括在該帶平面內(nèi)具有各向異性(以形狀和/或以磁性)的鐵磁金屬膜。這樣的鐵磁金屬膜是通過(guò)使用斜蒸鍍，傾斜地生長(zhǎng)鐵磁金屬晶體而形成的。
圖7示出了用于生產(chǎn)金屬薄膜磁記錄介質(zhì)的一常規(guī)的設(shè)備70。該設(shè)備70利用一連續(xù)纏繞真空蒸鍍以生產(chǎn)一金屬薄膜磁記錄介質(zhì)。該連接纏繞真空蒸鍍?cè)诋a(chǎn)量上特別具有優(yōu)越性且是實(shí)際中一大量生產(chǎn)方法的一種主要選擇。
設(shè)備70以下列方式工作。連續(xù)進(jìn)給纏繞在一饋送軸71上的聚合物膜72。該聚合物膜72被施加在一冷卻鼓73上且纏繞在一卷繞軸74上。箭頭A和B示出了聚合物膜72的運(yùn)行方向。設(shè)置在冷卻鼓73下方的一熔爐76中容納的鐵磁金屬被以電子束75輻照而熔化和蒸發(fā)，從而將該鐵磁金屬蒸鍍至聚合物膜72的表面。在此時(shí)，鐵磁金屬的不需要部分通過(guò)阻隔板77a和77b被阻隔。在本說(shuō)明書(shū)中，該鐵磁金屬被蒸鍍至的聚合物膜72的表面被稱(chēng)為“蒸鍍表面”。由阻隔板77a和77b確定的且鐵磁金屬被實(shí)際地蒸鍍?cè)诰酆衔锬?2的蒸鍍表面上的該冷卻鼓73的一區(qū)域被稱(chēng)之為“蒸鍍區(qū)”。在圖7中，該蒸鍍區(qū)由參考數(shù)字72a表示。在具有到一預(yù)定厚度的鐵磁金屬的聚合物膜72被纏繞在卷繞軸74后，聚合物膜72被切割或被處理。這樣，生產(chǎn)出一蒸鍍帶。
根據(jù)使用設(shè)備70的另一種方法，以箭頭C的方向(即，基本上相對(duì)于聚合物膜72的運(yùn)行方向)從一氧氣供應(yīng)開(kāi)口78將氧氣提供到蒸鍍表面，以使沉積金屬被氧化(活性沉積)。通過(guò)活性沉積生產(chǎn)的薄膜記錄介質(zhì)由鐵磁金屬氧化物或鐵磁合金氧化物形成。在本說(shuō)明書(shū)中，術(shù)語(yǔ)“包括鐵磁金屬材料的薄膜”是指由單一鐵磁金屬材料形成的薄膜，由一鐵磁合金形成的薄膜，和由金屬化合物，例如單一鐵磁金屬材料或鐵磁合金的氧化物形成的薄膜。在以下敘述中，為簡(jiǎn)單起見(jiàn)將使用術(shù)語(yǔ)“鐵磁金屬材料”和“鐵磁金屬薄膜”。除非特別說(shuō)明，術(shù)語(yǔ)“鐵磁金屬材料”可以“鐵磁金屬合金”和“鐵磁金屬材料的氧化物”代替，而術(shù)語(yǔ)“鐵磁金屬薄膜”可以“包括鐵磁金屬材料的薄膜”代替。
然而，該連續(xù)纏繞真空蒸鍍有以下問(wèn)題。
為了以圖7中所示的常規(guī)的設(shè)備70獲得足夠的電-磁轉(zhuǎn)換特性，通過(guò)確定蒸鍍區(qū)72a而限制金屬沉積在蒸鍍表面上的入射角α。該入射角α相對(duì)于蒸鍍表面的法線而被確定。最大入射角α表示為αmax，而最小入射角α表示為αmin。
例如，當(dāng)冷卻鼓73具有約1m的直徑時(shí)，在最小入射角αmin約為40度以使以小于約40度的角度入射的分量被阻隔，可獲得具有足夠的電-磁轉(zhuǎn)換特性的蒸鍍帶。由于最大入射角αmax不能超過(guò)90度，當(dāng)最小入射角α增大時(shí)，鐵磁金屬的粘附效率下降?！罢掣教匦浴北欢x為沉積在蒸鍍表面上的鐵磁金屬的重量與蒸發(fā)的鐵磁金屬的總重量的比例，且被表示為百分比。
在冷卻鼓73具有約1m的直徑時(shí)，最小入射角αmin約為40度，且最大入射角αmax約為90度，如圖7中所示，粘附效率約為10％(重量比)，非常低。
從圖7中可理解到，這樣一低粘附效率是由于在鐵磁金屬的入射方向上的窄擴(kuò)散角(蒸鍍擴(kuò)散角)ω?！罢翦償U(kuò)散角ω”被定義為由在包括聚合物膜72的運(yùn)行方向的一平面內(nèi)連接熔爐76中鐵磁金屬的蒸發(fā)表面的中心和蒸鍍區(qū)72a的兩端(蒸鍍開(kāi)始端和蒸鍍結(jié)束端)的線所確定的一角。在生產(chǎn)一磁記錄介質(zhì)的常規(guī)方法中，蒸鍍擴(kuò)散角ω通過(guò)冷卻鼓73的直徑被限制到15度這么小。
為了以常規(guī)的方法生產(chǎn)具有預(yù)定厚度的一鐵磁金屬薄膜，由于這么低的粘附效率，需要降低聚合物膜72的運(yùn)行速度。因此，難以以較高的生產(chǎn)率生產(chǎn)具有足夠的電-磁轉(zhuǎn)換特性的蒸鍍帶。在這種情況下，強(qiáng)烈要求提供一種生產(chǎn)用于視頻設(shè)備的蒸鍍帶的方法，該蒸鍍帶由于更高的記錄密度而使尺寸大小減少，和生產(chǎn)用于信息設(shè)備的蒸鍍帶的方法，該蒸鍍帶已被要求實(shí)現(xiàn)更高密度記錄和更低成本。
除了上述問(wèn)題外，本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)通過(guò)常規(guī)的連續(xù)纏繞真空蒸鍍生產(chǎn)的鐵磁金屬薄膜具有這樣的問(wèn)題由于過(guò)分高的表面粗糙度，致使磁頭和鐵磁金屬薄膜之間的空間過(guò)分地大而使電-磁轉(zhuǎn)換特性降低。這樣的問(wèn)題通常被稱(chēng)之為間隙損換。
圖8A為由圖7中所示的設(shè)備70生產(chǎn)的蒸鍍帶80的概略示意圖。聚合物膜72包括一基膜82(例如PET膜)和施加至其的聚合物材料86，該聚合物材料86包含有其中分散的顆粒84(例如具有約10nm直徑的二氧化硅顆粒)。因此，聚合物膜72的蒸鍍表面具有約10nm至約30nm的表面粗糙度(即凸出)。形成在聚合物膜72的蒸鍍表面的表面粗糙度的目的是降低蒸鍍帶和磁頭之間的摩擦系數(shù)且因此提高運(yùn)行的輕松度。如圖8所示，蒸鍍表面上沉積的鐵磁金屬膜88具有與這些凸出相對(duì)應(yīng)的凸起88a。
通過(guò)常規(guī)方法生產(chǎn)的鐵磁金屬膜88的表面粗糙度(即，凸起88a的高度)是在聚合物膜72的蒸鍍表面的表面粗糙度的高度(近似為顆粒84的直徑)的1.5倍至2倍。如圖8所示，當(dāng)在聚合物膜72上形成具有約150nm厚度的鐵磁金屬膜時(shí)，凸起88a的高度(即，表面粗糙度)約為50nm(=約200nm-約150nm)，約為由于二氧化硅顆粒84所致的聚合物膜72的表面粗糙度的1.5倍(約為30nm；增大了約20nm)。鐵磁金屬膜的這么大的表面粗糙度大于預(yù)定值，從而導(dǎo)致了間隙損失的問(wèn)題。由于過(guò)分大的表面粗糙度所致的電-磁轉(zhuǎn)換特性的降低特別在短波長(zhǎng)記錄和再現(xiàn)中帶來(lái)嚴(yán)重的問(wèn)題。由于可用顆粒的限制，難以將聚合物膜72的表面粗糙度設(shè)至更小。更具體地，更小的直徑顆粒具有更低的分散性且更昂貴。
作為詳細(xì)研究的結(jié)果，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)鐵磁金屬膜的表面粗糙度的增大是由以大入射角和鐵磁金屬的沉積速度沉積在蒸鍍表面上的鐵磁金屬的分量的遮蔽的影響而造成的。
圖8A中的截面是在蒸鍍帶80的生產(chǎn)期間沿著聚合物膜72的運(yùn)行方向的。該運(yùn)行方向是從圖8A的紙張頁(yè)的右向左。在從該頁(yè)的右向左運(yùn)行的聚合物膜72的蒸鍍表面上，鐵磁金屬?gòu)膱D8A的該頁(yè)的上左區(qū)沉積在聚合物膜72上。如圖7中所示，鐵磁金屬的入射角α較高且在沉積開(kāi)始端的沉積速度較低。當(dāng)?shù)竭_(dá)沉積結(jié)束端時(shí)，入射角α被減小而沉積速度被增大。結(jié)果，自運(yùn)行方向的前端導(dǎo)出這些凸起，且結(jié)果，在這些凸起后部形成未充分提供(即遮蔽)鐵磁金屬的凹入?yún)^(qū)。通過(guò)原子力顯微鏡(AFM)可觀察到蒸鍍帶的這樣一表面狀態(tài)。如圖8C所示，通過(guò)根據(jù)帶的運(yùn)行方向R在凸起的后部發(fā)生遮蔽而形成凹入?yún)^(qū)(黑區(qū))。在后將在比較性示例1的截面中對(duì)圖8C中所示的凹入?yún)^(qū)進(jìn)行描述。
圖8B示出了通過(guò)透射電子顯微鏡(TEM)觀察蒸鍍帶80的鐵磁金屬膜88(圖8)的觀察結(jié)果。如圖8B所示，當(dāng)接近表面時(shí)，鐵磁金屬的列狀晶體89的尺寸增大。這樣一現(xiàn)象被認(rèn)為是由于根據(jù)圖7中所示的常規(guī)的方法，聚合物膜72在柱狀冷卻鼓73的圓周表面上的運(yùn)行致使入射角α且因此沉積速度未相對(duì)于時(shí)間而線性地改變所發(fā)生的。由于圖8B中所示的鐵磁金屬的列狀晶體未在一不變方向上生長(zhǎng)，該蒸鍍帶的各向異性較低且因而電-磁性較低。
本發(fā)明人的進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)了常規(guī)方法的另一個(gè)問(wèn)題，由于蒸鍍區(qū)是冷卻鼓73的圓周表面的一部分，在蒸鍍期間該蒸鍍表面的溫度是恒定不變的，且因此在同一溫度下執(zhí)行晶體核的生成和晶體生長(zhǎng)。結(jié)果，晶體核的生成容易受到外部干擾的影響，不穩(wěn)定且整齊度低。因此，保持磁特性的能力和滯后中的平方比降低，導(dǎo)致電-磁轉(zhuǎn)換特性降低。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種生產(chǎn)磁記錄介質(zhì)的方法包括有步驟使具有一蒸鍍表面的聚合物膜運(yùn)行；蒸發(fā)鐵磁金屬材料；通過(guò)傾斜蒸鍍將包括該鐵磁金屬材料的一薄膜沉積到該聚合物膜以一相對(duì)于水平方向的在約20度或更大及約80度或更小的范圍內(nèi)的傾斜角度θ運(yùn)行的一蒸鍍區(qū)中的該聚合物膜的蒸鍍表面。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該聚合物膜被運(yùn)行以使該蒸鍍區(qū)中聚合物膜的該傾斜角度θ改變約30度或更小。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該聚合物膜被運(yùn)行以使該聚合物膜的傾斜角度θ在整個(gè)蒸鍍區(qū)中保持不變。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該聚合物膜在至少兩冷卻鼓上連續(xù)運(yùn)行的無(wú)端板狀帶上運(yùn)行。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，入射在蒸鍍區(qū)上的鐵磁金屬材料的蒸鍍擴(kuò)散角ω被設(shè)至在約18度至約60度的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，聚合物膜被運(yùn)行以使入射在蒸鍍區(qū)上的鐵磁金屬材料相對(duì)于蒸鍍表面的法線的入射角α在該蒸鍍區(qū)的蒸鍍開(kāi)始端處的大于在蒸鍍結(jié)束端處。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，入射的蒸鍍區(qū)上的鐵磁金屬材料相對(duì)于蒸鍍表面的法線的入射角α被設(shè)至為約35度或更大。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該板狀無(wú)端帶被設(shè)成在蒸鍍區(qū)的蒸鍍開(kāi)始端的表面溫度大于在蒸鍍結(jié)束端的表面溫度。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種生產(chǎn)磁記錄介質(zhì)的方法包括有步驟使具有一蒸鍍表面的聚合物膜運(yùn)行；蒸發(fā)鐵磁金屬材料；通過(guò)傾斜蒸鍍將包括該鐵磁金屬材料的一薄膜沉積到一蒸鍍區(qū)中該聚合物膜的蒸鍍表面。該鐵磁金屬材料被入射在該鐵磁材料相對(duì)于該蒸鍍表面的法線的入射角α在約35度至約90度范圍中的一區(qū)域內(nèi)該聚合物膜的蒸鍍表面上。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面，一種生產(chǎn)磁記錄介質(zhì)的設(shè)備，包括第一和第二冷卻鼓；保持在該第一和第二冷卻鼓上被運(yùn)行的板狀無(wú)端帶；和一用于將一被蒸發(fā)的鐵磁金屬材料提供到在該板狀無(wú)端帶的表面上運(yùn)行的一聚合物膜的蒸鍍表面上。該被蒸發(fā)的鐵磁金屬材料到達(dá)該聚合物膜以相對(duì)于水平方向的在約20度或更大及約80度或更小的范圍中的一傾斜角θ被運(yùn)行的一蒸鍍區(qū)。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，入射在該蒸鍍區(qū)上的鐵磁金屬材料的蒸鍍擴(kuò)散角ω在約18度或更大及約60度或更小的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，入射在該蒸鍍區(qū)上的鐵磁金屬材料相對(duì)于該蒸鍍表面的法線的入射角α為約35度或更大。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該板狀無(wú)端帶在該蒸鍍區(qū)的蒸鍍開(kāi)始端的表面溫度高于在蒸鍍結(jié)束端的表面溫度。
根據(jù)本發(fā)明的再另一方面，一種生產(chǎn)磁記錄介質(zhì)的設(shè)備，包括第一和第二冷卻鼓；保持在該第一和第二冷卻鼓上被運(yùn)行的一板狀無(wú)端帶；和一用于將蒸發(fā)的鐵磁金屬材料提供給在該板狀無(wú)端帶的表面上運(yùn)行的一聚合物膜的蒸鍍表面。該鐵磁金屬材料被入射在該鐵磁金屬材料相對(duì)于該蒸鍍表面的法線的入射角在約35度至約90度范圍中的一區(qū)域中的該聚合物膜的蒸鍍表面上。
根據(jù)本發(fā)明的再另一方面，一種磁記錄介質(zhì)包括一聚合物膜，該聚合物膜包括一具有約5nm至約50nm的平均表面粗糙度的表面；和一磁薄膜，該磁薄膜包括傾斜地蒸鍍?cè)谠摼酆衔锬さ谋砻嫔系蔫F磁金屬材料。該鐵磁薄膜的平均表面粗糙度相對(duì)于該聚合物膜的平均表面粗糙度的比例在約1.0至約1.3的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，該鐵磁薄膜具有在約5nm至約300nm范圍內(nèi)的厚度。
根據(jù)本發(fā)明，包括鐵磁金屬材料的一薄膜通過(guò)傾斜蒸鍍被沉積至該聚合物膜以相對(duì)于水平方向約20度或更大及約80度或更小的一傾斜角度(θ)運(yùn)行的一蒸鍍區(qū)中該聚合物膜的蒸膜表面。這樣，金屬膜以適當(dāng)?shù)娜肷浣堑竭_(dá)該蒸鍍表面并獲得足夠?qū)挼恼翦兘?。在傾斜角較低的情況下，可獲得高的粘附效率。在傾斜角較高的情況下，可獲得具有令人滿(mǎn)意的電-磁特性(即電-磁轉(zhuǎn)換特性)的磁膜。
在該聚合物膜被運(yùn)行以使傾斜角(θ)的改變(Δθ)為約30度或更小的情況下，鐵磁金屬材料的列狀晶體生長(zhǎng)且可獲得令人滿(mǎn)意的鐵磁金屬薄膜。特別在聚合物膜被運(yùn)行以使傾斜角在整個(gè)蒸鍍區(qū)(Δθ=0)是保持不變的情況下，獲得所得到的鐵磁金屬膜的最大可能均勻性。實(shí)際地，通過(guò)使一板狀無(wú)端帶上的聚合物膜連續(xù)運(yùn)行在兩或更多個(gè)冷卻鼓上可容易地滿(mǎn)足這兩個(gè)條件。
在入射在蒸鍍區(qū)的鐵磁金屬材料的蒸鍍擴(kuò)散角(ω)處于約18度或更大及約60度或更小的范圍內(nèi)的情況下，可高生產(chǎn)率地生產(chǎn)磁記錄介質(zhì)同時(shí)保持令人滿(mǎn)意的磁特性。
在聚合物膜被運(yùn)行以使入射在蒸鍍區(qū)上的鐵磁金屬材料相對(duì)于蒸鍍表面的法線的入射角在蒸鍍區(qū)的蒸鍍開(kāi)始端處大于在蒸鍍結(jié)束端處的情況下，鐵磁金屬材料的列狀晶體可穩(wěn)定地生長(zhǎng)。
在入射在蒸鍍區(qū)上的鐵磁金屬材料相對(duì)于蒸鍍表面的法線的入射角為約35度或更大的情況下，所得到的蒸鍍帶的表面粗糙度被控制在一適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。實(shí)際地，所得到的蒸鍍帶的表面粗糙度可處于是聚合物膜的表面粗糙度約1.0至約1.3倍的范圍內(nèi)且為約50nm或更小。這樣，解決了通常發(fā)生的間隙損失的問(wèn)題。通過(guò)將最小入射角αmin設(shè)為約38度或更大而可進(jìn)一步改進(jìn)磁膜的電-磁特性。考慮到電-磁特性，最大入射角αmax最好不大于約87度，更好地不大于約85度，盡管它取決于最小入射角αmin。當(dāng)最大入射角自約90度降低時(shí)，晶體的各向異性增大。只要入射角的范圍落在約35度至約90度內(nèi)，可以最高的生產(chǎn)率得到與常規(guī)的磁膜等同的磁膜。通過(guò)將入射角的范圍設(shè)在約38度至約87度之間。最好在約38度至約85度之間，可改善電-磁特性。
這樣，所述的本發(fā)明可能取得這樣的優(yōu)點(diǎn)提供一種磁膜，一種用于以令人滿(mǎn)意的高生產(chǎn)率生產(chǎn)具有足夠的電-磁轉(zhuǎn)換特性的磁記錄介質(zhì)的方法和設(shè)備。
通過(guò)以下參照附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的這些及其它優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員將變得顯然。


圖1A為根據(jù)本發(fā)明的一示例中生產(chǎn)的蒸鍍帶的概略性截面視圖；圖1B為通過(guò)透射電子顯微鏡觀察到的圖1A中所示的蒸鍍中的鐵磁金屬材料的列狀晶體的視圖；圖1C為通過(guò)原子力顯微鏡觀察到的圖1A中所示的蒸鍍帶的表面狀態(tài)的視圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的第一示例中的一用于生產(chǎn)磁記錄介質(zhì)的設(shè)備的概略性視圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的第一示例中的另一用于生產(chǎn)磁記錄介質(zhì)的設(shè)備的概略性視圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明的第二示例中的一用于生產(chǎn)磁記錄介質(zhì)的設(shè)備的概略性視圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明的第三示例中的一用于生產(chǎn)磁記錄介質(zhì)的設(shè)備的概略性視圖；圖6為用于生產(chǎn)磁記錄介質(zhì)的一常規(guī)設(shè)備的概略性視圖；圖7為用于生產(chǎn)磁記錄介質(zhì)的另一常規(guī)設(shè)備的概略性視圖；圖8A為一常規(guī)的蒸鍍帶的概略性截面視圖8B為通過(guò)透射電子顯微鏡觀察到的圖8A所示的常規(guī)的蒸鍍中的鐵磁金屬材料的列狀晶體的視圖；及圖8C為通過(guò)原子力顯微鏡觀察到的圖8A中所示的常規(guī)的蒸鍍帶的表面狀態(tài)的視圖。
下面將參照附圖通過(guò)說(shuō)明性示例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述。
圖1A為根據(jù)本發(fā)明的一示例中的磁記錄介質(zhì)的概略性截面視圖。作為磁記錄介質(zhì)的蒸鍍帶10包括一聚合物膜22和一鐵磁金屬薄膜18。與圖8A中所示的聚合物膜72基本相同的聚合物膜22包括一基膜12和包含具有約10nm直徑的分散在其中的顆粒14(例如二氧化硅顆粒)的聚合物材料16。這樣，聚合物膜22具有在其蒸鍍表面上的約10nm至30nm的表面粗糙度(即凹起)。
基膜12可由自聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、polyethylenenaphthalate(PEN)、聚酰胺、聚酰亞胺、聚氯乙烯、聚碳酸脂等適當(dāng)選擇的材料形成。為了改善運(yùn)行輕松度，用于提供表面粗糙度給蒸鍍表面的顆粒14可由例如SiO2、TiO2、Al2O3或ZrO2的無(wú)機(jī)材料；或例如聚砜的無(wú)機(jī)材料形成。顆粒14通常是球形的但可以任何適當(dāng)?shù)男螤?。顆粒14的直徑(即凸起的高度)最好在約5nm和約50nm之間。具有小于約5nm直徑的顆粒難以被均勻地分散且因此難以以高生產(chǎn)率形成具有適當(dāng)?shù)谋砻娲植诙鹊恼翦儽砻?。而具有大于約50nm直徑的顆粒會(huì)引起間隙損失。
蒸鍍帶10的鐵磁金屬薄膜18的表面粗糙度，即凸起18a的高度是聚合物膜22的蒸鍍表面的表面粗糙度(近似為顆粒14的直徑)的約1.0至約1.3倍，且凸起18a的高度的絕對(duì)值約為50nm或更小。在圖1A中所示的示例中，具有約30nm的表面粗糙度的聚合物膜22被用于形成具有高度約為40nm的凸起的鐵磁金屬薄膜18。
可用于本發(fā)明的磁材料包括Co、Fe、Ni、Cr、包括這些金屬中的至少一種的各種合金、例如Co-Ni、Co-Fe、Co-Cr、Co-Cu、Co-Pt、Co-Pd、Co-Sn、Co-Ni-Cr和它們的氧化物。鐵磁金屬薄膜18的總厚度最好約為3nm至約500nm，更好地約為5nm至300nm。當(dāng)總厚度小于約3nm時(shí)，所得到的蒸鍍帶可能不具有滿(mǎn)意的磁特性和電-磁轉(zhuǎn)換特性。當(dāng)總厚度大于500nm時(shí)，蒸鍍帶可能具有裂紋，且電-磁轉(zhuǎn)換特性在一長(zhǎng)波長(zhǎng)區(qū)中可能不期望地被劣化。
根據(jù)本發(fā)明的蒸鍍帶10的表面粗糙度是聚合膜22的表面粗糙度的約1.0至1.3倍且約為50nm或更小。因此，避免了現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)的蒸鍍帶的間隙損失的問(wèn)題。由于根據(jù)本發(fā)明的蒸鍍帶10的表面粗糙度是聚合物膜22的表面粗糙度的約1至1.3倍，通過(guò)預(yù)檢查生產(chǎn)條件與所得到的蒸鍍帶的表面粗糙度相對(duì)于聚合物膜的表面粗糙度增大的程度之間的關(guān)系，可使用具有約5nm至約50nm的表面粗糙度的聚合物膜，形成具有約50nm或更小的表面粗糙度的蒸鍍帶10，具有令人滿(mǎn)意的可再現(xiàn)性。下面將描述蒸鍍帶10的生產(chǎn)方法。
圖1A中的截面是沿著在蒸鍍帶10的生產(chǎn)期間聚合膜22的運(yùn)行方向。該運(yùn)行方向是從圖1A的頁(yè)面的右邊到左邊。如從圖1A和圖8A之間的比較顯見(jiàn)的，與常規(guī)的蒸鍍帶10(圖8A)相反，蒸鍍帶10不受遮蔽的影響。
圖1B示出了通過(guò)TEM觀察到的蒸鍍帶10(圖1A)的鐵磁金屬薄膜18的結(jié)果。如圖1B所示，鐵磁金屬的列狀晶體19以一不變的方向生長(zhǎng)。因此，不會(huì)發(fā)生有關(guān)常規(guī)的蒸鍍帶80(圖8A)所述電-磁轉(zhuǎn)換特性的降低。
圖1C概略性示出了通過(guò)AFM觀察到的蒸鍍帶(圖1A)的表面狀態(tài)。如從圖1C和圖8C之間的比較顯見(jiàn)，沒(méi)有通過(guò)按照帶的運(yùn)行方向R在凸起后部的遮蔽所形成的凹入的區(qū)域(黑區(qū))。從圖8C還可理解到蒸鍍帶10包括相互緊密地且比常規(guī)的蒸鍍帶80更均勻地排列的更細(xì)小的晶體(圖8C)。該示例中被相互緊密地疊放且以一不變的方向均勻地生長(zhǎng)的鐵磁金屬薄膜1B的晶體提供了令人滿(mǎn)意的磁性和電-磁特性。
本說(shuō)明書(shū)中所述的蒸鍍帶的表面粗糙度和晶體顆粒的具體直徑分別通過(guò)AFM的30μm2視野和1μm2視野中的平均值而被估算。晶體顆粒的平均顆粒直徑也通過(guò)使用AFM而被估算。根據(jù)本發(fā)明的由AFM的1μm2視野獲得的磁膜的平均顆粒直徑(以下描述的示例1-3)為2.5nm左右而常規(guī)的(比較示例1)的平均顆粒直徑約為5.5nm、盡管本發(fā)明的磁膜的表面粗糙度根據(jù)沉積條件而變化(在是基礎(chǔ)聚合物膜的表面粗糙度的約1.0和約1.3倍之間的范圍內(nèi))，如下面將進(jìn)行描述的。
而且，如下面所述的，根據(jù)本發(fā)明，在蒸鍍開(kāi)始的蒸鍍表面的溫度低于在蒸鍍結(jié)束的溫度。因此，鐵磁金屬的晶體核被穩(wěn)定地生成且具有高的規(guī)則性，因此改善了電-磁轉(zhuǎn)換特性。
以下，將在下面的示例中描述根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)作為磁記錄介質(zhì)的蒸鍍帶的示例性方法和設(shè)備。圖1A、1B和1C為第一至第三示例中的蒸鍍帶所共有。
(示例1)第一示例中的蒸鍍帶包括一鐵磁金屬氧化物薄膜且由使用活性蒸鍍的傾斜蒸鍍形成。
圖2為根據(jù)本發(fā)明的第一示例中的磁記錄介質(zhì)生產(chǎn)設(shè)備(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為“設(shè)備”)20的概略性視圖。該設(shè)備20是一無(wú)端帶系統(tǒng)，其中聚合物膜22在一連續(xù)運(yùn)行的板狀無(wú)端帶32上被運(yùn)行。板狀帶32具有與上冷卻鼓23a和下冷卻鼓23b的圓周表面相接觸的一平坦表面。而聚合物膜22在由板狀帶32形成的平坦表面上運(yùn)行，鐵磁金屬氧化物被沉積在聚合物膜22的蒸鍍表面上。
將更加具體地描述設(shè)備20的結(jié)構(gòu)。
設(shè)備20包括一具有用于饋送纏繞在其上的聚合物膜22的饋送軸21的無(wú)端帶20a，通過(guò)上冷卻鼓23a和下冷卻鼓23b被連接運(yùn)行的板狀帶32、和用于纏繞其上沉積有鐵磁金屬氧化物的聚合物膜22的卷繞軸24?？稍O(shè)置一輥?zhàn)?9以穩(wěn)定將聚合物膜22連接提供到上冷卻鼓23a的圓周表面上。為圓柱形的冷卻鼓23a和23b可通過(guò)冷卻劑單獨(dú)地控制其圓周表面的溫度。
用于形成鐵磁金屬氧化物的鐵磁金屬被容納在設(shè)置于板狀帶32的蒸鍍區(qū)32a下方的熔爐26中并以電子束輻照以熔化和蒸發(fā)。蒸發(fā)的鐵磁金屬到達(dá)由設(shè)置在聚合物膜22和熔爐26之間的阻隔板27a和27b確定的蒸鍍區(qū)32a。以箭頭D的方向(基本上與聚合物膜22的運(yùn)行方向相反)從設(shè)置在蒸鍍表面附近的一氧氣提供開(kāi)口28a向蒸鍍表面提供氧氣，從而氧化該蒸發(fā)的鐵磁金屬。所得到的鐵磁金屬氧化物被沉積在通過(guò)蒸鍍區(qū)32a的聚合物膜22的蒸鍍表面上?？紤]到磁特性，電-磁特性和可轉(zhuǎn)換性，氧氣最好以基本上與聚合物膜22的運(yùn)行方向相反的方向被提供。
蒸鍍區(qū)32a被定義在板狀帶32的平坦部分內(nèi)并被確定得使在蒸鍍區(qū)32a中由聚合物膜22的蒸鍍表面和水平方向(即熔爐26中鐵磁金屬的熔化表面的方向)所成的傾斜角θ約為55度。該傾斜角θ在整個(gè)蒸鍍區(qū)32a中恒定地約為55度且在蒸鍍區(qū)中傾斜角θ的變化Δθ約為0?！皟A斜角”是相對(duì)于水平方向被定義的。
在該示例中的蒸鍍區(qū)32a中，最小入射角αmin約為38度而最大入射角αmax約為85度。聚合物膜22以這樣一方面運(yùn)行以使在蒸鍍區(qū)32a的蒸鍍開(kāi)始端的入射角α為最小而在蒸鍍結(jié)束端為最大。由最大和最小入射角確定的蒸鍍擴(kuò)散角ω約為34度，且根據(jù)蒸鍍擴(kuò)散角ω的Cos3計(jì)算的粘附效率約為45％。粘附效率的這樣一值明顯地高于常規(guī)的方法和設(shè)備70(圖7)中的10％的值。
在該示例中，上冷卻鼓23a的溫度(T1)被設(shè)為約-20℃而下冷卻鼓23b的溫度(T2)被設(shè)為約-10℃，以使在蒸鍍開(kāi)始的蒸鍍表面的溫度低于在蒸鍍結(jié)束的蒸鍍表面的溫度。因此，相比于常規(guī)的方法和設(shè)備70，更穩(wěn)定地生成晶體核。結(jié)果，獲得令人滿(mǎn)意的磁特性和電-磁轉(zhuǎn)換特性。如以下示例表明的，隨著蒸鍍進(jìn)行，通過(guò)鐵磁金屬的影響，蒸鍍表面的溫度升高。因此，當(dāng)冷卻鼓23a和23的溫度T1和T2相互相同時(shí)，上述效果被減弱。在蒸鍍開(kāi)始的蒸鍍表面的溫度需要被設(shè)至低于習(xí)慣使用的室溫?？煽紤]到被用于聚合物膜22的材料的熱阻而被設(shè)定的上冷卻鼓23a的溫度T1的范圍最好被設(shè)在用于PET膜的約-20℃至約+30℃之間。
(樣品1-1)使用圖2中所示的設(shè)備20，生產(chǎn)蒸鍍帶。作為聚合物膜22，包括一PET膜和分散在其上的SiO2顆粒以具有約32nm的表面粗糙度的一膜被使用。作為鐵磁金屬材料，一Co-Ni合金被使用。當(dāng)聚合物膜22以約20m/分的速度運(yùn)行；且提供氧氣時(shí)，鐵磁金屬氧化物薄膜被沉積在聚合物膜22上到約150nm的厚度。在本示例中最大可能的沉積速度為約2μm/秒。所得到的膜被切割以產(chǎn)生用作為數(shù)字錄像帶的蒸鍍帶(樣品1-1)。
所得到的蒸鍍帶由以下標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)估。該評(píng)估方法由下述的其它示例和比較性示例所共用。
表面粗糙度如上所述地通過(guò)AFM觀察而獲得的平均表面粗糙度。表1示出了相對(duì)于括號(hào)中的聚合物膜的表面粗糙度的相對(duì)值。在本說(shuō)明書(shū)中的所有示例和比較性示例中在形成鐵磁金屬薄膜之前的聚合物膜的平均表面粗糙度約32nm。
晶體的狀態(tài)通過(guò)TEM在500,000x的放大率下觀察到蒸鍍帶的斷裂表面，且這些晶體的開(kāi)頭和整齊度從質(zhì)量上被評(píng)估。在表1中符號(hào)O表示蒸鍍帶具有令人滿(mǎn)意的晶體開(kāi)頭和高的整齊度，而符號(hào)X表示蒸鍍帶的開(kāi)頭和整齊度中的至少一個(gè)是不令人滿(mǎn)意的。
粘附效率根據(jù)蒸鍍擴(kuò)散角ω的Cos3而計(jì)算出的，熔爐的寬度和該膜的寬度是不定的。
磁性觀察蒸鍍帶的剩余磁通密度(以高斯為單位)、矯頑力(以?shī)W斯特為單位)、和平方比(剩余磁通密度/飽和磁通密度)。
電-磁轉(zhuǎn)換特性以商業(yè)上可購(gòu)得的改變成一評(píng)估組(evaluationdeck)的一數(shù)字視頻組進(jìn)行評(píng)估。獲得在約20MHz的色輸出和噪聲比并與以下所述的比較性示例得到的結(jié)果相比較。
摩擦系數(shù)以商業(yè)上可購(gòu)得的改變成一評(píng)估組的數(shù)字視頻組進(jìn)行評(píng)估。測(cè)量在重復(fù)的運(yùn)行測(cè)試之前和之后的摩擦系數(shù)uk。
第一示例中獲得的蒸鍍的評(píng)估結(jié)果如表1中所示。
表1
<p>當(dāng)最大入射角αmax被改變成約87度和約90度同時(shí)保持其它條件不變，如表1中所示，除了電-磁特性被改變成約+2.4dB外，結(jié)果是令人滿(mǎn)意的。應(yīng)注意到在αmin小于約38度的情況下，磁性可被劣化(例如，約1100Oe的矯頑力，約0.68的平方比)，磁帶可能不具有令人滿(mǎn)意的電-磁特性。而且，在αmin小于約35度的情況下，難到將得到的磁帶用于錄像帶。因此，根據(jù)本發(fā)明，αmin最好不小于約35度且更好地不小于約38度。
(樣品1-2)使用圖2中所示的設(shè)備20，生產(chǎn)另一蒸鍍帶。包括一PEN膜的膜被用作為聚合物膜。板狀帶32的傾斜角θ約為70度，下冷卻鼓23b的溫度T2約為-15℃，最小入射角αmin約為40度。最大入射角αmax約為85度，且蒸鍍擴(kuò)散角ω約為20度。聚合物膜22的運(yùn)行速度約為150m/分。其它條件與樣品1-1的相同，鐵磁金屬氧化物薄膜被沉積在聚合物膜22上到約150nm的厚度，從而獲得樣品1-2。樣品1-2的評(píng)估結(jié)果被示出在表1中。
(樣品1-3)使用圖2中的設(shè)備20，生產(chǎn)再另一種蒸鍍帶，使用一包括一aramid膜(PPTA)的膜作為聚合物膜22。板狀帶32的傾斜角θ約為30度，下冷卻鼓23b的溫度T2約為-20℃，最小入射角αmin約為38度，最大入射角αmax約為90度，且蒸鍍擴(kuò)散角ω約為45度。聚合物膜22的運(yùn)行速度約為300m/分。其它的條件與樣品1-1中的相同，鐵磁金屬氧化物薄膜被沉積在聚合物膜22上到約150nm的厚度，從而得到樣品1-3。樣品1-3的評(píng)估結(jié)果被示出在表1中。
根據(jù)本發(fā)明的該示例，可以高生產(chǎn)率獲得具有令人滿(mǎn)意的性能的磁帶，如圖1A至1C中所示。如從表1中顯見(jiàn)的，與比較性示例1相比較，以更高的生產(chǎn)率(2倍更大的粘附效率)獲得該示例的樣品1-1至樣品1-3且它們具有更好的磁性和電-磁特性。以高傾斜角(約70度)獲得的樣品1-2在磁性和電-磁特性方面具有優(yōu)勢(shì)。以低傾斜角(約30度)獲得的樣品1-3在粘附效率方向具有優(yōu)勢(shì)。以中間傾斜角(約55度)獲得的樣品1-1的磁性和電-磁特性具有在這兩樣品1-2和1-3之間的中間值。因此，從這些結(jié)果中可以理解到通過(guò)增高傾斜角可改善磁性和電-磁特性而通過(guò)降低傾斜角可提高粘附效率。
圖3為通過(guò)修改設(shè)備20所得到的設(shè)備20’的概略性視圖。設(shè)備20’提供了兩倍于設(shè)備20的生產(chǎn)率。設(shè)備20’包括有無(wú)端帶20a和另一個(gè)具有與無(wú)端帶20a相同結(jié)構(gòu)的無(wú)端帶20a’。該兩無(wú)端帶20a和20a’相對(duì)于熔爐26被對(duì)稱(chēng)地設(shè)置。與無(wú)端帶20a’有關(guān)的元件由表示與無(wú)端帶20a有關(guān)的元件的相同參考數(shù)字加上“，”表示，且省去對(duì)它們的詳細(xì)描述。
如上所述，在第一示例中，以令人滿(mǎn)意的生產(chǎn)率生產(chǎn)出圖1A、1B和1C中所示的磁記錄介質(zhì)。
(示例2)圖4為根據(jù)本發(fā)明的第二示例中的磁記錄介質(zhì)生產(chǎn)設(shè)備(以下簡(jiǎn)稱(chēng)之為“設(shè)備”)30的概略性視圖。具有與先前相對(duì)于圖2討論的相同功能的元件用相同的參考數(shù)字表示且省略對(duì)它們的描述。
設(shè)備30與設(shè)備20的不同之處在于設(shè)備30的阻隔板27b具有一狹縫27C。鐵磁金屬的蒸氣流通過(guò)該狹縫27C被引導(dǎo)至阻隔板27b上方的一區(qū)域并被沉積在聚合物膜22上。因此，電-磁轉(zhuǎn)換特性被進(jìn)一步改善。
(樣品2-1)使用圖4中所示的設(shè)備30，生產(chǎn)一蒸鍍帶。使用包括一PEN膜的一膜作為聚合物膜22。板狀帶32的傾斜角θ約為30度，下冷卻鼓23b的溫度T2約為-20℃，最小入射角αmin約為40度，最大入射αmax約為85度，且蒸鍍擴(kuò)散角ω約為50度。其它的條件與樣品101相同，鐵磁金屬氧化物薄膜被沉積在聚合物膜22上到約150nm的厚度，從而獲得樣品2-1。樣品2-1的評(píng)估結(jié)果被示出在表1中。
根據(jù)本發(fā)明的該示例，可以高生產(chǎn)率獲得具有令人滿(mǎn)意的性能的，在圖1A至1C中所示的磁帶。以圖3中所示的相同方式修改設(shè)備30可使生產(chǎn)率加倍。
(示例3)圖5為根據(jù)本發(fā)明的第三示例中的磁記錄介質(zhì)生產(chǎn)設(shè)備(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為“設(shè)備”)40的概略性視圖。
設(shè)備40不具有板狀無(wú)端帶，聚合物膜42在兩冷卻鼓43a和43b的圓周表面上運(yùn)行。鐵磁金屬薄膜被沉積在聚合物膜42的蒸鍍表面上。
設(shè)備40以下述方式工作。
聚合物膜42被自一饋送軸41饋送且以一恒定速度在冷卻鼓43a(溫度T1約10度)和43b(溫度T2約20度)上被傳送，同時(shí)通過(guò)設(shè)置在冷卻鼓43a和43b之間的一輥?zhàn)?9被延伸。然后，聚合物膜42被繞在一卷繞軸44上。與聚合物膜42的蒸鍍表面相對(duì)設(shè)置的一熔爐46中裝納的鐵磁金屬被以電子束45輻照而熔化和蒸發(fā)。蒸發(fā)的鐵磁金屬到達(dá)由阻隔板47a和47b確定的一蒸鍍區(qū)42a和由阻隔板47c和47d確定的一蒸鍍區(qū)42b并通過(guò)該蒸鍍區(qū)42a和42b沉積到蒸鍍表面。如在第一示例中，通過(guò)以與聚合物膜42運(yùn)行方向相反的方向從一氧氣提供開(kāi)口48a和48b提供氧氣，鐵磁金屬可被氧化以將鐵磁金屬氧化物沉積在聚合物膜42上。
聚合物膜42以這樣的方向運(yùn)行以使蒸鍍區(qū)42a和42b中鐵磁金屬的入射角在約38度至約90度的范圍中且蒸鍍擴(kuò)散角ω不小于約18度。更具體地，蒸鍍擴(kuò)散角ωa約為6度而蒸鍍擴(kuò)散角ωb約為13度。也就是說(shuō)，整個(gè)蒸鍍擴(kuò)散角ωa+ωb=約19度，大于18度。蒸鍍區(qū)42a內(nèi)的蒸鍍表面的傾斜角θ在約25度和約50度之間，而蒸鍍區(qū)42b內(nèi)的蒸鍍表面的傾斜角θ在約40度和約70度之間(在表1中，最大傾斜角被表示出)。在各蒸鍍區(qū)42a和42b中傾斜角的改變(Δθ)約為30度。傾斜角的改變最好不大于30度以獲得令人滿(mǎn)意的晶體。在傾斜角大于30度的情況下，晶體的形狀被很大地變形，如有關(guān)常規(guī)方法的圖8B中所示，而具有弧形的晶體(具有一彎曲表面的晶體)。在圖5所示的示例中，獲得約20％的粘附效率。
對(duì)于多于兩個(gè)蒸鍍區(qū)的蒸鍍條件不限于上述。僅有的要求是鐵磁金屬的各入射角α在約35度和約90度之間，且總的蒸鍍角度不小于18度。另外，各傾斜角應(yīng)在20度和80度之間的范圍內(nèi)。如示例1中所示，更大的傾斜角提供更好的磁性和電-磁特性，而同時(shí)降低了粘附效率。另一方面，更小的傾斜角提供更好的粘附效率，而同時(shí)劣化了磁性和電-磁特性。因此，考慮到以上關(guān)系，可根據(jù)使用的磁記錄介質(zhì)來(lái)設(shè)定傾斜角。在多個(gè)蒸鍍區(qū)中可設(shè)定相同的也可以是不同的蒸鍍條件。
(樣品3-1)通過(guò)圖5中所示的設(shè)備40生產(chǎn)樣品3-1。一PEN膜被用作為聚合物膜42。上冷卻鼓43a的溫度T1被設(shè)定約為10℃而下冷卻鼓43b的溫度T2被設(shè)定為約20℃。其它的條件與樣品1-1中的相同，鐵磁金屬氧化物薄膜被沉積在聚合物膜42上到約150nm的厚度，從而獲得樣品301。樣品3-1的評(píng)估結(jié)果被示出在表1中。
如從表1中可見(jiàn)，當(dāng)使用包括一鼓的設(shè)備40時(shí)，根據(jù)本發(fā)明通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定蒸鍍區(qū)的傾斜角θ和鐵磁材料的入射角α，及蒸鍍擴(kuò)散角ω可能以比常規(guī)方法高的生產(chǎn)率獲得具有令人滿(mǎn)意的電-磁特性的磁帶。在一蒸鍍區(qū)被設(shè)在一鼓的表面上的情況下，由于傾斜角θ從蒸鍍區(qū)的沉積開(kāi)始端到的沉積結(jié)束端發(fā)生變化，晶體趨向于具有弧形。但是，通過(guò)將傾斜角的變化設(shè)為不大于約30度，可得到具有比由常規(guī)方法生產(chǎn)的更好的電-磁特性的磁帶。
(比較性示例1)使用圖7所示的設(shè)備70生產(chǎn)蒸鍍帶。如第一示例中的樣品1-1一樣，使用包括一PET膜的一膜作為聚合物膜72。冷卻鼓73的溫度為-20℃，最小入射角αmin為40度，最大入射角αmax為90度，且蒸鍍擴(kuò)散角ω約為15度。所使用的鐵磁金屬材料和氧氣流速與第一示例中的相同。而聚合物膜72以約60m/分的速度運(yùn)行。鐵磁金屬薄被沉積在聚合物膜72上到約150nm的厚度。所得到的膜的評(píng)估結(jié)果被示出在表1中。
通過(guò)比較性示例1得到的蒸鍍帶具有圖8A所示的截面結(jié)構(gòu)。根據(jù)圖7中所示的常規(guī)方法，在沉積區(qū)72中的沉積開(kāi)始端的鐵磁金屬的入射角α較大且沉積速度較低。隨著接近于沉積結(jié)束端，入射角α減小而沉積速度增大。結(jié)果，自運(yùn)行方向的前端開(kāi)始形成凸起且在這些凸起后部形成未充分提供(即遮蔽)鐵磁金屬的凹入?yún)^(qū)。如圖8C所示，AFM觀察結(jié)果顯示出按照帶的運(yùn)行方向R通過(guò)遮蔽而在這些凸起的后面形成凹入?yún)^(qū)(黑區(qū))。由于此遮蔽效應(yīng)，蒸鍍帶的表面粗糙度變?yōu)榧s48nm，是聚合物膜的約1.5倍大，并引發(fā)了間隙損失的問(wèn)題。而且，通過(guò)AFM觀察蒸鍍帶的表面，晶體的平均顆粒直徑約為5.5nm，是示例1-3的(即約2.5nm)的兩倍還要大。它被認(rèn)為也會(huì)劣化電-磁特性。
在蒸鍍帶中，從如圖8B所示通過(guò)透射電子顯微鏡(TEM)觀察的結(jié)果，列狀晶體的表面被較大地彎曲以使隨著接近于該帶的表面，該列的寬度增大。這種被認(rèn)為是因?yàn)橛捎诟鶕?jù)圖7中所示的常規(guī)方法的聚合物膜72在圓柱形冷卻鼓73的圓周表面上運(yùn)行而使入射角α且因此沉積速度未相對(duì)于時(shí)間線性地改變所發(fā)生的。由于圖8B中所示的鐵磁金屬的列狀晶體未以一不變的方向生長(zhǎng)，蒸鍍帶的各向異性較低且因此電-磁特性較低。在示例3中，鐵磁金屬的列狀晶體也具有一彎曲表面(即弧形)但曲率小于比較性示例1的曲率。
(比較性示例2)圖6示出了在第二比較性示例中所用的生產(chǎn)磁記錄介質(zhì)的設(shè)備60。在該比較性示例中，采用垂直蒸鍍。
設(shè)備60以下述方式工作。包括aramid(PPTA)膜的一聚合物膜62被繞在一饋送軸61上并在冷卻鼓63上被傳送給并繞在一卷繞軸64上。在一垂直蒸鍍方法，需要一生長(zhǎng)令人滿(mǎn)意的晶體的沉積溫度。因此，在該比較性示例中使用具有高熱阻的aramid膜。一熔爐66中裝納的鐵磁Co-Cr合金被以電子束65進(jìn)行照射而熔化且蒸發(fā)。蒸發(fā)的鐵磁Co-Cr合金被垂直地從下面沉積在聚合物膜62上。通過(guò)阻隔板67a和67b將鐵磁Co-Cr合金的入射角限制在-5度至+15度的范圍。該鐵磁金屬合金薄膜沉積的總厚度達(dá)約150nm。根據(jù)計(jì)算得到的蒸鍍的粘附效率約為20％。在比較性示例2中，由于通過(guò)垂直鍍法形成的晶體在帶平面上不具有各向異性，不能以與形成在帶平面上具有各向異性的磁帶的示例1-3和比較性示例1中相同的方式評(píng)估磁性和電-磁特性。
在上述示例中，使用PET、PEN或PPTA(aromatic amid，即aramid)作為用于基膜的材料?？墒褂闷渌牟牧?，例如聚酰胺(非aramid)、聚酰亞胺、聚氯乙烯、或聚碳酸脂。在需要高熱阻的情況下，應(yīng)根據(jù)所要求的溫度使用熱阻聚合物例如aramid或聚酰亞胺。
如上所述，常規(guī)的方法為了獲得足夠的電-磁特性而犧牲了蒸鍍的粘附效率。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種以比常規(guī)方法和設(shè)備要高的生產(chǎn)率生產(chǎn)磁記錄媒體同時(shí)保持至少以常規(guī)方法和設(shè)備要得到的水平的電-磁轉(zhuǎn)換特性的方法和設(shè)備。
具體地，在以相對(duì)于水平方向的最佳角度θ設(shè)置板狀無(wú)端帶且放大由熔爐和阻隔板的中心所成的蒸鍍擴(kuò)散角ω的狀態(tài)下，執(zhí)行傾斜蒸鍍。以此方式，大部分的蒸發(fā)的鐵磁金屬被沉積在聚合物膜的蒸鍍表面上，且因此獲得高的粘附效率。
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備并不限于上述結(jié)構(gòu)。例如，可以任何方法改變有關(guān)板狀無(wú)端帶的結(jié)構(gòu)，只要至少包括冷卻鼓。通過(guò)增加冷卻鼓的數(shù)量或冷卻鼓的直徑可改善冷卻效應(yīng)。為了加強(qiáng)板狀無(wú)端帶的抗拉強(qiáng)度，可設(shè)置一張緊輥或類(lèi)似裝置。通過(guò)使用具有中間凸起鼓型截面的一冷卻鼓，設(shè)置一導(dǎo)軌到板狀無(wú)端帶和該輥或提供一邊緣位置控制(EPC)可使該板狀無(wú)端帶的運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定。
關(guān)于基礎(chǔ)聚合物膜的表面粗糙度，盡管在本說(shuō)明書(shū)中描述表面粗糙度在約5nm至50nm的范圍內(nèi)，適當(dāng)?shù)谋砻娲植诙雀鶕?jù)記錄介質(zhì)和試用該記錄介質(zhì)的系統(tǒng)之間的關(guān)系備確定。本發(fā)明可應(yīng)用于在將來(lái)開(kāi)發(fā)的具有最小表面粗糙度的記錄介質(zhì)。例如，在硬盤(pán)系統(tǒng)中，若記錄介質(zhì)和磁頭的滑動(dòng)部分相互不接觸，不需要給該聚合物膜設(shè)置表面粗糙度。
可設(shè)置兩或多個(gè)氧氣提供開(kāi)口?？蓡为?dú)地使用氧氣、氮?dú)狻錃?、臭氧、氬氣或其它?lèi)型的氣體或它們的混合氣。替代地，可執(zhí)行使用任意其它活性氣體的活性蒸鍍。阻隔板、氧氣提供開(kāi)口(S)、冷卻鼓、板狀無(wú)端帶(S)之間的位置關(guān)系并不限于上述示例中的那些情況。
如上所述，本發(fā)明可應(yīng)用于一平面內(nèi)磁記錄介質(zhì)，也可應(yīng)用于其它要求晶體以相對(duì)于蒸鍍表面的一傾斜方向生長(zhǎng)的用途。例如，本發(fā)明可應(yīng)用于使用SiO2的傾斜蒸鍍，用于以一預(yù)定方向校準(zhǔn)液晶材料。
在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員顯然可作出各種其它的改型。因此，不期望將后附權(quán)利要求的范圍局限于以上的描述，而應(yīng)得到廣泛的解釋。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)磁記錄介質(zhì)的方法，包括有步驟使一具有一蒸鍍表面的聚合物膜運(yùn)行；蒸發(fā)鐵磁金屬材料；通過(guò)傾斜蒸鍍將包括鐵磁金屬材料的一薄膜沉積至在該聚合物以相對(duì)于水平方向的在約20度或更大及約80度或更小的范圍內(nèi)的一傾斜角(θ)運(yùn)行的一蒸鍍區(qū)中的該聚合物膜的蒸鍍表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的生產(chǎn)磁記錄介質(zhì)的方法，其中該聚合物膜被運(yùn)行以使該聚合物膜的傾斜角(θ)在該蒸鍍區(qū)中改變約30度或更小。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的生產(chǎn)磁記錄介質(zhì)的方法，其中該聚合物膜被運(yùn)行以使該聚合物膜的傾斜角(θ)在整個(gè)該蒸鍍區(qū)中保持不變。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的生產(chǎn)磁記錄介質(zhì)的方法，其中該聚合物膜在一在至少兩冷卻鼓上連續(xù)運(yùn)行的板狀無(wú)端帶上運(yùn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的生產(chǎn)磁記錄介質(zhì)的方法，其中鐵磁金屬材料入射在該蒸鍍區(qū)上的蒸鍍擴(kuò)散角(ω)被設(shè)定在約18度或更大及約60度或更小的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的生產(chǎn)磁記錄介質(zhì)的方法，其中該聚合物膜被運(yùn)行以使在該蒸鍍區(qū)的蒸鍍開(kāi)始端處的鐵磁金屬材料入射在該蒸鍍區(qū)上的相對(duì)于該蒸鍍表面的法線的一入射角(α)比在蒸鍍結(jié)束端處的要大。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的生產(chǎn)磁記錄介質(zhì)的方法，其中鐵磁金屬材料入射在該蒸鍍區(qū)上的相對(duì)于該蒸鍍表面的法線的一入射角(α)被設(shè)定為約35度或更大。
8.根據(jù)權(quán)利要求4的生產(chǎn)磁記錄介質(zhì)的方法，其中該板狀無(wú)端帶被設(shè)定為在該蒸鍍區(qū)的蒸鍍開(kāi)始端處的表面溫度比在蒸鍍結(jié)束端處的要高。
9.一種生產(chǎn)磁記錄介質(zhì)的方法，包括有以下步驟使具有一蒸鍍表面的一聚合物膜運(yùn)行；蒸發(fā)鐵磁金屬材料；通過(guò)傾斜蒸鍍將包括鐵磁金屬材料的一薄膜沉積到該聚合物膜的蒸鍍表面，該鐵磁金屬材料被入射在該鐵磁材料相對(duì)于該蒸鍍表面的法線的入射角α在約35度至約90度范圍中的一區(qū)域內(nèi)該聚合物膜的蒸鍍表面上。
10.一種生產(chǎn)磁記錄介質(zhì)的設(shè)備，包括第一和第二冷卻鼓；保持在第一和第二冷卻鼓上被運(yùn)行的一板狀無(wú)端帶；及一蒸發(fā)源，用于將蒸發(fā)的鐵磁金屬材料提供到在該板狀無(wú)端帶的表面上運(yùn)行的一聚合物膜的一蒸鍍表面上。其中該蒸發(fā)的鐵磁金屬材料到達(dá)該聚合物膜以相對(duì)于水平方向的在約20度或更大及約80度或更小的范圍中的一傾斜角(θ)被運(yùn)行的一蒸鍍區(qū)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的生產(chǎn)磁記錄介質(zhì)的裝置，其中鐵磁金屬材料入射在該蒸鍍區(qū)上的蒸鍍擴(kuò)散角(ω)在約18度或更大及約69度或更小的范圍內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的生產(chǎn)磁記錄介質(zhì)的裝置，其中鐵磁金屬材料入射在該蒸鍍區(qū)上的相對(duì)于該蒸鍍表面的法線的一入射角(α)為約35度或更大。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的生產(chǎn)磁記錄介質(zhì)的裝置，其中該板狀無(wú)端帶被設(shè)定為在該蒸鍍區(qū)的蒸鍍開(kāi)始端處的表面溫度比在蒸鍍結(jié)束端處的要高。
14.一種生產(chǎn)磁記錄介質(zhì)的設(shè)備，包括第一和第二冷卻鼓；保持在第一和第二冷卻鼓上被運(yùn)行的一板狀無(wú)端帶；及一蒸發(fā)源，用于將蒸發(fā)的鐵磁金屬材料提供到在該板狀無(wú)端帶的表面上運(yùn)行的一聚合物膜的一蒸鍍表面上，其中該鐵磁金屬材料被入射在該鐵磁金屬材料的相對(duì)于該蒸鍍表面的法線的入射角(α)在約35度至90度的范圍內(nèi)的一區(qū)域中的該聚合物膜的蒸鍍表面上。
15.一種磁記錄介質(zhì)，包括一聚合物膜，包括具有約5nm至約50nm的平均表面粗糙度的一表面，一磁薄膜，包括傾斜地蒸鍍?cè)谠摼酆衔锬さ谋砻嫔系蔫F磁金屬材料，其中該鐵磁薄膜的平均表面粗糙度相對(duì)于該聚合物膜的平均表面粗糙度的比例在約1.0至約1.3的范圍內(nèi)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的磁記錄介質(zhì)，其中該鐵磁薄膜具有在約5nm至約300nm范圍內(nèi)的一厚度。
全文摘要
一種生產(chǎn)磁記錄介質(zhì)的方法,包括有步驟:使一具有一蒸鍍表面的聚合物膜運(yùn)行;蒸發(fā)鐵磁金屬材料;通過(guò)傾斜蒸鍍將包括鐵磁金屬材料的一薄膜沉積至在該聚合物以相對(duì)于水平方向的在約20度或更大及約80度或更小的范圍內(nèi)的一傾斜角運(yùn)行的一蒸鍍區(qū)中的該聚合物膜的蒸鍍表面。
文檔編號(hào)G11B5/851GK1221173SQ98111800
公開(kāi)日1999年6月30日 申請(qǐng)日期1998年12月28日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月26日
發(fā)明者前澤可治 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社