JP2516379B2 - 磁気記録媒体 - Google Patents

磁気記録媒体

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JP2516379B2
JP2516379B2 JP62236882A JP23688287A JP2516379B2 JP 2516379 B2 JP2516379 B2 JP 2516379B2 JP 62236882 A JP62236882 A JP 62236882A JP 23688287 A JP23688287 A JP 23688287A JP 2516379 B2 JP2516379 B2 JP 2516379B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は薄膜型磁気記録媒体に関する。更に詳細に
は、本発明は耐食性が向上された保護膜を有する薄膜型
磁気記録媒体に関する。
[従来の技術] 従来から一般に普及している磁気記録媒体は、針状の
磁性粉と高分子結合剤とを主体とする磁性塗料を非磁性
基体上に塗布して磁性層を形成した塗布型の磁気記録媒
体である。
現在、磁気記録再生装置はますます高密度化の傾向に
あり、短波長記録特性に優れた磁気記録媒体が要望され
ている。
しかし、塗布型磁気記録媒体における短波長記録特性
の改善には限界がある。これに対して、Co,Fe,Ni等の強
磁性金属あるいはこれらの合金を真空蒸着,スパッタリ
ング,またはイオンプレーティング等のいわゆる物理蒸
着法によって非磁性基体上に形成する金属薄膜型の磁気
記録媒体は、その磁性層中に非磁性の結合剤が混入され
ていないので著しく高い残留磁束密度を得ることがで
き、かつ、磁性層を極めて薄く形成することができるた
めに、高出力で短波長応答性に優れているという利点を
有する。この特徴により、最近は薄膜型磁気記録媒体が
磁気媒体の主流となりつつある。
薄膜型磁気記録媒体は磁気記録密度が大きく、優れた
短波長記録特性を有する反面、磁性層が露出しているた
めに耐食性が悪く、磁気的に劣化しやすい欠点を有して
おり、これが実用上大きな問題点となっている。
この問題点を解決するために例えば、磁性層上にプラ
ズマ重合保護膜層を設けたり(特開昭57-82229号公
報),あるいは、カーボン保護膜層を設ける(特公昭60
-23406号公報)ことなどが提案されているが、その防食
効果は十分でなかった。
[発明が解決しようとする問題点] 本発明は、上記従来の薄膜型磁気記録媒体の腐食し易
いという欠点を解決し、以て耐食性に優れた薄膜型磁気
記録媒体を提供することを目的とする。
[問題点を解決するための手段] 本発明者らが長年にわたり広範な実験と試作を続けた
結果、非磁性基体上の強磁性金属薄膜層に保護層が積層
された磁気記録媒体において、該保護層を、2層〜10層
のアモルファスカーボン膜から構成することにより耐食
性に著しく優れた磁気記録媒体が得られることを発見し
た。本発明は斯かる知見に基づき完成された。
本発明の薄膜型磁気記録媒体の断面構造を第1図に示
す。第1図に示されるように、非磁性基体1上の強磁性
金属薄膜層19に、所定の積層数のアモルファスカーボン
膜20からなる保護層21が積層されている。
磁気記録層上にアモルファスカーボン膜のような硬質
保護膜層を形成すると微細なクラックが発生しそこか
ら、水蒸気やSO2,Cl2等の腐食性ガスが進入し、腐食が
進行すると考えられるが、上記のように多層化するとク
ラックが保護層同士の界面で途切れ、最表面から磁気記
録層表面に直接達するクラックの数は圧倒的に少なくな
り、防食効果が著しく向上するものと考えられる。
保護膜を構成するアモルファスカーボン膜の積層数
は、層数を増すほどに防食効果は高まるが、10層を越え
ると防食効果は飽和し、かつ生産性も劣ることから、最
大10層までが適当である。また、前記のように単層では
防食効果が全く得られないので、最低2層以上は積層さ
せなければならない。
保護層として用いるアモルファスカーボン膜の材質は
それぞれの層で同一でなく、製造方法,形成条件,硬
度,光透過度の諸特性は異なっていても、十分な防食効
果を発揮するが、同一の方法,条件で形成した方が、走
行耐久性の点で好適である。
特開昭62-109220号公報には、磁性薄膜上に硬質炭素
薄膜と潤滑性炭素薄膜との2層構造の潤滑保護膜を積層
することが開示されているが、この目的は表層に潤滑性
炭素薄膜を設けることによって表面潤滑性を良くし、耐
久性を向上させることであり、耐食性の向上を目指すも
のではない。この公報に記載された発明では硬質炭素薄
膜(本発明のアモルファスカーボン膜に相当する)を1
層しか使用しないので、この硬質炭素薄膜にクラックが
発生すると、上部の潤滑保護膜を通して、このクラック
から腐食性ガスが磁気記録層表面に達し、腐食が進行す
る。すなわち、単に2層構造にしたからといって直ちに
優れた耐食性が得られるわけではない。この公報に記載
された発明における、硬質炭素薄膜と潤滑性炭素薄膜
は、それぞれ成膜方法、成膜条件及び材質が異なり、た
とえ2層構造であっても、本発明の保護層とは明らかに
異なる。特に、本発明では潤滑性炭素薄膜は全く使用し
ない。よって、本発明のように、全て同一の方法及び条
件により形成された2〜10層のアモルファスカーボン膜
を保護層として用いることにより、クラックを保護層同
士の界面で途切れさせ、最表面から磁気記録層表面に直
接達するクラックの数を減らすことによる耐食性及び走
行耐久性の改善効果は特開昭62-109220号公報に記載さ
れた発明からは想到できない。
アモルファスカーボン膜からなる保護層全体の膜厚と
しては、薄過ぎると防食効果が劣り、厚すぎるとスペー
シングロスが大きくなり、出力が低下するので、全体で
50Å〜1000Åの範囲内が適当である。
アモルファスカーボン膜の形成法としては、sp‐C
が高度に架橋した硬質のダイヤモンド状カーボン膜が形
成できる方法、例えばRFまたはマイクロ波プラズマCVD
法、スパッタ法、イオンビーム蒸着法、イオン化蒸着法
等がいずれも好適に利用できるか、生産性,基体の損傷
等を考慮すると、RFプラズマCDV法またはスパッタ法が
より好適に使用される。
RFプラズマCVD法を用いる場合は、例えば第2図に示
すような装置を用いる。強磁性金属薄膜層を形成した基
体フィルム1を送りロール2にセットし円筒状キャン3
に沿わせて巻き取りロール4に巻き取るようにセットす
る。次いで、ガス導入管5からモノマーガスを流量1〜
200sccmで導入し、ガス圧を0.5〜100mTorrとして、電極
6からRF電力を0.1〜7w/cm2の電力密度で印加し、さら
にキャン3に−50〜−2000Vの直流バイアス電位を印加
して基体フィルム1の強磁性金属薄膜層上にアモルファ
スカーボン膜を形成する。
続いて回転系を逆転させてアモルファスカーボン膜を
再度形成し、このプロセスを繰り返して所望の層数のア
モルファスカーボン膜を積層させる。なお、第2図にお
いて、符号7は真空処理槽を排気するための排気系、8
は高周波電源、9は直流電源を示す。
モノマーガス流量、ガス圧が上記範囲より大き過ぎた
り、RF電力密度が小さ過ぎると膜硬度が不十分で耐摩耗
性に劣り、逆にガス流量,ガス圧が小さ過ぎたりRF電力
密度が大き過ぎると基体にダメージを与えるために不適
当である。
キャンに印加するバイアス電位は、上記範囲より小さ
過ぎるとプラズマ中の陽イオンの基体への入射エネルギ
ーが小さ過ぎて膜の硬度が劣り、大き過ぎるとエッチン
グ効果が大きくなって膜が形成されない。
使用するモノマーガスとしては常温でガスもしくは十
分な蒸気圧を有する液体の炭化水素、例えばCH4,C2H6,C
3H8,C2H4,C3H6,C2H2,C6H6等がいずれも好適に使用され
る。
スパッタ法を用いる場合は、例えば第3図に示される
ような装置を使用する。
強磁性金属薄膜を形成した基体フィルム1を送りロー
ル10にセットし、円筒状キャン11に沿わせて巻取りロー
ル12に巻き取るようにセットする。次いでガス導入管13
からArガスを流量10〜500sccmで導入し、ガス圧を0.5〜
100mTorrとして、電極14からRF電力を、0.1〜10w/cm2
電力密度で印加しターゲット15のスパッタを行い、基体
フィルム1の強磁性金属薄膜層上にアモルファスカーボ
ン膜を形成する。続いて回転系を逆転させて膜を形成す
る。
続いて回転系を逆転させてアモルファスカーボン膜を
再度形成し、このプロセスを繰り返して所望の層数のア
モルファスカーボン膜を積層させる。なお、第3図にお
いて、符号16はマグネット、17は真空処理槽を排気する
ための排気系、18は電極14にRF電力を印加するためのRF
電源をそれぞれ示す。
Arガス流量,ガス圧が上記範囲より大き過ぎたりRF電
力密度が小さ過ぎると膜の形成速度が著しく遅く実用的
でなく、逆にガス流量,ガス圧が小さ過ぎたりRF電力密
度が大き過ぎると基体にダメージを与えるため不適当で
ある。
使用するターゲットとしては炭素のみからなる固体、
例えばグラファイト,グラッシーカーボン等が適当であ
る。
以上、基体としてフィルムを用い、連続的に保護膜層
を形成する例を述べたが、硬質な基体を用いる時はバッ
チ式やインライン式の装置を使用したり、フィルムの場
合でも生産性向上のためキャンを多段に連結した装置を
使用するが、基本的な形成方法,条件は上記の通りであ
る。
強磁性金属薄膜層の形成材料としては、Co,Fe,Ni,Co-
Ni,Co-Cr,Co-P,Co-Ni-P等の強磁性材料の単体、もしく
は合金が使用され、真空蒸着,スパッタリング,イオン
プレーティング等の慣用手段により基体上に被着,形成
される。
本発明の磁気記録媒体に使用される非磁性基板として
は、ポリイミド,ポリエチレンテレフタレート等の高分
子フィルム,ガラス類,セラミック,アルミ,陽極酸化
アルミ,黄銅などの金属板,Si単結晶板,表面を熱酸化
処理したSi単結晶板などがある。この非磁性基体は必要
に応じて、平面研磨やテクスチャリング加工を行うため
のニッケル・リン系化合物層やアルマイト処理層等の下
地研磨層を設けることもできる。
磁気記録媒体としては、ポリエステル,ポリイミド,
ポリエチレン等の合成樹脂フィルムを基体とする磁気テ
ープ,合成樹脂,アルミ,ガラス等からなる円盤やドラ
ムを基体とする磁気ディスクや磁気ドラムなど、少なく
とも起動,停止時に磁気ヘッドと摺接する構造の種々の
形態を包含する。
[実施例] 以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。
厚さ10μmのポリエステルフィルムを真空蒸着装置に
充填し、Co80Ni20合金を真空蒸着して、基体フィルム上
に1500Å厚の強磁性金属薄膜からなる磁気記録層を形成
した。
続いて、第2図に示したRFプラズマCVD装置を使用
し、ベンゼンをモノマーとして、モノマー流量10sccm,
ガス圧5mTorr,RF電力密度2w/cm2の成膜条件により、磁
気記録層上に種々のアモルファスカーボン保護膜層を形
成した(実施例1〜3,比較例1〜4)。
また、第3図に示したスパッタ装置を使用し、グラフ
ァイトをターゲットとして、Ar流量50sccm,ガス圧5mTor
r,RF電力密度4w/cm2の成膜条件により、マグネトロンス
パッタ法で磁気記録層上に種々のアモルファスカーボン
保護膜層を形成した(実施例4〜6,比較例5〜6)。
さらに比較例7としてアモルファスカーボン保護膜の
形成を省いたものを作製した。
これらを所定の巾に裁断して磁気テープを作った。各
実施例,比較例で作製した磁気テープの内容を下記の表
1に示す。
各実施例,比較例で得られた磁気テープについて、耐
食性と耐久性を調べた。耐食性はSO2 1ppm,NO2 1ppm,H2
S 0.5ppm,35℃,75%RHの雰囲気に100時間放置した後の
飽和磁化の劣化率で評価し、耐久性はスチル試験を行
い、出力が6dB低下する時間により評価した。測定結果
を下記の表1に要約して示す。
前記の表1に示された結果から明らかなように、本発
明の実施例で得られた磁気テープは保護層を有しない比
較例7のテープに比べて、耐食性および耐久性が著しく
向上している。
また、本発明の実施例で得られた磁気テープは、アモ
ルファスカーボン保護膜を1層しか有しない比較例1お
よび5のテープに比べても耐食性の点では大幅に優れて
いる。
アモルファスカーボン膜が20層も積層された保護層を
有する比較例2および6のテープと、アモルファスカー
ボン膜が10層積層された保護層を有する本発明の磁気テ
ープを比べると、耐食性および耐久性の点で殆ど差がな
い。従って、10層超の積層数は生産性および経済性を悪
化させるだけである。
一方、アモルファスカーボン膜の積層数が2層以上で
あっても、保護膜全体の膜厚が50Å未満のテープ(比較
例3)は耐食性および耐久性の両方とも劣る。また、保
護膜の全厚が1000Åを超えるテープ(比較例4)はスペ
ーシングロスのため出力が小さくなりすぎるため、磁気
記録媒体として使用に適さない。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明により、アモルファスカ
ーボン膜を2層〜10層積層し、その全体の厚さが50Å〜
1000Åの範囲内である保護層を強磁性金属薄膜層上に形
成すれば、耐食性に優れた薄膜型磁気記録媒体が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の磁気記録媒体の一例の断面構造を示す
部分拡大断面図、第2図は本発明の磁気記録媒体の製造
に使用されるRFプラズマCVD装置の一例を示す概要図、
第3図は本発明の磁気記録媒体の製造に使用されるスパ
ッタ装置の一例を示す概要図である。 1……基体フィルム,2、10……送りロール,3、11……キ
ャン,4、12……巻き取りロール,5、13……ガス導入管,
6、14……電極,7、17……排気系,8、18……高周波電源,
9……直流電源,15……ターゲット,16……マグネット,19
……強磁性金属薄膜層,20……アモルファスカーボン膜,
21……保護層

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】非磁性基体上の強磁性金属薄膜層に保護層
    が積層された磁気記録媒体において、該保護層が、全て
    同一の方法及び条件により形成された2〜10層のアモル
    ファスカーボン膜から構成されていることを特徴とする
    磁気記録媒体。
  2. 【請求項2】保護層を構成する2〜10層のアモルファス
    カーボン膜の合計の膜厚が50〜1000の範囲内であること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の磁気記録媒
    体。
  3. 【請求項3】アモルファスカーボン膜が、RFプラズマCV
    D法により形成されていることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項に記載の磁気記録媒体。
  4. 【請求項4】アモルファスカーボン膜が、スパッタ法に
    より形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項に記載の磁気記録媒体。
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