JP2554277B2 - 磁気記録媒体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、金属薄膜磁性層を有する磁気記録媒体に関
し、特に電磁変換特性が改良された高出力の磁気記録媒
体に関する。

［従来技術及びその問題点］ 従来、磁気記録媒体としては、非磁性支持体上に磁性
粉体、結合剤樹脂、添加剤等よりなる磁性塗布液を塗
布、乾燥せしめて磁性層を形成したいわゆる塗布型磁気
記録媒体が使用されてきた。

他方、高密度磁気記録への要求は、年々加速度的に高
まり短波長の記録波長領域でも、高出力が得られる、高
エネルギー型の磁気記録媒体が注目され、技術の主体が
この種の磁気記録媒体に移りつつある。

そして、高エネルギー型の磁気記録媒体の開発動向と
しては、前記塗布型磁気記録媒体にあっては、磁性粉
体として磁気エネルギーの大きい金属磁性粉体を使用
し、かつ磁性層表面の平滑性を高めたいわゆるメタルテ
ープを使用する方向、磁性層中に結合剤樹脂を使用し
ない金属薄膜を磁性層とする蒸着テープ等のいわゆる金
属薄膜型磁気記録媒体を使用する方向、に向かってい
る。

前記のメタルテープは、従来の塗布型媒体の製造装
置やノウハウの多くを利用できるという利点はあるが、
記録波長が0.5μｍ以下、ヘッドギャップが0.25μｍ以
下の高記録密度領域では、もはや限界である。

それに対し、前記の金属薄膜型磁気記録媒体は、ハ
イバンド8mm規格において、前記メタルテープよりも6dB
以上の高出力を得ることができ、更に高記録密度の磁気
記録媒体として優れている。

前記金属薄膜型磁気記録媒体としては、磁性層を真空
蒸着法で成膜するいわゆる蒸着テープが一般的であり、
非磁性支持体上に、CoNiO系の金属薄膜磁性層を設けた
ものであり、極めて良好な磁気特性が得られる。

以上のように、金属薄膜型磁気記録媒体は、メタルテ
ープに比べて、高出力を得ることができるが、さらに高
記録密度化する要求に応えるためには、一層の高出力
化、高C/N化が望まれる。

例えば、金属薄膜磁性層のHcを向上させるために、斜
め蒸着法により成膜する方法が提案されている。しか
し、この斜め蒸着法では、蒸着効率が低下するという問
題があった。

また、CoNiOの薄膜にあっては、成膜時の酸素含有量
を少なくして、Bmを向上させる方法も提案されている
が、得られる金属薄膜磁性層の膜強度が低下するという
問題がある。

以上のように、高記録密度に適している金属薄膜型磁
気記録媒体にあっても、記録密度を高めるためには、ま
だ幾多の問題があった。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、前記の従来技術の問題点に鑑みなされたも
のであり、電磁変換特性が改良された高密度記録が可能
で、特にビデオ用途において高出力の得られる磁気記録
媒体を提供することを目的としている。

［問題点を解決する手段］ 前記本発明の目的は、非磁性支持体上に金属薄膜磁性
層を有する磁気記録媒体において、該金属薄膜磁性層中
の細孔容積が前記金属薄膜磁性層１グラム当たり0.005
乃至0.05mlであることを特徴とする磁気記録媒体によっ
て達成される。

本発明の金属薄膜型磁気記録媒体は、その金属薄膜磁
性層中の細孔容積が磁性層１グラム当たり0.005乃至0.5
mlと従来の金属薄膜磁性層のそれよりも小さく、金属薄
膜磁性層を形成している磁性体が密に詰まった構造の薄
膜であるので、極めて出力が大きくなり、電磁変換特性
の優れた磁気記録媒体とすることができる。

因に、従来の金属薄膜型磁気記録媒体の磁性層の細孔
容積は、発明者等の測定によれば0.05ml以下のものはな
かった。

本発明の磁気記録媒体の金属薄膜磁性層中における細
孔容積は、磁性層１グラム当たり0.005乃至0.05mlであ
り、好ましくは0.01乃至0.04mlである。

前記細孔容積が0.05mlを超えると、C/Nを余り高くす
ることができない。

また0.005ml未満では、潤滑剤が金属薄膜磁性層に吸
着しにくくなり、走行耐久性が問題となる。

本発明の磁気記録媒体の前記金属薄膜磁性層の細孔容
積を金属薄膜磁性層１グラム当たり0.005乃至0.05mlと
するためには、イオンアシスト法による真空蒸着法にお
いて、斜め蒸着を利用するのが最も効果的である。

すなわち、真空蒸着法において、非磁性支持体上に磁
性体の蒸気流を差し向けると同時にイオンビームを差し
向けるいわゆるイオンアシスト法において、前記蒸気流
を非磁性支持体に対し斜めに入射し、前記磁性体蒸気流
の入射角（非磁性支持体上に立てた法線に対する角度）
の大きさと関連させて、前記イオンビームを差し向ける
方法である。

この方法において、前記イオンビームは、前記磁性体
蒸気流の高入射角側に差し向けることが重要である。そ
のときの前記入射角の範囲は、磁性体及びイオンの種
類、非磁性支持体上の温度及び搬送速度その他の金属薄
膜磁性層の成膜条件によって一概には決められないが、
金属薄膜磁性層の細孔容積を本発明の磁気記録媒体にお
ける範囲にするためには、前記の材料及び成膜条件によ
って特定の範囲がある。

なお、本発明の磁気記録媒体を得る方法としては、前
記のイオンアシスト法を利用した方法に限られるもので
はない。

その他、例えば、カーボン等の高融点の薄膜下地層を
設けて、その上に金属薄膜磁性層を設ける方法を利用す
ることもできる。

本発明の金属薄膜型磁気記録媒体の金属薄膜磁性層の
細孔容積は、種々の方法で求めることができる。窒素ガ
ス吸着法により得られる吸着脱離等温線から求める方法
が最も一般的である。

本発明の前記金属薄膜磁性層は、コバルト（Co）を主
成分として含み、Coの含有量としては50乃至100重量％
である。

例えば、純Co,CoNi,CoCr,CoFe,CoFeNi,CoNiCr,CoPr,C
oNiPr,CoPt,CoSm,CoTi,CoNITi,CoCu,CoNiCu等がある。
前記金属薄膜磁性層中に上記の金属元素に加えて、O,N,
C等の軽元素を含有させて金属薄膜磁性層の特性を改良
することもできる。特に、酸素を含ませることで、前記
金属薄膜磁性層を強靭にし、かつ静磁気特性特に抗磁力
を高めることができる。

本発明の前記金属薄膜磁性層の膜厚は、0.02乃至２μ
ｍであり、望ましくは0.05乃至0.5μｍである。この範
囲より膜厚が薄いと十分な再生出力が得られない。ま
た、この範囲より厚くなると磁気記録媒体のカーリング
が大きくなったり、金属薄膜磁性層にひび割れが発生し
たりするので問題である。

本発明の金属薄膜型磁気記録媒体の金属薄膜磁性層上
には、走行耐久性を改良するために、潤滑層、保護層を
設けることができる。

前記の潤滑層、保護層に使用する化合物としては、例
えば、オレイン酸、ミリスチン酸、ステアリン酸等の炭
素数12乃至18個の脂肪酸もしくはその金属塩、またはそ
のエステル、これら脂肪酸のフッ素置換化合物等があ
る。

前記潤滑剤の金属薄膜磁性層中の含有量としては、３
乃至30mg/m²、望ましくは５〜15mg/m²である。含有量が
あまり多くなるとVTR内で走行させているうちに、潤滑
剤の吹きだまりができて、それが出力低下、走行不安定
を引き起こすので好ましくない。

また余り少ないと、磁気ヘッドと金属薄膜磁性層の間
に焼き付きが生じて、スチル耐久性が低下する。

潤滑剤を金属薄膜磁性層に含有させる方法には、潤滑
剤の溶液を金属薄膜磁性層上に塗布乾燥する方法、潤滑
剤を真空蒸着法により金属薄膜磁性層上に付着した後、
バブ処理する等の種々の方法があり、本発明においては
特に制限はない。

本発明の金属薄膜型磁気記録媒体に使用される非磁性
支持体としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリイ
ミド、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、三酢酸セルロー
ス、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート等
のプラスチック材料等がある。

本発明において、前記金属薄膜磁性層は、非磁性支持
体上に直接形成しても良いし、また前記非磁性支持体上
に設けられた下地層を介して形成してもよい。

前記下地層は、金属薄膜型磁気記録媒体の走行耐久性
をさらに改良したり、ヘッド目詰まり等の問題を軽減
し、また磁性層の表面の形状をコントロールするのに効
果的である。

前記下地層としては、無機、有機複合の形の層で前記
非磁性支持体上に形成される。

例えば、Al2O3,SiO2,MgO,TiO2,ZnO,Fe2O3,CdO,NiO等
の金属酸化物、CaCO3,BaCO3,CoCO3等の炭酸塩、Au,Ag,F
e,Ni,Co等の金属の直径0.005乃至0.1μｍの微粒子をポ
リエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレー
ト、等のポリエステルとジクロール酢酸、オルソクロル
フェノール、四塩化エタン混合液等の有機溶剤との混合
液を前記非磁性支持体上に塗布することにより形成され
る。

そして、前記下地層の上に前記金属薄膜磁性層を形成
することにより、磁性層表面に微小突起を設けることが
できる。この微小突起の磁性層表面における密度として
は、10⁶乃至10⁸個/mm²であり、その存在により金属薄膜
型磁気記録媒体の走行耐久性が更に改良できる。

さらに、本発明の金属薄膜型磁気記録媒体において
は、金属薄膜磁性層を設けた面とは反対の面に走行性を
改良する目的で、バック層を設けることもできる。この
バック層としては、CaCO3カーボン微粒子等を結合剤樹
脂と共に混合分散した塗布液を塗布乾燥した塗膜が用い
られる。

［発明の効果］ 金属薄膜磁性層中の細孔容積を前記金属薄膜磁性層１
グラム当たり0.005乃至0.5mlと比較的大きくしかつ潤滑
剤を含有させることにより、電磁変換特性の優れた、C/
Nの優れた金属薄膜型磁気記録媒体を得ることができ
る。

以上述べた本発明の金属薄膜型磁気記録媒体の新規な
効果を、以下の実施例及び比較例によってさらに具体的
に説明する。

［実施例−１］ 第１図にその要部の概略図を示した真空蒸着装置によ
り、磁気記録媒体の試料を作成した。

送出し巻取り室１内の送出しロール２より厚さ10μ
ｍ、幅100mmのポリエチレンテレフタレートフィルムの
非磁性支持体３を引き出し、冷却キャン４に沿わせ仕切
り板５を経て、蒸着室６に入り成膜部を通り、仕切り板
７を経て再び前記送出し巻取り室１内に入り巻取りロー
ル８に巻取られるように前記非磁性支持体３を真空蒸着
装置にセットした。

真空ポンプに直結している排出口9,16より排気して前
記蒸着室６内を１×10^-5Torrの真空度にした。

次に、前記非磁性支持体３を、搬送速度20m/分で搬送
して、前記蒸着室６内の原料ルツボ10内の磁性体11（Co
80Ni20）電子ビーム加熱し、同時に、防着板13と前記冷
却キャン４との間に設けられたガス導入口14より前記蒸
着室６内の真空度が２×10^-4Torrとなるまで酸素ガスを
導入して、さらに、カウフマン型イオン銃15のガス導入
口16からは、酸素ガスを導入しかつ前記カウフマン型イ
オン銃を加速電圧1kV、イオン電流150mAで作動させて、
磁性体蒸気流17とイオンビーム18とを前記冷却ドラム４
上の前記非磁性支持体３に差し向け蒸着を行い、前記非
磁性支持体上に金属薄膜磁性層を形成した。

なお、前記磁性体蒸気流17の入射角は、35乃至90度の
範囲になるように設定し、イオンビームの入射角の中心
値は、75度となるように前記磁性体蒸気流17及び前記イ
オンビーム18を前記非磁性支持体３に差し向けた。

また、前記金属薄膜磁性層の膜厚は、2000Åとなるよ
うに蒸着レートを設定した。

［実施例−２］ 前記カウフマン型イオン銃15を加速電圧1kV、イオン
電流200mAで作動させた以外は、実施冷−１と同一の条
件で金属薄膜磁性層を形成した。

［実施例−３］ 前記カウフマン型イオン銃15を加速電圧1kV、イオン
電流250mAで作動させた以外は、実施冷−１と同一の条
件で金属薄膜磁性層を形成した。

［比較例−１］ 前記カウフマン型イオン銃15を作動させずに、前記ガ
ス導入口16から前記蒸着室内の真空度が４×10^-4Torrと
なるまで酸素ガスを導入した以外は実施例−１と同一の
条件で金属薄膜磁性層を作成した。

［比較例−２］ 前記カウフマン型イオン銃15を加速電圧1kV、イオン
電流50mAで作動させた以外は、実施冷−１と同一の条件
で金属薄膜磁性層を形成した。

以上のようにして得られた、前記非磁性支持体３上に
金属薄膜磁性層が形成された媒体の金属薄膜磁性層が形
成されている面とは反対の面に、形成された面とは反対
の面に、ポリウレタンとニトロセルロースよりなる結合
剤樹脂中に、カーボンブラックとアルミナを分散した組
成物であるバックコート層を0.5μｍの厚さに塗布、乾
燥して形成した。

さらに、金属薄膜磁性層の表面に、オレイン酸とパー
フルオロカルボン酸が重量比で1:1である混合物を表面
での存在量が10mg/m²となるように溶液にして塗布乾燥
して潤滑層を形成した。

次いで、各原反ロールを8mm幅に裁断して、８ミリビ
デオ用の磁気記録媒体の試料を得た。

次に、かくして得られた磁気記録媒体の試料を8mmビ
デオ用のカセットに組み込み測定用の試料とし、富士写
真フィルム（株）製８ミリビデオ用VTR FUJIX−８ M6
−AFを改造して、C/Nを測定した。

C/Nの測定条件は、キャリヤー周波数7MHz、ノイズ周
波数は3MHzとし、ヒューレッドパッカード（株）製スペ
クトラムアナライザー3585Aから信号を読み取った。

また、磁気記録媒体の試料の細孔容積を窒素ガス吸着
法によって求めた。

すなわち、測定機として米国カンタークロム社製のオ
ートソーブ１（Autosorb−１）を使用した。前記8mm幅
の金属薄膜型磁気記録媒体の試料を約4mガラス棒に巻き
取って、測定試料とし、キャリヤーガスには、ヘリウム
ガスを使用し、窒素とヘリウムの混合ガスとして窒素ガ
ス分圧（相対圧力）を０から１まで徐々に上げてゆき吸
着等温線を先ず求め、次いで窒素ガス分圧（相対圧力）
を１から０まで徐々に下げてゆき脱離等温を求めた。

先細孔容積は、細孔が液体窒素により充填されている
と仮定し、相対圧力１における窒素吸着量から求めた。

一方、金属薄膜磁性層の重量は、0.5Nの塩酸に２時間
浸せきにより金属薄膜磁性層を溶解除去して、溶解除去
前後の重量の差から求めた。

磁気記録媒体の試料の細孔容積及びC/Nの測定結果を
第１表に示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の磁気記録媒体を作成するための真空
蒸着装置の要部の概略図である。 １……送出し巻取り室 ３……非磁性支持体 ４……冷却キャン 5,7……仕切り板 9,19……排気口 11……磁性体 13……防着板 14,16……ガス導入口 15……カウフマン型イオン銃 17……磁性体蒸気流 18……イオンビーム

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非磁性支持体上に金属薄膜磁性層を有する
   磁気記録媒体において、該金属薄膜磁性層中の細孔容積
   が前記金属薄膜磁性層１グラム当たり0.005乃至0.05ml
   であることを特徴とする磁気記録媒体。