JP3093818B2

JP3093818B2 - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JP3093818B2
Application number: JP03135937A
Authority: JP
Inventors: 国博上田
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1991-05-10
Filing date: 1991-05-10
Publication date: 2000-10-03
Anticipated expiration: 2015-10-03
Also published as: JPH04335206A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は強磁性金属薄膜を有する
磁気記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年磁気テープはますます高密度化して
おり、中でもＣｏを主体としＮｉ等を添加した強磁性金
属薄膜を用いた磁気テープは、飽和磁束密度が大きくし
かも保磁力が高いので、盛んに研究されている。

【０００３】この型の磁気テープは種々の方法で製造さ
れるが、特に優れた方法としては、非磁性基体上に斜め
蒸着法により強磁性金属薄膜を単層膜として形成した
り、２層以上積層して多層構造としたりすることが提案
されている。

【０００４】磁気テープの非磁性基体としては、通常、
ポリエチレンテレフタレート等の樹脂フィルムが用いら
れている。

【０００５】このような樹脂フィルム上に蒸着により磁
性層を形成すると、樹脂フィルムを通して水分や空気が
侵入し、磁性層が腐食して記録・再生時の電磁変換特性
等が劣化する。また、耐久性の点でも不十分である。

【０００６】従来、特開昭５９−１１２４２７号、特開
昭６２−１３７７２０号、特開昭６３−１０４２１２号
等にて、各種金属下地層を、樹脂フィルムと磁性層との
間に形成する旨の提案がなされているが、このような下
地層では、成膜エネルギーが低いために、高密度の下地
層が得られず水分や空気等の遮断が不十分で、耐食性や
耐久性は不十分である。

【０００７】また、Ｔｉ下地層は、Ｃｏ系の磁性層と局
部電池を形成するために、防錆効果が低い。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の主たる目的
は、強磁性金属薄膜を磁性層とする磁気記録媒体の磁性
層の発錆を防止し、磁気記録媒体の耐食性と耐久性と電
磁変換特性とを向上させることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（３）の構成によって達成される。（１）非磁性の樹脂基体上に、下地膜と、強磁性金属
薄膜とを有する磁気記録媒体において、前記強磁性金属
薄膜はＣｏを主成分とするものであり、前記下地膜は、
金属酸化物膜を表面層として有する金属膜であり、この
金属および金属酸化物がＣｏより卑である金属および金
属酸化物であり、前記金属酸化物膜と前記金属膜との膜
厚の比〔金属酸化物膜の膜厚／金属膜の膜厚〕が０．０
１〜０．５であることを特徴とする磁気記録媒体。（２）前記金属膜の膜厚は５００〜２０００Åである
上記（１）に記載の磁気記録媒体。（３）前記金属がＡｌ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｖ、Ｚｒ、Ｃ
ｒ、ＩｎおよびＴｌから選ばれる少なくとも一種以上で
ある上記（１）または（２）に記載の磁気記録媒体。

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【作用】本発明の磁気記録媒体は、磁気テープであり、
樹脂基体と磁性層である強磁性金属薄膜との間に、下地
膜を有する。この下地膜は、表面層として金属酸化物膜
を有する金属膜である。このとき、金属酸化物膜と金属
膜との膜厚の比〔金属酸化物膜厚／金属膜厚〕は０．０
１〜０．５であり、金属膜の膜厚は５００〜２０００Å
である。この場合の下地膜全体の電気抵抗率は１００Ω
・cm以下である。

【００１４】このように、下地層を２層構成とすること
によって、磁性層における防錆効果が格段と向上し、磁
性層上には表面保護膜を設ける必要がないほどとなり、
また設けたとしても膜厚を小さくすることができる。

【００１５】このような効果は、金属膜または金属酸化
物膜のみでは、得られるものではない。また、金属酸化
物膜を下層とし、金属膜を上層としても得られるもので
はない。

【００１６】すなわち、金属膜のみでは、例えば蒸着に
よる膜形成の際に、Ａｌのように融点が低いものでは磁
性層中にこれが拡散して磁気構造に影響を与え、結晶異
方性が出なくなり、磁気特性が乱れ、電磁変換特性に悪
影響を及ぼす。また、金属酸化物膜のみでは、絶縁物で
あるために、電子の授受ができず、磁性層が腐食しやす
くなる。さらには、積層順を反対にしても金属の拡散等
による電磁変換特性への悪影響が同様に生じる。

【００１７】上記のように防錆効果が向上する結果、走
行性や電磁変換特性等の経時安定性、信頼性が向上す
る。例えば、錆が発生すると、磁気テープが巾方向にわ
ん曲するカッピングが発生してくるが、このカッピング
によりヘッドタッチが悪くなり、走行摩擦が経時的に増
大して走行不良が生じるに至るが、本発明は、これを有
効に防止する。

【００１８】

【具体的構成】以下、本発明の具体的構成について詳細
に説明する。本発明の磁気記録媒体は、具体的には磁気
テープである。

【００１９】＜非磁性基体＞本発明に用いる非磁性基体
の材質に特に制限はなく、強磁性金属薄膜蒸着時の熱に
耐える各種フィルム、例えばポリエチレンテレフタレー
ト等を用いることができる。また特開昭６３−１０３１
５号公報に記載の各材料が使用可能である。

【００２０】＜下地膜＞下地膜は、金属酸化物膜を表面層として有する金属膜で
ある。このような２層構成とすることによって、本発明
の効果が得られる。このときの金属は、本発明における
磁性層がＣｏを主成分とする強磁性金属薄膜であるた
め、Ｃｏより卑である金属であれば特に制限はないが、
取扱い性などから、Ａｌ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｖ、Ｚｒ、Ｃ
ｒ、Ｉｎ、Ｔｌ等を用いることが好ましい。また、成膜
状態でこれらの合金であってもよい。

【００２１】一方、酸化物としては、これら金属の酸化
物であり、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＺｎＯ、ＭｎＯ、Ｖ₂ Ｏ₃ 、Ｚ
ｒＯ₂ 、Ｃｒ₂ Ｏ₃ 、ＩｎＯ₂ 、ＴｌＯ₂ 等である。

【００２２】このような下地膜は、金属蒸着膜を成膜す
る際の成膜後期に、酸素を導入しつつ蒸着を行ない、表
面層として金属酸化物膜をほぼ同時に形成するようにし
てもよい。

【００２３】また、金属を蒸着源として蒸着等により金
属膜を成膜し、その後金属酸化物を蒸着源とする蒸着や
これをターゲットとするスパッタ等により金属酸化物膜
を成膜し、積層するようにしてもよい。

【００２４】さらに、まず金属膜を好ましくは蒸着によ
り成膜し、その後、この金属膜を大気中にさらすことに
よって表面層を酸化物としてもよい。特に、このような
酸化方法をとることが好ましいものとしては、Ａｌ蒸着
膜が挙げられる。このときの大気にさらす時間は、通
常、３０分〜２４時間程度とすればよい。

【００２５】このとき、アニーリング等の表面処理を併
用してもよい。アニーリングによるときは、温度５０〜
８０℃で大気中で行なえばよく、また酸素分圧が２０％
以上の雰囲気で行なうことが好ましい。

【００２６】本発明における金属膜と酸化物膜との膜厚
の比は、〔金属酸化物膜の膜厚（ｄ_MOX ）／金属膜の膜
厚（ｄ_M ）〕が０．０１〜０．５、好ましくは０．０２
〜０．１となるようにすればよい。

【００２７】また、金属膜の膜厚は５００〜２０００
Å、好ましくは８００〜１５００Åとすればよく、酸化
物膜の膜厚は、金属膜の膜厚より小さいのが一般的であ
り、かつ上記関係を満たすように設定すればよく、通常
２０〜１０００Å、好ましくは４０〜２５０Åの範囲で
選択すればよい。このような酸化物膜の膜厚は、下地膜
全体の電気抵抗率を１００Ω・cm以下とするものであ
る。

【００２８】このような膜厚比および膜厚とすることに
よって、本発明の効果が向上する。そして、防錆効果と
いう観点からは、下地膜全体および金属膜の膜厚はある
程度の厚みを有するものでなければならず、このような
前提のもとで、上記膜厚比を満足することが効果を奏す
る上で好ましい。

【００２９】なお、酸化物膜の膜厚はオージェ分光分析
法（ＡＥＳ）、Ｘ線光電子分光法（ＥＳＣＡ）によって
測定することができる。また、全体の膜厚は、ＡＥＳ、
ＥＳＣＡ、蛍光Ｘ線法によって測定することができる。

【００３０】本発明における下地膜は、他の下地膜と併
用してもよく、このようなものには、例えば、プラズマ
重合膜がある。プラズマ重合膜と併用するときの本発明
における下地膜との位置関係は、基体上にプラズマ重合
膜を成膜したのち、本発明の下地膜を成膜するものとす
る方が好ましい。

【００３１】＜磁性層＞本発明における磁性層は、Ｃｏ
を主成分とし、斜め蒸着法により形成される１層または
２層以上の強磁性金属薄膜から構成されることが好まし
い。

【００３２】斜め蒸着法は、例えば、供給ロールから繰
り出された長尺フィルム状の非磁性基体を回転する冷却
ドラムの表面に添わせて送りながら、一個以上の定置金
属源から斜め蒸着をし、巻き取りロールに巻き取るもの
である。

【００３３】この際、成膜時の強磁性金属成分の入射角
と基体法線との角度をθとしたとき、θは変化し、初期
のθmax から、最終のθmin の範囲で蒸着が行なわれ
る。そして、強磁性薄膜蒸着時のθmax は８０〜９０度
であることが好ましく、θminは１０〜６０度であるこ
とが好ましい。

【００３４】磁性層を構成する各強磁性金属薄膜は、Ｎ
ｉを含有するＣｏ−Ｎｉ合金であることが好ましく、特
にモル比でＣｏを約８０％、Ｎｉを約２０％含有する合
金が好適である。

【００３５】また、必要に応じてＣｒを１０％以下含有
していてもよく、特開昭６３−１０３１５号公報等に記
載されている各種金属やその他の金属成分を含有してい
てもよい。

【００３６】さらに、必要に応じて少量の酸素を各層の
表面層に含有させたり、この他非磁性層を介在させたり
して、耐食性等を向上させることができる。

【００３７】磁性層全体の厚さは、１２００〜３０００
Å程度であることが好ましい。このとき出力を十分に大
きくすることができる。

【００３８】蒸着金属粒子の入射角は蒸着初期のθmax
から最終のθmin まで連続的に変化し、非磁性基体表面
にＣｏを主成分とする強磁性金属の柱状結晶粒子を弧状
一方向に成長させ、整列させるものである。磁性層を多
層構成とする場合は、この工程を繰り返し行なう。

【００３９】本発明の磁気記録媒体は、前記のような下
地膜を用いているので防錆効果が極めて大きく、磁性層
上に改めて表面保護膜などを設ける必要がないほどであ
り、設けたしてもその膜厚を小さくすることができる。
このように表面保護膜（トップコート膜）を設ける必要
がないか、小さくてすむため、スペーシングロスによる
電磁変換特性の低下を避ける上で有利である。

【００４０】

【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
する。実施例１供給ロールから厚さ７μｍのポリエチレンテレフタレー
トフィルムを繰り出して、回転する円筒状冷却ドラムの
周囲に添わせて移動させ、１０^-4Paの真空に引いた。

【００４１】蒸着源としてＡｌまたはＺｎを用いて表１
に示すような蒸着膜を成膜した。なお、金属酸化物膜を
表面層とするときは、成膜後期に酸素を導入しつつ行な
った。膜厚の測定はＡＥＳによった。また、表面酸化物
膜の膜厚の測定はＡＥＳにより、エッチングレートより
求めた。なお、下地膜は基体側から第１層、第２層とす
る。

【００４２】この下地膜を成膜したポリエチレンテレフ
タレートフィルムを、１０^-4PaのＡｒ雰囲気で、供給ロ
ールから繰り出して、回転する円筒状冷却ドラムの周囲
に添わせて移動させ２０at％Ｎｉ−ＣＯ合金を斜め蒸着
して強磁性金属薄膜を形成し、巻き取りロールに巻き取
った。

【００４３】次いで、この巻き取りロールを供給ロール
とし、ＰＥＴフィルム表面の法線方向を挟んで上記斜め
蒸着時の入射方向と交差する入射方向にて強磁性金属を
斜め蒸着して、２層構成の磁性層を有する磁気記録媒体
サンプルNo.１〜No. ４を得た。

【００４４】また、上記サンプルNo. １〜No. ４におい
て、Ａｌ₂ Ｏ₃ をターゲットとして用いてスパッタし、
Ａｌ₂ Ｏ₃ スパッタ膜を下地膜とするサンプルNo. ５を
作製した。さらに、下地膜を成膜しないサンプルNo. ６
を作製した。またフィルム基体上にＡｌ₂ Ｏ₃ をターゲ
ットとしてＡｌ₂ Ｏ₃ スパッタ膜を成膜し、その後Ａｌ
を蒸着源としてＡｌ蒸着膜を成膜して、サンプルNo. ３
の下地膜の層構成を反対にした下地膜とするほかは、同
様にサンプルNo. ７を作製した。さらに、サンプルNo.
３において、Ａｌ膜とＡｌ₂ Ｏ₃ 膜との膜厚の比をかえ
たサンプルNo.８を作製した。

【００４５】この磁気テープサンプルNo. １〜No. ８
を、８mmビデオデッキ（ソニー社製Ｓ９００）に装填
し、下記の評価を行なった。

【００４６】（１）Δφｍ８０℃、９０％ＲＨにて１週間保存後の最大磁束密度φ
ｍを測定し、初期のφｍに対する増加分を求めた。

【００４７】（２）走行摩擦経時変化８０℃、９０％ＲＨにて１週間保存後の動摩擦係数μを
測定し、初期のμに対する増加率を求めた。

【００４８】（３）防錆性Ａ）６０℃、９０％ＲＨの環境で１週間保存後、テープ
の磁性層側の変色度を目視で判定した。評価基準は下記
のとおりとした。 ◎：変化なし〇：薄い黄色に変色 △：黄色に変色 ×：青色に変色Ｂ）Ｈ₂ Ｓ１００ppm 雰囲気にて、テープを暴露し錆
の発生までの時間を目視で観察した。

【００４９】（４）磁気特性ＶＳＭにて、磁束密度（φm ）、保磁力（Ｈｃ）、保磁
力角形比（Ｓ^* ）、および角形比（ＳＱ）を測定した。

【００５０】結果を表１に示す。なお、表中には、金属
膜に対する酸化物膜の膜厚比（ｄ_MO _X/ｄ_M ）等も併記す
る。

【００５１】

【表１】

【００５２】表１から明らかなように、金属膜のみを下
地膜とするサンプルNo. １および金属膜と酸化物膜の上
下関係を本発明とは逆にしたサンプルNo. ７では、磁気
特性の低下が見られる。また、酸化物膜のみを下地膜と
するサンプルNo. ５および下地膜のないサンプルNo. ６
では、防錆性が顕著に悪化する。また、金属膜に対する
酸化物膜の膜厚の比が大きい下地膜のサンプルNo. ８で
は、防錆性が顕著に悪化する。これに対し、サンプルN
o. ２〜No. ４では、磁気特性が良好で防錆性も十分で
ある。

【００５３】実施例２実施例１の本発明の磁気テープサンプルNo. ２〜No. ４
において、金属蒸着膜を成膜したのち、アニーリングを
行なうことによって表面層を酸化物膜とした下地膜とす
るほかは、同様にして本発明の磁気テープサンプルNo.
２２〜No. ２４を作製した。

【００５４】このときのアニーリング条件は、温度６０
℃、酸素分圧２０％（１atm ）とした。

【００５５】これらのサンプルNo. ２２〜No. ２４につ
いて、実施例１と同様の評価を行なった。結果を表２に
示す。

【００５６】

【表２】

【００５７】表２から、サンプルNo. ２２〜No. ２４で
は良好な特性を示すことがわかる。

【００５８】実施例３実施例１の本発明の磁気テープサンプルNo. ２〜No. ４
において、金属を蒸着源として金属蒸着膜を成膜したの
ち、さらにその上に接して金属酸化物をターゲットとし
てスパッタ膜を成膜して下地膜とするほかは、同様にし
て本発明の磁気テープサンプルNo. ３２〜No. ３４を作
製した。

【００５９】これらのサンプルNo. ３２〜No. ３４につ
いて、実施例１と同様の評価を行なった。結果を表３に
示す。

【００６０】

【表３】

【００６１】表３から、サンプルNo. ３２〜３４では良
好な特性を示すことがわかる。

【００６２】なお、実施例１〜３において、金属をＭ
ｎ、Ｖ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｉｎ、Ｔｌおよびこれらの酸化物
の組み合わせにそれぞれかえて、同様の操作を行ない、
同様に評価したところ、Ａｌ、Ｚｎの場合とほぼ同等の
結果を示した。

【００６３】実施例４実施例１と同様のフィルム基体を用い、蒸着源としてＡ
ｌを用いて蒸着膜を成膜した。この蒸着膜を下地膜とし
て実施例１と同様に磁性層を設層し、磁気フィルムサン
プルNo. ４１を作製した。

【００６４】また、サンプルNo. ４１において、Ａｌ蒸
着膜を成膜した後、これを大気に２４時間程度さらして
表面層をＡｌ₂ Ｏ₃ としたものを下地膜とするほかは同
様にして、サンプルNo. ４２を作製した。

【００６５】上記において、膜厚は実施例１と同様にし
て測定した。

【００６６】また、下地膜を設けないサンプルNo. ４３
も作製した。

【００６７】これらのサンプルNo. ４１〜No. ４３につ
いて実施例１と同様の評価を行なった。結果を表４に示
す。

【００６８】

【表４】

【００６９】表４から明らかなように、表面に酸化物膜
を有する金属膜を下地膜とするサンプルNo. ４２では良
好な特性を示すことがわかる。

【００７０】

【発明の効果】本発明によれば、磁性層の発錆を防止す
ることができ、磁気記録媒体の耐食性と耐久性と電磁変
換特性とを向上させることができる。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性の樹脂基体上に、下地膜と、強磁
性金属薄膜とを有する磁気記録媒体において、前記強磁性金属薄膜はＣｏを主成分とするものであり、前記下地膜は、金属酸化物膜を表面層として有する金属
膜であり、この金属および金属酸化物がＣｏより卑であ
る金属および金属酸化物であり、前記金属酸化物膜と前記金属膜との膜厚の比〔金属酸化
物膜の膜厚／金属膜の膜厚〕が０．０１〜０．５である
ことを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】前記金属膜の膜厚は５００〜２０００Å
である請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項３】前記金属がＡｌ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｖ、Ｚ
ｒ、Ｃｒ、ＩｎおよびＴｌから選ばれる少なくとも一種
以上である請求項１または２に記載の磁気記録媒体。