JP3687117B2 - Magnetic recording medium and method for manufacturing the same - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、非磁性支持体上に強磁性金属薄膜を磁性層として有する、いわゆる金属磁性薄膜型の磁気記録媒体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、磁気記録媒体としては、非磁性支持体上に酸化物磁性粉末或いは合金磁性粉末等の磁性粉末材料を塩化ビニル−酢酸ビニル系強重合体、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂等の有機バインダー中に分散せしめた磁性塗料を塗布、乾燥することにより製造される、いわゆる塗布型の磁気記録媒体が広く使用されている。
【0003】
これに対して、高密度磁気記録への要求の高まりとともにCo−Ni合金、Co−Cr合金、Co−O等の金属磁性材料を、メッキや真空薄膜形成手段(真空蒸着法やスパッタリング法、イオンプレーティング法等)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、いわゆる金属磁性薄膜型の磁気記録媒体が提案され注目を集めている。
【0004】
この金属磁性薄膜型の磁気記録媒体は、抗磁力や角形比等に優れ、磁性層の厚みを極めて薄くできる為、記録減磁や再生時の厚み損失が著しく小さく短波長での電磁変換特性に優れるばかりでなく、磁性層中に非磁性材であるバインダーを混入する必要がないため磁性材料ん充填密度を高めることができる等、数々の利点を有している。このため、この金属磁性薄膜型の磁気記録媒体は、磁気特性的な優位さ故に高密度磁気記録の主流になると考えられる。
【0005】
このような金属磁性薄膜型の磁気記録媒体においては、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、該磁気記録媒体の磁性層を形成する際に、磁性層を斜めに蒸着する、いわゆる斜方蒸着が提案され実用化されている。
ところで、この種の磁気記録媒体では、上記磁性層の形成に際し、蒸着時に酸素ガスを導入することによって磁気特性の向上を図り、高密度磁気記録に適した電磁変換特性を確保するとともに、媒体表面が金属酸化物に覆われることによる耐久性の向上を図っている。
【0006】
また、耐久性の向上を図る有効な手段として、例えば磁性層に予め微細な凹凸を設けて摩擦の低下を図る方法や、潤滑剤の塗布による媒体表面の膜質を改善する方法、硬質保護膜を設ける方法等が検討されており、とりわけダイヤモンド状硬質炭素(DLC)膜を用いた保護膜の形成が注目されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ダイヤモンド状硬質炭素膜(以下、DLC膜と省略する。)を保護膜としてCo単体やCo−Ni合金等からなる強磁性金属薄膜上に直接形成した場合、得られる耐久性を実用水準まで高めるためには、上記DLC膜の膜厚を厚くしなければならない。このため、今後更なる高密度記録化に伴って短波長化が進められると、スペーシング損失による出力低下が無視できなくなり、重大な問題となる。
【0008】
そこで、本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであって、保護膜としてDLC膜を使用した場合において、該DLC膜の膜厚を薄くしても十分な耐久性を確保することができる磁気記録媒体の製造方法を提供する事を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上述の目的を達成せんものと鋭意研究の結果、保護膜として使用されるDLC膜を形成する際に、反応管又は反応室を間仕切りし、これらの間仕切りされた室内にそれぞれ炭化水素ガス、フッ化水素ガスをガスの組成を連続的に変化させて導入し、水素とフッ素の含有量を厚み方向に連続的に変化させ、磁性層側に水素リッチなDLC膜を形成し、表面側にフッ素リッチなDLC膜を形成することにより、耐久性が向上し、良好な結果が得られることを見いだし、本発明を完成するに至ったものである。
【0011】
本発明は、非磁性支持体上に真空薄膜形成技術により強磁性薄膜よりなる磁性層が形成され、上記磁性層上に真空薄膜形成技術により保護膜としてのダイヤモンド状硬質炭素膜が形成されてなる磁気記録媒体の製造方法において、反応管又は反応室の内部の一部を仕切板により2室に仕切り、一方の室内に炭化水素ガスを導入し、他方の室内にフッ化炭素ガスを導入しながら、上記一方の室側から上記他方の室側に向かって上記磁性層が形成された非磁性支持体を走行させて上記磁性層上に上記ダイヤモンド状硬質炭素膜の成膜を行い、上記磁性層側に水素を多く含有するダイヤモンド状硬質炭素膜を形成し、表面側にフッ素を多く含有するダイヤモンド状硬質炭素膜を形成するようにしたものである。
【0012】
本発明においては、非磁性支持体上に磁性層として形成される強磁性金属薄膜上に保護膜としてダイヤモンド状硬質炭素膜が設けられる。
カーボンのラマン分光スペクトルでは、sp結合に由来するピークと、sp結合に由来するピークが観測されるが、ここで言うダイヤモンド状硬質炭素膜とは、sp結合とsp結合とが混在する事に由来するブロードなピークが存在するものを言う。
【0013】
このダイヤモンド状硬質炭素膜を形成する方法としては、例えばスパッタリング法、CVD法等が使用可能である。
本発明では、このダイヤモンド状硬質炭素膜を形成する際に、反応管又は反応室内部の一部を二室以上に間仕切りし、これら間仕切りされた室内にそれぞれ炭化水素ガス、フッ化炭素ガスを導入する。ここで、炭化水素ガスとしては、メタン、エタン、トルエン、プロパン、アセチレン、ブタン等を用いることができ、またフッ化炭素ガスとしては、フッ化エチレン、フッ化エタン、オクタフルオロシクロブタン、フロン23等を用いることができる。
【0014】
これにより、上記強磁性金属薄膜側は水素を多く含有するDLC膜が形成され、表面近傍はフッ素を多く含有するDLC膜が形成されるようになる。このように導入ガスの組成を変化させて得られるDLC膜中の水素とフッ素の含有量を制御することにより、耐久性の向上が図られる。
ここで、上記水素とフッ素の含有量は、保護膜の厚み方向で連続的に変化することが好ましい。これにより、膜自体の強度が向上し、膜厚が薄くても十分な耐久性を確保することができる。
【0015】
また、このダイヤモンド状硬質炭素膜の形成に際し、例えばヘキサメチルジシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン等の有機シリコン化合物(シリコーン)ガス又は有機フッ化シリコンガスを導入してもよい。これにより、得られるダイヤモンド状硬質炭素膜中に珪素が取り込まれ、より顕著な効果を期待することができる。
【0016】
本発明が適用される磁気記録媒体としては、非磁性支持体上に真空薄膜形成技術により強磁性金属薄膜が磁性層として形成される、いわゆる金属磁性薄膜型の磁気記録媒体が挙げられる。
上記金属磁性薄膜型の磁気記録媒体において、上記非磁性支持体や強磁性金属薄膜を構成する金属磁性材料等は従来よりこの種の磁気記録媒体において使用されているものがいずれも使用可能であり、特に限定されるものではない。
【0017】
具体的に例示するならば、金属磁性材料としてはFe,Co,Ni等の強磁性金属、Fe−Co,Co−O,Fe−Co−Ni,Fe−Cu,Co−Cu,Co−Au,Co−Pt,Mn−Bi,Mn−Al,Fe−Cr,Co−Cr,Ni−Cr,Fe−Co−Cr,Co−Ni−Cr,Fe−Co−Ni−Cr等の強磁性合金等が挙げられる。
【0018】
これらの単層膜であっても良いし、多層膜であっても良い。
また、上記非磁性支持体と上記強磁性金属薄膜間、或いは多層膜の場合には、各層間の付着力の向上、並びに抗磁力の制御等のために、下地層、又は中間層を設けても良い。更に、例えば磁性層表面近傍が耐食性の改善等のために酸化物となっていても良い。
【0019】
この強磁性金属薄膜を形成する手段としては、真空下で上述の金属磁性材料を加熱蒸発させ上記非磁性支持体上に被着せしめる真空蒸着法や、上記金属磁性材料の蒸発を放電中で行うイオンプレーティング法、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法等、いわゆるPVD技術がいずれも使用可能である。
【0020】
勿論、本発明が適用される磁気記録媒体の構成としては、これに限定され留ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での変更、例えば必要に応じてバックコート層を形成したり、上記非磁性支持体上に下塗り層を形成したり、潤滑剤層等の各種層を形成することはなんら差し支えない。この場合、上記バックコート層に含まれる非磁性顔料、樹脂結合剤、或いは上記潤滑剤層に含まれる材料等としては、従来公知のものがいずれも使用可能である。
【0021】
【作用】
非磁性支持体上に真空薄膜形成技術により形成された強磁性金属薄膜よりなる磁性層上に保護膜としてDLC膜を形成する際に、反応管又は反応室内部の一部を二室以上に間仕切りし、これら間仕切りされた室内にそれぞれ炭化水素ガス、フッ化炭素ガスを導入する。これにより、得られる保護膜において、上記磁性層側では水素を多く含有し、表面近傍ではフッ素を多く含有するような構成となる。この結果、強磁性金属薄膜からなる磁性層に対して水素リッチなDLC膜が強固に付着し、一方表面近傍ではフッ素の効果により優れた潤滑性が得られ、且つ摩擦係数が低減する。従って、十分な耐久性が得られる。
【0022】
【実施例】
以下、本発明を具体的な実施例により説明するが、本発明がこの実施例に限定されるものでないことは言うまでもない。
先ず、本実施例の磁気テープを作製する際に、保護膜の形成工程において使用したプラズマCVD連続膜形成装置の構成について説明する。
【0023】
このプラズマCVD連続膜形成装置は、図1に示すように、頭部に取り付けられた排気系12により内部が所定の真空度に保たれた真空槽11内において、CoやCo−Ni膜等からなる磁性層が蒸着法等により形成されてなるテープ状の非磁性支持体(被処理体)1が、図1中の反時計回り方向に定速回転する送りロール4から反時計回り方向に定速回転する巻き取りロール5に向かって順次走行するようになされている。
【0024】
これら送りロール4側から巻き取りロール5側に亘って上記非磁性支持体1が走行する中途部には、該非磁性支持体1を図1中下方に引き出すように設けられるとともに、上記各ロール4,5の径よりも大径となされた回転支持体3が図1中時計回り方向に定速回転するように設けられている。
また、これら送りロール4と回転支持体3及び該回転支持体3と巻き取りロール5間には、ガイドロール2a,2bがそれぞれ配設されており、上記送りロール4と回転支持体3及び該回転支持体3と巻き取りロール5間を走行する上記非磁性支持体1に適当なテンションを与えつつ、円滑な走行がなされるようになされている。
【0025】
なお、上記送りロール4、巻き取りロール5及び回転支持体3は、それぞれ上記非磁性支持体1の幅と略同じ長さからなる円筒状をなすものである。
従って、このプラズマCVD連続膜形成装置においては、上記非磁性支持体1が、上記送りロール4から順次送り出され、上記回転支持体3の外周面に沿って通過し、更に上記巻き取りロール5に巻き取られていくようになされている。
【0026】
一方、上記真空槽11内には、上記回転支持体3の下方に反応管6が設けられ、これら回転支持体3と反応管6の間を通過する際に、表面に磁性層を有する上記非磁性支持体1上に保護膜が形成されるようになされている。
この反応管6としては、例えば石英管パイレックスガラス、プラスチック等が使用可能である。
【0027】
この反応管6の内部には、プラズマを発生させる加速電極10が組み込まれている。
この加速電極10としては、ガスを透過しやすく、且つ電界を均一にかけることができ、柔軟性に富んだ材質であることが望ましく、例えば金網のような金属メッシュ等が好適である。このような加速電極10の構成材料としては、例えば銅等が代表的であるが、導電性から言えば例えば金等も使用可能である。
【0028】
この加速電極10には、上記真空槽11の外部に配設された直流電源13が接続されており、該直流電源13により基板電位よりも高い電圧が供給される。この加速電極10に印可される電圧としては、+500V〜2000Vであることが好ましい。
また、上記反応管6内には、仕切り板7が配設されており、該仕切り板7によりその内部が二室6a,6bに間仕切りされている。
【0029】
これら間仕切りされた二室6a,6bには、それぞれ炭化水素ガス導入口8、フッ化炭素ガス導入口9がそれぞれ形成されている。これら炭化水素ガス導入口8、フッ化炭素ガス導入口9は、上記真空槽11の底部を貫通して設けられており、該炭化水素ガス導入口8、フッ化炭素ガス導入口9を介して上記間仕切りされた二室6a,6b内に炭化水素ガス、フッ化炭素ガスがそれぞれ導入され、所定の雰囲気に制御されるようになされる。
【0030】
これにより、上記加速電極10に所定の電圧を印加してプラズマCVDを行い保護膜の成膜を行うに際し、上記送りロール4より送り出され、上記回転支持体3の外周面に沿って走行する上記非磁性支持体1が上記回転支持体3と上記間仕切りされた室6a間を通過する時点で該非磁性支持体1上の磁性層上に水素を多く含有するDLC膜が形成され、上記回転支持体3と上記間仕切りされた室6b間を通過する時点で上記水素を多く含有するDLC膜上にフッ素を多く含有するDLC膜が形成される。この結果、上記磁性層と上記水素を多く含有するDLC膜が強固に付着し、一方表面近傍に形成された上記フッ素を多く含有するDLC膜により優れた潤滑性が得られるとともに、摩擦係数の低減が図られる。故に、良好な耐久性を確保することができる。
【0031】
そこで、このような構成を有するのプラズマCVD連続膜形成装置を使用して、以下のようにして磁気テープを作製した。
先ず、厚さ10μmのポリエチレンテレフタレートからなる非磁性支持体上に直径120オングストロームのシリカ微粒子を12個/μm2なる割合で塗布し下塗り層を設けた後、該下塗り層上に真空蒸着法によりCoからなる強磁性金属薄膜を膜厚が0.15μmとなるように形成して単層膜からなる磁性層を設けた。
【0032】
続いて、上記図1に示すプラズマCVD連続膜形成装置(上記回転支持体の直径は60cm、反応管は20×10cmの直方体のものを用いた。)を使用し、上記強磁性金属薄膜が形成された上記非磁性支持体を上述の送りロールに装着した後、所定の条件にてプラズマCVDを行って、上記強磁性金属薄膜上に膜厚50Åのダイヤモンドライクカーボン膜を形成した。
【0033】
このプラズマCVDを行うに際し、上述の炭化水素ガス導入口からトルエンを、フッ化炭素ガス導入口からはフッ化エチレンを4:1の割合となるように導入した。また、反応時の圧力は、0.1Torrとし、上記加速電極として金メッシュを使用して、該加速電極に1.5kVの直流電圧を印加した。そして、このようなグロー放電でトルエンとフッ化エチレンを分解し、上記強磁性金属薄膜表面にフッ素を含有するDLC膜を形成した。
【0034】
その後、フッ素化フォスファジン(ダウケミカル社製)を潤滑剤層として膜厚20オングストロームとなるように上記DLC膜上に塗布形成し、更にこれを8ミリ幅に裁断してサンプルテープを得た。
以上のようにして作製したサンプルテープ1と、比較例として上述のプラズマCVD装置における炭化水素ガス導入口のみからトルエン単体を導入し、その他は上記実施例と同様にして作製した比較テープ1、及び炭素水素ガス導入口のみからトルエンとフッ化エチレンの混合ガス(4:1の割合)を導入し、この他は上記実施例と同様にして作製した比較テープ2について、市販の8ミリビデオデッキ(ソニー社製、商品名:CDV−1000)を用い、トラック幅20μmのセンダストヘッドにより最短記録波長が0.5μmとなるようにして記録再生を行った。
【0035】
そして、これらサンプルテープ1及び比較テープ1,2を温度20℃、相対湿度60%の環境下で100回記録した後、再生して、初期の出力値に対する100回後の出力値の劣化量を調べた。
この結果、本実施例では、繰り返し記録後の劣化量は1dB以内に止まった。これに対して、比較テープ1では4〜5dB、比較テープ2では2〜3dBも劣化した。
【0036】
また、同様の環境下にてスチル再生を行ったところ、再生出力が3dB低下するまでの時間は、本実施例は任意の20点について2時間以上安定したのに対して、比較テープ1では5〜20分とバラツキも大きく、時間も短かった。また、比較テープ2では、30〜60分であり、いずれにしても本実施例には及ばなかった。
【0037】
さらに、各テープの摩擦係数を測定したところ、サンプルテープ1では0.20、比較テープ1では0.30、比較テープ2では0.25であり、やはりサンプルテープ1が優位にあることがわかった。
このことから、DLC膜を保護膜として形成するだけでは耐久性が不足し、またフッ素をただ含有するDLC膜でも十分な走行性、耐久性を確保することはできないが、磁性層側は水素を多く含有するDLC膜とし、表面近傍のみをフッ素を多く含有するDLC膜とすることにより、5nm程度の薄い膜厚においても良好な耐久性が得られることが判った。
【0038】
次に、先のサンプルテープ1と同様の条件で、フッ化エチレンの代わりにヘキサメチルジシロキサンを用いてサンプルテープ2を作成した。
このサンプルテープ2の繰り返し記録後の劣化量は1dB以内、スチル再生において再生出力が3dB低下するまでの時間は2時間以上、摩擦係数は0.18であり、先のサンプルテープ1よりさらに改善が認められた。
【0040】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明においては、強磁性金属薄膜よりなる磁性層を有する非磁性支持体上に保護膜としてDLC膜を形成する際に、反応管又は反応室内の一部を間仕切りして、これら間仕切りされた室内に炭化水素ガスとフッ化炭素ガスをそれぞれ導入し、走行する磁性層を有する非磁性支持体上に保護膜を形成するようにしているので、得られる膜が磁性層側で水素リッチになり、表面近傍でフッ素リッチになるような構造とされる。このため、硬質で自己潤滑性に優れた保護膜が得られるとともに、磁性層に対する付着力を強固にすることができ、耐久性を改善することができる。
【0041】
従って、本発明によれば、高密度記録特性を損なうことなく、良好な耐久性を有する磁気記録媒体を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用して磁気テープを製造するに際し、ダイヤモンドライクカーボン膜の成膜時に使用したプラズマCVD装置の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
1 非磁性支持体(被処理体)
3 回転支持体
4 送りロール
5 巻き取りロール
6 反応管
7 仕切り板
8 炭化水素ガス導入口
9 フッ化炭素ガス導入口
10 加速電極
11 真空槽
12 排気系
[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a method for manufacturing a so-called metal magnetic thin film type magnetic recording medium having a ferromagnetic metal thin film as a magnetic layer on a nonmagnetic support.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a magnetic recording medium, a magnetic powder material such as an oxide magnetic powder or an alloy magnetic powder is placed on a nonmagnetic support in an organic binder such as a vinyl chloride-vinyl acetate strong polymer, a polyester resin, or a urethane resin. A so-called coating-type magnetic recording medium manufactured by applying and drying a dispersed magnetic paint is widely used.
[0003]
On the other hand, with increasing demand for high-density magnetic recording, metallic magnetic materials such as Co—Ni alloy, Co—Cr alloy, and Co—O are plated or vacuum thin film forming means (vacuum deposition method, sputtering method, ion A so-called metal magnetic thin film type magnetic recording medium directly deposited on a nonmagnetic support such as a polyester film, polyamide, or polyimide film by a plating method has been proposed and attracting attention.
[0004]
This metal magnetic thin film type magnetic recording medium is excellent in coercive force, squareness ratio, etc., and the thickness of the magnetic layer can be made extremely thin, so the thickness loss during recording demagnetization and reproduction is extremely small, and electromagnetic conversion characteristics at short wavelengths are achieved. In addition to being excellent, the magnetic layer does not need to be mixed with a binder, which is a nonmagnetic material, and therefore has a number of advantages such as an increased packing density of the magnetic material. For this reason, this metal magnetic thin film type magnetic recording medium is considered to become the mainstream of high-density magnetic recording because of its superior magnetic properties.
[0005]
In such a metal magnetic thin film type magnetic recording medium, in order to further improve the electromagnetic conversion characteristics and obtain a larger output, when forming the magnetic layer of the magnetic recording medium, So-called oblique deposition, in which layers are deposited obliquely, has been proposed and put into practical use.
By the way, in this type of magnetic recording medium, when forming the magnetic layer, oxygen gas is introduced during vapor deposition to improve the magnetic characteristics, ensuring electromagnetic conversion characteristics suitable for high-density magnetic recording, and the surface of the medium. Is intended to improve durability by being covered with metal oxide.
[0006]
Further, as an effective means for improving durability, for example, a method for reducing friction by providing fine irregularities in advance on the magnetic layer, a method for improving the film quality of the medium surface by applying a lubricant, a hard protective film, etc. A method of providing the protective film has been studied, and in particular, formation of a protective film using a diamond-like hard carbon (DLC) film has attracted attention.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the diamond-like hard carbon film (hereinafter abbreviated as DLC film) is directly formed on a ferromagnetic metal thin film made of Co alone or a Co—Ni alloy as a protective film, the durability obtained is at a practical level. In order to increase the thickness of the DLC film, the thickness of the DLC film must be increased. For this reason, if the wavelength is further shortened along with further higher density recording in the future, a decrease in output due to spacing loss cannot be ignored, which becomes a serious problem.
[0008]
Therefore, the present invention has been proposed in view of such circumstances, and when a DLC film is used as a protective film, sufficient durability is ensured even if the thickness of the DLC film is reduced. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a magnetic recording medium.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
As a result of earnest research, the present inventors have partitioned reaction tubes or reaction chambers when forming a DLC film used as a protective film, and each of the partitioned chambers is divided into chambers. Hydrocarbon gas and hydrogen fluoride gas are introduced by continuously changing the gas composition, and the hydrogen and fluorine contents are continuously changed in the thickness direction to form a hydrogen-rich DLC film on the magnetic layer side. The inventors have found that by forming a fluorine-rich DLC film on the surface side, durability is improved and good results can be obtained, and the present invention has been completed.
[0011]
In the present invention, a magnetic layer made of a ferromagnetic thin film is formed on a nonmagnetic support by a vacuum thin film forming technique, and a diamond-like hard carbon film as a protective film is formed on the magnetic layer by a vacuum thin film forming technique. In the method for manufacturing a magnetic recording medium, a part of the interior of a reaction tube or reaction chamber is divided into two chambers by a partition plate, while introducing a hydrocarbon gas into one chamber and introducing a fluorocarbon gas into the other chamber The diamond-like hard carbon film is formed on the magnetic layer by running a non-magnetic support on which the magnetic layer is formed from the one chamber side toward the other chamber side. A diamond-like hard carbon film containing a large amount of hydrogen is formed on the side, and a diamond-like hard carbon film containing a large amount of fluorine is formed on the surface side .
[0012]
In the present invention, a diamond-like hard carbon film is provided as a protective film on a ferromagnetic metal thin film formed as a magnetic layer on a nonmagnetic support.
In the Raman spectrum of carbon, a peak derived from sp 3 bond and a peak derived from sp 2 bond are observed, but the diamond-like hard carbon film mentioned here is a mixture of sp 3 bond and sp 2 bond. This means that there is a broad peak derived from doing this.
[0013]
As a method for forming this diamond-like hard carbon film, for example, a sputtering method, a CVD method or the like can be used.
In the present invention, when the diamond-like hard carbon film is formed, a part of the reaction tube or the reaction chamber is partitioned into two or more chambers, and hydrocarbon gas and fluorocarbon gas are introduced into the partitioned chambers, respectively. To do. Here, as the hydrocarbon gas, methane, ethane, toluene, propane, acetylene, butane, or the like can be used. As the fluorocarbon gas, fluorinated ethylene, fluorinated ethane, octafluorocyclobutane, Freon 23, or the like. Can be used.
[0014]
As a result, a DLC film containing a large amount of hydrogen is formed on the ferromagnetic metal thin film side, and a DLC film containing a large amount of fluorine is formed near the surface. Thus, durability is improved by controlling the hydrogen and fluorine contents in the DLC film obtained by changing the composition of the introduced gas.
Here, it is preferable that the contents of hydrogen and fluorine change continuously in the thickness direction of the protective film. Thereby, the strength of the film itself is improved, and sufficient durability can be ensured even if the film thickness is thin.
[0015]
In forming this diamond-like hard carbon film, for example, an organic silicon compound (silicone) gas such as hexamethyldisiloxane, octamethylcyclotetrasiloxane, decamethylcyclopentasiloxane, or an organic silicon fluoride gas may be introduced. . Thereby, silicon is taken into the obtained diamond-like hard carbon film, and a more remarkable effect can be expected.
[0016]
The magnetic recording medium to which the present invention is applied includes a so-called metal magnetic thin film type magnetic recording medium in which a ferromagnetic metal thin film is formed as a magnetic layer on a nonmagnetic support by a vacuum thin film forming technique.
In the metal magnetic thin film type magnetic recording medium, any of the nonmagnetic supports and the metal magnetic materials constituting the ferromagnetic metal thin film conventionally used in this type of magnetic recording medium can be used. There is no particular limitation.
[0017]
Specifically, examples of the metal magnetic material include ferromagnetic metals such as Fe, Co, Ni, Fe—Co, Co—O, Fe—Co—Ni, Fe—Cu, Co—Cu, Co—Au, Ferromagnetic alloys such as Co-Pt, Mn-Bi, Mn-Al, Fe-Cr, Co-Cr, Ni-Cr, Fe-Co-Cr, Co-Ni-Cr, Fe-Co-Ni-Cr, etc. Can be mentioned.
[0018]
These single-layer films may be used, or multilayer films may be used.
In the case of the nonmagnetic support and the ferromagnetic metal thin film, or a multilayer film, an underlayer or an intermediate layer is provided to improve the adhesion between the layers and control the coercive force. Also good. Further, for example, the vicinity of the surface of the magnetic layer may be an oxide for improving the corrosion resistance.
[0019]
As a means for forming the ferromagnetic metal thin film, a vacuum vapor deposition method in which the above-described metal magnetic material is heated and evaporated under vacuum and deposited on the nonmagnetic support, or evaporation of the metal magnetic material is performed during discharge. Any of the so-called PVD techniques, such as an ion plating method, a sputtering method in which atoms on the target surface are knocked out with argon ions generated by glow discharge in an atmosphere containing argon as a main component, can be used.
[0020]
Of course, the configuration of the magnetic recording medium to which the present invention is applied is not limited to this, but can be changed without departing from the gist of the present invention, for example, if necessary, a backcoat layer is formed, It is possible to form an undercoat layer on the nonmagnetic support or to form various layers such as a lubricant layer. In this case, any conventionally known materials can be used as the nonmagnetic pigment, the resin binder, the material contained in the lubricant layer, and the like contained in the backcoat layer.
[0021]
[Action]
When forming a DLC film as a protective film on a magnetic layer made of a ferromagnetic metal thin film formed by a vacuum thin film forming technique on a nonmagnetic support, a part of the reaction tube or reaction chamber is partitioned into two or more chambers. Then, hydrocarbon gas and fluorocarbon gas are respectively introduced into the partitioned chambers. As a result, the protective film obtained has a structure containing a large amount of hydrogen on the magnetic layer side and a large amount of fluorine near the surface. As a result, the hydrogen-rich DLC film adheres firmly to the magnetic layer made of the ferromagnetic metal thin film, while excellent lubricity is obtained near the surface due to the effect of fluorine, and the friction coefficient is reduced. Therefore, sufficient durability can be obtained.
[0022]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described with reference to specific examples, but it goes without saying that the present invention is not limited to these examples.
First, the structure of the plasma CVD continuous film forming apparatus used in the protective film forming process when manufacturing the magnetic tape of this example will be described.
[0023]
As shown in FIG. 1, this plasma CVD continuous film forming apparatus uses a Co or Co—Ni film or the like in a vacuum chamber 11 whose interior is maintained at a predetermined degree of vacuum by an exhaust system 12 attached to the head. A tape-like non-magnetic support (object to be processed) 1 having a magnetic layer formed by vapor deposition or the like is fixed in a counterclockwise direction from a feed roll 4 that rotates at a constant speed in the counterclockwise direction in FIG. It is made to run sequentially toward the winding roll 5 that rotates at high speed.
[0024]
In the middle of the non-magnetic support 1 traveling from the feed roll 4 side to the take-up roll 5 side, the non-magnetic support 1 is provided so as to be drawn downward in FIG. , 5 is provided so as to rotate at a constant speed in the clockwise direction in FIG.
Further, guide rolls 2a and 2b are disposed between the feed roll 4 and the rotation support 3 and between the rotation support 3 and the take-up roll 5, respectively. The nonmagnetic support 1 traveling between the rotary support 3 and the take-up roll 5 is applied with an appropriate tension so that smooth travel is performed.
[0025]
The feed roll 4, the take-up roll 5, and the rotary support 3 have a cylindrical shape having a length substantially the same as the width of the nonmagnetic support 1.
Therefore, in this plasma CVD continuous film forming apparatus, the nonmagnetic support 1 is sequentially fed from the feed roll 4, passes along the outer peripheral surface of the rotary support 3, and further to the take-up roll 5. It is made to wind up.
[0026]
On the other hand, in the vacuum chamber 11, a reaction tube 6 is provided below the rotary support 3, and when passing between the rotary support 3 and the reaction tube 6, the non-tube having a magnetic layer on the surface is provided. A protective film is formed on the magnetic support 1.
As the reaction tube 6, for example, quartz tube Pyrex glass, plastic, or the like can be used.
[0027]
Inside the reaction tube 6, an acceleration electrode 10 for generating plasma is incorporated.
The accelerating electrode 10 is preferably made of a material that is easy to permeate gas and that can apply a uniform electric field and is rich in flexibility. For example, a metal mesh such as a wire mesh is suitable. As a constituent material of such an accelerating electrode 10, for example, copper is representative, but from the viewpoint of conductivity, for example, gold or the like can also be used.
[0028]
A DC power source 13 disposed outside the vacuum chamber 11 is connected to the acceleration electrode 10, and a voltage higher than the substrate potential is supplied from the DC power source 13. The voltage applied to the acceleration electrode 10 is preferably + 500V to 2000V.
Further, a partition plate 7 is disposed in the reaction tube 6, and the interior thereof is partitioned into two chambers 6 a and 6 b by the partition plate 7.
[0029]
A hydrocarbon gas inlet 8 and a fluorocarbon gas inlet 9 are respectively formed in the partitioned two chambers 6a and 6b. The hydrocarbon gas inlet 8 and the fluorocarbon gas inlet 9 are provided through the bottom of the vacuum tank 11, and the hydrocarbon gas inlet 8 and the fluorocarbon gas inlet 9 are interposed therebetween. A hydrocarbon gas and a fluorocarbon gas are respectively introduced into the partitioned two chambers 6a and 6b so as to be controlled to a predetermined atmosphere.
[0030]
Thereby, when performing a plasma CVD by applying a predetermined voltage to the accelerating electrode 10 to form a protective film, the accelerating electrode 10 is fed from the feed roll 4 and travels along the outer peripheral surface of the rotary support 3. When the nonmagnetic support 1 passes between the rotary support 3 and the partitioned chamber 6a, a DLC film containing a large amount of hydrogen is formed on the magnetic layer on the nonmagnetic support 1, and the rotary support 3 and the partitioned chamber 6b, a DLC film containing a large amount of fluorine is formed on the DLC film containing a large amount of hydrogen. As a result, the magnetic layer and the DLC film containing a large amount of hydrogen adhere firmly, while the DLC film containing a large amount of fluorine formed near the surface provides excellent lubricity and reduces the friction coefficient. Is planned. Therefore, good durability can be ensured.
[0031]
Therefore, using the plasma CVD continuous film forming apparatus having such a configuration, a magnetic tape was manufactured as follows.
First, after applying an undercoat layer by coating silica fine particles having a diameter of 120 angstroms on a nonmagnetic support made of polyethylene terephthalate having a thickness of 10 μm at a rate of 12 particles / μm 2, Co is deposited on the undercoat layer by vacuum deposition. A magnetic metal layer made of a single-layer film was provided by forming a ferromagnetic metal thin film made of 1 to a thickness of 0.15 μm.
[0032]
Subsequently, the above-mentioned ferromagnetic metal thin film is formed by using the plasma CVD continuous film forming apparatus shown in FIG. 1 (the diameter of the rotating support is 60 cm and the reaction tube is a 20 × 10 cm rectangular parallelepiped). After mounting the nonmagnetic support on the feed roll, plasma CVD was performed under predetermined conditions to form a diamond-like carbon film having a thickness of 50 mm on the ferromagnetic metal thin film.
[0033]
When performing this plasma CVD, toluene was introduced from the above-mentioned hydrocarbon gas inlet and ethylene fluoride was introduced from the fluorocarbon gas inlet to a ratio of 4: 1. The reaction pressure was 0.1 Torr, a gold mesh was used as the acceleration electrode, and a DC voltage of 1.5 kV was applied to the acceleration electrode. Then, toluene and ethylene fluoride were decomposed by such glow discharge, and a DLC film containing fluorine was formed on the surface of the ferromagnetic metal thin film.
[0034]
Thereafter, fluorinated phosphazine (manufactured by Dow Chemical Co., Ltd.) was applied and formed on the DLC film as a lubricant layer so as to have a film thickness of 20 angstroms, and further cut into 8 mm width to obtain a sample tape.
Sample tape 1 produced as described above, and comparative tape 1 produced in the same manner as in the above example, except that toluene alone was introduced only from the hydrocarbon gas inlet in the plasma CVD apparatus described above as a comparative example, A mixed gas of toluene and ethylene fluoride (a ratio of 4: 1) was introduced only from the carbon hydrogen gas inlet, and the rest of the comparative tape 2 produced in the same manner as in the above example was a commercially available 8 mm video deck ( Recording was performed using a Sendust head having a track width of 20 μm so that the shortest recording wavelength was 0.5 μm.
[0035]
The sample tape 1 and the comparative tapes 1 and 2 were recorded 100 times in an environment of a temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 60%, and then reproduced, and the amount of deterioration of the output value after 100 times with respect to the initial output value was determined. Examined.
As a result, in this example, the amount of deterioration after repeated recording stopped within 1 dB. On the other hand, the comparative tape 1 deteriorated by 4 to 5 dB, and the comparative tape 2 deteriorated by 2 to 3 dB.
[0036]
Further, when still reproduction was performed under the same environment, the time until the reproduction output decreased by 3 dB was stable for 2 hours or more at any 20 points in this example, whereas 5 for Comparative Tape 1 The variation was large with ~ 20 minutes, and the time was short. Moreover, with comparative tape 2, it was 30 to 60 minutes, and in any case did not reach this example.
[0037]
Further, when the friction coefficient of each tape was measured, it was 0.20 for sample tape 1, 0.30 for comparative tape 1, and 0.25 for comparative tape 2, and it was found that sample tape 1 was still superior. .
For this reason, the durability is insufficient only by forming the DLC film as a protective film, and sufficient runnability and durability cannot be ensured even with a DLC film containing only fluorine, but the magnetic layer side does not absorb hydrogen. It was found that good durability can be obtained even with a thin film thickness of about 5 nm by using a DLC film containing a large amount and a DLC film containing a large amount of fluorine only in the vicinity of the surface.
[0038]
Next, a sample tape 2 was prepared using hexamethyldisiloxane instead of fluorinated ethylene under the same conditions as in the previous sample tape 1.
The amount of deterioration of the sample tape 2 after repeated recording is within 1 dB, the time until the reproduction output decreases by 3 dB in still reproduction is 2 hours or more, and the friction coefficient is 0.18, which is a further improvement over the previous sample tape 1. Admitted.
[0040]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, in the present invention, when a DLC film is formed as a protective film on a nonmagnetic support having a magnetic layer made of a ferromagnetic metal thin film, a part of the reaction tube or reaction chamber is formed. A partition is formed, and a hydrocarbon film and a fluorocarbon gas are respectively introduced into these partitioned chambers, and a protective film is formed on a nonmagnetic support having a traveling magnetic layer. The structure is hydrogen-rich on the magnetic layer side and fluorine-rich near the surface. For this reason, the protective film which is hard and excellent in self-lubricating property can be obtained, the adhesive force to the magnetic layer can be strengthened, and the durability can be improved.
[0041]
Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a magnetic recording medium having good durability without impairing high-density recording characteristics.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a plasma CVD apparatus used for forming a diamond-like carbon film when a magnetic tape is manufactured by applying the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Nonmagnetic support (object to be treated)
3 Rotating Support 4 Feed Roll 5 Take-up Roll 6 Reaction Tube 7 Partition Plate 8 Hydrocarbon Gas Inlet 9 Fluorocarbon Gas Inlet 10 Accelerating Electrode 11 Vacuum Tank 12 Exhaust System

Claims (1)

非磁性支持体上に真空薄膜形成技術により強磁性薄膜よりなる磁性層が形成され、上記磁性上に真空薄膜形成技術により保護膜としてのダイヤモンド状硬質炭素膜が形成されてなる磁気記録媒体の製造方法において、
反応管又は反応室の内部の一部を仕切板により2室に仕切り、一方の室内に炭化水素ガスを導入し、他方の室内にフッ化炭素ガスを導入しながら、上記一方の室側から上記他方の室側に向かって上記磁性層が形成された非磁性支持体を走行させて上記磁性層上に上記ダイヤモンド状硬質炭素膜の成膜を行い、
上記磁性層側に水素を多く含有するダイヤモンド状硬質炭素膜を形成し、表面側にフッ素を多く含有するダイヤモンド状硬質炭素膜を形成する
ことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
A magnetic recording medium in which a magnetic layer made of a ferromagnetic thin film is formed on a nonmagnetic support by a vacuum thin film forming technique, and a diamond-like hard carbon film as a protective film is formed on the magnetic layer by a vacuum thin film forming technique . In the manufacturing method,
A part of the inside of the reaction tube or the reaction chamber is divided into two chambers by a partition plate, the hydrocarbon gas is introduced into one chamber, and the fluorocarbon gas is introduced into the other chamber. The diamond-like hard carbon film is formed on the magnetic layer by running a non-magnetic support on which the magnetic layer is formed toward the other chamber side,
A method for producing a magnetic recording medium, comprising: forming a diamond-like hard carbon film containing a large amount of hydrogen on the magnetic layer side; and forming a diamond-like hard carbon film containing a large amount of fluorine on the surface side. .
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