JPH01125723A - 垂直磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は垂直磁気記録媒体の製造方法に関し、特に高記
録密度特性に優れた媒体を生産性よく製造する方法に関
する。

〔従来の技術〕

従来、垂直磁気記録媒体としては、Ｃｏ−Ｃｒ合金で代
表されるＣｏ系の薄膜が用いられている。

Ｃｏ系薄膜は通常スパッタリング法や電子ビーム蒸着法
によって形成されている。スパッタリング法は良好な特
性を得やすいが、膜形成速度が遅いため大量生産に適し
た製法とは言いがたい、。またＣＯとＣｒを用いた電子
ビーム蒸着法は膜形成速度は速いが、ＣｏとＣｒの融点
、飽和蒸気圧などが大きく異なるなめ膜の組成制御が困
難であるという問題があった。

上記問題点を解決する方法として、本発明者らは先に真
空雰囲気中に酸素ガスと化学的活性の小さいガスを導入
し、強磁性体を蒸発材料とし、真空蒸着により基体上に
強磁性体およびその酸化物からなる垂直磁気記録媒体を
形成する方法（特開昭８１−９４２３７、特願昭６１−
２８４１７．ｉ　）を提案した。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、これらの製法でもより高い記録密度特性
を得ようとすると次のような問題点があった。すなわち
磁性層の垂直磁気異方性をより高めなければならないこ
とである。また酸素ガス導入により磁性層表面に酸化層
が形成されやすく、スペーシングとなるため酸化層形成
の抑制に留意しなければならないという問題である。

蒸着法においては、磁気異方性を高める方法としては下
地層として配向性の良い磁性層スバ”／り膜やＴｉ（チ
タン）蒸着膜を予め形成する方法（特開昭５８−１４３
２７、特開昭５８−１５８０２９＞や、蒸着する金属蒸
気流の基体に対する入射角を限定する方法（特開昭５８
−１５９２２５　）などが提案されている。

しかし前者の方法では層構成が増えるなめ工程が複雑に
なり、また後者の方法では蒸着開始点の入射角を約１３
°以下に限定しているため蒸着効率の低下が避けられず
、いずれも工業的な生産性に劣るという欠点がある。

さらに蒸着時に基体走行方向下流側から酸素を含むガス
を導入し、かつ基体走行方向上流側から化学的活性の低
いガスを導入する方法（特開昭６ｌ−２０８６２３）を
本発明者らは提案しているが、この方法では表面酸化層
の形成が促進され、耐摩耗性、耐食性は改良されるが記
録密度特性の改良には効果がないという問題がある。

本発明は、かかる従来技術の諸欠点に鑑み創案されたも
ので、その目的は、垂直磁気異方性が高く、酸化層の形
成が抑制され、記録密度特性に優れた垂直磁気記録媒体
を生産性良く製造する方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

かかる本発明の目的は、基体を走行させながら該基体上
に蒸着法によって垂直磁気記録層を形成する垂直磁気記
録媒体を製造するに際し、基体走行方向上流側から酸素
を含むガスを蒸着部近傍に導入するとともに、基体走行
方向上流側および／まなは下流側から不活性ガスを蒸着
部近傍に導入しながら蒸着することを特徴とする垂直磁
気記録媒体の製造方法により達成される。

以下本発明の詳細を添附図面を参照して説明する。

第１図は本発明を実施するための真空蒸着装置の１例を
示す概略断面図、第２図は第１図の要部平面図である。

図において、１は真空槽、２は基体走行系で、これは基
体巻出しロール３、基体支持ドラム４および基体巻取り
ロール５などからなり、巻出しロールから巻き出された
基体６はドラムにそって走行しながら蒸着された後、巻
き取りロールに巻き取るようになされている。

７は蒸発材料充填用の凹部を備えた蒸着器で、これは支
持ドラム４の下面中央のほぼ直下に設けられ、これによ
り蒸発蒸気流が基体に対しておおむね垂直に入射するよ
うになされている。

８および９は蒸着器から蒸発される蒸発蒸気流の基体へ
の入射角度を規制するための遮蔽板で、これにより基体
への入射開始点と入射終了点における蒸発蒸気流と基体
の法線とがなす角度αが設定される。

１０および１１は遮蔽板８．９の各上面の端部側所定位
置と基体支持ドラム４との間に設けられた隔壁で、基体
支持ドラム４、両隅壁１０．１１および遮蔽板８．９に
よって囲まれる空間に、所定のガスを導入することによ
って蒸着部近傍を所定の雰囲気に保持するようにしてい
る。なお図示の例では各隔壁の下端側は外方に延在され
て真空槽内を上下に分ける仕切り部１０゛、１１−を構
成している。

１２は酸素を含むガスを基体走行方向上流側から蒸着部
近傍に導入するための導入管で、これは真空槽壁面およ
び基体走行方向上流側隔壁１０を貫通して設けられ、酸
素を含むガスをドラム下面の中央部直下近傍に供給でき
るようにしている。

１３および１４は不活性ガスを基体走行方向上流側およ
び下流側から各々蒸着部近傍に導入するための導入管で
、導入管１３は導入管１２の下方にほぼ平行に真空槽壁
面および基体走行方向上流側隔壁１０を貫通して設けら
れ、不活性ガスを基体走行方向上流側からドラム下面の
中央部直下近傍に供給できるように構成されており、ま
た導入管１４は前記導入管１２に対向するように真空槽
壁面および基体走行方向下流側隔壁１１を貫通して設け
られ、不活性ガスを基体走行方向下流側からドラム下面
の中央部直下近傍に供給できるように構成されている。

１５は排気口である。

図示の例では導入管１３と１４を対向して配設した場合
を説明したが、勿論どちらか一方だけを設けることもで
きる。

酸素を含むガスの導入管１２と不活性ガスの導入管１３
の相対位置はガスの流れが互いに乱されない範囲で任意
に配置できるが、好ましくは図示のごとく、酸素を含む
ガスの導入管を基体面に近い側に配置するのが好ましい
。また不活性ガスの導入管は図示のごとくおおむね対向
するように配置するのがよい。これらのガス導入管はそ
れぞれバリアプルリークバルブによりガス流量が調節さ
れる。

不活性ガス導入管を設ける場合、不活性ガスが蒸発蒸気
流の中心部に向かって供給されるように、ガス導入管の
先端部がドラム下面中央部直下に向くように、かつ基体
走行方向とほぼ平行に配設するのが好ましい。勿論不活
性ガス導入管の先端部の方向と基体走行方向が平行にな
らないように設けることができるが、好ましくは不活性
ガス導入管の先端部の方向と基体走行方向のなす角度が
３０°以下、より好ましくは５°以下となすのがよい。

　ガス導入管の先端部形状は任意であり、例えば先端を
先細り状にしたり、また先端部を複数に分岐させること
もできる。

なお上述の例では、酸素を含むガスを導入する導入管を
基体走行方向上流側に１本設ける例を説明したが、勿論
２本以上の導入管をドラム軸方向に並べて設けることも
できる。また不活性ガスを導入するための導入管も同様
であり、基体走行方向上流側および／または下流側にそ
れぞれドラム軸方向に２本以上並べて配設することがで
きる。

本発明で使用される基体としては１、アルミニウム、銅
、鉄、ステンレスなどで代表される金属、ガラス、セラ
ミックなどの無機材料、プラスチックフィルムなどの各
種有機重合体材料が挙げられる。特にテープ、フレキシ
ブルディスクなど加工性、形成性、可撓性が重視される
場合には、有機重合体材料が適している。特に二軸延伸
されたフィルム、シート類は、平面性、寸法安定性に優
れ最も適しており、中でもポリエステル、ポリフェニレ
ンスルフィド、芳香族ポリアミド、ポリイミドなどが最
も適している。

基体の厚みは特に限定されるものではない。シート状、
テープ状、カード状等の場合、加工性、寸法安定性の点
で、厚みは２〜５００μｍ、中でも４〜２００μｍの範
囲が好ましい。

本発明で用いられる基体は、垂直磁化膜などの形成に先
たち、易接着化、平面性改良、着色、帯電防止、耐摩耗
性付与等の目的で各種の表面処理や前処理が施されても
よい。

本発明において使用される蒸発材料の強磁性金属とは室
温においてフェロ磁性またはフェリ磁性を示す強磁性金
属であるが、中でも室温における飽和磁化Ｍｓが３００
　ｅ　ｍ　ｕ　／　ｃ　ｃ以上の材料が好ましい。上記
強磁性金属としてはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉなどの強磁性金属
またはその合金が挙げられる。

具体的にはＦｅ、Ｃｏ、ＮｉとＦｅ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ｎｉ
、Ｃｏ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉなどの合金およびこれ
らの単体金属または合金と他の金属との合金である。他
の金属としてはＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ
、Ｚｒ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｚｎ、
Ｍｎ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｃｄ、Ｔ
ｂ、Ｄｙ、ＨＯｌＥｒ、Ｔｍ、Ｙｂなどである。

本発明では以上述べたような材料を使用できるが、これ
らの材料のうち、結晶磁気異方性または形状磁気異方性
が大きいため、基体に対し垂直方向への磁気異方性を発
現する上でＦｅまたはＣ。

あるいはこれらの合金を主成分として用いるのがさらに
好ましく、最も好ましくは前記金属の単体または合金を
７５重量％以上用いるのがよい。

本発明で述べる真空蒸着法としては、抵抗加熱蒸着、誘
導加熱蒸着、電子ビーム蒸着、イオンブレーティング、
イオンビーム蒸着、レーザービーム蒸着、アーク放電蒸
着などの夏空蒸着法のいずれの方法でも実施可能である
が、保磁力、異方性磁界なとの磁気特性を向上する上で
、また速い蒸発速度を得るために電子ビーム蒸着、イオ
ンブレーティングなどの方法が適しており、さらに操作
性、量産生などの工業的観点から電子ビーム蒸着が最も
適している。

蒸着に際し、基体走行方向上流側から酸素を含むガスを
導入する。

ここで酸素を含むガスとしては、主として酸素と不活性
ガスからなる混合ガスであることが好ましい。

不活性ガスとしては、希ガスおよび反応性に乏しいガス
が使用でき、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン
、キセノン、ラドン、窒素、水素などが挙げられる。が
、入手の容易さ、安価なことなどから窒素、アルゴンが
好ましい。

酸素と不活性ガスの混合比は５：９５以上７０：３０以
下の範囲が好ましい。上記範囲を外れ酸素比率が大きい
と酸素が激しくゲッタ作用を受けるため層内圧力が変動
して磁気特性が安定せず、また酸素ガス比率が小さいと
垂直磁気異方性が発現しにくいため多量のガス導入を必
要とし、槽内圧力の上昇、蒸発速度の低下を招くため好
ましくない。

なお、他の目的で酸素、不活性ガス以外のガスを添加す
ることは酸素と不活性ガスの総量の１０％以下の範囲で
許される。

酸素ガスを含むガスの導入量は槽内圧力が×１０″４〜
ｌＸ１Ｏ−２Ｔｏｒｒの範囲で導入するのが望ましい。

槽内圧力がＩ×１０″’Ｔｏｒｒより小さいと垂直磁気
異方性が小さくなりやすく、またｌＸ１０−２より大き
いと蒸発速度が低下しやすい。

上記の酸素を含むガスを基体走行方向上流側から導入し
、蒸着部近傍、すなわち磁性層形成領域近傍に供給する
ことが本発明の第１の要件である。

このとき、同時に基体走行方向上流側および／または下
流側から不活性ガスを導入する。これが本発明の第２の
要件である。

ここで不活性ガスとしては前述したものと同様のものが
使用できるが、窒素やアルゴンが好ましい。

不活性ガスを導入する位置は、磁性層形成領域の基体走
行方向上流側および／または下流側が選ばれる。基体走
行方向の上流側から不活性ガスを導入することにより記
録密度特性の向上効果が得られるが、基体走行方向の下
流側から導入するとより効果が大きく、上流側および下
流側から同時に不活性ガスを供給すると最も効果が大き
く、好ましい。

不活性ガスの導入量は酸素を含むガスのみを導入した状
態の槽内の圧力に対して、不活性ガスを導入するするこ
とにより、槽内の圧力を１〜４０％上昇できる程度の量
が好ましく、より好ましくは５〜２０％上昇できる量で
ある。槽内圧力上昇が１％より小さいと記録密度特性の
向上効果が小さく、４０％より大きいと蒸発速度が遅く
なり、好ましくない。

［発明の効果コ 本発明は上述のごとく構成したので、記録密度特性に優
れた媒体を生産性よく製造することができる。すなわち
、基体走行方向上流側から酸素を含むガスを導入するこ
とによって磁気記録層表層側の酸化層の形成が抑えるこ
とができるとともに、基体走行方向上、流側および／ま
たは下流側から不活性ガスを導入することにより蒸発蒸
気流の基体走行方向への拡がりが小さくなり、基体への
垂直入射成分が増えて垂直磁気異方性が向上し、これら
の複合効果によって生産性を低下させることなく、優れ
た記録密度特性が得られるものと考えられる。

本発明で得られる垂直磁気記録媒体はテープ、シート、
カード、ディスク、ドラムなどの形状にて、オーディオ
、ビデオ、デジタル信号などの磁気記録用途に広く用い
ることができる。

〔特性の測定方法・評価基準〕

本発明の特性値は次の測定法によるものである。

■　垂直磁気異方性 磁気記録層の保磁力はＪＩＳ　　Ｃ−２５６１で示され
ている振動試料型磁力計法によって測定した。試料振動
式磁力計（理研電子（株）製、ＢＨＶ−３０）を用い、
基体面と垂直方向および基体面と水平方向に外部磁界を
加えた場合のヒステリシスループからそれぞれの基体面
と垂直方向の保磁力（Ｈ（４）および基体面と水平方向
の保磁力（ＨＣ／／）を求めた。Ｈｃ工とＨＣ／／の比
をもって垂直磁気異方性の指標とした。

■　記録密度特性 得られた磁気記録媒体に潤滑剤を塗布し、市販の５．２
５インチ径のマイクロフロッピーディスク形状に打ち抜
き、試験試料とする。

ギヤツブ長端２５μｍのフェライトリングヘッドを用い
た市販のフロッピーティスフドライブ（キャノン電子（
株）製ＭＤＤ　５１６Ａ）を用いい記録周波数を１００
ＫＨｚから３．５ＭＨｚまで変化させながら記録再生を
行ない、再生出力の値が最大再生出力の１／２に低下す
る周波数に対応した媒体上１インチ当りの磁化反転密度
（ＦＲＰ■）をもって記録密度の指標Ｄ５ｏとした。

〔実施例〕

以下実施例により本発明をさらに詳細に説明する。

実施例１ 第１図の装置を用い、蒸着器にコバルトを充填した。蒸
着器には電子ビーム加熱器を使用し、基体は、二軸延伸
した厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィル
ムを用いた。

真空槽内を１×１０−５トール以下に排気した後、コバ
ルトを蒸発させた。蒸発蒸気流の基体に対する入射角α
は蒸着開始点および終了点側とも２５°になるように遮
蔽板を設置した。次いでガス導入管１２から酸素２０体
積％、窒素８０体積％の混合ガスを真空槽内の圧力が３
×１０−３トールとなるまで導入した。またガス導入管
１４にアルゴンガスを導入し、真空槽内圧力が３．３Ｘ
１０−３トールとなった状態で走行する基体上に厚さ３
，０００人の磁気記録層を形成した。

この磁気記録層について垂直磁気異方性を測定し、また
フロッピーディスク状に打ち抜いて記録密度特性を測定
した。結果を表１に示す。

実施例２ 第１図と同様の装置を用い、蒸着器にコバルト、鉄およ
びニッケルを８５：５：１０となるように充填した。蒸
発源には電子ビーム加熱器を使用し、基体は、二軸延伸
した厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィル
ムを用いた。

真空槽内を１×１０−５トール以下に排気した後、蒸発
材料を蒸発させた。蒸発蒸気流の基体に対する入射角α
は蒸着開始点および終了点側とも２５°になるように遮
蔽板を設置した。次いでガス導入管１２から酸素１０体
積％、窒素９０体積％の混合ガスを真空槽内の圧力が２
×１０−３トールとなるよう導入した。またガス導入管
１３．１４に窒素ガスを導入して真空槽内の圧力が２．
２Ｘ１０−３トールとなった状態で走行する基体上に厚
さ３、０００大の磁気記録層を形成した。

この磁気記録層について実施例１と同様の測定を行ない
、結果を表１に示した。

実施例３ 第１図の装置を用い、不活性ガスの導入管１３および１
４の先端部をそれぞれ導入管断面積の１／４になるよう
に先細り状に形成したこと、および窒素ガス導入による
真空槽内の圧力を２．１×１０−３に設定した以外、実
施例２と同様にして蒸着を行なった。

この磁気記録層について実施例１と同様の測定を行ない
、結果を表１に示した。

比較例１ ガス導入管１３および１４がらの不活性ガスの導入を行
なわない以外、実施例１と同様にして蒸着および評価を
行ない、結果を表１に示した。

比較例２ 酸素を含むガスの導入管を基体走行方向上流側から下流
側に変更した以外は実施例２と同様にして蒸着および評
価を行ない、結果を表１に示した。

表１ 垂直磁気異方性　記録密度特性 Ｈｃユ、／ＨＣ／／　　Ｄ５０　（ＫｒＲＰＩ　　）実
施例１　　　３．６　　　　　７５ ノ１２　　　　　　４　、０　　　　　　　　　９０１
１３　　　　　４　、２　　　　　　１００比鮫例１　
　　２．４　　　　　４５ ！１２　　　　　３．５　　　　　　　　　４０

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための装置の１例を示す概略
断面図、第２図は第１図の要部平面図である。 ４ニドラム、６：基体、 ８．９：遮蔽板、１０．１１：隔壁 １２：酸素を含むガス導入管、 １３二基体方向上流側不活性ガス導入管、１４：基体方
向下流側不活性ガス導入管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）基体を走行させながら該基体上に蒸着法によって
   垂直磁気記録層を形成する垂直磁気記録媒体を製造する
   に際し、基体走行方向上流側から酸素を含むガスを蒸着
   部近傍に導入するとともに、基体走行方向上流側および
   ／または下流側から不活性ガスを蒸着部近傍に導入しな
   がら蒸着することを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造
   方法。