JPH01227218A - 磁気記録媒体及びその製造方法 - 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】 （イ）　産業上の利用分野 本発明は強磁性金属薄膜を磁性層とする磁気記録媒体及
びその製造方法に関するり （ロ）従来の技術 近年、高密度磁気記録の要求に対応して、真空蒸着、ス
パッタリング、イオンル−ティング等の方法にエリ非磁
性基板上に強磁性金属薄寝全形収した磁気記録媒体の開
発が進められており、特に非磁性基板上にＣｏ−Ｎｉ糸
金稿薄嘆を真空蒸着した磁気記録媒体が：く知られてい
る。このＧ。

−Ｎｉ系の磁気記録媒体は磁気特注、耐久性に浸れてい
る反面、ＣＯを主成分とする合金が磁性層として用いら
れているｔめ、錆が発生し易いという欠点を有する。

上述のＣｏ−Ｎ１系の磁気記録媒体の鋼が発生し易いと
いう欠点を解消するｔめに、例えば、特開昭６０−８５
４３９号公報ＣＧ１１Ｂ５／８５ンでは、磁性層に鉄と
窒化鉄とを主成分とする磁性材料を用いｔ磁気記録媒体
が提案されている。この窒化鉄系の磁気記録媒体は磁気
特性に浸れ、ま７ｔＣｏ−Ｎｉ糸の磁気記録媒体と比較
して格段に優れｆｃ岨食性を有することからも研究開発
が進められている。

第３区は従来の窒化鉄系磁気記録媒体の製造に用いられ
る製造装置の概略断面図である。

図中、（１（は排気糸（１１１に二つ内部が、ｌＸｌ０
　　’Ｔｏｒｒ以下の高真空に保たれた真空店で、該真
空１山の内部にはるつぼ（２に冷却ローラ（３１、送出
しロー′ｙ＋５１、巻取りロー＝ｙ１４１〜イオン銃＋
６１が配設されているり前記るつぼ１２）内には蒸発源
である鉄（７；が収納されているり前記冷却ローラ１３
１ｃは送出しローラ１５＋から送出され巻取りローラ（
４１に巻取られるフィルム基板（８１が巻付けられてい
るり前記イオン銃１６１はガス導入管Ｃｌ４１からの窒
素ガスをイオン化して、窒素イオンを前記フィルム基板
（８）に向けて照射する。−１（９＋は君へい板である
。

前記るつぼ１２＋！ｐ蒸発した鉄の蒸気１１１１１は前
記冷却ローラ（３層上のフィルム基板（８）上に最小入
射角０２で斜め蒸着すると同時に、前記イオン銃（６・
から窒素イオンビームσ吐Ｉ記フィルム基板（８１に照
射して該フィルム基板ｔＨＩ上に窒化鉄の４模を形成す
る０この窒化鉄系の磁気記録媒体は上述した工うに磁気
特注及び樹皮性の点で優れているが、電入性及び１＃摩
耗性の点では十分ではない。一方、Ｃ。

−Ｎｉ糸の磁気記録媒体の場合、Ｇｏ−Ｎｉ糸の合金を
非磁性基板上に蒸着する際、酸素ガスを導入し、Ｍｉ注
智内にＣ○の酸化物全含有させることで樹久性を向上さ
せ一磁性層の表面に潤滑刺全１００〜２００　Ａａ度の
厚みで塗布することに＝っ摩擦係数全低減させている＾
しかし乍も、窒化鉄系の磁気記録媒体の場合、純鉄を窒
化させても耐久性はほとんど向上せず、また磁性層の表
面に潤滑剤を塗布しても附摩擦・摩耗特性は改善されず
、実用上大きな問題である。

Ｈ発明が解決しようとする課題 Ｘ発明は上記従来例の欠点に鑑みなされｔものであり、
高樹食注、高保磁力を有し、さらＶｃ附久性、ＷＦＩ摩
耗性の点でも優れた磁気記録媒体及びその製造方法を提
供することを目的とするものである０ に）課題全解決する之めの手段 本発明の磁気記録媒体は、非磁性基板上に窒化鉄系の強
磁性金属薄嘆二りなる磁性＠を形成し、該磁性畳上に炭
素原子間の結合状態が深層側では表層側に比べてＳＰ　
混成軌道の共有結合が主体であり、表層側でけ深層側に
比べてＳＰ２混成軌道の共有結合が主体であるアモルフ
ァスカーボン層を形成したことを特徴とする。

また、Ｘ発明の磁気記録媒体の製造方法は、非磁性基板
上に窒化鉄系の強磁性金属４模：りなる磁性層を形成し
た後、前記磁性層上に炭素原子を蒸青し該蒸着層に不活
性ガスイオン束いは不活性ガスのプラズマを照射し、そ
の後何も照射せずに炭素原子ｔ″蒸着てアモルファスカ
ーボン層ヲ形成することを特徴とする。

（ホ）作　用 上記構成の磁気記録媒体では、アモルファスカーボン層
の深層側の炭素原子が磁性層の柱状の結晶構造間の隙間
に埋１す、磁性層の強度が向上し、まμ、前記アモルフ
ァスカーボン層の表層側は摩擦係数が非常に小さく、摩
耗が低減する。

トＮ実施例 以下、本発明の磁気記録媒体について説明するり本発明
の磁気記録媒体は、ポリエチレンテレフタレート、ポリ
イミド等の非磁性基板上に被着された窒化鉄の強磁性金
属４襖こツなる母性層上にアモルファスカーボン層を備
えている。ｌ前記アモルファスカーボン層の炭素原子間
の結合状態は、深層側ではダイヤモンドと同様にＳＰ５
混成軌道での共有結合が主体であり、表層側に行く程Ｓ
Ｐ’混成軌道での共有結合の数が減少すると共にＳＰ２
混成軌道での共有結合が増加し、表智部ではグラファイ
トと同様ｉ／Ｃ８Ｐ　　混成軌道での共有結合が主体で
ある。

次に、本発明の磁気記録媒体の製造方法、唇にアモルフ
ァスカーボン層の製造方法について詳細に説明する。

先スーポリエチレンテレフタレート、ポリイミド等の非
磁性のフィルム基板上に、第３肉の製造装置に＝り膜厚
２（ＪＯＯＡの窒化鉄の薄嘆二ワなる磁性層を形成する
。尚、この磁性層は保母カ８ｃが９０ｏＯｅ、飽和磁化
Ｍｓが４００　ｅｍｕ／ｃｃであるり 次に、第１因に示す製造装ａを用いて、磁性畳上にｉ厚
ｔｓｏＡのアモルファスカーボン層を形’ｒｏｒｒ以下
の高真空に保たれた真空層で、該真突晴Ｃ３１１の内部
ｖｃはるつぼめ、冷却ローラ山）、送出しローブ（ト）
、巻取りローブ（ト）、カウフマン型のイめｘｌ。

オン源８へ配設されて匹る。前記るつぼθ内には蒸発源
である純度９９．９９６のグラファイトのインコ゛ット
１３ａｌが収納されている。１（４ｖは開口部（４３を
備える巻へい板であり、蒸潜角度θ、全規定する。（３
！Ｊは前述の工程でフィルム基板上に窒化鉄の磁性＠が
形成された磁性フィルムであり、該磁性フィルムＧ〕は
送出しロー′ｙ（へ）から送出され冷却ローブ図金介し
て巻取りローブ例に巻取られる。前記イオン源３Ｄはガ
ス導入管もＩＧからの、純度９９．９９９％のＡｒガス
をイオン化し、Ａｒイオンｆ４４）を前記遮へイ板（４
１）の開口部Ｉ４３磁性フイルム送出（１１１１に通し
て磁性フィルム艷に照射する。尚、Ａｒイオン照射中の
真空ｌ’３］１内の真空度ＨＩＸＩＯ’Ｔｏｒｒである
、この真空蒸着装置に：るカーボン層の形成は、先ず前
記イオン源３ηから３０（ＪＶの加速電圧でイオン電流
密度が１ｍＡ／ｍ　　のＡｒイオ：／ヲ引キ出し前記磁
性フィルムｃ１９ｖｃ向けて照射した状壱で、タラファ
イトのインゴット■を昇華させ、炭素の気体Ｃ４３を前
記遮へい板（４Ｕの開口部１４３を通して前記冷却ロー
′５（ロ）上の磁性フィルム３９の磁性層上に炭素原子
を蒸着するへこの蒸着層の結晶構造はアモルファス的で
あり、炭素原子間の結合はグラファイトと同じＳＰ　混
成軌道の共有結合であるりしかし乍ら、この蒸着層は最
初前記イオン源３ＤからのＡｒイオンの衝突を受け、こ
の哨突にＬｒ）炭素原子間の結合状態はＳＰ　混成軌道
の共有結合からダイヤモンドと同じＳＰ　混成軌道の共
有暗合に変わるりそして、前記磁性フィルム田が移動す
るに従って冊記蒸着層にイオン源３Ｄから離れて行き。

Ａｒイオンの照射量が減るりこれに二す上述の結合状態
の変化を伴う炭素原子の数は減少し、蒸着層中の炭素原
子のＳＰ３混成軌道での共有結合の数が減少していくｎ
そして最終的ＶＣハ、Ａｒイオンが照射されなくなり、
蒸着１中の炭素原子間の結合状態はグラファイトと同じ
ＳＰ　混成軌道の共有結合が主体となる。尚、この時の
成膜速度は３０Ａ／ｓｅｃ、で、チー１速度を一定にし
、水晶恨動式嘆厚計ｔモニターしながらインゴウト（を
昇華させる電子ビームの投入電力Ｔｈｆ化させることに
より調整可能である。

この：うにして製造された磁気記録媒体では、初期に形
成された深層側のグラファイト的アモルファスカーボン
脣が磁性層の窒化鉄の柱状の結晶構造間の隙間を埋め、
磁性層の表面を覆うことにＬつ磁性層の強度が向上し、
後期に形成された表置側のダイヤモンド的アモルファス
カーボン層は摩擦係数が非常に小さいため、ヘッド−媒
体間の摩耗が低減する。

次に、上述の方法ｖｃ工り磁性畳上に模厚１５０スのカ
ーボン層を形成しｉＸ発明の実施例の試料と、磁性層上
に何も形成していない比較例１の試料と一磁性層上にＡ
ｒイオンを照射せずにグラファイト的カーボン層全形成
し九比較例２の試料とを夫々形成し、各々の試料につい
て直径１０ａｌのアルミナ球の荷重を５〜１００Ｆまで
変化させて、試料の表面を引っかくスクラッチテストヲ
行い、表面状態を観察したｏその結果全下記の第１表に
示す□ ○　傷無し 第　１　表　Δ　一部傷発生 ×　全面傷発生 上表から判る二うに、カーボン層を形成しなかりた比較
例１の試料の表面は５Ｆの荷重であるミナ球をすべらし
九だけで傷が発生したのに対して、実施例の試料の表面
は１００Ｆの荷重でも傷は発生せず耐久性が大嘔に向上
し友。また、Ａｒイオンを照射せずに炭素原子を蒸着し
て磁性層上全域ニクヲファイト的カーボン層を形成した
比較例２の試料は比較例１の試料に比べて傷は発生しに
くくなったが、４０Ｆ以上の荷重で傷が発生し、実施例
の試料はど効果は得られなかった０次に、上述の実施例
、比較例１．２の試料について、各々の試料の表面上に
荷重２０１で直径ｌＯ顛のアルミナ球を丁べらして摩擦
係数を２１ＩＩ定し７Ｃｎその結果を下記の第２表に示
す。

第２表 上表から判る二うに、磁性層上に本発明のアモルファス
カーボン！’に形成し定実施例の試料及び磁性層上にグ
ラファイト的カーボンＡを形成Ｌ７ｊ比較例２の試料の
摩家係数μ共ｉ７ｉ：０．１３．０．１４と低く、潤滑
性に優れている、尚、磁性層上に何も形成しなかった比
較例１の試料では傷が付く定め、摩擦係数は測定出来な
かった。

尚、前述の電入性、摩擦係数の測定は気温２５℃、相対
湿度８０９６の環境下で行っ之。

また、本発明の磁気記録媒体のアモルファスカーボン層
の模厚を変えた場合、５０〜３００Ａの範囲では何も問
題はなかつ九が、４００Ａ以上になるとカールが発生し
九□ ま九、前記イオン源Ｇ力の代りに第２図に示す；うなフ
”ヲズマ生成室（１３を前記遮へい板（４１）の開口部
の磁性フィルム送出側近傍部に配置して、炭素原子の蒸
着層の深層側にへｒ、イオンＣ４１と電子内とからなる
プラズマを照射しても前述と同様の効果を得ることが出
来る。

前記プラズマ生成室ｕ３は第２図に示す；うに内部に交
流電源ｑ′７］に接続されたフィラメント（１＆と、直
流電源（１９にＬつ正に印加されたアノード電極■■と
が配設されている。

上述の工うな１ヲズマ生成室では、ンレノイドコイル（
１５１に二９破線で示す磁力線ＣＤが形成される。

−万一ガス導入管Ｃ１４１！り導入され之Ａｒガスのは
一フィラメント（ｌ＆から放出されアノード電極■に；
って別速される熱電子■ど衝突することＩＣ：ｒ）イオ
ン化される□そして、この時発生した低エネルギーのＡ
ｒイオンｃ！４と電子■とからなる１ラズマは前記磁力
線のに：Ｖ磁場勾配及びグリッドσｅにこる気圧差に二
って１ヲズく生成室０３から外部に放射状に引き出され
、遮へい板ケＤの開口部ｔ４３の磁性フィルム送出側に
照射される。

まｔ、炭素原子間の結合がＳＰ　混成軌道での若しくは
Ａｒイオンを照射する方法は、ＣＶＤ法、（ト）発明の
効果 本発明に依れば、磁気特性及び耐食性ＶＣ優れ、更に耐
久性及び附摩耗注が大傷に向上し之磁気記録謀体及びそ
の製造方法を提供し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２肉は本発明に係り、第１肉は磁気記録媒
体の製造装置の概略断面図、第２因はプラズマ生成室の
概略断面□□□である０第３内に従来の磁気記録媒体の
製造装首の概略断面図である）啜・・・グラファイトの
インゴット、四・・・母性フィルム、（４３・・・炭素
の気体、（４４１・・・Ａｒイオン。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）非磁性基板上に窒化鉄系の強磁性金属薄膜上りな
   る磁性層を形成し、該磁性層上に炭素原子間の結合状態
   が深層側では表層側に比べてＳＰ＾３混成軌道の共有結
   合が主体であり、表層側では深層側に比べてＳＰ＾２混
   成軌道の共有結合が主体であるアモルファスカーボン層
   を形成したことを特徴とする磁気記録媒体。
2. （２）非磁性基板上に窒化鉄系の強磁性金属薄膜よりな
   る磁性層を形成した後、前記磁性層上に炭素原子を蒸着
   し該蒸着層に不活性ガスイオン或いは不活性ガスのプラ
   ズマを照射し、その後何も照射せずに炭素原子を蒸着し
   てアモルファスカーボン層を形成することを特徴とする
   磁気記録媒体の製造方法。