JPH0142046B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は斜め蒸着による強磁性金属薄膜を磁気
記録層として備えてなる磁気記録媒体に関するも
ので、特に磁気特性、電磁変換特性および耐候性
に優れた磁気記録媒体に関する。 従来より磁気記録媒体としては、非磁性支持体
上にγ―Fe₂O₃，Coをドープしたγ―Fe₂O₃，
Fe₃O₄，CoをドープしたFe₃O₄，γ―Fe₂O₃と
Fe₃O₄のベルトライド化合物、CrO₂等の磁性粉末
あるいは強磁性合金粉末等の粉末磁性材料を塩化
ビニル―酢酸ビニル共重合体、スチレン―ブタジ
エン共重合体、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂
等の有機バインダー中に分散せしめたものを塗布
し乾燥させる塗布型のものが広く使用されてきて
いる。近年高密度記録への要求の高まりと共に真
空蒸着、スパツタリング、イオンプレーテイング
等のベーパーデポジシヨン法あるいは電気メツ
キ、無電解メツキ等のメツキ法により形成される
強磁性金属薄膜を磁気記録層とする、バインダー
を使用しない、いわゆる非バインダー型磁気記録
媒体が注目を浴びており実用化への努力が種種行
なわれている。 従来の塗布型の磁気記録媒体では主として強磁
性金属より飽和磁化の小さい金属酸化物を磁性材
料として使用しているため、高密度記録に必要な
薄形化が信号出力の低下をもたらすため限界にき
ており、かつその製造工程も複雑で、溶剤回収あ
るいは公害防止のための大きな附帯設備を要する
という欠点を有している。非バインダー型の磁気
記録媒体では上記酸化物より大きな飽和磁化を有
する強磁性金属をバインダーの如き非磁性物質を
含有しない状態で薄膜として形成せしめるため、
高密度記録化のために超薄形にできるという利点
を有し、しかもその製造工程は簡単である。 高密度記録用の磁気記録媒体に要求される条件
の一つとして、高抗磁力化、薄形化が理論的にも
実験的にも提唱されており、塗布型の磁気記録媒
体よりも一桁小さい薄型化が容易で、飽和磁束密
度も大きい非バインダー型磁気記録媒体への期待
は大きい。 特に真空蒸着による方法はメツキの場合のよう
な排液処理を必要とせず製造工程も簡単で膜の析
出速度も大きくできるため非常にメリツトが大き
い。真空蒸着によつて磁気記録媒体に望ましい抗
磁力および角型性を有する磁性膜を製造する方法
としては、米国特許3342632号、同3342633号等に
述べられている斜め蒸着法が知られている。この
方法によると、基体に対して入射する蒸気流の入
射角が大きいほど高抗磁力の媒体が得られる。し
かしながら入射角が大きいと蒸着効率が低下する
という現象があり生産上問題である。 さらに強磁性金属薄膜から成る磁気記録媒体に
かかわる大きな問題として腐蝕及び摩耗に対する
強度、走行安定性がある。磁気記録媒体は磁気信
号の記録、再生及び消去の過程において磁気ヘツ
ドと高速相対運動のもとにおかれるが、その際走
行がスムーズにしかも安定に行なわれねばならぬ
し、同時にヘツドとの接触による摩耗もしくは破
壊が起つてはならない。又磁気記録媒体の保存中
に腐蝕等による経時変化によつて記録された信号
の減少あるいは消失があつてはならないことも要
求される。耐久性、耐候性を向上させる方法とし
て保護層を設けることが検討されてはいるが、ヘ
ツドと磁性層間のスペーシング損失のために保護
層の厚みを大きくできないという制約もあるため
磁性膜そのものにも耐久性、耐候性を備えさせる
ことが必要である。 さらに又強磁性金属薄膜を備えた磁気記録媒体
においては高密度記録媒体としての長所を生かす
ために表面の平坦な支持体上に磁性膜を設ける必
要があるが、表面の平坦な支持体を使用する場合
には充分な耐久性、耐候性が得られないという問
題があつた。 本発明の目的は上記の欠点が改良されてなると
共に電磁変換特性のすぐれた磁気記録媒体を提供
することである。すなわち本発明の目的は、磁気
特性がすぐれると共に耐摩耗性、耐候性にすぐ
れ、電磁変換特性上も大きく改良された非バイン
ダー型磁気記録媒体を提供することである。さら
に本発明の目的は方向性異方性の小さい上記磁気
記録媒体を提供することである。 本発明のかゝる目的は、蒸発源から蒸発した磁
性金属粒子を含む蒸気流が一方々向に移動する基
体に対し、先ず高入射角から低入射角へと連続的
に蒸着して成る第１の蒸着磁性薄膜と、引き続き
前記第１の蒸着磁性薄膜形時と反対の方向に前記
基体を移動させながら、前記第１の蒸着磁性薄膜
の上方に低入射角から高入射角へと連続的に積層
して成る第２の蒸着磁性薄膜を夫々具備して成
り、かつ前記第１と第２の蒸着磁性薄膜によつて
形成される結晶柱の彎曲と傾斜パターンが∫字状
を成すことを特徴とする磁気記録媒体によつて達
成される。 本発明において斜め蒸着とは基体表面の法線に
対し磁性金属材料の蒸気流をある入射角θを持た
せて入射させ基体表面上に磁性薄膜を析出させる
方法である。本発明においては特に斜め蒸着によ
り磁性薄膜を析出させる際、磁性薄膜の析出スタ
ート時には入射角θmaxにて斜め蒸着を開始し、
基体の移動と共に入射角を連続的に減少させるよ
うに変化させて入射角θminにて磁性薄膜の析出
をストツプさせ、次にこの第１層の上に第２層を
繰り返して形成させる。この際、前記第１層形成
時と反対の基体移動方向で磁性薄膜の析出スター
ト時には入射角θminにて斜め蒸着を開始し、基
体の移動と共に入射角を連続的に増加させるよう
に変化させて入射角θmaxにて磁性薄膜の析出を
ストツプさせる。以下所望の膜厚を得るために、
このプロセスを繰り返して少なくとも２層以上積
層する。２層構造とした場合の磁気記録媒体の構
成を図式的に示したのが第１図である。支持体Ｂ
上に第１層１および第２層２の磁性薄膜が形成さ
れている。各層の磁性薄膜１及び２は夫々彎曲し
た傾斜柱状構造１１及び１２を有しており、前記
第１層１と第２層２とで各柱状構造１１及び１２
の傾斜方向は同一方向でかつ∫字状になつてい
る。なお、前記∫字状とは、第１層１の結晶柱１
１が、第１図において、右側に傾斜しながら下方
に凸曲した彎曲構造を成し、又、第２層２の結晶
柱１２が右側に傾斜しながら上方に凸曲した彎曲
構造を形成する積層時の傾斜及び彎曲パターンを
意味するものである。前記各傾斜柱状構造１１及
び１２の支持体Ｂの法線に対する傾きは、前記支
持体Ｂに近い方で小さく、該支持体Ｂより遠くな
るにつれて大きくなつている。第１図においては
２層構造を示しているが、２層以上の多層構造で
あつてもいい。 本発明において入射角としては一般には45゜〜
90゜が望ましく、特に入射角θmaxは60゜〜90゜、入
射角θminは45゜〜75゜が望ましい。 本発明に用いられる磁性金属材料としては、
Fe，Co，Ni等の金属、あるいはFe―Co，Fe―
Ni，Co―Ni，Fe―Co―Ni，Fe―Rh，Fe―Cu，
Co―Cu，Co―Au，Co―Ｙ，Co―La，Co―Pr，
Co―Gd，Co―Sm，Co―Pt，Ni―Cu，Mn―
Bi，Mn―Sb，Mn―Al，Fe―Cr，Co―Cr，Ni
―Cr，Fe―Co―Cr，Ni―Co―Cr，Fe―Co―Ni
―Cr等の強磁性合金である。特に好ましいのは
CoあるいはCoを75重量％含有するような合金で
ある。積層してなる磁性薄膜の総厚は、磁気記録
媒体として充分な出力を与え得る厚さおよび高密
度記録の充分行える薄さを必要とすることから一
般には約0.02μｍから5.0μｍ、好ましくは0.05μｍ
から2.0μｍである。各磁性薄膜の厚さは等しく設
計してもいいし、基体に最も近い磁性薄膜の±50
％の厚さで設けてもいい。 本発明における蒸着とは、上記米国特許第
3342632号の明細書等に述べられている通常の真
空蒸着の他、電界、磁界あるいは電子ビーム照射
等により蒸気流のイオン化、加速化等を行つて蒸
発分子の平均自由行程の大きい雰囲気にて支持基
体上に薄膜を形成させる方法をも含むものであつ
て、例えば当出願人による特開昭51−149008号明
細書に示されているような電界蒸着法、特公昭43
−11525号、特公昭46−20484号、特公昭47−
26579号、特公昭49−45439号、特開昭49−33890
号、特開昭49−34483号、特開昭49−54235号公報
に示されているようなイオン化蒸着法も本発明に
用いられる。 本発明に用いられる基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、ポリエチレンナフタレートのようなプラスチ
ツクベースが好ましい。特に本発明においては表
面粗さ（ra）が0.012μｍ以下であるような上記可
撓性プラスチツクベースが好ましい。ここで表面
粗さ（ra）とはJIS―BO 601の５項に示されて
いる中心線平均組さで、カツトオフは0.25mmとす
る。さらに上記プラスチツクベース上に下塗り層
を設け、その表面粗さ（ra）を0.012μｍ以下とし
たものを基体として用いてもいい。 さらに本発明においては、積層してなる磁性薄
膜の間に非磁性層を介在させてもいい。非磁性中
間層として好ましいものは、Cr，Si，Al，Mn，
Bi，Ti，Sn，Pb，In，Zn，Cuあるいはこれらの
酸化物、窒化物より構成される層である。 次に実施例をもつて本発明を具体的に説明する
が本発明はこれに限定されるものではない。 実施例 １ 第２図にその要部を示した巻取り式蒸着装置２
０を用い、23μｍ厚のポリエチレンテレフタレー
トフイルムＢをクーリングキヤン２２によつて一
方方向に反転させながらその表面に斜め蒸着によ
りコバルト磁性薄膜を形成させて磁気テープを作
製した。蒸発源２１としては電子ビーム加熱式蒸
発源を使用し、真空度７×10^-5Torr中にて蒸着
を行つた。なお、２３は防着板である。磁性膜の
全厚は2000Åとなるようにし、蒸着の際の入射角
設定はθmax90゜θminを60゜とした。フイルムを蒸
着入射角が90゜から60゜へと連続的に変化する方向
に移動させつつ第１の磁性薄膜を形成し、引き続
き前記蒸着源２１により前記蒸着入射角が60゜か
ら90゜へと変化する方向に移動させながら斜め蒸
着を行い第２の層を積層して本発明による磁気テ
ープを得た。得られた磁気テープはVHS型VTR
にて電磁変換持性、スチル耐久性を測定した。磁
気記録層の構成およびポリエチレンテレフタレー
トフイルムの表面粗さを変化させた場合の磁気テ
ープの磁気特性、減磁、スチール耐久性、4MHz
のビデオ出力、4MHzのキヤリア信号よりも1MHz
離れた下側波のノイズを第１表に示す。減磁は磁
気テープの耐候性を見るために、磁気テープを60
℃，90％相対湿度中に７日間保持した場合の飽和
磁束密度（Bm）の減少を測定した。第１表には
７日間上記環境中に保持した後の飽和磁束密度
（Bm₇）の当初の飽和磁束密度（Bm₀）に対する
比（Bm₇／Bm₀）を１から引いた数値で示して
いる。

【表】 実施例 ２ 実施例―１と同様に巻取り式蒸着装置２０を用
いて14μｍ厚のポリエチレンテレフタレートフイ
ルム上に斜め蒸着によりCo―Cr（Cr：５重量％）
磁性薄膜を形成させて磁気テープを作製した。真
空度は８×10^-5Torrとし、入射角θmaxを85゜，
θmin65゜とした。磁性膜の全厚は1500Aとなるよ
うに作製した。層構成および基体の表面粗さを変
化させた場合の磁気テープの特性は第２表のよう
である。

【表】

【表】 実施例 ３ 実施例―１と同様に巻取り式蒸着装置２０を用
いて14μｍ厚のポリアミドフイルムに斜め蒸着に
よりCo―Ni（Ni：20重量％）磁性薄膜を形成さ
せて磁気テープを作製した。真空度は２×
10^-5Torrとし、入射角θmaxを90゜、入射角θmin
を70゜とした。磁性膜の全厚は1800Åとなるよう
に作製した。層構成および基体の表面粗さを変化
させた場合の磁気テープの特性は第３表のようで
ある。磁気テープの特性は実施例―１と同様にし
て測定した。

【表】 以上の実施例から明らかなように、前記蒸着磁
性薄膜を少なくとも２層積層してなる磁気記録媒
体は、磁気特性、耐候性、耐久性、再生出力、ノ
イズにおいてすぐれている。特に表面粗さ（ra）
が0.012μｍ以下のプラスチツクフイルム上に上記
積層磁性薄膜を設けてなる磁気テープは耐候性、
耐久性、再生出力においてさらにすぐれ蒸着テー
プの実用化上そのメリツトは極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による磁気記録媒体の一構成例
を図式的に示している。 第２図は本発明の実施例に使用した装置の略図
である。１及び２は蒸着磁性薄膜、１１及び１２
は彎曲した傾斜柱状構造である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 蒸発源から蒸発した磁性金属粒子を含む蒸気
   流が一方々向に移動する基体に対し、先ず高入射
   角から低入射角へと連続的に蒸着して成る第１の
   蒸着磁性薄膜と、引き続き前記第１の蒸着磁性薄
   膜形成時と反対の方向に前記基体を移動させなが
   ら、前記第１の蒸着磁性薄膜の上方に低入射角か
   ら高入射角へと連続的に積層して成る第２の蒸着
   磁性薄膜を夫々具備して成り、かつ前記第１と第
   ２の蒸着磁性薄膜によつて形成される結晶性の彎
   曲と傾斜パターンが∫字状を成すことを特徴とす
   る磁気記録媒体。 ２ 前記基体が磁性薄膜を設けるべき表面の粗さ
   （ra）を0.012μｍ以下とする可撓性基体であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁気
   記録媒体。 ３ 前記各磁性薄膜間に非磁性層を介在させたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁気
   記録媒体。