JPH0323973B2 - - Google Patents

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JPH0323973B2
JPH0323973B2 JP60174670A JP17467085A JPH0323973B2 JP H0323973 B2 JPH0323973 B2 JP H0323973B2 JP 60174670 A JP60174670 A JP 60174670A JP 17467085 A JP17467085 A JP 17467085A JP H0323973 B2 JPH0323973 B2 JP H0323973B2
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JP
Japan
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layer
magnetic
protective layer
plasma cvd
magnetic recording
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JP60174670A
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Kenji Yamamoto
Yoichi Hosokawa
Takehisa Nakayama
Yoshihisa Oowada
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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  • Magnetic Record Carriers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は磁気テープ、磁気デイスクなどの磁気
記録媒体に関する。さらに詳しくは、潤滑性、耐
摩耗性などに優れた磁気記録媒体に関する。
[従来の技術] 従来の磁気記録媒体の多くは、有機バインダー
中に磁性体粉を分散させた塗液を非磁性支持体上
に塗布、乾燥して磁性層が形成され、製造されて
いる。
近年、記録すべき情報量の増加に伴い、バイン
ダーを使用しないでスパツター法、イオンプレー
テイング法などにより磁性層を形成する磁気記録
媒体が提案されており、とくに垂直磁化膜を用い
た磁気記録媒体が記録容量が大きいという点から
注目されている。
前記のごとき磁気記録媒体に用いる磁性層とし
ては、たとえば垂直磁化膜のばあいにはCo−Cr
のスパツター法による膜があげられるが、このよ
うな磁性層を設けた磁気記録媒体は、機械的強度
が充分でなく、磁気ヘツド、ガイドローラー、ラ
イナーなどとの摩擦により傷つきやすく、摩擦係
数が大きく、走行性も充分でなく、さらに耐候特
性も充分でないなどの欠点を有している。
これらの欠点を改善するため、プラズマ重合法
により含フツ素ポリマー層やMoなどの金属含有
含フツ素ポリマー層を保護層として設ける方法も
提案されている。
[発明が解決しようとする問題点] スパツター法やイオンプレーテイング法などに
より磁性層を形成した磁気記録媒体の前記のごと
き欠点を解消するために、保護層としてプラズマ
重合法によりポリマー層を形成してもなお耐摩耗
性が充分でなく、その上、磁性特性が低下すると
いう新たな欠点が生じる。
本発明は、スパツター法やイオンプレーテイン
グ法などにより磁性層を形成した磁気記録媒体の
欠点を、新たな欠点を生ぜしめることなく解決す
ることを目的とするものである。
[問題点を解決するための手段] 本発明は、スパツター法やイオンプレーテイン
グ法などにより形成した磁性層上に、プラズマ
CVD法により非晶質シリコン(a−Si)層、a
−SiC層またはダイヤモンド状(硬質)カーボン
膜などを形成すると、プラズマ重合法によるポリ
マー層のばあいと比較して磁性特性の低下がはる
かに少なく、形成した膜の付着力が大きく、ひつ
かき試験に対しても良好で耐摩耗性に優れたもの
になることが見出されたことによりなされたもの
であり、非磁性支持体上に設けられた磁性層の保
護層として、プラズマCVD法により形成された
非晶質シリコン層、シリコンを含む非晶質層、シ
リコンを含む多結晶質層、非晶質カーボン膜およ
びダイヤモンド状カーボン膜よりなる群からえら
ばれた少なくとも1種の層であつて、1mm2当り1
〜50μmφの穴が102〜105個存在する保護層が設
けられてなる磁気記録媒体に関する。
[実施例] 本発明に用いる非磁性支持体にはとくに限定は
なく、通常磁気記録媒体の支持体として用いられ
る支持体であれば使用しうる。このような非磁性
支持体の具体例としては、ポリエチレンテレフタ
レート、エンジニアリングプラスチツクスとして
用いられる芳香族ポリエステルなどのポリエステ
ル類、、ポリイミド類などから形成された厚さ
2000Å〜1mm程度のフイルムまたはシート状物な
どがあげられる。
本発明においては前記非磁性支持体に、たとえ
ば通常のスパツター法、イオンプレーテイング
法、真空蒸着法、メツキ法などの方法により、
Co−Cr、Co−P、Co−Ni−P、Co、Co−Niな
どからなる膜厚500Å〜5μm程度の磁性層が形成
され、さらに該磁性層の上に保護層が設けられて
いる。
前記保護層は、非晶質シリコン層、シリコンを
含む非晶質層、シリコンを含む多結晶質層、非晶
質カーボン膜またはダイヤモンド状カーボン膜の
いずれかの層あるいはこれらの層を複数組合わせ
た層からなり、その厚さとしては10〜3000Åが好
ましく、10〜500Åがさらに好ましい。
前記厚さが10Å未満になると、薄すぎて保護層
としての効果が充分でなくなる傾向が生じ、3000
Åをこえると、磁性層と磁気ヘツドとの間隔が大
きくなり、スペース損失が大きくなり、再生出力
が低下する傾向が生じる。またそのビツカース硬
度は500以上が好ましく、1000〜6000がさらに好
ましい。前記硬度化が500未満になると保護層が
傷がつきやすくなつたり、はがれやすくなつたり
する傾向が生じる。
本発明の磁気記録媒体においては磁性層の上に
前記保護層が設けられているが、部分的に保護層
の設けられていない部分あるいは部分的に保護層
がへつこんでいる部分、すなわち1mm2当り1〜
50μmφの穴が102〜105個、好ましくは103〜104
個程度存在する。このように微小な穴が存在する
と、磁気ヘツド、ガイドローラーなどとの接触面
積が小さくなり、摩擦が小さくなり、耐摩耗性、
走行性などに優れた磁気記録媒体がえられる。
前記非晶質シリコン層の具体例としては、非晶
質シリコンのダングリングボンドが水素、フツ
素、塩素などで補償されたa−Si:H、a−Si:
F、a−Si:H:F、a−Si:H:Clなどから形
成された層があげられる。
また前記シリコンを含む非晶質層の具体例とし
ては、たとえばa−SiC:H、a:SiO:H:F、
a−SiN:H、a:SiN:H:F、a−SiO:H、
a−SiO:H:Fなどから形成された層があげら
れる。
本明細書にいうシリコンを含む多結晶質層と
は、シリコンを含む結晶と非晶質とからなる微結
晶層あるいは結晶のみからなる多結晶層で、その
具体例としては、たとえばμc−SiC、多結晶SiC、
μc−SiN、多結晶SiN、μc−SiO2、多結晶SiO2
どから形成された層があげられる。
さらに本発明に用いる非晶質カーボン膜および
ダイヤモンド状カーボン膜としては、たとえばそ
れぞれa−C:H、a−C:H:Fなど、および
グラフアイト層中にダイヤモンド微結晶を含むカ
ーボン膜などがあげられる。
本発明に用いる保護層が前記のごとくフツ素原
子を含む物質から形成されているばあいには、磁
気ヘツド、ガイドローラーなどとの摩擦が小さく
なり、耐摩耗性、走行性に優れた磁気記録媒体が
えられる。
つぎに本発明に用いる保護層の形成法について
説明する。
本発明に用いる保護層は、 (a) 磁性層の設けられた非磁性支持体(基板)の
存在下、原料ガスを高周波グロー放電により堆
積させるRFプラズマCVD法、 (b) 前記支持体を電極上に設置し、該電極に対向
電極の電圧に対して負の電圧を印加し、原料ガ
スを直流放電により堆積させるDCプラズマ
CVD法、 (c) さらに(b)のDCに加えて高周波を印加し、
DC、RF混合の放電をおこし、原料ガスを堆積
させるRFとDCの両者混合のプラズマCVD法、 (d) 磁性層の設けられた非磁性支持体を電極上に
設置し、(a)と同様にしてRFプラズマCVD法で
原料ガスを堆積させる際にDCバイアスを印加
する方法 などのプラズマCVD法により形成され、300℃以
下の基板温度で形成するのが好ましい。
これらの方法の中では(a)の方法よりも(b)の方法
が、保護層に微細な穴を設けることができ、摩擦
を低くしうる、室温でも硬度が大きく耐摩耗性に
優れた保護層がえられるなどの点から好ましく、
(b)の方法よりも(c)の方法が膜厚の均一性が良好
で、絶縁性の保護層を速く、厚く作製しうるなど
の点から好ましい。
(a)の方法における一般的な条件としては、たと
えば13.56MHzのRFを0.005〜0.5W/cm2、反応室
内圧力0.1〜7Torr、基板温度 室温〜300℃、原
料ガス流量10〜200SCCM程度の条件があげられ
る。
また(b)の方法における一般的な条件としては、
たとえばDC−150V〜−2KVであるほかはほぼ(a)
と同様の条件があげられ、(c)の方法においては(a)
の方法および(b)の方法における条件を併有する条
件、たとえばDC−150V〜−2KV(DC電流50mA
〜2A)とRF0.005〜0.5W/cm2とを混合したほか
は(a)または(b)の方法と同様の条件が、好ましい条
件としてあげられる。
さらにdの方法においては、、(a)の方法の条件
に加えてDCバイアス電圧を−150〜+150V印加
するのが一般的な条件である。
保護層を形成するために用いる原料ガスとして
は、SiH4、Si2H6、SiF4、SiF2H2などのシラン
系ガス、CH4、C2H4、C2H2、C6H6、C4H10など
の炭化水素ガス、H2ガス、CF4、C2F6、C6H3F3
などのフツ素含有化合物ガスなどがあげられる。
たとえば保護層として非晶質シリコン層を形成
するばあいには、SiH4、SiF4、Si2H6を単独また
は混合して、あるいはこれらとH2とを併用して
原料ガスとして用いるのが一般的であり、シリコ
ンを含む非晶質層を形成するばあい、あるいはシ
リコンを含む多結晶質層を形成するばあいには、
たとえばSiC:H膜を形成するばあいにはSiH4
CH4、SiH4+C2H4、SiH4+CH4+H2、SiH4
CH4+CF4+H2など、SiN:H膜を形成するばあ
いにはSiH4+NH4+H2などを原料ガスとして用
いるのが一般的であり、非晶質カーボン膜あるい
はダイヤモンド状カーボン膜を形成するばあいに
は、CH4+H2、CF4+CH4+H2、C2H2+H2
C2H4+H2などを原料ガスとして用いるのが一般
的である。
本発明の磁気記録媒体においては、保護層に前
記のごとき微細な穴を設けるため、すでに説明し
たように接触面積が小さく、摩擦が小さく、走行
性が良好になり、磁性特性の低下がほとんどおこ
らなくなるが、このような穴は保護層の形成を
DCプラズマCVD法またはRFおよびDC両者混合
のプラズマCVD法により行なう、DCを−550V
〜−1KVという負の高電圧を印加することによ
り形成せしめうる。この微細な穴は5μmの厚さ
でも前記方法により形成可能である。さらにこの
ようにしてDCプラズマを用いて保護層を形成す
ると硬度の大きい保護層が形成される。
なおCH4+CF4+H2のようにフツ素含有化合物
を含むガスを原料ガスとして用い、DCプラズマ
CVD法またはRFおよびDC両者混合のプラズマ
CVD法で保護層を形成すると、基板温度が室温
のばあいでも硬度が1000〜7000という高い、耐摩
耗性に優れた保護層がえられる。
このようにして形成される本発明に用いる保護
層は磁性層への付着力が20〜50Kg/cm2と大きく、
保護層の摩擦係数は0.15〜0.30と優れたものであ
る。
つぎに本発明の磁気記録媒体を実施例にもとづ
き説明する。
比較例 1 第1図に示すごとき装置でRF電源を用いず、
DC電源を用いて保護層を形成した。
非磁性支持体である厚さ10.5μmのポリエチレ
ンテレフタレート製のテープ上に磁性層として
Co−Niを厚さ0.15μmになるように蒸着法により
堆積せしめた。
えられた磁性層を層設したープ1の一部が第1
図に示す上部電極2上にくるように設置し、ヒー
タ温度を50℃に設定し、原料ガスとしてCH4ガス
40SCCMを流し、反応室圧力を0.5〜1.5Torrに設
定し、DC電圧を−300〜−500V(DC電流100〜
1000mA)印加し、約10分間放電させ、500Åの
厚さのダイヤモンド状カーボン膜を保護層として
形成した。なお上部電極2の面積5は、第2図に
示すように、放電可能なように上部電極2に接す
る磁性層を層設したテープ1の面積6の2倍以上
が必要である。また図中の3は高周波チヨークコ
イル、4はロールである。
えられた磁気テープの記録波長0.8μmでの再生
出力、保護層を設けないものにくらべて±0.4dB
であり、スペース損失は無視できた。該磁気テー
プをビデオ・テープ・レコーダーを用いて100回
往復走行させたのち、目視および光学顕微鏡(50
倍)で観察したところ、すり傷は見とめられなか
つた。また摩擦係数は5g加重で走査速度1.0
mm/秒でステンレス球を押しつけて20mmの距離を
往復運動させて求めた。走査回数0回での摩擦係
数は0.200、500回後の摩擦係数は0.206で3%増
加した。
前記ダイヤモンド状カーボン膜の硬度はマイク
ロビツカース法で3500、磁性層への付着性は50
Kg/cm2との良好であつた。ただしマイクロビツカ
ース法での硬度および付着性は同一条件で作製し
た膜厚3μmの保護層にて評価した。
実施例 1 第1図に示すごとき装置を用いて保護層を形成
した。
比較例1で用いた磁性層を層設したテープ1を
比較例1と同様にセツトし、第1図に示すしヒー
タ温度を50℃に設定し、原料ガスとしてCH4ガス
20SCCM、H2ガス100SCCM、SiH4ガス
0.1SCCMの混合ガスを流し、反応室圧力を
1.0Torrに設定し、DC電圧を−550〜−700V(DC
電流100〜1000mA)、RF電圧を10〜30W印加し、
DCおよびRF両者混合の放電を15分間行ない、約
800Åの厚さのダイヤモンド状カーボン膜を保護
層として形成した。
前記ダイヤモンド状カーボン膜は一面に形成さ
れた膜ではなく、1〜50μmφの穴が1mm2当り約
104個存在する膜であつた。なお前記の穴は保護
層形成時に負の高電圧を印加することにより形成
されたものである。
えられた磁気テープを用いて比較例1と同様に
して特性をしらべたところ、マイクロビツカース
法での硬度4000、保護層の磁性層への付着性は良
好で、100回往復走行後のすり傷は目視および光
学顕微鏡(50倍)で見とめられなかつた。摩擦係
数および500回パス後の変化はそれぞれ0.150およ
び+1%で、記録波長0.8μmでの再生出力は、保
護層を設けないものにくらべて±0.4dBであり、
スペース損失はは無視できるものであつた。
[発明の効果] 本発明の磁気記録媒体は特定の保護層を有して
いるため、機械的強度が大きく傷つきにくく、走
行性がよく、かつ耐摩耗性も良好で磁性特性の低
下も少ないという特徴を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の磁気記録媒体を製造する装置
の一例に関する説明図、第2図は上部電極2上に
テープ1が接している状態に関する説明図であ
る。 (図面の主要符号)、1:磁性層を層設したテ
ープ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 非磁性支持体上に設けられた磁性層の保護層
    として、プラズマCVD法により形成された非晶
    質シリコン層、シリコンを含む非晶質層、シリコ
    ンを含む多結晶質層、非晶質カーボン膜およびダ
    イヤモンド状カーボン膜よりなる群からえらばれ
    た少なくとも1種の層であつて、1mm2当り1〜
    50μmφの穴が102〜105個存在する保護層が設け
    られてなる磁気記録媒体。 2 前記保護層がRFプラズマCVD法、外部から
    DCバイアスを印加したRFプラズマCVD法、DC
    プラズマCVD法またはRFおよびDC両者混合の
    プラズマCVD法により形成されてなる特許請求
    の範囲第1項記載の磁気記録媒体。
JP17467085A 1985-08-08 1985-08-08 磁気記録媒体 Granted JPS6234325A (ja)

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