JPH03272109A - 磁気記録媒体ならびにその製造方法 - 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】 本発明は、例えば磁気テープあるいは磁気ディスクカー
トリッジなどに用いる磁気記録媒体ならびにその製造方
法に係り、特にそれの強磁性層の構成に関するものであ
る。

［従来の技術］ 結果的には信号再生時の出力が低下してしまい。

満足できる磁気記録媒体とはいえなかった。

本発明の目的は、このように強磁性金属層の耐磨耗性を
向上させると再生出力が低下するという従来技術の欠点
を解消し、耐磨耗性を有し、かつ再生出力の高い磁気記
録媒体ならびにその製造方法を提供するにある。

［課題を解決するための手段］ 前述の目的を達成するため、本発明は、柱状粒子の集合
体でＣＯとＮｉと○からなり、原子数比でＣｏ　：Ｎｊ
＝７０：　３０から９０：１０の範囲に規制された強磁
性金属層を有する磁気記録媒体において、 前記強磁性金属層の少なくとも表面部に非晶質のコバル
ト化合物層を存在させ、かつ残留磁化量を４００ｅｍｕ
／ｃｃ以上、飽和磁化量を５００ｅｍｕ／ｃｃ以上に規
制したことを特徴とするものである。

前述の目的を達成するため、さらに本発明は、柱状粒子
の集合体でＣｏとＮｉと０からなり、原コバルトもしく
はコバルト合金を用いて連続側め蒸着法によって形成さ
れた強磁性金属層は、高記録密度が可能な面内磁気記録
媒体として例えば８ｍｍＶＴＲなどへの応用が期待され
ており、特にＣＯ−Ｎｉ合金を用いたものは、耐食性が
優れているため有望視されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、前述の磁気記録媒体は耐磨耗性が劣るという欠
点を有している。

従来よりこの種の強磁性金属層は、蒸着時に強磁性金属
材料と酸素ガスを反応させることによって強磁性金属層
の表面部に酸化物層を形成し１強磁性金属層の耐磨耗性
を向上させる方法が用いられている。

ところがこの方法では、強磁性金属の蒸気流が多量の酸
素ガスと反応するため、強磁性金属層の飽和磁化量が大
幅に減少してしまう。さらに、強磁性金属の蒸気流と酸
素ガスの衝突によって結晶配向の乱れが大きくなり、残
留磁化量が小さくなるという欠点を有している。このよ
うなことから、子機比でＣｏ：Ｎユ＝７０：　３０から
９０：１０の範囲に規制された強磁性金属層を有する磁
気記録媒体の製造方法において。

所定の減圧下で基体上にＣＯ−Ｎｉ合金を斜め蒸着して
蒸着体を得た後、その蒸着体を酸化性ガス雰囲気下で放
置して、前記強磁性金属層の少なくとも表面部に非晶質
のコバルト化合物層を形成したことを特徴とするもので
ある。

［作用］ 一般に飽和磁化量は、強磁性金属層の金属組成。

密度、酸化物の割合などに依存する。また、残留磁化量
は、前述の要因のほかに、酸化物の割合が大きいときに
膜厚に依存し、膜厚が薄いほど残留磁化量は大きくなる
傾向にある。

従って連続斜め蒸着法を用いてＣＯとＮｉと０からなる
強磁性金属層の飽和磁化量と残留磁化量をともに大きく
するには、強磁性金属の蒸気流と酸素ガスの反応量を少
なくしなくてはならない。

本発明者らは、強磁性金属層の飽和磁化量と残留磁化量
を大幅に減少させず、かつ耐磨耗性を有する強磁性金属
層を得る方法について検討を進めた結果、理論的根拠は
明らかでないが、強磁性金Ｘ層は、少なくとも表面部に
非晶質のコバルト化合物層を存在させることにより、優
れた耐磨耗性を示す二とが判明した。

この非晶質のコバルト化合物層は、強磁性金属層を形威
した後に、例えば酸素ガスなどの酸化性ガス中に放置す
ることにより強磁性金属層の表面部に形威される。

以上のことから、蒸着時における強磁性金属の蒸気流と
酸素ガスの反応量を少なくして強磁性金属層を形威した
後に１強磁性金属層の少なくとも表面部に非晶質のコバ
ルト化合物層を形威すれば。

強磁性金属層の飽和磁化量と残留磁化量を大幅に減少さ
せず、かつ耐磨耗性を有する強磁性金属層を得ることが
できる。

［実施例コ 次に発明の実施例を図面とともに説明する。第１図は真
空蒸着装置の概酩構成図、第２図は実施例に係る磁気記
録媒体の断面図、第３図は磁性層合体からなる強磁性金
属層を形威し、連続的に１０００ｍ巻取りロール２に巻
き取った。そして真空蒸着槽３内に乾燥した窒素ガスを
導入し、槽内を大気圧まで戻して、前記蒸着巻取り体を
取り出した。

さらにこの蒸着巻取り体を加圧容器内に入れ、酸素ガス
で２気圧に加圧対ヌした状態で、２週間放置した。その
後に蒸着巻取り体を加圧容器から取り出して、強磁性金
属層の上に潤滑剤層を塗布形成した後、８ｍｍ幅にスリ
ットしてＶＴＲ用の磁気テープを製作した。

第２図はこのようにして得られた磁気記録媒体の断面図
で、図中の１はベースフィルム、１２は強磁性金属層、
１３は潤滑剤層である。この潤滑剤としては、特に脂肪
族系有機化合物あるいはフッ素系有機化合物が用いられ
る。

前記脂肪族系有機化合物としては、例えば脂肪酸、脂肪
酸の金属塩、脂肪酸エステル、脂肪酸アミド、脂肪族ア
ルコールなどが使用できる、前記脂肪酸としては、例え
ばラウリル酸、ミリを構成する強磁性金属層の概念説明
図である。

厚さ１２μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムか
らなり１表面に高さが２０ｎｍの突起を１０’個／　Ｑ
　ｍ”　を有するベースフィルム１の原反ロール２を真
空蒸着槽３内にセットする。原反ロール２から繰り出し
たベースフィルム１は、ガイドローラ４を介して真空蒸
着槽３の中央に配置された円筒状のキャン５の局面に巻
き掛けられた後、ガイドローラ４を介して巻取りロール
６に巻き取られる。

前記キャン５の下方にはるつぼ７が配置され、その中に
原子比でＣｏ　：Ｎｉ＝８０：　２０のＣ０−Ｎｉ合金
からなる強磁性金属８がセットされている。このるつぼ
７とキャン５との間に、防着板９が配置されている。

真空蒸着槽３に付設されている減圧手段１０により槽内
を８．０Ｘ１０−’　　トールに維持する。このような
状態において、前記キャン５の周面に沿って移動するベ
ースフィルム１に向けて強磁性金属８を斜め蒸着し、厚
さ１７０ｎｍで柱状粒子の集スチン酸、パルミチン酸、
オレイン酸、ステアリン酸、ベヘン酸などがある。また
これらの金属塩としては１例えば前記脂肪酸のリチウム
塩、マグネシウム塩、鉄塩、コバルト塩、亜鉛塩、バリ
ウム塩などがある。

前記脂肪酸エステルとしては、例えばステアリン酸ブチ
ル、ミリスチン酸オクチル、脂肪酸アミド、ステアリン
酸モノグリセリド、パルミチン酸モノグリセリド、オレ
イン酸モノグリセリド、ペンタエリスリトールテトラス
テアレートなどが使用される。

前記脂肪酸アミドとしては、例えばカプロン酸アミド、
カプリン酸アミド、ラウリン酸アミド、パルミチン酸ア
ミド、ベヘン酸アミド、オレイン酸アミド、リノール酸
アミド、メチレンビスステアリン酸アミドなどが使用可
能である。

前記脂肪族アルコールとしては１例えばステアリールア
ルコール、ミリスチルアルコールなどが使用できる。

また、フッ系潤滑剤としては、例えばトリクロロフルオ
ロエチレン、パーフルオロポリエーテル、パーフルオロ
アルキルポリエーテル、パーフルオロアルキルカルボン
酸などが用いられる。

潤滑剤の膜厚が３０スよりも薄いと長期間にわたって潤
滑機能を発揮することが難しく、一方、膜厚が５０ＯＡ
よりも厚くなると電磁変換特性が低下するため、潤滑剤
層１３の膜厚は３０〜５００大の範囲に規制するほうが
望ましい。

第３図は、前記強磁性金属層１２の構成を説明するため
の概念図である。この図に示すようにベースフィルム１
の上に、多数の柱状粒子１７が密に並んだ状態で配置さ
れ、これらによって強磁性金ＭＮｉ２が構成されている
。そしてこの柱状粒子１７は、基部１８がＣｏ−Ｎｉ合
金からなり、その上部にＣｏｏからなるコバルトの酸化
物層１９を介して、ＣＯ２Ｏ３・ｎＨ２Ｏからなる非晶
質のコバルト化合物層２０が形成されている。

この磁気記録媒体とは別に、前述と同じＣＯ−Ｎｉ合金
をベースフィルム上に斜め蒸着する際、蒸気流の低入射
角部に向かって種々の割合の酸素１ れている実線は実測スペクトルを示し、この実測スペク
トルは各種ピーク値が合成されて示されているから、分
かりやすいようにこの実測スペクトルを各ピーク毎に分
解し、各ピークを個別に点線で示シた。

第６図は、前記比較例によって得られた磁気記録媒体の
強磁性金属層と潤滑剤層との界面付近におけるＸ線光電
子分光法の分析結果をに示す図である、なお、分析条件
は前記第４図のもの同一である 第７図は、前記比較例によって得られた磁気記録媒体の
強磁性金属層と潤滑剤層との界面付近におけるＯｌｇの
スペクトル図である。同図に示されている実線は実測ス
ペクトル、点線は各ピークを個別にで示したものである
。

第８図は、前記実施例によって得られた磁気記録媒体の
強磁性金属層表面でのＸ線光電子分光法分析によるスペ
クトル図である。

このＸ線光電子分光分析におけるＣｏ：２Ｐスペクトル
が、その結合エネルギー７８０．０±０．３ｅＶ　（２
Ｐガスを吹きつけながら強磁性金属層を形成し、後は前
記実施例と同様にして磁気テープを製作した。

さらに比較例として、前記実施例において、蒸着巻取り
体を真空蒸着槽から取り出して潤滑剤層を形成した後、
そのまま８ｍｍｆｆ１にスリットしてＶＴＲ用の磁気テ
ープを製作した。

このようにして製作した各磁気記録媒体の強磁性金属層
表面をＸ線光電子分光法（ＶＧ社製　ＥＳＣＡＬＡ、Ｂ
−５型を使用）ならびに反射電子線回折法（日立製作所
社製　Ｔ（−７００Ｈ型を使用）によって分析した。

第４図は、前記実施例によって得られた磁気記録媒体の
強磁性金属層と潤滑剤層との界面付近におけるＸ＠光電
子分光法の分析結果をに示す図である。なお、分析条件
として、Ｘ線出力は１０ＫＶ、２０ｍＡで、Ｃ１ｓピー
ク値を２８４．６ｅＶにセットし、脱出角を零にした。

第５図は、前記実施例によって得られた磁気記録媒体の
強磁性金属層と潤滑剤層との界面付近におけるＯｌｓの
スペクトル図である。同図に示さ２− ３／２〉と７９５．６±０．３ｅＶ　（２Ｐ　　１／２
）の両ピークの結合エネルギー側立ち上がり点を通って
スペクトルに接するように直線でバックグランドＢ、Ｇ
。

を引いたとき、７８００±０．３ｅＶのピークの高さＨ
工を１．００とすれば、７８５．９±０．３０にあるピ
ークの高さＨ２が２５となる。

また第９図に示すように、○１Ｓスペクトルがその結合
エネルギー５３０．５±２．５ｅＶにある複合したピー
クの低結合エネルギー側立ち上がり点と高結合エネルギ
ー側立ち上がり点を通ってスペクトルに接するように直
線でバックグランドＢ、Ｇ。

を引いたとき、第１０図に示すようにこの複合したピー
クの波形分離によって得られる５２９．３±０．４ｅＶ
にあるピークの高さＨ３と、５３０．８±０．４ｅＶに
あるピークの高さ中４の比Ｈ，：Ｈ４が１００＝７１と
なる。

本発明者らの諸種の実験結果から前述のピーク高さＨｌ
　を１００とした場合のサテライトピークのピーク高さ
Ｈ２が４０より大きいと、耐食性が不十分であり、高温
高湿下での走行性が経時的に劣化する傾向にある。従っ
、て、メインピーク（７８０，０±０．３ｅＶ）のピー
ク高さ１１．を１００とした場合のサテライトピークの
ピーク高さＨ７を４０以下に規制する必要がある。

さらにＯ１ｓスペクトルにおいて、低結合エネルギーピ
ークの高さＨｌと高結合エネルギーピークの高さＨ４ノ
比率（Ｈ，／Ｈ，）が１００／１１０より小さい場合は
、たとえ前述のＣｏ２Ｐスペクトルが前記の範囲内にあ
っても、走行耐久性に欠ける。

一方、田／Ｈ４が１００１５０より大きくなると１表面
層の形成が、一種の脱水過程を経ると見られる二とから
、長期間の処理が必要となり。

生産性の面で欠点がある。従って前記Ｈ３／Ｈ。

は、１００１５０〜１１０の範囲に規制する必要がある
。

反射電子線回折の結果、蒸着時に酸素ガスを吹き込まな
い場合は、わずかにｃｏ金金属回折線が認められるハロ
ーパターンを示し、蒸着時に酸素ガスを吹き込んだ場合
は、Ｃ００の回折線がわず５ 評価した。また再生出力は、回転ドラム式電磁変換特性
測定装置を使用し、ＩＭＨ２と５ＭＨｚの正弦波を記録
再生したときの出力を測定し、メタルテープの出力をＯ
ｄＢとして比較した。

なお、表中のＡ１１１は酸素ガス吹き込み割合（ｍＡ／
ｍ１ｎ）　、Ｂａは飽和磁化ｆ（ｅｍｕ／ｃｃ）、Ｃ３
ｊｌは残留磁化量（ｅｍｕ／ｃｃ）、Ｄ欄は非晶質のコ
バルト化合物の有無、Ｅ欄は耐磨耗性（パス）、Ｆ１＠
はＩＭＨｚの正弦波で記録再生したときの再生出力（ｄ
Ｂ）、Ｆ２１１１は５ＭＨｚの正弦波で記録再生したと
きの再生出力（ｄＢ）をそれぞれ示している。

かに認められるハローパターンを示した。

これらの分析結果から、前？！１１！実施例で得られた
磁気記録媒体は、強磁性金属層の少なくとも表面部に非
晶質のコバルト化合物層が存在していることを確認した
。また、前記比較例で得られた磁気記録媒体の反射電子
線回折の結果、ＣＯあるいはＣ００の明瞭な回折線が認
められた。

［発明の効果コ 前記実施例ならびに比較例によって得られた磁気記録媒
体の飽和磁化量、残留磁化量、耐磨耗性ならびに再生出
力を測定し、その結果を次の表に示した。

なお、強磁性金属層の膜厚は、超薄切片法で試料を作威
し、透過型電子顕微鏡（日立製作所社製Ｈ−７００Ｈ型
）によって膜断面を観察することにより測定した。前記
飽和磁化量ならびに残留磁化量の測定には、ＶＳＭ　（
東英工業社製　ＶＳＭＳ型）を用いた。前記耐磨耗性は
、ｍ動式硬球試験機を用い、５ｇの荷重を加えた硬球で
試料膜表面を摺り、試料膜が破壊するまでの摺動回数で
６ 表 この表から明らかなように、蒸着時における強磁性金属
の蒸気流と酸素ガスの反応量を少なくして強磁性金属層
を形成して、その強磁性金属層の少なくとも表面部に非
晶質のコバルト化合物層を存在させた本発明の磁気記録
媒体は、飽和磁化量ならびに残留磁化量が大きいにもか
かわらず、耐磨耗性（Ｅ１１２１参照）に優れており、
しかも再生出力（Ｆｌ１１５、Ｆ２欄参照）も高い。

飽和磁化量ならびに残留磁化量の上限は１強磁性金属材
料や蒸着法によって決まるが１強磁性金属層層の少なく
とも表面部に非晶質のコバルト化合物層を存在させたと
き、耐磨耗性が優れている範囲で、できるだけ大きい方
が望ましい。

非晶質コバルト化合物の形成力法は、酸化性ガスを主成
分とする雰囲気下において、蒸着巻取り体を一定期間放
置しておけばよい。この酸化性ガスとしては、酸素ガス
のほかに、オゾンガスあるいは酸素ガスとオゾンガスの
混合したものでもよい。またこの時、加熱したり、水分
付着処理を加えてもよい。さらに、蒸着巻取り体を巻き
取ったまま、あるいは巻解きながら高温低湿雰囲気で処
理する方法を採用してもよい。なお、この時の温度は高
い方が望ましく、その上限は構成材料の耐熱温度で決ま
り、例えばベースフィルムとしてポリエチレンテレフタ
レートを使用した場合は、６０〜９０℃の範囲が望まし
い。また湿度は３０％ＲＨ以下が望ましい。さらにこの
時の放置、処理時間は、蒸着巻取り体の幅や長さなどを
勘案し１す 第４図は、前記実施例によって得られた磁気記録媒体の
強磁性金属層と潤滑剤層との界面付近におけるＸ線光電
子分光法の分析結果をに示す図。

第５図は、前記実施例によって得られた磁気記録媒体の
強磁性金属層と潤滑剤層との界面付近におけるＯｌｇの
スペクトル図、 第６図は、前記比較例によって得られた磁気記録媒体の
強磁性金属層と潤滑剤層との界面付近におけるＸ＠光電
子分光法の分析結果をに示す図、第７図は、前記比較例
によって得られた磁気記録媒体の強磁性金属層と潤滑剤
層との界面付近における０１５のスペクトル図、 第８図、第９図ならびに第１０図は、前記実施例によっ
て得られた磁気記録媒体の強磁性金属層表面でのＸ線光
電子分光法分析によるスペクトル図である。

１・・・ベースフィルム、３・・・・・・真空蒸着槽。

８　・　強磁性金属、１２・・・強磁性金属層、１６・
潤滑剤層、１７・・・柱状粒子、１８・　・基部、て決
める必要がある。

非晶質コバルト化合物の形成工程は、蒸着の後続いて、
あるいは他の工程１例えば巻替え工程、スリット工程、
潤滑剤の塗布工程などを挟んで行ってもよい。

磁気記録媒体は、強磁性金属層を形成する前に。

下地層や裏面層を設けてもよく、さらに強磁性金属層の
上に有機化合物や無機化合物からなる潤滑剤層あるいは
保護層を形成してもよい。

本発明は前述のような構成になっているから、強磁性金
属層の耐磨耗性を向上させると再生出力が低下するとい
う従来技術の欠点を解消し、耐磨耗性を有し、かつ再生
出力の高い磁気記録媒体を提供する二とがきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、真空蒸着装置の概略構成図、第２図は、本発
明の実施例に係る磁気記録媒体の断画図、 第３図は、磁性層を構成する強磁性金属層の概念説明図
、 ０ １９・・・・コバルトの酸化物層、２ｏ・・・・・・非
晶質のコバルト化合物層。 第 ４ 図 Ｂ、　Ｅ、（ｅＶ　） 第 図 Ｂ、Ｅ、（ｅＶ）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）柱状粒子の集合体でＣｏとＮｉとＯからなり、原
   子数比でＣｏ：Ｎｉ＝７０：３０から９０：１０の範囲
   に規制された強磁性金属層を有する磁気記録媒体におい
   て、 前記強磁性金属層の少なくとも表面部に非晶質のコバル
   ト化合物層を存在させ、かつ残留磁化量を４００ｅｍｕ
   ／ｃｃ以上、飽和磁化量を５００ｅｍｕ／ｃｃ以上に規
   制したことを特徴とする磁気記録媒体。
2. （２）請求項（１）記載において、前記非晶質のコバル
   ト化合物層のＸ線光電子分光分析におけるＣｏ２Ｐスペ
   クトルが、その結合エネルギー７８０．０±０．３ｅＶ
   （２Ｐ３／２）と７９５．６±０．３ｅＶ（２Ｐ１／２
   ）の両ピークの結合エネルギー側立ち上がり点を通つて
   スペクトルに接するように直線でバックグランドを引い
   たとき、７８０．０±０．３ｅＶのピークの高さを１０
   ０とすれば、７８５．９±０．３ｅＶにあるピークの高
   さが４０以下であつて、 かつ、Ｏ１ｓスペクトルがその結合エネルギー５３０．
   ５±２．５ｅＶにある複合したピークの低結合エネルギ
   ー側立ち上がり点と高結合エネルギー側立ち上がり点を
   通つてスペクトルに接するように直線でバックグランド
   を引いたとき、波形分離によつて得られる５２９．３±
   ０．４ｅＶにあるピークの高さと５３０．８±０．４ｅ
   Ｖにあるピークの高さの比が、１００：１１０から１０
   ０：５０の範囲に規制されていることを特徴とする磁気
   記録媒体。
3. （３）請求項（１）記載において、前記強磁性金属層は
   、コバルトの酸化物層介して表面部に非晶質のコバルト
   化合物層を存在させたことを特徴とする磁気記録媒体。
4. （４）請求項（１）記載において、前記強磁性金属層の
   上に潤滑剤層が形成されていることを特徴とする磁気記
   録媒体。
5. （５）請求項（４）記載において、前記潤滑剤層が、脂
   肪族系有機化合物とフッ素系有機化合物から選択される
   少なくとも１種の有機化合物を含有することを特徴とす
   る磁気記録媒体。
6. （６）柱状粒子の集合体でＣｏとＮｉとＯからなり、原
   子数比でＣｏ：Ｎｉ＝７０：３０から９０：１０の範囲
   に規制された強磁性金属層を有する磁気記録媒体の製造
   方法において、 所定の減圧下で基体上にＣＯ−Ｎｉ合金を斜め蒸着して
   蒸着体を得た後、酸化性ガスを主成分とした雰囲気下で
   前記蒸着体を放置して、前記強磁性金属層の少なくとも
   表面部に非晶質のコバルト化合物層を形成したことを特
   徴とする磁気記録媒体の製造方法。
7. （７）請求項（６）記載において、前記酸化性ガスが酸
   素ガスであることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法
   。