JPH0377575B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は磁気記録媒体の製法に関し、特に多元
同時気相析出法によつて、薄膜磁性層を形成する
磁気記録媒体の製法に関する。 （従来の技術） 従来の磁気記録媒体としては、広く利用されて
きたいわゆる塗布型記録媒体がある。これは、針
状磁性粉末と有機バインダーを有機溶剤中で混練
し、磁性粉末を良く分散せしめた磁性塗料を作
り、これを、非磁性基体に塗布し、磁気配向を施
こしたのち、乾燥して作製するものである。 最近では、高密度記録の要求とともに実用化さ
れつつある強磁性金属薄膜媒体が挙げられる。こ
れは、湿式メツキ技術あるいは、真空蒸着、イオ
ンプレーテイング、スパツタリングなどの真空技
術によつて非磁性基体上に強磁性金属薄膜を形成
させる方法である。金属薄膜記録媒体ではCo、
Fe、Ni磁性層を主体としたいわゆる蒸着型長手
磁気記録媒体、さらには、主としてCo−Cr磁性
層を利用したいわゆる垂直磁気記録媒体が代表的
なものである。 さらに、この金属薄膜記録媒体の改良を目的と
して、金属薄膜磁性層上に、保護層や潤滑層を形
成するために有機ポリマーを析出する方法もあ
る。あるいは、ベーパーデポジシヨン法によつて
強磁性体とポリマーや有機物滑剤を支持体上に同
時析出させ、磁気記録層を形成する方法（特開昭
50−123304、特開昭56−7237）も報告されてい
る。 広く利用されてきた塗布型磁気記録媒体におい
ては、近年の磁気記録媒体の高密度化にともなつ
て、針状金属磁性粉末の出現などによつて高性能
化への改良が達成されてきたが、飽和磁束密度と
再生出力の限界のために薄膜化が困難でありその
記録密度の向上にも限界がある。そのために高密
度磁気記録用媒体としては、不十分であることが
明確になつた。 その上、塗布型媒体の製造工程は複雑であり、
製造に不可欠な有機溶剤の溶剤回収や磁性粉末、
有機薬剤の取り扱い等のための製造設備、公害防
止設備は巨大で多大の費用を要するという欠点を
有する。 いわゆる蒸着型磁気テープに代表される強磁性
金属薄膜媒体においては、磁性層内に非磁性物質
を含まないことが飽和磁束密度を高くでき、高密
度記録化にともなう薄膜化を可能とするために、
記録密度の高密度化を達成できる。しかし、非磁
性基体上への強磁性薄膜の付着強度が弱いため
に、記録媒体は、高速走行の際、磁気ヘツドある
いはドラムなどの走行システムによつて損傷、は
く離などの機械的劣化を生じる。さらに、磁性層
の耐環境安定性が劣るために、腐食などを生じ
る。このように、機械的耐久性と化学的耐食性に
おいて、欠点を有するために記録媒体としては、
実用化が難しい。この欠点を改良する目的でおこ
なわれる金属薄膜磁性層上に有機ポリマーを析出
させ保護層を形成させる方法においては、比較
的、厚さを有する保護層によつて、記録再生時に
おけるSpacing lossを生じ、記録再生の劣化を招
くという欠点を有する。また、特開昭50−
123304、特開昭56−7237に述べられているベーパ
ーデポジシヨン法による面内長手磁気記録媒体の
製法において、基体に対して、ポリマーの入射ビ
ームが特に、高入射角の斜方入射とはならないた
めに、形成された強磁性体／ポリマー複合膜は、
その膜構造に由来する形状磁気異方性の寄与が小
さく、その結果、面内の磁気異方性が弱まり、長
手方向の角形比、抗磁力が小さくなる。これが再
生出力、感度の低下を招き、実用の磁気記録媒体
としては、適当ではない。 本発明に至る過程で、基体に対するポリマーの
入射ビームの入射角が重要であることが判明し
た。すなわち、磁気記録媒体の作製においては、
ポリマー入射ビームは高入射角の斜方入射である
ことが不可欠である。これが複合膜に大きな磁気
異方性を付与し、有用な磁気特性を有する薄膜媒
体を可能にさせる。逆に、前述の製法（特開昭50
−123304、特開昭56−7237）のように、ポリマー
の入射ビームが低入射角の斜方入射あるいは、入
射角0゜の垂直入射の場合には複合膜の磁気異方性
は小さく、磁気記録媒体として有用な磁気特性を
有しないために適当ではない。 （発明が解決しようとする問題点） 上記従来の製法では、機械的耐久性や、化学的
耐食性を改善しながら、同時に充分満足な磁気特
性を有する磁気記録媒体を提供することはできは
かつた。すなわち従来の同時蒸着法によつては、
形状磁気異方性による磁気特性への寄与の小さい
ポリマー複合膜が形成され、抗磁力、角形比が小
さかつた。従つて、この様な磁気記録媒体は再生
出力および感度が充分でなく実用的ではなかつ
た。 （問題点を解決するための手段） 本発明は前記従来の問題点を解決した磁気記録
媒体の製法を提供するものであつて、基材面に対
し、有機ポリマーと強磁性体とを、同時に入射す
る二元気相析出法において、基材面に対し有機ポ
リマーの入射ビームを60゜＜φ₁90゜の範囲の任意
の入射角φ₁で入射せしめると同時に、強磁性体
を該有機ポリマーの入射ビームと重複しない入射
ビームで入射せしめて該基材面に有機ポリマー／
強磁性体の複合薄膜を形成することを特徴とする
磁気記録媒体の製法である。 （実地例） 次に図面を参照しながら本発明を詳細に説明す
る。 第１図は本発明の製法を説明するための模式図
である。図中１は基材を示し、本発明ではこの基
材上に有機ポリマーと強磁性体を二元同時気相析
出法によつて、磁性層を形成する。ここで説明の
ために、図示の様に、座標軸を設定する。すなわ
ち基材表面上に互いに直交するＸ軸およびＹ軸を
設定し、これらの軸の交点０をとおつて、基材表
面に垂直にＺ軸を設定する。なおX′、Y′はそれ
ぞれＸ軸、Ｙ軸の負側である。 本発明ではたとえば図示のＡ方向から有機ポリ
マーを高入射角で基材上に入射させ、上記Ａ方向
とは異なる方向から強磁性体を基材上に同時に入
射させる。 ここで有機ポリマーの入射角φ₁は、OZ軸から
有機ポリマーの入射ビームのＡ方向までの角度で
あり、この入射角φ₁は60゜＜φ₁90゜とすることが
本発明の特徴である。 有機ポリマーと同時に基材上に入射される強磁
性体の入射方向は上記高入射角で入射される有機
ポリマーと重ならない任意の方向から入射され
る。 強磁性体の入射方向を有機ポリマーの入射方向
に対して、所定の関係に選定することによつて、
この二元同時気相析出法によつて形成される複合
磁性層の磁気異方性の向きを任意にコントロール
することが可能である。 後述する実施例の説明の中でも詳細に示すが、
たとえば第１図でOX，OZ軸で形成される平面Ｐ
内にあるＡ方向から入射される有機ポリマーと同
時に、強磁性体をOX′，OZ軸で形成される平面
P′内にあるＢ方向から入射させた場合、すなわち
有機ポリマーの入射方向を含んだ基材に垂直な面
内にあつて有機ポリマーに向きあう様に強磁性体
を入射させた場合は、形成された磁性層は基材面
に垂直な方向に磁気異方性を有している。また同
様な有機ポリマーの入射に対して、OY′，OZ軸
に形成される平面内の一方向、すなわち図示Ｃ方
向から強磁性体を入射させた場合も、得られる磁
性層は基材面に垂直に異方性を有している。一方
有機ポリマーの入射方向Ａを追いかける様に図示
Ｐ面内のＤの方向から強磁性体を入射させた場合
は、得られた磁性層はその面内に磁気異方性を有
している。 これらのことより本発明において、垂直磁気異
方性および面内磁気異方性を有する磁性層を選択
的に形成する一般的条件は次の様になる。前述の
様にOX，OZによつて形成され有機ポリマーの入
射方向Ａを含む平面Ｐを考える。この平面Ｐを
OZ軸のまわりにOX方向から±45゜それぞれ回転
して得られる領域をＭとしよう。一般に、この領
域Ｍ以外から強磁性体入射ビームを入射させる場
合は垂直磁気異方性の磁性層が得られ、この場
合、強磁性体の基材に対する入射角φ₂は0゜φ₂
90゜である。面内磁気異方性の磁性層を得るため
の強磁性体の入射ビームは、上記領域Ｍ内に存在
する。 磁気異方性膜を得るには、有機ポリマーの入射
角φ₁は60゜＜φ₁90゜であるが入射角が80゜を越える
場合は蒸着効率が悪くなるので、磁気特性上は異
方性膜を得られるものの生産上は60゜＜φ₁80゜で
あるのがより好ましい。 また有機ポリマーは複数方向から、入射させて
もかまわない。ただし、複数の有機ポリマーの入
射ビームのいずれも、前述の高入射角の条件を満
足している必要があり、強磁性体の入射方向との
関係は、複数の有機ポリマーの入射ビームの強度
と方向を考慮したベクトル的合成方向との関係で
考えればよい。 上記の本発明の製法によれば、膜中の強磁性体
粒子は、有機ポリマー内に固定されているため、
化学的耐食性或は基材への付着強度が強く、機械
的耐久性ともにすぐれた磁気記録媒体が得られ
る。 茲で、有機ポリマーとは、有機重合体、即ち合
成樹脂重合体の他、これらの重合体を重合により
生成する重合性のモノマー、オリゴマーを含む。
例えば、ヒドロキシエチルアクリレート、ヘキサ
ンジオールジアクリレート、ネオペンケルグリコ
ールジアクリレート、メチル−α−クロロアクク
リレート、トリメチロールプロパントアクリレー
ト、ジペンタオールヘキサアクリレート、トリメ
チロールプロパントリジエチレングリコールアク
リレート、ウレタンアクリレートなどのアクリル
系モノマー或はオリゴマーなど紫外線、電子線硬
化型樹脂、或は、ポリテトラフロロエチレン、ポ
リエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、
ポリパラキシレン、ポリプロピレン、ポリエチレ
ン、ポリスチレン、トリフロロクロロエチレン、
アリルトリフロロアセチレン、アジピン酸−ヘキ
サメチレンジアミンオリゴマー、シリコーン油な
どである。 強磁性体の材料としては、Co、Fe、Niなどの
強磁性金属単体、或はCo−Fe、Co−Ni、Fe−
Ni、Co−Fe−Ni、Co−Cu、Co−Au、Co−Cr、
Co−Mn、Co−Ｖ、Co−Pt、Fe−Cu、Fe−Au、
Fe−Mn、Fe−Cr、Fe−Si、Ni−Cu、Co−希土
類金属、Fe−希土類金属、Mn−Bi、Mn−Sb、
Mn−Alなどの磁性合金、或はFe₃O₄、Baフエラ
イト、Srフエライトなどのフエライト磁性化合
物、およびFe₄N、Fe₃Nなどの強磁性化合物など
である。 基材としては、非磁性材料であり、例えば、ポ
リエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリ塩
化ビニル、三さく酸セルロース、ポリカーボネー
ト、ポリエチレンナフタレートなどのプラスチツ
ク材、或はガラス、セラミツクス、などの無機
材、Al、Al−Mg、Cu、シリコンウエハーなど
の金属材料などであり、その形状は、フイルム、
シート、テープ、デイスク、ドラムなど使用目的
に応じて任意選択される。 尚、本発明は、上記の有機ポリマー／強磁性体
の２成分系複合膜の作成が典形例であるが、必要
に応じ、例えば第３成分として、潤滑剤、帯電防
止剤等の添加物質を同時析出法により混合させて
もよい。次に本発明の２元同時気相析出法で上記
の２成分系複合薄膜を製造する実施例を第２図に
つき説明する。 図面で１０は処理装置の眞空処理容器、ベルジ
ヤーを示し、該ベルジヤー１０は、その１側面の
開口１１を通じ高眞空排気用眞空ポンプ（図示し
ない）に接続されている。その内部上方に基材１
を水平に下面に向け保持した保持部材１２を配し
た。上記の構成は、従来と変りないが、本発明に
よれば、有機ポリマーＡを収容したるつぼ抵抗加
熱式の加熱蒸発用容器１３をその入射ビームａが
該基材１面の法線に対し、例えば80゜の入射角φ₁
となるようにその中心軸を傾斜させてその基材１
の一端の斜め下方に配置する１方強磁性体Ｂを収
容した電子銃（図示しない）加熱式の加熱蒸発用
容器１４をその他端の斜め下方に、その入射ビー
ムｂの入射角φ₂が該基材１面の法線に対し30゜と
なるように配置し、両入射ビームａ，ｂを基材１
面の１点に合致させて同時入射し垂直磁気異方性
を有するこれらの複合薄膜が得られるようにし
た。上記加熱蒸発用の加熱方式は上記に限定され
ない。 尚、基板１を、任意に冷却及び加熱ができるよ
うに、その付属設備を設けることができる。而し
て析出すべき有機ポリマーの種類に応じ、基材を
適宜の温度に設定できるようにすることが好まし
い。本発明の２元同時気相析出法は、上記の眞空
蒸着法に限定されるものではなく、眞空中におい
て、析出させる強磁性体及び有機ポリマーを蒸気
或はイオン化した蒸気として基材面上に析出でき
る方法であればどのような方式でも本発明の目的
とする前記複合膜を作成できる。眞空蒸着法以外
の方法としては、例えば、スパツタリング法（イ
オンビームスパツタリング法）や、イオンプレー
テイング法、クラスタ−イオンビーム法などが挙
げられる。又、上記は、基材を固定静置した状態
でこれに上記両材料を析出させる場合に示した
が、これをドラムやデイスクで回転状態におい
て、又テープ長手方向に、水平に或は傾斜させて
連続移動させる状態においてこれに両材料を析出
させるようにすることも可能である。 次に、上記の装置を使用して具体的に本発明の
磁気記録媒体を製造する方法につき説明する。 実施例 １ 前記装置のベルジヤー１０内の基材１としてア
ルミニウムデイスクを使用し、該基材温度は、保
持部材１２に通した冷媒により−180℃の一定に
冷却制御した。有機ポリマーＡとしてはポリエチ
レンテレフタレートを使用し、強磁性体Ｂとして
Coを使用した。該基材１面に対する該有機ポリ
マーＡの入射ビームａの入射角φ₁を80゜とし該磁
性体Ｂの入射ビームｂの入射角φ₂を32゜とした。
眞空蒸着中の眞空度は4.0×10^-6Torrとして両材
料Ａ，Ｂの入射ビームを該基材１面に、同一入射
面内で互に対向する方向から同時入射させこれら
２成分系の厚さ10000〓の複合薄膜を析出形成し
た。このようして作成した磁気デイスクの該複合
薄膜の膜面法線方向の磁気特性は、下記表１に示
す通りであつた。

【表】 上記表から明らかなように、複合膜は、良好な
垂直異方性媒体を示した。この複合膜の断面構造
を透過型電子顕微鏡で観察したところ、第３図の
添付写真に示す通り基板に対して垂直方向にポリ
エチレンテレフタレート／Coの複合したカラム
２が成長しているのが判明した。 実施例 ２ 実施例１と略同様な方法で、ポリエチレンテレ
フタレート／Coの垂直磁気異方性を有する複合
膜を形成した。但し、基材として、ポリイミドフ
イルムを使用し、基板温度は室温とした。真空蒸
着中の眞空度は5.0×10^-6Torrとした。析出形成
した複合膜の厚さは7000Åとした。得られた複合
薄膜の膜面法線方向の磁気特性は下記表２に示す
通りであつた。

【表】 実施例 ３ 基材の材料、その温度、有機ポリマーの材料、
強磁性体の材料および有機ポリマーの位置、その
入射ビームの入射角φ₁は実施例１と同一とした
が、強磁性体の入射ビームは前記ポリエチレンテ
レフタレートの入射ビームの入射面に対して直交
する入射面内に位置させ且つその入射角φ₂は33゜
とした。眞空蒸着中の眞空度は3.0×10^-6Torrと
した。かくして該基材面に同時析出された複合薄
膜が形成され、その膜厚は8500Åであつた。この
複合膜の膜面法線方向の磁気特性は、下記表３に
示す通りであつた。

【表】 上記表から明らかなように、該膜は、垂直異方
性媒体を示した。 実施例 ４ 基材の材料、その温度、有機ポリマー及び強磁
性体の材料さらに、有機ポリマーの位置及びその
入射ビームの入射角φ₁は実施例１と同一とした。
但し、強磁性体の位置は、有機ポリマーと同じ側
に置き且つその入射ビームを該有機ポリマーの入
射ビームの属する入射面内に存せしめ且つその入
射角φ₂を68゜とした。眞空蒸着中の眞空度は、5.5
×10^-6とした。その両材料の同時析出によつて形
成した複合膜の膜厚は、4500Åであつた。このよ
うにして得られたポリエチレンテレフタレート／
Coの複合膜の膜面長手方向の磁気特性は、下記
表４に示す通りであつた。

【表】 上記表４から明らかなように、その複合膜は、
面内長手異方性媒体を示した。 実施例 ５ 有機ポリマーとしてポリテトラフロロエチレン
を使用し、眞空度4.5×10^-6Torrとした以外は、
実施例１と同様な方法で、ポリテトラフロロエチ
レン／Coの複合膜を形成した。その膜厚は、
8700Åであつた。 その複合膜の膜面法線方向の磁気特性は下記表
５に示す通りであつた。

【表】 上記表から明らかなように、該複合膜は、良好
な垂直異方性媒体を示した。 次に、本発明の有機ポリマーの入射角φ₁を60゜
＜φ₁90゜の範囲に限定する意義を次の比較実験
例により更に明らかにする。 比較実験例 基材の材料、その温度、有機ポリマーおよび強
磁性体の材料を実施例１と同一とし、しかもこの
両入射ビームの入射面と入射方向の配置、および
強磁性体の入射ビームの入射角φ₂、さらに眞空
蒸着中の眞空度も実施例１と同一としたが、有機
ポリマー、即ちポリエチレンテレフタレートの入
射ビームの入射角φ₁は、０φ₁80゜の範囲で
種々変えて膜厚8000〜10000Å及び飽和磁束密度
3000〜4000ガウスの範囲の各種の複合膜を基材面
上に作成し、その夫々の膜面法線方向の抗磁力
Hc₍⊥₎並に角形比を測定した。その結果を第４図
に示す。仝図から明らかなように、有機ポリマー
の入射ビームの入射角φ₁が60゜以下の場合は、そ
の抗磁力が急激に減少し而も角形比も著しく劣る
など複合膜の垂直磁気異方性が激減する。従つ
て、これを換言するに、有機ポリマーの入射角
φ₁を０φ₁60゜の範囲の低入射角とすることは、
磁気異方性の増大に有効でない。これに対し、本
発明の特徴とするその入射角φ₁を60を越える高
入射角とするときは、抗磁力の急造、角形比の著
しい改善をなし得ることが分る。 尚、上記実施例の本発明の方法でつくられた有
機ポリマー／強磁性体の複合膜からなる磁気記録
媒体は、必要に応じ、該膜に重合開始剤を作用さ
せて熱重合させるか、紫外線或は電子線重合させ
て複合膜の有機ポリマーの高分子化を行ない硬化
せしめるようにしてもよい。 このように本発明によるときは、有機ポリマー
と強磁性体の複合膜から成る磁気記録媒体を基材
面上に作成するに当り、特に、該有機ポリマーの
入射ビームの入射角を60゜＜φ₁90゜の範囲内で設
定し、しかも強磁性体の入射ビームを、任意に設
定された該有機ポリマーの入射ビームと重複しな
いように、任意の入射面および入射角に設定し、
基材面に同時入射せしめるようにしたので、大き
な磁気異方性および、高い抗磁力と著しく改善さ
れた角型比をもつ垂直又は面内磁気異方性を有す
る複合膜からなる高密度磁気記録媒体が得られ
る。しかも、磁気記録層は有機ポリマーと強磁性
体が複合化されているために、すぐれた機械的耐
久性、化学的耐食性を兼ね備えた磁気記録媒体を
実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の製法を模写的に説明する。
斜視図、第２図は、本発明実施の１例の製造装置
の截断側面図、第３図は製品の１部の断面図を示
す電子顕微鏡写真、第４図は、膜面法線方向の磁
気特性の有機ポリマーの入射角の変化による影響
を示す関係特性曲線図を示す。 １……基材、Ａ……有機ポリマー、ａ……入射
ビーム、Ｂ……強磁性体、ｂ……入射ビーム、１
０……眞空処理容器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基材面に対し、有機ポリマーと強磁性体とを
   同時に入射する二元気相析出法において、基材面
   に対し有機ポリマーの入射ビームを60゜＜φ₁90゜
   の範囲の任意の入射角φ₁で入射せしめると同時
   に強磁性体を該有機ポリマーの入射ビームと重複
   しない入射ビームで入射せしめて、該基材面に、
   有機ポリマー／強磁性体の複合薄膜を形成するこ
   とを特徴とする磁気記録媒体の製法。 ２ 有機ポリマーと強磁性体の両入射ビームを、
   同一入射面にとると共に互に対向する方向から基
   材面に同時入射せしめ且つ該強磁性体の入射ビー
   ムの入射角φ₂を0゜φ₂90゜とし、該基材面に、
   有機ポリマー／強磁性体の垂直磁気異方性を有す
   る複合薄膜を形成することを特徴とする磁気記録
   媒体の製法。 ３ 有機ポリマーと強磁性体の両入射ビームを、
   互いに直交する入射面にとると共に、互いに交差
   する方向から基材面に同時入射せしめ且つ該強磁
   性体の入射ビームの入射角φ₂を0゜φ₂90゜とし、
   該基材面に有機ポリマー／強磁性体の垂直磁気異
   方性を有する複合薄膜を形成することを特徴とす
   る磁気記録媒体の製法。 ４ 有機ポリマーと強磁性体の両入射ビームを、
   同じ側の同一入射面内又はその略近傍の入射面内
   にとると共に同じ側の方向から基材面に同時入射
   せしめ且つ該強磁性体の入射ビームの入射角φ₂
   を0゜＜φ₂90゜とすることを特徴とする有機ポリ
   マー／強磁性体の面内磁気異方性を有する複合薄
   膜を形成することを特徴とする磁気記録媒体の製
   法。