JPH0474771B2

JPH0474771B2 -

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Publication number: JPH0474771B2
Application number: JP58075638A
Authority: JP
Priority date: 1983-04-29
Filing date: 1983-04-29
Publication date: 1992-11-27
Also published as: JPS59201221A

Description

【発明の詳細な説明】発明の背景技術分野本発明は、磁気記録媒体、特にいわゆる斜め蒸
着法による連続薄膜型の磁性層を有する磁気記録
媒体とその製造方法に関する。先行技術とその問題点ビデオ用、オーデイオ用等の磁気記録媒体とし
て、テープ化して巻回したときのコンパクト性か
ら、連続薄膜型の磁性層を有するものの開発が活
発に行われている。このような連続薄膜型の媒体の磁性層として
は、特性上、基体法線に対し所定の傾斜角にて蒸
着を行う、いわゆる斜め蒸着法によつて形成した
Co系、Co−Ni系等からなる蒸着膜が好適であ
る。しかし、このような媒体は、磁性層と基体との
密着力が低く、しかも表面の動摩擦係数が大き
く、走行性が悪く、静止画像モードでのいわゆる
スチル特性が悪いという不都合がある。これに対し、磁性層の形成を、酸素の存在下で
行うことが広く行われている。これにより、密着
力、動摩擦係数、走行性、スチル特性は向上する
ものであるが、その向上は未だ不十分である。ま
た、磁気特性と上記の各特性とは酸素量によつて
大きく変化するので、これらのバランスをどのよ
うにとるかの制御がむずかしい。しかも、酸素の
大量導入により、装置の運転に支障をきたした
り、蒸着物質の溶湯がルツボ中で酸化してしまう
等の不都合がある。他方、磁性層を形成したのちに、後処理等によ
つて磁性層表面を酸化することも知られており、
これにより動摩擦係数が低下するが、密着力は不
十分であり、しかもスチル特性も悪い。発明の目的本発明の主たる目的は、磁性層と基体との密着
力が高く、磁性層表面の動摩擦係数が小さく走行
性が良好で、スチル特性が良好で、製造上の不都
合のない磁気記録媒体とその製造方法を提供する
ことにある。このような目的は、下記の本発明によつて達成
される。すなわち第１の発明は、非磁性の基体上に連続薄膜型の磁性層を有し、
磁性層が、基体側の表面部に、他よりも酸素の多
い酸素リツチ層を有し、磁性層の基体と反対側
に、潤滑層を有することを特徴とする磁気記録媒
体である。また第２の発明は、非磁性の基体上に、連続薄膜型の磁性層を形成
する場合において、磁性層形成の初期の段階に、
酸素を含むエネルギー粒子を基体の磁性層形成面
にさし向け、磁性層形成後に、磁性層表面に潤滑
層を形成することを特徴とする磁気記録媒体の製
造方法である。発明の具体的構成以下、本発明の具体的構成について詳細に説明
する。本発明における磁性層は、Co、Co−Ni、Co−
Cr、Co−Ti、Co−Mo、Co−Ｖ、Co−Ｗ、Co
−Re、Co−Ru、Co−Mn、Co−Fe、Fe等の公
知の種々の組成であつてもよく、その形成法も、
蒸着、イオンプレーテイング等が使用できる。ただ、本発明の効果が最も大きいのは、Coを
主成分とし、これにＯを含み、さらに必要に応じ
Niおよび／またはCrが含有される組成の磁性層
を有する場合である。すなわち、好ましい態様においては、Co単独
からなつてもよく、CoとNiからなつてもよい。
Niが含まれる場合、Co／Niの重量比は、1.5以上
であることが好ましい。さらに、磁性層中には、Crが含有されていて
もよい。 Crが含有されると、電磁変換特性が向上し、
出力およびＳ／Ｎ比が向上し、さらに膜強度も向
上する。このような場合、Cr／CoあるいはCr／（Co＋
Ni）の重量比は0.001〜0.1、より好ましくは、
0.005〜0.05であることが好ましい。さらに、磁性層中には、Ｏが含有されるもので
ある。磁性層中の平均酸素量は、原子比、特にＯ／
（CoまたはCo＋Ni）の原子比で、0.5以下、より
好ましくは0.05〜0.3であることが好ましい。そして、磁性層中の酸素は、厚さ方向に濃度分
布をもち、基体側の表面部に、他の上部側より酸
素の多い酸素リツチ層を有するものである。この場合、酸素リツチ層の酸素含有量は、原子
比、特にＯ／（CoまたはCo＋Ni）の原子比で、
0.2〜0.5、より好ましくは0.3〜0.5であることが
好ましい。また、酸素リツチ層の厚さは、50Å〜500Å、
より好ましくは50Å〜200Åであることが好まし
い。そして、酸素リツチ層の酸素含有量は、他の部
分よりも50％以上多いことが好ましい。なお、このような磁性層中には、さらに他の微
量成分、特に遷移元素、例えばFe、Mn、Ｖ、
Zr、Nb、Ta、Ti、Zn、Mo、WCu等が含まれて
いてもよい。このような磁性層は、好ましい態様において、
上記したCoを主成分とする柱状結晶粒の集合体
からなる。この場合、磁性層の厚さは、0.05〜0.5μｍ、好
ましくは、0.07〜0.3μｍとされる。そして、柱状の結晶粒は、薄膜の厚さ方向のほ
ぼ全域に亘る長さをもち、その長手方向は、基体
の主面の法線に対して、10〜70°の範囲にて傾斜
していることが好ましい。なお、酸素は、柱状の結晶粒の表面に化合物の
形で存在するものである。また、結晶粒の短径は、に50〜500Å程度の長
さをもつことが好ましい。このような磁性層表面には、潤滑層が設けられ
る。この場合、潤滑層の動摩擦係数は0.3以下、特
に0.1〜0.2であることが好ましく、このとき良好
な走行性がえられる。このような動摩擦係数をもつ潤滑層の材質とし
ては、公知の種々のものが可能であり、例えば下
記のものが好適に使用できる。 (1) 無機物質 MoS₂、フツ化マグネシウム等の潤滑剤、あ
るいは Pb、In、Sn等の酸化物を含む化合物、ある
いはカーボン等を含む低摩擦層を形成するもの、
など。 (2) 有機物質高級脂肪酸あるいはその金属塩、各種エステ
ル、アミン、フオスフエート、スルホン酸ある
いはそれらの塩、エーテル等の界面活性剤、有機シリコン化合物、有機フツ素化合物など
を含む低摩擦層を形成するもの、など。なお、潤滑層の厚さは、10Å〜400Å程度とす
ればよい。このような磁性層を担持する基体は、非磁性の
ものでありさえすれば特に制限はなく、特に可と
う性の基体、特にポリエステル、ポリイミド等の
樹脂製のものであることが好ましい。また、その厚さは、種々のものであつてよい
が、特に５〜20μｍであることが好ましい。この場合、基体の磁性層形成面の裏面には、公
知の種々のバツクコート層が形成されていてもよ
い。そして、その磁性層形成面の裏面の表面あらさ
高さのRMS値は、0.05μｍ以上であることが好ま
しい。これにより、電磁変換特性が向上する。なお、基体と磁性層との間には、必要に応じ、
公知の各種下地層を介在させることもできる。なお、もし必要であるならば、磁性層を複数に
分割して、その間に非磁性層を介在させてもよ
い。このような磁気記録媒体を製造するには、種々
の態様が可能であるが、特に、まず、磁性層の形
成の初期の段階に、酸素を含むエネルギー粒子を
成膜部にさし向けることが好ましい。このような構成をとることにより、密着力が格
段と向上し、スチル特性が格段と向上するからで
ある。この場合、10eV以上、特に10eV〜10KeVのエ
ネルギーにて加速されたエネルギー粒子を照射す
ることが好ましい。そして、エネルギー粒子は酸素を含むものであ
る。エネルギー粒子中に含まれる酸素は、酸素イオ
ン（O₂ ^-、O₂ ⁺など）であつてもよい。あるいは、中性酸素（O₂、活性中性酸素O₂ ^*な
ど）であつてもよい。そしてこれら酸素は、エネルギー粒子中に、通
常、20at％以上含まれるものである。なお、エネ
ルギー粒子中には、酸素の他、アルゴン、窒素、
ヘリウム、オゾン等が含まれていてもよい。このような酸素イオンを含むエネルギー粒子を
照射するには、イオンガンを用いればよい。イオンガンは、ガスを冷陰極放電等によりプラ
ズマ化し、これによりイオン化したガス成分と活
性中性ガス成分とを、ビームとしてとりだし照射
するものである。この場合、粒子のエネルギーは10eV〜10KeV
程度、動作圧力は0.1〜100Pa程度、ビームサイズ
は10〜100mm×10〜1000mm程度、ガン−基体間隙
は10〜500mm程度とすればよい。そして、このようなイオンガン照射により、酸
素イオンと中性酸素とを含むエネルギー粒子が照
射されることになる。また、中性粒子ガンを用いることもできる。中性粒子ガンは、ガスをプラズマ化しビームを
とりだす際に、ビーム出力からイオン化した成分
を除去して照射するものである。この場合には、粒子のエネルギーは10eV〜
10KeV程度、動作圧力は0.1〜100Pa程度、ビー
ムサイズ 10〜100mm×10〜1000mm程度、ガン−
基体間隙 10〜500mm程度とすればよい。そして、このような中性ガン照射により、中性
の活性酸素ガスが照射されることになる。このような酸素を含むエネルギー粒子をさし向
ける時期は、磁性層形成の初期の段階である。この場合、磁性層形成の初期の段階とは、磁性
層の膜厚の1/3、より好ましくは1/4の厚さまで磁
性層が形成される以前であることが好ましい。エネルギー粒子をさし向ける時期は、このよう
な成膜段階の範囲の任意の時期であつてよいが、
特に、磁性層の基体側表面の成膜時に、エネルギ
ー粒子が照射されていることが好ましい。このとき、磁性層成分と基体成分と酸素とが混
合・反応した層が形成され、磁性層の密着強度が
きわめて高いものとなるからである。なお、成膜前にもこれらエネルギー粒子を基体
の磁性層形成面に照射してもよい。本発明において、磁性層の形成は、電界蒸着、
イオンプレーテイング等を用いることもできる
が、いわゆる斜め蒸着法によつて形成されること
が好ましい。この場合、基体法線に対する、蒸着物質の入射
角の最小値は、20°以上とすることが好ましい。入射角が20°未満となると、電磁変換特性が低
下する。なお、これ以外の蒸着条件には特に制限はな
い。すなわち、蒸着雰囲気は、通常と同様、アルゴ
ン、ヘリウム、真空等の不活性雰囲気あるいは低
水準の酸素ガスを含む雰囲気とし、10^-5×10⁰Pa
程度の圧力とし、また、蒸着距離、基体搬送方
向、キヤンやマスクの構造、配置等は公知の条件
と同様にすればよい。この場合、蒸着雰囲気中には、酸素を含有させ
て、電磁変換特性を向上し、耐食性等を向上させ
ることができるが、本発明によれば、このときの
酸素量を10^-3Pa程度以下にまで低減でき、その
結果、装置の運転に支障がなく、蒸着物質溶液が
ルツボ中で酸化されることが少なくなる。このような磁性層を形成したのちに、潤滑層が
形成される。潤滑層は、蒸着によつてもよく、塗布によつて
形成してもよい。発明の具体的作用効果本発明の磁気記録媒体は、ビデオ用、オーデイ
オ用、計算機や各種フロツピーデイスク用、さら
には垂直磁化用等の媒体として有用である。本発明の媒体は、磁性層と基体との密着強度が
きわめて高い。また、磁性層表面の動摩擦係数がきわめて低
く、走行性が格段と良好である。そして、これらのため、きわめてすぐれたスチ
ル特性を有する。また、磁性層形成に際して、酸素を含む雰囲気
を用いないか、あるいは酸素量を減少できるの
で、装置の運転や、原料の酸化等に支障が生じな
い。そして、第２の発明によれば、このような効果
がより一層向上し、しかも製造上きわめて有利で
ある。発明の具体的実施例以下に本発明の具体的実施例を示し、本発明を
さらに詳細に説明する。実施例１ Co／Niの重量比が４である合金を用い、12μｍ
厚のポリエチレンテレフタレートフイルム基体上
に、斜め蒸着法により、0.2μｍ厚の磁性層を形成
した。基体はキヤンにて連続搬送し、蒸着物質の入射
角は90〜40°とした。また、蒸着雰囲気は、P_Ar＝
10^-2Paとした。この比較用のサンプルをA0とする。これとは別に、蒸着雰囲気を P_Ar＝10^-2Pa、P_O2＝３×10^-2Pa としてえた比較用サンプルA1を作成した。さらに、磁性層の基体側表面から0.02μｍ厚の
部分の成膜部に、酸素を10ml／minにて吹きつ
け、比較用のサンプルA2をえた。この場合、成
膜部にAC 1KVの放電を行つた。加えて、サンプルA0およびA1に対し、ベヘン
酸（以下Ａ）を蒸着して、100Å厚の潤滑層（動
摩擦係数μ＝0.25）を形成して、サンプルA3、
A4をえた。一方、本発明に従い、磁性層の基体側表面から
0.02μｍ厚の部分までの成膜部に、イオンガンお
よび中性粒子ガンによつて、酸素イオン＋中性酸
素および中性酸素を照射した。イオンガンのガン−基体間隙は150mm、ビーム
出力は100mA相当、粒子のエネルギー1KeVであ
り、酸素ソースはAr＋O₂とした。また、中性粒子ガンのガン−基体間隙は100mm、
ビーム出力は25mA、粒子エネルギーは2KeVで
あり、酸素ソースはAr＋O₂とした。次いで、これらに、ベヘン酸（Ａ、μ＝0.25）
およびセチルフオスフエート（Ｂ、μ＝0.18）を
蒸着して、100Å厚の潤滑層を形成し、サンプル
B1〜B4をえた。これら各サンプルにつき、以下の測定を行つ
た。 (1) 走行摩擦サンプルの動摩擦係数μを、40℃、相対湿度
80％で、初期と50パス後に測定した。 (2) 走行耐久性各サンプルに対し、市販のVTR装置を用い
て50パス試験を行い、4MHzの信号の減少量
（dB）を測定した。 (3) スチル耐久性市販のVTR装置にスチルモードにて、出力
が1/2に減衰するに至る時間（分）を測定した。 (4) ドロツプアウト１分間あたりの16dB以上の出力低下（個／
分）を測定した。なお、サンプルB1〜B4の酸素リツチ層の厚さ
は0.02μｍ、Ｏ／（Co＋Ni）の原子比は0.4であ
つた。

【表】表１に示される結果から、本発明の効果があき
らかである。実施例２ Co／Ni／Cr＝65／30／５（重量比）の合金を
用い、 P_Ar＝10^-2Pa、P_O2＝10^-2Paの条件下で、実施例
１と同様にサンプルA11をえた。また、サンプルB4と同様に中性粒子ガンを用
い、サンプルB11をえた。これらの結果を表２に示す。なお、サンプルB11の酸素リツチ層は、サンプ
ルB1とほぼ同一であつた。

【表】 μ
初期 0.35 0.18

【表】表２に示される結果から、本発明の効果があき
らかである。

Claims

【特許請求の範囲】１非磁性の基体上に連続薄膜型の磁性層を有
し、磁性層が、基体側の表面部に、他よりも酸素
の多い酸素リツチ層を有し、磁性層の基体と反対
側に、潤滑層を有することを特徴とする磁気記録
媒体。２酸素リツチ層の酸素含有量が、原子比で、
0.2〜0.5である特許請求の範囲第１項に記載の磁
気記録媒体。３酸素リツチ層の厚さが50Å〜500Åである特
許請求の範囲第１項または第２に記載の磁気記録
媒体。４酸素リツチ層の酸素含有量が、他よりも50％
以上多い特許請求の範囲第１項ないし第３項のい
ずれかに記載の磁気記録媒体。５磁性層が、CoとＯとからなるか、CoとＯと
NiおよびCrのうちの１種または２種とからなる
特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに
記載の磁気記録媒体。６磁性層がNiを含み、Co／Niの重量比が1.5以
上である特許請求の範囲第５項に記載の磁気記録
媒体。７磁性層がCrを含み、Cr／（CoまたはCo＋
Ni）の重量比が0.001〜0.1である特許請求の範囲
第５項または第６項に記載の磁気記録媒体。８磁性層中のＯ／（CoまたはCo＋Ni）の原子
比が0.5以下である特許請求の範囲第５項ないし
第７項のいずれかに記載の磁気記録媒体。９磁性層の膜厚が0.05〜0.5μｍである特許請求
の範囲第１項ないし第８項のいずれかに記載の磁
気記録媒体。１０潤滑層の動摩擦係数が0.3以下である特許
請求の範囲第１項ないし第９項のいずれかに記載
の磁気記録媒体。１１非磁性の基体上に、連続薄膜型の磁性層を
形成する場合において、磁性層形成の初期の段階
に、酸素を含むエネルギー粒子を基体の磁性層形
成面にさし向け、磁性層形成後に、磁性層表面に
潤滑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。１２酸素が、酸素イオンである特許請求の範囲
第１１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。１３酸素が、中性酸素である特許請求の範囲第
１１項または第１２項に記載の磁気記録媒体の製
造方法。１４エネルギー粒子をさし向ける時期が、磁性
層の膜厚の1/3の厚さまで磁性層が形成される以
前である特許請求の範囲第１１項ないし第１３項
のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。１５エネルギー粒子のエネルギーが、10eV〜
10KeVである特許請求の範囲第１１項ないし第
１４項のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方
法。１６磁性層の形成を、基体の磁性層形成面の法
線に対し傾斜した角度で蒸着物質を入射させて蒸
着することによつて行う特許請求の範囲第１１項
ないし第１５項のいずれかに記載の磁気記録媒体
の製造方法。