JPH05307745A - 金属薄膜型磁気記録媒体 - Google Patents

金属薄膜型磁気記録媒体

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JPH05307745A
JPH05307745A JP4111191A JP11119192A JPH05307745A JP H05307745 A JPH05307745 A JP H05307745A JP 4111191 A JP4111191 A JP 4111191A JP 11119192 A JP11119192 A JP 11119192A JP H05307745 A JPH05307745 A JP H05307745A
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幹夫 村居
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Hideyuki Ueda
英之 植田
Yukikazu Ochi
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  • Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は炭素源ガスを規定し、プラズマCV
D法で密度を規定した磁性層上に硬質炭素膜を設けても
ドロップアウトもなく信頼性も高い媒体を得ることを目
的としている。 【構成】 ベンゼン環にアルキル基のついた炭化水素を
用い、一定硬度の硬質炭素膜を一定密度の磁性層上に設
ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は強磁性金属薄膜を磁気記
録層とする磁気記録媒体に関し、特にデジタルビデオテ
ープレコーダや高精細度ビデオテープレコーダに最適な
磁気記録媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】強磁性金属薄膜を磁気記録層とする磁気
記録媒体においては、様々な方法により耐食性、スチル
耐久性、走行耐久性を向上する試みが続けられてきた。
たとえば、強磁性金属薄膜上にカルボン酸系やリン酸系
の潤滑剤を設ける方法、さらに強磁性金属薄膜上に非磁
性金属の保護膜を設ける方法、またはシリカのような酸
化物の保護膜を設ける方法がある。
【0003】さらに最近では、特開昭61ー14252
5号公報、特開昭61ー208622号公報のようにカ
ーボン系の保護膜を設けたり、特開昭62ー21931
4号公報、特開昭61ー210518号公報のようにダ
イヤモンド状炭素膜を保護膜として用いている。強磁性
薄膜の保護膜としてダイヤモンド状炭素膜と潤滑剤を用
いると、スチル耐久性、走行耐久性、が著しく向上し
た。また、このダイヤモンド状硬質炭素膜の製造方法に
ついては特開平3ー224132号公報があり、堆積速
度、18nm/sまでは達している。しかし、電流が急
激に増大する異常放電が少し発生することと、さらなる
堆積速度の向上が望まれていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ダイヤモンド状炭素膜
と潤滑剤を保護膜とする金属薄膜型磁気記録媒体は信頼
性を著しく向上する効果はあるが、このダイヤモンド状
炭素膜を安定にしかも工業的処理スピードで生産するこ
とが残された課題であった。これは、コスト的に有利な
ポリエチレンテレフタレートを基板に使用するため、耐
熱性が低く、硬質炭素膜形成時の異常放電を避けながら
成膜スピードを向上するという矛盾した課題を解決する
ことである。
【0005】また、薄膜型磁気記録媒体の信頼性を向上
するためには、硬質炭素膜の下に存在する磁性層の密度
が大切な要素である。この磁性層の密度を適度な値に管
理して磁性層側の変形量を管理する事が媒体のスチルラ
イフ、走行耐久性向上のためには重要な課題である。
【0006】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、プラズマCVD法において電極に印加する電圧が低
くても、媒体の信頼性を著しく向上する、密度が高く、
硬度も高い炭素膜を形成可能な原料ガスを決定し、その
硬質炭素膜の堆積速度から成膜スピードを決定する。
【0007】また、磁性層の密度を3.0から6.0に
管理して、磁性層での変形を適度にコントロールするこ
とにより、硬いダイヤモンド状炭素膜とよく滑る潤滑剤
で薄膜型磁気記録媒体の信頼性を向上する。
【0008】
【作用】ベンゼン環にアルキル基が導入された炭化水素
で、そのアルキル基の炭素数が1から6までであり、ベ
ンゼン環に導入するアルキル基の数が1から3までであ
るR−C65、R−C64ーR、R−C63ー(R)2
の炭化水素とアルゴンを原料ガスとして、異常放電もな
く、工業的スピードで密度と硬度の高い硬質炭素膜を形
成し、この硬質炭素膜と潤滑剤を保護膜として用いるこ
とにより、金属薄膜型磁気記録媒体のスチルライフ、走
行耐久性、耐食性、ドロップアウトを飛躍的に向上す
る。
【0009】また、金属薄膜型磁気記録媒体の磁気記録
層の密度を3.0から6.0に管理して硬質炭素膜と潤
滑剤の2層の保護膜を設けることにより、上記信頼性が
達成される。
【0010】磁性層の密度がこれよりも低いと、磁性層
側の変形量が大きくなり、スチルライフ、走行耐久性が
急激に低下する。また、磁性層の密度がこれよりも高い
と、磁性層側がほとんど変形せず、これもスチルライフ
が低下する。
【0011】
【実施例】(図1)は金属薄膜型磁気記録媒体の断面略
図であり、この構成について説明する。1は含フッソカ
ルボン酸を主とする潤滑剤層であり、厚みは30Aから
50Aである。含フッソカルボン酸だけ、あるいは含フ
ッソカルボン酸エステルとの混合でもよい。例としては
511(CH210COOHやC511(CH210CO
OC817があげられる。
【0012】2は硬質炭素膜で、膜のビッカース硬度が
1000から5000と高く、磁気記録媒体のダメージ
を潤滑剤と共に防いでいる。厚みは100Aから200
Aが信頼性と出力とのバランス上最適である。
【0013】3は強磁性金属薄膜であり、材料的にはC
o−Ni−O,Co−O,Co−Cr等が使用可能であ
る。その厚みは1500Aから3000Aが一般的であ
る。
【0014】4は非磁性基板であり、ポリエチレンテレ
フタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミド、
ポリイミド等のフルムが可能である。コスト的な観点
から、ポリエチレンテレフタレートが有利である。基板
の磁性面側表面は100Aから300Aの突起形成処理
が施されているものが信頼性と出力を両立するうえで最
適である。
【0015】5はバックコート層で、材料的にはポリウ
レタン、ニトロセルロース、ポリエステルとカーボン、
炭酸カルシュウム等を含んでいる。厚みは5000Aで
ある。
【0016】(図2)は本発明の磁気記録媒体用硬質炭
素膜の製造装置の一例である。6は真空槽であり10ー4
Torrから10ー3Torrに管理されている。これは7の排気
口からホンプで排気して管理する。
【0017】8は硬質炭素膜を製造するための放電管で
あり、交流と直流が電極に印加される。ガスはベンゼン
環に炭素数が1から6までのアルキル基が1個から3個
導入された炭化水素とアルゴンを使用する。キャン9と
の隙間は0.5mmから0.3mmに管理され、これに
よって放電管内と真空槽との差圧を確保する。材質はエ
ンプラが実用的である。
【0018】10は電流を流すための通電ローラであ
り、表面抵抗値で103から105に管理するとポリエチ
レンテレフタレートを基板に用いても電流の集中による
基板の熱負けによるピンホールは発生しない。
【0019】以下製造条件も含めて図面を参考にしなが
ら詳しく説明する。500mm幅のポリエチレンテレフタ
レート表面に、STM分析で高さが300A、直径が2
000Aの突起が1mm2あたり105から109個形成さ
れた非磁性基板4上へ、斜方真空蒸着法により酸素を導
入しながら、Co−Oからなる強磁性金属薄膜3を18
00Aの厚みで形成する。この時、Co蒸気の入射角の
コントロールにより、金属薄膜層の密度が2.0,2.
9,3.0,4.0,5.0,6.0,6.2,7.0
のサンプル1、2、3、4、5、6、7、8をそれぞれ
準備した。密度の低いサンプルは、高入射成分を多く
し、導入する酸素量も多くした。一方、密度の高いサン
プルは、低入射成分を多くし、また導入する酸素量も少
なくした。その後リバースロールコータによりポリウレ
タン、ニトロセルロース、カーボンブラックより構成さ
れた固形分30%のメチルエチルケトン/トルエン/ア
ノン溶液を乾燥後のバックコート5の厚みが5000A
になるようにそれぞれのサンプルに塗布した。
【0020】(図2)に示した硬質炭素膜形成装置によ
ってサンプル4上に硬質炭素膜2を120A形成した。
その条件は、長さが400mmの放電管8内の電極に直
流と20KHzの交流を重畳印加した。直流はプラス8
00Vに管理し、交流は実効値で1000Vに管理し
た。放電管8内の内圧はアルゴンが0.03Torr,
炭化水素ガスの内圧は0.20Torrとした。この条
件で炭化水素ガスだけを変更して硬質炭素膜2を形成し
た。メタンを用いた場合をサンプル9、プロパンを用い
た場合をサンプル10、ベンゼンを用いた場合をサンプ
ル11、トルエンを用いた場合をサンプル12、P−キ
シレンを用いた場合をサンプル13、トリメチルベンゼ
ンを用いた場合をサンプル14、クメンを用いた場合を
サンプル15、4ーt−ブチルトルエンを用いた場合を
サンプル16とした。なお、メタン、プロパン以外は液
体を加熱導入することで放電管8内に導入した。さらな
る炭化水素の例としては、エチルベンゼン、t−アミル
ベンゼン、プロピルベンゼンのようにベンゼン環に炭素
数が1から6までのアルキル基が1個から3個まで導入
された物質であればすべて含まれる。特にベンゼン環に
導入されたアルキル基が分岐タイプであるほど、硬質炭
素膜の硬度は低い電圧でも高くなった。その結果、長時
間放電中にグロー放電から電流が急激に増えるアーク放
電へ移行する異常放電は起こらなくなった。
【0021】これらサンプル上へ含フッソ潤滑剤、C5
11(CH210COOHを塗布、乾燥後の厚みが30
Aになるようにコーターで塗布し、その後8mm幅にス
リットして測定用テープとした。
【0022】これらサンプル9からサンプル16までの
硬質炭素膜2の堆積速度を(図3)に示した。このよう
に、炭化水素ガスとしてベンゼン環に炭素数が1から6
までのアルキル基が1個から3個導入された炭化水素を
用いたサンプル12からサンプル16は20nm/s以
上の硬質炭素膜堆積速度を達成し、工業的スピードで硬
質炭素膜を生産可能であった。
【0023】また、(図4)にはこれらサンプル9から
サンプル16までの堆積速度と8mmVTRによる23
C−10%環境でのスチルライフをまとめた。この結果
からも、ベンゼン環に炭素数が1から6までのアルキル
基を1個から3個まで導入した炭化水素を用いた硬質炭
素膜はメタンを用いたものと同等以上のスチルライフを
示した。
【0024】さらに、(図5)にサンプル9からサンプ
ル16までの硬質炭素膜の製造安定性、つまりグロー放
電がアーク放電に移る異常放電回数を示した。ここで
も、ベンゼン環に炭素数が1から6までのアルキル基を
1個から3個まで導入した炭化水素を原料ガスとしたサ
ンプル12からサンプル16は放電の安定性が格段に向
上した。その結果磁気記録媒体の生産性が飛躍的に向上
し、また媒体としては硬質炭素膜を設けることによるド
ロップアウトの増加を防ぐことが可能となった。
【0025】さらに、サンプル5上に(図2)に示した
硬質炭素膜形成装置により放電管8内の電極に印加する
電圧を変化させて硬質炭素膜2を120A形成した。そ
の時の条件は、アルゴンを0.07Torr,トルエン
を0.20Torrとした。各サンプルについて印加し
た電圧と形成された炭素膜2のビッカース硬度、スチル
ライフを(表1)にまとめた。なお、ビッカース硬度は
シリコンウエハー上に1.0ミクロンメータの厚み炭素
膜を形成し、ジャパンハイテック(株)のマイクロビッ
カース硬度計で調べた。スチルライフは含フッソ潤滑
剤、C511CH210COOHを30Aの厚みで硬質炭
素膜上に設けた後、23Cー10%環境で8mmVTR
で測定した。
【0026】
【表1】
【0027】この結果をまとめて(図6)に示した。こ
のように、直流は300Vから2000V,交流は30
0Vから3000Vが最適な電圧範囲であった。これよ
りも電圧が高くなるとアーク放電になって異常放電にな
りやすく、これよりも電圧が低いと炭素膜の硬度が不足
した。高電圧側でスチルライフが低下傾向になるのは硬
質炭素膜内部の歪が増加するためと思われる。
【0028】さらに、サンプル1、2、3、4、5、
6、7、8についても(図2)の硬質炭素膜形成装置で
硬質炭素膜2を130A形成した。その条件は、パラキ
シレン0.20Torr,アルゴン0.07Torr
で、直流がプラス800V、20KHzの交流が実効値
で800Vとした。さらに、同様の潤滑剤を設けた後8
mm幅にスリットし、磁性層の密度がテープの信頼性に
与える影響を調べるために8mmVTRでスチルライフ
を調べた。なお、測定環境は23C−10%環境であ
る。その結果を(図7)に示した。(図7)の結果から
磁性層の密度も金属薄膜型磁気記録媒体の信頼性に大き
な影響を与え、磁性層の密度が3.0から6.0のサン
プルのスチルライフが長く、かつ安定していた。密度が
3.0より低下すると磁性層の変形が大きくなり、磁性
層が壊れてスチルライフが低下した。また、磁性層の密
度が6.0を越えると磁性層側の変形がほとんどなく、
面圧が高くなるためスチルライフが低下した。
【0029】以上の実施例はCo−Oの磁性層を例にあ
げて説明したが、Co−Ni−OでもCo−Crでも結
果は同じであった。
【0030】
【発明の効果】以上のように本発明により、構造を規定
したベンゼン環に炭素数が1から6までのアルキル基を
1個から3個まで導入した炭化水素、R−C65、R−
64ーR、R−C63ー(R)2とアルゴンを原料と
して、はじめて規定された硬度の硬質炭素膜を工業的ス
ピードで異常放電もなく、安定に製造することが可能と
なり、同時に薄膜型磁気記録媒体のスチルライフも確保
することが可能となった。さらに、異常放電が皆無にな
るので硬質炭素膜を設けることによる磁気記録媒体のド
ロップアウトの増加がなくなった。本発明の工業的意味
は大きい。
【0031】また、この硬質炭素膜を設けた金属薄膜型
磁気記録媒体はデジタルVTR用に出力、信頼性共に最
適である。
【0032】さらに、磁性層の密度を一定の範囲に管理
することによって上記媒体の信頼性が確立される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例である金属薄膜型磁気記録媒体
の断面略図
【図2】本発明の実施例である硬質炭素膜形成装置の略
【図3】従来例と本発明との硬質炭素膜堆積速度を比較
して示した図
【図4】従来例と本発明との硬質炭素膜の堆積速度とテ
ープのスチルライフを比較して示した図
【図5】従来例と本発明との硬質炭素膜製造中の異常放
電発生回数と堆積速度のグラフ
【図6】本発明の硬質炭素膜のビッカース硬度とテープ
のスチルライフのグラフ
【図7】金属薄膜型磁気記録媒体の磁性層の密度とテー
プのスチルライフとのグラフ
【符号の説明】
1 潤滑剤層 2 硬質炭素膜 3 金属薄膜型磁性層 4 ポリエチレンテレフタレート 5 バックコート 6 真空槽 7 排気口 8 硬質炭素膜製造用放電管 9 キャン 10 通電用ローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 植田 英之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 大地 幸和 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】非磁性基板の一方の面に強磁性金属薄膜を
    設け、この強磁性金属薄膜上にマイクロビッカース硬度
    が1000から5000であり、かつベンゼン環にアル
    キル基が導入された炭化水素で、そのアルキル基の炭素
    数が1から6までであり、ベンゼン環に導入するアルキ
    ル基の数が1から3までであるR−C65,R−C64
    −R,R−C63−(R)2の炭化水素とアルゴンから
    のプラズマCVD法で形成された硬質炭素膜を設けたこ
    とを特徴とする金属薄膜型磁気記録媒体。
  2. 【請求項2】強磁性金属薄膜層の密度が3.0から6.
    0である請求項1記載の金属薄膜型磁気記録媒体。
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