JPH0636272A - 磁気記録媒体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 いわゆる金属磁性薄膜型の磁気記録媒体にお
いて、磁性層表面に形成する保護膜は、炭素を主成分と
し、５原子％〜２０原子％の水素を含むものとする。ま
た、保護膜の成膜方法がスパッタリング法、ＣＶＤ法、
イオンプレーティング法より選ばれることを特徴とする
ものである。 【効果】 摺動耐久性に優れた信頼性の高い磁気記録媒
体とその製造方法を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非磁性支持体上に磁性
薄膜とカーボン保護膜が順次成膜されてなる磁気記録媒
体及びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、磁気記録媒体としては、非磁
性支持体上に酸化物磁性粉末あるいは合金磁性粉末等の
粉末磁性材料を塩化ビニルー酢酸ビニル系共重合体、ポ
リエステル樹脂、ウレタン樹脂、ポリウレタン樹脂等の
有機バインダー中に分散せしめた磁性塗料を塗布、乾燥
することにより作成される塗布型の磁気記録媒体が広く
使用されている。

【０００３】これに対して、高密度磁気記録への要求の
高まりと共に、Ｃｏ−Ｎｉ合金、Ｃｏ−Ｃｒ合金、Ｃｏ
−Ｏ等の金属磁性材料を、メッキや真空薄膜形成手段
（真空蒸着法やスパッタリング法、イオンプレーティン
グ法等）によってポリエステルフィルムやポリアミド、
ポリイミドフィルム等の非磁性支持体上に直接被着し
た、いわゆる金属磁性薄膜型の磁気記録媒体が提案され
注目を集めている。

【０００４】この金属磁性薄膜型の磁気記録媒体は抗磁
力や角形比等に優れ、磁性層の厚みを極めて薄くできる
為、記録減磁や再生時の厚み損失が著しく小さく短波長
での電磁変換特性に優れるばかりでなく、磁性層中に非
磁性材であるそのバインダーを混入する必要が無いため
磁性材料の充填密度を高めることが出来ることなど、数
々の利点を有している。

【０００５】更に、この種の磁気記録媒体の電磁変換特
性を向上させ、より大きな出力を得ることが出来るよう
にするために、該磁気記録媒体の磁性層を形成する場
合、磁性層を斜めに蒸着するいわゆる斜方蒸着が提案さ
れ実用化されている。したがって、前記金属薄膜媒体
は、磁気特性的な優位さ故に今後の高密度磁気記録媒体
の主流になると考えられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、今後更なる
高密度化の流れから、スペーシング損失を少なくするた
め磁気記録媒体の表面は平滑化される傾向にある。その
結果、媒体表面の平滑化に伴ってヘッドー媒体間の摩擦
力は増大し、媒体に生ずるせん断応力は大きくなる。

【０００７】このように摺動耐久性に対する要求が厳し
くなる状況のなかで、耐久性を向上させる目的で磁性層
表面に保護膜層を形成する技術の検討がなされてきた。
特に耐摩耗性のよいカーボンを保護膜として形成するこ
とにより摺動耐久性を高めることが可能になる。

【０００８】しかしながら、カーボン保護膜は、膜形成
方法や条件の違いにより摺動耐久性が著しく異なるとい
う問題点がある。

【０００９】そこで本発明は、かかる従来の実情に鑑み
て提案されたものであり、摺動耐久性に優れた信頼性の
高い磁気記録媒体を提供することを目的とし、さらには
これを実現するための製造方法を提供することを目的と
するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述の目
的を達成せんものと長期に亘り鋭意研究を重ねた。その
結果、カーボン保護膜の成分や膜形成方法を規定するこ
とにより摺動耐久性に優れた磁気記録媒体となるとの知
見を得るに至った。

【００１１】本発明は、かかる知見に基づいて完成され
たものである。すなわち、本発明の磁気記録媒体は、非
磁性支持体上に単層または多層構造の磁性薄膜が形成さ
れ、該磁性薄膜上に炭素を主成分とし５原子％〜２０原
子％の水素を含有する保護膜が形成されていることを特
徴とするものである。

【００１２】また、本発明の製造方法は、非磁性支持体
上に単層または多層構造の磁性薄膜を形成した後、該磁
性薄膜の表面に保護膜を形成する磁気記録媒体の製造方
法において、前記保護膜をスパッタリング法、ＣＶＤ
法、イオンプレーティング法より選ばれた手法により形
成することを特徴とするものである。

【００１３】また、本発明が適用される磁気記録媒体
は、非磁性材料よりなる非磁性支持体上に磁性層として
金属磁性薄膜および保護膜を設けてなる金属薄膜型の磁
気テープ（いわゆる蒸着テープ）である。

【００１４】上記非磁性支持体上には、強磁性金属材料
を直接被着することにより金属磁性薄膜が磁性層として
形成されているが、この金属磁性材料としては、通常の
蒸着テ−プに使用されるものであれば如何なるものであ
ってもよい。例示すれば、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ等の強磁性
金属、Ｆｅ−Ｃｏ，Ｃｏ−Ｎｉ，Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ，Ｆ
ｅ−Ｃｕ，Ｃｏ−Ｃｕ，Ｃｏ−Ａｕ，Ｃｏ−Ｐｔ，Ｍｎ
−Ｂｉ，Ｍｎ−Ａｌ，Ｆｅ−Ｃｒ，Ｃｏ−Ｃｒ，Ｎｉ−
Ｃｒ，Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ，Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ，Ｆｅ−Ｃ
ｏ−Ｎｉ−Ｃｒ等の強磁性合金が挙げられる。

【００１５】これらの単層膜であってもよいし多層膜で
あってもよい。さらには、非磁性支持体と金属磁性薄膜
間、あるいは多層膜の場合には、各層間の付着力向上、
並びに抗磁力の制御等のため、下地層または、中間層を
設けてもよい。また、例えば磁性層表面近傍が耐蝕性改
善等のために酸化物となっていてもよい。

【００１６】金属磁性薄膜形成の手段としては、真空下
で強磁性材料を加熱蒸発させ非磁性支持体上に沈着させ
る真空蒸着法や、強磁性金属材料の蒸発を放電中で行う
イオンプレーティング法、アルゴンを主成分とする雰囲
気中でグロー放電を越こし生じたアルゴンイオンでター
ゲット表面の原子をたたき出すスパッタ法等、いわゆる
ＰＶＤ技術によればよい。

【００１７】もちろん、本発明に係わる磁気テープの構
成はこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸
脱しない範囲での変更、例えば必要に応じてバックコー
ト層を形成したり、非磁性支持体上に下塗層を形成した
り、潤滑剤、防錆剤などの層を形成することは何等差し
支えない。この場合、バックコート層に含まれる非磁性
顔料、樹脂結合剤あるいは潤滑剤、防錆剤層に含まれる
材料としては従来公知のものがいずれも使用できる。

【００１８】

【作用】炭素を主成分とする保護膜の含有する水素が５
原子％〜２０原子％であると、摺動耐久性の高いものと
なる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
するが、本発明がこの実施例に限定されるものではな
い。

【００２０】まず、本実施例において磁性薄膜の形成に
使用した蒸着製造装置の構成について説明する。図１に
示す様に、この製造装置においては、頭部と低部にそれ
ぞれ設けられた排気口１から排気されて内部が真空状態
となされた真空室２内に、図中の回り方向に定速回転す
る送りロール３と、同様に図中の時計回り方向に定速回
転する巻取りロール４とが設けられ、これら送りロール
３から巻取りロール４にテープ状の非磁性支持体５が順
次走行するようになされている。

【００２１】これら送りロール３から巻取りロール４側
に上記非磁性支持体５が走行する中途部には、上記各ロ
ール３、４の径よりも大径となされた冷却キャン６が設
けられている。この冷却キャン６は、上記非磁性支持体
５を図中下方に引き出す様に設けられ、図中の時計回り
方向に定速回転する構成とされる。尚、上記送りロール
３、巻取りロール４、及び冷却キャン６は、それぞれ非
磁性支持体５の幅と略同じ長さからなる円筒状をなすも
のであり、また上記冷却キャン６には、内部に図示しな
い冷却装置が設けられ、上記非磁性支持体５の温度上昇
による変形等を抑制し得るようになされている。

【００２２】従って、上記非磁性支持体５は、送りロー
ル３から順次送り出され、さらに上記冷却キャン６の周
面を通過し、巻取りロール４に巻取られていくようにな
されている。尚、上記送りロール３と上記冷却キャン６
との間及び該冷却キャン６と上記巻取りロール４との間
にはそれぞれガイドロール７、８が配設され、上記送り
ロール３から冷却キャン５及び該冷却キャン６から巻取
りロール４にわたって走行する非磁性支持体５に所定の
テンションをかけ、該非磁性支持体５が円滑に走行する
ようになされている。また、上記真空室内には、上記冷
却キャン６の下方にルツボ９が設けられ、このルツボ９
内に金属磁性材料１０が充填されている。このルツボ９
は、上記冷却キャン６の長さと略同一の幅を有してな
る。

【００２３】一方、上記真空室２の側壁部には、上記ル
ツボ９内に充填された金属磁性材料１０を加熱蒸発させ
るための電子銃１１が取り付けられる。この電子銃１１
は、当該電子銃１１より放出される電子線Ｘが上記ルツ
ボ９内の金属磁性材料１０に照射されるような位置に配
設される。そして、この電子銃１１によって蒸発した金
属磁性材料１０が上記冷却キャン６の周面を定速走行す
る非磁性支持体５上に磁性層として被着形成されるよう
になっている。

【００２４】また、上記冷却キャン６と上記ルツボ９と
の間であって該冷却キャン６の近傍には、シャッタ１２
が配設されている。このシャッタ１２は、上記冷却キャ
ン６の周面を定速走行する非磁性支持体５の所定領域を
覆う形で形成され、このシャッタ１２により上記蒸発せ
しめられた金属磁性材料１０が上記非磁性支持体５に対
して所定の角度範囲で斜めに蒸着されるようになってい
る。更に、このような蒸着に際し、上記真空室２の側壁
部を貫通して設けられる酸素ガス導入口１４を介して非
磁性支持体５の表面に酸素ガスが供給され、磁気特性、
耐久性及び耐候性の向上が図られている。

【００２５】この真空蒸着は、真空室２を例えば真空度
１×１０^-4Torrに保ちながら、これらの真空室２内にガ
ス導入口１４により酸素ガスを例えば２５０cc／min の
割合で導入しながら行う。この場合、非磁性支持体５に
対する蒸発金属の入射角は例えば４５〜９０°の範囲と
する。また、磁性層は円筒キャン６において例えば２０
００Åの厚さに蒸着される。なお、蒸発源に用いられる
インゴット（金属磁性材料１０）の組成は例えばＣｏ８
０ーＮｉ２０（数値は組成を重量％で表す。）である。

【００２６】次に、本実施例においてカーボン保護膜の
形成に使用したキャンロール対向型スパッタリング製造
装置の構成について説明する。図２に示す様に、この製
造装置においては、頭部と低部にそれぞれ設けられた排
気口２１から排気されて内部が真空状態となされた真空
室２２内に、図中の時計回り方向に定速回転する送りロ
ール２３と、図中の時計回り方向に定速回転する巻取り
ロール２４とが設けられ、これら送りロール２３から巻
取りロール２４にテープ状の非磁性支持体２５が順次走
行するようになされている。

【００２７】これら送りロール２３から巻取りロール２
４側に上記非磁性支持体２５が走行する中途部には、上
記各ロール２３、２４の径よりも大径となされた円筒キ
ャン２６が設けられている。この円筒キャン２６は、上
記非磁性支持体２５を図中下方に引き出す様に設けら
れ、図中の時計回り方向に定速回転する構成とされる。
尚、上記送りロール２３、巻取りロール２４、及び、円
筒キャン２６は、それぞれ非磁性支持体２５の幅と略同
じ長さからなる円筒状をなすものであり、また上記円筒
キャン２６には、内部に図示しない冷却装置が設けら
れ、上記非磁性支持体２５の温度上昇による変形等を抑
制し得るようになされている。

【００２８】従って、上記非磁性支持体２５は、送りロ
ール２３から順次送り出され、さらに上記冷却キャン２
６の周面を通過し、巻取りロール２４に巻取られていく
ようになされている。尚、上記送りロール２３と上記円
筒キャン２６との間及び該冷却キャン２６と上記巻取り
ロール２４との間にはそれぞれガイドロール２７、２８
が配設され、上記送りロール２３から円筒キャン２６及
び該円筒キャン２６から巻取りロール２４にわたって走
行する非磁性支持体２５に所定のテンションをかけ、該
非磁性支持体２５が円滑に走行するようになされてい
る。

【００２９】また、上記真空室２２内には、上記円筒キ
ャン２６の左方に円筒キャンと略平行となるように設置
されたターゲットカソード２９が設けられている。ター
ゲット材料は焼結カーボンで、カソード２９にはＤＣ電
源３０が接続されている。さらに、このターゲットカソ
ード２９の近傍部には保護膜の原料ガスおよびキャリア
ガスを導入する導入口３１、３２が設けられている。

【００３０】このターゲットカソード２９は、上記円筒
キャン２６の幅より３００ｍｍ程大きい幅を有してな
る。尚、本実施例では、円筒キャンは冷却されている
が、保護膜と磁性膜の接着強度を上げるため適宜加熱し
た状態でもよい。

【００３１】さらに、本実施例において使用したキャン
対抗電極型プラズマＣＶＤ製造装置の構成について説明
する。図３に示す様に、この製造装置においては、頭部
と低部にそれぞれ設けられた排気口５５から排気されて
内部が真空状態となされた真空室４１内に、図中の時計
回り方向に定速回転する送りロール４３と、図中の時計
回り方向に定速回転する巻取りロール４４とが設けら
れ、これら送りロール４３から巻取りロール４４にテー
プ状の非磁性支持体４２が順次走行するようになされて
いる。

【００３２】これら送りロール４３から巻取りロール４
４側に上記非磁性支持体４２が走行する中途部には、上
記各ロール４３、４４の径よりも大径となされた円筒キ
ャン４５が設けられている。この円筒キャン４５は、上
記非磁性支持体４２を図中下方に引き出す様に設けら
れ、図中の時計回り方向に定速回転する構成とされる。
尚、上記送りロール４３、巻取りロール４４、及び、円
筒キャン４５は、それぞれ非磁性支持体４２の幅と略同
じ長さからなる円筒状をなすものであり、また上記円筒
キャン４５には、内部に図示しない冷却装置が設けら
れ、上記非磁性支持体４２の温度上昇による変形等を抑
制し得るようになされている。

【００３３】従って、上記非磁性支持体４２は、送りロ
ール４３から順次送り出され、さらに上記冷却キャン４
５の周面を通過し、巻取りロール４４に巻取られていく
ようになされている。尚、上記送りロール４３と上記円
筒キャン４５との間及び該冷却キャン４５と上記巻取り
ロール４４との間にはそれぞれガイドロール４６、４７
が配設され、上記送りロール４３から円筒キャン４５及
び該円筒キャン４５から巻取りロール４４にわたって走
行する非磁性支持体４２に所定のテンションをかけ、該
非磁性支持体４２が円滑に走行するようになされてい
る。

【００３４】この送りロールには、ＤＣ電源５１また
は、ＲＦ電源５２によりバイアス電圧が印加できる構造
となっている。また、上記真空室内には、上記円筒キャ
ン４５の左方に円筒キャンと略平行となるように曲面化
された対向電極４８が設けられ、この対向電極４８には
高周波電源４９が接続されている。さらに、この対抗電
極４８の側近部には保護膜の原料ガスおよびキャリアガ
スを導入する導入口が設けられている。

【００３５】この対抗電極４８は、上記円筒キャン４５
の長手方向の幅と略同一の幅を有してなる。尚、本実施
例では、円筒キャンは冷却されているが、保護膜と磁性
膜の接着強度をあげるため適宜加熱した状態でもよい。
また、バイアス電圧は円筒キャンに印加される構造とな
っていてもよい。

【００３６】そこで、このような構成を有する製造装置
を用いて、先ず下塗が施された非磁性支持体上に、図１
に示す製造装置を用い酸素雰囲気中でＣｏ−Ｎｉ合金を
斜め蒸着し、例えば膜厚約０．２μｍの金属磁性薄膜を
磁性層として被着形成した後、バックコート、トップコ
ートをほどこし所定のテープ幅に裁断してサンプルテー
プを作成した。使用したベース、下塗、バックコート、
トップコートは下記の通りである。

【００３７】 ベース ：ポリエチレンテレフタレート １０μｍ厚 １５０ｍｍ幅 下塗 ：アクリルエステルを主成分とする
水溶性ラテックスを塗布 突起密度 約１０００万個／ｍｍ² バックコート ：カーボン、及びウレタンバインダ
ーを混合したものを０．６μｍ厚塗布 トップコート ：パーフルオロポリエーテルを塗布 スリット幅 ：８ｍｍ幅

【００３８】次に、この金属磁性薄膜上にカーボン保護
膜をスパッタリングとＣＶＤ法により形成した。スパッ
タによる保護膜作成は蒸着終了直後に図２に示すスパッ
タリング装置を用いて行い、ＣＶＤ法による保護膜作成
は同じく図３に示す装置を用いて行った。本実施例で
は、保護膜を形成した為に劣化する電磁変換特性の補填
の為に（スペーシングロスを小さくする目的）、下塗時
の乾燥条件を適宜調整し、下塗が施された非磁性支持体
の表面性をコントロールした。

【００３９】スパッタリング条件は下記の通りである
が、各実施例及び比較例においては表１に示す雰囲気中
でカーボン保護膜のスパッタリングを行った。

【００４０】 方式 ：直流マグネトロンスパッタ法 ターゲット材 ：カーボン 真空度 ：２Ｐａ 保護膜膜厚 ：０．０１５μｍ

【００４１】

【表１】

【００４２】ＣＶＤ法の条件は下記の通りであるが、各
実施例及び比較例においては表２に示す雰囲気中でカー
ボン保護膜を形成した。

【００４３】 方式 ：プラズマＣＶＤ法 投入電力 ：５００ｗ（１３．５６ＭＨｚ） 真空度 ：１０Ｐａ 保護膜膜厚 ：０．０１５μｍ

【００４４】

【表２】

【００４５】なお、比較例１は、保護膜を形成していな
い例である。また、保護膜成膜時の膜厚は１５ｎｍ一定
としそのときの送り速度を変えることで生産性の比較を
行った。スチル耐久性の測定はソニー社製８ｍｍＶＴＲ
ＥＶＳ−９００改造機を用いて行った。

【００４６】表３に測定結果を示す。

【００４７】

【表３】

【００４８】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明においては、磁性膜上に形成されるカーボン保護膜の
水素含有率を５原子％〜２０原子％とすることで、高摺
動耐久性を有する磁気記録媒体を実現することが出来
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】真空蒸着装置の一例を示す模式図である。

【図２】キャンロール対向型スパッタリング製造装置の
一例を示す模式図である。

【図３】キャン対抗電極型プラズマＣＶＤ製造装置の一
例を示す模式図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非磁性支持体上に単層または多層構造の
   磁性薄膜が形成され、該磁性薄膜上に炭素を主成分とし
   ５原子％〜２０原子％の水素を含有する保護膜が形成さ
   れていることを特徴とする磁気記録媒体。
2. 【請求項２】 非磁性支持体上に単層または多層構造の
   磁性薄膜を形成した後、該磁性薄膜の表面に保護膜を形
   成する磁気記録媒体の製造方法において、 前記保護膜の形成方法がスパッタリング法、ＣＶＤ法、
   イオンプレーティング法より選ばれることを特徴とする
   磁気記録媒体の製造方法。