JPH07282445A - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高密度磁気記録が可能な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、長期間の保存、
特に高温多湿の環境下に長期間保存した後の耐久性の向
上を図り、極めて高い実用信頼性の磁気記録媒体の製造
方法の提供を目的とする。 【構成】 真空チャンバー内に、一面に電極、対向する
開口部に、強磁性金属薄膜を表面に有するフィルム原反
を配したサブチャンバーを設け、電極と強磁性金属薄膜
を対向電極とするプラズマＣＶＤ法によって、強磁性金
属薄膜表面に硬質炭素膜を製造する方法において、強磁
性金属薄膜がサブチャンバー内において対向する電極よ
りも面積が小さいサブチャンバーを用いて強磁性金属薄
膜表面に硬質炭素膜からなる保護膜層を形成することに
よって、緻密な硬質炭素膜を形成し、長期間の保存、特
に高温多湿の環境下に長期間保存した後の耐久性の優れ
た磁気記録媒体が安定に得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＶＴＲ、磁気ディスク
装置等に用いられる強磁性金属薄膜型磁気記録媒体の製
造方法に関するものであり、特に電磁変換特性と実用信
頼性とを高次元で両立させるために磁性層上に硬質炭素
膜からなる保護膜を設けた磁気記録媒体の製造方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】磁気記録の分野においては、近年デジタ
ル化、小型化、長時間化などの高性能化が進んでいる
が、それに伴って、高密度磁気記録媒体への要求が高ま
り、磁気記録層を強磁性金属薄膜で構成した金属薄膜型
磁気記録媒体が、短波長記録に極めて有利なことから盛
んに検討されている。

【０００３】以下に従来の強磁性金属薄膜型磁気記録媒
体について説明する。図２は従来の磁気記録媒体の拡大
断面図を示すものである。図２において、１はポリエス
テルフィルム、ポリイミドフィルムなどの高分子フィル
ムやアルミニューム薄膜などの非磁性基板である。２は
強磁性金属薄膜からなる磁気記録層でコバルト、ニッケ
ル、鉄またはそれらを主成分とする合金を電子ビーム蒸
着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法など
の真空蒸着法によって、基板１の上に形成されている。
４は潤滑剤層で、有機化合物を常法のコーティング法ま
たは真空蒸着法によって２の磁気記録層の上に形成され
ている。

【０００４】以上のように構成された磁気記録媒体にお
いて、例えば、磁気テープでは、高密度磁気記録を達成
するため、磁性層表面は極めて良好な表面性を形成して
いる。そのために、磁気信号の記録再生過程における磁
気ヘッドとの高速摺動下での摩擦、摩耗により、走行耐
久性において大きな影響を受けており、その改善は大き
な課題となっている。

【０００５】そのために、潤滑特性の優れたフッ素系潤
滑剤が開発、検討されている。例えば、強磁性金属薄膜
への密着性を向上させ、かつ優れた潤滑性を発揮させる
ため分子末端に、カルボキシル基、アミノ基、リン酸
基、ヒドロキシル基、メルカプト基などの極性基と、フ
ルオロアルキル基と、脂肪族アルキル基とを少なくとも
各１個以上を有するフッ素系潤滑剤（特開昭６１−１０
７５２９号公報、特開昭６２−９２２２５号公報、特開
昭６２−９２２２６号公報、特開昭６２−９２２２７号
公報、特開昭６１−１０７５２７号公報、特開昭６１−
１０７５２８号公報、特開昭６０−２２９２２１号公
報）がある。

【０００６】しかしながら、上記した例では、耐久性、
走行性、耐蝕性などを十分には、満足できないため、積
層化して、それぞれの役割分担する考え方が増加してき
ている。すなわち、図３に示すように保護膜上に潤滑剤
層を形成した、例えば、Ｓｉ−Ｎ−Ｏ系薄膜上に潤滑剤
層を形成したもの（特開昭６１−１３１２３１号公
報）、硬質カーボン層の上にフッ素系潤滑剤を配したも
の（特開昭６１−１２６６２７号公報、特開昭６２−２
１９３１４号公報）などが提案されている。

【０００７】しかしながら、磁気記録媒体の性能向上に
対する要求は厳しく、上記した構成では十分な特性であ
るといえず、より高次元での電磁変換特性と実用信頼性
との両立が必要であり、耐久性、耐蝕性において一層の
改善が望まれている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情を
鑑みてなされたもので、長期間の保存、特に高温多湿の
環境下に長期間保存した後の耐久性に優れ、極めて高い
実用信頼性の磁気記録媒体の製造方法を提供するもので
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記、問題点を解決する
ために、本発明の磁気記録媒体の製造方法は、真空チャ
ンバー内に、一面に電極、対向する開口面に、強磁性金
属薄膜を表面に有するフィルム原反を配したサブチャン
バーを設け、電極と強磁性金属薄膜を対向電極とするプ
ラズマＣＶＤ法によって、強磁性金属薄膜表面に硬質炭
素膜を製造する方法において、強磁性金属薄膜がサブチ
ャンバー内において、対向する電極よりも面積が小さい
サブチャンバーを用い、硬質炭素皮膜を形成するもので
あり、または、サブチャンバー内において対向する強磁
性金属薄膜の面積がチャンバー開口部面積よりも小さい
フィルム原反を用い硬質炭素膜を形成するものであり、
または、サブチャンバー側面部のフィルム原反近傍に実
効的な開口部を設けた硬質炭素膜を形成するものであ
り、また、サブチャンバー側面に設けた電極に対向電極
と同電位を印加して硬質炭素膜を形成するものである。

【００１０】

【作用】本発明の磁気記録媒体の製造方法は、プラズマ
ＣＶＤにおけるプラズマ密度を実効的に向上させるもの
であり、すなわち、電極よりも対向する開口部面積が小
さいサブチャンバーを用いることによって、物理的にプ
ラズマ密度を向上させるものであり、また、サブチャン
バー内において対向する強磁性金属薄膜の面積がチャン
バー開口部面積よりも小さいフィルム原反を用いること
により、電極面積を小さくし、電場によりプラズマ密度
を向上させるものであり、また、サブチャンバー側面部
のフィルム原反近傍に実効的な開口部を設けることによ
って、未活性ガス成分をチャンバー外に排気することに
より相対的にプラズマ密度を向上させるものである。

【００１１】実効的なプラズマ密度を向上させることに
よって、内在欠陥の少ない緻密な硬質炭素皮膜を形成
し、高温高湿に長期間保存した後においても、欠陥の発
生を防止し、硬質炭素膜本来の優れた保護効果によって
耐蝕性、および耐久性を向上することができるものであ
る。

【００１２】

【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。

【００１３】図１は本発明の実施例で使用した磁気テー
プの構成を示す断面図である。図１において、１は高分
子フィルムからなる非磁性基板、２は強磁性金属薄膜、
３は硬質炭素膜、４は潤滑剤層、５はバックコート層で
ある。

【００１４】非磁性基板としては、ポリエチレンテレフ
タレートがよく用いられるが、ポリエチレンナフタレー
トなどの他のポリエステルフィルム、セルロースアセテ
ートなどのセルロース誘導体、ポリアミド、ポリイミド
などのプラスチックフィルム、および、アルミニューム
薄膜などが使用できる。

【００１５】強磁性金属薄膜としては、真空蒸着法、ス
パッタリング法、イオンプレーティング法で形成した
鉄、コバルト、ニッケルまたはそれらを主成分とする合
金、あるいは、それらの部分酸化物、部分窒化物などを
用いることができる。

【００１６】硬質炭素膜から成る保護膜は、炭素水素ガ
ス、あるいは、炭化水素ガスとアルゴンの混合ガスのプ
ラズマＣＶＤ法によって形成することができる。

【００１７】硬質炭素膜の形成方法について、さらに、
詳しく図３の硬質炭素膜の製膜装置の概略図を用いて説
明する。

【００１８】図３において、６は真空槽であり、真空ポ
ンプ７を用いて槽内部の圧力が１０ ^-4ｔｏｒｒ〜５^-5ｔ
ｏｒｒの高真空状態となるように排気を行っている。８
は非磁性基板１上に強磁性金属薄膜２およびバックコー
ト層５が形成された磁気テープ原反であり、巻出しロー
ル９から送り出され、２本のパスロール１１，１２およ
びキャン１３を経由して巻取りロール１０に巻き取られ
る。キャン１３は、磁気テープ原反８を一定速度で搬送
できるように回転制御する働きをしている。

【００１９】１４は硬質炭素膜３を磁気テープ原反８の
強磁性金属薄膜２表面上に製膜させるためのサブチャン
バー（プラズマ発生部）であり、サブチャンバー１４の
内部には放電電極１５が設置されている。放電電極１５
はプラズマ発生用電源１６と接続されている。

【００２０】１７は炭化水素系ガスおよびＡｒガスとい
った原料ガスをサブチャンバー１４内に導入するための
原料ガス導入口である。

【００２１】また、パスロール１１，１２は、磁気テー
プ原反８の走行を安定化させるための働きだけでなく、
サブチャンバー１４内で磁気テープ原反８の強磁性金属
薄膜２へと流れた電流を抵抗を介して接地（アース）さ
せるための通電ロールとしての役割も担っている。この
際、パスロール１１，１２と磁気テープ原反８との局部
的な接触により、電流がその接触部分に集中して非磁性
基板３が熱負けしてしまう問題が発生しないように、パ
スロール１１，１２には半導体材料、例えばＳｉＣを用
いることが好ましい。

【００２２】硬質炭素膜を形成するには、サブチャンバ
ー内に炭化水素ガス、または、炭化水素ガスと不活性ガ
スの混合ガスを導入し、０．００１から１ｔｏｒｒの圧
力を保持した状態で、サブチャンバー内部で放電させ
て、炭化水素ガスのプラズマを発生させ、強磁性金属薄
膜表面に硬質炭素膜を形成する。放電形式としては、直
流放電、交流放電、または、直流に交流を重畳させ放電
のいずれでもよく、放電周波数については、実験的に決
めることができる。また、強磁性金属薄膜側の電極に０
から−２ＫＶの電圧を印加することによって、膜の硬度
の増大および密着性を向上させることができる。

【００２３】炭化水素ガスとしては、メタン、エタン、
プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オ
クタン、ベンゼンなどを用いることができる。

【００２４】また、硬質膜を形成するには、できるだけ
放電エネルギーを大きくすることが望ましい。また、基
板の温度もフィルム原反のダメージのない範囲でできる
だけ高くすることが望ましい。

【００２５】硬質炭素膜の膜厚としては、１００から３
００Ａの範囲が適当で、これよりも、薄い場合には、十
分な保護膜効果が得られず、これよりも大きい場合に
は、スペーシングによる出力の低下が大きく、実用性が
低下する。

【００２６】本発明で使用する潤滑剤としては、特に限
定するものではないが、カルボキシル基、アミノ基、リ
ン酸基、ヒドロキシル基、エステル基などの極性基と、
フルオロアルキル基またはパーフルオロポリエーテル基
とを少なくとも各１個以上を有するフッ素系潤滑剤が有
効である。本発明における潤滑剤層の形成は、バーコー
ティング法、リバースロールコーティング法、ダイコー
ティング法など従来の塗工方法が適用できる。

【００２７】以下、さらに具体的な実施例を示す。 （実施例１）平滑な表面上に粒径１００Ａのシリカ微粒
子を分散させた変性シリコーンと増粘剤とからなる波状
突起と粒状突起を有する厚み７ミクロンのポリエチレン
テレフタレートフィルム上に、酸素を導入しながら電子
ビーム法で連続斜め蒸着を行い、膜厚１８００ＡのＣｏ
−Ｏ膜を形成した。

【００２８】ついで、蒸着層と反対側面に、カーボンブ
ラックと炭酸カルシウム３：２重量比の混合物をポリウ
レタンとニトロセルロース３：２重量比の樹脂成分中に
分散させた塗工液をリバースロール方式の塗工機で塗布
し、１１０℃の温度で乾燥させ０．７ミクロンの膜厚で
バックコート層を形成し、磁気テープ原反を作製した。

【００２９】ついで、図３の製膜装置を用い、サブチャ
ンバー内に、メタン、アルゴン（４：１）の混合ガスの
高周波（１０ＫＨｚ）プラズマにより、電極と磁気テー
プ原反自身を対向電極として、磁気テープ原反の強磁性
金属薄膜に−１．０ＫＶの直流電圧を印加し、放電を行
い１５０Ａ膜厚の硬質炭素膜を形成した。

【００３０】図４にサブチャンバー開口部の概略図を示
す。図において、フィルム原反８（フィルム原反幅：５
２０mm、強磁性金属薄膜幅：４３０mm）はキャン１３に
沿わされており、その上から、開口部１８（幅：５００
mm、長手：４００mm）を持つサブチャンバー１４が配置
されている。

【００３１】さらに、硬質炭素膜表面に、含フッ素カル
ボン酸を含む潤滑剤をリバースロールコータで塗布し、
７５℃の温度で乾燥し、潤滑剤層を形成した。次に、ス
リッターで磁気テープ原反を８mm幅に裁断し、８mmＶＴ
Ｒ用磁気テープＡを作成した。

【００３２】また、比較例として、フィルム原反幅５２
０mm、強磁性金属薄膜幅５１０mmのフィルム原反を用い
る以外は実施例１と同様にして磁気テープＤを作成し
た。

【００３３】（実施例２）サブチャンバー１４を図５に
示すような扇型の側面を有し、電極部（幅：５００mm、
長手：８００mm）、開口部（幅：５００mm、長手：３０
０mm）のものを用い、磁気テープ原反を比較例と同じフ
ィルム幅５２０mm、強磁性金属薄膜幅５１０mmを用い、
その他条件は実施例１と同様にして、１５０Ａ膜厚の硬
質炭素膜を形成した。実施例１と同様にして、潤滑剤層
を形成した後、８mm幅に裁断し、磁気テープＢを作製し
た。

【００３４】（実施例３）サブチャンバーを図６に示す
ようなフィルム原反に接する部分に６００μｍのギャッ
プ１９を設けたものを用い、磁気テープ原反を比較例と
同じフィルム幅５２０mm、強磁性金属薄膜幅５１０mmを
用い、その他条件は実施例１と同様にして磁気テープＣ
を作製した。

【００３５】これらの磁気テープＡ〜Ｄを４０℃８０％
の環境に３ヵ月保存した後の、スチル耐久性、繰り返し
走行時の耐久性を市販の８mmＶＴＲ（ＥＶ−Ｓ９００、
ソニー社製）の改造機を用い、測定した。測定は、各磁
気テープＡ〜Ｄにおいて、磁気テープ原反での端部・中
央部の各３スリットで行い、平均値を算出した。その結
果を（表１）に示す。

【００３６】

【表１】

【００３７】スチル耐久性は、５℃８０％ＲＨの環境で
試料数２で５回測定し、初期出力から６ｄＢ低下するま
での時間を測定し、その平均値をテープのスチル寿命と
した。

【００３８】繰り返し走行時の耐久性の測定は、５℃８
０％ＲＨの環境で２００パス繰り返し走行した後、初期
に対する出力低下を測定した。

【００３９】（表１）から明らかなように、本発明の磁
気テープＡからＤは、いずれも１２０分以上のスチル寿
命を示し、かつ、繰り返し走行後の出力低下も２ｄＢ以
内と低い値を示している。しかしながら、比較例で作製
した磁気テープＤではスチル寿命および繰り返し走行後
の出力低下において低下が見られ、特に端部においては
低下が大きく、４０℃８０％の環境に３ヵ月保存した後
のテープ表面を光学顕微鏡で観察したところに部分的な
腐食生成物の発生による変色が観察された。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、強磁性
金属薄膜上に緻密な硬質炭素膜を形成することができ、
長期間の保存、特に高温多湿の環境下に長期間保存した
後の耐久性の向上を図ることができ、極めて高い実用信
頼性の磁気記録媒体を提供することができ、金属薄膜型
の磁気記録媒体の実用特性を向上させる優れた効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における実施例の強磁性金属薄膜型磁気
テープの構成を示す拡大断面図

【図２】従来の強磁性金属薄膜型磁気テープの構成を示
す拡大断面図

【図３】本発明における実施例１の硬質炭素膜形成装置
の概略図

【図４】本発明の硬質炭素膜の形成におけるサブチャン
バー開口部における磁気テープ原反を示す概略図

【図５】本発明における実施例２の硬質炭素膜形成装置
のサブチャンバーを示す概略図

【図６】本発明における実施例３の硬質炭素膜形成装置
のサブチャンバーを示す概略図

【符号の説明】

１ 非磁性基板 ２ 強磁性金属薄膜 ３ 硬質炭素膜 ４ 潤滑剤層 ５ バックコート層 ６ 真空槽 ７ 真空ポンプ ８ 磁気テープ原反 ９ 巻出しロール １０ 巻取りロール １１，１２ パスロール １３ キャン １４ サブチャンバー １５ 放電電極 １６ プラズマ発生用電源 １７ 原料ガス導入口 １８ サブチャンバー開口部 １９ キャンとサブチャンバー間のギャップ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空チャンバー内に、一面に電極、対向
   する開口面に、強磁性金属薄膜を表面に有するフィルム
   原反を配したサブチャンバーを設け、前記電極と前記強
   磁性金属薄膜を対向電極とするプラズマＣＶＤ法によっ
   て、前記強磁性金属薄膜表面に硬質炭素膜を製造する方
   法において、強磁性金属薄膜がサブチャンバー内におい
   て対向する電極よりも面積が小さいサブチャンバーを用
   いることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
2. 【請求項２】 真空チャンバー内に、一面に電極、対向
   する開口面に、強磁性金属薄膜を表面に有するフィルム
   原反を配したサブチャンバーを設け、前記電極と前記強
   磁性金属薄膜を対向電極とするプラズマＣＶＤ法によっ
   て、前記強磁性金属薄膜表面に硬質炭素膜を製造する方
   法において、強磁性金属薄膜の面積がチャンバー開口部
   面積よりも小さいフィルム原反を用いたことを特徴とす
   る磁気記録媒体の製造方法。
3. 【請求項３】 真空チャンバー内に、一面に電極、対向
   する開口面に、強磁性金属薄膜を表面に有するフィルム
   原反を配したサブチャンバーを設け、前記電極と前記強
   磁性金属薄膜を対向電極とするプラズマＣＶＤ法によっ
   て、前記強磁性金属薄膜表面に硬質炭素膜を製造する方
   法において、サブチャンバー側面部のフィルム原反近傍
   に実効的な開口部を設けたことを特徴とする磁気記録媒
   体の製造方法。