JPH0795367B2

JPH0795367B2 - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH0795367B2
Application number: JP62211009A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　　敏彦; 和之西村
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1987-08-25
Filing date: 1987-08-25
Publication date: 1995-10-11
Anticipated expiration: 2010-10-11
Also published as: JPS6453332A

Description

【発明の詳細な説明】イ．産業上の利用分野本発明は、コバルト系合金からなる磁性層を有する磁気
記録媒体、例えば磁気テープに関するものである。

ロ．従来技術磁性層の形成方法によって磁気記録媒体の製造方法を区
分すると、塗布法によるものと、飛翔またはメッキ法に
よるものとに大別できる。

塗布法によるもの（以下、この方法により得られた磁気
記録媒体を塗布型磁気記録媒体という。）は、γ−F
₂O₃、Fe等の強磁性粉末を適当なバインダーと混合、分
散して得られる磁性塗料を非磁性基板上に塗布し、磁場
配向、乾燥、スーパーカレンダー等の処理を行って磁気
記録媒体としての特性を得ている。

この塗布型磁気記録媒体は高保磁力化、記録密度の向
上、磁性層の薄膜化等を指向している。しかし、強磁性
粉末をバインダーと混合して得られる磁性塗料を非磁性
基板上に塗布する方法では、本質的に強磁性粉末の実質
充填率に限界があり、高密度化、薄膜化を目指すには困
難な要因を有している。

このような理由から、高密度化、薄膜化を図るために、
通常は、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティ
ング等の方法により、磁性材料を飛翔させて非磁性基板
上に磁性材料の連続した薄膜を形成する方法、及びこの
ような薄膜を電解或いは化学メッキ法により形成する方
法（以下、これらの方法により得られた磁気記録媒体を
薄膜型磁気記録媒体という。）が採用されている。この
薄膜型磁気記録媒体では、高密度化、薄膜化等、前記塗
布型磁気記録媒体にない特性を有した磁気記録媒体が得
られる。

しかし、薄膜型磁気記録媒体では一般に、耐蝕性、耐摩
耗性等の物理、化学的特性、残留磁束密度、角型比、保
磁力等の磁気特性、出力レベル、出力変動、スチル耐久
性等の電磁変換特性の改良が必要とされている。

真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等で
作成される磁性薄膜の物理、化学的特性、磁気特性及び
電磁変換特性は、基板表面に入射する飛翔磁性材料の入
射角度、酸化度、磁性層形成速度、入射粒子のエネルギ
ー等に左右される。

耐蝕性、耐摩耗性等の物理、化学的特性の改良において
は、酸素等の反応性ガスを用いる反応性蒸着の技術が公
知であり、また、磁気特性及び電磁変換特性の改良にお
いては、特公昭41−19389号記載のいわゆる斜方蒸着等
の技術が公知である。

さらに、反応性蒸着において、特開昭57−88531号に
は、基板の走行方向とおおむね逆向きの流れをもつ酸素
ガスを供給することが示されている。さらにまた、特開
昭58−45625号には、入斜角規制用のマスクを用い、該
マスクの磁性材料の飛翔蒸気流に面する側から反応性ガ
スを噴出させて、薄膜を形成する技術が示されている。
そして、かかる公報では、反応性ガスの噴出口として、
マスクの先端面にて横方向に開口した小孔群が開示され
ている。

上記の如き薄膜型磁気記録媒体に形成される磁性薄膜に
関する技術として、次のものが知られている。

（１）特開昭53−23608号：磁性層間に非磁性体層を設
けて積層する技術。

（２）特開昭54−141608号：磁性層間に非磁性体層を設
けて積層する技術、結晶粒子の長軸が相互に交差する。

（３）特開昭54−147010号：磁性層間に非磁性体層を設
けて積層する技術、第一層の層厚＜第二層の層厚。

（４）特開昭57−133519号：磁性層を積層する、高入射
側から低入射側へ変化。

（５）特開昭58−14324号：磁性層を積層する、高入射
側から低入射側へ変化、酸素雰囲気で蒸着。

しかしながら、これらの公知技術はいずれも欠点を有し
ている。即ち、（１）、（２）、（３）では、非磁性層
を挟んで磁性層を形成するので、工程が煩雑となり、収
率が低下する。また酸素導入下の反応蒸着法を用いてい
ないので、耐久性に問題があり、更に接着性にも問題を
生じることが多い。（４）では、酸素導入下の反応蒸着
法を用いていないので、耐久性が悪く、結晶粒子も大き
く電気特性、磁気特性が悪い。（５）では、酸素雰囲気
下の蒸着となっているが、酸素を真空中に導入するだけ
であるから効果が少なく、磁気特性、耐久性が良くな
い。

ハ．発明の目的本発明の目的は、上記のような問題点を解決し、量産性
に優れ、磁気特性が良好且つ電気特性が良く、耐久性を
具備した磁気記録媒体を提供することにある。

ニ．発明の構成即ち、本発明は、コバルト系合金からなる磁性層が基体
上に設けられている磁気記録媒体において、前記磁性層に含有されているコバルト酸化物の量が、前
記磁性層の表面から前記基体に向かって減少した後に増
加し、極大値を示した後に再び減少し、かつ、Co（II）原子の数と全コバルト原子の数Co（tota
l）の比率α〔Co（II）/Co（total）〕が0.5となるまで
の表面からの深さｄが50〜120Åであり、前記極大値を
示す部分における前記比率αが0.1〜0.5、最表面におけ
るαが0.65〜0.9であることを特徴とする磁気記録媒体
に係るものである。

ホ．実施例以下、本発明の実施例を説明する。

まず、本実施例による磁気記録媒体の製造に使用する装
置の一例の要部を第３図に示す。

この装置の内部は、全体をケーシング１により外気から
気密にシールされている。ケーシング１内は分離隔壁２
により非磁性基板３を送出・巻取る室1aと蒸着室1bのに
分けられ、またケーシング１の底部には排気管４が設け
られ、この排気管４は真空排気装置５に接続している。

室1aには、基板走行系として、送出ロール６、２個のフ
リーローラ７、基板支持用の回転ドラム８、巻取ロール
９を有している。蒸着室1bには、蒸着系として、るつぼ
加熱用の電子ビーム発生装置10、るつぼ11、るつぼ11内
に入れた蒸発源としての磁性材料12がある。さらに、ド
ラム８とるつぼ11との間に形成される飛翔空間16内に突
出するマスク13が設けられ、基板３に磁性材料12の飛翔
蒸気流12aが入射する面積及び角度を規制する如くなっ
ている。第４図、第５図に示すように、マスク13は中空
構造であって、そのナイフエッジ状の入射角規制先端部
13aの近傍に、ドラム８にセットされる基板３に面して
この基板の幅方向に配列された小孔14の群が設けられて
いる。これらの小孔14へは、酸素ガス等の反応性ガスＧ
が導入パイプ15より導入され、マスク13内を経て供給さ
れる。噴出孔14からは基板３に向かってガスＧが噴出す
る如くなっている。

ここで、例えば、小孔14の径は1mm、ピッチ又は間隔は4
mm程度とし、かつ第２図のように小孔14のある先端部13
aの長さａ（これはマスク13の幅であってよい。）を基
板３の幅ｗよりも大とする。例えばａ＝167mm、ｗ＝160
mmとしてよい。さらに、噴出孔14と基板面との間隔は、
15mm以下が好ましく、より好ましくは３〜10mmである。

噴出ガスＧの速度、量と噴出孔14のサイズ、個数は相関
的に適性値が決められる。

上記の方法で製造された磁気記録媒体19は、第１図及び
第２図に示すように、基板３上にCo系合金の磁性層（薄
膜）18が形成されたものである。

この磁性層18は単一の層からなっているのではなく、破
線の領域をいわば境界にして下層18aと上層18bとの積層
体から構成されており、かつ各層18a、18bを通してのコ
バルト酸化物:Co（II）の量が第２図の如きプロファイ
ルを有している。即ち、Co（II）の量が磁性層18の表面
から基体３に向かってａのように減少した後に増加し、
極大値ｂを示した後に再び減少していることを特徴とし
ている。こうしたプロファイルによって、上層18bはCo
酸化物が表面層として多く含んでいるために上述した耐
久性が十分となっている。また、下層18aについては、C
o酸化物の量が上層18bとの境界で極大ではあるが適度な
値を示し、ここから基板方向へ減少しているので、上層
18bのプロファイルと併せ、磁性粒子の結晶粒が適度に
小さくなり、これによって電気特性、磁気特性が向上す
る。

この場合、第２図において、酸化物量に対応したある面
におけるCo（II）原子の数と全コバルト原子の数Co tot
alの比率:Co（II）/Co total＝αが0.5となるまでの表
面からの深さｄが、50Å〜120Å、更には80〜110Åであ
り、且つ中間の極大部ｂに於けるαの値が、0.5≧α≧
0.1であることが望ましい。

また、表面酸化層は、コバルト酸化物結晶相とコバルト
金属相の混合系より形成されていて、最表面におけるα
は0.9≧α≧0.65が好ましい。

また、全磁性層厚1000Å〜10000Åがよく、1800Å〜350
0Åが更に好ましい。

全磁性層に含まれるコバルト原子に対する酸化物原子の
比率は25％〜65％、40％〜50％が好ましい。

上下層に含まれる酸化物コバルト原子の比率は、2:3程
度が好ましい。

なお、上記した方法において、噴出ガスの速度、量の均
一性を高めるために、導入パイプ15と導入口との間にタ
ンクを設けることが好ましい。

その他、ドラム８、マスク13等における冷却機構等は省
略してあるが、当業界で公知の技術を、本発明の効果を
減じない範囲で選択的に使用できる。

また、本実施例では電子ビーム加熱法を用いたが、抵抗
加熱、レーザービーム加熱等の方法によってもよい。

本発明に使用する反応性ガスとしては、酸素、酸素の同
素体および酸素の活性種から選ばれる少なくとも１種を
含むガスであればよく、該ガスと併用できる他のガスと
して、例えば窒素（N₂）ガス、ヘリウムガス（He）、キ
セノンガス（Xe）、ラドンガス（Rn）、アルゴン（A
r）、ネオン（Ne）などの不活性ガス、一酸化炭素（C
O）、炭酸ガス（CO₂）、水素（H₂）、水蒸気（H₂O）を
単独で、若しくは２種類以上を混合して併用できる。

本発明にかかる磁気記録媒体の製造方法に使用できる磁
性材料は、従来から使用されている公知のものでもよ
く、かかる磁性材料としては、Co−Ni合金等、Coを主成
分とする合金系磁性材料が挙げられる。

非磁性基板上に磁性材料を飛翔させて磁性層を形成する
方法としては、公知の真空蒸着、スパッタリング、イオ
ンプレーティング法等が挙げられる。即ち、本発明でい
う「飛翔」とは各種の蒸着（反応蒸着を含む）やスパッ
ター、CVD（Chemical Vapor Deposition）、イオンプレ
ーティング等の方法により、材料が飛翔空間を経て支持
体上に被着することをいうものである。

非磁性基板の素材としては、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリエチレン−2,6−ナフタレート等のポリエステ
ル類、ポリプロピレン等のポリオレフィン類、セルロー
ストリアセテート、セルロースダイアセテート等のセル
ロース誘導体、ポリカーボネートなどのプラスチック、
Cu、Al、Znなどの金属等が使用でき、更にガラス、いわ
ゆるニューセラミック（例えば窒化ほう素、炭化けい素
等）などが使用される。ガラス等の非可撓性基板は、可
撓性基板上にこれらを複数個保持し連続的に磁性層を形
成させることができる。最終的な磁気記録媒体としての
基板の形態はテープ、シート、カード、ディスク、ドラ
ム等いずれでもよく、形態に応じて種々の材料が必要に
応じて選択される。

これらの基板の厚みは、フィルム、シート状の場合は約
３〜100μｍ程度、好ましくは５〜50μｍであり、ディ
スク、カード状の場合は30μｍ〜10mm程度である。

また、本発明にかかる磁気記録媒体の製造方法は、磁気
記録媒体の滑り性の改善、帯電防止、転写防止、保存性
向上、耐摩耗性向上の目的で、基板上に、前述した磁性
層形成後及び／又は形成前に例えば公知の塗布方法、蒸
着方法等に依り、オーバーコート層やバックコート層を
設けてもよい。これらの塗布方法、蒸着方法は、例えば
特開昭54−123922号、同54−123923号、同56−71284
号、同56−71286号、同56−71287号、同56−11626号、
同57−135442号の公開特許公報明細書に掲載されてい
る。

これらオーバーコート層、バックコート層の材料として
各種のポリマー（例えばウレタン樹脂エポキシ樹脂、塩
化ビニル−酢酸ビニル共重合体等）やシリコン樹脂等の
各有機オリゴマーやポリマー：カーボンブラック、アル
ミナ等の無機材料：フェノール誘導体等の酸化防止剤や
アミン誘導体等の一重項酸素クエンチャー等の低分子有
機化合物等の各種材料が使用できる他、各種の潤滑剤、
研磨剤、帯電防止剤、分散剤等と呼ばれている各種の成
分を添加して使用することができる。

次に、本発明を具体的な実施例及び比較例により、更に
具体的に説明するが、本発明はこれにより限定されるも
のではない。

実施例１第３図の真空蒸着機を用い、厚さ12.0μｍのポリエステ
ルベース上に、酸素を125SccM導入しながら、Co−Ni＝8
0−20合金からなる第１の磁性層を1100Å形成した。そ
の後、巻き戻しを行い、同第１の磁性層上に、第２の磁
性層を下記表−１の条件に従って形成し、試料１−１〜
１−５を作製した。作成した試料を8mm幅に断裁したの
ち、8mmVTR用のカセットに入れた。

サンプル１−１〜１−５を8mmVTRデッキにかけ、5MHzの
出力レベルを測定したのち、繰り返し再生を200回行っ
た後の出力低下のレベルを測定した。

結果を第６図に示す。第６図における出力変化0dBの点
は初回測定値とした。同様に、出力レベル5MHzにおける
OdBは基準テープの出力レベルとした。

実施例２実施例１と同様なプロセスを用い下記表−２に示すよう
な条件で第１の磁性層を形成した後、第２の磁性層を13
0SccMの酸素を導入しながら1100Å形成した。

作成されたサンプルを8mmVTR用デッキを用いて、5MHzの
C/N測定を行った。結果を第７図に示す。

実施例３第８図には、本発明の磁気記録媒体として、代表的なプ
ロファイルの磁性層をスパッタ法で作製した結果を示し
ている。

以上、本発明を例示したが、上述の例は本発明の技術的
思想に基づいて更に変形が可能である。

例えば、上述のCo（II）のプロファイルは目的に応じて
種々変更してよい。また、ガス噴出孔の位置や向きは様
々に変更してよいし、その個数も変更できる。磁性層は
２層だけでなく、３層以上としてもよい。また、本発明
な磁気テープ以外の媒体にも適用可能である。

尚、上記各実施例における磁性層は、磁性層に含有され
ているコバルト酸化物の量が、前記磁性層の表面から前
記基体に向かって減少した後に増加し、極大値を示した
後に再び減少し、かつ、Co（II）原子の数と全コバルト
原子の数Co（total）の比率α〔Co（II）/Co（tota
l）〕が0.5となるまでの表面からの深さｄが50〜120Å
であり、前記極大値を示す部分における前記比率αが0.
1〜0.5、最表面におけるαが0.65〜0.9の要件を満たす
ものであった。

ヘ．発明の作用効果本発明は上述の如く、磁性層中のコバルト酸化物の量を
表面から減少後に極大値を示すように増加させ、更に減
少させるという独特のプロファイルとしているので、磁
性層の耐久性を十分にできるだけでなく、その電気特性
及び磁気特性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであって、第１図は磁気記録媒体の要部拡大断面図、第２図は磁性層の濃度プロファイルを示す図、第３図は本発明の磁気記録媒体の製造方法に使用する装
置の要部断面図、第４図は第３図に示す装置に使用するマスクの斜視図、第５図はマスク及びその近傍の断面図、第６図、第７図はCo（II）/Co（total）による特性を示
す各グラフ、第８図は実際の磁性層の原子濃度プロファイルを示す図である。なお、図面に示す符号において、３……基板８……冷却ドラム 12……磁性材料 13……マスク 14……噴出孔 18……磁性層 18a……第１層 18b……第２層Ｇ……反応性ガスである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コバルト系合金からなる磁性層が基体上に
設けられている磁気記録媒体において、前記磁性層に含有されているコバルト酸化物の量が、前
記磁性層の表面から前記基体に向かって減少した後に増
加し、極大値を示した後に再び減少し、かつ、Co（II）原子の数と全コバルト原子の数Co（tota
l）の比率α〔Co（II）/Co（total）〕が0.5となるまで
の表面からの深さｄが50〜120Åであり、前記極大値を
示す部分における前記比率αが0.1〜0.5、最表面におけ
るαが0.65〜0.9 であることを特徴とする磁気記録媒体。