JPH079700B2 - 磁気記録媒体 - Google Patents

磁気記録媒体

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JPH079700B2
JPH079700B2 JP57177570A JP17757082A JPH079700B2 JP H079700 B2 JPH079700 B2 JP H079700B2 JP 57177570 A JP57177570 A JP 57177570A JP 17757082 A JP17757082 A JP 17757082A JP H079700 B2 JPH079700 B2 JP H079700B2
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magnetic
gas
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JP57177570A
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正俊 中山
治幸 森田
洋 杉原
俊明 泉
悠一 久保田
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TDK Corp
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/62Record carriers characterised by the selection of the material
    • G11B5/72Protective coatings, e.g. anti-static or antifriction

Landscapes

  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
  • Magnetic Record Carriers (AREA)
  • Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、磁気記録媒体に関するものであり、特には低
摩擦、走行安定性、耐久性、防錆性等の目的で表面をプ
ラズマホウ化した磁気記録媒体に関するものである。
非磁性支持体上にγ‐Fe2O3、γ‐Fe3O4、Co含浸γ‐Fe
2O3等々の酸化物系磁性粉と結合剤とを主体とする磁性
層を形成した磁気記録媒体が出現してすでに久しいが、
最近では記録密度をさらに向上する目的で、Fe、Co、N
i、Fe-Co、Co-Ni、Fe-Co-Ni、Fe-Co-B、Fe-Co-Cr-B、Mn
-Bi、Mn-Al、Fe-Co-V等の強磁性粉と結合剤等から成る
磁気記録媒体、さらには金属蒸着薄膜とかスパツタ薄膜
を磁性層とする磁気記録媒体が実用化され、脚光をあび
つつある。
これらの磁気記録媒体においては、特に磁気テープおよ
び磁気デイスクの用途では、摩擦係数が小さく、円滑で
安定な走行性を示すこと、耐摩耗性に優れ、長時間にわ
たつて安定走行を行ないうること、置かれた環境条件に
対して安定でいつでも確実な再生ができること、耐久性
のあること等が強く求められる。
これらの要求に加えて、高密度記録用の前記強磁性粉を
使用する磁気記録媒体や蒸着あるいはスパツタ薄膜を使
用する磁気記録媒体においては表面の平滑化が進められ
ており、摩擦係数は増大する傾向にあるので、円滑で安
定な走行を計るべく何らかの対策が特に求められる。ま
た、これらの磁気記録媒体では金属が表面に露出してい
ること等により発錆による劣化が認められることもあ
る。これら高密度で記録されている情報を長期にわたり
保蔵し、いつでも確実に再生できるように、これら高密
度記録媒体においては、走行安定性、走行円滑性、耐久
性等が一段と強く要望される。
従来より、シリコーンオイル、フツ素オイル等の易滑剤
を磁性層に錬り込んだりその表面に塗布することが行な
われてきた。また、特定の目的に応じた被膜層をトツプ
コートすることも行なわれてきた。しかしながら、従来
公知の方法では、易滑剤を均一に混合または塗布し難
く、易滑その他の効果が使用につれて低下し、耐久性が
ないために満足すべきものでなかつた。また、被膜が厚
くなると、スペーシングクロスによる出力低下が生ず
る。このように、薄くて、持続性がありかつ所定の効果
を奏しうる被膜を形成することは至難であつた。
本発明は、上述したような従来技術の欠点にかんがみ、
磁気記録媒体一般に対して、特に蒸着法およびスパツタ
リング法による金属薄膜高密度磁気記録媒体に対して、
低摩擦性、走行安定性、耐久性、防錆性等を改善すべく
これら表面特性を兼備した新規な薄膜層を提供すること
を目的とする。
かかる目的に対して、本発明者は、金属薄膜表面をプラ
ズマホウ化することにより非常に優れた効果を発揮する
ことを見出した。この方法は、トツプコート法でないの
で、スペーシングクロスによる磁気記録媒体の出力低下
を招かず、きわめて有利である。さらに、プラズマホウ
化は気相系反応であるため、表面近傍が均一にホウ化さ
れることが分つた。この現象が防錆効果の向上に重要な
役割を果しているものと思われる。加えて、プラズマホ
ウ化法は高速での連続生成が可能であるため、磁気記録
媒体製造工程に容易に組み込むことができ、その生産性
を阻害しない。
プラズマホウ化法により生成された薄膜は、磁気記録媒
体の磁気特性、電気特性、記録密度特性が何ら損なわれ
ることなく、上述した表面特性が大幅に改善される。こ
れは、従来薄膜に較べてきわめて有意義な点である。
プラズマホウ化法は、Ar、He、H2、N2等のキヤリヤーガ
スの放電プラズマと三塩化ホウ素BCl3、三フツ化ホウ素
BF3、ジボランB2H6、ペンタボランB5H11、B5H9、ヘキサ
ボランB6H10、デカボランB10H14等の含ホウ素ガスと混
合し、被処理基体表面にこれら混合ガスを接触させるこ
とにより基体表面をプラズマホウ化させるものである。
原理について概略すると、気体を低圧に保ち電場を作用
させると、気体中に少量存在する自由電子は、常圧に較
べ分子距離が非常に大きいため、電界加速を受け5〜10
eVの運動エネルギー(電子温度)を獲得する。この加速
電子が原子や分子に衝突すると、原子軌道や分子軌道を
分断し、これらを電子、イオン、中性ラジカルなど常態
では不安定な化学種に解離させる。解離した電子は再び
電界加速を受けて別の原子や分子を解離させるが、この
連鎖作用で気体はたちまち高度の電離状態となり、そし
てこれはプラズマガスと呼ばれている。気体分子は電子
との衝突の機会が少ないのでエネルギーをあまり吸収せ
ず、常温に近い温度に保たれている。このように、電子
の運動エネルギー(電子温度)と分子の熱運動(ガス温
度)が分離した系は低温プラズマと呼ばれ、ここでは化
学種が比較的原形を保つたまま重合等の加成的化学反応
を進めうる状況を創出しており、本発明はこの状況を利
用して基体表面をプラズマホウ化しようとするものであ
る。低温プラズマを利用するため、基体の熱影響は全く
ない。
プラズマにより磁気記録媒体表面をホウ化させる装置例
が第1図および第2図に示してある。第1図は高周波放
電によるプラズマホウ化装置であり、そして第2図はマ
イクロ波放電によるプラズマホウ化装置である。
第1図において、反応容器Rには、ホウ化ガス源1およ
びキヤリヤーガス源2からそれぞれマスフローコントロ
ーラ3および4を経て供給されるホウ化ガスおよびキヤ
リヤーガスが混合器5において混合された後送給され
る。ホウ化ガスは反応容器においてプラズマホウ化のた
めの原料となるもので、本発明において三塩化ホウ素、
三フツ化ホウ素、シボラン、ペンタボラン、ヘキサボラ
ン、デカボラン等の含ホウ素ガスから選択される。キヤ
リヤーガスとしては、Ar、He、H2、N2等から適宜選択さ
れる。ホウ化ガスは1〜100ml/分そしてキヤリヤーガス
は50〜500ml/分の流量範囲をとりうる。反応容器R内に
は、被処理磁気記録媒体支持装置が設置され、ここでは
磁気テープ処理を目的として繰出しロール9と巻取りロ
ール10とが示してある。被処理磁気記録媒体の形態に応
じて様々の支持装置が使用でき、例えば載置式の回転支
持装置が使用されうる。被処理磁気テープを間に挾んで
対向する電極7、7′が設けられており、一方の電極7
は高周波電源6に接続され、他方の電極7′は8にて接
地されている。さらに、反応容器R内には、容器内を排
気するための真空系統が配備され、そしてこれは液体窒
素トラツプ11、油回転ポンプ12および真空コントローラ
13を含む。これら真空系統は反応容器内を0.01〜10Torr
の真空度の範囲に維持する。
操作においては、反応容器R内が先ず10-3Torr以下にな
るまで油回転ポンプにより容器内を排気し、その後ホウ
化ガスおよびキヤリヤーガスが所定の流量において容器
内に混合状態で供給される。反応容器内の真空は0.01〜
10Torrの範囲に管理される。被処理磁気テープの移行速
度ならびに酸化ガスおよびキヤリヤーガスの流量が安定
すると、高周波電源がオンにされる。こうして、移行中
の磁気記録媒体がプラズマホウ化される。
第2図はマイクロ波放電によるプラズマホウ化装置を示
す。第1図と同じ構成要素には同じ符号を付してある。
ここでは、反応容器Rに放電プラズマ室15が形成され、
その外端にキヤリヤーガス源2からのキヤリヤーガスが
供給されるようになつている。キヤリヤガスは、供給後
マグネトロン6の発振によりプラズマ化され安定化され
る。ホウ化ガスは、プラズマ室15の内端近くに開口する
ノズル16から反応容器内に導入される、プラズマ室15と
整列して支持装置が取り付けられ、この場合には繰出し
および巻取りロール9および10が垂直に配向されてい
る。この他の要素は第1図におけると同一である。
プラズマ発生源としては、上述した高周波放電マイクロ
波放電の他に、直流放電、交流放電等いずれでも利用で
きる。
前述したように、プラズマホウ化された磁気記録媒体
は、表面のホウ化により低摩擦性、走行安定性、耐久
性、防錆効果等が大幅に改善された。
次に、第1図および第2図の装置を使用して磁気記録媒
体表面をプラズマホウ化した実施例について述べる。
実施例1 10μmの厚さのベースフイルムにCo8部とNi2部のインゴ
ツトから0.1μmの磁性層を斜め蒸着した磁気テープ
に、ホウ化ガスとしてジボランを用いてプラズマホウ化
した。装置は第1図のものを使用した。プラズマホウ化
条件は次の通りとした。
シボランガス:20ml/分 キヤリヤガス:アルゴン50ml/分 真空度:0.5Torr 高周波電源:13.56MHz 300W 磁気テープ走行速度:0.05m/分 実施例2 10μmのポリエステルフイルム上にCo-Ni(組成Co95%
‐Ni5%)を原料として、0.1μmの厚さにスパツタした
磁気テープを作成した。
まず、1000/分の排気速度をもつ油回転ポンプ12で反
応容器R及び放電プラズマ室15の内部を10-3Torr以下の
圧力に排気した。キヤリヤーガスとしてアルゴンを100m
l/分の流量で送入した。反応容器内の真空は真空コント
ローラ13により0.5Torrに管理した。マグネトロン6の
発振による周波数2450MHzの電力500Wを印加し、プラズ
マを安定化させた。次に、ペンタボランB5H9を10ml/分
の流量でノズル16に供給した。磁気テープは0.1m/分の
速度で繰出しロール9から巻取りロール10へと移行させ
た。
実施例3 実施例1においてジボランガスの代わりに三塩化ホウ素
を用いた。その他の条件は実施例1と同一とした。
実施例4 実施例2においてペンタボランの代わりにジボランを用
いた。その他の条件は実施例2と同一とした。
比較例1 実施例1においてジボランの供給を停止し、アルゴンの
供給量を20ml/分とした。その他の条件は実施例1と同
一とした。
実施例5 実施例2においてテープ走行速度を0.01m/分とし、マイ
クロ波電力を1500Wとした。その他は実施例2と同一と
した。
薄膜の表面層の組成については、光電子分析(ESCA)で
測定して確認した。プラズマホウ化層の膜厚については
ESCAによる厚さ方向分析とエリプソメータにより測定し
た。
ホウ化層の厚さを下表に示す。
ホウ化層が100Åを超えても、以下の性能検査で明らか
になつたようにホウ化層の効能は向上せず、それより厚
くすることの意義は少なく、むしろ磁気特性などの低下
の傾向が認められる。ホウ化層は、実用上100Å以下が
望ましい。
性能比較試験 実施例1〜5と比較例1のサンプルと無処理の磁気テー
プサンプルについて次の3つの試験を行なつた。
(イ) 動摩擦係数μk 動摩擦係数μkは、信学技報R50-25(1980)記載の方法
にしたがつて測定した。すなわち、磁気テープを磁気ヘ
ツドに相当する摩耗輪に磁性層側を内側として巻き掛
け、一端に分鋼を吊し、他端をロードセルに固定する。
摩耗輪を回転させ、磁気テープの摩擦力をロードセルに
て検出する。摩擦力:T、分銅重さ:Wそして巻付角:θと
して次式からμkを求める。
比較結果は下記の通りである。
本発明の磁気記録媒体は未処理テープの半分以下の摩擦
係数しか示さず、きわめて低摩擦性のものであることが
分る。
(ロ) スチル時間 VTRで静止画像を再生したときに画像が出なくなるまで
の時間として測定した。
比較結果は下記の通りである。
本発明によつて耐摩耗性が大幅に向上されることが分
る。
(ハ) 環境耐性 この種のテープは酸化による磁気的性質の劣化現象があ
ることが知られている。この劣化度を見るために、磁気
記録媒体を50℃、98%相対湿度の環境下に72時間放置
し、振動型磁力計により磁束密度の変化を測定した。磁
束密度の変化率は (Br:最初の磁束密度Br′:試験後の磁束密度)として
算出した。
比較結果は下記の通りである。無処理物の磁束密度の変
化率を1としての相対値で示す。
これから、本発明の磁気記録媒体が耐久性防錆性に優れ
ていることが分る。
以上説明した通り、今後ますます厳しい品質要件と耐久
性を要求される各種磁気記録媒体に対して、本発明は、
その表面にプラズマホウ化により従来とは全く異質の層
を形成することによりこの要望に充分答えうるものであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は高周波放電プラズマホウ化装置の概略図、第2
図はマイクロ波放電プラズマホウ化装置の概略図であ
る。 1:ホウ化ガス源 2:キヤリヤーガス源 3,4:マスフローコントローラ 5:混合器 6:高周波電源、マグネトロン 7,7:電極 9,10:繰出しおよび巻取りロール 11:液体窒素トラツプ 12:油回転トラツプ 13:真空コントローラ R:反応容器 15:プラズマ室
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉原 洋 東京都中央区日本橋一丁目13番1号 東京 電気化学工業株式会社内 (72)発明者 泉 俊明 東京都中央区日本橋一丁目13番1号 東京 電気化学工業株式会社内 (72)発明者 久保田 悠一 東京都中央区日本橋一丁目13番1号 東京 電気化学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−40505(JP,A) 特開 昭56−169768(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】表面に金属薄膜磁気記録層を有する磁気記
    録媒体において、前記金属薄膜磁気記録層の表面のプラ
    ズマホウ化により形成された前記金属薄膜磁気記録層の
    金属とホウ素との化合物の層を表面に有することを特徴
    とする磁気記録媒体。
  2. 【請求項2】前記化合物の層の厚さが1Å以上、100Å
    以下である特許請求の範囲第1項記載の磁気記録媒体。
JP57177570A 1982-10-12 1982-10-12 磁気記録媒体 Expired - Lifetime JPH079700B2 (ja)

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JP57177570A JPH079700B2 (ja) 1982-10-12 1982-10-12 磁気記録媒体

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JP57177570A JPH079700B2 (ja) 1982-10-12 1982-10-12 磁気記録媒体

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JPS5968821A JPS5968821A (ja) 1984-04-18
JPH079700B2 true JPH079700B2 (ja) 1995-02-01

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JPS5968821A (ja) 1984-04-18

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