JPH08102049A

JPH08102049A - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH08102049A
Application number: JP23533594A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Kitaori; 典之北折; Osamu Yoshida; 修吉田; Shigemi Wakabayashi; 繁美若林; Hirohide Mizunoya; 博英水野谷; Akira Shiga; 章志賀
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1994-09-29
Filing date: 1994-09-29
Publication date: 1996-04-16

Abstract

(57)【要約】【目的】蒸着型磁気記録媒体のＳ／Ｎを向上させ、且
つドロップアウトの発生を低減する。【構成】支持体に少なくとも二層の磁性層を形成し、
少なくとも一つの磁性層間に ECRプラズマCVD 法等によ
りダイヤモンドライクカーボン層を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属薄膜型の磁気記録
媒体に関し、更に詳しくは、磁性層の間にダイヤモンド
ライクカーボン薄膜からなる層が形成され、Ｓ／Ｎが向
上し、且つドロップ・アウトの少ない磁気記録媒体に関
する。

【０００２】

【従来の技術】磁気記録媒体、例えば磁気テープには、
支持体であるフィルム上に磁性粉をバインダーに分散さ
せた磁性塗料を塗布してなる塗布型テープと、フィルム
上に真空中で金属を蒸着してなるバインダーを全く含ま
ない蒸着型テープとがある。蒸着型テープは、磁性層に
バインダーを含まないことから磁性材料の密度を高めら
れるため、高密度記録に有望であるとされている。

【０００３】現在発売又は開発されている蒸着型テープ
は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリイミ
ド、アラミド等の支持体上に、真空蒸着法を用いて金属
を蒸着させた磁性層を有し、磁性層を多層構造にして更
なる高密度化を図ることが提案されている。

【０００４】また、蒸着により形成された磁性層を保護
し、また記録・再生用ヘッドとの接触をスムーズにする
ための潤滑剤としての働きを持たせるためにトップコー
ト層を形成したり、或いは、磁性層の反対側の面にカー
ボンブラックバインダー中に分散させた液をを塗布して
バックコート層を形成することが一般に行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、多層構
造の磁性層を形成する場合、最初の磁性層を形成し、次
いでその上に金属を蒸着する時に冷却キャンの温度が上
層の金属に十分に伝わらず、その結果、上層の磁性層は
不均一な膜となることが多い。そのような磁性層を有す
る磁気記録媒体は、ドロップアウト検査（磁気テープを
検査用のカセットデッキに入れて一定の信号を記録しつ
つ再生し、テープ表面の傷や異物の付着などによる再生
信号の欠落であるところのドロップアウトを検出する検
査）において、ドロップアウト数を増加させる。

【０００６】また、単に磁性層を多層構造としても、磁
気分離、電気分離が十分でなく、その結果Ｓ／Ｎが低く
なり、十分なノイズ特性が得られない。

【０００７】そこで本発明の目的は、ドロップアウトの
発生が少なく、またＳ／Ｎが向上した金属薄膜型の磁気
記録媒体を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段と作用】本発明者らは上記
課題を解決すべく鋭意研究した結果、磁性層の間にダイ
ヤモンドライクカーボンの層を形成することにより、ド
ロップアウトの発生が少なく、またＳ／Ｎが向上した金
属薄膜型の磁気記録媒体が得られることを見出し、本発
明を完成するに至った。

【０００９】すなわち本発明は、支持体上に形成された
少なくとも二層の磁性層と、少なくとも一つの磁性層間
に形成されたダイヤモンドライクカーボン層とを有する
磁気記録媒体を提供するものである。

【００１０】本発明の磁気記録媒体は、支持体上に蒸着
等の方法により形成された少なくとも二層の金属薄膜か
らなる磁性層の少なくとも一の磁性層間に、ダイヤモン
ドライクカーボン層が形成されていることをことを特徴
とする。

【００１１】〔磁性層〕本発明では支持体上に少なくと
も二層の磁性層が形成される。磁性層を形成する磁性材
料としては、通常の金属薄膜型の磁気記録媒体の製造に
用いられる強磁性金属材料が挙げられ、例えばCo, Ni,
Fe等の強磁性金属、また、Fe−Co、Fe−Ni、Co−Ni、Fe
−Co−Ni、Fe−Fh、Fe−Cu、Co−Cu、Co−Au、Co−Y 、
Co−La、Co−Pr、Co−Gd、Co−Sm、Co−Pt、Ni−Cu、Mn
−Bi、Mn−Sb、Mn−Al、Fe−Cr、Co−Cr、Ni−Cr、Fe−
Co−Cr、Ni−Co−Cr等の強磁性合金が挙げられる。磁性
層としては鉄の薄膜或いは鉄を主体とする強磁性合金の
薄膜が好ましく、特に、鉄、コバルト、ニッケルを主体
とする強磁性合金及びこれらの窒化物もしくは炭化物か
ら選ばれる少なくとも１種が好ましい。

【００１２】高密度記録のためには磁気記録媒体の磁性
層は、斜め蒸着により基材上に形成することが好まし
い。斜め蒸着の方法は特に限定されず、従来公知の方法
に準ずる。蒸着の際の真空度は10^-4〜10^-7Torr程度であ
る。蒸着による磁性層は単層構造でも多層構造の何れで
も良く、特に、酸化性ガスを導入して磁性層表面に酸化
物を形成することにより、耐久性の向上を図ることがで
きる。

【００１３】磁性層の厚さは、二層の場合、下層の磁性
層の厚さが 100〜2000Å、上層の磁性層の厚さが50〜10
00Åが好ましく、三層の場合、下層の磁性層の厚さが10
0 〜2000Å、中間の磁性層の厚さが 100〜1000Å、上層
の磁性層の厚さが50〜1000Åが好ましい。また、磁性層
の数は高周波記録に対応するには、多い方が良いが、実
用的な範囲としては二〜五層が適当と考えられる。

【００１４】〔ダイヤモンドライクカーボン層〕本発明
の磁気記録媒体は少なくとも一つの磁性層間にダイヤモ
ンドライクカーボン層を有するが、ダイヤモンドライク
カーボン層は、 ECRプラズマCVD 法により形成されるの
が好ましい。三層以上磁性層が形成される場合、ダイヤ
モンドライクカーボン層は全ての磁性層間に形成されて
いてもよいし、何れか一つの磁性層間に形成されていて
もよい。

【００１５】ECRプラズマCVD 法は、高真空中で炭素源
となるガスにマイクロ波を印加してガスをプラズマ化
し、炭素薄膜を形成する方法である。本発明では支持体
の磁性層間にダイヤモンドライクカーボン薄膜からなる
層が形成される。ダイヤモンドライクカーボン薄膜は非
晶質炭素膜であり、グラファイト結合とダイヤモンド結
合が混在する構造と考えられている。

【００１６】ECR プラズマCVD により炭素薄膜からなる
バックコート層を形成する場合、炭素源としてはメタ
ン、エタン、プロパン、ブタン等の低級炭化水素のガス
の単独、或いはこれらとアルゴンガス或いは水素ガスを
混合した混合ガスを用いることもできる。

【００１７】炭素源となるガスを最初に ECRプラズマCV
D 法にかけて成膜する場合、ECR プラズマCVD 法は炭素
薄膜を形成する公知の方法に準じて行えばよく、通常マ
イクロ波の波長は2.45GHz 、出力は500W程度であり、真
空度が10^-5〜10^-1Torrとなるように炭素源となるガスを
流す。

【００１８】炭素薄膜を形成した後、当該炭素薄膜をエ
ッチングして所望の膜質に調整することが望ましい。炭
素薄膜をエッチングする方法はイオンエッチングが好ま
しく、具体的にはカウフマン型のイオンガンを用いて水
素ガスやアルゴンガスをイオン化してこれを炭素薄膜に
照射してグラファイト部分をエッチングする方法が最も
便利である。この場合も公知のイオンエッチング法に準
じて行えばよいが、イオン源となる水素ガスやアルゴン
ガスは真空度が10^-6〜10^-3Torrとなるように流し、出力
は 300〜2000 W程度である。

【００１９】また、炭素源となるガスと水素又はアルゴ
ンの混合ガスを用いる場合はその混合割合や流量等を調
節することにより所望の膜質を得ることができる。この
場合もダイヤモンドライクカーボン中のグラファイト部
分が水素イオンやアルゴンイオンによりエッチングさ
れ、よりダイヤモンドに近い膜が残るこの場合もECR プ
ラズマCVD 法は公知の方法に準じて行えばよい。

【００２０】本発明により形成されるダイヤモンドライ
クカーボン層の厚さは限定されないが、20〜300 Åが好
ましい。

【００２１】ダイヤモンドライクカーボンは、熱伝導が
良好で、冷却キャンの温度が伝わりやすく、上層の磁性
層が均一に成膜でき、その結果、ドロップアウトの発生
が少なくなる。また、ダイヤモンドライクカーボンによ
り電気分離、磁気分離が顕著になるため、高いＳ／Ｎが
得られる。

【００２２】〔支持体〕本発明の磁気記録媒体の製造方
法において、支持体としては、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のようなポリエステ
ル；ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィ
ン; セルローストリアセテート、セルロースジアセテー
ト等のセルロース誘導体；ポリカーボネート；ポリ塩化
ビニル；ポリイミド；芳香族ポリアミド等のプラスチッ
ク等が使用される。これらの支持体の厚さは３〜50μm
程度である。

【００２３】〔バックコート層〕本発明の磁気記録媒体
には、支持体上の磁性層が形成される面と反対の面にバ
ックコート層を形成することができる。バックコート層
は、カーボンブラック等を適当な溶剤に分散させた液を
塗布してもよいし、金属又は半金属を物理的蒸着法(PV
D) 、特に熱蒸発法、スパッタリング法により蒸着させ
て形成させてもよい。

【００２４】バックコート層を塗布により形成する場合
は、粒径10〜100nm のカーボンブラックを、塩ビ系、ウ
レタン系、硝化綿系等のバインダー中に分散させ、グラ
ビア法、リバース法又はダイ塗工方式等で、乾燥後の厚
さが 0.4〜1.0 μm になるように塗布する。

【００２５】蒸着によりバックコート層を形成する場
合、金属又は半金属材料としては、アルミニウム、シリ
コンが好ましく、厚さは0.05〜1.0 μm 程度である。

【００２６】〔保護層〕本発明の磁気記録媒体には、最
上（支持体から最も離れた）磁性層の上に保護層を設け
てもよい。

【００２７】本発明の磁気記録媒体の製造方法におい
て、保護層は、真空中で磁性層の上に形成されるが、保
護層は、炭素或いは炭化物、窒化物、酸化物、特にダイ
ヤモンドライクカーボン、ダイヤモンド、炭化ホウ素、
炭化ケイ素、窒化ホウ素、窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸
化アルミニウム等を磁性層上に付着して成膜することに
より形成される。本発明において、保護層を形成するた
めの付着方法としては、化学的気相成長法(CVD) と物理
的蒸着法(PVD) の何れでもよい。CVD 法では特にマイク
ロ波を用いたECR 法や、高周波(RF)を用いた方法が有効
である。CVD 法により保護層を形成する場合、原料はガ
ス状、液状或いは固体状の何れのものを用いてもよい。
ガス状の原料によりダイヤモンドライクカーボンを形成
する場合は、メタンとアルゴンの混合ガス、エタンと水
素の混合ガス、メタンと水素の混合ガスを用いるのがよ
い。また、液状の原料によりダイヤモンドライクカーボ
ンを形成する場合は、アルコールや不飽和炭化水素を用
いるのがよい。更に固体状の原料によりダイヤモンドラ
イクカーボンを形成する場合は、ナフタリンや高級パラ
フィンを用いるのがよい。この場合、固体を加熱したり
超音波をかけてもよい。

【００２８】また、PVD 法としては、熱蒸発法、スパッ
タ法、イオンプレーティング法等が挙げられるが、何れ
を用いることもできる。本発明においては、特にスパッ
タ法が有効である。スパッタ法によりダイヤモンドライ
クカーボンを形成する場合は、グラファイトのターゲッ
トを用いてメタンとアルゴンの混合ガス又はメタンと水
素の混合ガス中でスパッタするのがよい。また、窒化ケ
イ素の保護層を形成する場合、ターゲットがケイ素で、
放電ガスはアルゴンと窒素の混合ガス、アルゴンとアン
モニアの混合ガス、窒素ガス、アンモニアガス、アンモ
ニアとモノシラン(SiH₄)の混合ガス等がよい。また、酸
化アルミニウムの保護層を形成する場合、ターゲットが
アルミニウムで放電ガスはアルゴンと酸素の混合ガスが
効果的である。

【００２９】蒸着の際の真空度はCVD 法の場合、10^-2〜
10^-5Torr程度、PVD 法の場合、10^-4〜10^-7Torr程度であ
る。また保護層の厚さは特に限定しないが、10〜300
Å、好ましくは30〜150 Å程度が適当である。

【００３０】〔トップコート層〕本発明の磁気記録媒体
には、保護層の上に更に適当な潤滑剤からなるトップコ
ート層を形成してもよい。特に本発明では真空中で潤滑
剤を噴霧する方法によりトップコート層を形成するのが
望ましく、潤滑剤は、超音波発振器を備えた噴霧器（以
下、超音波噴霧器という）により支持体上に形成された
磁性層上に噴霧するのが好ましい。より詳細には、超音
波噴霧器は、潤滑剤の供給手段と、該供給手段から供給
された潤滑剤に超音波を印加して霧化する手段（超音波
発振器）と、霧化された潤滑剤を噴霧するノズルとから
なる。また、ノズルタイプの噴霧装置を用いてもよい。
ノズルタイプの噴霧装置は一般に一流体ノズルと呼ばれ
る装置が使用できる。

【００３１】超音波噴霧器を使用して潤滑剤を微細な粒
子として噴霧することにより、高温（200 ℃以上）に弱
く蒸気圧が低いため、従来空気中での塗布によるトップ
コート層の形成に用いられていたパーフルオロポリエー
テル等の弗素系潤滑剤の真空中での噴霧が可能となる。

【００３２】パーフルオロポリエーテルとしては、分子
量2000〜5000のものが好適であり、例えば「FOMBLIN Z
DIAC」〔カルボキシル基変性、モンテカチーニ (株)
製〕、「FOMBLIN Z DOL 」〔アルコール変性、モンテカ
チーニ (株) 製〕の商品名で市販されているものが使用
できる。これらは末端に水酸基或いはカルボキシル基を
有するため、潤滑剤と磁性層との結着を高め得るので、
本発明に特に好適に用いられる。

【００３３】尚、これら以外にも、ベンゼン環、二重結
合、分岐鎖等を含むフッ素系の潤滑剤、脂肪酸系の潤滑
剤、その他の潤滑剤を使用することも使用できる。しか
しながら、フッ素系潤滑剤は、脂肪酸系潤滑剤と比べ耐
久性だけでなく耐蝕性も向上させるため、本発明に特に
好適に用いられる。

【００３４】また、潤滑剤の噴霧にあたっては、潤滑剤
をフッ素系不活性溶媒（例えば住友スリーエム (株) 製
「フロリナート」等のパーフルオロカーボン、モンテカ
チーニ (株) 製「ガルデン」等のパーフルオロポリエー
テル）、トルエン等の芳香族炭化水素系溶媒、アルコー
ル系溶媒、ケトン系溶媒等の適当な溶媒に溶解させた0.
001〜10重量％程度、特に0.02〜2.0 重量％の溶液とし
て用いるのが好ましい。潤滑剤としてパーフルオロポリ
エーテルを用いる場合、溶媒としてはパーフルオロカー
ボンが使用でき、その場合の濃度は 0.001〜1.0 重量％
程度、特に0.05〜0.2 重量％が好ましい。

【００３５】本発明の磁気記録媒体の製造方法において
は、噴霧する潤滑剤（潤滑剤溶液）の微粒子は出来るだ
け微細であることが望ましく、潤滑剤の種類や粘度によ
って適用する超音波の周波数が決定されるが、一般的に
は 20kHz〜10MHz の範囲から選択される。

【００３６】また、本発明の磁気記録媒体の製造方法に
おいて、潤滑剤の噴霧量は、磁気記録媒体の用途や潤滑
剤の種類等を考慮して適宜決定すればよいが、形成され
たトップコート層の厚さは10〜200 Å程度となるように
調節するのが好ましい。潤滑剤を噴霧する際の真空度は
５×10^-4〜５×10 Torr 程度、好ましくは５×10^-1〜５
×10^-2 Torr である。

【００３７】以上説明した本発明の磁気記録媒体の一例
を図１に示す。図１は二層の磁性層の間にダイヤモンド
ライクカーボン層が形成されている磁気記録媒体の断面
略示図である。図１中、１は支持体、２は第一磁性層、
３はダイヤモンドライクカーボン層、４は第二磁性層、
５は保護層、６は潤滑層、７はバックコート層である。

【００３８】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。しかしな
がら、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。

【００３９】実施例１ (i)磁気記録媒体の製造装置図２は、本発明の磁気記録媒体を製造する装置の一例を
示す略図である。図２中、21は第一のチャンバ、22は第
二のチャンバ、23,23'は冷却キャン、24,24'はイオンガ
ン、25,25'はルツボ、26,26'は酸素ガス導入管、27は巻
き出しロール、28は巻取りロール、29,29'は ECRプラズ
マCVD 装置、30は支持体である。また、図２中、Ａは炭
素源となるメタンガスと水素の混合ガス、Ｂはマイクロ
波、Ｃは酸素ガスを意味する。

【００４０】支持体30は巻き出しロール27から冷却キャ
ン23上を走行し、イオンガン24から照射されたイオンビ
ームによりルツボ25内の金属が蒸発し、支持体に付着す
る。これにより第一磁性層が形成される。次いで、 ECR
プラズマCVD 装置29からプラズマ化された炭素源が照射
され、第一磁性層上にダイヤモンドライクカーボン層が
形成される。

【００４１】次いで、支持体はチャンバ22に搬送され、
上記と同様にダイヤモンドライクカーボン層の上に第二
磁性層が形成され、次いでECR プラズマCVD 装置29' に
より第二磁性層上に保護層としてのダイヤモンドライク
カーボン膜を成膜し、支持体は巻取りロール28で巻き取
られる。

【００４２】該装置は、支持体上に、第一磁性層、第一
磁性層上のダイヤモンドライクカーボン層及びダイヤモ
ンドライクカーボン層上の第二磁性層をこの順に形成す
る装置であり、内部は図示しない真空手段により真空に
保たれている。

【００４３】(ii)磁気記録媒体の製造図２の装置にカーボンブラックを主成分とするバックコ
ート層（0.5 μm ）が形成されたPET フィルム（厚さ
6.5μm ）をセットし、チャンバ１内で、バックコート
層が形成されている面と反対の面に第一磁性層を形成
し、該第一磁性層上に ECRプラズマCVD 法によりダイヤ
モンドライクカーボン層を形成し、次いでチャンバ２内
でダイヤモンドライクカーボン層の上に第二磁性層を形
成した。蒸着に用いた磁性金属材料は何れもコバルトで
ある。また、各層の厚さは、第一磁性層が900 Å、ダイ
ヤモンドライクカーボン層が60Å、第二磁性層が1000Å
であった。また、ECR プラズマCVD 法による成膜条件は
以下の通りである。

【００４４】マイクロ波波長：2.45GHz マイクロ波パワー：500 W 使用ガス：CH₄ガス 100 SCCM ，水素ガス 100 SCCM また、チャンバ１，２内の真空度は４×10^-3Torr、フィ
ルムの走行速度は１ｍ／分とした。

【００４５】ついで、第二磁性層上にダイヤモンドライ
クカーボンからなる保護層（60Å）を形成し、更に保護
層上に、パーフルオロポリエーテル「FOMBLIN Z DOL 」
〔アルコール変性、モンテカチーニ (株) 製〕の0.05重
量％溶液〔溶媒はフッ素系の不活性液体「PF-5080 」
（住友スリーエム社）〕を、乾燥後の厚さが15Åとなる
ように塗布し、次いで100 ℃で乾燥して磁気テープを得
た。

【００４６】その後、磁気テープを大気中に取出し、８
mm幅にスリッタ（裁断）し、８mmのカセットに挿入し、
Hi−８用のビデオカセットを作製した。

【００４７】(iii)性能評価上記により得たビデオカセットのＳ／Ｎ及びドロップア
ウトを測定した。その結果を表１に示す。

【００４８】Ｓ／Ｎビデオカセットを、ノイズメーターを接続した市販の８
mmＶＴＲ装置にセットし、信号を記録、再生してＳ／Ｎ
を測定した。

【００４９】ドロップアウトドロップアウト（表中、Ｄ．Ｏと表記する）の測定は、
ドロップアウトカウンタを用い、10μs の間に−16ｄＢ
出力が低下したものをドロップアウトとした。表中には
１分当りのドロップアウトの数を示した。

【００５０】比較例１実施例１と同様に、図２の装置でビデオカセットを作製
し、実施例１と同様の評価を行った。但し、第一磁性層
と第二磁性層間のダイヤモンドライクカーボン層は形成
しなかった。結果を表１に示す。

【００５１】比較例２市販のHi−８メタルテープを用いて実施例１同様の評価
を行った。結果を表１に示す。なお、ここで用いたテー
プは、厚さ6.5 μm のPET フィルム上に、Co−Ni合金
（CO：Ni＝80：20）からなる磁性層（厚さ2000Å）と、
該磁性層上に形成された酸化物保護層（厚さ100 Å）
と、該保護層上に形成された潤滑層（厚さ20Å）と、磁
性層と反対の面に形成されたカーボンブラックを主成分
とする塗布型のバックコート層（厚さ5000Å）が設けら
れている。

【００５２】

【表１】

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
Ｓ／Ｎが高く、ドロップアウトが非常に少ない金属薄膜
型の磁気記録媒体が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気記録媒体の一例を示す断面略示図

【図２】本発明の磁気記録媒体の製造装置の一例を示す
略図

【符号の説明】

1 ：支持体 2 ：磁性層 3 ：ダイヤモンドライクカーボン層 4 ：磁性層 5 ：保護層 6 ：潤滑層 7 ：バックコート層 21 ：第一のチャンバ 22 ：第二のチャンバ 23,23'：冷却キャン 24,24'：イオンガン 25,25'：ルツボ 26,26'：酸素ガス導入管 27 ：巻き出しロール 28 ：巻取りロール 29,29'：ECR プラズマCVD 30 ：PET フィルム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者水野谷博英栃木県芳賀郡市貝町大字赤羽2606番地花王株式会社情報科学研究所内 (72)発明者志賀章栃木県芳賀郡市貝町大字赤羽2606番地花王株式会社情報科学研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】支持体上に形成された少なくとも二層の磁
性層と、少なくとも一つの磁性層間に形成されたダイヤ
モンドライクカーボン層とを有する磁気記録媒体。
【請求項２】前記磁性層が、蒸着により形成された金属
薄膜からなる請求項１記載の磁気記録媒体。
【請求項３】前記ダイヤモンドライクカーボン層が、 E
CRプラズマCVD 法により形成されたダイヤモンドライク
カーボン薄膜である請求項１又は２記載の磁気記録媒
体。