JPH08102060A

JPH08102060A - 磁気記録媒体の製造方法

Info

Publication number: JPH08102060A
Application number: JP23783394A
Authority: JP
Inventors: Osamu Yoshida; 修吉田; Noriyuki Kitaori; 典之北折; 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: 1994-09-30
Filing date: 1994-09-30
Publication date: 1996-04-16

Abstract

(57)【要約】【構成】真空チャンバ内において酸素ガスを導入しな
がらベースフィルム上に磁性材料を蒸着して磁性層及び
該磁性層表面の酸化層を形成することからなる蒸着型の
磁気記録媒体の製造方法において、前記酸素ガスをアル
ゴン等の不活性ガスと混合して供給する。【効果】酸化過程における反応性を制御することがよ
り容易となり、操作性も向上する。また、得られた磁気
記録媒体の磁気特性も向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気記録媒体の製造方法
に関し、特に磁気特性に優れた蒸着型の磁気記録媒体の
製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】蒸着型の磁気記録媒体は、塗布型の磁気
記録媒体等と比べて飽和磁化が大きく、高密度記録に適
したものであり、種々の応用分野において利用されてい
る。蒸着型磁気記録媒体の製造は一般に、ＰＥＴ等のベ
ースフィルムに対して、真空雰囲気内で強磁性材料を蒸
着して磁性層を形成することによって行われる。この場
合に、酸素を導入しながら蒸着を行うと、磁性層に要求
される保磁力、飽和磁束密度を改善できることが見いだ
されている。例えば図３に示すように、従来の製造方法
によれば、真空チャンバ１内で巻き出しロール２から巻
き取りロール３へ向けて冷却キャンロール４上を走行す
るベースフィルム５に対して、ルツボ６内の磁性金属、
例えばコバルトが電子銃７からの電子ビーム照射により
蒸着させられる。その際に、蒸気の入射領域近傍へとノ
ズル８から酸素が導入される。なお９で示すものは遮蔽
板であり、蒸気の入射角を斜め方向に制限するようにな
っている。

【０００３】図４には、こうして得られる従来の磁気記
録媒体10の断面図が概略的に示されている。ベースフィ
ルム11上に蒸着された磁性層12はカラム構造をなしてお
り、各カラムの間には酸化層13が形成されている。この
酸化層によって磁性層の保磁力及び飽和磁束密度の改善
が図られると考えられる。また磁性層12の表面にも酸化
膜14が形成されているが、これは磁性層内部を保護し耐
食性を向上させる保護層の役割を果たしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように酸素を導入
しながら成膜を行うことには幾つかの利点があるが、そ
の一方で、電子ビームにより蒸発された原子状の磁性金
属蒸気が極めて反応性に富むため、微妙な制御が必要と
なり操作性が悪いという問題があった。また、カラム間
の酸化層は保磁力や飽和磁束密度の改善のために必要で
あるが、磁性層表面の酸化層が必要以上に厚くなり過ぎ
ると膜厚によるスペーシングロスが生じ、再生出力など
の磁気特性が悪くなるという不具合もあった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、真空チ
ャンバ内において酸素ガスを導入しながらベースフィル
ム上に磁性材料を蒸着して磁性層及び該磁性層表面の酸
化層を形成することからなる磁気記録媒体の製造方法に
おいて、前記酸素ガスを不活性ガスと混合して供給する
ことを特徴とする、磁気記録媒体の製造方法が提供され
る。このように酸素ガスを不活性ガスと混合して導入す
ることにより、酸化過程における反応性を制御すること
がより容易となり、従って操作性も向上する。好ましく
は、混合ガスは低温、即ち−190 ℃〜−100 ℃、好まし
くは−160 ℃〜−120 ℃程度の温度において供給され
る。このように酸化過程をより緩やかなものとすること
により、得られる酸化膜はより緻密なものとなるため、
保護層としてより薄く形成することができる。即ち磁性
層表面における酸化は従来よりも緻密に、表面近傍で集
中的に行われると考えられ、従ってより薄い層でもって
従来と同様の耐食性向上が図られる一方、膜厚によるス
ペーシングロスを低減させることができ磁気特性の向上
を得ることができる。低温で供給する場合には、熱によ
る拡散をより一層抑制することができ、磁性層表面にお
ける酸素の垂直方向分布をよりシャープなものとするこ
とができる。

【０００６】図１に、本発明で使用することのできるノ
ズルの一例を示す。このノズル20は、図３に示した従来
のノズル８に代えて用いることができる。酸素ガスとア
ルゴンガスとが、それぞれのソース21、22から流量コン
トローラ23、24を介して供給され、Ｔ字管25によって混
合される。これらのガスはスタティックミキサー26によ
って完全に混合された後、冷却領域27を通過してノズル
出口へと至る。冷却領域27は螺旋管28内を流れる液体窒
素によって混合ガスの温度を制御するものであるが、こ
れは冷却領域27の下流に配置された熱電対29と、P1及び
P2における温度検知を通じて、当業者に既知の方法によ
りヒーター30の温度を制御することによって行うことが
できる。なお不活性ガスとしては窒素ガスを使用しても
よく、また温度制御は他の種々の手段によっても達成で
きることは明らかである。

【０００７】本発明の方法によって得られる磁気記録媒
体の概略断面図を図２に示す。図示のように、この磁気
記録媒体40はベースフィルム41と、ベースフィルム41上
に蒸着形成されたカラム構造の磁性層42とからなる。カ
ラム間は酸化層43によって隔てられており、また磁性層
42は表面が部分的に酸化されて酸化層44が形成されてい
る。先に示した図４においても磁性層表面には酸化層14
が形成されているが、図２の本発明による磁気記録媒体
においては表面の酸化層44はより緻密であり、より薄い
厚みでもって、酸化層14と同様の保護機能を営むことが
できる。従って膜厚によるスペーシングロスを減ずるこ
とができ、磁気特性の向上につながるものである。

【０００８】本発明において磁性層は真空中で蒸着によ
り形成される。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−P
r、Co−Gd、Co−Sm、Co−Pt、Ni−Cu、Mn−Bi、Mn−S
b、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。

【０００９】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。尚、本発明においては、磁性層は一層或いは多層と
することができるが、蒸着で多層の磁性層を形成する場
合、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50〜1000Åが好
ましく、三層の場合、下層の磁性層の厚さが100〜2000
Å、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。

【００１０】本発明の製造方法には、最上（支持体から
最も離れた）磁性層の上に保護層を設ける工程を含むこ
とができる。

【００１１】保護層は、真空中で磁性層の上に形成され
るのが好ましい。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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】また、本発明の製造方法は、磁性層上或い
は保護層上に潤滑剤からなるトップコート層を形成する
工程を含むことができる。

【００１５】トップコート層は常法により適当な潤滑剤
を溶剤に溶かして大気中で塗布しても良いし、真空中で
潤滑剤を噴霧してもよい。

【００１６】真空中で潤滑剤を噴霧する方法では潤滑剤
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）によりベースフィルム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。

【００１７】更にまた、本発明の製造方法は、ベースフ
ィルム上の磁性層が形成される面と反対の面にバックコ
ート層を形成する工程を含むことができる。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
(PVD) 、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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】本発明の磁気記録媒体の製造方法におい
て、ベースフィルムとしては、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。これらのベースフィルムの厚さは３
〜50μm 程度である。

【００２１】

【実施例】以下実施例にて本発明を説明するが、本発明
はこれらの実施例に限定されるものではない。

【００２２】実施例１図３において、ノズル８の代わりに図１に示す酸素導入
ノズルを備えた真空装置を用いて磁気記録媒体を製造し
た。即ち、真空装置内を10^-6Torrまで排気してから電子
ビームによりルツボ内にあるCo金属を蒸発させ、厚さ６
μm のＰＥＴフィルム上に厚さ1800Åで磁性層を成膜し
た。磁性層を形成する際に、酸素ガス40SCCMとアルゴン
ガス20SCCMを混合し、−150 ℃にコントロールして酸素
導入ノズルから蒸発領域内に導入した。オージェスペク
トルにより分析したところ、酸化膜の厚さは60Åであっ
た。

【００２３】次いで、蒸着後のＰＥＴフィルムの磁性層
が形成されている面と反対の面に、カーボンブラックと
バインダー樹脂を含有するバックコート層用の塗料を塗
布してバックコート層（厚さ0.5 μm ）を形成し、その
後ＰＥＴフィルムを８mm幅に裁断し、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。

【００２４】上記で得られたビデオカセットを市販の８
mmＶＴＲデッキを改造した装置を用いて記録波長１MHz
、３MHz 及び７MHz における出力を測定した。また、
耐食性試験として、60℃、90％RHの条件下で４週間保存
した後のBsの保持率を測定した。それらの結果を表１に
示す。

【００２５】実施例２上記実施例１において、酸素ガスとアルゴンガスの温度
を常温とした以外は実施例１と同様にしてビデオカセッ
トを作製し、実施例１と同様の評価を行った。その結果
を表１に示す。

【００２６】比較例１上記実施例１において、アルゴンガスをＯSCCMとした以
外は実施例１と同様にして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。その結果を表１に示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】なお表中の出力は比較例１を基準とする相
対値である。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、酸素ガスを導入しなが
ら磁性材料を蒸着して磁性層及び該磁性層表面の酸化層
を形成する磁気記録媒体の製造方法において、酸化過程
における反応性を制御することがより容易となり、操作
性も向上する。本発明によって得られた磁気記録媒体は
再生出力等の磁気特性も良好となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法に用いられるノズルを示す概
略図である。

【図２】本発明の磁気記録媒体の概略断面図である。

【図３】従来技術による蒸着型磁気記録媒体の製造工程
の一例を示す概略図である。

【図４】従来技術による磁気記録媒体の概略断面図であ
る。

【符号の説明】

20：本発明に用いられる酸素導入ノズル 21：酸素ガス供給源 22：アルゴンガス供給源 23,24：流量コントローラ 25：Ｔ字管25 26：スタティックミキサー 27：冷却領域 28：螺旋管 29：熱電対 30：ヒーター

───────────────────────────────────────────────────── 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】真空チャンバ内において酸素ガスを導入
しながらベースフィルム上に磁性材料を蒸着して磁性層
及び該磁性層表面の酸化層を形成することからなる磁気
記録媒体の製造方法において、前記酸素ガスを不活性ガ
スと混合して供給することを特徴とする、磁気記録媒体
の製造方法。
【請求項２】真空チャンバ内において酸素ガスを導入
しながらベースフィルム上に磁性材料を蒸着して磁性層
及び該磁性層表面の酸化層を形成することからなる磁気
記録媒体の製造方法において、前記酸素ガスを不活性ガ
スと混合し、且つ低温で供給することを特徴とする、磁
気記録媒体の製造方法。