JPH08161742A

JPH08161742A - 磁気記録媒体の製造方法

Info

Publication number: JPH08161742A
Application number: JP29692094A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Kitaori; 典之北折; Osamu Yoshida; 修吉田; Hirohide Mizunoya; 博英水野谷; Katsumi Sasaki; 克己佐々木; Yuzo Matsuo; 祐三松尾; Shigemi Wakabayashi; 繁美若林; Akira Shiga; 章志賀
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1994-11-30
Filing date: 1994-11-30
Publication date: 1996-06-21

Abstract

(57)【要約】【構成】イオンアシスト斜め蒸着により、Ｆｅ−Ｎ
系、Ｆｅ−Ｃ系、Ｆｅ−Ｎ−Ｏ系、Ｆｅ−Ｃ−Ｎ−Ｏ系
等の磁性層を形成するにあたり、蒸着中に冷却板７を超
音波発振装置13等により振動させ、支持体６に振動を与
える。【効果】成膜速度やイオン注入の効率が向上し、真空
容器の真空度を低下させない。また、格子振動の増幅に
より、整った結晶構造の磁性膜が形成され、高い飽和磁
束密度を有する電磁変換特性に優れた磁気記録媒体が得
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、磁気記録媒体の製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気記録媒体、例えば磁気テープには、
非磁性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従来からある塗布型
テープと、フィルム上に真空中で磁性金属を蒸着する真
空蒸着法を用いてバインダーを全く含まない金属薄膜の
磁性層を非磁性支持体上に付着させる蒸着型テープとが
ある。

【０００３】そして、近年の磁気記録は高密度記録化の
方向にあり、蒸着テープは、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。

【０００４】ところで、真空蒸着法によって非磁性支持
体上に形成する磁性層用の磁性材料としては、従来で
は、Ｃｏ−Ｎｉ系やＣｏ−Ｃｒ系の磁性合金が用いられ
ている。しかしながら、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒは共に価格が
高い上に公害問題も有している。この点、Ｆｅ（金属
鉄）は、価格が安く公害の安全性においても問題はない
が、高記録密度に不可欠な保磁力が低く、また、耐蝕性
が低いという欠点があり、Ｃｏ−Ｎｉ系、Ｃｏ−Ｃｒ系
及びＦｅに代わる磁性層用材料が望まれている。

【０００５】このような状況から、ベースとして低価格
で環境汚染の心配のないＦｅとし、高い保磁力と耐蝕性
を有する磁性層を形成するために、Ｆｅの蒸着中に酸
素、窒素、二酸化炭素等のガスやこれらの混合ガスをイ
オン化して、すなわち、いわゆるイオンアシストによる
蒸着法により、Ｆｅ−Ｎ系、Ｆｅ−Ｃ系、Ｆｅ−Ｎ−Ｏ
系、Ｆｅ−Ｃ−Ｎ−Ｏ系等の磁性膜を形成することが試
みられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな蒸着金属以外の混合ガスを真空系中に混入させるこ
とは、真空度の保持という点では望ましくなく、できる
限りイオンの注入効率や成膜速度を向上させることが要
求される。従来の方法ではこの点までを解決するには至
っておらず、更なる改良が望まれている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の目的
を達成するために、鋭意研究した結果、いわゆるイオン
アシスト蒸着法により磁気記録媒体を製造するに際し、
蒸着中に支持体に超音波振動を与えることにより、イオ
ン注入の効率や成膜速度が向上することを見出し、本発
明を完成するに至った。

【０００８】すなわち本発明は、真空雰囲気中で、支持
体に磁性金属を蒸着させつつ、該蒸着面に対して非金属
性のイオンを照射し、前記非金属性原子を含む強磁性薄
膜を形成する磁気記録媒体の製造方法において、蒸着中
に支持体に超音波振動を与えることを特徴とする磁気記
録媒体の製造方法を提供するものである。

【０００９】本発明の磁気記録媒体の製造方法の特徴
は、イオンアシストにより蒸着を行なう際に、支持体に
超音波振動を与えることであるが、その方法としては、
例えば、支持体を搬送するキャンロール或いは冷却板に
超音波振動子を接触させて超音波を印加する方法や、支
持体を搬送するロール内部の冷媒（通常液体）中に超音
波振動子を挿入する方法等が挙げられる。超音波の周波
数は10kHz 〜２MHz 程度である。

【００１０】本発明の製造方法は、鉄等の磁性金属以外
の非金属性のイオン、例えば窒素イオン、酸素イオン、
炭素イオン、炭酸イオンを蒸着面に照射して、安価なＦ
ｅをベースとしたＦｅ−Ｎ系、Ｆｅ−Ｃ系、Ｆｅ−Ｎ−
Ｏ系、Ｆｅ−Ｃ−Ｎ−Ｏ系等の磁性膜を形成するのに適
しているが、これらは各成分の磁性層中の量は以下のよ
うな範囲が好ましい。

【００１１】磁性層中のＦｅの含有量は50〜90原子％、
好ましくは70〜85原子％程度である。Ｆｅの量が少なす
ぎると、保磁力が低下する。また、Ｆｅに関しては、そ
の純度ができるだけ高い方が望ましく、純度が 99.95％
より低いときには、十分な耐蝕性が得られない場合があ
る。これは、Ｆｅに含まれる不純物の影響と考えられ
る。

【００１２】磁性層中のＮ（窒素）の含有量は５〜25原
子％程度である。Ｎの量が５原子％より少ない場合に
は、保磁力と耐蝕性が低下する。

【００１３】磁性層中のＯ（酸素）の含有量は５〜15原
子％程度である。Ｏの量が15原子％より多い場合には、
飽和磁束密度が低下し、５原子％より少ない場合には、
保磁力と耐蝕性が低下する。

【００１４】また、磁性層中のＣ（炭素）の含有量は５
〜25原子％程度である。Ｃの量が２５原子％より多い場
合には、飽和磁束密度が低下し、５原子％より少ない場
合には、保磁力と耐蝕性が低下する。

【００１５】これらの非金属性のイオンは、各イオン源
となるガス或いはその混合ガスにＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒ
ｏｎＣｙｃｌｏｔｒｏｎＲｅｓｏｎａｎｃｅ）イオ
ン銃等によりイオン化されて蒸着面に照射される。

【００１６】本発明において、磁性層はイオンアシスト
斜め蒸着装置によって形成されるのが好ましい。即ち、
例えば、10^-4〜10^-6Torr程度の真空雰囲気下でＦｅ等の
磁性金属を抵抗加熱、高周波加熱、電子ビーム加熱など
により蒸発させ、支持体に対して斜め方向から支持体、
或いはアンダーコート層上に堆積させることにより、磁
性層が形成される。磁性層の厚さは0.04〜１μｍ程度で
ある。尚、斜め蒸着の際の入射角α（図１中）は30°〜
80°、望ましくは45°〜70°である。

【００１７】図１は本発明の磁気記録媒体の製造に使用
する斜め蒸着のための真空蒸着装置の一例を示す概略構
成図である。

【００１８】図１において、真空容器１内は、ターボポ
ンプ２とロータリポンプ３とで真空状態とする。前記真
空容器１内には、巻出しロール４と巻取りロール５とが
設けられ、巻出しロール４から巻出されて巻取りロール
５に巻取られる間で、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレ
ート）、ポリイミドあるいはアラミド等で製造される支
持体としての高分子のフィルム６は、内部に冷却水が流
れる平板状の冷却板７に沿って走行して移動する。前記
冷却板７には、冷却水供給管８から冷却水が供給されて
図示しない排水管から排水されるようになっており、冷
却水が外部の冷却水タンクから循環供給される。このよ
うな冷却板を用いる場合、前記した方法により冷却板に
超音波を印加するか或いは冷却水に超音波を印加するこ
とにより、支持体が振動する。

【００１９】また、前記冷却板７の下方には、図１に示
すように、ＭｇＯ製のルツボ９が置かれ、この中に例え
ば純度 99.95％のＦｅを入れ、このルツボ９内のＦｅ面
に対して斜め上方の電子ビーム銃10から電子ビームを照
射する。これにより、Ｆｅを加熱気化させるようになっ
ている。このＦｅの蒸着の際に、図１に示すように、ル
ツボ９からのＦｅの蒸気流のフィルム６に対する入射角
αが前記した範囲になるように冷却板７の傾斜を設定す
る。このような斜め蒸着法を採用することにより、磁性
層の磁気異方性によって磁気特性が向上する。

【００２０】更に、フィルム６の蒸着面に対して垂直方
向にイオン銃11を配置し、該イオン銃11にＮ₂とＯ₂の
混合ガスを供給し窒素イオンと酸素イオンを生成して、
フィルム６にＦｅを蒸着させつつ、その蒸着面に前記窒
素イオンと酸素イオンを照射するようにしている。図中
12は、そのフィルム６への蒸着範囲を規制するための遮
蔽板である。

【００２１】本発明に用いられる支持体は、ポリエチレ
ンテレフタレート等のポリエステル、ポリアミド、ポリ
イミド、ポリスルフォン、ポリカーボネート、ポリプロ
ピレン等のオレフィン系の樹脂、セルロース系の樹脂、
塩化ビニル系の樹脂といった高分子材料、ガラスやセラ
ミック等の無機系材料、アルミニウム合金などの金属材
料が挙げられる。

【００２２】支持体上には磁性層の密着性を向上させる
ためのアンダーコート層を必要に応じて設けることがで
きる。すなわち、表面の粗さを適度に粗すことにより、
乾式メッキにより構成される磁性層の密着性を向上さ
せ、さらに磁気記録媒体表面の表面粗さを適度なものと
して走行性を改善するため、例えばＳｉＯ₂等の粒子を
含有させた厚さが0.01〜 0.5μｍの塗膜を設けることに
よってアンダーコート層を形成してもよい。

【００２３】

【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。

【００２４】実施例１図１に示す真空蒸着装置を用い、厚さ10μｍ、幅10cmの
ＰＥＴからなるフィルム６に、ＭｇＯ製で内容量が60cc
のルツボ９内に入れたＦｅを、電子ビーム銃10により加
熱気化させてその蒸気流を入射角α（60°）で蒸着させ
つつ、その蒸着面に窒素イオンと酸素イオンをイオン銃
11により照射し、厚さ1000Åの磁性層を形成した。ここ
で、冷却板７に超音波発振装置13の振動子を接触させ
て、25kHzの超音波を印加し、フィルム６を振動させ
た。また、電子ビーム銃10の出力は30kwとして、イオン
銃11として、ＥＣＲイオン銃を使用し、その出力を 400
Ｗ、Ｎ₂ガスとＯ₂ガスの混合ガスの供給量を、Ｎ₂ガ
スを10cc／分、Ｏ₂ガス７cc／分とし、フィルム６の走
行速度は２ｍ／分とした。

【００２５】そして、上記によって得られた磁気フィル
ムの磁気特性及び耐蝕性を比較した。磁気特性として
は、保持力Ｈｃ（Ｏｅ）及び飽和磁束密度Ｂｓ（Ｇ）を
測定した。また、Ｓ／Ｎもあわせて測定した。その結果
を表１に示す。

【００２６】実施例２図２に示す装置を用い、実施例１同様にＦｅ−Ｎ−Ｏ系
の磁性層を形成した。図２の装置は冷却キャンロール26
に超音波発振装置22の振動子を接触させて当該キャンロ
ール上を走行するフィルム24に振動を印加し、また酸素
イオンと窒素イオンはＥＣＲイオン銃27より照射するも
のである。本例において、ＥＣＲイオン銃の出力は 400
Ｗ、Ｎ₂ガスとＯ₂ガスの混合ガスの供給量は、Ｎ₂ガ
スを８cc／分、Ｏ₂ガス２cc／分とし、フィルムの走行
速度は 1.5ｍ／分とした。また、キャンロールに印加す
る超音波の周波数は30kHzとした。得られた磁気フィル
ムについて実施例１と同様の評価を行なった。その結果
を表１に示す。

【００２７】比較例１上記実施例１において、冷却板７に超音波を印加せずに
イオンアシスト蒸着を行ない、実施例１と同様の評価を
行なった。その結果を表１に示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】注）Ｓ／Ｎは比較例１を基準とする値で
ある。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、イオン注入の効率の向
上はもとより、超音波による格子振動の増幅により結晶
学的にきれいな構造のＦｅ−Ｎ膜、Ｆｅ−Ｃ膜が形成さ
れ、その結果、高い飽和磁束密度をはじめとする各種電
磁変換特性に優れた磁気記録媒体が得られる。また、本
発明の方法では成膜速度やイオン注入の効率が向上する
ため、真空容器の真空度を低下させないというメリット
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いられる真空蒸着装置の一例を示
す概略図

【図２】本発明に用いられる真空蒸着装置の他の例を
示す概略図

【符号の説明】

１,21 真空容器２ターボポンプ３ロータリポンプ４,23 巻出しロール５,25 巻取りロール６,24 フィルム７冷却板９,29 ルツボ 10,28 電子ビーム銃 11,27 イオン銃 13,22 超音波発振装置 26 キャンロール 30 遮蔽板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐々木克己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)発明者松尾祐三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)発明者若林繁美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】真空雰囲気中で、支持体に磁性金属を蒸
着させつつ、該蒸着面に対して非金属性のイオンを照射
し、前記非金属性原子を含む強磁性薄膜を形成する磁気
記録媒体の製造方法において、蒸着中に支持体に超音波
振動を与えることを特徴とする磁気記録媒体の製造方
法。
【請求項２】前記磁性金属が鉄である請求項１記載の
磁気記録媒体の製造方法。
【請求項３】前記非金属性のイオンが、窒素イオン及
び酸素イオンである請求項１又は２記載の磁気記録媒体
の製造方法。
【請求項４】前記非金属性のイオンが、窒素イオン、
酸素イオン及び炭素イオンである請求項１又は２記載の
磁気記録媒体の製造方法。