JPH08273149A - 磁気記録媒体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 非磁性支持体上に金属磁性薄膜を成膜した
後、走行する前記非磁性支持体上の前記金属磁性薄膜に
対して、炭化水素系化合物のガスと、チオ亜リン酸エス
テル化合物のガスとをこの順に逐次的に供給しながら化
学的気相成長を行うことによって、前記金属磁性薄膜上
に、リンおよびイオウを保持するダイヤモンド状カーボ
ン膜よりなる保護膜を成膜する。 【効果】 自己潤滑性に優れ、摩擦、摩耗に強い、薄く
ても実用上必要な耐久性を有する保護膜が得られるた
め、優れた電磁変換特性と優れた耐久性とを両立でき、
さらなる高密度記録化にも対応可能な磁気記録媒体を提
供できる。また、溶媒が不要であり、上述したような優
れた特性を有する磁気記録媒体を低コストで提供するこ
とが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非磁性支持体上に金属
磁性薄膜と保護膜とが形成された、いわゆる金属薄膜型
の磁気記録媒体に関し、また、その製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、磁気記録媒体としては、非磁
性支持体上に酸化物磁性粉末あるいは合金磁性粉末等の
粉末磁性材料を塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体，ポ
リエステル樹脂，ウレタン樹脂，ポリウレタン樹脂等の
有機結合剤中に分散せしめた磁性塗料を塗布、乾燥する
ことにより作製される、いわゆる塗布型の磁気記録媒体
が広く使用されている。

【０００３】これに対して、高密度記録への要求の高ま
りとともに、Ｃｏ−Ｎｉ合金，Ｃｏ−Ｃｒ合金，Ｃｏ−
Ｏ等の金属磁性材料を、メッキや真空薄膜形成手段（真
空蒸着法，スパッタリング法，イオンプレーティング法
等）によって非磁性支持体上に直接被着した、いわゆる
金属磁性薄膜型の磁気記録媒体が提案されて注目を集め
ている。

【０００４】この金属磁性薄膜型の磁気記録媒体は抗磁
力や角形比等に優れ、短波長での電磁変換特性に優れる
ばかりでなく、磁性層の厚みをきわめて薄くできる為、
記録減磁や再生時の厚み損失が著しく小さいこと、磁性
層中に非磁性材であるその結合剤を混入する必要が無い
ため磁性材料の充填密度を高めることが出来ることな
ど、数々の利点を有している。

【０００５】さらに、この種の磁気記録媒体の電磁変換
特性を向上させ、より大きな出力を得ることができるよ
うにするため、該磁気記録媒体の磁性層を形成するに際
し、磁性層を斜めに蒸着する、いわゆる斜方蒸着が提案
され実用化されている。

【０００６】ところで、上述したような磁気記録媒体に
おいては、耐久性や耐錆性に問題があるといわれてお
り、これらの課題を解決するために真空成膜法を用い
て、金属磁性薄膜上にカーボン膜等よりなる保護膜を設
けたり、さらにこの上に潤滑剤を塗布したりしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】Ｃｏ薄膜やＣｏ−Ｎｉ
薄膜等の金属磁性薄膜上に直接カーボン保護膜を形成す
ることによって実用水準の耐久性を得るには、該カーボ
ン保護膜をある程度厚くする必要がある。しかしなが
ら、今後、さらなる高密度化に伴う短波長化が進むと、
スペーシング損失による出力低下が無視できなくなるこ
とから、このカーボン保護膜の厚さが問題となってく
る。

【０００８】そこで、本発明はこのような従来の実情に
鑑みて提案されたものであり、スペーシング損失を低減
できる薄さであっても、十分な耐久性が確保できるよう
な保護膜を有する磁気記録媒体を提供すること、また、
その製造方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る磁気記録媒
体は、上述の目的を達成するため提案されたものであ
り、非磁性支持体上に少なくとも金属磁性薄膜と保護膜
とを有し、前記保護膜にリン（Ｐ）およびイオウ（Ｓ）
が保持されているものである。

【００１０】この磁気記録媒体において、前記保護膜
は、ダイヤモンド状カーボン膜であって好適である。

【００１１】本発明に係る磁気記録媒体の製造方法は、
上述の磁気記録媒体を製造するためのものであり、非磁
性支持体上に金属磁性薄膜を成膜した後、炭化水素系化
合物のガスと、ＰおよびＳを含む化合物のガスとを用い
た化学的気相成長（以下、ＣＶＤと称す。）を行うこと
によって、前記金属磁性薄膜上に保護膜を成膜するもの
である。

【００１２】この製造方法においては、保護膜を成膜す
るためのＣＶＤを、走行する前記非磁性支持体上の前記
金属磁性薄膜に対して、前記炭化水素系化合物のガスと
前記ＰおよびＳを含む化合物のガスとを、この順に逐次
的に供給することによって行って好適である。

【００１３】ここで、ＣＶＤは、プラズマＣＶＤ法，Ｅ
ＣＲプラズマＣＶＤ法，アークジェットプラズマＣＶＤ
法等、従来公知のいずれの方法を適用して行ってもよ
い。

【００１４】前記ＰおよびＳを含む化合物としては、チ
オ亜リン酸エステル化合物を用いて好適である。

【００１５】本発明は、いわゆる金属磁性薄膜型の磁気
記録媒体に関するものであるが、非磁性支持体や金属磁
性薄膜の材料や構成等は特に限定されない。

【００１６】非磁性支持体としては、ポリエステル類、
ポリオレフィン類、セルロース類、ビニル類、ポリイミ
ド類、ポリカーボネート類に代表されるような高分子材
料によって形成される高分子基板や、アルミニウム合
金、チタン合金からなる金属基板、アルミガラス等のセ
ラミックス基板、ガラス基板等が挙げられ、その形状も
何等限定されないが、本発明を磁気テープに適用する場
合には、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエ
チレンナフタレートフィルム、アラミドフィルム等を用
いて好適である。また、これらのフィルムには、表面粗
度を制御するためにフィラーが内添されていてもよい
し、表面に表面粗度を制御するための層が形成されてい
てもよい。

【００１７】金属磁性薄膜としては、通常、金属磁性薄
膜型の磁気記録媒体に用いられる金属磁性材料がいずれ
も使用可能である。例示するならば、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ
などの強磁性金属、Ｆｅ−Ｃｏ，Ｆｅ−Ｎｉ，Ｃｏ−Ｎ
ｉ，Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ，Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ，Ｆｅ−Ｎｉ−
Ｂ，Ｆｅ−Ｃｕ，Ｃｏ−Ｃｕ，Ｃｏ−Ａｕ，Ｃｏ−Ｐ
ｔ，Ｍｎ−Ｂｉ，Ｍｎ−Ａｌ，Ｆｅ−Ｃｒ，Ｃｏ−Ｃ
ｒ，Ｎｉ−Ｃｒ，Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ，Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃ
ｒ，Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐｔ，Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ，Ｆｅ
−Ｃｏ−Ｎｉ−Ｂ等の強磁性合金からなる面内磁化記録
用の金属磁性薄膜や、Ｃｏ−Ｃｒ系合金薄膜、Ｃｏ−Ｏ
系薄膜等の垂直磁化記録用の金属磁性薄膜が挙げられ
る。

【００１８】これら金属磁性材料は、真空下で強磁性金
属磁性材料を加熱蒸発させ支持体上に沈着させる真空蒸
着法や、強磁性金属材料の蒸発を放電中で行うイオンプ
レーティング法、アルゴンを主成分とする雰囲気中でグ
ロー放電を越こし生じたアルゴンイオンでターゲット表
面の原子をたたき出すスパッタ法等のいわゆるＰＶＤ技
術によって薄膜とされる。磁性層としてはこれら手法に
よって成膜される金属磁性薄膜の単層膜あるいは多層膜
のいずれでも良い。なお、非磁性支持体と金属磁性薄膜
の間，さらには金属磁性薄膜が多層膜である場合には金
属磁性薄膜同士の間に、各層間の付着力向上、抗磁力の
制御等を図るために下地層や中間層を設けるようにして
も良い。また、これら金属磁性薄膜の表面近傍は、耐蝕
性改善等を目的として酸化物層となっていてもよい。

【００１９】特に面内磁化記録用の金属磁性薄膜の場
合、予め非磁性支持体上にＢｉ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｇ
ａ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｔｉ等の低融点非磁性材料の下
地膜を形成しておき、金属磁性材料を垂直方向から蒸着
あるいはスパッタし、金属磁性薄膜中にこれら低融点非
磁性材料を拡散せしめ、配向性を解消して面内等方性を
確保するとともに抗磁力を向上するようにしてもよい。

【００２０】また、本発明の磁気記録媒体においては、
非磁性支持体の金属磁性薄膜が形成されている側とは反
対側の面にバックコート層が形成されたり、保護膜上に
さらに潤滑剤や防錆剤等よりなるトップコート層が塗布
されたものであっても良い。これらの層に用いられる材
料には、従来公知のものがいずれも使用可能である。例
えば、バックコート層は、通常の磁気記録媒体において
形成されているようなカーボンブラック等の帯電防止効
果や摩擦低減効果を有する非磁性粉末が結合剤中に分散
されてなる非磁性層であればよい。

【００２１】

【作用】本発明を適用して、走行する前記非磁性支持体
上の前記金属磁性薄膜に対して、炭化水素系化合物のガ
スとチオ亜リン酸エステル化合物に代表されるＰおよび
Ｓを含む化合物のガスとを用いたＣＶＤを行うと、金属
磁性薄膜上に、ＰおよびＳが保持されたダイヤモンド状
カーボン膜を成膜することができる。

【００２２】一般に極圧剤として用いられるＰおよびＳ
を含む化合物であるチオ亜リン酸エステル化合物は、部
分的に金属接触を生じたときにこれに伴う摩擦熱によっ
て金属面と反応し、反応生成物被膜を形成することによ
り、摩擦、摩耗を防止する作用を有するものである。こ
のため、ＰおよびＳが保持されたダイヤモンド状カーボ
ン膜は、ＰおよびＳが保持されないダイヤモンド状カー
ボン膜よりも、自己潤滑性に優れ、摩擦、摩耗に強い膜
となり、薄くても実用上必要な耐久性を有するものとな
る。

【００２３】また、本発明においては、ＰおよびＳを含
む化合物を保護膜の成膜時にガス化して用いるため、溶
媒に溶解させて塗布する必要がない。即ち、溶媒が不要
であり、塗布工程、溶媒の回収工程を行う必要がない。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
するが、本発明がこの実施例に限定されるものでないこ
とは言うまでもない。

【００２５】実施例１ 本実施例では、非磁性支持体上に金属磁性薄膜と、Ｐお
よびＳが保持されたダイヤモンド状カーボン膜よりなる
保護膜とが形成されてなる磁気テープを以下のようにし
て作製した。

【００２６】まず、厚さ１０μｍのポリエチレンテレフ
タレート（ＰＥＴ）フィルム上に、粒径１２ｎｍのシリ
カ微粒子と結合剤よりなる下塗り層を、前記シリカ微粒
子が１２個／μｍ² なる密度となるように形成し、その
後、Ｃｏを蒸着源に用いた真空蒸着を行うことにより、
膜厚０．１５μｍの金属磁性薄膜を成膜した。金属磁性
薄膜の成膜条件は下記のとおりである。

【００２７】金属磁性薄膜に成膜条件 蒸着粒子の入射角 ： ４５〜９０° 酸素の導入量 ： ３．３×１０^-6 ｍ³ ／秒 蒸着時の真空度 ： ７×１０^-2 Ｐａ なお、酸素の導入によってＣｏを部分酸化することによ
り、金属磁性薄膜の保磁力Ｈｃを１１０ｋＡ／ｍ、残留
磁束密度Ｂｒを０．４５Ｔに調整した。

【００２８】次に、ＰおよびＳが保持されたダイヤモン
ド状カーボン膜よりなる保護膜を成膜するが、これに先
立って、成膜に用いたプラズマＣＶＤ装置について説明
する。

【００２９】図１に示されるように、このプラズマＣＶ
Ｄ装置は、真空排気系８によって排気されて内部が真空
状態となされた真空室１内に、送りロール３，巻き取り
ロール４とが配設されており、これら送りロール３から
巻き取りロール４に向かって、上述したように非磁性支
持体上に金属磁性薄膜が成膜されてなるテープ２が順次
走行されるようになされている。

【００３０】これら送りロール３から巻き取りロール４
側に上記テープ２が走行する中途部には、上記各ロール
３，４よりも大径となされた円筒キャン５が配設されて
いる。

【００３１】この円筒キャン５は、上記テープ２を図中
下方に引き出すように設けられている。この円筒キャン
５には、内部に冷却装置（図示せず。）が設けられてお
り、上記テープ２の温度上昇による変形等を抑制し得る
ようになされている。

【００３２】なお、上記送りロール３，巻き取りロール
４及び円筒キャン５は、それぞれ上記テープ２の幅と略
同じ長さからなる円筒状をなすものである。ここでは、
円筒キャン５の直径を６０ｃｍとした。

【００３３】以上のような構成を有するプラズマＣＶＤ
装置において、上記テープ２は、上記送りロール３から
順次送り出され、上記円筒キャン５の周面に沿って移動
走行され、更に上記巻き取りロール４に順次巻き取られ
ることとなる。

【００３４】また、上記送りロール３と上記円筒キャン
５との間、及び該円筒キャン５と上記巻き取りロール４
との間には、各ロール３，４より小径のガイドロール
６，７がそれぞれ配設され、上記送りロール３から上記
円筒キャン５、該円筒キャン５から上記巻き取りロール
４に亘って走行する上記テープ２に所定のテンションを
かけ、該テープ２が円滑に走行するようになされてい
る。

【００３５】また、上記円筒キャン５の下方には、該円
筒キャン５の周面に略平行となるように曲面化された開
口を有するガス反応管９が設けられ、その内部に金属よ
りなるメッシュ状の電極１０が配されている。この電極
１０には、５００Ｖ〜２０００Ｖなる電圧を印加できる
ようになされている。

【００３６】なお、ガス反応管９は、これに対向する円
筒キャン５と略同じ幅を有するものであり、ここでは、
高さ２０ｃｍ、テープ２の走行方向の長さ１０ｃｍの直
方体である。なお、このガス反応管９は石英管パイレッ
クスガラス、プラスチック等より構成される。

【００３７】また、このガス反応管９の内部は、仕切板
１１にて、円筒キャン５の比較的上流側に対向する空間
１２と比較的下流側に対向する空間１３とに分けられて
いる。なお、両空間１２，１３には、炭化水素系化合物
のガスを供給するためのガス供給管１４、ＰおよびＳを
含む化合物のガスを供給するためのガス供給管１５が接
続されている。

【００３８】したがって、電極１０に所定の直流電圧を
印加した状態にて、ガス供給管１４から炭化水素系化合
物のガス、ガス供給管１５からＰおよびＳを含む化合物
のガスをそれぞれ供給すると、電極１０のメッシュをそ
れぞれ通過して所定の反応を起こし、この分解生成物が
円筒キャン５の周面を走行するテープ２の表面に連続的
に被着することとなる。

【００３９】このような構成を有するプラズマＣＶＤを
用い、実際にＰおよびＳが保持されたダイヤモンド状カ
ーボン膜よりなる保護膜を成膜するには、非磁性支持体
上に金属磁性薄膜が成膜されたテープ２を円筒キャン５
の周面に７ｍ／分なる速度で走行させ、ガス供給管１４
より、炭化水素系化合物のガスとしてガス化したトルエ
ンを４ｃｃｍなる流量にて供給するとともに、ガス供給
管１５より、ＰおよびＳを含む化合物のガスとしてガス
化したチオ亜リン酸エステルを４ｃｃｍなる流量にて供
給した。なお、ガス反応管９内の空間１２および空間１
３の内部の圧力はそれぞれ１３．３Ｐａとした。

【００４０】そして、電極１０に１．５ｋＶの直流電圧
を印加してグロー放電を行うことにより、ガス反応管９
の空間１２にてトルエンを分解するとともに、空間１３
にてチオ亜リン酸エステルを分解し、それぞれの分解生
成物を走行するテープ２の表面に被着させた。

【００４１】これにより、非磁性支持体上の金属磁性薄
膜表面に、ＰおよびＳが保持されたダイヤモンド状カー
ボン膜よりなる保護膜が１０ｎｍなる厚さに成膜され
た。

【００４２】なお、テープ２の所定地点は、トルエンの
分解が起こっている空間１２に対向する領域を通過した
後、チオ亜リン酸エステルの分解が起こっている空間１
３に対向する領域を通過するため、成膜された保護膜に
おいては、主に表層部に、チオ亜リン酸エステルの分解
生成物に起因するＰおよびＳが保持されたものとなる。

【００４３】その後、以上のようにして金属磁性薄膜上
に保護膜を成膜した後、８ｍｍ幅に裁断することにより
磁気テープを完成し、これを実施例１のサンプルテープ
とした。

【００４４】比較例１ 比較のため、保護膜の成膜時に、ガス供給管１５からは
いずれのガスをも供給せず、ガス供給管１４からのみガ
ス化したトルエンを４ｃｃｍなる流量にて供給して、ガ
ス反応管９の空間１２内の圧力を１３．３Ｐａとした以
外は、実施例１と同様にして磁気テープを作製し、これ
を比較例１のサンプルテープとした。

【００４５】特性の評価 以上のようにして作製された各サンプルテープに対し、
トラック幅２０μｍのセンダストヘッドが搭載された８
ｍｍビデオデッキ（ソニー社製，商品名ＣＶＤ−１００
０）を用いて、最短記録波長０．５μｍとして記録再生
を行い、シャトル耐久性、スチル耐久性、摩擦係数を測
定した。

【００４６】ここで、シャトル耐久性は、サンプルテー
プに対して２０℃６０％ＲＨ条件下にて信号を記録し、
これを１００回再生走行させた後の出力レベルを測定
し、初期の出力レベルを０ｄＢとして相対値換算するこ
とで評価した。

【００４７】また、スチル耐久性は、上述と同様環境下
でスチル再生を行い、再生出力が３ｄＢ低下するまでの
時間として評価した。なお、スチル耐久性の評価は、サ
ンプルテープの任意の２０点について行った。これらの
結果を表１に示す。

【００４８】

【表１】

【００４９】表１に示すように、比較例１のサンプルテ
ープは、１００回の再生走行によって４〜５ｄＢもの出
力低下が見られ、また、スチル再生により３ｄＢ再生出
力が低下するまでの時間も、５〜２０分と短く、バラツ
キが大きかった。これに対し、実施例１のサンプルテー
プは、摩擦係数が小さく、シャトル耐久性に優れ、スチ
ル耐久性についても、任意の２０点についていずれも２
時間以上と安定していた。

【００５０】以上の結果より、保護膜としてダイヤモン
ド状カーボン膜が形成されているのみでは、十分な耐久
性が得られないが、保護膜の成膜時にチオ亜リン酸エス
テルのガスを供給して、ＰおよびＳを保持されたダイヤ
モンド状カーボン膜を形成すると、耐久性が大幅に向上
することがわかった。

【００５１】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明を適用すると、自己潤滑性に優れ、摩擦、摩耗に強
い、薄くても実用上必要な耐久性を有する保護膜が得ら
れる。このため、このような保護膜が設けられた磁気記
録媒体においては、優れた電磁変換特性と優れた耐久性
とを両立でき、さらなる高密度記録化にも対応可能とな
る。

【００５２】また、本発明においては、極圧剤の塗布を
必要としないため、溶媒が不要であり、塗布工程、溶媒
の回収工程も不要となる。したがって、上述したような
優れた特性を有する磁気記録媒体を低コストで提供する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】金属磁性薄膜上に保護膜を成膜するためのプラ
ズマＣＶＤ装置を示す模式図である。

【符号の説明】

１ 真空室 ２ テープ ５ 円筒キャン ９ ガス反応管 １０ 電極 １１ 仕切板 １４，１５ ガス供給管

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非磁性支持体上に少なくとも金属磁性薄
   膜と保護膜とを有する磁気記録媒体において、 前記保護膜にリンおよびイオウが保持されていることを
   特徴とする磁気記録媒体。
2. 【請求項２】 前記保護膜が、ダイヤモンド状カーボン
   膜よりなることを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒
   体。
3. 【請求項３】 非磁性支持体上に金属磁性薄膜を成膜し
   た後、 炭化水素系化合物のガスと、リンおよびイオウを含む化
   合物のガスとを用いた化学的気相成長を行うことによっ
   て、前記金属磁性薄膜上に保護膜を成膜することを特徴
   とする磁気記録媒体の製造方法。
4. 【請求項４】 前記化学的気相成長を、走行する前記非
   磁性支持体上の前記金属磁性薄膜に対して、前記炭化水
   素系化合物のガスと前記リンおよびイオウを含む化合物
   のガスとをこの順に逐次的に供給しながら行うことを特
   徴とする請求項３記載の磁気記録媒体の製造方法。
5. 【請求項５】 前記リンおよびイオウを含む化合物とし
   て、チオ亜リン酸エステル化合物を用いることを特徴と
   する請求項３記載の磁気記録媒体の製造方法。