JPH09293238A - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スペーシング損失を低減できる薄さであって
も、十分な耐久性を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。 【解決手段】 非磁性支持体１上に金属磁性薄膜を成膜
した後、該金属磁性薄膜上に保護膜を形成する際に、真
空室１３内の反応管６を間仕切り板７により区切り、一
方の室１１ａ内に炭化水素ガスを導入してカーボン膜を
形成するとともに、他方の室１１ｂ内に硼酸エステルを
気化させたガスを導入して上記カーボン膜の表面近傍に
硼素を含有させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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、いわゆる金属磁
性薄膜型の磁気記録媒体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或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、鍍金や真空薄膜形成手段（真空
蒸着法やスパッタリング法、イオンプレーティング法
等）により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、磁性層の厚みを極めて薄くできるた
め、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
ないため磁性材料の充填密度を高めることができる等、
数々の利点を有している。

【０００５】更に、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
され既に実用化されている。

【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
上記金属磁性薄膜上に保護膜を形成したり、更にこの保
護膜上に潤滑剤を塗布する技術が検討されている。

【０００７】上記保護膜としては、例えばカーボン膜や
石英（ＳｉＯ₂ ）膜、ジルコニア（ＺｒＯ₂ ）膜等が知
られており、ハードディスクにおいては実用化され生産
されているものもある。特に、最近はカーボン膜におい
てもより高硬度な膜である硬質カーボン膜，いわゆるダ
イヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜等が有力視され
ており、今後広く使用されると考えられる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この保護膜
をＣｏ薄膜やＣｏ−Ｎｉ薄膜等の上記金属磁性薄膜上に
直接形成することによって実用水準の耐久性を得るため
には、保護膜をある程度厚くする必要がある。今後、更
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、上述の
ような保護膜の厚みが問題となってくる。

【０００９】そこで、本発明は、このような実情に鑑み
て提案されたものであって、スペーシング損失を低減で
きる薄さであっても、十分な耐久性を確保できるような
保護膜を有する磁気記録媒体の製造方法を提供する事を
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述の目
的を達成せんものと鋭意研究の結果、炭化水素ガスを原
料とする保護膜形成と同時に、硼酸エステルを気化させ
たガスを導入することにより、自己潤滑性に優れたカー
ボン保護膜が得られることを見い出し、本発明を完成す
るに至ったものである。

【００１１】即ち、本発明の磁気記録媒体の製造方法
は、非磁性支持体上に金属磁性薄膜を成膜した後、該金
属磁性薄膜上に保護膜を形成する磁気記録媒体の製造方
法において、上記保護膜を成膜する際に、真空室内に設
けられた反応管又は反応室の一部を二室に仕切り、一方
の室内に炭化水素ガスを導入するとともに、他方の室内
に硼酸エステルを気化させたガスを導入することを特徴
とするものである。

【００１２】本発明が適用される磁気記録媒体として
は、非磁性支持体上に真空薄膜形成技術により金属磁性
薄膜が磁性層として形成されてなる、いわゆる金属磁性
薄膜型の磁気記録媒体が挙げられ、且つ上記金属磁性薄
膜上に保護膜が形成されてなるものである。

【００１３】上記保護膜としては、カーボン膜等が使用
可能であり、特に硬質カーボン膜（いわゆるダイヤモン
ドライクカーボン膜：ＤＬＣ膜）が好適である。

【００１４】この保護膜を成膜する手段としては、電場
や磁場を用いて発生させたプラズマのエネルギーを利用
して原料となる気体の分解、合成等の化学反応を起こさ
せ膜形成を行うＣＶＤ法が採用される。

【００１５】上記ＣＶＤ法としては、プラズマＣＶＤ
法、ＥＣＲ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も使用可能であ
る。

【００１６】本発明においては、この保護膜を形成する
に際し、真空室内に設けられた反応管又は反応室の一部
を二室に仕切り、一方の室内に原料ガスである炭化水素
ガスを導入し、且つ他方の室内に硼酸エステルを気化さ
せたガスを導入する。これにより、炭化水素ガスが導入
された上記一方の室内でカーボン保護膜が形成されると
ともに、上記他方の室内にて上記カーボン保護膜の表面
改質が行われ、自己潤滑性が付与される。従って、摩
耗、摩擦に強い保護膜が得られ、薄くても実用上必要な
耐久性を確保することができる。

【００１７】ここで、原料ガスとして使用する上記炭化
水素ガスとしては、通常この種の磁気記録媒体の製造に
おいて使用されるものであればいずれも使用可能であ
り、例えばトルエン、ベンゼン、エチレン、メタン等が
挙げられる。

【００１８】上記硼酸エステルとしては、例えば硼酸ト
リメチル、硼酸トリエチル、硼酸トリブチル、硼酸トリ
トリル等が挙げられるが、これらに限定されるものでは
ない。

【００１９】本発明が適用可能な磁気記録媒体におい
て、上記非磁性支持体や上記金属磁性薄膜等の材料、構
成等は通常この種の磁気記録媒体において使用されてい
るものがいずれも使用可能であり、特に限定されない。

【００２０】具体的に例示するならば、上記非磁性支持
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、その形状もなんら限定されないが、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の層が
形成されていても良い。

【００２１】上記金属磁性薄膜としては、例えばＦｅ，
Ｃｏ，Ｎｉ等の強磁性金属、Ｆｅ−Ｃｏ，Ｆｅ−Ｎｉ，
Ｃｏ−Ｎｉ，Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ，Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ，Ｆｅ
−Ｎｉ−Ｂ，Ｆｅ−Ｃｕ，Ｃｏ−Ｃｕ，Ｃｏ−Ａｕ，Ｃ
ｏ−Ｐｔ，Ｍｎ−Ｂｉ，Ｍｎ−Ａｌ，Ｆｅ−Ｃｒ，Ｃｏ
−Ｃｒ，Ｎｉ−Ｃｒ，Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ，Ｃｏ−Ｎｉ−
Ｃｒ，Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐｔ，Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ，Ｆ
ｅ−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等が挙げら
れる。

【００２２】これら金属磁性薄膜は、真空下で強磁性金
属材料を加熱蒸発させ上記非磁性支持体上に被着させる
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
中でグロー放電を起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Ｐ
ＶＤ技術によって薄膜とされる。

【００２３】かかる金属磁性薄膜からなる磁性層として
は、該金属磁性薄膜の単層膜であっても良く、多層膜で
あっても良い。

【００２４】なお、上記非磁性支持体と上記金属磁性薄
膜間、また上記磁性層が金属磁性薄膜の多層膜である場
合には金属磁性薄膜同士間に、各層間の付着力の向上、
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、耐食性改善等を目的として酸化物層となっていても
良い。

【００２５】特に、面内磁化記録用の金属磁性薄膜の場
合、予め上記非磁性支持体上にＢｉ，Ｓｂ，Ｐｂ，Ｓ
ｎ，Ｇａ，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
ら蒸着或いはスパッタし、得られる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させるよう
にしても良い。

【００２６】また、この磁気記録媒体の構成としては、
上述の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を
逸脱しない範囲での変更、例えば必要に応じてバックコ
ート層を形成したり、上記非磁性支持体上に下塗り層を
形成したり、潤滑剤層等の各種層を形成することはなん
ら差し支えない。

【００２７】この場合、上記バックコート層に含まれる
非磁性顔料、樹脂結合剤、或いは上記潤滑剤層に含まれ
る材料等としては、従来公知のものがいずれも使用可能
であり、特に限定されない。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的な実施例に
より説明するが、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。

【００２９】先ず、本実施例により磁気テープを作製す
る際に、保護膜の形成工程において使用したプラズマＣ
ＶＤ連続膜形成装置の構成について説明する。

【００３０】このプラズマＣＶＤ連続膜形成装置は、図
１に示すように、頭部に取り付けられた真空排気系１２
により内部が所定の真空度に保たれた真空槽１３内にお
いて、被処理体であるテープ状の非磁性支持体１が、図
１中の反時計回り方向に定速回転する巻き出しロール３
から反時計回り方向に定速回転する巻き取りロール４に
向かって順次走行するようになされている。

【００３１】上記非磁性支持体１上には、酸素ガスを導
入しながらＣｏを蒸着して部分酸化された強磁性金属薄
膜が形成されてなる。

【００３２】この非磁性支持体１が上記巻き出しロール
３側から巻き取りロール４側に亘って走行する中途部に
は、該非磁性支持体１を図１中下方に引き出すように設
けられるとともに、上記各ロール３，４の径よりも大径
となされた円筒キャン５が図１中時計回り方向に定速回
転するように設けられている。

【００３３】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、上記非磁性支持体１
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。

【００３４】また、これら巻き出しロール３と円筒キャ
ン５及び該円筒キャン５と巻き取りロール４間には、ガ
イドロール２ａ，２ｂがそれぞれ配設されており、上記
巻き出しロール３と円筒キャン５及び該円筒キャン５と
巻き取りロール４間を走行する上記非磁性支持体１に適
当なテンションを与えつつ、円滑な走行がなされるよう
になされている。

【００３５】なお、上記巻き出しロール３、巻き取りロ
ール４及び円筒キャン５は、それぞれ上記非磁性支持体
１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、上記円筒キャン５の直径を６０ｃｍとした。

【００３６】従って、このプラズマＣＶＤ連続膜形成装
置においては、上記非磁性支持体１が、上記巻き出しロ
ール３から順次送り出され、上記円筒キャン５の外周面
に沿って通過し、更に上記巻き取りロール４に巻き取ら
れていくようになされている。

【００３７】一方、上記真空槽１３内には、上記円筒キ
ャン５の下方に、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部を有する反応管６が設けられ
る。

【００３８】この反応管６は、これに対向配置される上
記円筒キャン５と略同じ幅を有するものであり、ここで
は高さ２０ｃｍ、上記非磁性支持体１の走行方向の長さ
１０ｃｍの直方体とされる。また、この反応管６の材質
としては、絶縁性のある石英管やパイレックスガラス、
プラスチック等が適している。

【００３９】この反応管６の内部には、プラズマを発生
させる電極１０が配されており、上記真空槽１３の外部
に配設された直流電源１４により基板電位よりも高い５
００〜２０００Ｖの電圧が印加できるようになされてい
る。

【００４０】上記電極１０としては、金属メッシュ等が
好適である。

【００４１】また、この反応管６は、内部に配された間
仕切り板７により上記円筒キャン５の比較的上流側に対
向する一方の空間１１ａと、比較的下流側に対向する他
方の空間１１ｂとに区切られている。

【００４２】これら一方の空間１１ａと他方の空間１１
ｂの底部には、上記真空槽１３の底面を貫通して、原料
ガスである炭化水素ガスを導入するための炭化水素ガス
導入口８及び硼酸エステルを気化させたガスを導入する
ための硼酸エステルガス導入口９とがそれぞれ接続され
ている。

【００４３】従って、このプラズマＣＶＤ連続膜形成装
置においては、上記電極１０に所定の直流電圧を印加し
た状態にて、上記炭化水素ガス導入口８を介して炭化水
素ガスを上記一方の空間１１ａ内に導入しつつ、上記硼
酸エステルガス導入口９より硼酸エステルを気化させた
ガスを上記他方の空間１１ｂ内に導入すると、上記電極
１０のメッシュをそれぞれ通過して所定の反応を起こ
し、各分解生成物が上記円筒キャン５の周面を走行する
上記非磁性支持体１の表面に連続的に被着することとな
る。この結果、上記一方の空間１１ａ内にて上記非磁性
支持体１の表面上にカーボン膜よりなる保護膜が形成さ
れるとともに、上記他方の空間１１ｂ内で上記保護膜の
表面が改質され、優れた自己潤滑性が付与される。従っ
て、薄くても十分な耐久性を有する保護膜を形成するこ
とが可能となる。

【００４４】なお、上記炭化水素ガス導入口８及び硼酸
エステルガス導入口９の材質としては、例えばプラスチ
ック、セラミックス等の非金属材料が適している。

【００４５】そこで、このような構成を有するのプラズ
マＣＶＤ連続膜形成装置を使用して、以下のようにして
蒸着テープを作製した。

【００４６】

【実施例】先ず、厚さ１０μｍのポリエチレンテレフタ
レート（ＰＥＴ）からなるベースフィルム上に直径１２
ｎｍのシリカ微粒子を密度１２個／（μｍ）² で塗布し
て下塗り層を設けた後、酸素ガスを導入しながらＣｏ
₁₀₀（数値は組成比を表す。）からなる金属磁性材料を
斜め蒸着し、部分酸化された金属磁性薄膜を膜厚が０．
１５μｍとなるように成膜して単層膜からなる磁性層を
形成した。

【００４７】なお、この斜め蒸着を行う際の成膜条件は
次の通りとした。

【００４８】 入射角 ： ４５〜９０゜ 導入ガス ： 酸素ガス ガス導入量 ： ３．３×１０^-6ｍ³ ／秒 蒸着時真空度 ： ７×１０^-2Ｐａ 上述のように蒸着時に酸素を導入することにより、得ら
れた上記金属磁性薄膜の保磁力Ｈｃは１１０ｋＡ／ｍ、
残留磁束密度Ｂｒは０．４５Ｔとなった。

【００４９】続いて、上記図１に示すプラズマＣＶＤ連
続膜形成装置（ガス導入管：セラミックス製）を使用
し、上述のようにして金属磁性薄膜が形成されたベース
フィルム（被処理体）を上記巻き出しロールに装着して
プラズマＣＶＤを行い、上記金属磁性薄膜上に表面保護
膜として膜厚５ｎｍのダイヤモンドライクカーボン（Ｄ
ＬＣ）膜を形成した。

【００５０】このプラズマＣＶＤを行うに際し、成膜条
件は下記に示す通りとした。

【００５１】 原料ガス ： トルエン 硼酸エステル ： 硼酸トリメチル ガス導入比 ： トルエン：硼酸トリメチル＝４：１ ガス圧 ： ０．１Ｔｏｒｒ 投入電圧 ： １．５ｋＶ 以上のようにして作製したサンプルテープと、比較用と
して硼酸エステルを導入せず原料ガスとしてトルエンの
みを上記炭化水素ガス導入口より圧力０．１Ｔｏｒｒで
導入し、その他は本実施例と同様にして膜厚５ｎｍのダ
イヤモンドライクカーボン膜を形成した比較テープ（比
較例とする。）とについて、シャトル耐久性及びスチル
耐久性をそれぞれ調べた。シャトル耐久性は、サンプル
テープ及び比較テープを８ｍｍ幅にスリットして市販の
８ミリビデオ（商品名：ＣＶＤ−１０００、ソニー社
製）を用い、トラック幅２０μｍのセンダストヘッドに
より０．５μｍを最短記録波長となるようにして、温度
２０℃、湿度６０％ＲＨの条件下で記録したテープを１
００回繰り返し再生した時の初期の出力値に対する劣化
量により評価した。

【００５２】スチル耐久性は、上記シャトル耐久性と同
様の環境下にてスチル再生を行い、再生出力が３ｄＢ低
下するまでの時間を測定した。

【００５３】この結果を下記表１に示す。

【００５４】

【表１】

【００５５】表１に示すように、シャトル耐久性につい
て、本実施例では初期の出力値に対する劣化量が１ｄＢ
以内であったが、比較例では４〜５ｄＢと著しい劣化が
見られた。

【００５６】また、スチル耐久性に関しては、実施例で
は任意の２０点について２時間以上安定した再生出力が
得られたのに対して、比較例では５〜２０分とバラツキ
も大きく、実用上問題ない再生出力が得られる時間も短
くなっていた。

【００５７】更に、上記サンプルテープ及び比較テープ
の摩擦係数を調べ、この結果を上記表１中に併せて記し
た。

【００５８】これにより、本実施例のサンプルテープ
は、比較テープに比べて低摩擦性に優れていることが明
らかとなった。

【００５９】これらのことから、保護膜として従来のダ
イヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜だけでは十分な
耐久性を確保することができず、本実施例のように表面
近傍に硼素を含有したＤＬＣ膜を形成することにより、
摩耗、摩擦に強い保護膜が得られ、５ｎｍ程度の非常に
薄い膜厚であっても良好な耐久性が得られることが判っ
た。

【００６０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
においては、反応管又は反応室内を間仕切りにより二分
し、一方の空間に原料ガスである炭化水素ガスを導入す
ると同時に、他方の空間に硼酸エステルを気化させたガ
スを導入しているので、得られる膜の表面近傍に硼素が
含有され、自己潤滑性に優れ且つ強固に磁性層に付着し
た保護膜が形成される。この結果、摩耗、摩擦に強く、
スペーシング損失を低減できるような薄い膜厚でも十分
な耐久性を有する保護膜を得ることができる。

【００６１】従って、本発明によれば、短波長化に適し
た磁気記録媒体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用して磁気テープを製造するに際
し、保護膜の成膜時に使用したプラズマＣＶＤ装置の一
構成例を示す模式図である。

【符号の説明】

１ 非磁性支持体（被処理体）、２ａ，２ｂ ガイドロ
ール、３ 巻き出しロール、４ 巻き取りロール、５
円筒キャン、６ 反応管、７ 間仕切り板、８炭化水素
ガス導入口、９ 硼酸エステルガス導入口、１０ 電
極、１２ 真空排気系、１３ 真空槽

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非磁性支持体上に金属磁性薄膜を成膜し
   た後、該金属磁性薄膜上に保護膜を形成する磁気記録媒
   体の製造方法において、 上記保護膜を成膜する際に、真空室内に設けられた反応
   管又は反応室の一部を二室に仕切り、一方の室内に炭化
   水素ガスを導入するとともに、他方の室内に硼酸エステ
   ルを気化させたガスを導入することを特徴とする磁気記
   録媒体の製造方法。