JPH103641A

JPH103641A - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH103641A
Application number: JP15079596A
Authority: JP
Inventors: Osamu Yoshida; 修吉田; Noriyuki Kitaori; 典之北折; Katsumi Sasaki; 克己佐々木; Hirohide Mizunoya; 博英水野谷; Katsumi Endo; 克巳遠藤
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1996-06-12
Filing date: 1996-06-12
Publication date: 1998-01-06

Abstract

(57)【要約】【課題】イオンアシストにより形成されたＦｅ−Ｃ系
磁性層を有する磁気記録媒体において、ヘッド磨耗量の
低減と保磁力の低下（減磁）の抑制を図る。【解決手段】支持体上に形成された少なくとも１層の
磁性層を有する磁気記録媒体において、磁性層に、Ｆ
ｅ、ＦｅＣ、Ｆｅ₂Ｃ、Ｆｅ₃Ｃ、Ｆｅ₅Ｃ₂及びＦｅ₇Ｃ₃
から選ばれる３種以上の化合物を含ませる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄及びその炭化物
からなる磁性層を有する金属薄膜型の磁気記録媒体に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年の磁気記録は高密度記録化の方向に
あり、金属薄膜型テープは、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。金属薄膜型の磁気記録
媒体としては、真空蒸着法等によって非磁性支持体上に
金属薄膜を形成するものが知られており、磁性層用の磁
性材料としては、Ｃｏ系、Ｃｏ−Ｎｉ系、Ｃｏ−Ｃｒ系
の強磁性合金が知られている。また、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
オン化して照射する、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−Ｏ系、Ｆｅ−Ｎ−Ｃ−Ｏ系の磁性膜（以
下、これらをまとめてＦｅ系磁性層という場合もある）
を形成することが試みられている。例えば特公平７−７
８８６６号公報では、特定の比率でα−Ｆｅ、γ’−Ｆ
ｅ₄Ｎ、α''−Ｆｅ₃Ｎ、ε−Ｆｅ_yＮ（ｙ＝２〜３）、
Ｆｅ_xＯを含有する磁性層を形成した磁気記録媒体が開
示されている。この磁性層は、磁気特性が良好で且つ膜
剥離等の少ない強靱な薄膜であるとされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにＦｅ系の
磁性層は主として耐久性、耐食性の向上を目的としてい
るため、強固な薄膜を形成する方向で検討が進められて
る。しかしながら、余りに強固な薄膜を形成すると逆に
ヘッド磨耗の問題が生じる。特公平７−７８８６６号公
報の磁気記録媒体でもヘッド磨耗の問題は十分に解消さ
れていない。特に、Ｆｅ−Ｃ系磁性層については、未だ
十分な検討は進められておらず、特に保磁力の低下（減
磁）の問題がある。すなわち、Ｆｅ−Ｃ系磁性層を有す
る磁気記録媒体においては、膜強度と磁気特性のバラン
スが十分に検討されておらず、従って、本発明の目的は
Ｆｅ−Ｃ系磁性層を有する磁気記録媒体のヘッド磨耗と
減磁の問題を解決することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記のよ
うな状況に鑑み鋭意研究した結果、鉄もしくはその炭化
物を３種以上含む磁性層が前記の目的を達成できること
を見出し、本発明を完成するに至った。

【０００５】即ち、本発明は、支持体と、該支持体上に
形成された磁性層を有する磁気記録媒体であって、前記
磁性層が、Ｆｅ、ＦｅＣ、Ｆｅ₂Ｃ、Ｆｅ₃Ｃ、Ｆｅ₅Ｃ₂
及びＦｅ₇Ｃ₃から選ばれる３種以上の化合物を含むこと
を特徴とする磁気記録媒体を提供するものである。

【０００６】本発明の磁気記録媒体は、磁性層が鉄もし
くはその特定の炭化物を３種以上含有するものである
が、鉄もしくはその炭化物を含有するかどうかは電子線
回折による結晶構造により確認することができる。電子
線回折は、以下のようにして行う。成膜した磁性層を断
面ＴＥＭ写真用にミクロトームにより膜厚５０〜１００
ｎｍに加工する。そして１００ｋＶの加速電圧で１ｎｍ
程度に電子ビームを絞り込めるＴＥＭを用い、電子線回
折を行う。その時、図２のように磁性層２１のコラム４
〜５本分にわたるような四角形の枠を想定し、その２辺
を各々１０等分する点２２で電子線回折を行い（１０点
×１０点＝１００点）、その中で５点以上同じ回折パタ
ーンが得られた場合、同一の化合物が含まれるとした。
そして、各回折パターンにおける元素の定量を、電子線
プロープ微量分析法（ＥＰＭＡ）により行うことで、化
合物を同定できる。

【０００７】なお、本発明においては、鉄及び特定の鉄
の炭化物のうち３種以上が磁性層中に含まれておればよ
く、それぞれの割合は問わない。

【０００８】本発明の磁気記録媒体は、上記ように磁性
層がＦｅ、ＦｅＣ、Ｆｅ₂Ｃ、Ｆｅ₃Ｃ、Ｆｅ₅Ｃ₂及びＦ
ｅ₇Ｃ₃から選ばれる３種以上の化合物を含むものであ
り、Ｆｅ単独の場合やＦｅもしくはその炭化物を２種し
か含まない場合には、ヘッド磨耗の低減（機械的特性）
と減磁の抑制（磁気特性）を両方とも満足するものは得
られない。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の磁気記録媒体において、
Ｆｅ−Ｃ系磁性層は、鉄を蒸着させながら炭素イオンを
供給する、いわゆるイオンアシスト蒸着法により形成さ
れる。磁性層を形成するイオンアシスト蒸着法は従来知
られている方法により行なうことができる。ただし本発
明では磁性層がＦｅ、ＦｅＣ、Ｆｅ₂Ｃ、Ｆｅ₃Ｃ、Ｆｅ
₅Ｃ₂及びＦｅ₇Ｃ₃から選ばれる３種以上の化合物を含む
必要がある。また、本発明においては、磁性層を多層構
造とすることができるが、その場合、上記の通り、全磁
性層のうち支持体から最も遠い最表層の磁性層がＦｅ、
ＦｅＣ、Ｆｅ₂Ｃ、Ｆｅ₃Ｃ、Ｆｅ₅Ｃ₂及びＦｅ₇Ｃ₃から
選ばれる３種以上の化合物を含む必要がある。また、こ
のような最表層の磁性層に隣接する下層の磁性層も同様
にＦｅ−Ｃ系磁性層とすることが好ましい。しかしなが
ら、下層の磁性層はイオンアシストによらない金属薄膜
型の磁性層であってもよい。

【００１０】本発明において、磁性層の厚さは限定され
ないが、通常５００〜２０００Åである。多層の磁性層
を形成する場合、各磁性層の合計の厚さは１５００〜２
０００Å程度である。

【００１１】また、本発明においては、イオンアシスト
蒸着の際に酸素を供給して磁性層として酸素を含むｅ−
Ｃ−Ｏ系磁性層を形成してもよい。酸素はイオンガンに
窒素とともに供給してもよいし、また蒸着領域に雰囲気
ガスとして供給してもよい。

【００１２】本発明の磁気記録媒体の支持体の材料とし
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
基材の厚さは３〜５０μｍ程度である。

【００１３】また、磁性層上には、厚さ１０〜２００Å
程度の保護層、特にダイヤモンドライクカーボン、グラ
ファイト等の炭素薄膜、酸化珪素、炭化珪素等の含珪素
薄膜、酸化ジルコニウム薄膜等からなる保護層を設ける
ことが望ましい。また、磁性層上もしくは保護層上に
は、厚さ２〜５０Å程度の潤滑層、特にパーフルオロポ
リエーテル等のフッ素系潤滑剤からなる潤滑層を形成す
るのが好ましい。また、磁性層が形成される面と反対の
面には、更にカーボンブラックを主成分とする厚さ０．
１〜１．０μｍ程度のバックコート層等を設けてもよ
い。これらの層を形成する原料は従来公知のものが適宜
使用できる。また、Ｃｕ−Ａｌ合金等の金属を蒸着させ
て厚さ５００〜５０００Å程度のバックコート層を形成
してもよい。

【００１４】図１により本発明の磁気記録媒体の製造方
法の一例を示す。図１はイオンアシスト蒸着装置の要部
であり、図１中、１はキャンロール、２はベースフィル
ム、３はイオンガン、４は遮蔽板、５は電子銃、６はル
ツボであり、金属鉄を収容している。このうち、イオン
ガン３以外は図示しない真空容器内に収容されている。
ベースフィルム２は、円筒状のキャンロール１を搬送さ
れる。また、キャンロール１の下方には、ＭｇＯ製のル
ツボ６が置かれ、この中に鉄（例えば純度９９．９５％
のＦｅ）が収容され、このルツボ６内のＦｅ面に対して
電子銃５から電子ビームが照射される。これにより、Ｆ
ｅが加熱気化して、キャンロール１上を走行するベース
フィルム２に付着する。一方、Ｆｅの蒸着時には、フィ
ルム２の蒸着面に対して垂直方向にイオンが照射される
ようにイオンガン３を配置し、このイオンガン３には炭
素源となるガス、例えばメタンガスや炭酸ガスを供給し
炭素イオンを生成させ、蒸着領域中に供給する。また、
任意に酸素ガス導入管（図示せず）を設置して酸素ガス
を蒸着領域中に通気して酸素源としてもよい。これによ
り、Ｆｅを主体として炭素を含む本発明の磁性層が形成
される。なお、多層構造の磁性層を形成する場合は、図
１のような装置を用いて連続的に形成してもよいし、蒸
着を複数回繰り返して（いわゆるバッチ式で）形成する
こともできるが、いずれの方法の場合も磁性層は本発明
で規定する組成と磁化容易軸の角度を満たす必要があ
る。イオンアシスト蒸着における原料ガスや蒸着条件
（イオンガンの出力等）を調整することにより、磁性層
中に含まれる鉄の炭化物の種類を変更することができ
る。

【００１５】

【実施例】以下に例を挙げて本発明を説明するが、本発
明はこれらに限定されるものではない。

【００１６】実施例１〜５及び比較例１〜６（１）磁気テープの製造厚さ６．５μｍのＰＥＴフィルム上に、図１の装置を用
いたイオンアシスト蒸着により、Ｆｅ−Ｃ−Ｏ系磁性層
を形成した。なお、蒸着条件を変えて表１に示す組成の
各種磁性層を形成した。カウフマン型イオン銃でメタン
ガスをイオンビーム化してメタンイオン化ガスを供給
し、また基板部分にメタンガスと水素ガスの混合ガスと
酸素ガスを導入して蒸着を行った。また、イオン照射
量、メタンガス、水素ガス及び酸素ガスの導入量を種々
変更することにより、表１に示す組成の膜を形成した。
次いで、この磁性層上にベンゼンを炭素源とするＥＣＲ
プラズマＣＶＤ法により、厚さ８５Åのダイヤモンドラ
イクカーボン薄膜からなる保護層を形成した。更に、こ
の保護層上に極性基であるピペロニル基を持つパーフル
オロポリエーテル〔ＡＭ２００１：モンテカチーニ
（株）製〕を厚さが２０Åとなるように付着して潤滑層
を形成した。また、このフィルムの磁性層形成面と反対
の面に、バックコート層を形成した。バックコート層
は、２０〜３０ｎｍの直径のカーボンを含有するバイン
ダーを乾燥後の厚さが０．５μｍとなるようにフィルム
に塗布して乾燥して形成した。上記により得られた、Ｆ
ｅ−Ｃ−Ｏ系磁性層、ダイヤモンドライクカーボン保護
層、フッ素系潤滑層及びバックコート層が形成されたフ
ィルムを巾１ｃｍ、長さ１ｍ程度に切り出し、磁気テー
プを作製した。

【００１７】（２）性能評価上記で得られた磁気テープについて、保磁力（Ｈｃ）の
保持率及びヘッド磨耗量を以下の方法で測定した。その
結果を表１に示す。保磁力（Ｈｃ）の保持率上記で得られた磁気テープを９０℃で３時間保存し、２
時間かけて−２０℃に下げて２時間放置する。そして１
５分かけて５０℃に昇温し１時間保持し、その後１０分
で９０℃に昇温する。このサイクルを３０回繰り返し行
った後のＨｃを測定し、これをＨｃ_aとする。試験前の
Ｈｃ₀に対する比率Ｈｃ_a／Ｈｃ₀×１００を保持率
（％）とする。ヘッド磨耗量図３に示すＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ合金からなる角棒３１の角
を、図３ｂのようにテープ３２の磁性層形成面に接触さ
せる。テープを１０００ｍ走行させた後の角棒の角の削
れにより生じた長方形の面積を測定し、比較例１を１０
０％とした場合の相対評価でヘッド磨耗量を評価した。
この数値が小さいほどヘッド磨耗量が少ないことを意味
する。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、Ｆｅ−Ｃ系磁性層を有
する磁気記録媒体のヘッド磨耗の低減と、減磁の抑制が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】イオンアシスト蒸着装置の要部の一例を示す略
図

【図２】磁性層の電子線回折の測定方法を示す略図

【図３】実施例のヘッド磨耗量を評価する方法をを示す
略図

【符号の説明】

１キャンロール２ベースフィルム３イオンガン４遮蔽板５電子銃６ルツボ

───────────────────────────────────────────────────── 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赤羽2606 花王株式会社研究所内 (72)発明者遠藤克巳栃木県芳賀郡市貝町赤羽2606 花王株式会社研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】支持体と、該支持体上に形成された磁性
層を有する磁気記録媒体であって、前記磁性層が、Ｆ
ｅ、ＦｅＣ、Ｆｅ₂Ｃ、Ｆｅ₃Ｃ、Ｆｅ₅Ｃ₂及びＦｅ₇Ｃ₃
から選ばれる３種以上の化合物を含むことを特徴とする
磁気記録媒体。
【請求項２】磁性層が多層であり、前記支持体から最
も遠い磁性層がＦｅ、ＦｅＣ、Ｆｅ₂Ｃ、Ｆｅ₃Ｃ、Ｆｅ
₅Ｃ₂及びＦｅ₇Ｃ₃から選ばれる３種以上の化合物を含む
請求項１記載の磁気記録媒体。
【請求項３】Ｆｅ、ＦｅＣ、Ｆｅ₂Ｃ、Ｆｅ₃Ｃ、Ｆｅ
₅Ｃ₂及びＦｅ₇Ｃ₃から選ばれる３種以上の化合物を含む
磁性層が更に酸素を５〜３０％（原子比）含有する請求
項１又は２記載の磁気記録媒体。