JPH1083918A - 磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特にイオンアシストにより形成されたＦｅを
主体とする磁性層を有する磁気記録媒体において、最適
記録電流の低減とオーバーライト特性の向上を図る。 【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、全磁性層のう
ち、支持体から最も遠い磁性層を、鉄を主成分として含
有し、且つ窒素、炭素及び酸素から選ばれる少なくとも
２種をそれぞれ５％（原子比）以上含有する磁性層と
し、且つ当該磁性層の磁化容易軸と磁性層面がなす角の
角度を２０〜４５°の範囲とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄を主成分として
含有し、且つ窒素、炭素及び酸素のうち少なくとも２種
を含む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系の磁性膜を形
成することが試みられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】高記録密度化が進めら
れるにつれ、磁気記録媒体への要求特性として短波長記
録化が進められ、高保磁力化、薄膜化が行われる。上記
の金属薄膜型の磁気記録媒体はこの目的にはある程度合
致するものであるが、保磁力の高い磁気記録媒体により
記録を行う場合には、記録ヘッドに流す記録電流を増大
させる必要があり、金属薄膜型の磁気記録媒体でも省電
力化は十分に達成されない。また、磁性層や支持体等の
構造面から高保磁力化、薄膜化を達成しようとしても自
と限界があり、記録電流の問題と併せてこの問題を解決
できる金属薄膜型の磁気記録媒体が要望されている。特
に、前記した金属薄膜型の磁気記録媒体のなかでも、Ｆ
ｅ−Ｎ系、Ｆｅ−Ｃ系、Ｆｅ−Ｎ−Ｏ系、Ｆｅ−Ｃ−Ｏ
系、Ｆｅ−Ｎ−Ｃ−Ｏ系の磁性層を有する磁気記録媒体
は、価格が安いＦｅを主体とし、公害問題も少ないため
望ましいが、前記したような最適記録電流の低減を十分
達成されていない。

【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、最適記録電流の低減とオーバーライト
特性の向上の両方を達成できる磁気記録媒体を得るため
に鋭意研究した結果、鉄を主成分とし、更に窒素、炭素
及び酸素から選ばれる少なくとも２種を特定量含有する
磁性層において、磁化容易軸と磁性層面がなす角の角度
が２０〜４５°の範囲にあるものがこの目的を達成でき
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
形成された少なくとも１層の磁性層を有する磁気記録媒
体であって、前記磁性層のうち、前記支持体から最も遠
い磁性層が、鉄を主成分として含有し、且つ窒素、炭素
及び酸素から選ばれる少なくとも２種をそれぞれ５％
（原子比）以上含有する磁性層であり、且つ全磁性層に
おける磁化容易軸と磁性層面がなす角の角度が２０〜４
５°の範囲にある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】本発明において、「鉄を主成分とする」と
は、磁性層中の原子比で５０％以上、好ましくは６０〜
９０％含むことを意味する。本発明において、磁性層を
構成する元素の定量は、オージェ分光分析法もしくは電
子線プローブ微量分析法（ＥＰＭＡ）により行うことが
できる。

【０００７】また、本発明の磁気記録媒体は、磁性層の
磁化容易軸と磁性層面がなす角の角度（以下、単に磁化
容易軸の角度という場合もある）が２０〜４５°の範囲
にあるものである。この角度が９０°の場合、垂直磁化
膜となる。一般に、高密度記録に対応するためには垂直
磁化膜が好ましいとされているが、短波長記録化に伴い
記録ヘッドに流す記録電流を増大させた場合には、省電
力化が必ずしも十分に達成されない場合がある。本発明
では、磁気特性の面から良好なオーバーライト特性が発
現し、且つ省電力化を達成できる適正な磁化容易軸の角
度として２０〜４５°の範囲を選定したものである。こ
のように磁化容易軸の角度を特定範囲とすることによ
り、最適記録電流の低減とオーバーライト特性の向上が
達成できる理由は、磁化容易軸と記録波長の関係が最適
範囲となるため、磁力線の抜けが良くなり、磁気記録の
効率が向上するものと考えられる。

【０００８】本発明の磁性層は、蒸着等により形成され
る金属薄膜型の磁性層であり、その磁化容易軸の角度を
２０〜４５°の範囲とする方法としては、蒸着時の防着
板の位置を変えて、入射角を調節する方法が挙げられ
る。

【０００９】また、本発明の磁気記録媒体は磁性層が多
層構造であってもよい。多層構造の磁性層の場合、支持
体に近い磁性層（下層）ほど、磁化容易軸の角度が小さ
い方が望ましい。ただし、多層の磁性層の場合も、磁性
層全体の磁化容易軸の角度は２０〜４５°の範囲にある
必要がある。なお多層構造の場合、支持体から最も遠い
第一磁性層が、鉄を主成分として含有し、且つ窒素、炭
素及び酸素から選ばれる少なくとも２種をそれぞれ５％
（原子比）以上含有するＦｅ系磁性層であれば、それ以
外の下方の磁性層はＦｅ系の磁性層でなくてもよい。し
かしながら、多層構造の磁性層を形成する場合も、全て
の磁性層が鉄を主成分として含有し、且つ窒素、炭素及
び酸素から選ばれる少なくとも２種をそれぞれ５％（原
子比）以上含有する磁性層であることがより望ましい。

【００１０】なお、本発明において、磁化容易軸の角度
は、磁気トルクメーターにより測定することができる。
また、磁化容易軸の角度の調整は、蒸着条件や組成等に
より容易に行うことができる。

【００１１】本発明において、磁性層における鉄（Ｆ
ｅ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）及び酸素（Ｏ）の割合
は、その比率と磁化容易軸の角度が上記の範囲にある限
り限定されないが、例えば以下のような割合が考えられ
る。 ＜Ｆｅ−Ｎ−Ｏ系＞ Ｆｅ：６０〜９０％、好ましくは６５〜８４％（原子
比、以下同じ） Ｎ： ５〜２５％、好ましくは ７〜２０％ Ｏ： ５〜２５％、好ましくは ７〜２０％ ＜Ｆｅ−Ｃ−Ｏ系＞ Ｆｅ：６０〜９０％、好ましくは６５〜８４％ Ｃ： ５〜２５％、好ましくは ７〜２０％ Ｏ： ５〜２５％、好ましくは ７〜２０％ ＜Ｆｅ−Ｎ−Ｃ−Ｏ系＞ Ｆｅ：６０〜９０％、好ましくは６５〜８４％ Ｎ： ５〜２５％、好ましくは ７〜２０％ Ｃ： ５〜２５％、好ましくは ７〜２０％ Ｏ： ５〜２５％、好ましくは ７〜２０％ ここで、磁性層中の窒素、炭素及び酸素の比率が５％以
上で、且つ二種以上を含有しないと、耐食性、特に高温
多湿下で放置後の耐食性が低下する。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の磁気記録媒体において、
Ｆｅ系の磁性層は、鉄を蒸着させながら窒素イオン、炭
素イオン、酸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。ただし前記したように、本発明では磁性層
中に鉄の他に、窒素、炭素及び酸素の少なくとも２種が
原子比で５％以上含まれる必要がある。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最表層である第一磁性層
をＦｅ系の磁性層とし、これに隣接する下層の磁性層も
Ｆｅ系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。本発明において、磁性層の厚さは限定さ
れないが、通常２００〜２０００Å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５００〜４
０００Å程度である。

【００１３】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。

【００１４】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５００〜１００００Å程度のバックコート層を形
成してもよい。

【００１５】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、窒素源、酸素源となるガス、例えばメタンガスや
炭酸ガスを供給し所望のイオンを生成させ、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、窒素、炭
素、酸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。

【００１６】

【実施例】以下に実施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。

【００１７】実施例１ （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−Ｎ−Ｏ系磁性層
を形成した。この磁性層の厚さは１７５０Åであり、原
子比はＦｅ：Ｎ：Ｏ＝７４：１５：１１（原子％）であ
り、保磁力は１１２０（Ｏｅ）であった。また、磁気ト
ルクメーター〔東英工業（株）製、ＴＲＴ−２−２０Ａ
ＵＴＯ〕で磁化容易軸の角度を測定したところ、２１°
であった。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−ＯＨ基を持つ
パーフルオロポリエーテル〔デムナムＳＡ：ダイキン工
業製〕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、２
０〜３０ｎｍ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、Ｆｅ−Ｎ
−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、ドラムテスター
を用いて記録波長０．５μｍにおける最適記録電流（Ｏ
ＲＣ）とオーバーライト特性（ＯＷ）を評価した。両者
は後述の比較例４を基準とする相対評価で行った。即
ち、ＯＲＣは比較例４の電流を１００％とし、またＯＷ
は比較例４の結果を０ｄＢとして低下量（ｄＢ）を評価
した。その結果を表１に示す。なお、表１中には磁性層
全体の組成、膜厚及び磁化容易軸の角度も併せて示し
た。

【００１８】実施例２ 実施例１と同様のイオンアシスト蒸着法（但し遮蔽板の
位置と注入イオン種を変えた）により厚さ１８００Åの
Ｆｅ−Ｃ−Ｏ系磁性層を形成した。この磁性層の原子比
はＦｅ：Ｃ：Ｏ＝７０：１８：１２（原子％）であり、
保磁力は１１５０（Ｏｅ）であった。またこの磁性層の
磁化容易軸の角度は２５°であった。その後、実施例１
と同様にして保護層、潤滑層及びバックコート層を形成
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。

【００１９】実施例３ 実施例１と同様のイオンアシスト蒸着法（但し遮蔽板の
位置と注入イオン種を変えた）により厚さ１７９０Åの
Ｆｅ−Ｎ−Ｃ−Ｏ系磁性層を形成した。この磁性層の原
子比はＦｅ：Ｎ：Ｃ：Ｏ＝７０：１０：７：１３（原子
％）であり、保磁力は１１３０（Ｏｅ）であった。また
この磁性層の磁化容易軸の角度は３４°であった。その
後、実施例１と同様にして保護層、潤滑層及びバックコ
ート層を形成し、実施例１と同様の評価を行った。その
結果を表１に示す。

【００２０】実施例４ 実施例１と同様のイオンアシスト蒸着法（但し遮蔽板の
位置を変えた）を二回行って、多層構造の磁性層を形成
した。ただし、下層には、実施例２の組成を有する厚さ
９００ÅのＦｅ−Ｃ−Ｏ系磁性層を形成し、その上に実
施例３の組成を有する厚さ８５０ÅのＦｅ−Ｎ−Ｃ−Ｏ
系磁性層を形成した。この磁性層全体の保磁力は１１４
０（Ｏｅ）であった。またこの磁性層全体の磁化容易軸
の角度は３０°（上層磁性層３４°、下層磁性層２５
°）であった。その後、実施例１と同様にして保護層、
潤滑層及びバックコート層を形成し、実施例１と同様の
評価を行った。その結果を表１に示す。

【００２１】実施例５ 実施例１と同様のイオンアシスト蒸着法（但し遮蔽板の
位置を変えた）を二回行って、多層構造の磁性層を形成
した。ただし、下層には、実施例１の組成を有する厚さ
９５０ÅのＦｅ−Ｎ−Ｏ系磁性層を形成し、その上に実
施例３の組成を有する厚さ９００ÅのＦｅ−Ｎ−Ｃ−Ｏ
系磁性層を形成した。この磁性層全体の保磁力は１１３
０（Ｏｅ）であった。またこの磁性層全体の磁化容易軸
の角度は２８°（上層磁性層３４°、下層磁性層２１
°）であった。その後、実施例１と同様にして保護層、
潤滑層及びバックコート層を形成し、実施例１と同様の
評価を行った。その結果を表１に示す。

【００２２】実施例６ 実施例１において、イオンアシスト蒸着時の遮蔽板４の
位置を変えて磁化容易軸の角度が１８°のＦｅ−Ｎ−Ｏ
系磁性層を形成した。その他は実施例１と同様にして磁
気フィルムを作製し、実施例１と同様の評価を行った。
その結果を表１に示す。

【００２３】実施例７ 実施例１において、イオンアシスト蒸着時の遮蔽板４の
位置と注入イオン種を変えて磁化容易軸の角度が４２°
のＦｅ−Ｎ−Ｃ−Ｏ系磁性層を形成した。その他は実施
例１と同様にして磁気フィルムを作製し、実施例１と同
様の評価を行った。その結果を表１に示す。

【００２４】実施例８ 実施例１と同様のイオンアシスト蒸着法を二回行って、
多層構造の磁性層を形成した。ただし、下層には、実施
例３の組成を有する厚さ９００ÅのＦｅ−Ｎ−Ｃ−Ｏ系
磁性層を形成し、その上に実施例７の組成を有する厚さ
９００ÅのＦｅ−Ｎ−Ｃ−Ｏ系磁性層を形成した。また
この磁性層全体の磁化容易軸の角度は３９°（上層磁性
層４２°、下層磁性層３４°）であった。その後、実施
例１と同様にして保護層、潤滑層及びバックコート層を
形成し、実施例１と同様の評価を行った。その結果を表
１に示す。

【００２５】比較例１ 実施例１と同様のイオンアシスト蒸着法（但し遮蔽板の
位置と注入イオン種を変えた）により厚さ１８３０Åの
Ｆｅ−Ｎ−Ｃ−Ｏ系磁性層を形成した。この磁性層の原
子比はＦｅ：Ｎ：Ｃ：Ｏ＝７０：７：１０：１３（原子
％）であり、保磁力は１１４０（Ｏｅ）であった。また
この磁性層の磁化容易軸の角度は４７°であった。その
後、実施例１と同様にして保護層、潤滑層及びバックコ
ート層を形成し、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２ 実施例１と同様のイオンアシスト蒸着法（但し遮蔽板の
位置と注入イオン種を変えた）により厚さ１７９０Åの
Ｆｅ−Ｎ−Ｃ−Ｏ系磁性層を形成した。この磁性層の原
子比はＦｅ：Ｎ：Ｃ：Ｏ＝７０：５：１３：１２（原子
％）であり、保磁力は１１３０（Ｏｅ）であった。また
この磁性層の磁化容易軸の角度は４９°であった。その
後、実施例１と同様にして保護層、潤滑層及びバックコ
ート層を形成し、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】比較例３ 実施例１と同様のイオンアシスト蒸着法（但し遮蔽板の
位置と注入イオン種を変えた）により厚さ１７９０Åの
Ｆｅ−Ｃ−Ｏ系磁性層を形成した。この磁性層の原子比
はＦｅ：Ｃ：Ｏ＝７２：１４：１４（原子％）であり、
保磁力は１１５０（Ｏｅ）であった。またこの磁性層の
磁化容易軸の角度は５１°であった。その後、実施例１
と同様にして保護層、潤滑層及びバックコート層を形成
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。

【００２８】比較例４ 実施例１と同様のイオンアシスト蒸着法（但し遮蔽板の
位置を変えた）を二回行って、Ｆｅ−Ｎ−Ｏ系の多層構
造の磁性層を形成した。その際、上下の磁性層とも原子
比はＦｅ：Ｎ：Ｏ＝７３：１３：１４（原子％）とし、
それぞれの磁性層の厚さは８９０Åとした。この磁性層
全体の保磁力は１１５０（Ｏｅ）であった。またこの磁
性層全体の磁化容易軸の角度は４６°（上層磁性層５０
°、下層磁性層４２°）であった。その後、実施例１と
同様にして保護層、潤滑層及びバックコート層を形成
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。

【００２９】比較例５ 実施例１と同様のイオンアシスト蒸着法（但し遮蔽板の
位置と注入イオン種を変えた）を二回行って、Ｆｅ−Ｎ
−Ｃ−Ｏ系の多層構造の磁性層を形成した。その際、上
下の磁性層とも原子比はＦｅ：Ｎ：Ｃ：Ｏ＝７１：１
１：５：１３（原子％）とし、それぞれの磁性層の厚さ
は９０５Åとした。この磁性層全体の保磁力は１１３０
（Ｏｅ）であった。またこの磁性層全体の磁化容易軸の
角度は４８°（上層磁性層５２°、下層磁性層４４°）
であった。その後、実施例１と同様にして保護層、潤滑
層及びバックコート層を形成し、実施例１と同様の評価
を行った。その結果を表１に示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、Ｆｅ系磁性層が形成さ
れた磁気記録媒体における最適記録電流の低減とオーバ
ーライト特性の向上の両方が可能となる。従って、本発
明の磁気記録媒体によれば同じ記録ヘッドを用いた場合
でも更なる高記録密度化と省電力化が達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気記録媒体を製造するイオンアシス
ト蒸着装置の要部の一例を示す略図

【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 (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持体と、該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であって、前
   記磁性層のうち、前記支持体から最も遠い磁性層が、鉄
   を主成分として含有し、且つ窒素、炭素及び酸素から選
   ばれる少なくとも２種をそれぞれ５％（原子比）以上含
   有する磁性層であり、且つ全磁性層における磁化容易軸
   と磁性層面がなす角の角度が２０〜４５°の範囲にある
   ことを特徴とする磁気記録媒体。
2. 【請求項２】 磁性層が多層構造であり、支持体に近い
   磁性層ほど磁化容易軸と磁性層面がなす角の角度が小さ
   い請求項１記載の磁気記録媒体。
3. 【請求項３】 磁化容易軸と磁性層面がなす角の角度が
   ２０〜３５°の範囲にある請求項１又は２記載の磁気記
   録媒体。