JPH1153729A

JPH1153729A - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH1153729A
Application number: JP20790497A
Authority: JP
Inventors: Hirohide Mizunoya; 博英水野谷; Noriyuki Kitaori; 典之北折; Osamu Yoshida; 修吉田; Katsumi Endo; 克巳遠藤; Takeshi Miyamura; 猛史宮村
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1997-08-01
Filing date: 1997-08-01
Publication date: 1999-02-26

Abstract

(57)【要約】【課題】オーバーライト特性に優れた金属薄膜型の磁
性層を有する磁気記録媒体を提供する。【解決手段】支持体３上に、金属薄膜型の複数の磁性
層１、１’を有し、各磁性層のコラム構造２、２’の成
長方向が媒体走行方向で法線Ｐに対して同方向に傾斜し
ており、且つ、前記支持体３から最も遠い磁性層１の角
形比が、該磁性層１に隣接する磁性層１’の角形比より
も大きい磁気記録媒体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は磁気記録媒体に関す
る。更に詳しくは、オーバーライト特性に優れた金属薄
膜型の磁気記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気記録媒体としては、従来より磁性粉
末を含む磁性塗料をポリエチレンテレフタレート等から
なる基板（フィルム）に塗布して製造される塗布型の磁
気記録媒体が知られているが、塗布型の磁気記録媒体は
磁性粉の充填性に限界があり、磁気記録媒体の高密度
化、薄さの向上が困難である。

【０００３】この高密度化を達成するために、磁性材料
の薄膜を基板上に直接形成するタイプのいわゆる金属薄
膜型の磁気記録媒体が提案されており、このタイプは塗
布型の磁気記録媒体にはない特性がある。金属薄膜型の
磁気記録媒体は、磁性体充填率が高いため、塗布型の磁
気記録媒体等と比べて薄膜で飽和磁化が大きく、高密度
記録に適したものとして種々の応用分野において利用さ
れている。こうした金属薄膜型の磁気記録媒体の製造に
おいては、特に、Ｃｏ、Ｃｏ−Ｎｉ合金、Ｃｏ−Ｃｒ合
金、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｎｉ合金、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ合金、Ｆ
ｅ−Ｃｏ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｃｏ合金等の磁性材料を、
基材に斜めに蒸着する、いわゆる斜め蒸着法が主流とな
っている。更に、磁気特性を調節するために磁性層を多
層構造とする改良もまた種々行われている。

【０００４】例えば特開昭６３−９０１５号公報には、
Ｃｏを主成分とし、厚さの比率が特定の関係にある二層
の金属薄膜層を磁性層として有する磁気記録媒体が開示
されている。この磁気記録媒体は走行性などの耐久性と
電磁変換特性に優れたものであるとされている。

【０００５】磁気記録媒体の性能に関しては、出力特性
などが良好であることに加えて、記録・再生を繰り返し
行うという特性を十分生かすためには、追記した際に、
前に記録した信号の出力が低い、即ち、オーバーライト
特性が良好であることも要求される。オーバーライト特
性を高めるためには、前に記録されていた信号を十分に
消去する必要がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】磁気記録においては、
記録信号の消去方法として、いわゆる直流消去法と交流
消去法とが用いられており、何れの方法においても消去
ヘッドが用いられている。しかしながら、消去ヘッドの
性能から消去率を高めるには限界があり、しかも今日で
は装置の小型化の要望から消去ヘッドを設けないで磁気
記録を行うことが検討されている。このため、媒体面か
らのオーバーライト特性の向上が望まれている。

【０００７】従来は、磁気記録媒体の磁気特性は、磁性
層（或いは磁性粉）の保磁力を高くし、且つ飽和磁束密
度（Ｂｓ）を大きくすることにより、磁気エネルギーを
大きくして出力特性を向上させることを主眼に検討され
ることが多かったが、一般に保磁力を高めると、オーバ
ーライト特性は低下する傾向にあり、出力特性を損なわ
ずにオーバーライト特性を向上させることは非常に困難
であった。また、上述の特開昭６３−９０１５号公報の
ように、磁性層の厚さを規定するのみではオーバーライ
ト特性を向上させるには限界があり、しかも今後予想さ
れる更なる高周波記録におけるオーバーライト特性の向
上は困難である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の問
題点に鑑み、オーバーライト特性に優れた磁気記録媒体
を提供することを目的として鋭意研究した結果、本発明
を完成するに至った。

【０００９】すなわち本発明は、支持体と、該支持体上
に形成された金属薄膜からなる複数の磁性層を有する磁
気記録媒体において、各磁性層のコラム構造の成長方向
が媒体走行方向で法線に対して同方向に傾斜しており、
且つ、前記支持体から最も遠い磁性層の角形比（Ｓ
ｑ_A）が、該磁性層に隣接する磁性層の角形比（Ｓ
ｑ_B）よりも大きいことを特徴とする磁気記録媒体を提
供するものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の磁気記録媒体の磁性層を
図１により説明する。図１は、本発明の磁気記録媒体を
走行方向と平行な面から見た断面を示す略示図であり、
図１ａは二層の磁性層が形成された例、図１ｂは三層の
磁性層が形成された例である。図１ａの磁気記録媒体で
は二層の磁性層１、１’が形成されており、各層のコラ
ム構造２、２’は、斜線で模式的に表されている。各磁
性層１、１’のコラム構造２、２’は何れも媒体の走行
方向で法線Ｐに対して同一方向に傾斜した成長方向を有
する。図１中、３は支持体である。本発明の磁気記録媒
体は、支持体から最も遠い磁性層（以下、最表層という
こともある）の角形比（Ｓｑ_A）が、該最表層に隣接す
る磁性層の角形比（Ｓｑ_B）よりも大きいことを特徴と
する。従って、図１ａの磁気記録媒体では、最表層１の
角形比Ｓｑ_Aが下層の磁性層１’の角形比Ｓｑ_Bよりも
大きくなる。すなわち、Ｓｑ_A＞Ｓｑ_Bとなる。また、
図１ｂのように三層の磁性層１、１’、１''が形成され
ている場合も、同様に、最表層１の角形比Ｓｑ_Aがこれ
に隣接する磁性層１’の角形比Ｓｑ_Bよりも大きくな
る。図１ｂの磁気記録媒体では、最も支持体に近い磁性
層１''の角形比は問わない。

【００１１】ここで、角形比（Ｓｑ）は、Ｓｑ＝Ｂｒ
（残留磁束密度）／Ｂｓ（飽和磁束密度）により定義さ
れ、Ｂｒ(gauss) 、Ｂｓ(gauss) は磁束密度Ｂと磁界Ｈ
とのヒステリシス曲線から求めることができる。各磁性
層の角形比は、試料振動型磁力計（ＶＳＭ）及び磁気ト
ルクメーターなどを用いて磁性層面内長手方向の角形比
を測定する。また、保磁力Ｈｃについても磁性層面内長
手方向で測定する。

【００１２】本発明においては、最表層の角形比（Ｓｑ
_A）が０．８５〜０．９７の範囲にあり、最表層に隣接
する磁性層の角形比（Ｓｑ_B）が０．７５〜０．８８の
範囲にあることが出力特性の面から好ましい。更に、最
表層の角形比（Ｓｑ_A）と最表層に隣接する磁性層の角
形比（Ｓｑ_B）が、Ｓｑ_A≧１．１Ｓｑ_Bの関係を満た
すことがより好ましい。この関係を満たすとオーバーラ
イト特性が更に良好となる。

【００１３】本発明の磁気記録媒体は、各磁性層のコラ
ム構造の成長方向が媒体走行方向で法線に対して同方向
に傾斜しており、且つ、最表層の角形比（Ｓｑ_A）が、
該最表層に隣接する磁性層の角形比（Ｓｑ_B）よりも大
きいことを特徴とし、この磁性層により、オーバーライ
ト特性が向上するが、その理由はＳｑ_AをＳｑ_Bよりも
大きくすることで長手方向の磁性粒子の配向度が下層よ
り上層の方がそろった構造となり、特に短波長記録領域
でのオーバーライト特性が向上するものと考えられる。

【００１４】なお、本発明においては、各コラム構造の
成長方向の傾斜角度の限定はないが、３０°〜７０°程
度が一般的である。ここで、コラム構造の成長方向の傾
斜角度とは、コラム構造の成長方向と支持体平面とがな
す角度をいう。また、各コラム構造の傾斜角度の大小関
係も問わない。

【００１５】本発明の磁気記録媒体の製造方法を簡単に
説明する。図２は磁性材料の蒸着に用いられる装置の一
例を示す略図である。この蒸着装置は、真空チャンバ２
１と、支持体２２を搬送する円筒キャン２３と、該円筒
キャン２３の下方に配設され、該円筒キャン２３上を搬
送される支持体２２上に磁性金属を付着する蒸着手段
と、蒸着領域を規制する防着板２４と、蒸着中にガスを
導入するガス導入管２５を有する。ここで、蒸着手段
は、磁性金属２６を収容したルツボ２７と該ルツボ２７
に設置された電子銃２８である。またこの装置のチャン
バ内は図示しない真空手段により真空に保たれている。

【００１６】真空チャンバ２１内には、巻出ロール２９
と巻取ロール３０とが設けられ、巻出ロール２９から巻
出されて巻取ロール３０に巻取られる間で、支持体２２
はキャン２３の下側面に巻掛けられて走行するようにな
っている。キャン２３の下方にはルツボ２７（例えばＭ
ｇＯ製）が置かれ、この中にＣｏ、Ｎｉ、Ｆｅなどの磁
性金属或いは磁性金属の合金２６が入れられている。磁
性金属２６に電子ビーム銃２８から電子ビームを湾曲さ
せて照射し、これにより磁性金属２６を加熱して蒸発さ
せるようになっている。そして、必要に応じてガス導入
管２５から酸素ガスなどを蒸着領域に導入することによ
り、金属薄膜の酸化されたコラム構造を形成することが
できる。

【００１７】本発明の磁気記録媒体を得るためには、図
２のような装置で下層の磁性層を形成した後、巻出ロー
ル側に巻き取ってから再び蒸着することにより、磁性層
のコラム構造が同方向に傾斜した上層の磁性層を形成す
ることができる。また、２つのキャンロールを用いて上
下の磁性層を連続的に成膜することもできる。三層以上
の磁性層を形成する場合も同じ要領で蒸着を行えばよ
い。

【００１８】一般に図２のような装置を用いる場合、蒸
着条件（最小入射角θ_minを含む）を同じにして最大入
射角θ_maxを小さくすることで角形比が小さくなる。従
って磁性層となる金属薄膜型の角形比を調節するには、
各磁性層を形成する際の最大入射角θ_maxをコントロー
ルすればよい。本発明の磁気記録媒体のように、最表層
（上層）の角形比（Ｓｑ_A）を、該最表層に隣接する磁
性層（下層）の角形比（Ｓｑ_B）よりも大きくするに
は、下層の磁性層を形成する際の最大入射角θ_maxを、
上層の磁性層を形成する際の最大入射角θ_maxよりも小
さくすればよい。また、電子銃からの電子ビ−ムの原反
長手方向及び／又は幅方向の振り幅で角形比をコントロ
ールすることもでき、一般に振り幅が大きくなると角形
比は小さくなる。更に、必要に応じて酸素ガスの導入量
その他の蒸着条件をコントロールして、保磁力（Ｈｃ）
や飽和磁束密度（Ｂｓ）を調節することもできる。

【００１９】本発明において、金属薄膜型の磁性層を形
成する磁性材料としては、通常の金属薄膜型の磁気記録
媒体の製造に用いられる強磁性金属材料が挙げられ、例
えばＣｏ、Ｎｉ、Ｆｅ等の強磁性金属、また、Ｆｅ−Ｃ
ｏ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｃｏ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ、Ｆｅ
−Ｃｕ、Ｃｏ−Ｃｕ、Ｃｏ−Ａｕ、Ｃｏ−Ｙ、Ｃｏ−Ｌ
ａ、Ｃｏ−Ｐｒ、Ｃｏ−Ｇｄ、Ｃｏ−Ｓｍ、Ｃｏ−Ｐ
ｔ、Ｎｉ−Ｃｕ、Ｍｎ−Ｂｉ、Ｍｎ−Ｓｂ、Ｍｎ−Ａ
ｌ、Ｆｅ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｃｒ、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｆｅ−Ｃｏ
−Ｃｒ、Ｎｉ−Ｃｏ−Ｃｒ等の強磁性合金が挙げられ
る。また、これら金属もしくは金属合金の窒化物、炭化
物、酸化物も好ましい。

【００２０】高密度記録のためには磁気記録媒体の磁性
層は、斜め蒸着により基材上に形成される。斜め蒸着の
方法は特に限定されず、従来公知の方法に準ずる。蒸着
の際の真空度は１０^-4〜１０^-7Ｔｏｒｒ程度である。特
に、酸化性ガスを導入して磁性層表面に酸化物を形成す
ることにより、耐久性の向上を図ることができる。

【００２１】更に、支持体上にバックコート層を形成す
ることができる。バックコート層は、カーボンブラック
やバインダーを主成分とする厚さ０．２〜１．０μｍ程
度の塗布型のバックコート層でもよいし、蒸着法、直流
スパッタ法、交流スパッタ法、高周波スパッタ法、直流
マグネトロンスパッタ法、高周波マグネトロンスパッタ
法、イオンビームスパッタ法などのメッキ手段により、
真空中で金属又は半金属を支持体に付着させて形成され
た金属薄膜型のバックコート層でもよい。後者の場合、
バックコート層として付着する金属としては、いろいろ
考えられるが、Ａｌ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ａｇ、
Ｃｏなど及びこれらの合金が用いられ、Ａｌ、ＣｏやＣ
ｕ−Ａｌ合金が好適である。また、バックコート層を形
成する半金属としては、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｃ、Ｓｂ
などが用いられ、Ｓｉが好適である。更に蒸着時に前記
金属又は半金属に酸化反応、炭化反応等をさせた酸化
膜、炭化膜などのようにセラミックス化したものも好適
である。また、更に添加物をドープし、導電率を向上さ
せることは好ましい。金属薄膜型のバックコート層の厚
さは、０．０５〜１．０μｍ程度である。

【００２２】また、本発明の磁気記録媒体においては、
磁性層上に厚さが１〜５０ｎｍの保護膜が設けられるの
が好ましい。保護層を構成する材料として、Ａｌ等の金
属の酸化物、窒化物、あるいは炭化物などの他、ＳｉＣ
等、及びそれを含む化合物などが考えられる。また、特
に、炭素膜、中でもダイヤモンドライクカーボンが好ま
しい。ダイヤモンドライクカーボンよりなる保護層はフ
ィジカルベーパーデポジション（ＰＶＤ）法又はケミカ
ルベーパーデポジション（ＣＶＤ）法により形成され
る。特に、ＥＣＲプラズマＣＶＤ装置により形成され
る。即ち、真空槽内に配設された支持体上の磁性層に対
してＥＣＲプラズマＣＶＤ装置を作動させ、磁性層に炭
化水素系ガスのプラズマを吹き付ける。これにより、磁
性層表面に保護層（ダイヤモンドライクカーボン層）が
形成される。

【００２３】更に、本発明の磁気記録媒体においては、
磁性層又は保護層上に適当な潤滑剤からなる潤滑剤層を
形成することが好ましい。特にパーフルオロポリエーテ
ル等のフッ素系の潤滑剤が好ましく、潤滑剤層の厚さは
０．５〜１０ｎｍ程度である。潤滑剤としては、例えば
-[C(R)F-CF₂-O]_p-(但し、RはF,CF₃, CH₃などの基) 、特
にHOOC-CF₂(OC₂F₄)_p(OCF₂)_q-OCF₂COOH，F-(CF₂CF₂CF₂O)
_n-CF₂CF₂COOH 等のカルボキシル基変性パーフルオロポ
リエーテル、HOCH₂-CF₂(OC₂F₄)_p(OCF₂)_q-OCF₂-CH₂OH, H
O-(C₂H₄O)_m-CH₂-(OC₂F₄)_p(OCF₂)_q-OCH₂-(OCH₂CH₂)_n-OH,
F-(CF₂CF₂CF₂O)_n-CF₂CF₂CH₂OH等のアルコール変性パー
フルオロポリエーテルが挙げられる。分子量は５００〜
５００００のものが好ましい。具体的には、モンテカチ
ーニ社の商品名「ＦＯＭＢＬＩＮＺＤＩＡＣ」や
「ＦＯＭＢＬＩＮＺＤＯＬ」、ダイキン工業社の商
品名「デムナムＳＡ」等がある。

【００２４】なお、本発明においては、バックコート層
上にも上記のような潤滑剤層を形成することが走行性の
面から好ましい。

【００２５】また、本発明の磁気記録媒体の支持体とな
る材料としては、通常の非磁性支持体が使用でき、ポリ
エチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフ
タレート（ＰＥＮ）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。これらの支持体の厚さは３〜５０μｍ程度である。

【００２６】本発明において、各磁性層の厚さは、２層
の場合、下層の磁性層の厚さが１０〜２００ｎｍ、上層
の磁性層の厚さが５〜１００ｎｍが好ましく、３層の場
合、下層の磁性層の厚さが１０〜２００ｎｍ、中間の磁
性層の厚さが１０〜１００ｎｍ、上層の磁性層の厚さが
５〜１００ｎｍが好ましい。また磁性層の数は高周波記
録媒体程多い方が良いが、実用的な範囲としては２〜５
層、特に２〜３層が適当と考えられる。多層の磁性層
は、一層ずつ形成しても、二以上の装置を用いて連続的
に成膜してもよい。

【００２７】また、本発明の磁気記録媒体の保磁力は、
磁性層全体の保磁力として１３００（Ｏｅ）以上である
のが好ましく、特に１４００（Ｏｅ）以上が好ましい。
なお、最表層とこれに隣接する磁性層の保磁力の関係は
問わない。

【００２８】本発明の磁気記録媒体は、最短記録波長が
０．４μｍ以下のような高周波の磁気記録に適してい
る。

【００２９】

【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。

【００３０】実施例１（１）磁気テープの製造図２の装置を用いて酸素ガスを導入しながら厚さ６μｍ
のＰＥＴフィルム上にＣｏを蒸着して二層のＣｏ−Ｏ系
磁性層を形成した〔上層磁性層の厚さ＝９０ｎｍ、下層
磁性層の厚さ＝９０ｎｍ〕。この時の蒸着条件は、電子
銃パワー２０ｋＷ、フィルムの走行速度１０ｍ／分、酸
素ガス流量１４０ＳＣＣＭ、真空度数２×１０^-5Ｔｏｒ
ｒであった。この条件は上層磁性層、下層磁性層とも同
じであった。なお、下層磁性層を成膜後、巻出ロール側
に巻き取ってから同様に蒸着してコラム構造が同方向に
傾斜した上層の磁性層を形成した。

【００３１】また、上層、下層の磁性層を成膜する際の
最小入射角θ_min及び最大入射角θ_max並びに酸素ガス
導入量を表１に示した。

【００３２】次いで、公知の塗布法により、フィルムの
磁性層と反対の面にカーボンブラックとバインダーから
なる厚さ０．５μｍのバックコート層を形成した。

【００３３】次いで、磁性層上にＥＣＲプラズマＣＶＤ
法により厚さ１０ｎｍ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、この保護層上にフ
ッ素系潤滑剤〔商品名：ＡＭ２００１（ダイキン工業社
製）〕を厚さが２ｎｍとなるように付着して潤滑剤層を
形成した。上記により得られた、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１／４インチ（６．３５ｍ
ｍ）巾に裁断し、カセットケースにローディングし、Ｄ
ＶＣテープを得た。

【００３４】（２）性能評価上記で得られたＤＶＣテープについて、オーバーライト
特性を以下の方法で評価した。その結果を表２に示す。
上層、下層の磁性層の角形比及び磁性層全体の保磁力
（Ｈｃ）も表２に併せて示す。オーバーライト特性市販のＤＶＣを用いて上記で得られたＤＶＣテープに波
長（λ）＝０．９８μｍの正弦波信号を記録する。次に
波長（λ）＝０．４９μｍの正弦波信号をオーバーライ
トする。その後、λ＝０．９８μｍの正弦波信号を読み
とり、残存分を測定する。オーバーライト特性はλ＝
０．９８μｍの正弦波信号の消去率（％）であり、図３
のようにλ＝０．９８μｍの正弦波の記録信号とオーバ
ーライト後の残存信号のピーク比から、下記の式により
算出した。消去率（％）＝ａ／ｂ×１００。

【００３５】実施例２〜３及び比較例１〜２実施例１と同様に二層のＣｏ−Ｏ系磁性層を形成し、Ｄ
ＶＣテープを製造した（上層磁性層の厚さと下層磁性層
の厚さは実施例１と同じ）。ただし、比較例２は単層の
磁性層とした。各磁性層を成膜する際の最小入射角θ
_min及び最大入射角θ_max並びに酸素ガス導入量を表１
に示した。また、得られたＤＶＣテープについて、実施
例１と同様にオーバーライト特性を評価した。その結果
を表２に示す。上層、下層の磁性層の角形比及び磁性層
全体の保磁力（Ｈｃ）も表２に併せて示す。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【表２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気記録媒体の磁性層を示す断面略図

【図２】本発明の磁気記録媒体の磁性層を形成するため
の装置の例を示す略図

【図３】実施例における消去率の算出に用いる略図

【符号の説明】

１ …最上磁性層１’…最上磁性層に隣接する磁性層１''…最下磁性層２，２’，２''…磁性層のコラム構造２１…真空容器２２…フィルム２３…冷却キャン２５…酸素ガス導入管２７…ルツボ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (72)発明者宮村猛史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金属
薄膜からなる複数の磁性層を有する磁気記録媒体におい
て、各磁性層のコラム構造の成長方向が媒体走行方向で
法線に対して同方向に傾斜しており、且つ、前記支持体
から最も遠い磁性層の角形比（Ｓｑ_A）が、該磁性層に
隣接する磁性層の角形比（Ｓｑ_B）よりも大きいことを
特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】支持体から最も遠い磁性層の角形比（Ｓ
ｑ_A）が０．８５〜０．９７の範囲にあり、該磁性層に
隣接する磁性層の角形比（Ｓｑ_B）が０．７５〜０．８
８の範囲にある請求項１記載の磁気記録媒体。
【請求項３】支持体から最も遠い磁性層の角形比（Ｓ
ｑ_A）と該磁性層に隣接する磁性層の角形比（Ｓｑ_B）
が、Ｓｑ_A≧１．１Ｓｑ_Bの関係を満たす請求項１又は
２記載の磁気記録媒体。
【請求項４】最短記録波長が０．４μｍ以下の磁気記
録に用いられる請求項１〜３の何れか１項記載の磁気記
録媒体。
【請求項５】保磁力が１３００（Ｏｅ）以上である請
求項１〜４の何れか１項記載の磁気記録媒体。