JPS59191130A - 磁気記録媒体用基材および磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、磁気記録媒体用基材および磁気記録媒体に関
するものであシ、さらに詳しくは、基体上に軟磁性層を
設けた磁気記録媒体用基材およびその基材の軟磁性層の
上に硬磁性層を設けた磁気記録媒体に関するものであ乙
。

従来、垂直磁気記録媒体として、　ＣＱ−Ｃｒスパッタ
形成薄膜が知られている。しかし、かかるＧｏ−Ｃｒ　
　スパッタ薄膜（は垂直磁気記録媒体として良好な諸物
件を備えているが、磁気特性の膜厚依存性が大きいとい
う欠点があった。

すなわち、スパッタ初期において殆どのＣＱ−Ｃｒは結
晶的に無配向であるが、スパッタが連続して行われるに
従い次第にｃ（、−ｃｒは結晶配向してゆき。

垂直磁気記録媒体としての磁気特性を満足するようにな
る。この磁気特性の膜厚依存性はプラスチックやガラス
等の基板を用いた場合２μｍ以上で無視できる程度に減
少するが、　Ｃｏ−Ｃｒ層を厚くすることは、記録媒体
の柔軟性低下によるヘッドタッチの悪化や薄膜形成に時
間がかかるなど実用上。

生産上大きな弊害となる。

垂直磁気記録方式に関して、更にその性能を高めるもの
としては、　Ｆｅ−Ｎｉ合金であるパーマロイなどの軟
磁性層上に媒体面に垂直方向に磁化容易軸を有する硬磁
性層（垂直磁化層）を具備した二層構造の垂直磁気記録
媒体が提案されている（例えば特開昭５４−５１８０４
）。

かかる媒体を用いれば、電磁変換特性の大幅な改善およ
び高密度記録が可能となる。しかし、Ｃｏ−Ｃｒ層をパ
ーマロイ等の結晶性の軟磁性層上に設けた場合１両者の
結晶構造の違い等のためＣｏ−Ｃｒの結晶配向が非常に
大きく乱され、十分な磁気特性を得ることが困難であり
、Ｃｏ−Ｃｒ層の厚さを更に厚くする必要がある。一方
、　　ｃ、）−ｃｒ層をＣｏ−Ｚｒ等のアモルファス軟
磁性層上に設けた場合は、Ｃ。

−Ｃｒ、の結晶配向性の乱れは、結晶性の軟磁性層上に
Ｃｏ−ＣＩ−を設けた場合に比べて小さくなるが、プラ
スチックやガラス等を基板に用いた場合に比べの磁気特
性の膜厚依存性を減少させる提案がなされている。（例
えば特開昭５５−１２２２３２　）。

しかしながらこの場合、膜゛厚依存性は改良されるもの
の非磁性層」二に、垂直磁化層を設けるため。

電磁変換特性の向上および高密度記録が望めない。

丑た。非磁性Ｃ○−Ｃｒば　Ｃ）７含有量が２５係以上
と高くなるため薄膜の剛性が犬きくなｐすぎ、ヘッドタ
ッチの悪化をきたし、再生出力が低下する問題があるこ
とが明らかとなった。

本発明者らは、かかる問題を鋭意検削し°、Ｃｏ及びＣ
ｒ　　から主として成る。基体面と平行方向の保磁力が
００１〜５０エルステツドの軟磁性層をｃｏ−ｃｒ垂直
磁化層の下地として用いることによシｃ（、−ｃｒ垂直
磁化層の膜厚依存性を大幅に軽減できかつ良好な電磁変
換特性が得られることを見出し。

本発明に到達した。

すなわち本発明は、基体と該基体上に形成されたコバル
トおよびクロムから主としてなシ基体面。

と平行方向の保磁力が００１〜５０エルステツドの磁性
薄膜とからなる磁気記録媒体用基材を特徴とするもの、
およびその基材と、その基材の磁性薄膜上に形成された
コバルトおよびクロムから主としてなシ基体面と垂直方
向の保持力が２００〜２０００エルステツドの磁性薄膜
とからなる磁気記録媒体を特徴とするものである。

本発明で用いることのできる基体としては、特に限定さ
れるものではないが、アルミニウム、銅。

鉄、ステンレスなどで代表される金属、ガラス。

セラミックなどの無機材料、プラスチックフィルムなど
の有機重合体材料などがあげられる。特に加工性、成形
性、可撓性が重視される場合には。

有機重合体材料が適しておシ、中でもポリエチレンテレ
フタレート、ポリエチレン２−６ナフタレート々どのポ
リエステル、°°°゛。

−゛　４　　−　　ポリプロピレン、　ｄ６リブテンな
どのポリオレフィン、ポリメチルメタアクリレートなど
のアクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスルフォン
、ポリアミド、芳香族ホリアミド、ポリフェニレンスル
フィト、ポリフエイ ニレンオキザイド、ポリアミドイミド、ポリナミド、ポ
リ塩化ビニル、ポリ弗化ビニリデン、テトラフルオロエ
チレン、エポキシ樹脂、　ウｖ　タン樹脂あるいはこれ
らの混合物、共重合物などが適している。特に二軸延伸
されたフィルム、シート類は、平面性２寸法安定性に優
れ最も適している。

基体の形状としては、ドラム状、デ９スク状。

シート状、テープ状、カード状等いずれでも良く。

厚みも特に限定されるものではない。シート状。

テープ状、カード状等の場合、加工性１寸法安定性の点
で、厚みは６〜５００μ、中でも４〜２００μの範囲が
好ましい。

本発明で用いられる基体は９次に述べる軟磁性層の形成
に先たち、易接着化、平面性改良９着色。

帯電防止、耐摩耗性付与等の目的で各種の表面処理や前
処理が施されても良い。

該基体上に形成される磁性薄膜（以下、軟磁性層と略称
する）と（は、その主な成分がコバルトおよびクロムか
らなり、基体面と平行方向の保磁力力０．０１〜５０エ
ルステツドのものである。

軟磁性層に含まれるコバルトとクロムの重量比率は、７
５：２５から９５＝５好ましくは、７８：２２から９０
：１０であるのが良好な磁気特性および柔軟性を得られ
る点で望ましい。またコバルトとクロム以外の第６成分
として、ニッケル。

鉄、銅、マンガン、バナジウム、タングステン。

ルテニウム、レニウム、ロジウム、アルミニウム。

チタンなどの金属が５０重量係以下の範囲で含まれてい
ても良い。軟磁性層の厚みは、ヘッドタッチを良くする
点や、丑だ、薄膜形成時間を短縮する点で薄い方が良く
、該軟磁性層上にＣｏ−Ｃｒから成る硬磁性層が形成さ
れる場合には、硬磁性層の垂直配向性を向上する点では
厚い方が好ましいため、００１μから十μ、好ましくは
００５μから！ ＝ｅ＋μの範囲が望ましい。

基体面と平行方向の保磁力は、基体面と平行方向に加え
る磁界を変化させていった時の磁化率の変化特性から測
定できる。

保磁力は００１〜５０エルステツド、好ましくは６０エ
ルステッド以下、最も好ましくは１０エルステツド以下
が、その層の上に周知の硬磁性磁気記録層を設けたとき
裏面の磁気回路を閉じ１表面の磁束密度を亮める上で適
している。

かかる軟磁性層の製法としては、真空蒸着、スパッタリ
ング、イオンブレーティングなどのいわゆる真空析出法
が一般に採用できる。特に組成比を一定に保ち、特性を
均一にできる点では、スパッタリング法が適する。これ
らの真空析出法において、アルゴン、ヘリウム、ネオン
などの不活性ガスあるいは酸素、水素、窒素、炭酸ガス
、水蒸気、−酸化炭素、アンモニア、炭化水素などの活
性ガスを、析出時に雰囲気中に導入することは適宜許さ
れる。むしろ、窒素ガスなどの特定ガスの導入は、軟磁
性層の面内方向の保磁力を減少させる有効な効果があり
、かえって好ましい。窒素ガスを真空系内に導入する場
合、系内の窒素分圧は１０　〜ｉＤ　　Ｔｏｒｒ、特に
ｉｏ　　〜１０　　Ｔｏｒｒ　　オーダーが好ましい。

磁気記録媒体用基材の製法の一例について説明するが、
必ずしもこれに限定されるものではない。

マス、二軸延伸されたポリエチレンテレフタレートフィ
ルムをあらかじめ真空中で１２０’ｃにて加熱乾燥し、
いったん１０トール台まで排気したのち、アルゴンガス
および窒素ガスを導入し、全圧が１ｘｉＯ）−ル、窒素
分圧が２×１０　トール。

となるよう系内を保つ。次いで、直流マグ坏トロンスパ
ッタにより、コバルトとクロムの重量比が８１：１９の
ターゲットを用いてスノシツタし、６０＝離れて配置さ
れたフィルム基板上に軟磁性薄膜を形成する。このとき
、基板温度は、−２０°Ｃ〜２００　’Ｏの範囲で冷却
または加熱しておくことかできる。

このようにして得られた磁気記録媒体用基材は可撓性が
あ凱適轟な剛性と柔軟性を持っているため、磁気記録媒
体の基材として有効であり２％に磁気特性のうち保磁力
が小さく、透磁率か太きいため垂直磁気記録媒体の基材
として、配向性。

磁気特性の向上、ひいては出力の増大、記録密度の向」
二に寄与できる。

の主な成分がコバルトおよびクロムからな几基体面と垂
直方向の保磁力が２００〜２０００エルステッドのもの
である。

硬磁性層に含まれるコバルトとクロムの重量比率は７５
：２５から９０：１’０が奸才しく、特に好ましくは７
８：２２から８８：１２が良好な垂”直磁気異方性を得
られる点で優れている。

また、コバルトとクロム以外の第６成分として。

モリブデン、ロジウム、ルテニウム、バナジウム。

タングステン、レニウムなどの金属が２０重量係以下の
範囲で含まれていても良い。硬磁性層の厚みは、ヘッド
タッチを良くシ、また薄膜形成時間を短縮する点で薄い
方が良く、硬磁性層の垂直磁気異方性を向上し、てだ残
留磁気モーメントを大きくする点では厚い方が好ましい
ため、００１μｍから２μｍの範囲が好ましく、中でも
０．１μｍから１μｍの範囲が最も好ましい。

硬磁性層の基体面と垂直方向の保磁力としては２００〜
２，０００エルステツド、好」、１７ぐは６００〜１．
８００エルステツド、最も好ましく［５００〜１．６０
０エルステツドが磁気記録を保持する点や電磁変換特性
を向上させる点および記録ヘッドの飽和磁束の点で望ま
しい。

かかる硬磁性層を軟磁性層上に設ける方法としては、前
述の軟磁性層と同様、真空蒸着、スバ゛ツタリング、イ
オンブレーティングなどのいわゆる真空析出法が一般に
採用できる。特に組成を均一に保ち、特性を均一にでき
る点ではスパッタリング法が適する。これらの真空析出
法において、アルゴン、ヘリウム、ネオンなどの不活性
ガス、あるいは酸素、水素、炭酸ガス、水蒸気、−酸化
炭素、炭化水素などの活性ガスを析出時に雰囲気中特性
の膜厚依存性が小さく、比較的薄い膜厚で良好な垂直磁
化膜としての特性を備えた磁気記録媒体を実現し、かつ
上記硬磁性層下に軟磁性層が配置されていることにより
、優れた電磁変換特性と高密度記録を実現でき、優れた
垂直磁気記録媒体となる。また、比較的薄い膜厚で良好
な垂直磁気記録媒体薄膜を実現できるため、ヘッドタッ
チが良好であシ、更に薄膜形成時間を大幅に短縮するこ
とができ、生産性を大きく向上させることができる。

なお、硬磁性層の上には、必要に応じて他の層例えば保
護層などを設けることができる。

以下、実施例で用いる各種の測定方法′および実施例に
ついて説明する。

試料に外部磁界を加え１次にこの磁界を減じ、更には磁
界の方向を反転させ、試料の磁化もしくは磁束の方向を
反転させる過程において、試料の磁化もしくは磁束密度
が零となるときの外部磁界の大きさを保磁力という。こ
のとき、基体面に垂直方向に外部磁界をかけた場合の保
磁力か基体面に垂直方向の保磁力であり９基体面に平行
方向に外部磁界をかけた場合の保磁力が基体面に平行方
向の保磁力である。

本件では、理研電子株式会社製振動試料型磁力計（モデ
ルＢＨＶ−’３０）を使用し、保磁力を測定した。

（２）　　Δθ５ｏ−（。。２） Δθｓｏ（。。２）は、結晶の（００２）面が基体面と
平行な方向に対して、どの程度分散しているかを示す指
標であシ、Δθ５０（。。２）の値が小さい和結晶の（
００２）面の垂直配向性が良く、良好な垂直磁化性を備
えていることを示す。

７θ５０（００２）はＸ線回折によって測定することが
できる。すなわち、Ｘ線回折によシ基体面に平行に配向
している（００２）面を見出し、この時のＸ線の入射方
向、Ｘ線テイテクタの位置を固定する。次に、試料のみ
を回転させて、Ｘ線テイテクタへの回折強度の分布をと
る。この分布の半値幅をΔθｓｏ（。。２）とするＯ 本件では、理学電気株式会社製Ｉ）５Ｃ型Ｘ線発生装置
を使用し、Δθ５０（００２）　　を測定した。

（３）　　膜厚 小板研究所製万能表面形状測定器モデル５Ｅ−６Ｅを使
用し、薄膜付着面と非付着面の高低尭を測定し、膜厚と
した。

（４）　　再生出力 磁性薄膜シートを直径５インチのフロッピーディスク状
に切断し、ジャケットに収納したのち。

ミニフロッピーディスク駆動装置（アップル社製ディス
ク■）を改造した装置を用いて、　６２．５　ｋＨｚの
正弦波信号を記録し９次いで、再生信号出力を交流電圧
計（横筒ヒューレットパソカード社製。

４００Ｆりを用いて再生出力を測定する。

フロッピーディスク駆動装置の記録再生ヘッドは、厚み
１μｍのフェライト板から成る単磁極垂直ヘッドを用い
た。

再生出力はミリボルト実効値（ｍＶ　（ｒ、　ｍ、ｓ）
　）であられす。

実施例１ コバルトとクロムの重量比が８１：１９の合金をターゲ
ットに用い、直流マグネトロン型スパッタリングにより
、軟磁性層と硬磁性層とから成る二層構造の磁性薄膜を
基体上に作製した。基体には厚さ５０μｍのポリイミド
フィルム（デュポン社製・・カプトン′″）を使用した
。

、　真空槽内にアルゴン：窒素−７０１０（体積比）の
混合ガスを１０ｍＴｏｒｒまで導入し、十分にプレスパ
ッタを行なった後、スパッタ速度０１５μｍ／分で、膜
厚口２５μｍの軟磁性層を直流マグネトロンスパッタに
より作製した。

次に、真空槽内を十分にアルゴンガスで置換し２　ｍ　
Ｔｏｒｒ　　の圧力で十分にプレスパツタを行った後、
スパッタ速度０．６μｍ／分で膜厚０６μｍの硬磁性層
を上記軟磁性層」二にスパッタによシ作製した。

かくして得た軟磁性層の基体面と平行方向の保磁力は２
エルステツド、該軟磁性層上に設けだ硬磁性層の基体面
と垂直方向の保磁力は５００エルステツドで、Δθｓｏ
（。。２）８０であった。

また、再生出力は４．２ｍＶ　（ｒ、　ｍ、　ｓ　）で
エンベロープ波形も良好であった。

実施例２ 膜厚０．２５μｍｎの軟磁性層を実施例１と同様にして
作製した後、該軟磁性層上に膜厚Ｏ５μ７ｎの硬磁性層
を実施例１と同様の製法で作製した。かくして得られた
硬磁性層の基体面と垂直方向の保磁力ｉ、５８０エルス
テッドであり、Δθｓｏ（。。２）ば４０　であった。

実施例６ 膜厚０２５μｍの軟磁性層を実施例１と同様にして作製
した後、該軟磁性層上に膜厚０７μｍの硬磁性層を実施
例１と同様の製法で作製した。かくして得られた硬磁性
層の基体面と垂直方向の保磁力は６５０エルステツドで
あシ、Δθ５０（。０２）は。

６８　であった。

実施例４ 膜厚０．２５μｍの軟磁性層を実施例１と同様にして作
製した後、該軟磁性層上に膜厚０９μｍの硬磁性層を実
施例１と同様の製法で作製した。かくして得られた硬磁
性層の基体面と垂直方向の保磁力は７００エルステツド
であり、Δθｓｏ（。。２．ば６６　であった。

まだ、再生出力は５．８ｍＶ　（ｒ、ｍ、　ｓ　）であ
り、エンベロープ波形も良好であった。

比較例１ コバルトとクロムの重量比が８１：１９の合金をターゲ
ットに用い、直流マグネトロンスパッタリングにより、
基体上に直接硬磁性薄膜を作製した。基体には厚さ５０
μｍのポリイミドフィルムを使用した。

真空槽内にアルゴンガスを２ｍＴＯｒｒ′！ｆ、で導入
し、十分にプレスパツタを行なった後、スパッタ速度０
３μｍ／分で膜厚０．６μｍの硬磁性薄膜を上記基体上
に作製した。かくして得られた硬磁性薄膜の基体面に垂
直方向の保磁力［，２５０エルステツド、Δθ５０（０
０２）　　は、１１０　であった。

また、再生出力は１．８ｍＶ　（ｒ、　ｍ、　ｓ　）と
実施例１にくらべて低かった。

比較例２ 膜厚０５μｍの硬磁性薄膜を比較例１と同様の製法で作
製した。得られた硬磁性薄膜の基体面に垂直方向の保磁
力は、６８０エルステツドΔθ５ｏ（。。２）は、８０
であった。

しかし、再生出力は２．２ｍＶ　（ｒ、　ｒｎ、　ｓ　
）　　であり。

実施例１と比較して出力が低かった。

比較例６ 膜厚Ｏ７μ７＋１の硬磁性薄膜を比較例１と同様の製法
で作製した。得られた硬磁性薄膜の基体面に垂直方向の
保磁力は、４８０エルステツド。

Δθｓｏ（。。２）は、５．８であった。

比較例４ 膜厚０９μｍの硬磁性薄膜を比較例１と同様の製法で作
製した。得られた硬磁性薄膜を比較例１と同様の製法で
作製した。得られた硬磁性薄膜の基体面に垂直方向の保
磁力は、５５０エルステツド、Δθｓｏ（。０２）　　
は、５０であった。

比較例５ 基体に、厚さ５０μｍのポリイミドフィルムを使用し、
該基体上に鉄とニッケルの複合ターゲットを用い、直流
マグ坏トロン型スパッタにより鉄−ニッケル合金軟磁性
層を作製した。

すなわち、真空槽内にアルゴンガスを８ｍＴｏｒｒまで
導入し、十分にプレスパツタを行なった後。

スパッタ速度０．０９μｍ／分で、膜厚０２５μｍの鉄
−ニッケル合金軟磁性層をスパッタによシ作製した。

次に、コバルトとクロムの重量比が８１：１９の合金を
ターゲットに用い、直流マグネトロン型スパンタリング
により、上記鉄−ニッケル合金′軟磁性層」二にコバル
トとクロムよシなる硬磁性層を作製した。

すなわち、真空槽内にアルゴンガスを２ｍＴｏｒｒまで
導入し、十分にプレスパツタを行なった後。

スパッタ速！　０．５μｍで厚さ口９μＩｎの硬磁性層
を上記硬磁性層上に作製した。

かくして得た軟磁性層の組成は、鉄とニッケルノ重量比
が５５：　４５で、またその基体面と平行方向の保磁力
１ｌ−ｔＯ，５エルステツドであった。該軟磁性層」二
に設けた硬磁性層の基体面と垂直方向の保磁力は、４５
０エルステツド、Δθｓｏ（。。２）は。

ｉｏ、ｏ　　であった。

また、再生出力は、　２．５ｍＶ　（ｒ、　ｍ、　ｓ　
）と、実施例４にくらべて低かった。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基体と、該基体上に形成されたコバルトおよびク
   ロムから主としてなシ基体面と平行方向の保磁力が０．
   ０１〜５０エルステツドの磁性薄膜とから々る磁気記録
   媒体用基材。
2. （２）基体と、該基体上に形成されたコバルトおよびク
   ロムから主としてなり基体面と平行方向の保磁力が００
   １〜５０エルステツドの磁性薄膜と。 ２００〜２０００エルステツドの磁性薄膜とから力る磁
   気記録媒体。