JPS59201221A - 磁気記録媒体およびその製造方法 - 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】 ■　発明の背景 技術分野 本発明は、磁気記録媒体、特にいわゆる斜め蒸着法によ
る連続薄膜型の磁性層を有する磁気記録媒体とその製造
方法に関する。

先行技術とその問題点 ビデオ用、オーディオ用等の磁気記録媒体として、テー
プ化して巻回したときのコンパクト性から、連続薄膜型
の磁性層を有するものの開発が活発に行われている。

このような連続薄膜型の媒体の磁性層としては、特性上
、基体法線に対し所定の傾斜角にて蒸着を行う、いわゆ
る斜め蒸着法によって形成したＣｏ系、Ｃｏ−Ｎｉ系等
からなる蒸着膜が好適である。

しかし、このような媒体は、磁性層と基体との密着力が
低く、しかも表面の動摩擦係数が大きく、走行性が悪く
、静止画像モードでのいわゆるスチル特性が悪いという
不都合がある。

これに対し、磁性層の形成を、酸素の存在下で行うこと
が広く行われている。　これにより、密着力、動摩擦係
数、走行性、スチル特性は向上するものであるが、その
向上は未だ不十分である。　また、磁気特性と上記の各
特性とは酸素量によって大きく変化するので、これらの
バランスをどのようにとるかの制御がむずかしい。　し
かも、酸素の大量導入により、装置の運転に支障をきた
したり、蒸着物質の溶湯がルツボ中で酸化してしまう等
の不都合がある。

他方、磁性層を形成したのちに、後処理等によって磁性
層表面を酸化することも知られており、これにより動摩
擦係数が低下するが、′！Ｅ着力は不十分であり、しか
もスチル特性も悪い。

ｎ　　発明の目的 本発明の主たる目的は、磁性層と基体との密着力が高く
、磁性層表面の動摩擦係数が小さく走行性が良好で、ス
チル特性が良好で、製造上の不都合のない磁気記録媒体
とその製造方法を提供することにある。

このような目的は、下記の本発明によって達成される。

すなわち第１の発明は、 非磁性の基体上に連続薄膜型の磁性層を有し、磁性層が
、基体側の表面部に、他よりも酸素の多い酸素リッチ層
を有し、磁性層の基体と反対側に、潤滑層を有すること
を特徴とする磁気記録媒体である。

また第２の発明は、 非磁性の基体上に、連続薄膜型の磁性層を形成する場合
において、磁性層形成の初期の段階に、酸素を含むエネ
ルギー粒子を基体の磁性層形成面にさし向け、磁性層形
成後に、磁性層表面に潤滑層を形成することを特徴とす
る磁気記録媒体の製造方法である。

■　発明の具体的構成 以下、本発明の具体的構成について３Ｔ細に説明する。

本発明における磁性層は、　　Ｃｏ、Ｃｏ−Ｎｉ、　　
Ｃｏ−Ｃｒ、　　Ｃｏ−Ｔｉ、　　Ｃｏ　−Ｍ　ｏ　、
　Ｃｏ　−Ｖ　、　Ｃｏ　−Ｗ　、　Ｃｏ　−Ｒｅ　、
　、Ｃ。

−Ｒｕ、Ｃｏ−Ｍｎ、Ｃｏ−Ｆｅ、Ｆｅ等の公知の種々
の組成であってよく、その形成法も、７Ａ７ｉ、イオン
ブレーティング等が使用できる。

ただ、本発明９効果が最も大きいのは、Ｃ。

を主成分とし、これに０を含み、さらに必要に応じＮｉ
および／またはＣｒが含有される組成の磁性層を有する
場合である。

すなわち、好ましい態様においては、Ｃｏ単独からなっ
てもよく、ｃｏとＮｉからなってもよい。　Ｎｉが含ま
れる場合、Ｃｏ　／　Ｎ　ｉの重量比は、１．５以」−
であることが好ましい。

さらに、磁性層中には、Ｃｒが含有されていてもよい。

Ｃｒが含有されると、電磁変換特性が向上し、出力およ
びＳ／Ｎ比が向上し、さらに膜強ｌ臭も向」ニする。

このような場合、Ｃｒ　／　ＣｏあるいはＣｒ／（Ｃｏ
＋Ｎ１）（７）重量比はｏ、００１〜０゜１、より好ま
しくは、０．００５〜０．０５であることが好ましい。

さらに、磁性層中には、０が含イ１されるものである。

磁性層中の平均酸素量は、原子比、特に。／（ｃｏまた
はＣＯ＋Ｎ１）ｃ７）原子比で、０．５以ド、より好ま
しくは０．０５〜０．３であることか好ましい。

そして、磁性層中の酸素は、厚さ方向に濃度分布をもち
、基体側の表面部に、他の上部側より酸素の多い酸素リ
ッチ層を有するものである。

この場合、酸素リッチ層の酸素含有量は、原子比、特に
Ｏ／（ＣｏまたはＣｏ＋Ｎｉ）の原子比で、０．２〜０
．５、より好ましくは０゜３〜０．５であることが好ま
しい。

また、酸素リッチ層の厚さは、５０人〜５００人、より
好ましくは５０八〜２００人であることが好ましい。

そして、酸素リッチ層の酸素含有量は、他の部分よりも
５０％以上多いことが好ましい。

なお、このような磁性層中には、さらに他の微量成分、
特に遷移元素、例°えばＦ　ｅ　、　Ｍ　ｎ　。

Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｎ、ｆ’Ｋｏ、ＷＣｕ
等が含まれていてもよい。

このような磁性層は、好ましい態様において、上記した
Ｃｏを主成分とする柱状結晶粒の集合体からなる。

この場合、磁性層の厚さは、０．０５〜０゜５胚ｍ、好
ましくは、０．０７〜０．３μｍどされる。

そして、柱状の結晶粒は、９膜の厚さ方向のほぼ全域に
亘る長さをもち、その長手方向は、基体の主面の法線に
対して、１０〜７０６の範囲にて傾斜していることが好
ましい。

なお、酸素は、柱状の結晶粒の表面に化合物の形で存在
するものである。

また、結晶粒の短径は、に５０〜５００人程度の長さを
もつことが好ましい。

このような磁性層表面には、潤滑層が設けられる。

この場合、潤滑層の動摩擦係数は０．３以ド、特に０．
１〜０，２であることが好ましく、このとき良好な走行
性かえられる。

このような動摩擦係数をもつ潤滑層の材質としては、公
知の種々のものが可能であり、例えば下記のものが好適
に使用できる。

１）無機物質 ＭｏＳ２．フッ化マグネシウム等の潤滑剤、あるいは Ｐｂ、Ｉｎ、Ｓｎ等の酸化物を含む化合物、あるいは カーホン等を含む低摩擦層を形成するもの、など。

２）有機物質 高級脂肪酸あるいはその金属塩、各種エステル、アミン
、フォスフェート、スルホン酸あるいはそれらの塩、エ
ーテル等の界面活性剤、 有機シリコン化合物、有機フッ素化合物などを含む低摩
擦層を形成するもの、など。

なお、潤滑層の厚さは、１０人〜４００人程度とすれば
よい。

このような磁性層を担持する基体は、非磁性のものであ
りさえすれば特に制限はなく、特に可とう性の基体、特
にポリエステル、ポリイミド等の樹脂製のものであるこ
とか好ましい。

また、その厚さは、種々のものであってよいが、特に５
〜２０ｇｍであることが好ましい。

この場合、基体の磁性層形成面の裏面には、公知の種々
のバックコート層が形成されていてもよい。

そして、その磁性層形成面の裏面の表面あらさ高さのＲ
Ｍ　Ｓ　（４は、０．０５１ｈｍ以北であることが好ま
しい。

これにより、電磁変換特性が向」−する。

なお、基体と磁性層との間には、必要に応し、公知の各
種下地層を介在させることもできる。

なお、もし必要であるならば、磁性層を複数に分割して
、その間１こ非磁性層を介在させてもよい。

このような磁気記録媒体を製造するには、種々の態様が
１１丁能であるが、特に、まず、磁性層の形成の初期の
段階に、酸素を含むエネルギー粒子を成膜部にさし向け
ることが好ましい。

このような構成をとることにより、密着力が格段と向−
１−シ、メチル特性が格段と向コーするからである。

この場合、１０ｅＶ以」二、特に１Ｏｅｖ〜１ＯＫｅＶ
のエネルギーにて加速されたエネルギー粒子を照射する
ことが好ましい。

そして、エネルギー粒子は酸素を含むものである。

エネルギー粒子中に含まれる酸素は、酸素イオン（０２
−１０２＋など）であってもよい。

あるいは、中性酸素（０２、活性中性酸素０２など）で
あってもよい。

そしてこれら酸素は、エネルギー粒子中に、通常、２０
ａｔ％以上含まれるものである。　なお、エネルギー粒
子中には、酸素の他、アルゴン、窒素、ヘリウム、オジ
ン等が含まれていてもよい。

このような酸素イオンを含むエネルギー粒子を照射する
には、イオンガンな用いればよい。

イオンカンは、ガスを冷陰極放電等によりプラズマ化し
、これによりイオン化したガス成分と活性中性ガス成分
とを、ビームとしてとりだし照射するものである。

この場合、粒子のエネルギーは１ｏｅＶ−１０ＫｅＶ程
度、動作圧力は０．１−１００Ｐａ程度、ビームサイズ
はｌ　Ｏ〜ｌ　ＯＯｍｍＸ　Ｉ　Ｏ〜１０００　ｍ　ｍ
程度、カン−基体間隙は１０〜５００ｍｍ程度とすれば
よい。

そして、このようなイオンカン照射により、酸素イオン
と中性酸素とを含むエネルギー粒子か照射されることに
なる。

また、中性粒子ガンを用いることもできる。

中性粒子カンは、カスをプラズマ化しビームをとりだす
際に、ビーム出力からイオン化した成分を除去して照射
するものである。

この場合には、粒子のエネルギーは１Ｏｅｖ〜１ＯＫｅ
Ｖ程度、動作圧力は０．１−１００Ｐａ程度、ビームサ
イズ　１０〜１００ｍｍＸ１０〜１０００ｍｍ程度、カ
ン−基体間隙　１０〜５００　ｍ　ｍとすればよい。

そして、このような中性ガン照射により、中性の活性酸
素ガスが照射されることになる。

このような酸素を含むエネルギー粒子をさし向ける時期
は、磁性層形成の初期の段階である。

この場合、磁性層形成の初期の段階とは、磁性層の膜厚
の１”／　３、より好ましくは１／４の厚さまで磁性層
が形成される以前であることが好ましい。

エネルギー粒子をさし向ける時期は、このような成＋１
Ｑ段階の範囲の任意の時期であってよいが、特に、磁性
層の基体側表面の成膜時に、エネルギー粒子が照射され
ていることが９好ましい。

このとき、磁性層成分と基体成分と酸素とが混合・反応
した層が形成され、磁性層の音着強度がきわめて高いも
のとなるからである。

なお、成膜前にもこれらエネルギー粒子を基体の磁性層
形成面に照射してもよい。

本発明において、磁性層の形成は、電界蒸着、イオンブ
レーティング等を用いることもできるが、いわゆる斜め
蒸着法によって形成されることが好ましい。

この場合、基体法線に対する、蒸着物質の入射角の最小
（ｉｆ４は　２０°以上とすることが好ましい。

入射角が２０°未満となると、電磁変換特性が低下する
。

なお、これ以外の蒸着条件には特に制限はない。

すなわち、蒸着雰囲気は、通常と同様、アルゴン、ヘリ
ウム、真空等の不活性雰囲気あるいは低水準の酸素カス
を含む雰囲気とし、５ １０　　ＸＩＯ°Ｐａ程度の圧力とし、また、蒸７１距
離、基体搬送方向、キャンやマスクの構造、配置等は公
知の条件と同様にすればよい。

この場合、蒸着雰囲気中には、酸素を含有させて、電磁
変換特性を向」二し、１耐食性等を向上させることがで
きるが、本発明によれば、このときの酸素量を１０”’
Ｐａ程度以下にまで低減でき、その結果、装置の運転に
支障がなぐ、蒸着物質溶液がルツボ中で酸化されること
が少なくなる。

このような磁性層を形成したのちに、潤滑層が形成され
る。

潤滑層は、蒸着によってもよく、塗布によって形成して
もよい。

■　発明の具体的作用効果 本発明の磁気記録媒体は、ビデオ用、オーディオ用、計
算機や各種フロッピーディスク用、さらには垂直磁化用
等の媒体として有用である。

本発明の媒体は、磁性層と基体との密着強度がきわめて
高い。

また、磁性層表面の動摩擦係数がきわめて低く、走行性
が格段と良好である。

そして、これらのため、きわめてすぐれたスチル特性を
有する。

また、磁性層形成に際して、酸素を含む雰囲気を用いな
いか、あるいは酸素量を減少できるので、装置の運転や
、原料の酸化等に支障が生じない。

そして、第２の発明によれば、このような効果がより一
層向上し、しかも製造上きわめて有利である。

■　発明の具体的実施例 以下に本発明の具体的実施例を示し、本発明をさらに詳
細に説明する。

実施例１ Ｃｏ　／　Ｎ　ｉの重量比が４である合金を用Ｉ／＼、
１２Ｐｍｆｆのポリエチレンテレフタレートフィルム基
体−１−に、斜め蒸着法により、Ｑ、２ｐＬｍ厚の磁性
層を形成した。

基体はキャンにて連続搬送し、蒸着物質の入射角は９０
〜４０°とした。　また、蒸着雰囲気は、ＰＡｒ＝１０
　Ｐａとした。

この比較用のサンプルをＡＯとする。

これとは別に、蒸着雰囲気を Ｐ　　　＝１０　　Ｐａ、Ｐ　　　＝３ＸＩＯ−２Ｐａ
２ Ａｒ　　　　　　　　　　０２ としてえた比較用サンプルＡＩを作製した。

さらに、磁性層の基体側表面から’０．０２ｇｍ厚の部
分の成膜部に、酸素を　１０ｍ文／ａｋｉｎにて吹きつ
け、比較用のサンプルＡ２をえた。　この場合、成膜部
にＡＣＩＫＶの放電を行った。

加えて、サンプルＡＯおよびＡ１に対し、ベヘン酸（以
下Ａ）を蒸着して、ｌＯＯ人厚０潤滑層（動摩擦係数ル
ー０．２５）を形成して、サンプルＡ３、Ａ４をえた。

一方、本発明に従い、磁性層の基体側表面から０．０２
μｍ厚の部分までの成膜部に、イオンガンおよび中性粒
子カンによって、耐素イオン＋中性酸素および中性酸素
を照射した。

イオンガンのカン−基体間隙は１５０　ｍ　ｍ、ビーム
出力は１００　ｍ　Ａ相当、粒子のエネルギーはＩＫｅ
ｖであり、酸素ソースはＡｒ＋０２とした。

また、中性粒子力′ンのがンー基体間隙は１００ｍｍ、
ビーム出力は２５ｍＡ、粒子エネルギーは２ＫｅＶであ
り、酸素ソースはＡｒ＋０２とした。

次いで、これらに、ベヘン酸（Ａ、ｐ−−０。

２５）およびセチルフォスフェート（Ｂ、　ｐ−＝０．
１８）を蒸着して、１０．０人厚の潤滑層を形成し、サ
ンプルＢ１〜Ａ４をえた。

これら各サンプルしこりき、以下の測定を行った。

■）　走行摩擦 サンプルの動摩擦係数匹を、４０°Ｃ１相対湿度８０％
で、初期と５０バス後に測定した。

２）　走行耐久性 各サンプルに対し、市販のＶＴＲ装置を用いて５０バス
試験を行い、４ＭＨｚの信号の減少量（ｄＢ）を測定し
た。

３）　スチル耐久性 市販のＶＴＲ装置にスチルモードにて、出力が１／２に
減衰するに至る時間（分）を測定した。

４）　　ドロップアウト １分間あたりの１．６ｄＢ以上の出力低下（個／分）を
測定した。

なお、サンプルＢｌ−Ｂ４の酸素り５．チ層の厚さは０
．０２ｐｍ、Ｏ／（Ｃｏ＋Ｎｉ）の原子比は０．４であ
った。

表１に示される結果から、本発明の効果があきらかであ
る 実施例２ Ｃｏ　／　Ｎ　ｉ　／　Ｃｒ　＝　６５　／　３０　／
　５　（重量比）の合金を用い、 Ｐ　　　＝１０　　Ｐａ、Ｐ’　　　＝１０−２Ｐａの
条２ Ａｒ　　　　　　　　　０２ 件下で、実施例１と同様にサンプルＡｌｌをえた。

また、サンプルＢ４と同様に中性粒子ガンを用い、サン
プルＢｌｌをえた。

これらの結果を表２に示す。

なお、サンプルＢｌｌの酸素リッチ層は、サンプルＢ１
とほぼ同一であった。

表　　　　　２ サンプル　　　　　　ＡＩｌ　　　　Ｂ１１終 初　　　　期　　　　　０．３５　　　　　　　０．１
８５０バス後　　測定不能　　０．１８ ５０パス後 ４ＭＨｚｇ少量　（ｄＢ）　　　　ｔｔ　　　　　　１
スチル消失時間（分）　　　＜１　　　　＞１０ドロン
プアウト （個／分）　　　５０００　　　　１００表２に示され
る結果から、本発明の効果があきらかである。

出願人　ティーディーケイ株式会社 代理人　　弁理士　石　井　陽　−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　非磁性の基体上に連続薄膜型の磁性層を有し、磁
   性層が、基体側の表面部に、他よりも酸素の多い酸素リ
   ッチ層を有し、磁性層の基体と反対側に、潤滑層を有す
   ることを特徴とする磁気記録媒体。 ２、　酸素リッチ層の酸素含有量が、原子比で、０．２
   〜０．５である特許請求の範囲第１項に記載の磁気記録
   媒体。 ３、　酸素リッチ層の厚さが５０人〜５００人である特
   許請求の範囲第１項または第２項に記載の磁気記録媒体
   。 ４、　酸素リッチ層の酸素含有量か、他よりも５０％以
   上多い特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに
   記載の磁気記録媒体。 ５、　磁性層が、ＣｏとＯとからなるか、Ｃ。 とＯとＮｉおよびＣｒのうちの１種または２種とからな
   る特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載
   の磁気記録媒体。 ６、　磁性層がＮｉを含み、Ｃｏ　／　Ｎ　ｉの重層化
   が１．５以」二である特許請求の範囲第５項に記載の磁
   気記録媒体。 ７、　磁性層がＣｒを含み、Ｃｒ／（ＣｏまたはＧｏ＋
   Ｎｉ）の重量比が０．００１〜０．１である特許請求の
   範囲第５項または第６項に記載の磁気記録媒体。 ８、　磁性層中ｃ７）Ｏ／（ＣｏまたはＣｏ＋Ｎｉ）の
   原子比が０．５以下である特許請求の範囲８５項ないし
   第７項のいずれかに記載の磁気記録媒体。 ９、　磁性層の膜厚が０．０５〜０．５ルｍである特許
   請求の範囲第１項ないし第８項のいずれかに記載の磁気
   記録媒体。 １０、　　潤滑層の動摩擦係数が０．３以下である特許
   請求の範囲第１項ないし第９項のいずれかに記載の磁気
   記録媒体。 １１．　　非磁性の基体上に、連続薄膜型の磁性層を形
   成する場合において、磁性層形成の初期の段階に、酸素
   を含むエネルギー粒子を基体の磁性層形成面にさし向け
   、磁性層形成後に、磁性層表面に潤滑層を形成すること
   を特徴とする磁気記録媒体の製造方法。 １２、　　酸素が、酸素イオンである特許請求の範囲第
   １１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。 １３、　　酸素が、中性酸素である特許請求の範囲第１
   １項または第１２項に記載の磁気記録媒体の製造方法。 １４、　　エネルギー粒子をさし向ける時期が、磁性層
   の膜厚の１／３の厚さまで磁性層が形成される以前であ
   る特許請求の範囲第１１項ないし第１３項のいずれかに
   記載の磁気記録媒体の製造方法。 １５、　　エネルギー粒子のエネルギーが、１０ｅＶ〜
   １０ＫｅＶである特許請求の範囲第１１項ないし第１４
   項のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。 １６、　　磁性層の形成を、基体の磁性層形成面の法線
   に対し傾斜した角度で蒸着物質を入射させて蒸着するこ
   とによって行う特許請求の範囲第１１項ないし第１５項
   のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。