JPS5989404A - 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】 本発明は、高密度磁気記録用として好適フＺ、基体上に
金属系磁性膜を有する磁気配録媒体とその製造方法に係
わる。

通常一般の磁気記録媒体は、支持体としての非磁性フイ
ルノ、上に、磁性粉末とバインダーとを主成分とする磁
性塗料が塗布された磁性層を有して成る。このような磁
気記録媒体は、磁性層中に、非磁性のバインダーが存在
しているために、磁性体の充填密度を充分高めることが
できず、これがため磁束密度を３０００〜４０００ガウ
ス以上に太き（することは不可能に近い。またその厚さ
が１　ｔｎｍ以下というような薄い厚さでは、充分高い
ＳＮ比がよる磁性層を有する磁気記録媒体は、高密度記
録用磁気記録用媒体として満足し得な（・。

そこで最近、特に飽和磁束密度の高い強磁性金属（合金
を含む）自体の膜を支持フィルム上に被着した磁気記録
媒体が注目されている。この場合の磁性膜の形成方法と
しては、電気メッキ、無電解メッキ、真空蒸着、イオン
プレーゲイング、イオンビーム蒸着、スバ、タリング等
が知られている。

これらの方法の中で１栗的規模で、均一な長尺の磁気記
録媒体を得る技術としては、真空蒸着法がよく知られて
いる。真空蒸着法によって形成される磁性膜の性能は主
としてその磁気特性によって決定されることは周知の通
りである。とりわけ、高密度記録を実現するためには、
保磁力が高いことが要求される。真空蒸着法において高
い保磁力を有する磁性層を得る方法としては、例えば特
公昭４１−１９３８９号公報に開示する如き斜め蒸着法
が興味をもたれ、研究されている。

この方法は、真空ポンプ、その他の真空排気系に連なる
処理案内Ｉｆｆおいて、強磁性材料を蒸着蒸発源として
加熱部に設置して、加熱し、合成樹脂その他の基体を被
蒸着体とし、該被蒸着体が、強磁性材料の蒸発源に対し
て該蒸発源の飛翔軸線に対して傾斜させて基体を設置し
、前記蒸発源からＣｏどＮｉからなる磁性材料の粒子を
該支持体の面」二に斜め蒸着させろよう圧したものが多
かった。

このＣ＋＋とＮｉを用いた斜め入射蒸着方式による磁気
記録媒体では、磁性Ｕ料の粒子から成る蒸気流の入射角
を制御することによって、得られる磁気記録媒体の保磁
力が高いものとすることも可能であるが、この場合斜め
入射角度を特に太き（しなければならず、このため磁性
材料の蒸発源より発生する蒸気流のごく一部しか利用で
きないため、経済的圧も難点であり、さらに斜め入射角
を特に太き（したために蒸着被膜の基体に対する接着強
度が弱まり、被膜の密着性、耐摩耗性が減少するという
欠点がある。

又、ＣｏとＮｉかうなる磁性膜を有する磁気記録媒体で
は飽和磁束密度が低（、十分な出力の磁気記録媒体を得
ようとすると磁性膜の膜厚を十分に薄（することができ
ず、高密度記録には不十分であった。又、基体との密着
性も良くなかった。ＣＯ−ＮｉＯ系では、蒸発源の軸線
と基体の角度が垂直の場合（斜め入射角度が００の場合
）、保磁力が極めて小さな磁気記録媒体しか得られなか
った。

本発明者等はかかる現状を鑑み鋭意研究の結果、鉄とサ
マリウムを含有する金属系磁性膜を有する磁気記録媒体
を製造することによ、す、磁気特性が著しく向上するこ
とを見い出し、取り扱いが簡単で、優れた特性を示す磁
気記録媒体の提供とその製造方法を確立した。

本発明の目的は、保磁力並びに飽和磁束密度の優れた磁
気特性を有する磁気記録媒体とその製造方法を提供する
にある。また、制御の容易な蒸着方式等によって、蒸着
被膜の密着性、耐摩耗性の強度が優れた磁気記録媒体で
あり、かかる磁気記録媒体を工業的に有利に製造する製
造方法を提供するものである。

以上の目的は、基体上に金属系磁性膜を有する磁気記録
媒体におい”〔、前記磁性膜が少なくとも鉄およびサマ
リウムを主成分とすることを特徴とする磁気記録媒体に
よって達成される。前記の磁気記録媒体を製造するには
、真空槽内において鉄とサマリウムを同時に飛翔さすて
基体上に鉄とサマリウムを主成分とする磁性膜を形成す
ることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法によって達
成される。

本発明の好ましい実施態様に従えば、前記基体が前記蒸
発源の軸線に対して直角あるいは斜めに保持されている
ことで゛ある。

以下本発明の詳細な説明１−る。

本発明においては、真空ポンプ、その他の真空排気系に
連なる処理室内に磁性材料の蒸発源と、その磁性材料な
被着する基体とを用意し、該基体に前気磁性材料の被着
膜な形成する。

本発明に用いる基体としては、磁性材料が被着可能な材
料であればいずれでもよく、例えば非磁性材料として、
ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、三酢酸
セルロース、ポリカーボネ　　−ト、ポリイミド、ポリ
アミド、ポリメチルメタクリレートのようなプラスチッ
クの基体の他、ガラス、石英、チタン酸バリウム等の各
種セラミックス、またアルミニウム及びその合金、黄銅
のような金属、鉄、コバルト、ニッケルおよびその合金
、パーマロイのような磁性材料も基体として用いられる
。

前記磁性材料を基体上に被着させる方法として真空蒸着
法（電界蒸着、イオンプレーラング法を含む）、スパッ
タリング法いずれの方法モもよい。

基体の形状については、シート、カード、デ・イスク、
ドラムの他、長尺テープ状基体でも良く、基体を固定設
置できるよう１．Ｃ支持板に密着支持させて磁性材料を
被着させるか、基体を走行させつつ磁性材料を被着させ
ることにより、本発明の磁気記録媒体を得ることもでき
る。

真空蒸着の際加熱手段としては抵抗、高周波または亀子
ビーム等の加熱手段が使用される。少なくとも鉄および
サマリウムを主成分とする磁性膜（以下、鉄−サマリウ
ム膜と称す）を蒸着するための１つの方法としては、２
つの独立な蒸発源が使用でき、その際それぞれの蒸発源
からそれぞれ１つの成分が蒸発する。両方の蒸発源の蒸
発速度を独立に制御することによって、非常に簡単に蒸
着膜の百分率組成を変えることができる。この除法の点
について注意しなければな［己）ない。すなわち蒸発し
た蒸気が良好に混合し、かつ均一１ヨ組成の膜が得られ
るようにするため、両方の蒸発源は、互いに近くに配置
されるようにする。しかし、鉄−サマリウム膜は、蒸着
材料として鉄と′サマリウノ、・Ｔ）合金ケ使用−４−
れば、１つの蒸発源からも蒸着できる。この合金は、例
えば電子ビーム銃のるつぼ内で適当な量の”鉄とサマリ
ウムを溶融することによって直接製造でき、その際材料
の異なった蒸気圧を考慮し１よければならず、それによ
り蒸発源の合金組成は、鉄−サマリウム膜の合金組成と
は異ってしまうことがあるが、わずかな実験により、蒸
発源と膜の濃度差を実験的に検出でき適宜、調節ができ
る。

蒸発源の加熱手段の出力を変えることによって、鉄−サ
マリウノ、膜は異った蒸着速度で作ることかできる。蒸
着速度および膜厚は、蒸着のあいだ、水晶モニタによっ
て監視できるので、所望の膜厚に達した際に蒸着を停止
することができる。

なお、真空蒸着法の変形として、クラスタービーム蒸着
法、クラスターイオンビーム蒸着法を用いてもよい。

一方スバッタリングの際には直流および高周波スパッタ
リングが適用できる。特に磁界集中によるスパッタリン
グ処理を使用すれば有利である。

なぜならその際スパッタリング処理中の担体の加熱がわ
ずかですむからである。鉄−サマリウム膜の百分率組成
は、スパッタリングの際、鉄ターゲ、ト内に異った大き
さのサマリウム片を挿入することによって変えることが
できる。鉄とサマリウムの合金から成るターゲットを使
用してもよい。

本発明ばかがる鉄−サマリウム膜の組成は鉄とサマリウ
ムを主成分（鉄とサマリウムの総和が磁性膜の５０重量
％以上、好ましくは８０重量％以上である。）どし、鉄
：サマリウムの原子の組成比が（０，７〜０．５　）　
：　（０，，３〜０．５　）　ＣＦｅ：Ｓｍが７：３〜
５：５であることを表わし、ＦｓがＳｍに対（−７て１
倍以上、７′３倍以下であることを表わす。〕が好まし
く、ｌ持に好ましくは（０，６５〜０．５５）　：（０
，３５〜０．４５）である。

基体上に形成された磁性膜は鉄、”す°マリラム以外の
今月、例えばＮｉ　、　Ａｌ、　Ｔｉ　、　Ｖ　、　Ｃ
ｒ　、　Ｍｎ　。

（：ｕ、Ｗ、Ｐｔ、非金机として、窒素、酸素、アルゴ
ンなどを含んでもよいが鉄とサマリウム以外の量ば７％
未満とされることが望ましい。これらの鉄、サマリウム
以外の金属または非金属は前記鉄および／またはサマリ
ウムの蒸発源またはターゲットに含有されても・てもよ
いし、鉄および／またはサマリウム以外の蒸発源または
ターゲ、アトから飛翔させてもよい。

以下本発明の具体例について説明する。

第１図は、本発明を実施するための蒸着装置を示してい
る。第１図において、１はベルジャであり、このベルジ
ャ１内には水冷されたハース３゜３′が収納されている
。鉄とサマリウムはそれぞれ異１よる・・−ス３，３′
内に設置さＪし、それぞれ電子ビーム５，５′により、
溶解蒸発させられて基体２に被着する。７は基体２に電
圧を印加するための直流電源、８は主バルブである。

まず、ベルジャｌ内を５　Ｘ　１０　　ｔｏｒｒまで排
気する。そして、シャッター９をクローズ状態で鉄６お
よびサマリウム６′に電子ビーム５，５′を照射し、こ
れを予備溶解し、蒸発が安定［−でかも、シャッター９
をオープン状態にして基体２に用いたポリイミド上に、
厚さ４０００　Ｋの鉄−サマリウム膜を膜形成速度１０
０　Ａ　／　ｓｅｅで形成した。

鉄−サマリウムの組成比及び膜形成速度は、それぞれの
電子ビーム５，５′を発生するエレクトロン・ｉｆン４
，４（図ボせず）の電圧および電流を制御することによ
り行うことが可能である。

第３図は磁性膜において製造時の斜め入射角度と磁性膜
の保磁力の関係である。原子吸光法による膜の組成分析
結果では、鉄とサマリウムの原子比が０．５５　：　０
．４５　　であった。実線■で示したものが、磁性蒸気
の入射方向を示す軸（第４図における■）と、基体に垂
直な軸（第４図における■）を含む面に対して■「直な
方向（第４図における■）の結果であり、破線０で示し
たものが前記面に対して平行な方向（第４図における■
）の結果である。一点鎖線θで示したものは、比較のた
めの公知のＣｏ−Ｎ１合金の磁性膜を有する磁気記録媒
体を本実施例と同一条件で作成したものについての結果
である。（第４図における■方向と同じ方向の測定結果
を示す。） 本発明による磁気記録媒体は、従来知られているＣ　ｏ
−Ｎ　１合金膜と比較して、斜め入射角度の低い領域で
著しく保磁力の高い磁気記録媒体であった。

本発明による磁気記録媒体の結果では、垂直方向、平行
方向とも４５°附近で極大値を取り垂直方向（第４図に
おける■）で約１０００エールステツド、平行方向（第
４図における■）で約７００エールステツドであった。

斜め入射角度は太きすぎると磁気記録媒体の収率が悪く
なり好ましくなく、７０°以下であることが好ましく、
さらに好ましくは６５°以下である。

また斜め入射を行なわない場合（斜め入射角度０°）に
は、垂直、平行方向ともほぼ同一の保磁力を示し約３５
０エールステツドであった。斜め入射角度を０°にして
も高い保磁力の磁気記録媒体が得られることは本発明の
著しく優れた点である。

この斜め入射角が小さいところ（例えば４ｆ以下、好ま
しくはＯｏかも４０°さら罠好ましくはＯｏかも３（ｆ
）における高い保磁力を得られることは特に円板状また
はシート状の磁気記録媒体において優れた該媒体が得ら
れ、従来のＣｏ−Ｎ１等の磁気記録媒体よりもＭ（７い
保磁力の点で優れたものである。

なお、秩−サマリウム膜の膜厚は２０．０　Ｘ〜５７１
ｍであり、２００λより薄いとシグナルがとり出しにく
いし、２μｍより厚いと厚すぎるために高密度記録には
適さなくなる。好ましくは８００八〜３μｍである。

また本発明にかかる磁気記録媒体には、公知の保護層、
下引き層（基体と磁性層の間に設ける。）バッキング層
を設けてもよい。保護層としては、磁性層をおおうよう
にしてウレタン、エポキシ化合物、シリコン化合物１等
の各種化合物をオーバーコートしてもよいし、さらに前
記化合物の層を加゛熱や各種放射線（例えば、電子線、
紫外線）で硬化させてもよい。また保護層としてはフッ
素化合物、フェノール類等の化合物をオーバーコートし
てもよい。さらに５ｉＯ１ＳＩ０２等の無機化合物、Ａ
６等の金属を使用してもよく、この際には、蒸着方法、
スパッタ法、ＣＶＤ法等も利用できる。下引層、バッキ
ング層（磁性層と反対側の基体上に設ける。）にも前記
保護層と同じ材質を使用してもよい。

また前述の蒸着にお゛いて、基体ＫＯ〜−３００ｖの直
流電圧を印加した場合には、さらに保磁力が向上した。

そしてこの場合、膜の基体との密着性がさらに向上され
る効果も有している。これは電子ビームにより、蒸発し
た鉄およびサマリウムがイオン化しており、イオン化し
た鉄、サマリウムが基体に印加された電圧により加速さ
れるためであり、基体には数ｍＡ　／　ｃｒｌの電流が
流れる。そして、さらに蒸発源と基体間にグロー放電を
発生させ、鉄とサマリウムのイオン化率をさらに高めた
場合、磁性膜の密着性をさらに向上させることができた
。

グロー放電は、蒸発物の蒸気だけでも発生できるが、普
通、不活性ガスを真空槽内に導入する。例えば、真空槽
内にアルゴンガスを導入する場合、５　Ｘ　１０　’　
ｔｏｒｒでは、密着性のよい膜を作成することができブ
、二。第２図に高周波グロー中で蒸着する装置を示す。

第２図において、１０はアルゴン導入のための可変リー
クパルプ、１１は高周波コイル、１２はマツチングボッ
クス、１３は高周波電源である。

また真空槽内にアルゴンのかわりに窒素ガスを導入１．
てもよく、アルゴンガスおよび／または窒素ガスと他の
気体例えばアンモニアやヘリウムとの混合ガスを導入し
７てもよく、蒸着もしくはそのグロー放電を発生させ鉄
−サマリウム膜を形成した場合、アルゴンガスおよび／
または窒素ガスを導入しないものに比較して著るしい耐
食性の向上があった。

これら、導入されろガスの圧力はＩ　Ｘ　１０　　ｔｏ
ｒｒ以下で６　Ｘ　１０　’　ｔｏｒｒ以上が好ましく
、Ｉ　Ｘｌ０−３ｔｏｒｒより高いと磁性膜が剥離しや
ずくなり、ｌＸｌ０’ｔｏｒｒより低いと効果があまり
認められない。

前記、第３図の入射角度０度での本発明にかかる磁気記
録媒体と、比較のＣｏ−Ｎｉ系のもつ出力を比較したと
ころ、次のような結果を得た。（ただし円板状の磁気記
録媒体とした。） なお測定売件はディスク回転数３００　ｒ　ｐｍで、中
心から１２５．６　ｍｍのトラックを用い、使用へ、ド
はトラック幅３００μｍ、ギャップ長０．７３μｍ１ギ
ャップ深さ１５．８μｍ、ヘッド浮上ｆｋ０．２μｍ、
記録電流６０ｍＡであった。

出力を有していた。

以上のように、本発明によれば鉄−サマリウムを主成分
と−３−る金属系磁性膜を有する磁気記録媒体は高保磁
力を有し基体との密着性もよく、耐食性にも優れた磁気
記録媒体であり、製造的にも斜め入射角度を小さくでき
る利点を有し、磁気記録媒体およびその製造方法として
従来のものより優れたものであった。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそれぞれ本発明の磁気記録媒体を製造
するための装置の概略図、第３図は本発明の磁気記録媒
体の保磁力と斜め入射角度との関係を示す。図４は、本
発明による記録媒体の磁気特性の測定方向を示す図であ
る。各図において１・・・ベルジャ、　２・・・基体、
　　３，３・・・ハース、５．５′・・・電子ビーム、
　　６・・・鉄、　　６′・・・サマリウム、７・・・
直流電源、　８・・・主バルブ、９・・・シャッター、
１０・・・可変リークバルブ、１１・・・高周波コイル
、　１２・・・マツチングボックス、１３・・・高周波
電源 を表わす。 代理人　　桑　原　義　美 δ 馬？巳 手続補正書 ■　事イ′１の表示 昭和５７年特ｆｒ願第２００８４４　　リ２　発明の名
称 磁気記録媒体およびその製造方法 ３　補正をする渚 事（’ｌとの関係　特許出願人 住　所　　東京都新宿区西新何１　’Ｊ’　ｌｆｌ　２
６番２り名　称　（１２７）小西六２５：真工業株式会
拐代表取締役川本信彦 ４代理人 〒１９１ 居　所　　東京都し目１ｆ市さくり町１　ｉ＋ｒ地６、
補正の対象 明細書全文 ７、補正の内容 明細書の浄！（内容に変更なし） 特ｒ１山長′１：Ｘ　若杉和犬殿 】　事ｆｌの表示 昭和５７年特許願第　２００８４４　、す２　発明の名
称 磁気記録媒体およびその製造方法 ’ｌ　　ｎｌｉ　＋ｌをする者 事件との関係　特許出願人 住　所　　東京都新宿区西新宿１　’Ｊ−目２６番２す
名　称　（＋２７１小西六写真工業株式会石代表取締役
　　川　　本　　信　　彦 ４代理人 ５　補正命令の日イ」 昭和５８年２月２日（発送日：昭和５８年２月ｎ日）明
細書の１＝発明の詳細な説明」の橢 乙　補正の内容 明ＭＢ書第８頁の浄１１（内容に変更なし）異ってしま
うことがあるが、わずかな実験により、蒸発源と膜の濃
度差を実験的に検出でき適宜、調節ができる。 蒸発源の加熱手段の出力を変えることによって、鉄−サ
マリウム膜は異った蒸着速度で作ることができる。蒸着
速度および膜厚は、蒸着のあいだ、水晶モニタによって
監視できるので、所望の膜厚に達した際に蒸着を停止す
ることができる。 なお、真空蒸着法の変形として、クラスタービーム蒸着
法、クラスターイオンビーム蒸着法を用いてもよい。 一方スバッタリングの際には直流および高周波スパッタ
リングが適用できる。特に磁界集中によるスパッタリン
グ処理を使用すれば有利である。 なぜならその際スパッタリング処理中の担体の加熱がわ
ずかですむからである。鉄−サマリウノ、膜の百分率組
成は、スパッタリングの際、鉄ターゲツト内に異った大
きさのサマリウム片を挿入することによって変えること
ができる。鉄とサマリウムの合金から成るターゲットを
使用してもよい。 本発明にかかる鉄−サマリウム膜の組成は鉄とサマリウ
ム主成分（鉄とサマリウムの総和へ１磁性膜の５０重量
％以上、好ましくは８０重景％以上である。）とし、鉄
：サマリウムの原子の組成比が（０，７〜０．５　）　
！　（０，３〜０．５　）　（Ｆｅ　：　Ｓｍが７：３
〜５：５であることを表わ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基体上に金属系磁性膜を有する磁気記録媒体にお
   いて、前記磁性膜が少なくとも銖およびサマリウムを主
   成分とすることを特徴とする磁気記録媒体。
2. （２）　　真空槽内において、鉄とサマリウムを同時に
   飛翔させて基体上に鉄とサマリウムを主成分とする磁性
   膜を形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法
   。