JPS6019047B2 - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は非磁性基材上に磁気記録層としてクラス夕一イ
オンビーム蒸着法により強磁性体薄膜が形成された磁気
記録媒体の製造方法に関するものである。

従来、磁気記録媒体としては、酸化鉄、酸化クロム等の
針状磁性粉あるいは、強磁性金属の超微粉末を樹脂バイ
ンダー中に分散し、これを非磁性基材上に塗布した磁気
記録媒体が広く用いられてきた。

しかしながら、近年、情報の高密度記録化という要請は
該磁気記録媒体に対しても強く、種々改良がなされてき
たが、上記従来の塗布型の磁気記録媒体では、用いてい
る強磁性粉末の粒子の大ささが、記録要素の最小単位と
して限界を有しており、これ以上に記録密度を高めるこ
とが、原理的に不可能であるため、この高密度記録化と
いう要請に答え難かった。

このため最近、記録密度の飛躍的増大を目的として、樹
脂バインダーを使用しない、磁性層が１００％強磁性体
からなる薄膜（蒸着）型の磁気記録媒体が、湿式メッキ
法、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティ
ング法等の薄膜形成法を用いて精力的に研究開発され、
一部は実用に供されている。

しかしながら、上記各薄膜形成法によって得られる磁気
記録媒体は、それぞれに欠点があり、実用上種々の問題
点を有していた。

例えば、湿式メッキ法、及び真空黍着法によって磁性層
を形成する薄膜型の磁気記録媒体は、良好な磁気特性を
有しているものの、磁性層と基材との密着強度が弱く、
ポリエチレンテレフタレートの如き基材上に形成された
厚みが１０００オングストローム程度の薄膜磁性層は極
端にその密着強度が弱いものとなる。

このため手指で該磁性層表面をこすることで容易に該磁
性層が脱落、損傷するなど、実用に供し縫いものであっ
た。これを改善するためポリエチレンテレフタレート基
材の表面を化学的に変性したり、微細な粗面化を行なっ
たり、又は、接着強度を向上させるような下塗りを行な
うなどの努力が払われているが、未だ充分でなく、記録
−再生時に於いて磁気ヘッドとの接触走行による機械的
摩擦によって磁性層が剥離したり、脱落、損傷等を生じ
易いという欠点があった。又真空蒸着法によって形成さ
れる磁性層は比較的ポーラスでありパッキング密度が小
さく、バルクの密度に比して、約０．万里度の密度のも
のであるため摩擦による摩耗、摩滅等を生じ易かった。

スパッタリング蒸着法、イオンプレーテイング葵着法に
よって形成される薄膜型の磁気記録媒体は、磁性層と基
材との密着強度は改善されるものの、１０‐３トール以
上の低真空中での直流グロー放電又は高周波プラズマを
利用して薄膜形成を行なう方法であるため、残留ガスの
取り込み、不純物の混入などによって、強磁性体薄膜層
の結晶性に悪影響を及ぼし、角形比が４・さくなるなど
磁気特性上に欠点があった。又放電状態の不均一性に起
因する膿品質及び磁気特性上のバラッキ、不均一性など
の難点を有し高性能高密度記録用の磁気記録媒体として
は、磁気特性上いまだ解決しなければならない問題点を
多く残していた。

上記従来の薄膜形成法によって得られる薄膜型の磁気記
録媒体の欠点を抜本的に解決するものとして、本発明者
らは、先にクラスターィオンピーム法によって形成され
た磁性層を有する磁気記録媒体（特磯昭５４−２０９５
７号）を提案した。

該磁気記録媒体は、クラス夕−イオンビーム法によって
磁性層が形成されるため、磁性層の基材に対する密着強
度が強く、又クラスターィオンピームの諸効果により、
パッキング密度の大きな繊密な膜形成ができるので該磁
性層は耐摩耗性、耐剥離性にすぐれ、かつ、結晶性が良
好であるため磁気特性がすぐれたものとなり、充分に裏
用に供し得るものであった。しかしながら、情報記録媒
体の必須要件として、長期繰り返し使用に耐え得るとい
う機械的強度を備えていることが重要であり、本発明ら
は更に磁性層の機械的強度のすぐれた磁気記録媒体を得
んと、鋭意研究を重ねた結果、ポリエチレンテレフタレ
ート基材表面を、窒素又はアンモニアのガス雰囲気中に
て放電処理を行なうことで該表面を窒化、若しくは−Ｎ
Ｈ、一Ｎ広等の極性基を導入し、しかる後にクラスター
イオンピーム法により磁性層を形成すると、該磁性層と
該基村との密着強度が増大し、耐剥離性、耐摩耗性が更
に向上することを見出して、本発明をなすに到ったもの
である。

従って本発明の目的とするところは、高密度記録に適す
る磁気特性を有し、特に磁気ヘッドへの接触走行によっ
ても磁性層の剥離、摩滅損傷が改善された繰返し使用に
耐える磁気記録媒体の製造方法を提供することにある。

本発明の要旨は、ポリエチレンテレフタレートからなる
基材表面を窒素ガス又はアンモニアガス雰囲気中に於い
て放電処理した後、該基材表面上にクラス夕一イオンビ
ーム蒸着法により強磁性体の薄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存する。次に本発明に
つき更に詳細に説明する。

本発明に係るクラスターイオンビ−ム蒸着法とは、１０
‐４トールから１０‐８トールの高真空に排気された真
空槽内に於いて、強磁体薄膜を形成し得る材料が供給さ
れた噴出孔を有する密閉型ルツボを加熱し、ルツボ内蒸
気圧を１０‐２トール以上として前記噴出孔から該蒸気
を噴出せしめることによって、５０Ｍ固〜２００Ｍ固の
該材料の原子から構成されるクラス夕−を形成し、更に
該クラス夕−を電子衝撃により電離してクラスターィオ
ンとし、該クラスターィオンを電界効果により集東、加
速して、数ｅＶ〜数千ｅＶの高エネルギーが付与された
クラスターイオンビームとなし、該クラスターィオンビ
ームを基材に射突せしめることによって薄膜を形成する
方法である。

従ってクラスターィオンビーム黍着法に於いては、基材
表面に射突した主として強磁性金属原子からなるクラス
ターィオンが射突時のエネルギーで個々の原子状粒子に
分解して該表面上を移動するマィグレーション効果、又
該表面に射突したときのエネルギーの一部が熱エネルギ
ーに変換されて局部的に温度を上昇させるいわゆる葵着
膜表面の自己加熱効果、及びイオンの存在による化学的
活性効果などによって薄膜が形成されるため、結晶性の
良好な磁性薄膜が得られるとともに、上記の効果により
特に基材加熱という操作を必要としないということで、
ポリエチレンテレフタレートの如き低軟化温度の高分子
材料を基材として用いる磁気記録媒体に好適に適用がで
きるのである。

本発明に於いては、ポリエチレンテレフタレ−トからな
る基材上にクラスターイオンビーム蒸着を行なう前に該
表面を窒素ガス又はアンモニアガス雰囲気中で放電処理
するのである。放電処理方法としては、窒素ガスの常圧
雰囲気中でコロナ放電する方法、真空度が１０トール以
下の真空槽の中に１０トールから１０‐３ト−ルの分圧
を有する窒素ガス若しくはアンモニアガス或いはそれら
の混合ガス中に於いて直流若しくは高周波グロー放電に
よって処理する方法等があげられる。

ポリエチレンテレフタレート基材表面に上記放電処理を
行なうと、該基材表面が窒化若しくは該表面に−ＮＨ、
一Ｎ比基が導入され、秋窒素含有極性成分の作用により
金属強磁性薄膜層と基村との密着強度が高められるので
ある。本発明に於いて強磁性薄膜層を形成するために、
クラスターィオン源の密閉型ルッボ内に供給される材料
としては、コバルト、コバルトを含有する合金、及びコ
バルトと他の元素との混合物よりなる群から選ばれた１
種若しくは２種以上の材料から構成されるのが好ましい
。

上記コバルトを含有する合金としては、コバルトと、例
えば、リン、クロム、銅、鉄、ニッケル、マンガン、金
、イットリウム、ぅＦタン、ビスマス、ランタン、等と
の合金の他、ニッケルーコバルトーリン合金、コバルト
−鉄ーニツケル合金、コバルトービスマスーリン合金な
どの三元合金などがあげられる。

又上記コバルトと他の元素との混合物としては、該他の
元素が例えば、リン、クロム、銅、鉄、ニッケル、マン
ガン、金、チタン、イットリウム、ビスマス、ランタン
等のものを言い該元素の１種若しくは２種以上の元素が
選択されて良い。上述のとおり、本発明磁気記録媒体の
製造方法は、ポリエチレンテレフタレートからなる基材
表面を窒素ガス又はアンモニアガス雰囲気中に於いて放
電処理した後談基材表面上にクラスタ一イオンビーム蒸
着法により強磁性体の薄膜を形成しているから、強磁性
体薄膜自体が繊密で且つ基材と強磁性体薄膜とが強固に
密着され、耐摩耗性、耐剥離性に優れ、高密度記録に適
し、繰り返し使用に耐えうる磁気記録媒体が得られるの
である。

以下本発明の実施例を示す。実施例 １ 厚さ２０ｒのポリエチレンテレフタレートのフィルムを
真空管式コロナ放電処理装置に供給し、コロナ放電処理
部分の雰囲気を窒素ガスで置換し、プレート電圧４．次
Ｖ、プレート電流１００ｍＡ、ラインスピード０．５の
′ｍｉｎの条件でコロナ放電処理を行なった。

該処理ポリエチレンテレフタレートの表面をＸ線光電子
分析装置（通称溝ＳＣＡ）で測定したところ、窒素ＩＳ
の結合エネルギー３９段Ｖの位置にピークが認められた
。

次いで該処理されたポリエチレンテレフタレートのフィ
ルムをクラスターイオンビーム装置に供給し第１表に示
した条件でコバルトークロム合金（クロム成分５Ｍ％）
薄膜を蒸着形成し、該蒸着強磁性層の厚みが約１０００
オングストロームである磁気記録媒体を得た。

得られた磁気記録媒体につき、ポリエチレンテレフタレ
ート基材と強磁性薄膜層の密着強度をセロハンテープに
よる剥離試験により調べたところ、強磁性薄膜層の剥離
は全く生じなかった。

更に市販のオープンリール型テープレコーダを用いて走
行速度９．５弧／ｓｅｃ、再生状態の使用条件下で、エ
ンドレス状にした該磁気記録媒体の強磁性薄膜層の摩耗
試験を行なったところ１００回のヘッド通過繰り返し再
生に於いても、剥離、脱落などは認められず、又肉眼で
明瞭な、摩耗跡は認めれなかつた。実施例 ２ 厚さ２０山のポリエチレンテレフタレートのフィルムを
高周波グロ−放電型の表面処理装置に供給し、装置内を
１×１０‐３ｔｏｎ以下に排気した後、アンモニアガス
を導入して装置内を５×１０‐２ｂｒｒに設定し、周波
数１３．５８Ｍ位、出力５０Ｗの条件で約５秒間、該ポ
リエチレンテレフタレートの表面に高周波グローを暴露
することで処理を行なった。

次に処理されたフィルムの表面に導入された窒素成分に
つき、Ｘ線光電子分析装置（通称ＥＳＣＡ）で測定した
ところ、結合エネルギー３９＄Ｖの位置に窒素ＩＳのピ
ークが認められた。

処理されたポリエチレンテレフタレートのフィルムをク
ラスターイオンビーム装置に供給し第１表に示した条件
でコバルトを蒸着し、蒸着強磁性薄膜層の厚みが約１０
００オングストロームである磁気記録媒体を得た。得ら
れた磁気記録媒体につき、基材と強磁性薄膜層の密着強
度をセロハンテープによる剥離試験により調べたところ
全く剥離を生じなかった。

更に市販のオープンリール型テープレコーダーを用いて
、走行速度９．５弧／ｓｅｃ、再生状態の使用条件でエ
ンドレステープ状にした該磁気記録媒体の強磁性薄膜層
の摩耗試験を行なったところ、１００回の繰り返し再生
に於いても肉眼で明瞭な摩耗跡が認められなかった。第
１表

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ポリエチレンテレフタレートからなる基材表面を窒
   素ガス又はアンモニアガス雰囲気中に於いて放電処理し
   た後、該基材表面上にクラスターイオンビーム蒸着法に
   より強磁性体の薄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。 ２ 放電処理が、窒素ガスの常圧雰囲気中のコロナ放電
   による処理である特許請求の範囲第１項記載の磁気記録
   媒体の製造方法。 ３ 放電処理が、窒素ガス又はアンモニアガスの低圧雰
   囲気中のグロー放電による処理である特許請求の範囲第
   １項記載の磁気記録煤体の製造方法。