JPS61110336A - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金の陽極
酸化皮膜の微細孔中に磁性体を充填してなる垂直磁気記
録用の磁気記録媒体に関するものである。

〔従来技術とその問題点〕

近年、磁気記録媒体の膜面に対して垂直な方向に磁化さ
せて磁気記録を行なう垂直磁気記録方式が、高密度記録
が可能である等の点で注目されている。

垂直磁気記録用媒体の製造方法の一種として、例えば、
特公昭５１−２１５６２号公報等に示されいるように、
アルミニウム又はアルミニウム合金に陽極酸化処理を施
し、その陽極酸化皮膜の微細孔中に単体の磁性体を充填
する方法が提案されている。

しかしながら、上記従来方法で得られる陽極酸化皮膜の
微細孔径は１０ｎＩｌｌから精々２Ｑｎｒａ程度と著し
く小さく、その微細孔中に磁性体を充填して得られる磁
気記録材料は、膜面に垂直な方向の保磁力が１２０．０
ＯＯＡ／ｒａ以上と高い。そのため、高密度記録用の狭
ギヤツプヘッドで記録・消去を行なった場合に、ヘッド
先端で磁気飽和が起リ、実際上高密度記録が困難となる
問題があった。

また、上記のような小さい孔径の微細孔中に合金からな
る磁性体を析出させて得られる磁気記録材料は垂直方向
の保磁力が１２０．０ＯＯＡ／ｉ未満になるが、その一
種の磁気記録材料では、その容易磁化方向が膜面に対し
て水平となるか、又は垂直方向の異方性を有していても
、残留磁束密度が０．０３Ｔ以下となるため、充分な再
生出力が得られない。

従って、従来のアルミニウム陽極酸化皮膜の微細孔中に
磁性体を充填してなる磁気記録媒体は、高密度記録用の
垂直磁気記録材料として用いるには不適当であった。

〔発明が至るまでの経緯〕

本発明者は、上記の点に鑑みアルミニウム又はアルミニ
ウム合金の陽極酸化皮膜の微細孔中に磁性体を充填して
なる磁気記録媒体を、高密度記録用の垂直磁気記録材料
として実用化しうるための基本的条件について種々検討
した。

その第１の条件は保磁力に関する。すなわち、保磁力は
、高密度記録用の狭ギヤツプヘッドで記録・消去すると
きに、ヘッド先端で磁気飽和が起こらない程度であるこ
とが必要である。また、残留磁束密度が充分な再生出力
が得られる程度であることが必要である。

その第２の条件は膜厚に関する。膜厚は膜面に対して垂
直な磁化容易方向が得られ、かつ、適切な記録再生特性
が得られる大きさであることが必要である。

かくして、考察を種々展開することにより、この発明者
は、上記各条件の成否が陽極酸化皮膜の微細孔の径及び
その微細孔中に充填される磁性体の種類並びに膜厚に相
互に依存することを見い出した。

〔発明の目的〕

この発明は、陽極酸化皮膜の微細孔径、磁性体の種類、
及び膜厚に関して、垂直磁気記録による高精度記録に適
した適当な保磁力と、膜面に対して垂直な磁化容易方向
とを有するための条件を具備し、記録再生特性に優れた
ｆ１１気記録媒体を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

この発明による磁気記録媒体の諸元について説明する前
に、同磁気記録媒体の製造方法について述べる。

第１段目として、常法に従い、アルミニウム又はアルミ
ニウム合金に陽極酸化処理を行なって、微細孔を生成し
た。続いて、第２段目として、これをスルファミン酸及
びリン酸からなる混合液にて浸漬処理をして、機箱孔径
を拡大した。浸漬時間を変えて、孔径を制御した。第３
段目として、拡大された微細孔中に磁性体を充填する方
法として、Ｆｅ、ｃｏ又はＮｉ等の磁性体の金属塩を含
む水溶液中で正・負非対称な交流を用いて電解析出を行
なった。Ｆｅ、Ｇｏ、Ｎｉの各金属塩の配合比率を変え
ることによって金属組成の検討を行なった。

上述のように陽極酸化皮膜微細孔の孔径を３０〜４０ｎ
ｉに拡大するためには、陽極酸化処理によってアルミニ
ウムもしくはアルミニウム合金の表面に多数の微細孔を
有する陽極酸化皮膜を生成した後、スルファミン酸およ
びリン酸からなる混合液にて浸漬処理する必要がある。

ここで、陽極酸化処理は常法に従って行えば良く、例え
ば硫酸、クロム酸等の無ＲＭ、あるいはシュウ酸等の有
磯酸の１〜３０重量％の水溶液を用い、液温５〜５０℃
、電解電圧１０〜１００ｖの直流または交直重量電流を
使用して、空、気撹拌もしくは液循環等により液撹拌を
行ないながら実施すれば良い。

一方浸漬処理は陽極酸化皮膜の微細孔を拡大するための
もので、スルファミンｌ１１〜３０重量％およびリン酸
０６１〜１重量％を含有する混合液中に、液温１０〜５
０℃で５〜３００分間、空気撹拌もしくは液循環により
液撹拌しながら陽極酸化処理後のアルミニウムもしくは
アルミニウム合金を浸漬することが望ましい。この浸漬
処理に使用される混合液におけるリン酸濃度が１重量％
を越えれば微細孔の上部のみが拡大され易く、一方０．
１重量％未満では処理時間が長くなるから、前述のよう
にリン酸濃度は０．１〜１重量％の範囲内とすることが
望ましい。またスルファミン酸は液の安定剤として作用
して孔径を一様にする役割を果たすが、１重量％未満で
はその効果が小さく、３０重量％を越えればスルファミ
ン酸添加の作用効果が飽和しコスト的に不利となるから
、前述のようにスルファミン酸の濃度は１〜３０重量％
の範囲内とすることが望ましい。このような混合液を用
いて浸漬処理することにより、微細孔がその底部から上
部まで一様に孔径３０〜４０ｎｍに拡大される。またこ
の場合、陽極酸化皮膜が脆弱となることが有効に防止さ
れる。

上述のように微細孔拡大のための浸漬処理を施した後、
その微細孔に磁性体を充填する。この充填方法としては
、例えば特公昭５１−１５５９７号に提案されているよ
うに、ニッケル、コバルトあるいは鉄等の磁性体金属の
塩を含む水溶液で交流電解析出を行なう方法が一般的で
あるが、本発明では特に電解に非対称交流を用いて、０
側ビーク電流とｅ側ピーク電流との比およびθ側ビーク
電流密度を特定の範囲とすることにより微細孔中への磁
性体の充填率を従来よりも著しく＾め得る。

このように磁性体の充填率が高くなるということは、磁
気記録媒体として用いた場合に飽和磁束密度および残留
磁束密度が大きくなり、記録の高密度化やＳ／Ｎ比の向
上などに寄与する。本発明においては電流条件を種々変
化させて陽極酸化皮膜の微細孔へＦｅ、ＣｏもしくはＮ
１ｅｌ解析出させる際にθ側ビーク電流へ−が０．５〜
４　Ａ／ｄゴ、■側ビーク電流Ａ＋がＯ側ビークＷＩＡ
−の１１５〜１／２の範囲の場合に飽和磁束密度が高く
、磁性体充填率が高くなる。

したがって、この発明のものを製造するにあたっては、
ｅ側ビーク電流密度をＡ−、■側ピーク′Ｉｉ流密度を
Ａ＋とし、Ａ−が０．５〜４Ａ／ｄｍ、Ａ　＋　／　Ａ
−が０．２〜０．５の範囲内となる非対称交流を用いて
磁性体を電解析出により微細孔に充填させることが望ま
しい。Ａ−の＠およびＡ＋／Ａ−の比が上記範囲を外れ
れば、磁性体充填率が下がり、飽和磁束密度や残留磁束
密度が低下する結果、記録Ｓ／Ｎ比等が悪くなるおイれ
がある。

また、膜厚については、第１段目の陽極酸化の条件又は
、磁性体金属の充填後表面よりの研削により、これを変
化させた。

上述のような製造方法により得られた各種磁気記録媒体
について磁気特性、記録再生特性を測定したところ、孔
径が３０〜４０ｎｍのＩＩ！囲で、磁性体がｌ”ｅ又は
Ｆｅを５０％以上含むｃｏ、ｌ’４ｉ含有Ｆｅ合金の場
合に、保磁力が６４，０ＯＯＡ／■〜１２０，０ＯＯＡ
／ｍとなり、膜面に垂直な磁化容易方向を有し、かつ、
高い記録再生特性を示す磁気記録媒体が得られること、
及び０．５〜３μｍの範囲の場合には理想的な應密度記
録が可能であることを見い出した。

〔実施例〕

以下、実施例を上げて、詳細に説明する。

（１）　実施例１〜１０ 基体として、純度９９．９９％、厚さ９５μ閣のアルミ
ニウム薄板を用い、その基体に対して３重量％のシュウ
酸水溶液により、陽極酸化処理を行ない、次いでスルフ
ァミン酸５重量％及びリン１１０．８重量％を含有する
浸漬液で浸漬処理した。

各実施例は浸漬時間を種々変化させた。さらに、磁性体
充填処理として、第１１ｉＦＩ酸鉄アンモニウム５０ｇ
／Ｊ、ホウＩｉ！３０ｇ／ｊ、グリセリン２ｇ／Ｊを含
有する電解液にて、非対称交流を用いて微細孔中にＦｅ
を析出させる処理を行った。ただし、使用した非対称交
流のマイナス側ピーク電流密度０．８Ａ／ｄ　ＴＩｔ、
プラス側ピーク電流密度０゜３Ａｌｄｒｄで、一定とし
た。このようにして、Ｆｅを微細孔中に析出させた後、
膜面に対して垂直な方向及び水平な方向の保磁力）−１
ｃ及び残留磁束密度Ｂｒ、垂直、水平方向の飽和磁束密
度３ｓを調べた。

これらの各結果及び各処理条件を第１表に示す。

（２）　実施例１１〜１５ 磁性体充填処理において、硫酸鉄２０ｇ／Ｊ。

硫酸コバルト３Ｃ１／Ｊ、ホウ’ｔａ３０９／Ｊ、グリ
セリン２ｇ／ｌを含有する電解液を用いて５０Ｆｅ−５
０ＧＯ合金を微細孔中に析出させた点以外は、実施例１
〜１０とほぼ同様にして実施した、その結果及び各条件
を第１表に併せて示した。

（３）　実施例１６〜２０ 磁性体充填処理において、硫酸鉄１０ｇ／Ｊ、’硫酸ニ
ッケル４０９／Ｊ、ホウ酸３０９／Ｊ、グリセリン２９
／ｉ、を含有する電解液を用いて５０Ｆｅ−５ＯＮｉ合
金を微細孔中に析出させた点以外は、実施例１〜１０と
ほぼ同様にして実施した、その結果及び各゛条件を第１
表に併せて示した。

第１表に示した実施例１〜２０について、浸漬処理債の
微細孔径と垂直方向保磁力Ｈｃ、垂直方向残留磁束密度
Ｂ「との関係を第１図、第２図に示す。両図において、
０１口、Δはそれぞれ磁性材料の種類を示し、ＯはＦｅ
、口は５０Ｆｅ　−５０ＣＯ１Δは５０Ｆｅ−５ＯＮｉ
である。ＦＢは実施例１〜１０．５０Ｆｅ−５０Ｃｏは
実施例１１〜１５．５０Ｆｅ　−５ＯＮｉ　は実施例１
６〜２０でそれぞれ用いた。

第１図及び第２図に示すように、垂直方向の保磁力、残
留磁束密度は、充填する磁性金属の種類によっても異な
るが、一般に孔径が大きくなるに従って滑らかに変化し
ており、特に垂直方向保磁力は３０〜４０ｎｌの孔径で
６４．０００〜１２０゜０００　Ａ／ｍの値が得られる
ことが明らかである。

なお、本実施例では挙げられないが、微細中に析出した
Ｆｅ　−Ｇｏ−Ｎｉ合金の組繊にＮ１が５０％以上含ま
れるときには、垂直方向の残留磁束密度が０．０３Ｔ以
下となり、再生出力が充分得られない。また、析出した
Ｆｅ　−Ｇｏ−Ｎｉ合金にＣＯが５０％以上含まれる場
合には、水平方向の保磁力、残留磁束密度が多くなって
、高密度記録を目指す垂直磁気記録媒体としては適さな
い。

前記の製造方法により得た保磁力１６，０００〜１４４
，０ＯＯＡ／ｉのｌ”ｅ析出垂直磁気記録媒体について
記録保持特性を測定したところ、第３図で示すように保
磁力が＾い程、限界記録密度が増加していることがわか
る。しかしながら、保磁力が１２０，０ＯＯＡ／ｉを越
える所では、再生出力が大幅に低下して、記録密度も低
下している。これは４０キロ・ピット・パーインチ（以
下、ｋ８ＰＩと略記する）程度の高密度記録を行なう狭
ギヤツプヘッドではヘッド先端の磁気飽和が起り、この
ような高保磁力の媒体には充分記録が行なえないことを
示している。また、保磁力６４．０００Ａ／−を下回る
所では、限界記録密度が３０ｋＢＰＩ以下となり、この
程度の記録密度では垂直磁気記録媒体として充分な特性
を発揮し得ない。

第３図の測定条件は、析出膜種類Ｆｅ、媒体膜厚１．５
μｌ、相対速度５１　／Ｓ、ヘッドギャップ０．５μ川
、ターン数１３Ｘ２Ｔ、トラック幅１６０μｌである。

第３図は膜厚が１．５μ−の例であるが、膜厚が０．５
〜５μｍの範囲では、保磁力に対して限界記録密度及び
再生出力は、同じ傾向を示した。

この製造方法で得られるような垂直磁気記録媒体におい
ては、水平磁気記録媒体と異なり、媒体膜厚を薄くする
ことによって、保磁力を高めて、高密度記録を行なう必
要がないため、薄い方では、製造上無理のない適切な厚
みを選ぶことができる。

そのため、記録再生の信号としては、媒体膜厚の厚い方
がより大きな信号が得られると考えられるので、保磁力
１６．０００〜１４４，０ＯＯＡ／ｌで膜厚０．５〜５
μ曽のＦｅ析出磁気記録媒体を作成して、記録再生特性
の測定を行なった。

第４図は保磁力８０，０ＯＯＡ／ｍ　、膜厚は他の第３
図の場合と同一条件下で測定した結果を示す。

第４図で示すように、膜厚３μ…までは再生出力が増加
するが、３μｍを越える膜厚では、再生出力も飽和し、
限界記録密度が低下することがわかった。これは、波長
１．５μｍ程度の高密度記録では、信号による垂直成分
の磁化が表面に近い所にして作用せず、深い所の水平成
分の磁化が記録密度特性を低下させていると考えられる
。このように、この発明による垂直磁気記録媒体におい
ては、膜厚０．５〜３μ■で良好な記録再生特性が得ら
れる。

なお、第４図は、保磁力８０，０ＯＯＡ／ｆｉｔ　（７
）例を示しているが、保磁力１６，０００〜１４４゜０
００Ａ／ｉの範囲では、膜厚に対して限界記録密度及び
再生出力は同じ傾向を示した。また、第３図及び第４図
はＦｅ析出膜の例を挙げているが、実施例１１〜２０に
挙げたような、Ｆｅを５０％以上含むＦｅ−Ｃｏ合金及
びＦｅ−Ｎｉ合金にわいても、同様の結果が得られた。

なお、前述の説明では陽極酸化皮膜の微細孔中に充填さ
れる磁性体はＦｅ又はｌ”ｅを５０％以上含有するＦｅ
　−Ｃｏ　、Ｆｅ−Ｎｉ合金であるとして示したが、本
発明は必ずしもこれに限られるものではなく、上記磁性
体中にｌ”ｅ　ｏ、　Ｆｅ２０３又はその他の酸化物が
少目含有されていてもほぼ同様の効果を得ることができ
る。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなように、この発明によれば、陽極
酸化皮膜の微細孔の孔径を３Ｑｒｖ以上４０ｎ１未満と
し、その微細孔中にＦｅ又はＦｅを５０％以上含むＣｏ
、Ｎｉ含有合金を析出させたことにより、膜面に垂直な
磁化容易方向を有し、かつ、高い限界記録密度及び大き
い再生出力が得られるような垂直方向の保磁力及び残留
磁束密度を示す垂直磁気記録用磁気記録媒体を提供する
ことができる。

そして、陽極酸化皮膜の膜厚を０．５〜３μ鏡の範囲と
した場合は、実際の高密度記録に適する良好な記録再生
特性が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例１〜２０における磁気記録媒体の微細
孔径と垂直方向磁力との関係を示すグラフ、 第２図は、実施例１〜２０における磁気記録媒体の微細
孔径と垂直方向残留磁束密度の関係を示すグラフ、 第３図は磁気記録媒体の垂直方向保磁力と限界記録密度
及び再生出力との関係を示すグラフ、第４図は、磁気記
録媒体の膜厚と限界記録密度及び再生出力との関係を示
すグラフである。 第１図 第２図 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルミニウム又はアルミニウム合金の表面に、孔
   径が３０〜４０ｎｍの範囲内の多数の微細孔を有する陽
   極酸化皮膜が形成され、その微細孔中にＦｅ又は５０％
   以上のＦｅを含むＣｏ、Ｎｉ含有Ｆｅ合金が充填されて
   いることを特徴とする磁気記録媒体。
2. （２）陽極酸化皮膜の膜厚が０．５〜３μｍの範囲内で
   あることを特徴とする 特許請求の範囲第１項記載の磁気記録媒体。