JPS61178731A - 磁気記録媒体の製法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は磁気記録媒体の製法に関し、特に多元同時気相
析出法によって、薄膜磁性層を形成する磁気記録媒体の
製法に関する。

（従来の技術） 従来の磁気記録媒体としては、広く利用さｎてきたいわ
ゆる塗布型記録媒体がある。これは、針状磁性粉末と有
機バインダーを有機溶剤中で混練し、磁性粉末を良く分
散せしめた磁性塗料を作り、これを、非磁性基体に塗布
し、磁気配向を施こしたのち、乾燥して作製するもので
ある。

最近では、高密度記録の要求とともに実用化されつつあ
る強磁性金属薄膜媒体が挙げられる。

これは、湿式メッキ［１あるいは、真空蒸着、イオンブ
レーティング、スパッタリングなどの真空技術によって
非磁性基体上に強磁性金属薄膜を形成させる方法である
。金属薄膜記録媒体では００、’Ｉ＠ＳＮｉ磁性層を主
体としたいわゆる蒸着型長手磁気記録媒体、さらには、
主として０Ｏ−Ｏｒ磁性層を利用したいわゆる垂直磁気
記録媒体が代表的なものである。

さらに、この金属薄膜記録媒体の改良を目的として、金
属薄膜磁性層上に、保護層や潤滑層を形成するために有
機ポリマーを析出する方法もある。あるいは、ペーパー
デポジション法によって強磁性体とポリマーや有機物滑
剤を支持体上に同時析出させ、磁気記録層を形成する方
法（特開昭５０−１２３５０４、特開昭５６−７２３７
）も報告されている。

広く利用さｎてきた塗布型磁気記録媒体においては、近
年の磁気記録の高密度化にともなって、針状金属磁性粉
末の出現など（よって高性能化への改良が達成さｎてき
たが、飽和磁束密度と再生出力の限界のために薄膜化が
困難でありその記録密度の向上にも限界がある。そのた
めに高密度磁気記録用媒体としては、不十分であること
が明確になった。

その上、塗布型媒体の製造工程は複雑であり、製造に不
可欠な有機溶剤の溶剤回収や磁性粉末、有機薬剤の取り
扱い等のための製造設備、公害防止設備は巨大で多大の
費用を要するという欠点を有する。

いわゆる蒸着型磁気テープに代表される強磁性金属薄膜
媒体においては、磁性層内に非磁性物質を含まないこと
が飽和磁束密度を高くでき、高密度記録化にともなう薄
膜化を可能するために、記録密度の高密度化を達成でき
る。しか臥非磁性基体上への強磁性薄膜の付着強度が弱
いために、記録媒体は、高速走行の際、磁気ヘッドある
いはドラムなどの走行システムによって損傷、はく離な
どの機械的劣化を生じる。さらに、磁性層の耐環境安定
性が劣るために、腐食などを生じる。このように、機械
的耐久性と化学的耐食性において、欠点を有するために
記録媒体としては、実用化が難しい。この欠点を改良す
る目的でおこなわれる金属薄＊ａ性層上に有機ポリマー
を析出させ保護層を形成させる方法においては、比較的
、厚さを有する保護層によって、記録再生時における８
ｐａｏｉｎｇ　Ｊｏｓ＋＋ｉＱ生じ、記録再生の劣化を
招くという欠点を有する。

また、特開昭５０−１２３５０４、特開昭５６−７２３
７に述べられてい入ペーパ、デボジク目ン法による面内
長手磁気記録媒体の製法において、基体に対して、ポリ
マーの入射ビームが特に、高入射角の斜方入射とはなら
ないために、形成された強磁性／ボ“リマー複合膜は、
その膜構造に由来する形状磁気異方性の寄与が小さく、
その結果、面内の磁気異方性が弱まり、長手方向の角形
比、抗磁力が小さくなる。これが再生出力、感度の低下
を招き、実用の磁気記録媒体としては、適当ではない。

本発明に至る過程で、基体に対するポリマーの入射ビー
ムの入射角が重要であることが判明した。すなわち、磁
気記録媒体の作製においては、ポリマー入射ビームは高
入射角の斜方入射であることが不可欠である。これが複
合＠ｔｔＣ大きな磁気異方性を付与し、有用な磁気特性
を有する薄膜媒体を可能にさせる。逆圧、前述の製法（
特開昭５０−１２５５０４　、特開昭５６−７２３７）
のように、ポリマーの入射ビームが低入射角の斜方入射
あるいは、入射角０°の垂直入射の場合には複合膜の磁
悦異方性は小さく、琳気記録媒体として有用な磁気特性
を有しないために適当ではない。

（発明が解決しようとする問題点） 上記従来の製法では、機械的耐久性や、化学的耐食性を
教養しながら、同時に充分満足な磁気特性を有する磁気
記録媒体を提供することはできなかった。すなわち従来
の同時蒸着法によっては、形状磁気異方性による磁気特
性への寄与の小さいポリマー複合膜が形成され、抗磁力
、角形比が小さかった。従って、この様な磁気記録媒体
は再生出力および感度が充分でなく実用的ではなかった
。

（問題点を解決するための手段） 本発明は前記従来の問題点を解決した磁気記録媒体の製
法を提供するものであって、基材面に対し、有機ポリマ
ーと強磁性体とを、同時に入射する二元気相析出法にお
いて、基材面に対し有機ポリマーの入射ビームラ６０°
〈ψ、＜９０°の範囲の任意の入射角φ１で入射せしめ
ると同時に、強磁性体を該有機ポリマーの入射ビームと
重−しない入射ビームで入射せしめて該基材面に有機Ｈ
リマー／強磁性体の複合薄膜を形成することを特徴とす
る磁気記録媒体の製法である。

（実施例） 次に図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の詳細な説明するための模式図である。

図中（１）は基材を示し、本発明ではこの基材上に有機
ポリマーと強磁性体を二元同時気相析出法によって、磁
性層を形成する。ここで説明のために、図示の様に、座
標軸を設定する。

すなわち基材表面上に互いに直交するＸ軸およびＹ軸を
設定し、これらの軸の交点Ｏｔ−とおって、基材表面に
垂直に２軸を設定する。なおＸｌ、ＹはそれぞれＸ軸、
Ｙ軸の負側である。

本発明ではたとえば図示のＡ方向から有機ポリマーを高
入射角で基材上に入射させ、上記入方向とは異なる方向
から強磁性体を基材上に同時に入射させる。

ここで有機ポリマーの入射角φ１は、ｏｘ軸から有機ポ
リマーの入射ビームの＾方向までの角度であり、この入
射角φ１は６０°＜ｔｐ＋＜９ｅとすることが本発明の
特徴である。

有機ポリマーと同時に基材上〈入射される強磁性体の入
射方向は上記高入射角で入射される有機ポリマーと重な
らない任意の方向から入射される。

強磁性体の入射方向を有機ポリマーの入射方向く対して
、所定の関係（選定することによって、この二元同時気
相析出法によって形成される複合磁性層の磁気異方性の
向きを任意にコントロールすることが可能である。

後述する実験例の説明の中でも詳細に示すが、たとえば
第１図でｏｘ、ｏｘ軸で形成される平面Ｐ内にあるＡ方
向から入射される有機ポリマーと同時に、強磁性体ｆｔ
０Ｘ％　Ｏ２軸で形成さｎる平面Ｐ内にあるＢ方向から
入射させた場合、すなわち有機ポリマーの入射方向を含
んだ基材に垂直な面内にあって有機ポリマーに向きあう
様に強磁性体を入射させた場合は、形成さｎた磁性層は
基材面に垂直な方向に磁気異方性を有している。また同
様な有機ポリマーの入射に対して、ｇＹＳＯＸ軸で形成
さｎる平面内の一方向、すなわち図示０方向から強磁性
体を入射させた場合も、得られる磁性層は基材面に垂直
に異方性を有している。一方有機ボリマーの入射方向Ａ
Ｉ追いかける様に図示Ｐ面内のＤの方向から強磁性体を
入射させた場合は、得らｎた磁性層はその面内に磁気異
方性を有している。

これらのことより本発明において、垂直磁気異方性およ
び面内磁気異方性を有する磁性層全選択的和形成する一
般的条件は次の様になる。前述の様にＯＸ、Ｏ２によっ
て形成さｎ有機ポリマーの入射方向大を含む１平面Ｐｔ
−考える。この平面ｐｔ−ｏｚ軸のまわりにＯＫ方向か
ら±４！／それぞれ回転して得られる領域ｔ−Ｍとしよ
う。一般に、この領域Ｍ以外から強磁性体入射ビームを
入射させる場合は垂直磁気異方性の磁性層が得られ、こ
の場合、強磁性体の基材に対する入射角φ、は０くφ、
＜９０である。面内磁気異方性の磁性層を得るための強
磁性体の入射ビームは、上記領域Ｍ内に存在する。

磁気異方性膜を得るには、有機ポリマーの入射角φ、は
６Ｉｆ＜ψ、＜９０であるが入射角が８０金越える場合
は蒸着効率が悪くなるので、磁気特性上は異方性膜を得
られるものの生産上は６０＜φ、く８０であるのがより
好ましい。

また有機ポリマーは複数方向から、入射させてもかまわ
ない。ただし、複数の有機ポリマーの入射ビームのいず
れも、前述の高入射角の条件を満足している必要があり
、強磁性体の入射方向との関係は、複数の有機ポリマー
の入射ビームの強度と方向を考慮したベクトル的合成方
向との関係で考えｎばよい。

上記の本発明の製法によｎば、膜中の強磁性体粒子は、
有機ポリマー内に固定されているため、化学的耐食性或
は基材への付着強度が強く、機械的耐久性ともにすぐれ
た磁気記録媒体が得られる。

鼓で、有機ポリマーとは、有機重合体、即ち合成樹脂重
合体の他、これらの重合体を重合により生成する重合性
のモノマー、オリゴマー’を含む。例えば、とドロキシ
エチルアクリレート、ヘキサンジオールジアクリレート
、ネオペンケルグリフールジアクリレート、メチル−α
−クロロアクリレート、トリメチロールプロパントリア
クリレート、ジペンタオールへキサアクリレート、トリ
メチロールプロパントリジエチレングリコールアクリレ
ート、ウレタンアクリレートなどのアクリル系モノマー
或はオリゴマーなど紫外線、電子線硬化型樹脂、或は、
ポリテトラ７０ロエチレン、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリカーボネート、ポリパラキシレン、ポリプロピ
レン、ポリエチレン、ポリスチレン、トリフ０ロクロロ
エチレン、アリルトリフロロアセチレン、アジピン酸−
ヘキサメチレンジアミンオリゴマー、シリコーン油など
である。

強磁性体の材料としては、００、ｌＰｅ５Ｎ１などの強
磁性金属単体、或はＯｏ　−ＩＦ　＠１．　Ｏｏ−Ｎ　
ｉ、Ｆｅ−Ｎｉ、□ｃｏ−Ｆｓ−Ｎｉ、０ｏ−Ｏｕ、　
０ｏ−Ａｕ、　０ｏ−Ｏｒ、　Ｏｏ−Ｍｎ。

０ｏ−Ｖ、０ｏ−Ｐｔ、Ｆｅ−０ｕＳ？ｅ−Ａｕ、　ｌ
Ｐｅ−Ｍｎ、ｌＦｅ−０ｒ。

１Ｆｅ−８ｉ、Ｎｉ−０ｕ、ａｏ−希土類金属、１・−
希土類金属、Ｍｎ−Ｂ１、Ｍｎ−８ｂ、　Ｍｎ−ＡＡ！
などの磁性合金、或は１・、０４、Ｂ＆７エライト、Ｓ
ｒフェライトなどのフェライト磁性化合物、および１・
４１％　ＩＦ　ｅ、Ｎなどの強磁性化合物などである。

基材としては、非磁性材料であり、例えば、ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリイミド、ポリ塩化ビニル、王さ
く醗セルロース、ポリカーボネート、ポリエチレンナフ
タレートなどのプラスチック材、或はガラス、セラミッ
クス、などの無機材、ＡＪｓ　ＡＡ！　Ｍｊｈ　ａｕ、
シリｖ　ンウエハ−１１どの金属材料などであり、その
形状は、フィルム、シート、テープ、ディスク、ドラム
など使用目的に応じて任意選択さｎる。

尚、本発明は、上記の有機ポリマー／強磁性体の２成分
系複合薄膜の作成が典形例であるが、必要に応じ、例え
ば第３成分として、潤滑剤、帯電防止剤等の添加物質を
同時析出法により混合させてもよい。次に本発明の２元
同時気相析出法で上記の２成分系複合薄膜を製造する実
施例を第２図につき説明する。

図面でα〔は処理装置の真空処理容器、ペルジャーｔ−
示し、該ペルジャーＯＩは、その１側面の開口α１１ｔ
−通じ高眞空排気用眞空ゲンプ（図示しない）に接続さ
ｎている。その内部上方に基材（１）を水平に下面に向
は保持した保持部材ａ’ａ＠配した。上記の構成は、従
来と変りないが、本発明によれば１有機ポリマーＡｔ−
収容したるつぼ抵抗加熱式の加熱蒸発用容器α３１′ｔ
−その入射ビームａが該基材（１１面の法線に対し、例
えば８０°の入射角φ１となるようにその中心軸を傾斜
させてその基材（１）の一端の斜め下方に配置する１方
強磁性体Ｂｔ−収容した電子銃（図示しない）加熱式の
加熱蒸発用容器α４をその他端の斜め下方に、その入射
ビームｂの入射角ψ、が該基材（１１面の法線に対し３
０°となるように配置し、両入射ビームａ１ｂｔ？基材
（１）面の１点に合致させて同時入射し垂直磁気異方性
を有するこｎらの複合薄膜が得られるようにした。上記
加熱蒸発用の加熱方式は上記に限定されない。

尚、基板ｆｉｎ−１任意に冷却及び加熱ができるように
、その付属設備を設けることができる。而して析出すべ
き有機ポリマーの種類に応じ、基材を適宜の温度に設定
できるようにすることが好ましい。本発明の２元同時気
相析出法は、上記の直空蒸着法に限定されるものではな
く、真空中において、析出させる強磁性体及び有機ポリ
マーを蒸気或はイオン化した蒸気として基材面上に析出
できる方法であｎばどのような方式でも本発明の目的と
する前記複合膜を作成できる。真空蒸着法以外の方法と
しては、例えば、スパッタリング法（イオンビームスパ
ッタリング法）や、イオンブレーティング法、クラスタ
ーイオンビーム法などが挙げられる。又、上記は、基材
を固定静置した状態でこれに上記両材料を析出させる場
合を示したが、これをドラムやディスクで回転状態にお
いて、又テープ長手方向に、水平に或は傾斜させて連続
移動させる状態においてこれに両材料を析出させるよう
にすることも可能である。

次に、上記の装置を使用して具体的に本発明の磁気記録
媒体を製造する方法につき説明する。

実施例１ 前記装置のペルジャー（１Ｇ内の基材（１）としてアル
ミニウムディスクを使用し、該基材温度は、保持部材（
１３に通した冷媒により一１８０℃の一定に冷却制御し
た。有機ポリマーＡとしてはポリエチレンテレフタレー
トを使用し、強磁性体ＢとしてＯｏｆ使用した。該基材
（１１面に対する該有機ポリマーＡの入射ビームａの入
射角貞を８０とし該強磁性体Ｂの入射ビームｂの入射角
φ！金５２°とした。真空蒸着中の真空度はＬＯＸｌｏ
Ｔｏｒｒとして両材料ＡＳＢの入射ビームを該基材（１
）面に、同−入射面内で互に対向する方向から同時入射
させこれら２成分系の厚さ１００００Ａの複合薄膜を析
出形成した。このようにして作成した磁気ディスクの該
複合薄膜の膜面法線方向の磁気特性は、下記表１に示す
通りであった。

表　　１ 上記表から明らかなように、複合膜は、良好な垂直異方
性媒体を示した。この複合膜の断面構造を透過型電子顕
微鏡で観察したところ、第５図の添付写真に示す通り基
板に対して垂直方向にポリエチレンテレフタレート１０
ｏの複合したカラム（２）が成長しているのが判明した
。

実施例２ 実施例１と略同様な方法で、ポリエチレンテレフタレー
ト１００の垂直磁気異方性を有する複合膜を形成した。

但し、基材として、ポリイミドフィルムを使用し、基板
温度は室温とした。

真空蒸着中の真空度は！Ｌ　ＯＸ　１０　Ｔｏｒｒとし
た。

析出形成した複合膜の厚さは７０ＧＯＡとした。

得られた複合薄膜の膜面法線方向の磁気特性は下記表２
に示す通りであった。

表　　２ 実施例３ 基材の材料、その温度、有機ｙ　＋）マーの材料、強磁
性体の材料および有機ポリマーの位置、その入射ビーム
の入射角ψ１は実施例１と同一としたが、強磁性体の入
射ビームは前記ポリエチレンテレフタレートの入射ビー
ムの入射面に対して直交する入射面内に位置させ且つそ
の入射角ψ、は３ｆとした。真空蒸着中の真空度は五〇
×１０　Ｔｏｒｒとした。かくして該基材面に同時析出
された複合薄膜が形成され、その膜厚は８５００Ａであ
った。この複合膜の膜面法線方向の磁気特性は、下記表
３に示す通りであった。

上記表から明らかなように、酸膜は、垂直異方性媒体を
示した。

実施例４ 基材の材料、その温度、有機ポリマー及び強磁性体の材
料さらに、有機ポリマーの位置及びその入射ビームの入
射角ψ１は実施例１と同一とした。但し、強磁性体の位
置は、有機ポリマーと同じ側に置き且つその入射ビーム
を該有機ポリマーの入射ビームの属する入射面内に存せ
しめ且つその入射角ψ、を６８とした。真空蒸着中の真
空度は、１５Ｘ１Ｇ−’＆した。その両材料の同時析出
によって形成した複合膜の膜厚は、４５００Ａであった
。このようにして得られたポリエチレンテレフタレート
１０ｏの複合膜の膜面長手方向の磁気特性は、下記表４
に示す通りであった。

上記表４から明らかなように、その複合膜は、面内長手
異方性媒体を示した。

実施例５ 有機ポリマーとしてポリテトラフロロエチレンを使用し
、真空度４．５　Ｘ　１０−’ｌ’ｏｒｒとした以外は
、実施例１と同様な方法で、ポリテトラ７ａａエチレン
１０ｏの複合膜を形成した。その膜厚は、８７００Ａで
あった。

その複合膜の膜面法線方向の磁気特性は下記表５に示す
通りであった。

表　　５ 上記表から明らかなように、該複合膜は、良好な垂直異
方性媒体金子した。

次に、本発明の有機ポリマーの入射角ψ１ヲ６１ｆくψ
、＜９０の範囲に限定する意義を次の比較実験例により
更に明らかにする。

比較実験例 基材の材料、その温度、有機ポリマーおよび強磁性体の
材料を実施例１と同一とし、しかもこの両入射ビームの
入射面と入射方向の配置、および強磁性体の入射ビーム
の入射角ψ２、さらに真空蒸着中の真空度も実施例１と
同一としたが、有機ポリマー、即ちポリエチレンテ７タ
レートの入射ビームの入射角ψ１は、０くψ１く８Ｇの
範囲で種々変えて膜厚８０００〜１００００Ａ及び飽和
磁束密度３０００〜４０００ガウスの範囲の各種の複合
膜を基材面上に作成し、その夫々の膜面法線方向の抗磁
力Ｈａ（１）並に角形比を測定した。その結果を第４図
に示す。仝図から明らかなように、有機ポリマーの入射
ビームの入射角ψ、が６０以下の場合は、その抗磁力が
急激に減少し而も角形比も著しく劣るなど複合膜の垂直
磁気異方性が激減する。従って、こｎを換言するに、有
機ポリマーの入射角ψ１を０くψｓ＜６０’の範囲の低
入射角とすることは、磁気異方性の増大に有効でない。

これに対し、本発明の特徴とするその入射角ψ、ヲ６０
′ヲ越える高入射角とするときは、抗磁力の急増、角形
比の著しい改善をなし得ることが分る。

尚、上記実施例の本発明の方法でつくられた有機ポリマ
ー／強磁性体の複合膜からなる磁気記録媒体は、必要に
応じ、酸膜に重合開始剤を作用させて熱重合させるが、
紫外線或は電子線重合させて複合膜の有機ポリマーの高
分子化を行ない硬化せしめるようにしてもよい。

このように本発明によるときは、有機ポリマーと強磁性
体の複合膜から成る磁気記録媒体を基材面上に作成する
に肖り、特に、該有機ポリマーの入射ビームの入射角を
６ポくφ、り９０°の範囲内で設定し、しかも強磁性体
の入射ビームを、任意に設定された該有機ポリマーの入
射ビームと重複しないように、任意の入射面および入射
角に設定し、基材面に同時入射せしめるようにしたので
、大きな磁気異方性および、高い抗磁力と著しく改善さ
ｎた角型比をもつ垂直又は面内磁気異方性を有する複合
膜からなる高密度磁気記録媒体が得られる。しかも、磁
気記録層は有機ポリマーと強磁性体が複合化さｎている
ために、すぐれた機械的耐久性化学的耐食性を兼ね備え
た磁気記録媒体を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の製法を模写的に説明する。 斜面図、第２図は、本発明実施の１例の製造装置の裁断
側面図、第３図は製品の１部の断面図を示す電子顕微鏡
写真、第４１ｉ１！ｆｆは、膜面法線方向の磁気特性の
有機ポリマーの入射角の変化による影響を示す関係特性
曲線図を示す。 （１）・・・基材　　Ａ・・・有機ポリマー　ａ・・・
入射ビームＢ・・・強磁性体　　ｂ・・・入射ビームＱ
Ｏ・・・真空処理容器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基材面に対し、有機ポリマーと強磁性体とを同時に
   入射する二元気相析出法において、基材面に対し有機ポ
   リマーの入射ビームを ６０°＜ψ＿１≦９０°の範囲の任意の入射角ψ＿１で
   入射せしめると同時に強磁性体を該有機ポリマーの入射
   ビームと重複しない入射ビームで入射せしめて、該基材
   面に、有機ポリマー／強磁性体の複合薄膜を形成するこ
   とを特徴とする磁気記録媒体の製法。 ２、有機ポリマーと強磁性体の両入射ビームを、同一入
   射面にとると共に互に対向する方向から基材面に同時入
   射せしめ且つ該強磁性体の入射ビームの入射角ψ＿２を
   ０°≦ψ＿２≦９０°とし、該基材面に、有機ポリマー
   ／強磁性体の垂直磁気異方性を有する複合薄膜を形成す
   ることを特徴とする磁気記録媒体の製法。 ３、有機ポリマーと強磁性体の両入射ビームを、互いに
   直交する入射面にとると共に、互いに交差する方向から
   基材面に同時入射せしめ且つ該強磁性体の入射ビームの
   入射角ψ＿２を０°≦ψ＿２≦９０°とし、該基材面に
   有機ポリマー／強磁性体の垂直磁気異方性を有する複合
   薄膜を形成することを特徴とする磁気記録媒体の製法。 ４、有機ポリマーと強磁性体の両入射ビームを、同じ側
   の同一入射面内又はその略近傍の入射面内にとると共に
   同じ側の方向から基材面に同時入射せしめ且つ該強磁性
   体の入射ビームの入射角ψ＿２を０°＜ψ＿２≦９０°
   とすることを特徴とする有機ポリマー／強磁性体の面内
   磁気異方性を有する複合薄膜を形成することを特徴とす
   る磁気記録媒体の製法。