JPS61210516A - 磁気記録媒体およびその製造法 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は磁気記録媒体の耐食性、耐ヘツド摺動性の改善
に係り、特に磁気テープ、磁気リジッドディスク、磁気
フロッピーディスクなどの耐食性ならびに耐ヘツド摺動
性に優れた磁気記録媒体およびその製造法に関するもの
である。

〔発明の背景〕

近年、磁気記録密度の向上を目的として、真空蒸着法、
めっき法、スパッタリング法、イオンプレーティング法
などによって形成される強磁性金属薄膜あるいは化合物
磁性薄膜を磁気記録媒体とする、いわゆる、非塗布型の
磁気記録媒体の実用化の研究が盛んに行なわれているが
、これらの磁気記録媒体の実用化へのネックは、主に、
耐食性および耐ヘツド摺動性にある。

磁気記録媒体の耐食性ならびに耐ヘツド摺動性を向上さ
せるために、磁性体薄膜の表面を酸化して酸化物系の保
護膜を形成する方法（特公昭４２−２００２５）　、表
面を窒化して窒化物系の保護膜を形成する方法（特開昭
５４−１４３１１１）などが知られている。しかし、酸
化物や窒化物を保護膜とする方法においては、耐ヘツド
摺動性の向上には限界があった。

また、保護膜として耐酸化性および耐ヘツド摺動性の金
属または合金として、例えば、Ｒｈ、　Ａｕ、Ｐｄ、　
Ｃｒ、　Ａｌｔ、　Ｐｄ−Ｂ、　Ｇｅ−８ｎ、　Ａｇ−
Ｃｕなどを用いる方法（特開昭５３−４０５０５、特開
昭５５−７３９３２）　、保護膜として、酸化シリコン
膜を用いる方法（特開昭５２−１２７２０３．特開昭５
０−８０１０２）、有機物質を主成分とする保護膜を設
ける方法（特開昭５４−１４３１１４）　、保護膜とし
て金属フッ化物を形成する方法（特開昭５Ｏ−１４６３
０３）　、金属セレン化物を保護膜として用いる方法（
特開昭５Ｏ−１２３４０７）　、金屑硫化物を保護膜と
する方法（特開昭５０−１２３４０８．特開昭５３−５
７００７．特開昭５６−８７２３５）　、フッ化黒鉛を
含有させる方法（特開昭５２−１１９０７、特開昭５６
−１５６９３１）および六方晶系ＢＮを保護膜とする方
法（特開昭５８−１６４０３０、特開昭５８−１３３６
２７．特開昭５７−１８１４２８、特開昭５３−４０５
０５）などが知られている。しかし、上述の保護膜では
耐食性の改善はみられるものの、耐ヘツド摺動性の向上
については不充分であり、磁気記録媒体とした場合にそ
の寿命が短かいという欠点があった。

〔発明の目的〕 本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、耐
ヘツド摺動性ならびに耐食性、特に耐ヘツド摺動性に優
れた磁気記録媒体およびその製造法を提供することにあ
る。

〔発明の概要〕

要するに本発明は、例えば、物理蒸着法（スパッタリン
グ法、イオンプレーティング法、真空蒸着法）などの方
法で、強磁性金属薄膜あるいは化合物磁性薄膜を基板上
に形成した後、ＳｉまたはＧｅの単体金属もしくはＳｉ
およびＧｅの合金、あるいはＳｉまたはＧｅを主成分と
する合金からなる第１保護膜を物理蒸着法によって形成
し、ついで、これらの第１保護膜上に、六方晶ＢＮ、フ
ッ化黒鉛、グラファイト、フッ化金属（ＺｎＦ２、Ｃａ
　Ｆ２、ＢＦ２、ＭｇＦ２、ＬｉＦなど）、金属セレン
化物（ＺｎＳｅ、ＣｄＳｅなど）、金属硫化物（Ａｓ、
Ｓ２、ｓｂ、ｓ２、ＣｒＳ、ＭｏＳ２、ＷＳなど）、金
属テルル化物（ＺｎＴｅ、ＣｄＴｅなど）などの固体潤
滑剤の少なくとも一種からなる第２保護層を有する耐食
性ならびに耐ヘツド摺動性に優れた磁気記録媒体および
その製造方法を提供するものである。上述の第２保護膜
を形成する固体潤滑剤のうち、六方晶ＢＮ、フッ化黒鉛
、グラファイト、ＭｏＳ２、ＷＳ２が安価で、かつ、毒
性が少ないのでより好ましい。

そして、第１保護膜の形成は１強磁性薄膜の形成に続い
て連続して行なうことがより好ましい。

その理由は、強磁性薄膜を形成した後、空気中に取出し
たり、薄膜形成後、装置内に長時間放置すると、強磁性
薄膜の表面に油や水などが吸着して強磁性薄膜面が汚染
される。その結果１強磁性薄膜と第１保護膜との間の接
合力が低下し、耐ヘッド摺動性の向上効果が低くなる。

同様の理由で。

第２保護膜も第１保護膜の形成後連続して形成すること
が好ましいが、この場合は強磁性薄膜と第１保護膜との
間の汚染による影響はど大きなものではない。

また、第１保護膜形成時または第２保！ａ膜の形成時、
特に第１保護膜の形成前または形成時には基板を加熱す
ることが好ましい。この加熱が好ましい理由は、物理蒸
着装置内の残留ガスの吸着または吸蔵をいっそう確実に
防止するためである。

加熱温度は強磁性薄膜、保護膜および基板の種類によっ
て異なるが、通常５０〜４００℃の範囲が好ましい。

そして、第１保護膜および第２保護膜の膜厚は５０〜１
０００人が好ましく、第１保護膜と第２保護膜の膜厚の
合計は１００〜１５００人が好ましく、１００〜１００
０人の範囲がより好ましい、この保護膜の膜厚範囲が好
ましい理由は、膜厚が薄すぎると保護潤滑効果が小さく
、膜厚が厚すぎると磁気記録媒体面と磁気ヘッドとの間
隙によるスペーシングロスによって再生出力が低下する
原因となるからである。

第１保護膜としては、Ｓｉ、Ｓｉ−Ｃ、Ｓｉ−Ｂ、Ｓｉ
−Ｇｅ、　Ｓｉ−８ｎ、　Ｓｉ−５ｂ、　Ｓｉ−Ｍｎ、
　Ｓｉ−Ｃｒ、Ｇｅ、Ｇｅ−Ｂ、Ｇｅ−５ｎ、Ｇｅ−Ｓ
ｂ、Ｇｅ−Ｍｎ、Ｇｅ−ＣｒなどＳｌまたはＧｅの単体
、もしくはＳｉまたはＧｅの含有量が５０原子％以上、
あるいはＳｉおよびＧｅの含有量の合計が５０［子％以
上含むものであればいずれの合金でもよい。

そして、第１保護膜と第２保護膜とを組合せることのよ
い理由は次のとおりである。すなわち、Ｓｉ、Ｇｅなど
のみからなる第１保護膜だけでは、保護膜が硬いために
磁気ヘッドが傷つき、磁気ヘッドなどからの摩耗粉が発
生する。そのために、摩擦係数が大きくなり、摺動時間
が長くなると保護膜の剥離や強磁性薄膜の破壊、剥離な
どが起り易く、このため磁気記録媒体の寿命が低下する
ことになる。一方、固体潤滑剤からなる第２保護膜のみ
では、保護膜が軟かいので磁気ヘッドからの摩耗粉の発
生がなく、そのために摩擦係数は低くなるが、保護膜自
体が弱いために大気中からのごみなどが原因で瞬間的に
摩擦係数が高くなり強磁性薄膜の破壊や剥離が起り、磁
気記録媒体の寿命が短くなるという問題が発生する。こ
れに対して。

Ｓｉ、Ｇｅなどからなる硬い第１保護膜と１Ｍ子面と原
子面との間がほぼ平行で滑り易い積層構造をもつ、軟ら
かい第２保護膜を有する磁気記録媒体では、第１保護膜
材料あるいは第２保護膜材料のみからなるものに比べて
飛躍的に耐ヘツド摺動性の改善がはかられる。なおこの
場合に、第２保護膜の積層構造が磁気記録媒体面に対し
ほぼ平行であること１例えば、六方晶ＢＮのＣ軸が膜面
に垂直に配向したような構造が好ましいが、必須の条件
ではない。

強磁性薄膜としては、Ｃｏ−Ｃｒ、Ｃｏ−０、Ｃｅ−Ｖ
、Ｃｏ−Ｒｕ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｍｎ−Ｐ、Ｆｅ−Ｎｄ−Ｔ
ｉ、ＢａＦｅ２、Ｏ，２、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｒｈ、Ｃｏ−Ｃ
ｒ−Ｒｕ、Ｇｏ−Ｎｉ、Ｃｏ−Ｎｉ−０，Ｇｏ−Ｐ、Ｃ
。

−Ｂ、Ｃｏ−Ｓｉ、Ｇｏ−Ｙ、Ｃｏ−Ｌａ、Ｃｏ−Ｐｒ
、Ｃｏ−Ｃｅ、　Ｇｏ−８ｍ、　Ｃｏ−Ｐｔ、　Ｇｏ−
Ｍｎ、　Ｃ。

−Ｎｉ−Ｐ、Ｃｏ−Ｎ１−Ｂ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ａｇ、Ｃ。

−Ｎｉ−Ｎｄ、　　Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｅ、　　Ｇｏ−Ｎｉ
−Ｚｎ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｕ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｈｇ、Ｃｏ−
Ｎ１−Ｗ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｒｅ、Ｃｏ−Ｍｎ−Ｐ、Ｃｏ−
Ｚｎ−Ｐ。

Ｆｅ、　Ｆｅ−Ｃｏ、　Ｆｅ−Ｎｉ、　Ｆｅ−Ｓｉ、　
　Ｆｅ−Ｒｈ。

Ｆｅ−Ｖ、Ｆｅ４Ｎ、Ｆｅ、Ｎ（ｘ＝２〜３）、Ｆｅ、
Ｏ，。

Ｃｏ入りＦｅ、○いγ−Ｆｅ２０．などを、物理蒸着法
（スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティン
グ法、イオンビームスパッタリング法など）、化学蒸着
（ＣＶＤ）法、および電解または無電解めっき法などに
よって作製したものが用いられる。そして、強磁性薄膜
の厚さは０．０３〜５４が好ましく、Ｏ，ＯＳ〜１−の
範囲がより好ましい。

基板材料としては、ポリイミド、ポリカーボネート、ポ
リ塩化ビニリデン、ポリエチレンフタレート、ポリエチ
レンナフタレート、酢酸セルロース、ポリアミドのよう
な高分子材料、アルミニウム、ステンレス、黄銅のよう
な金属材料、あるいはガラスまたはセラミックスなどの
酸化物材料などが用いられる。また、これらの材料から
なる基板と強磁性薄膜との間に、例えば、Ｔｉ、　Ｓｉ
、Ｇｅ、Ｃｒなどの金属またはそれらを主成分とする合
金の薄膜層を設けてもよい。

また、Ｃｏ−Ｃｒ、Ｇｏ−〇、Ｃｏ−Ｖ、Ｃｏ　　Ｒｕ
。

Ｆｅ−Ｎｄ−Ｔｉ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｍｎ−Ｐ。

ＢａＦｅ□、０１．、ＦｅＸＮ　（ｘ＝２〜３）、Ｆｅ
５０．。

Ｃｏ入りＦｅ、０４のような垂直磁化膜を使用する場合
には、再生出力の増大を目的に垂直磁化膜の下に高透磁
率磁性材料を設けることもできる。

そして、第１および第２保護膜の形成方法としては、物
理蒸着法または化学蒸着法、各種のめっき法が考えられ
るが、物理蒸着法および化学蒸着法がより好ましい。

〔発明の実施例〕

以下に、本発明の一実施例を挙げさらに発明を具体的に
説明するが１本実施例によって本発明の技術的範囲はな
んら制約を受けるものではない。

（実施例　１） 基板として、ポリイミドフィルムを用いて、第２図に示
す構成の蒸着装置を用いて、第１図に示す断面構造の磁
気記録媒体を作製した。真空度がＩ　Ｘ　１０−＠Ｔｏ
ｒｒの真空中でポリイミドフィルム基板ｌを、赤外線ヒ
ータ２で２００℃に加熱しながら蒸着源３からＧｅを蒸
発させ、基板１上に３００人のＧｅＪＩＬｌを形成した
。続いて、基板温度１５０℃として蒸着源４からＣｏ−
Ｃｒ合金を蒸発させ、膜厚が３５００人のＣｏ−２１重
量（ｗｔ）％Ｃｒの強磁性薄膜１２を形成した。さらに
同じ基板温度で、蒸着源５よりＳｉを蒸発させて、膜厚
が２００人のＳｉからなる第１保護膜１３を形成した。

ついで、蒸着源６からＢＮを蒸発させ、第２保護膜１４
である六方晶ＢＮ層３００人を積層した磁気記録媒体を
作製した。

基板上にＧｅを形成する理由は、Ｇｏ−Ｃｒ合金である
強磁性薄膜の磁気特性の改善のためである。

上記と同様の条件で、第１保護膜であるＳｉの代りに、
Ｓｉ−３ｗｔ％Ｃ，Ｓｉ−１０ｗｔ％Ｇｅ、Ｓｉ−３０
ｗｔ％Ｓｎ、Ｓｉ−２５ｗｔ％Ｓｂ、　Ｓｉ−９０ｗｔ
％Ｇｅを用いて、第１図に示す断面構造の磁気記録媒体
を作製した。上述のごとく、Ｓｉおよびその合金を第１
保護膜とし、六方晶ＢＮを第２保護膜とした本実施例に
おける磁気記録媒体をＡグループとする。

次に、本実施例に対する比較例として、六方晶ＢＮから
なる第２保護膜のない磁気記録媒体を作、製した。これ
らをＢグループとする。さらに、第２保護膜である六方
晶ＢＨの保護膜のみ有し、第１保護膜のない磁気記録媒
体を作製し、これをＣグループとした。

このようにして作製した各磁気記録媒体から、ディスク
状の媒体を切り出し、耐ヘツド摺動テストを行なった。

ディスク回転装置を用いて、磁気記録媒体薄膜に傷が生
じるまでの回転数を測定した。その結果を第１表に示す
。なお、磁気ヘッド荷重は１０ｇ、磁気ヘッドと磁気記
録媒体間の相対速度を２　ｍ　／　ｓとした。

第１表に示したデータから明らかなように、第１保護膜
と第２保護膜とを組合せることにより、単一層の保護膜
のみの場合（ＢおよびＣグループ）に比べて、はぼ−桁
の耐ヘツド摺動特性の帰路的向上をはかることができた
。

（実施例　２） 第１保護膜としてＧｅ−１０ｗｔ％Ｓｉを使用し、第２
保護膜として六方晶ＢＮの代りに、フッ化黒鉛、Ｃａ　
Ｆ２、ＺｎＳｅ、ＣｒＳ、ＭｏＳ２、ＷＳ２、ＣｄＴｅ
薄膜を形成させた磁気記録媒体を作製した。

これらの試料をＤグループとする。

本実施例に対する比較例として、第１保護膜であるＧｅ
−１０ｗｔ％Ｓｉ保護層のない磁気記録媒体を作製し、
これらの試料をＥグループとした。Ｄ、Ｅグループの試
料の耐ヘツド摺動性テスト結果を第２表に示す、なお、
耐ヘツド摺動性テストの条件は実施例１と同様である。

第２表から明らかなように、Ｇｅ−１０ｗｔ％Ｓｉの第
１保護膜と、フッ化黒鉛、フッ化金属、金属第２表 サルファイド、金属チルライド、金属セレナイドのよう
な固体潤滑剤を第２保護膜として設けた磁気記録媒体の
耐ヘツド摺動特性は、第１保護膜を設けない場合（固体
潤滑剤である第２保護膜のみ）に比べ飛躍的に向上して
いる。

（実施例　３） 基板として、表面に０．１−のＳｎＯ，を被着した１０
０■φＸ　２　ｍ　ｔのガラス円板を用い、連続スパッ
タリング装置によって、以下の手順で磁気記録媒体を作
製した。連続スパッタリング装置の試料室をＩ　Ｘ　１
０−＠Ｔｏｒｒまで真空排気した後、１×１０−”　Ｔ
　ｏｒｒのＡｒガスを導入し、基板上に一１３０ｖのＤ
Ｃバイアス電圧を印加しながら、ＦｅｘＮ膜（ｘ＝２〜
３）である垂直磁化膜４０００人を高周波スパッタリン
グ法で形成した０次に、基板温度２００℃とし、５　Ｘ
　１Ｏ−３Ｔｏｒｒで３０００人の膜厚のＳｉ保護膜（
第１保護膜）を、上記ＦｅｘＮ膜上に形成させた。つい
で、　５　Ｘｌ０−３Ｔｏｒｒで、膜厚３００人の六方
晶ＢＮ保護膜（第２保護膜）を形成した（試料Ｆとする
）、なお１本実施例に対する比較例として、Ｆｅ、Ｎの
垂直磁化膜の上に、Ｓｉ保護膜（第１保護膜）のみを形
成した試料Ｇと、六方晶ＢＮ保護膜（第２保護膜）のみ
を形成した試料Ｈとを作製した。これらの、耐ヘツド摺
動テストの結果を第３表に示す。なお、摺動テストの条
件は、上記実施例１と同様である。

第３表 第３表から明らかなごとく、第１保護膜としてＳｉ、第
２保護膜として六方晶ＢＮを被着させることによって、
Ｓｉ保護膜のみの場合および六方晶ＢＮ保護膜のみの場
合に比べて、耐ヘツド摺動特性は約１桁向上している。

以上の実施例において述べなかったが、基板と強磁性薄
膜との間に密着性を向上させる目的でＣｒなどの中間膜
を設けてもよい、また、強磁性薄膜上に耐食性を向上さ
せる目的でＯｒなどの公知の耐食性保護膜を設けること
もできる。この場合においても、耐食性保護膜と第１保
護膜の膜厚の合計を１５００Å以下とすることが好まし
い。

さらに、本発明の第２保護膜の表面に、パーフルオロカ
ルボン酸のような液体潤滑剤による層を形成することを
排除するものではない。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したごとく、本発明によるＳｉまたはＧ
ｅ、もしくはＳｉおよびＧｅの合金、あるいはＳｌまた
はＧｅを主成分とする合金からなる第１保護膜と、六方
晶ＢＮ、フッ化黒鉛、グラファイト、フッ化金属、金属
セレン化物、金属硫化物、金属テルル化物などの固体潤
滑剤からなる第２保護膜とを設けた磁気記録媒体は、第
１保護膜と第２保護膜との相剰効果によって、磁気記録
媒体の耐ヘツド摺動特性が、従来技術に比較して約１桁
以上に飛躍的に向上するから、これを、磁気テープ、磁
気リジッドディスク、磁気フロッピーディスクなどに応
用することによって、その耐用寿命の大幅な改善がはか
られ産業上の価値は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における磁気記録媒体の構造を
示す断面図、第２図は本発明の実施例における磁気記録
媒体を作製する装置の構成を示す説明図である。 １・・・基板　　　　　　　２・・・加熱ヒータ３・・
・Ｇｅの蒸着源

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）強磁性金属薄膜または化合物磁性薄膜を磁化膜と
   する磁気記録媒体において、該磁気記録媒体の表面に、
   ＳｉまたはＧｅの単体金属、もしくはＳｉおよびＧｅを
   主成分とする合金、あるいはＳｉまたはＧｅを主成分と
   する合金からなる第１保護膜と、該第１保護膜の上部に
   固体潤滑剤からなる第２保護膜とを積層構造に形成する
   ことを特徴とする磁気記録媒体。
2. （２）上記第１保護膜を形成する、ＳｉおよびＧｅを主
   成分とする合金、もしくはＳｉまたはＧｅを主成分とす
   る合金は、ＳｉおよびＧｅの合計含有量が５０原子％以
   上であるか、もしくはＳｉまたはＧｅの含有量が５０原
   子％以上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。
3. （３）上記第１保護膜を形成するＳｉまたはＧｅを主成
   分とする合金は、Ｓｉ−Ｃ、Ｓｉ−Ｂ、Ｓｉ−Ｇｅ、Ｓ
   ｉ−Ｓｎ、Ｓｉ−Ｓｂ、Ｓｉ−Ｍｎ、Ｓｉ−Ｃｒ、Ｇｅ
   −Ｃ、Ｇｅ−Ｂ、Ｇｅ−Ｓｎ、Ｇｅ−Ｓｂ、Ｇｅ−Ｍｎ
   、Ｇｅ−Ｃｒであることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項または第２項記載の磁気記録媒体。
4. （４）上記第２保護膜を形成する固体潤滑剤は、六方晶
   ＢＮ、フッ化黒鉛、グラファイト、フッ化金属、金属セ
   レン化物、金属硫化物、金属テルル化物の群から選ばれ
   る少なくとも１種の固体潤滑剤からなることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の磁気記録媒体。
5. （５）上記第２保護膜を形成する固体潤滑剤であるフッ
   化金属はＺｎＦ＿２、ＣａＦ＿２、ＢＦ＿２、ＭｇＦ＿
   ２、ＬｉＦであり、金属セレン化物はＺｎＳｅ、ＣｄＳ
   ｅであり、金属硫化物はＡｓ＿２Ｓ＿ｓ、Ｓｂ＿２Ｓ＿
   ３、ＣｒＳ、ＭｏＳ＿２、ＷＳ＿２であり、金属テルル
   化物はＺｎＴｅ、ＣｄＴｅであることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項または第４項記載の磁気記録媒体。
6. （６）上記第１保護膜の膜厚が５０〜１０００Å、上記
   第２保護膜の膜厚が５０〜１０００Åで、第１保護膜と
   第２保護膜の膜厚の合計が１５００Å以下であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項および第４項
   のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
7. （７）強磁性金属薄膜または化合物磁性薄膜を磁化膜と
   する磁気記録媒体を製造する方法において、該磁気記録
   媒体の表面に、物理蒸着法または化学蒸着法、もしくは
   電解または無電解めっき法による被着方法によって、Ｓ
   ｉまたはＧｅの単体金属、もしくはＳｉおよびＧｅを主
   成分とする合金、あるいはＳｉまたはＧｅを主成分とす
   る合金からなる第１保護膜を形成し、ついで該第１保護
   膜の上部に、上記被着方法によって、固体潤滑剤からな
   る第２保護膜を積層構造に形成することを特徴とする磁
   気記録媒体の製造法。
8. （８）上記物理蒸着法は、真空蒸着法、スパッタリング
   法、イオンプレーティング法、イオンビームスパッタリ
   ング法の中から選択された少なくとも一種の方法によっ
   て行なうことを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の
   磁気記録媒体の製造法。
9. （９）上記の第１保護膜および第２保護膜を形成する被
   着方法は、物理蒸着法または化学蒸着法であることを特
   徴とする特許請求の範囲第７項記載の磁気記録媒体の製
   造法。