JPS62143227A - 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】 工　発明の背景 技術分野 本発明は、磁気記録媒体に関するものである。　さらに
詳しくは、基板上にＴｉを含有する■地層を有し、この
下地層上に、膜面に対して垂直方向に磁化容易１紬を持
つ磁性層薄膜を仔する、いわゆる垂直記録方式の磁気記
録媒体に関するものである。

先行技術とその問題点 近年、磁気記録媒体において高密度化が要求されており
、それに応えるものとして垂直記録方式が提案されてい
る。　そして、この垂直記録方式においては、膜面の垂
直方向に磁化容易軸を有する媒体が必要となる。

従来、スパッタリング法によりこのようなＣｏ　−Ｃｒ
　ＩＱが得られることか報告されているが、この方法で
は堆積速度等の問題から実用化か困難である。

また特開昭５６−１２７９３４号、特開昭５６−１６５
９３１号、特開昭５７−５３８２８３８２８号昭５７−
２１０４５２号、特開昭５８−９２２０号、特開昭５８
−１３９３３８号、特開昭５８−１４８１３９号等には
、イオンブレーティング法を用いてＣｏ−Ｃｒ系の垂直
磁化膜を作製する旨の提案が行われている。

しかしこれら通常のイオンブレーティング法では、イオ
ン化のために一定量以上のガスを導入する必要があり、
カス導入の制御がむずかしく、蒸着時の圧力か高くなり
結晶配向が乱れる。　そのため保磁力のあまり大きなも
のは得られない。

さらに、高い堆積速度が期待できる真空蒸着法を用いて
垂直磁化＋Ｓを作製する旨の報告がなされている（　Ｎ
ａｔｉｏｎａｌ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｒｅｐｏｒｔ　
Ｖｏｌ。

２８　Ｎｏ、６　Ｄｅｃ、］９８２　Ｐ４〜Ｐ１４　）
。

この報告では、基板として耐熱性のある高分子゛材料を
用い、基板温度３０〜３５０℃にてＣｏ−Ｃｒ１１便の
蒸着を行っている。　そして５基板温度か高くなるに従
い、膜面に垂直方向の保磁力か大きくなり、３００℃以
上の基板温度で１００００ｅ以上の保磁力が得られると
されている。　しかしなから、このような従来技術では
、ポリエチレンテレフタレート等の耐熱性の悪いフィル
ム上に、高保磁力のＣｏ−Ｃｒ％直磁化膜を形成するこ
とは困難である。

ところで、Ｔｉの薄膜は接着力を向上させる目的で磁気
記録媒体の下地層として用いられることが一般に知られ
ている（特公昭３９−２６９０７号公報等）。

そして、Ｃｏ−Ｃｒの垂直磁気記録媒体として、このよ
うなド地層をポリイミド等の耐熱性基板の上に設けて、
Ｃｏ−Ｃｒ磁性層の結晶配向性を向上させる旨の提案（
特開昭５８−１５９２２５号公報、同５９−２２２３６
号公報、同５９−２２２２５号公報、同５９−３３６２
８号公報等）や媒体のカールを防止する旨の提案（特開
昭５９−７５４２９号公報、同５９−７７６２１号公報
、同５９−１１９５４１号公報等）が行われている。　
しかしながら、これらの提案では、膜面に垂直方向の保
磁力は向上していない。

また、前述したポリイミド等の耐熱性基板にかえて、比
較的耐熱性に劣るポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ
）を基板とし、この上に同様にＴｉのＦ地層を設け、媒
体のカールを防止する旨の提案（特開昭５９−２２１８
２８号公報、同５９−２２１８２９号公報等）も行われ
ている。　この場合においても上記の場合と同様に膜面
に垂直方向の保磁力は向上していない。

そこで、このようなＴｉを含有する下地層をポリエチレ
ンテレフタレート（ＰＵＴ）の上に設けて、磁性層のＣ
ｏ−Ｃｒ等の結晶配向性、接着性、カール防ＩＦ等の優
れた効果を保持しつつ、磁性層のＩ反面に垂直方向の保
磁力を高くす■　発明の目的 本発明の目的は、例えばポリエチレンテレフタレー）−
（ＰＥＴ）等の熱変形温度１５０℃以千′の基板を用い
、高い垂直方向の保磁力を打し、磁気特性および物性上
良好な特性を示すＣｏ−Ｃｒ１ｖ−の磁気記録媒体を提
供することにある。

なお、本発明者らは、特願昭６０−２３７８８８号およ
び同６０−２３８９３９号にて、ＰＥＴ等の基板Ｅに、
Ｔｉ下地層を形成し、このＦ地層上に１０〜３００ｎ［
Ｉ＋の平均粒径のＣｏ−Ｃｒ磁性層を設けると保持力が
向上する旨を提案している。　本発明は、これら先の出
願にて開示しえなかった範囲でも保磁力向上効果が実現
するとの知見に基づくものである。

■　発明の開示 このような目的は、下記の本発明によって達成される。

の樹脂製基板上に、Ｔｉを含有する平均粒径１０〜３０
０ｎｍ、ＩＩ５！厚２０〜６００ｎｍの下地層を４Ｔ　
Ｌ、この下地層の上に、ＣｏおよびＣｒを含有し、平均
粒径が１０〜３００　ｒ＋ｍの柱状結晶を有する膜厚５
０〜１１００ｎｍの磁性層を有することを特徴とする磁
気記録媒体である。

■　発明の具体的構成 以下、本発明の具体的構成について詳細に説明する。

本発明に用いられる樹脂製基板は、熱変形温度が１５０
℃以下、特に７０〜１２０℃の物性を有する。

このような基板材質のうち好適なものとしては、例えば
、ポリエチレンテレフタレート（ＰＵＴ）、ポリエチレ
ン２．６ナフタレートなどのポリエステル等がある。　
これらのものは、フィルム状に成形された時の表面平滑
性およびその均一性がきわめて良好であフて、しかも廉
価である。

これら基板の形状はデーゾ、ティスフ等種々可能であり
、その厚さについても特に；ｔＪ１限はないが通常３〜
７０μｍ、特に３〜２０μｍ程度である。

このような基板−Ｆには、Ｔｉを含有するＦ地層か設層
される。　下地層中のＴｉ含含量量、１００ａｊ％以下
、通常、８０ａし％以上、より好ましくは９０ａし％以
上である。　このＦ地層のＴｉ含有鼠が８０ａし％以下
であると、−ド地層を設けた効果が顕著にあられれず、
媒体として、膜面垂直方向の高い保磁力は得られない。

このような下地層は、通常、Ｔ　ｉ　’Ｊｊ−独で形成
される。　あるいはＴｉ合金として、またＴｉの酸化物
および／または窒化物を含むもの等として形成される。

　そして、Ｔｉ以外の含有率は通常２０　ａＬ％未満な
いし０、特に１０ａし％以下である。

Ｔｉ合金として、Ｔｉに添加される合金元素としてはＡ
ｎ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｖ等があり、ざらにＣ１
０、Ｎ、Ｈ等が添加可能である。

Ｔｉの酸化物としては、例えばＴ　ｉ　ＯｌＴ　ｉ２０
３　、　Ｔ　ｉ　０２など、Ｔｉの窒化物としては、例
えばＴｉＮなとの形が挙げられる。

これらでは、通常、下地層の組成の一部が酸化物や窒化
物として存在するものである。

このような中では、特にＴｉのみからなるか、あるいは
これと１ａｊ％以下、特に０，１〜ｆａｔ％のＯおよび
／またはＮを含有する下地層か好ましい。

このような下地層の０および／またはＮの総含存量がｆ
ａｔ％をこえると、媒体として膜面垂直方向の保持力が
低下する。

このような下地層中に含有される０やＮの含有量は、オ
ージェ分光分析、ＥＳＣＡ等の元素分析法によって測定
すればよい。

このようなＴｉを含有する下地層は、蒸着法、スパッタ
法、イオンブレーティン法などの各種真空成膜法によっ
て形成される。

この場合、成膜条件は通常種々行われている範囲で行え
ばよく、例えば基板の温度は３０〜１００℃、作動圧力
０．０１〜１ｍＰａ程度である。

また、特に０．Ｎの含ｆ量を１ａｊ％以丁にするために
は例えば基板を成膜航に１６０〜１８０℃まで真空中で
ｔ備加熱したのち、基板温度を８０〜１００℃程度に保
持し、作動圧力０．０１〜０．１ｍＰａ程度とすること
が効果的である。

このようにして設層されるＦ地層のｌＩ！２Ｊ”Ｌは２
０〜６００　ｎｍである。　この膜厚か６００　ｎｍを
こえると媒体としての剛性が大きくなって、ヘッドタッ
チか悪く、しかもノイズが発生しやすくなる。　そして
、保磁力が低下する。

また、２０　ｎ＋ｎ未満では保磁力向上効果が低い。

なお、Ｔｉ下地層の平均結晶粒径はｌＯ〜３００ｎｍ、
より好ましくは２０〜２００ｎｍ、特に２０〜１００ｒ
＋ｍである。

そして、このような下地層の上には膜面の垂直方向に磁
化容易１陥を有する磁性層が設層される。

このような磁性層は通常、柱状結晶構造をもち、この結
晶の平均粒径はｌＯ〜３００　ｒ＋ｍ、より好ましくは
２０〜２００　ｎｍ、さらに好ましくは２０〜１ＯＯｎ
ｒｎである。

東均粒径か１０ｎｍ未満になると膜面に垂直方向の保磁
力が低くなり、３００　ｎｍをこえると同様に保磁力が
低くなり、しかも粒界ノイズが大きくなり実用１好まし
くない。

そして、このような磁性層を形成する柱状結晶は膜面に
ほぼ垂直に配向するものである。

このような磁性層の膜厚は５０〜１１００ｎｍ、より好
ましくは６０〜９００　ｎｍである。

この磁性層の厚さが５０ｎｍ未謂になると強度が低下し
、また１１００ｒ＋＋ｎをこえるとヘッドタッチが悪く
なり、変調ノイズが大きくなってしまう。

なお、磁性層表面には、結晶粒に起因して、通常、粒径
に対応する底辺をもち、高さ１０〜１１００ｎ程度の凸
部が形成される。　この凹凸により、走行性等か向上す
る。

本発明における柱状結晶の）均粒径°および磁性層のＩ
ｔ！１３　Ｊ’Ｘ等は、通常、表面および破断面の電子
顕微鏡写真［走査形顕微鏡（ＳＥＭ）および透過形顕微
鏡（ＴＥＭ）］によって、観測、算出することか゛でき
る。

このような磁性層を構成する組成は、Ｃｏ−Ｃ「である
。

Ｃｏ　−Ｃｒ　ｌｌ５１１としては、磁気特性上、膜組
成としてＣｒが１５〜２５ａｊ％含有されることが好ま
しい。

なお、ＣｏおよびＣｒに加え、５ｗＬ％以Ｆの範囲でＮ
ｉ、Ｆｅ、Ｏ等が含有されていてもよい。

このような磁性層は、蒸着法を用いて形成される。

真空蒸着法は蒸発源を１０ｍＰａ以下の高真空中で、エ
レクトロンビーム法、抵抗加熱法等により蒸発源を加熱
して融解、蒸発させて、その蒸気を例えば基体表面に薄
膜として凝着させる方法である。　この蒸発時に蒸発粒
子が得る運動エネルギーは０．１ｅＶ〜１ｅＶ程度であ
る。

真空蒸着法は、公知の種々の装置を用いればよくまたハ
ース−基板間距離、膜の堆積速度などの条件設定等も適
宜決定すればよく、特に制限されるものではないが、本
発明においては、磁性層を設層の際に基板温度を２００
℃未満、より好ましくは１５０〜１９０℃程度とする。

本発明においては、熱変形温度が１５０℃以Ｆの樹脂性
基板を用いるため、磁性層を蒸着する際の基板温度が２
００℃をこえると基板のダメージが大きくなって製造上
好ましくない。

また、この温度を、例えば１５０℃程度未満にすると、
磁性層を構成する結晶粒について所望の平均粒径が得ら
れず、媒体の保磁力が小さンたうて１田１−ｂＴ主１．
どｒｒい なお、本発明においては、基板が上記の温度に保たれる
時間は比較的短いために、本発明の熱変形温度を有する
基板材質でありでも温度的には十分耐えつるものである
。

さらに、磁性層設層時における作動圧力は０．０１〜１
０ｍＰａ、より好ましくは０．１〜１　ｍＰａ程度とす
ればよい。

この場合、下地層の設層と磁性層の設層との間には、い
わゆるリークを行わず、雰囲気圧を１０Ｐａ以ｆ、より
好ましくはＩＰａ以下に維持することが好ましい。

これにより、Ｔｉ下地層の大気開放による界面の乱れに
もとつく磁気特性の劣化が防止される。

なお、重連した樹脂基板表面の少なくとも磁性層形成面
側には、基板の各種下地処理が行われることか好ましい
。

このような下地処理の方法としては、例えばプラズマ処
理法やイオンボンバード等の真空処理方法が挙げられる
。

本発明の磁気記録媒体の磁性層上には、種々の公知のト
ップコート層を設けてもよい。　また基板裏面にバック
コート層を設けることもできるし、磁性層と基板との間
にパーマロイ等の高透磁率金属薄膜やその他の公知の種
々の中間層を設けることもできる。

この場合、中間層は場合によってはＴｉ下地層の上にあ
ってもよいが、好ましくは中間層を下地層の下に設層す
る。

■　発明の具体的作用効果 本発明によれば、熱変形温度１５０℃以下の基板を用い
て、磁性層の膜面垂直方向にきわめて高い保磁力を存す
る媒体が得られる。

また、磁性層の結晶配向性、接着性も良好であり、カー
ルの発生も少ない。

このような磁気記録媒体は、垂直磁化方式の磁気テープ
、フレキシブルディスク等に用いて有効である。

■　発明の具体的実施例 以下に本発明の具体的実施例を示す。

［実施例１］ 蒸発源の真上２５ｃｍの位置に１７０ｍｍφの基板ホル
ダーを配設し、これに厚さ５０μｍのポリエチレンテレ
フタレート（ＰＥＴ）フィルム基板をとりつけた。　蒸
発源としてＴｉを用い、基板上にＴｉ下地層を蒸着した
。

なお、蒸着に際して、作動圧は０．４ｍＰａ、基板ホル
ダーの温度（基板の温度）を７０℃、蒸着レートを１０
　ｎｍ／ｓｅｃ程度とし、設層されるＴｉ膜厚は２０〜
５００　ｎｍとした。

この後、基板ホルダーの温度（基板の温度）を１８０℃
とし、蒸発源をＣｏ−Ｃｒ（重量比８０／２０　）合金
（２５ｍｍφベレット）を用い、これを２７０°偏向の
ＥＢガンを用いて蒸発させて上記Ｔｉ下地層の上に、Ｃ
ｏ−Ｃｒ磁性層を蒸着した。

なお、蒸着に先たち合金を溶融しながら＠厚コントロー
ラーにより組成分析を行い、Ｃｏ／Ｃｒ比が８０／２０
になったときにシャッタをあけて蒸着を行った。

蒸着の条件は、作動圧約０．２ｍＰａ、蒸着レートを２
０　ｎｍ／ｓｅｃ程度とした。

このようにして、表１に示されるように、下地層の厚さ
、Ｃｏ−Ｃｒの磁性層厚さおよび結晶粒径を稲々変えて
、サンプルを作製した。

下地層の組成分析はオージェ分析（アルパックファイ社
製モデル６００）で行った。

各サンプルの磁性層のＷ；ｃ厚および柱状結晶の平均粒
径等の測定方法は表面および破断面の電子顕微鏡写真［
走査形顕微鏡（ＳＥＭ）および透過形顕微鏡（ＴＥＭ）
］から算出した。

ざらに、各サンプルにつき、下記に示す特性を調べた。

（１）膜面に垂直方向の保磁力Ｈｃ上（Ｏｅ）一定面積
に切り出したサンプルについて、抛動試料型磁力計（Ｖ
ＳＭ）を用い、最大印加磁界をｌ０ＫＧとし保磁力を測
定した。

これらの結果を表１に示す。

なお、各サンプルの下地層中のＯおよびＮは１ａＬ％以
下であった。

表　　　１ ５（比較）１１００　　３００　　　４２０　　３１０
　　　２５０６　＜ｋ索）　−４００４０３９０ ７（比較）　　　５０　　　３０　　　　２０　　　１
０　　　４１０８（比較）　　　−２０＜５　　　　＜
５０ｉｏ（比較）−−６０５＜５０ １ｔ　　５０３０１００３０６５０ １２（比較）　　　−１００１０＜５０１４（比較）　
　　−２００２０１００表１に示される結果より、本発
明の効果が明らかである。

なお、Ｔｉに１０ａｔ、％以下のＡ２等を含存させたも
のも上記と同等の結果をえた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱変形温度１５０℃以下の樹脂製基板上に、Ｔｉ
   を含有する平均粒径１０〜３００ｎｍ、膜厚２０〜６０
   ０ｎｍの下地層を有し、この下地層の上に、Ｃｏおよび
   Ｃｒを含有し、平均粒径が１０〜３００ｎｍの柱状結晶
   を有する膜厚５０〜１１００ｎｍの磁性層を有すること
   を特徴とする磁気記録媒体。