JPS6280823A - 垂直磁気記録媒体 - 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〕 本発明は、垂直磁気記録媒体に関する。更に詳しくは、
コバルトおよび酸化コバルトから主として成る垂直磁化
膜を備え、耐蝕性が改良された薄膜型の垂直磁気記録媒
体に関する。

〔従来の技術〕

垂直磁気記録媒体を構成する垂直磁化膜とじては、コバ
ルト−クロムなどのコバルトと他の金属との合金薄膜が
代表的なものとして知られている。

これらの垂直磁化膜は、通常、スパッタや真空蒸着で基
体上に形成される。しかしながら、スパッタによるコバ
ルト合金膜は、膜生成速度が遅く、また、コバルト合金
を電子ビーム蒸着する方法では合金組成の制御が困難で
あるという問題がある。

また、両方法とも磁気特性の良い膜を得るには、基体を
１．５０〜３００　’Ｃ程度の高温に加熱しなければな
らないという難点があり、特にプラスチック基体を使用
する上で、大きな障害となっている。

かかる問題を改良する方法として、冷ムＤされた基体上
に、コバルトと酸化コバルトから成る垂直磁化膜を得る
方法が提案されている。（第７回応用磁気学会学術公演
概要集）。

ところが、コバルトと酸化コバルトから主として成る垂
直磁化膜は耐蝕性、特に耐水性に乏しく、長期間高温、
高湿下に曝されるとクラックや腐蝕、錆が発生し使用で
きなくなることが本発明者らの検討で明らかになった。

（発明が解決しようとする問題点〕 発明者等はかかる従来技術の現状に鑑み、耐蝕性が改良
され、かつ膜厚方向の磁気異方性が大きい垂直磁気記録
媒体を得んと鋭意検討した結果、本発明に到達した。即
ち、本発明は、基体上にコバルトおよび酸化コバルトか
ら主として成り、かつ、膜厚方向に磁気異方性を有する
垂直磁化膜と、鉄および酸化鉄から主として成る第２磁
性層が、この順に積層されて成ることを特徴とする垂直
磁気記録媒体である。

本発明で用いることのできる基体としては、特に限定さ
れるものではないが、アルミニウム、銅、鉄、ステンレ
スなどで代表される金属、ガラス、セラミックなどの無
機材料、プラスチックフィルムなどの有機重合体材料が
挙げられる。特にテープ、フレキシブルディスクなど加
工性、形成性、可撓性が重視される場合には、有機重合
体材料が適しており、中でもポリエチレンテレフタレー
ト、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンジカルボ
キシレートなどのポリエステル、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリブテンなどのポリオレフィン、ポリメチ
ルメタアクリレート、ポリカーボネート、ポリスルフ４
ン、ポリアミド、芳香族ポリアミド、ポリフェニレンス
ルフィド、ポリフェニレンオキサイド、ポリアミドイミ
ド、ポリイミド、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン
、ポリ弗化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、
酢酸セルローズ、メチルセルローズ、エチルセルローズ
、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂おるいはこれらの混合物
、共重合物などが適している。特に二軸延伸されたフィ
ルム、シート類は、平面性、寸法安定性に優れ最も適し
ており、中でもポリエステル、ポリフェニレンスルフィ
ド、芳香族ポリアミド、などが最も適している。

基体の形状は、ドラム状、ディスク状、シート状、テー
プ状、カード状などいずれでも良く、厚みも特に限定さ
れるものではない。シート状、テープ状、カード状等の
場合、加工性、寸法安定性の点で、厚みは２〜５００μ
ｍ、中でも４〜２００μｍの範囲が好ましい。

本発明で用いられる基体は、磁性膜などの形成に先たち
、易接着化、平面性改良、着色、帯電防止、耐摩耗性付
与等の目的で各種の表面処理や前処理が施されても良い
。

なお、本発明に述べる垂直磁化膜と基体の間には垂直磁
化膜の磁気特性向上、耐蝕性向上、接着力向上などの目
的で下地層を一層あるいは複数層積層させることは適宜
許される。特に下地層として軟磁性膜を設けることは、
記録・再生感度を上げるために大きな効果があり、好ま
しい。

垂直磁化膜と第２磁性層および下地層は、基体の片面、
両面のいずれに形成しても良い。

本発明でいうコバルトと酸化コバルトから主として成る
垂直磁化膜は、主としてコバルトおよびｃｏｏ、ＣＯ２
Ｏ３、ＣＯ３Ｏ４などの酸化コバルトによって構成され
る。酸化コバルトとしては、この他Ｃ００Ｘ　（ＸはＯ
から２の間の数）で表わされる非化学量論的な酸化物、
過酸化物も含まれる。

本発明でいう鉄および酸化鉄から主として成る第２１ａ
性層は、主として鉄およびＦｅ０１Ｆｅ２０３、Ｆｅ５
０＋などの酸化鉄によって構成される。酸化鉄としては
、この伯、Ｆｅ０ｘ（ＸはＯから２の間の数）で表わさ
れる非化学量論的な酸化物、過酸化物も含まれる。

上記コバルトおよび酸化コバルトから主として成る垂直
磁化膜と鉄および酸化鉄から主として成る第２１ａ性層
とには、これら以外の元素や化合物例えばニッケル、銅
、クロム、アルミニウム、炭素、シリコン、バナジウム
、チタン、亜鉛、マンガンや、金属酸化物、金属窒化物
、金属水酸化物などが、磁気特性を損わない範囲で含ま
れていても良い。また、該垂直磁化膜に鉄および鉄化合
物が合計４０重量％以下含まれていてもよい。膜厚方向
の磁気異方性を大きく保つために鉄および鉄化合物の含
有量の合計は３０重量％以下であることが好ましく、２
０重量％以下であることが最も好ましい。

一方、第２ｖｉｉ性層にはコバルトおよびコバルト化合
物が合計４０重Ｍ％以下含まれていてもよい。

垂直磁気記録媒体の耐蝕性を高くするために、第２磁性
層に含まれるコバルトおよびコバルト化合物の含有量の
合計は３０重量％以下であることが好ましく、２０重量
％以下であることが最も好ましい。

第２磁性層が膜厚方向に磁気異方性を有すると、ヘッド
と媒体の記録部分との距離による記録再生時の損失スペ
ーシングロスを減することができ、記録再生感度を上げ
る大きな効果がある。磁気ヘッドに近い表面側では磁気
ヘッドから発生する膜厚方向の磁界が強く、膜厚方向の
磁気異方性が比較的小さい鉄および酸化鉄から主として
成る膜においても膜厚方向に磁化が向き、スペーシング
ロスを減じ記録再生感度を上げる大きな効果がある。

十分な耐蝕性を得るためには、第２磁性層の飽和磁化の
値は、５　Ｑ　ｅｍｕ／ｃｃから６００　ｅｍｕ／ｃｃ
の範囲が望ましく、１　Ｑ　Ｑ　ｅｍｕ／ｃｃから４０
０　ｅｍｕ／ｃｃが更に望ましい。

また、十分な耐蝕性を得るために、第２磁性層中におい
て酸素原子の個数が鉄原子の個数の４５％以上であるこ
とが望ましく。５５％以上でおることが更に好ましい。

６５％以上でおることが最も好ましい。

垂直磁化膜の膜厚と第２磁性層の膜厚との和は特に制限
されないが、実用的には０．０２μｍから５μｍの範囲
が良く、中でも０．０３μｍから３μｍ、特に０．０５
μｍから２μｍの範囲が可撓性、ヘッドタッチが良好な
点で最も好ましい。

垂直磁化膜の膜厚に対する第２ｖｉｉ性層の膜厚の比は
５０分の１以上、１以下であることが、十分な耐蝕性を
保ちながら、膜厚方向に媒体か十分大きな磁気異方性を
有するために好ましく、膜厚の比が２０分の１以上、２
分の１以下で必ることが更に好ましい。

また、第２磁性層表面に、走行性、耐摩耗性向上などの
目的で、他の保護層や潤滑層を一層あるいは複ｖｉ層積
層させることは適宜許される。

本発明でいう膜厚方向に磁気異方性を有する垂直磁化膜
および膜厚方向に磁気異方性を有する第２磁性層は次の
ように規定される。

ＪＩＳ　　Ｃ−２５６１に示される方法により膜面方向
と膜厚方向のヒステリシスループを測定する。それぞれ
のヒステリシスループで囲まれる面積を算出し、膜面方
向のヒステリシスループを囲まれる面積を５ｌ１１膜厚
方向のヒステリシスループで囲まれる面積をＳＬとする
。Ｓ、／Ｓ、、を磁気異方性係数とし、この値が１より
大きいもの、好ましくは１．２以上のもの、最も好まし
くは１゜４以上のものを垂直磁化膜とする。

垂直磁化膜や第２１性層を形成する方法としては、反応
性蒸着、反応性イオンブレーティング、反応性スパッタ
リングなどの真空析出法があるが、必ずしもこれらに限
定されない。以下に反応性蒸着法によるコバルトおよび
酸化コバルトから主として成る垂直磁化膜の製法の一例
を示す。

１Ｘ１０−５トールに排気した後、真空系内に設置した
二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム基体上、
１０　トールから１０−２トールの酸素雰囲気下で電子
ビーム蒸着によりコバルトを毎分０．１から２０μｍの
速邸で蒸着し、コバルトと酸化コバルトから主として成
る垂直磁化膜を形成する。このとき基体の裏面は、５０
°Ｃ以下に冷却されており、かつ、コバルト蒸気がフィ
ルム基体に入射する際、入射蒸気が基体の法線方向とな
す角度は４５°以下となるよう、蒸発源と基体との間に
遮蔽板を配置する。

以下に反応性蒸着法による鉄および酸化鉄から主として
成る第２磁性層の製法の一例を示す。

１Ｘ１０−５トールに排気した後、真空系内に設置した
二輪延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム基体上に
、１０−４トールから１０−２トールの酸素雰囲気下で
電子ビーム蒸着により、鉄を毎分０．１から２０μｍの
速度で蒸着し、鉄と酸化鉄から主として成る膜を形成す
る。

〔発明の効果〕

本発明は、膜厚方向に大きな磁気異方性を有するコバル
トおよび酸化コバルトから主として成る垂直磁化膜上に
耐蝕性の良好な鉄および酸化鉄から主として成る第２磁
性層を積層したので、高密度記録ができ、かつ耐蝕性に
優れた垂直磁気記録媒体が得られるものである。

本発明で得られる垂直磁気記録媒体はテープ、シート、
カード、ディスク、ドラムなどの形状にて、オーディオ
、ビデオ、デジタル信号などの磁気記録用に広く用いる
ことができる。

〔特性の測定方法・評価基準〕

（１）耐蝕性の測定方法 試料を６０℃、９０％ＲＨの雰囲気中に置き、試料の膜
の表面状態（腐蝕、剥離など）を時間を追って観察する
。

（２）第２磁性層に含まれる酸素原子の個数と鉄原子の
個数の比の測定方法 鉄および酸化鉄から主として成る第２１１ｆｉ性層をエ
ツチングしながらＸ線光電子分光装置（ＥＳＣＡ）によ
り鉄の化学結合の状態を分析し、金屈状懇にある鉄原子
と酸化状態にある鉄原子を分離し、その個数比を求める
。膜厚方向の平均を個数比とする。

〔実施例〕

実施例１ 基体に二軸延伸された厚さ５０ｔ１ｍのポリエチレンテ
レフタレートフィルムを使用した。

真空櫓内を１Ｘ１０’トールまで排気した後混合比が２
０：８０（体積％）の酸素と窒素の混合ガスを導入し、
真空槽内圧力を１Ｘ１０−３トールとした。次いで、電
子ビーム蒸着によりコバルトを蒸発させ、１０ｔ１ｍ／
分の付着速度で厚さ約０゜２５μｍのコバルトおよび酸
化コバルトから主として成る垂直磁化膜を基体上に形成
した。

基体は５°Ｃに冷却されたホルダーに密着して設置し、
コバルト蒸気と基体面の法線の成す角が４５度以上とな
るよう、４５度を越える入射粒子を遮蔽する水冷された
遮蔽板を基体前面に設置した。

次に、混合比が４５：５５（体積％）の酸素と窒素の混
合カスを導入し、真空槽内圧力を１×１０−３トールと
した。次いで、電子ビーム蒸着により鉄を蒸発させ１．
０μｍ／分の付着速度で厚さ約０．１μｍの鉄および酸
化鉄から主として成る第２磁性層を前記垂直磁化膜上に
形成した。基体は５℃に冷却されたホルダーに密着して
設置した。

かくしてｊｑられだ垂直磁気記録媒体の耐蝕性は表１に
示すように比較例に比べ改善の効果は大きかった。また
、鉄および酸化鉄から主として成る第２磁性層中の酸素
原子の個数は鉄原子の個数の６０％であった。

実施例２ コバルトおよび酸化コバルトから主として成る垂Ｍ磁化
膜を実施例１と同様に二軸延伸したポリエチレンテレフ
タレートフィルム上に形成した。

次に真空槽内圧力を１．２Ｘ１０’トールとした以外は
実施例１と同様にして鉄と酸化鉄から主として成る第２
磁性層を前記垂直磁化股上に形成した。

かくして得られた垂直磁気記録媒体の耐蝕性は表１に示
すようにたいへん良好であった。

鉄および酸化鉄から主として成る第２磁性層中の酸素原
子の個数は鉄原子の個数の７９％であった。

実施例３ コバルトおよび酸化コバルトから主として成る垂直磁化
膜を実施例１と同様に二軸延伸したポリエチレンテレフ
タレートフィルム上に形成した。

次に真空槽内圧力を８×１０−４トールとした以外は実
施例１と同様にして鉄と酸化鉄から主として成る第２ｆ
ｆｉ性層を前記垂直磁化膜上に形成した。

かくして得られた垂直磁気記録媒体の耐蝕性は比較例に
比べ改善された。

鉄および酸化鉄から主として成る第２磁性層中の酸素原
子の個数は鉄原子の個数の４４％であった。

比較例１　　　　。

コバルトおよび酸化コバルトから主として成る垂直磁化
膜を実施例１と同様に二軸延伸したポリエチレンテレフ
タレートフィルム上に形成したらかくして得られた垂直
磁気記録媒体の耐蝕性は表１に示すように悪かった。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基体上に、コバルトおよび酸化コバルトから主と
   して成り、かつ、膜厚方向に磁気異方性を有する垂直磁
   化膜と、鉄および酸化鉄から主として成る第２磁性層が
   、この順に積層されて成ることを特徴とする垂直磁気記
   録媒体。
2. （２）第２磁性層が膜厚方向に磁気異方性を有すること
   を特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の垂直磁気
   記録媒体。