JPS6292119A - 垂直磁気記録媒体およびその製造方法 - Google Patents

垂直磁気記録媒体およびその製造方法

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JPS6292119A
JPS6292119A JP61144744A JP14474486A JPS6292119A JP S6292119 A JPS6292119 A JP S6292119A JP 61144744 A JP61144744 A JP 61144744A JP 14474486 A JP14474486 A JP 14474486A JP S6292119 A JPS6292119 A JP S6292119A
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Japan
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magnetic recording
organic polymer
perpendicular magnetic
magnetic layer
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JP61144744A
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Osamu Kitagami
修 北上
Hideo Fujiwara
英夫 藤原
Kiyotaka Oshima
尾島 清高
Yoichi Ogawa
容一 小川
Kunio Wakai
若居 邦夫
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Maxell Ltd
Original Assignee
Hitachi Maxell Ltd
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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、磁気記録媒体およびその製造方法に係り、特
に磁性層中の強磁性体側状粒子が収面に対して垂直方向
に配向された垂直磁気記録媒体およびその製造方法に関
するものである。
〔従来の技術〕
磁気記録媒体の高密度V!録化を図る一手段として、垂
直磁気記録媒体を用いる方法が注目されている。この垂
直磁気記録媒体に用いられる磁性薄膜としては1例えば
コバルト−クロム合金薄膜をはじめとし、コバルト−バ
ナジウム、コバルト−ルテニウム、コバルト−酸素など
の強磁性体金属薄膜が検討され、高密度記録が可能にな
ったが。
問題がない訳ではない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
すなわち、従来のバインダーを含む塗布形の磁気記録媒
体に比較して、磁気ヘッドとの摺接に対して損傷が生じ
易く5機械的な耐久性が低い。
また、高分子フィルムなどのような可撓性のある非磁性
基板上に前述のような強磁性金属薄膜を設けることによ
り、可撓性が著しく低下して、磁気ヘッドと記録媒体表
面との安定な接触状態を維持することが困難となる。
また、この非バインダー形の金mNm磁気記録媒体は、
磁性層全体が金属で形成されて電導性が高いため、磁気
ヘッドとの摺接によって過電流が発生し、これが記録、
再生特性に悪影響を及ぼす。
一方2通常の面内磁気記@媒体において、特公昭57−
3137号公報に記載されているような製造方法が提案
さtしている。
この方法は、第6図に示すようなスパッタリング装置を
用いて磁気記録媒体を製造している、すなわら、真空チ
ャンバー21内に陽1毛22ならびに陰極23a、23
bが所定位置に配置され、図示しない高圧¥lt源に接
続されている。真空チャンバー21内は真空排気孔24
によって減圧さi℃、その後にニードルバルブ25から
アルゴンガスが導入されろ。
前記!I[fi22には陰m2:<:+、23h側に向
けてディスク状の非磁性基板26が取り伺けられ、これ
らはモータ27によって所定の速度で回転されるように
なっている。陰極233にはコバルトターゲット28が
、陰極23hにはポリテトラフロロエチレンのターゲッ
ト29がそれぞれi!aaされている。
前記排気孔24からの吸引により真空チャンバー21内
を高真空にした後、ニードルバルブ25を通してアルゴ
ンガスを真空チャンバー21内に導入する。モしてモー
タ27により非磁性基板26を回転させながら、陰極2
3aならびに陰極2”3hに印加する電圧をそれで、t
t、S独にコントロールすることにより1両ターゲット
28.29から非磁性基板26に向けて同時にスパッタ
リングが行なわれ、基板26上にコバルトとポリテトラ
フロロエチレンの複合膜が形成されろようになっている
ところが、二の方法においても難点がない訳ではない、
すなわち、スパッタリング時にgFi26が回転してい
るため、基板26のある部分がコバルトターゲット28
と対向しているときには、表面にコバルトが析出し、ま
たこの部分が回転してボ1jテトラフロロエチL/ンの
ターゲット29と対向すると、その上にポリテトラフロ
ロエチレンが析出する形態になり、結局、コバルトの薄
い膜とポリテトラフロロエチレンの薄い膜とが多層にな
って形成さすしる二とになる。
このように膜面に対して磁性体の薄い膜と有機ポリマー
の薄いl摸とが交互に平行に積層される構造は、面内磁
気記録媒体の製造方法には適しているが、高密度記録を
行なう垂直磁気記録媒体の製造方法には適しておらず、
充分な磁気特性を発揮することができない。
これより別に、  I B M  Technical
 DiSclosureBulletin vol、2
5 Nn9 February 19B3には次のよう
な垂L[¥磁気記録媒体の製造方法が紹介されている。
この製造方法の概略を第7図とともに説明する。
まず、非磁性基板31上に所定の厚みを有する強磁性金
属層23を一様に形成し1次にその金属層32の上に多
数の透孔33を有するマスク34を3Hし、この状態で
膜面に対して垂直方向にプラズマエツチングを行なう。
こハによって前記金属層32の前記透孔33に対応した
部分に孔35が形成さ、tL(同図方何半分参照)、シ
かる後にこの孔35内に例えばポリーrミドm脂36を
充填して(同図左半分参照)2強磁性金属と有機ポリマ
ーの複合材からなる磁性層を形成する方法である6とこ
ろがこの方法では、金属層32の孔33内に有機ポリマ
ー36を充填させなければないから、必然的に孔33の
径が大となり、そのため磁性層中における有機ポリマー
の体積占有率が実質的には80体積%程度となり、それ
によって磁気ヘッドに対する耐久性が低下する。また、
プラズマエツチングや有機ポリマーの充填のため、製造
工程が煩雑で磁気記録媒体の製造装置が大型になり。
製造コストが高くなるなどの問題点を有し、ている。
〔問題点を解決するための手段〕
この目的を達成するため1本発明は、例えばポリイミド
フィルムなどの非磁性基体上に、例えばコバルト−クロ
ム合金などの強磁性体の針状粒子と、その強磁性体針状
粒子を取り囲むように強磁性体粒子間に充填された例え
ばポリメチルメタクリレートなどの有機ポリマーを有す
る磁性Mを形成した垂直磁気記@媒体において 前記磁性層中における有機ポリマーの体積占有率が約5
〜55体積%の範囲に規制され、かつ前記強磁性体針状
粒子が膜面に対して垂直方向に配向されていることを特
徴とするものである。
さらに本発明は5例えばポリイミドフィルムなどの非磁
性基体上に、例えばコバルト−クロム合金などの強磁性
体の針状粒子と、そ4h強磁性体針状粒子を取り囲むよ
うに強磁性体針状粒子間に充填された例えばポリメチル
メタクリレートなどの有機ポリマーを有する垂直磁気記
@媒体の製造方法において。
強磁性体と有機ポリマーとを物理蒸着法により非磁性基
体上に同時に析出せしめて、形成さ」tた強磁性針状粒
子が膜面に対して垂直方向に配向されていることを特徴
とするものである。
さらに本発明は、例えばポリイミドフィルムなどの非磁
性基体上に、例えばコバルト−クロム合金などの強磁性
体の針状粒子と、その強磁性体針状粒子を取り囲むよう
に強磁性体粒子間に充填された例えばポリメチルメタク
リレート・などの有機ポリマーを有する磁性、ワを形成
した垂直磁気記録媒体の製造方法において。
前記有機ポリマーを形成するモノマーガスを非磁性基体
上に吹き付けながら前記強磁性体を物理磁着法により析
出させ、電磁線または電離線を照射することにより前記
七ツマ−を重合せしめ有機ポリマーにして前記磁性層を
構成することを特徴とするものである。
〔実施例〕
本発明において用いられる強磁性体としては。
例えばコバルト、鉄、ニッケルなどの遷移金属と種々の
元素との合金、あるいはγ−F e z 03などの酸
化物あるいは窒fヒ物などがあり2特にコバルトを主成
分とし、クロム、バナジウム、モリブデン、ルテニウム
、ロジウム、タンタル、タングステン、レニウム、オス
ミウムのグループから選択された少なくとも1種の金属
を含むコバルト合金が好適である。
また1本発明において用いられる有機ポリマーとし゛〔
は、例えばポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート
、ポリプロピレン、ポリスチレン。
ポリテトラフロロエチレン、ポリブタジェン、ポリカー
ボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリ塩化ビニル、
ポリ酢酸ビニル、ポリウレタンなどがあるり、こ九らの
ポリマーを1%独ないし・は2種以上用合して使用し得
る。これらは磁性層中において完全な高分子を構成する
必要は必ずしもくなく、七ツマ−、オリゴマー、テロマ
ーちzどの状態で膜中に混在する場合もある。
また有機ポリマーは、予め重合体として用意されている
ものであってもよいが1例えば非磁性基体上に有機ポリ
マーを形成するモノマーガスを吹きつけながら、強磁性
体を物理蒸着法により析出せしめ膜形成中もしくは膜形
成後に、膜表面に電磁線または電Wi線を照射して前記
千ツマ−を重合して有機ポリマーとすることもできる。
この場合、1!?iitmとして紫外線を使用した場合
には、 Q 、  l Waシts/ c+(以上の強
度を有する紫外線を膜表面に照射すれば七ツマーガスが
反応して良好な磁性層とすることができる。
さらに、有機ポリマーとして、予め重合体として用意さ
、hているものを物理蒸着法によって、強磁性体ととも
に同時に析出させると、析出した有機ポリマーは低分子
化され、磁性層の耐久性において所期の特性が得られな
い場合がある。このような場合には1強磁性体と有機ポ
リマーとを物理蒸着によって基体上に同時析出せしめ膜
形成中もしくは膜形成後に、膜表面に電磁線または電離
線を照射して低分子量ポリマーを架橋反応させ、架橋密
度を上げて、磁性層の機械的強度を改善することが好ま
し2い。
本発明で用いる物理蒸着法としては、最も一般的な真空
蒸着法の他にイオンブレーティング法、スパッタリング
法、イオンビームデポジション法、化学気相メッキ法(
CVD法)などがある。
次に本発明の具体的な実施例について説明する。
実施例1 厚さ40μmのポリイミドフィルム(デュポン社製 製
品名KAPTON)からなるベースフィルム上に、コバ
ルト−クロムとポリメチルメタクリレート複合膜を第1
図に示す真空蒸着装置を用いて作成した。
図中の1は繰出し用のロール、2は巻き取り用のロール
、3はキャン、4はマスク、5はハース。
6はランプ、7はベースフィルム、8はノズルである。
ロール1から供給される前記ベースフィルム7は、所定
の温度に維持されたキャン3により加熱され、後述のよ
うにして表面に磁性層を形成した後にロール2に巻き取
られる。
ハース5にはコバルト−クロム10が収納されており、
これから電子ビーム加熱によってコバルト−クロム合金
蒸気を発生させ、ベースフィルム7に対する蒸気流の入
射角が40度になるよう。
マスク4によって蒸気流の流れ方向が調整されている。
また、コバルト−クロム合金がベースフィルム7上に析
出する場所に向けて、メチルメタクリレートのガス11
がノズル8から吹き付けられるとともに、紫外線ランプ
6から紫外M(電磁線)がQ 、 5 Wgtts/ 
clの強度で照射されて、ベースフィルム7上において
メチルメタクリレートの重合が行なわれる。
このようにして形成されたコバルト−クロム合金とポリ
メチルメタクリレート複合膜は、微視的に視ると、コバ
ルト−クロム合金が膜面に対して垂直方向に針状に成長
し、またそのコバルト−クロム合金の針状粒子を高分子
化したポリメチルメタクリレ−を−で取り囲み、この針
状粒子間に充填されたNII造になっている。
なお、この実施例における成膜条件は、キャン温度80
℃、成膜速度2000人/秒、膜厚0.7μmであった
この条件で磁性層中の有機ポリマーの体積占有室が、2
0体積%になるようにし、さらに蒸着されるコバルト−
クロム合金中のクロムの含有率を6.10.19,25
.28重量%と変えて、蒸着を行ない、3インチディス
ク状の垂直磁気記録媒体をそれぞれ作製した。これらの
磁気ディスクを磁気ディスクの駆動装置により記録密度
10KBPIで記録を行ない、再生出力が初期出力の8
0%に低下するまでの磁気ヘッド通過回数を測定して結
果、いずれも300万回以上の磁気ヘッド摺動回数を示
し、良好な耐久性を示した。
また、こJrらの磁気ディスクについて、垂直方向の保
磁力Hc上(エルステッド)と、飽和磁化MS(ガウス
)および垂直方向の残留磁化M「〆と水平方向の残留磁
化Mr/の比(Mr上/Mr/)を測定した。第2図は
これらの結果を示し、図中、曲MlはMsについて、曲
線2はHe上について、曲線3はMr上/ M r 7
について示す、この図からCr含有率か5重量%を越え
るにつれHe上とMr上/Mr/の値が増加し、He上
は10〜20重景%で最大となり以後術する。Mr工/
Mr/は、Cr含有率が増すにつれて漸増し、磁性体位
子の垂直方向への配向度が向上するが25重量%を越す
と減少する傾向にある。一方、Msは、Crの含有率が
増加するにつれ減少する。これらの結果から、Crの含
有率を10〜25重量%の範囲で選定するのが好ましい
実施例2 次に、Crの含有率を10重量%とじ、磁性層中の有機
ポリマーの体積占有率が0.5.23.55.63.7
0体積%になるようにして、以下実施例1と同様にして
3インチディスク状の垂直磁気記録媒体をそれぞれ作成
する。そしてこれを磁気ディスク駆動装置により記@密
度10KBPIで記録をイテない、再生出力が初期出力
の80ヅ、に低下するまでの磁気ヘッド通過回数を測定
し、それらの結果を第3図に示す。
この図から明らかなように、磁性層中における有機ポリ
マーの体積占有率が5体積%未満でも。
また体積占有率が55体積%を超えても磁気記録媒体の
磁気ヘッド摺動回数は低い。これに比較して磁性層中の
有機ポリマーの体積占有率が5〜55体積%の範囲に規
制されたもの、特に有機ポリマーの体積占有率が23〜
55体積・石のものは。
磁気ヘッドとの摺動において優れた耐久性を有している
次の表1は、磁性層としてコバルト−クロム合単体膜を
用いて垂直磁気記録媒体を作成したものと、実施例2に
よって得られたf!直磁気記fFk媒体(ポリメチルメ
タクリレ−1・55体積%)の磁気特性ならびに磁気ヘ
ッド摺動回数特性の比較結果を示す図である。
表1 この図から明らかなように1本発明に係る垂直磁気記録
媒体は垂直方向角形比(Mr/Ms)およびMr上/M
s/が改善されているとともに、磁気ヘッドに対する耐
久性が飛躇的に向上している。
実施例3 厚さ12μmのポリエチレンテレフタレートからなるベ
ースフィルム上に、鉄−ポリエチレン複合膜を第4図に
示した真空蒸着装置を用いて作成した6図中の12はハ
ース5に収納した鉄、13はボー1−9に収納したポリ
エチレンである。
ベースフィルム7に対する鉄の蒸着は、ハース5に入れ
た鉄12を電子ビーム加熱することにより行ない、その
際の鉄蒸気流の入射角が20度、出側角が20度になる
ようにマスク4の位置が設定されている。またこの鉄の
蒸着と同時に、ポリエチレン13を入れたボート9に電
流を流してポリエチレンの蒸着を行ない、ベースフィル
ム7上に鉄−ポリエチレン複合膜からなる磁性層が連続
して形成される。この複合膜を微視的に視ると。
金属鉄が膜面に対でし垂直方向に針状に発達しており、
その周囲をポリエチレンで取り囲んで、その針状粒子の
間に充填された構造になっている。
成膜条件は、前記実施例1と同様である。
この条件で磁性層中の有機ポリマーの体積占有率がO5
5,23,55,60体積%になるようにそれぞれ垂直
磁気記録媒体を作り、磁性層の耐久性をスチル試験によ
って評価し、その結果を第5図に示す。
この図から明らかなように、磁性層中の有機ポリマーの
体積占有率が5体積%未満でも、また体積占有率が55
体積%を超えても磁性層の64久性は悪い。これに比較
して磁性層中の有機ポリマーの体積占有率が5〜55体
積%の範囲に規制されたもの、特に有機ポリマーの体積
占有率が23〜55体積%のものは、磁性層の耐久性が
非?itに優れている。
第2表は、磁性層として鉄単体暎を用いて垂直磁気20
6体を作成したものと、前記実施例2によって得られた
垂直磁気記録媒体(ポリエチレン体積占有率55体¥j
t%)の磁気特性ならびにスチル再生寿命特性の比較結
果を示す表である。
表2 この図から明らかなように、本発明に係る垂直磁気記録
媒体は鉄車体のものに比較して垂直方向角形比(!J 
r / M s )が向上するとともに、スチル再生寿
命も飛躍的に延びている。
実施例4 実施例3により作製したポリエチレン含有率23体積%
の試料に対し、約0 、  I Watts/ crl
の強度で約5分間紫外線を照射し、て、磁性層中のポリ
エチレンの架橋反応を行なわせた。その結果。
スチル再生身命が未処理のもの65分に対し、100分
となり、耐久性が向上することが判明した。
前記実施例では紫外線ランプを照射して有機モノマーを
重合した例を示したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、電離線を照射して有機モノマーを重合するこ
ともできる。
また、上記実施例では、基体上に強磁性体からなる磁性
層のを形成した例を示したが、基体とこの磁性層との間
にパーマロイなどの軟磁性体からなる地下層を介在させ
たものであっても有効である。
〔発明の効果〕
記録再生特性の点からみれば、個々の強磁性体針状粒子
が有機ポリマーによって孤立化されていることから、針
状粒子の磁気的相互作用が弱い範囲では、有機ポリマー
の体積占有率が小さくなると、再生出力ならびに高密度
記録性能は向上する。
しかし、有機ポリマーの体積占有率が5体積%未満にな
ると、針状粒子間の間隔が狭くなりすぎて磁壁が発生し
、垂直磁化特性の劣化による再生出力ならびに高密度記
録特性の低下が著しい。
本発明に係る垂直磁気記録媒体は、支持体面に対して垂
直方向に配向し、た個々の強磁性体針状粒子を有機ポリ
マーが取り囲み、針状粒子間にその有機ポリマーが充填
された構造になっている。そのため、記@媒体表面を磁
気ヘッドが摺動し、たときに、垂直方向に配向した強磁
性針状結晶粒子が磁性層の機械的強度を保持するのに役
立つ。一方、有機ポリマーは、磁気ヘッドとの摺動の際
に針状粒子が受ける応力を緩和するのに役立つにのよう
なことから、磁性層中における有機ポリマーの体積占有
率を約5〜55体積%の範囲に規制されたものは、前述
のような針状粒子と有機ポリマーの協同作用が有効に発
揮でき、そのために前記第3図ならびに第5図の結果か
らも明らかなように、優れた耐久性が得られる。さらに
、金属薄膜単体からなる磁性層を用いた磁気記録媒体に
比較して、磁気記録媒体の可撓性が増し、磁気ヘッドと
の接触状態も良好である。
また本発明の製造方法を深川することにより、支持面に
対して垂直方向に配向された強磁性体針状粒子と、それ
を取り囲み針状粒子間に充填される有機ポリマーとから
なる磁性層が、簡単な工程で製造できしかも設備も簡略
され、コストの低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例1に係る真空蒸着装置の概略構
成図、第2図は実施例1によって得ら九た垂直磁気記録
媒体のCr含有率と、飽和磁化量、垂直方向保磁力、垂
直方向残留磁化量/水平方向残留磁化量との関係を示す
特性図、第3図は実施例2によって得られた垂直磁気記
録媒体の有機ポリマ一体積占有率と磁気ヘッド摺動回数
との関係を示す特性図、第4図は本発明の実施例2に係
る真空蒸着装置の概略構成図、第5図は実施例2によっ
て得られた垂直磁気記録媒体の有機ポリマ一体積占有率
とスチール再生寿命との関係を示す特性図、第6図は従
来提案された面内磁気記録媒体の製造方法を説明するた
めのスパッタリング装置の概略構成図、第7図は従来記
8媒体の製造方法を説明するための断面図である。 ■、2・・・・・・ロール、3・・・・・・キャン、4
・・・・・マスク、6・・・・・・ランプ、7・・・・
・・ベースフィルム、8・・・・・ノズル、9・・・・
・・ボート、10・・・・・・コバルト−クロム合金、
11・・・・・・アルゴンガス、12・・・−・鉄、1
3・・・・・ポリエチレン。 第1図 第4図 口=ニー 第2図 Cr含角奉 (wt%) 早3図 真7磯ポリマー俸A貞占qe   (VoQ%)第5図

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)非磁性基体上に、強磁性体の針状粒子とその強磁
    性体針状粒子を取り囲むようにその強磁性体針状粒子間
    に充填された有機ポリマーとを有する磁性層を形成した
    垂直磁気記録媒体において、前記磁性層中における有機
    ポリマーの体積占有率が約5〜55体積%の範囲に規制
    され、かつ前記強磁性体針状粒子が膜面に対して垂直方
    向に配向されいることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
  2. (2)特許請求の範囲第(1)記載において、前記強磁
    性体がコバルトを主成分とし、クロム、バナジウム、モ
    リブデン、ルテニウム、ロジウム、タンタル、タングス
    テン、レニウム、オスミウムのグループから選択された
    少なくとも1種の金属を含むコバルト合金であることを
    特徴とする垂直磁気記録媒体。
  3. (3)特許請求の範囲第(2)項記載において、前記強
    磁性体がコバルトを主成分とし、クロムを含むことを特
    徴とする垂直磁気記録媒体。
  4. (4)特許請求の範囲第(3)項記載において、クロム
    を10〜25重量%含むことを特徴とする垂直磁気記録
    媒体。
  5. (5)特許請求の範囲第(1)項において、有機ポリマ
    ーが架橋されていることを特徴とする垂直磁気記録媒体
  6. (6)特許請求の範囲第(1)項において、前記強磁性
    体が、鉄を主成分とした金属であることを特徴とする垂
    直磁気記録媒体。
  7. (7)非磁性基体上に強磁性体の針状粒子とその強磁性
    体針状粒子を取り囲むように強磁性体針状粒子間に充填
    された有機ポリマーとを有する磁性層を形成した垂直磁
    気記録媒体の製造方法において、強磁性体と有機ポリマ
    ーとを物理蒸着法により非磁性基体上に同時に析出せし
    めて前記磁性層を構成することを特徴とする垂直磁気記
    録媒体の製造方法。
  8. (8)特許請求の範囲第(7)項記載において、前記磁
    性層中の有機ポリマーの体積占有率が約5〜55体積%
    の範囲に規制されていることを特徴とする垂直磁気記録
    媒体の製造方法。
  9. (9)特許請求の範囲第(7)項記載において、前記強
    磁性体がコバルトを主成分とし、クロム、バナジウム、
    モリブデン、ルテニウム、ロジウム、タンタル、タング
    ステン、レニウム、オスミウムのグループから選択され
    た少なくとも1種の金属を含むコバルト合金または鉄を
    主成分とする金属であることを特徴とする垂直磁気記録
    媒体の製造方法。
  10. (10)非磁性基体上に、強磁性体の針状粒子とその強
    磁性体針状粒子を取り囲むように強磁性層間に充填され
    た有機ポリマーとを有する磁性層を形成した垂直磁気記
    録媒体の製造方法において、前記有機ポリマーを形成す
    るモノマーガスを前記非磁性基体上に吹き付けながら前
    記強磁性体を物理蒸着法により析出させ、電磁線または
    電離線を照射することにより前記モノマーを重合して有
    機ポリマーにして前記磁性層を構成することを特徴とす
    る垂直磁気記録媒体の製造方法。
  11. (11)特許請求の範囲第(10)項記載において、前
    記磁性層中の有機ポリマーの体積占有率が約5〜55体
    積%の範囲に規制されていることを特徴とする垂直磁気
    記録媒体の製造方法。
  12. (12)特許請求の範囲第(10)項記載において、前
    記強磁性体がコバルトを主成分とし、クロム、バナジウ
    ム、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、タンタル、タ
    ングステン、レニウム、オスミウムのグループから選択
    された少なくとも1種の金属を含む合金であることを特
    徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法。
JP61144744A 1985-06-25 1986-06-23 垂直磁気記録媒体およびその製造方法 Pending JPS6292119A (ja)

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