JPS6310314A - 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】 ■　発明の背景 技術分野 本発明は、磁気記録媒体、特に金属薄膜型の磁気記録媒
体に関する。

先行技術とその問題点 ビデオ用、オーディオ用等の磁気記録媒体として、テー
プ化して巻回したときのコンパクト性から、金属薄膜Ｊ
１１（の磁性層を有するものの開発が活発に行われてい
る。

このような金属薄膜型の媒体の磁性層としては、特性上
、基体法線に対して所定の傾斜角にて蒸着を行う、いわ
ゆる斜め蒸着法にょ）て形成したＣｏ系、Ｃｏ−Ｎｉ系
等の蒸着膜が好適である。

このような媒体では、小！１＋（化、長時間記録等のた
め、より薄いフィルムを用いた媒体の研究が進められて
いるが、走行性、耐久性、強磁性金属薄膜の強度等の点
で問題が生じる。

そこで、これらの小都合を解消するため、フィルム裏面
に金属薄膜補強層を設ける旨の提案（特開昭５６−１６
９３９号、同５８−９７１３１号、同５７−７８６２７
号、同５７−３７７３７号）あるいはフィルム表面に微
粒子を配設してヘットタッチ、走行面で改良をなす旨の
提案（特開昭５８−６８２２７号、同５８−１００２２
１号）等がなされている。

また、耐久性や電磁変換特性を向上させるために、強磁
性金属薄膜層を２層に分割する旨の提案も種々行われて
いる（特開昭５４−１４１６０８号、特公昭５６−２６
８９２号、特開昭５７−１３０２２８号等）。

しかし、現状では、走行性、耐久性、強磁性薄膜強度が
良好で、かつ電磁変換特性の面でも不都合の生じない技
術は未だ実現していない。

■　発明の目的 本発明の目的は、媒体の走行性が良好で、走行による磁
性層のクラックやケズレが少なく、さらにヘッド摩耗量
およびドロップアウトが少なく、電磁変換特性の良好な
金属薄膜型の磁気記録媒体を提供することにある。

■　発明の開示 このようなＩＮ的は、Ｆ記の本発明によって達成される
。

すなわち、プラスチックフィルムードにｃｏを生成分と
する強磁性金属薄膜層を有し、この強磁性金属薄膜層か
上層と下層とを有し、強磁性金属薄膜層被着時の基体法
線に対する被着物質の最小入射角が、−上層設層時は５
０°以下、上層設層時は２０°〜９０°であることを特
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。

本発明における磁性層としての強磁性金属薄膜層は、Ｃ
ｏを主成分とし、これに０を含み、さらに必要に応じＮ
ｉおよび／またはＣ「が含有される組成を有する。

すなわち、好ましい態様においては、ｃｏ単独からなっ
てもよく、ｃｏとＮｉからなってもよい。　Ｎｉが含ま
れる場合、Ｃｏ　／　Ｎ　ｉの重量比は、１．５以上で
あることが好ましい。

さらに、強磁性金属薄膜層中には、Ｃｒが含有されてい
てもよい。

このような場合、Ｃｒ　／　ＣｏあるいはＣｒ／（Ｃｏ
＋Ｎ　ｉ　）の重量比はｏ、ｉ以下、特にｏ、ｏｏｔ〜
０．１、より好ましくは、０．００５〜０．０５である
ことが好ましい。

さらに、強磁性金属薄膜中にはＯが含有されるものであ
る。

強磁性金属薄膜中の平均酸素量は、原子比、特にＯ／（
ＣｏまたはＣｏ＋Ｎ　ｉ　）の原子比で、０．５以下、
より好ましくは０．０５〜０．５であることが好ましい
。

この場合、強磁性金属薄膜層の表面では、酸素が強磁性
金属（Ｃｏ、Ｎｉ）と酸化物を形成している。

すなわち、表面部、特に表面から５０λ〜５００人、よ
り好ましくは５０〜２００大の厚さの範囲には、オージ
ェ分光分析により、酸化物を示すピークが認められるも
のである。

そして、この酸化物層の酸素含有量は、原子比で０．５
〜１．０程度である。

なお、このような強磁性金属薄膜中には、さらに他の微
量成分、特に遷移元素、例えばＦｅ、Ｍｎ、Ｖ、Ｚｒ、
Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ。

Ｚｎ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｕ等が含まれていてもよい。

このような強磁性金属薄膜層は、好ましい態様において
、ト記したＣｏを主成分とする柱状結晶粒の集合体から
なる。

この場合、強磁性金属薄膜層の厚さは、総計で０９０５
〜０．５戸、好ましくは、０．０７〜０，３ｐ１ｎとさ
れる。

本発明のこのような強磁性金属薄膜層は上層と−下層の
２層から構成されている。

そして、１一層の厚さと上層の厚さとの比は特に制限は
ないか、好ましくは０．１〜１０程度が好ましい。

そして、柱状の結晶粒は、各層の厚さ方向のほぼ全域に
亘る長さをもち、その長手方向は、基体の主面の法線に
対する最小角度か、下層では５０°以下より好ましくは
θ〜３０°の範囲、上層では２０〜９０°、より好まし
くは３０〜９０°の範囲にて傾斜していることが好まし
い。

そして、この場合、下層の結晶粒と上層の結晶粒の傾斜
の向きは、基体の主面の法線に対して媒体の長さ方向で
同方向であってよいが、好ましくは相対向する向きであ
ることが好ましい。

このような、結晶粒の傾斜の向きを模式的に例示すると
第１図および第２図のようになる。

第１図および第２図において、磁気記録媒体１は、基体
２上に強磁性金属薄膜下層部３および強磁性金属薄膜上
層部４とを有する。　そして、強磁性金属薄膜下層部３
内の下層結晶粒５の傾斜の向き、強磁性金属薄膜上層部
４内の上層結晶粒６の傾斜の向きは、第１図では媒体の
長さ方向ａで相対向する向きであり、第２図では媒体の
長さ方向ａで同方向である。

本発明では、第１図あるいは第２図のいずれの結晶粒傾
斜をイ１゛するものであってよいが、好ましくは、第１
図に示される結晶粒傾斜を有するものが好ましい。

なお、酸素は、表面部の柱状の結晶粒の表面に前記のと
おり化合物の形で存在するものである。

また、強磁性金属薄膜層の酸素の濃度勾配の何如には特
に制限はない。

また、結晶粒の短径は、５０〜ＳＯＯ人程度の長さをも
つことが好ましい。

このように、強磁性金属薄膜層が２層構成をなすことに
より、柱状結晶粒の長さか小さいものとなるため強磁性
金属薄膜層の膜強度が向−トする。

また、上層の柱状結晶粒が基体主面法線に対し２０°〜
９０”の傾きをイ了し、特に５０°以上の傾きを有する
ものがあるため、例えば比較的浅い磁界を有する中心周
波数５ＭＨｚ程度の信号は上層にて有効に保持され得る
ものとなる。

また、下層の柱状結晶粒が基体主面法線に対し５０°以
下の傾きを有し、基体に対し立っている状態を呈してい
るため、例えば比較的深い磁界を有する中心周波数０．
７５ＭＨｚ程度の信号は下層にて有効に保持され得るも
のとなる。

本発明の磁気記録媒体に用いられる基体の材質としては
、非磁性プラスチックであれば特に制限はないが、通常
は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン２．６
−ナフタレート等のポリエステル、ポリアミド、ポリイ
ミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリサルフォン、
全芳香族ポリエステル、ポリエーテルエーテルケトン、
ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルイミド等を用い
る。　また、その形状、寸法、厚さには制限はなく、用
途に応したものとすればよい。

このようなプラスデックフィルムの磁性層が設けられて
いない他方の而−１−には裏地層を設層してもよい。

裏地層を設層する場合、裏地層はＡ１、Ｃｕ、Ｗ、Ｍｏ
、Ｃｒ、Ｔ　ｉ等の単一金属ないしこれらを含む合金、
あるいはその酸化物等の薄膜であることか好ましい。

上記の金属等の中では特に非磁性のものを用いるのが好
ましい。　その理由としては、例えば裏地層を磁性金属
とすると磁性面が磁化された状態で巻きとられた場合、
裏地層が磁性層の濡洩磁束により磁化されたり、あるい
は裏地層が磁化された状態で磁性面１１￥記録して再び
巻きとられると、裏地層の磁気の影響により磁性面の磁
化状態が乱れるためノイズが増加するなどの問題が生じ
うるからである。

裏地層の形成方法は、例えば、蒸着、スパッタ、イオン
ブレーティング等の真空薄膜形成法、さらには名種ＣＶ
Ｄ等の気相成長法、あるいはメッキ法等を用いればよい
。

このように形成された裏地層の膜厚は、０．０５〜１．
５声、より好ましくは０．０７〜０．９ｙｎ、さらによ
り好ましいくは０，０７〜０．７−とされる。

この膜厚が１．５戸をこえると、走行によって、磁性層
のクラックや磁性面ケズレが生じる。　また、ヘッド摩
耗量が増大する。　そして、ドロップアウトが増大する
。　また、膜厚か０．０５戸未満となると、走行安定性
が低下し、ヘッドタッチ不良が生じ、出力低下やエンベ
ローブ不良が生じる。

本発明の磁気記録媒体の表面には、微細な突起が所定の
密度で設けられてもよい。

微細な突起は、３０〜３００人、より好ましくは５０〜
２５０人の高さを有するものである。

すなわち、本発明の突起は、光学顕微鏡で観察でき、か
つ触針型表面粗さ計で測定できるものではなく、走査型
電子顕微鏡にて観察できる程度のものである。

突起高さが３００人をこえ、光学顕微鏡にて観察できる
ものどなると、電磁変換特性の劣化と、走行安定性の低
Ｆをもたらす。

また、５０人未満どなると、物性の向にの実効がない。

そして、その密度は１　ｍｍ’あたり平均１０５個以上
、より好ましくは１０５〜１０９個、特に１０６〜１０
″個である。

突起密度が１０′個／ｍｍ’未満となると、ノイズが増
大し、スヂル特ｆ１−か低下する等物性の低下をきたし
、実用に耐えない。

また、１０！１個／ｍｍ’をこえると、物性上の効果が
少なくなってしまう。

なお、突起径は、一般に２００〜１０００人程度とする
。

このような突起を設けるには、通常、基板−Ｌに微粒子
を配設ずればよい。　微粒子径は、３０〜１０００人と
すればよく、これにより微粒子径に対応した微細突起が
形成される。

用いる微粒子としては、通常、コロイド粒子として知ら
れているものであって、例えば５ｉｎ２　（コロイダル
シリカ）、Ａｊ２２０３（アルミナゾル）、Ｍｇ　Ｏ，
Ｔ　ｉ　０２、ＺｎＯ，Ｆｅ２０３　、ジルコニア、Ｃ
ｄＯ。

Ｎｉ　Ｏ，ＣａＷＯ４，ＣａＣｏ３、 ＢａＣｏ３、ＣａＣｏ３，ＢａＴｉＯ３、Ｔｉ（チタン
ブラック）、Ａｕ、Ａｇ％Ｃｕ。

Ｎｉ、Ｆｅ、各種ヒドロシルや、樹脂粒子等が使用可能
である。　この場合、特に無機物質を用いるのが好まし
い。

このような微粒子は、各種溶媒を用いて塗布液とし、こ
れを基板上に塗布、乾燥してもよく、あるいは塗布液中
に各種水性エマルジョン等の樹脂分を添加したものを塗
布、乾燥してもよい。

なお、場合によっては、これら塗布液を基板上に配設す
るのではなく、磁性薄膜層上にトップコート層として配
設することもできる。

また、樹脂分を用いる場合、これら微粒子にもとづく微
細突起に重畳してゆるやかな突起を設けることもできる
が、通常はこのようにする必要はない。

もし必要であるならば、強磁性金属薄膜層の上層と下層
との間に非磁性金属薄膜層を介在させてもよい。

本発明において、磁性層の形成は、いわゆる斜め蒸着法
によって形成されることが好ましい。

この場合、基体法線に対する蒸着物質の最小入射角は、
下層設層時においては５０°以下、下層設層時において
は２０°〜９０°とすることが好ましい。

最小入射角がそれぞれ前記の入射角からはずれたものと
なると、電磁変換特性が低下する。

また、磁性層は一工程で下層と上層を連続して設層して
もよいが、通常は、下層を設層後、再度蒸着工程に流し
て上層を設層することが好ましい。

このように、磁性層の設層な下層設層と上層設層の２工
程に分けることにより、前述のように、基体法線に対す
る磁性柱状結晶粒の傾斜の向きが−１一層と下層とで媒
体の長さ方向で相対向する向きとなる。

このような磁性層構成とすることにより、電磁変換特性
は極めて良好となる。

なお、蒸着雰囲気は、通常、アルゴン、ヘリウム、真空
等の不活性雰囲気に、酸素ガスを含む雰囲気とし、１０
−５〜１０°Ｐａ程度の圧力とし、また、蒸着距離、基
体搬送方向、キャンやマスクの構造、配置等は公知の条
件と同様にすればよい。

そして、酸素雰囲気での蒸着により、表面に金属酸化物
の被膜か形成される。　なお、金属酸化物が形成される
酸素ガス分圧は、実験から容易に求めることができる。

なお、表面に金属酸化物の被膜を形成するには、各種酸
化処理が可能である。

適用できる酸化処理としては下記のようなものかある。

１）乾式処理 ａ、エネルギー粒子−処理 特願昭５８−７６６４０号に記載したように、蒸着の後
期に、イオンガンや中性ガンにより酸素をエネルギー粒
子として磁性層にさしむけるもの。

ｂ、グロー処理 Ｃ２，Ｎ２０．０□十冒］２０等とＡｒ、Ｎ２等の不活
性ガスとを用い、これをグロー放電してプラズマを生じ
させ、このプラズマ中に磁性膜表面をさらすもの。

Ｃ９酸化性カス オゾン、加熱水蒸気等の酸化性カスを吹きつけるもの。

ｄ、加熱処理 加熱によって酸化を行うもの。　加熱温度は６０〜１５
０℃程度。

２）湿式処理 ａ、陽極酸化 す、アルカリ処理 Ｃ１酸処理 クロム酸塩処理、過マンガン酸塩処理、リン酸塩処理等
を用いる。

ｄ、酸化剤処理 Ｈ２Ｏ２等を用いる。

本発明の有機物のトップコート層は、放射線硬化型化合
物、すなわち放射線硬化型ポリマー、モノマー、オリゴ
マーの１種以上と、酸化防止剤と、さらに必要に応じ潤
滑剤とを含有し、かつ所定の密度と大きさの突起を有す
る強磁性金属薄膜上に設層されたものである。

さらに、本発明の媒体は、磁性層上に表面層を設層して
、走行性をより一層向−トすることもできる。

表面層としては、公知の種々のものが適用でき、例えば
、各種高分子物質被膜、ないしはこれに潤滑剤、酸化防
止剤、界面活性剤、無機微粒子等を含有させたものや、
各種潤滑剤の塗膜ないし気相被着膜等がある。

表面層の厚さは、５〜３００人程度とずる。

■　発明の具体的作用効果 本発明によれば、磁性層が上層と上層の２層構成をなす
ことにより、磁性柱状結晶粒の長さが小さいものとなる
ため磁性層の膜強度が向−トする。　このため、走行安
定性がきわめて高く、また、走行による磁性層のクラッ
クや磁性面のケズレの発生がきわめて少なく、ヘッド摩
耗量もきわめて少ないものとなる。

さらに、上層の柱状結晶粒が基体主面法線に対し２０°
〜９０゛°の傾きを有し、特に５０”以にの傾きを有す
るものがあるため、比較的浅い磁界をイイする中心周波
数５ＭＨｚ程度の信号は上層で有効に保持される。　ま
た、下層の柱状結晶粒が基体主面法線に対し５０”以上
の傾きを有し、基体に対し立っている状態をソしている
ため、比較的深い磁界をイ（する中心周波数０．７５Ｍ
Ｈｚ程度のｆｌｉ号は上層でイｆ効に保持されるもので
ある。

■　発明の具体的実施例 以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明をさらに詳
細に説明する。

実施例１ 下記表１に示す厚さのポリエステル（ＰＥＴ）フィルム
を円筒状、冷却キャンの周面に沿わせて移動させ、０２
＋Ａｒ　（容積比１：１）を毎分８００ｃｃの速さで流
し真空度を１．０ＸＩＯ−’Ｔｏｒｒとしたチャンバー
内で、Ｃ０８０、Ｎｉ２０（重量比）の合金を溶融し、
入射角を表１に示す入射角として、斜め蒸着によりＣｏ
−Ｎｉ−０の２層薄膜を形成した。

また、比較として、入射角３０〜９０°の部分のみ斜め
蒸着し膜厚０．１５ｐｍのＣｏ−Ｎｉ　−０の単層薄膜
を形成した。

酸素はベースとの界面、下層と上層との界面およびベー
スと反対側の表面に多く偏在していた。　また、ベース
と反対側の表面はほぼ酸化物のみで覆われていた。

Ｈｃ＝１０００　０ｅ０　膜中の平均酸素量はＣｏとＮ
ｉに苅する原子比 （−−−−τ−Ｘ１００） ｏＮ　　ｔ で４０％でありだ。

このようにして形成した下記表１に示す各サンプルにつ
き、下記の測定を行なった。　なお、媒体の走行方向と
、下層の基体法線に対する傾きの方向とを同　方向とし
た。

また、サンプルＮ０１４、Ｎｏ７のみ、第２図に示され
るように、下層と上層の基体法線に対する磁性結晶粒の
傾きを同一方向とし、サンプルＮｏ、１〜３．５．６は
第１図に示されるように結晶粒の傾きを相対向する方向
とした。

１）耐久性 温度２０℃、湿度６０％ＲＨの条件下で連続走行テスト
を行なった。

使用デツキ：５ＯＮＹ　　Ａ−３００ ヘツド　　ニスバッタ　センダスト ２）電磁変換特性 中心周波数０．７５ＭＨｚおよび５ＭＨｚの出力を測定
し、サンプルＮ００８の出力をＯｄＢとした時の値を求
めた。

使用デツキ：５ＯＮＹ　　Ａ−３００ ヘツド　　ニスバッタ　センタスト モード　　　：ＳＰモード 表１に示される結果より本発明の効果は明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の磁気記録媒体の１実施例の媒体方向に
）ト行な断面の模式図である。 第２図は、本発明の磁気記録媒体の他の実施例の媒体方
向に平行な断面の模式図である。 符号の説明 １・・・磁気記録媒体、 ２・・・↓を板、 ３・・・強磁性金属薄膜下層部、 ４・・・強磁性金属薄膜上層部、 ５・・・下層結晶粒、 ６・・・」二層結晶粒、 矢印ａ・・・媒体長さ方向 ＦＩＧ、１ ．１ ＦＩＧ、２ 手もタネ市正枯）　（自発） 昭和６１年　８月２７［１ 特許庁長官　　　黒　１）明　雄　殿 ２、発明の名称 磁気記録媒体 ３、補正をする者 名　　称　　　（３０６）　　ティーディーケイ株式会
社代表者　　大　歳　　　寛 ４、代理人　　〒１０１ 住　　所　　　　東京都千代田区岩木町３丁目２番２号
千代田岩本ビル４階 ｆｆ１８６４−４４９８　　Ｆａｘ、８６４−６２８０
氏　　名　　　　（８２８６）　　弁理士　　石　井　
陽　−５、補正の対象 （１）委任状 （２）明細書の「３、発明の詳細な説明」の欄６、補正
の内容 （１）委任状を別紙の通り補正する。 （２）明細書の「３、発明の詳細な説明」の欄を一ド記
の通り補正する。 （ｉ）明細書第１０ページ第１行１１〜第１１ベージ第
４行目に「このようなプラスチックフィルムの磁性層が
・・・・〜０．７μｍとされる。」とあるのを、「この
ようなプラスデックフィルムの磁性層が設けられていな
い他方の面上には公知の種々の裏地層を設層することが
好ましい。 裏地層の材質については特に制限はないが、特に顔料と
放射線硬化型樹脂とを含有するものが好ましい。　裏地
層の膜厚は、０．０５〜１．５μＩ、より好ましくは０
６０７〜１．０μｍとされる。」と訂正する。 （ｉ　ｉ）明細書第２０ページ第４行目の「で４０％で
あった。」の後に、改行して、「なお、磁性層薄膜上に
は、ミリスチン酸イソプロピルの表面層を膜厚２５人に
て設層し、また、基体裏面側には０．５μｍ厚にてカー
ボン、シリカおよび放射線硬化樹脂を含む裏地層を設層
した。」を追加する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）プラスチックフィルム上にＣｏを主成分とする強
   磁性金属薄膜層を有し、この強磁性金属薄膜層が上層と
   下層とを有し、強磁性金属薄膜層被着時の基体法線に対
   する被着物質の最小入射角が、下層設層時は５０°以下
   、上層設層時は２０°〜９０°であることを特徴とする
   磁気記録媒体。