JPS63197026A - 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〕 この発明は強磁性金属薄膜層を磁気記録層とする磁気記
録媒体に関し、さらに詳しくは、短波長記録特性が良好
で耐久性および耐食性に優れた前記の磁気記録媒体に関
する。

〔従来の技術〕

強磁性金属薄膜層を磁気記録層とする磁気記録媒体は、
通常、金属もしくはそれらの合金などを真空蔑着、スパ
ッタリング等によって基体フィルム」二に被着してつく
られ、磁気記録特性に優れたものとしてコバルトを主成
分とする強磁性金属薄膜層を設けたものが広く知られて
いる。ところが、コバルトを主成分とする強磁性金属薄
膜層は、高密度記録に適した特性を有する反面、磁気ヘ
ットとの摩擦係数が大きくて摩耗や損傷を受は易く、ま
た大気中の水分や、Ｓ０２ガス、ＮＯ２ガスなどの腐食
性ガスによって腐食され、飽和磁化量が減少したり、さ
らには腐食４を人物によって走行性に支障が生しるなど
の難点がある。

そこで、コバルトを主成分とする強磁性金属薄膜層中に
ニッケルを含有させたコハルＩ・−ニッケル合金からな
る強磁性金属薄膜層を形成し、さらにこの強磁性金属薄
膜層中に酸素を含有させて、耐久性および耐食性を改善
することが行われている。（特開昭５６−１５０１４号
） 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところが、コバルトを主成分とする強＆ｆ　Ｍ金属薄膜
層中に、ニッケルおよび酸素を含有させても、耐久性お
よび耐食性は未だ充分に数式されず、またこの種の強磁
性金属薄膜層は、その表面に潤滑剤層を設けても、初期
においては摩擦係数が充分に低減されるが、経時的に摩
擦係数が大きくなり、特にＳＯ２ガスなどの腐食性雰囲
気中では著しく増大して、耐久性および耐食性が劣化し
てしまうという難点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明はかかる現状に鑑み種々検討を行った結果なさ
れたもので、基体上に、ニッケルを主成分とし、かつ酸
素原子を１０〜４０厚子％含む強磁性金属薄膜層を設け
ることによって、耐久性を充分に向上させ、大気中の水
分や、ＳＯ２ガス、ＮＯ２ガスなどの腐食性ガスに対す
る耐食性を充分に向上させたものであり、さらに、この
強磁性金属薄膜層上に潤滑剤層を設けることによって、
耐摩耗性をさらに改善し、耐久性および耐食性を一段と
向上させたものである。また、飽和磁束密度が２０００
〜２２０００ガウスの軟磁性下地膜層を、前記のニッケ
ルを主成分とし、かつ酸素原子を１０〜４０原子％含む
強磁性金属薄膜層と基体との間に設けることによって、
短波長記録特性を良好にしたものである。

この発明において、基体上に形成される強磁性金属薄膜
層は、ニッケル虫体あるいはニッケルを主成分とする合
金を、酸素ガス存在下で、真空蒸着あるいはスパックリ
ングもしくはイオンブレーティングするなどして形成さ
れ、ニッケルを主成分とし、かつ酸素原子を含む強磁性
材の柱状粒子の築合体で構成された強磁性金属薄膜層が
形成される。

このようにして形成されるニッケルを主成分とする強磁
性金属薄膜層は、酸素原子を強磁性金属薄膜層の全構成
原子に対して１０〜４０原子％の範囲内で含有させたも
のであることが好ましく、このような割合で酸素原子を
含有させると、硬いＮｉ○結晶と靭性のあるＮ１結晶と
が適度に混在するため、優れた耐摩耗性が得られ、耐久
性および耐食性が充分に向上される。この酸素原子の含
有割合が、１０原子％より少ないと柔らかくて耐久性を
充分に向上させることができず、４０原子％より多くす
るともろくなり、耐久性を充分に向上させることができ
ない。また、特に、ニッケル原子はコバルト原子よりも
化学的に安定であるので摩擦係数の経時変化が小さく、
耐摩耗性の劣化も起こり難い。

また、このようなニッケルを主成分とする強磁性金属薄
膜層は、ニッケルの他、鉄、コバルト、クロム、マンガ
ン、アルミニウノ、などを含んでもよく、このような鉄
、コバルト、クロム、マンガン、アルミニウム等を含有
する場合は、ニッケルとこれらの鉄、コバルト、クロム
、マンガン、アルミニウム等との組成比を、原子比で６
対４以下にするのが好ましく、ニッケルの含有量が少な
すぎると耐摩耗性が低下する。

このように、ニッケルを主成分とし、酸素原子をｌＯ〜
４０原子％の原子内で含有させた強磁性金属薄膜層は、
耐久性および耐食性が充分に向上されるが、強磁性金属
薄膜層の主成分であるニッケルの結晶磁気異方性が充分
でなく、柱状粒子の築合体として形状異方性を付与して
も保磁力は１００〜６００エルステツド程度で、コバル
トを主成分とする強磁性金属薄膜層と比べ良好な短波長
記録が得られにくい。このため、柱状粒子が面内から立
ち上がった方向に優先的に配向しているような場合、基
体とこのニッケルを主成分とする強磁性金属薄膜層との
間に、軟磁性下地膜層を設けるのが好ましく、このよう
な軟磁性下地膜層を設けると、第７図の磁気テープの断
面図に示すように、基体１上に設けた軟磁性下地膜層２
０とさらにその上に設けた強磁性金属薄膜層２Ｉにおい
て、それぞれ矢印ＡおよびＢで示される磁化が相互に作
用して、短波長記録時の磁化が軟磁性下地膜Ｆｆ２０で
閉路的となり、磁極が強磁性金属薄膜層２１の表面でし
か現れな（なるため、強磁性金属薄膜層２１内部の反磁
界が著しく減少し、たとえ保磁力が比較的低いニッケル
を主成分とした強磁性金属薄膜層であっても、記録磁化
状態が安定化し、短波長記録が良好に行われる。

このような軟磁性下地膜層は、飽和磁束密度を２０００
〜２２０００ガウスの範囲内にするのが好ましく、この
軟磁性下地膜層の飽和磁束密度が２０００ガウスより小
さくては充分な出力が得られず、２２０００ガウスより
大きくしようとすると、充分な軟磁性を有する下地膜層
の作成が困難となり、出力が低下する。またこの軟磁性
下地膜層の膜厚は、５０人より薄くすると初期の効果が
得られず、２０００人より厚くすると信号再生時のノイ
ズが高くなるため、５０〜２０００人の範囲内にするの
が好ましい。

このような軟磁性下地膜層は、基体上にＮｉ　−Ｆｅ合
金、Ｆｅ−Ｃｏ合金、Ｇｏ−Ｚｒ合金などの軟磁性材を
、真空蒸着、スパッタリング、イオンブレーティングす
るなどして形成される。

このようにして、軟磁性下地膜層を介するか、あるいは
介さないで直接基体上に形成される前記のニッケルを主
成分とする強磁性金属薄膜層は、耐久性および耐食性が
充分に向上されるが、この強磁性金属薄膜層上に、さら
に潤滑剤層を形成すると、潤滑剤層の潤滑効果が充分に
発揮され、摩擦係数が充分に低減されて、耐摩耗性が一
段と向上される。

このような潤滑剤層としては、たとえば、カーボンから
なる潤滑剤層が好ましく、このカーボンからなる潤滑剤
層は、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、イオンビ
ーム法等のいわゆるベーバ−ディポジソション法により
形成される。

スパッタリングによる場合は、処理槽内にグラファイト
などの炭素を主体とするターゲットをセソ卜し、これを
アルゴンガス、ヘリウムガスなどの不活性ガス等の存在
下で、高周波によりスパッタリングさせ、強磁性金属薄
膜層上に析出させて形成される。この際、アルゴンガス
等のガス圧および高周波の電力は、形成されたカーボン
からなる潤滑剤層の脆化と軟化を防止するため、ガス圧
を０．００１〜０．１トールとし、高周波電力を０．１
〜２　Ｗ／ｃ＋１１の範囲内にするのが好ましい。

また、プラズマＣＶＤ法によって形成される場合は、処
理槽内にメタン、エタン、エチレン、ヘンゼン等の炭化
水素ガスを導入し、高周波によりプラズマを発生し、炭
化水素分子を分解させることにより、強磁性金属薄膜層
上に析出させて形成される。この際、脆化と軟化を防止
するため、炭化水素ガスのガス圧を０．００１〜０．１
トールとし、高周波電力を０．５〜３　Ｗ　／　ｃｌの
範囲内にするのが好ましい。

カーボンからなる潤滑剤層はこのようにして形成される
が、この形成時カーボンＡ’ｌｆｋ剤層が析出形成され
る領域に電子を照射すると、カーボン潤滑剤層を形成し
つつある粒子に熱的、化学的エネルギーが付与されて架
橋反応が促進され、また強磁性金属薄膜層表面の電位を
負に帯電させることによって、活性な陽イオンが強磁性
金属薄膜層表面に誘引されるため、架橋度の高い強靭な
カーボン潤滑剤層が形成され、カーボンからなる潤滑剤
層の強度が著しく増大して、耐久性および耐食性がさら
に一段と向上される。

このように、カーボン潤滑剤層形成中に照射する電子の
加速電圧と電子電流は、それぞれ０．５〜５０ＫＶおよ
び１〜５００ｍＡの範囲内とし、さらに１〜２０に■お
よび１０〜２００ｍＡの範囲内にするのがより好ましく
、５０ＫＶおよび５００　ｍ　Ａより大きくすると、強
磁性金属薄膜層に損傷を与え、０．５ＫＶおよび１ｍＡ
より小さくすると所定の効果が得られない。また、電子
の照射方法としては、電子流を拡散させて強磁性金属薄
膜層全面に照射する方法と、電子流をビームにして強磁
性金属薄膜層表面を走査する方法がいずれも好適に用い
られる。なお、プラズマＣＶＤ法などの比較的高い圧力
を必要とする場合、電子銃のフィラメントの損傷を防く
ため、電子銃部分の差動排気が必要である。

このようにして形成されたカーボンからなる潤滑剤層は
、耐摩耗性に優れるとともに、それ自身が酸性雰囲気で
変化せず、従って、このようなカーボンからなる潤滑剤
層が、ニッケル原子を主成分とし、かつ酸素原子を１０
〜４０原子％含有する強磁性金属薄膜層上に形成される
と、耐久性および耐食性が充分に向上される。なお、こ
のようなカーボンからなる潤滑剤層は、ダイヤモンド状
カーボン、アモルファス状カーボンのいずれであっても
よく、さらにこれらが混合されたものであってもよい。

またこのカーボンからなる潤滑剤層を膜厚は、３０〜５
００人の範囲内であることが好ましく、３０人より薄い
とこのカーボンからなる潤滑剤層による耐久性および耐
食性の効果が充分に発揮されず、５００人より厚くする
とスペーシングロスが大きくなりすぎて、電磁変換特性
に悪影響を及ぼす。

磁気記録媒体としては、プラスチックフィルム等を基体
として用いた磁気テープや磁気ディスク、プラスチック
フィルム、アルミニウム板およびガラス板などからなる
円盤を基体として用いた磁気ディスクや磁気ドラムなど
、磁気ヘッドと摺接する構造の種々の形態を包含する。

〔実施例〕

次に、この発明の実施例について説明する。

実施例１ 第１図に示す真空蒸着装置を使用し、厚さ１０μｍのポ
リエステルフィルム１を、処理槽２内で、供給ロール３
から円筒状キャン４の周側面に沿って移動させ、巻き取
りロール５に巻き取るようにセットするとともに、処理
槽２の下部に配設した磁性材芸発源６にＮｉ−Ｆｅ合金
（原子比８０：２０＞１をセットした。次いで、排気系
８で処理槽２内を２Ｘ１０−”）−ルまで真空排気し、
Ｎｉ−Ｆｅ合金７を加熱蒸発させるとともに、防着板９
と１１を左右に移動調整して、蒸気流の入射角を一５度
〜＋５度の範囲に制限し、蒸着速度８００人／ｓｅｃで
蒸着して、厚さ５００人のＮ　ｉ　−Ｆｅ合金からなる
飽和磁束密度が１００００ガウスの軟磁性下地膜層を形
成した。

次ぎに、同じ真空蒸着装置を使用し、軟磁性下地膜層を
形成したポリエステルフィルム１を、処理槽２内で、供
給ロール３から円筒状キャン４の周側面に沿って移動さ
せ、巻き取りロール５に巻き取るようにセットするとと
もに、研性材茎発源６に純度が９９．９原子％のＮｉ７
をセントした。次いで、排気系８で処理槽２内を２Ｘ１
０−５トールまで真空排気し、円筒状キャン４と防着板
９との間に配設したガス導入管１０から酸素ガスを２０
Ｑｍｌ／ｍｉｎの流量で導入してガス圧を２Ｘ１０−’
トールとし、Ｎ　ｉ　７を加熱蒸発させて、最低入射角
６０度、蒸着速度８００人／ｓｅｃで斜め入射衆着し、
厚さ２０００人で酸素原子濃度が２０原子％のＮｉから
なる強磁性金属薄膜層を、軟磁性下地膜層上に形成した
。

次ぎに、第２図に示すプラズマ処理装置を使用し、軟磁
性下地膜層および強磁性金属薄膜層を形成したポリエス
テルフィルム１を、処理槽１２内の原反ロール１３から
円筒状キャン１４の周側面に沿って移動させ、巻き取り
ロール１５に巻き取るようにセットした。次いで、排気
系１６で処理槽１２内をｌＸｌ０’）−ルまで真空排気
した後、処理槽１２に取り付けたガス導入管１７からエ
チレンのモノマーガスを２０ｓｅｃｍの流量で導入して
ガス圧を５ｘｔｏ−１−ルとし、ポリエステルフィルム
１を円筒状キャン１４の周側面に沿って２ｍ／Ｈｉｎの
走行速度で走行させながら、電極１８に１３．５６　Ｍ
Ｈｚの高周波を１００Ｗの電力で印加し、厚さ１００人
のアモルファス状のカーボンからなる潤滑剤層を、強磁
性金属薄膜層上に形成した。しかる後、所定の巾に裁断
して第３図に示すように、ポリエステルフィルム１上に
、軟磁性下地膜層２０、強磁性金属薄膜層２１および潤
滑剤層２２を積層形成した磁気テープＡをつくった。

なお、第２図中１９は電極１８に高周波を印加するため
の高周波電源である。

実施例２ 実施例１において、カーボンからなる／ｌＳ！滑剤層の
形成を省いた以外は実施例１と同様にして、第４図に示
すように、ポリエステルフィルムｌ上に、軟磁性下地膜
層２０および強磁性金属薄膜層２１を積層形成した磁気
テープＢをつ（った。

実施例３ 実施例２における強磁性金属薄膜層の形成において、Ｎ
ｉに代えてＮｉ−Ｆｅ合金（原子比８０：２０）を磁性
材蒸発源にセントした以外は、実施例２と同様にして、
酸素原子濃度が２０原子％のＮｉ−Ｆｅ合金からなる強
磁性金属薄膜層を形成し、磁気テープＢをつくった。

実施例４ 実施例２における強磁性金属薄膜層の形成において、Ｎ
ｉに代えてＮｉ−Ｃｏ合金（原子比８０：２０）を磁性
材蒸発源にセットした以外は、実施例２と同様にして、
酸素原子濃度が２０原子％のＮｉ−Ｃｏ合金からなる強
磁性金属薄膜層を形成し、磁気テープＢをつくった。

実施例５ 実施例１において、軟磁性下地膜層の形成を省いた以外
は実施例１と同様にして、第５図に示すように、ポリエ
ステルフィルムｌ上に、強磁性金属薄膜層２１および潤
滑剤層２２を積層形成した磁気テープＣをつくった。

実施例６ 実施例５において、潤滑剤層の形成を省いた以外は、実
施例５と同様にして、第６図に示すように、ポリエステ
ルフィルム１上に、強磁性金属薄膜層２１を形成した磁
気テープＤをつくった。

実施例７ 実施例６における強磁性金属薄膜層の形成において、酸
素ガス導入量を２００ｍｌ／ｗｉｎから１０Ｏｎｌｌ／
ｍｉｎに変更した以外は、実施例６と同様にして、酸素
原子濃度が１０原子％のＮｉからなる強磁性金属薄膜層
２１を形成し、磁気テープＤをつくった。

実施例８ 実施例６における強磁性金属薄膜層の形成において、酸
素ガス導入量を２００１ＩＩｌ／ｎ＋ｉｎから５００ｍ
１／ｍｉｎに変更した以外は、実施例６と同様にして、
酸素原子濃度が４０原子％のＮｉからなる強磁性金属薄
膜層２１を形成し、磁気テープＤをつくった。

比較例１ 実施例６における強磁性金属薄膜層の形成において、Ｎ
ｉに変えて純度が９９．９原子％のＣｏを使用した以外
は、実施例６と同様にして、酸素原子濃度が２０原子％
のＣＯからなる強磁性金属薄膜層を形成し、磁気テープ
をつくった。

比較例２ 実施例６における強磁性金属薄膜層の形成において、Ｎ
ｉに代えてＣｏ−Ｎｉ合金（原子比８゜：２０）を磁性
材蒸発源にセントした以外は、実施例６と同様にして、
酸素原子濃度が２０原子％のＣｏ−Ｎｉ合金からなる強
磁性金属薄膜層を形成し、磁気テープをつくった。

比較例３ 実施例６における強磁性金属薄膜層の形成において、酸
素ガス導入量を２００ｍｌ／ｍｉｎから５゜ｍ１／ｍｉ
ｎに変更した以外は、実施例６と同様にして、酸素原子
濃度が７原子％のＮｉからなる強磁性金属薄膜層を形成
し、磁気テープをつくった。

比較例４ 実施例６における強磁性金属薄膜層の形成において、酸
素ガス導入量を２００ｍｌ／ｍｉｎから７０Ｑｍｌ／ｍ
ｉｎに変更した以外は、実施例６と同様にして、酸素原
子濃度が４５原子％のＮｉからなる強磁性金属薄膜層を
形成し、磁気テープをつくった。

比較例５ 比較例１と同様にして強磁性金属薄膜層を形成した後、
この強磁性金属薄膜層上に実施例１と同様にして厚さ１
００人のアモルファスカーボンからなる潤滑剤層を形成
した以外は、比較例１と同様にして磁気テープをつくっ
た。

各実施例および比較例で得られた磁気テープについて、
強磁性金属薄膜層の保磁力および記録波長１．０μｍの
正弦波を記録した場合の再生出力を測定し、耐食性、耐
摩耗性および耐摩耗性の変化を調べた。耐食性は、得ら
れた磁気テープを、８０２１　ｐｐｍ　、、Ｈ２３０，
５ｐｐｍ、　ＮＯ２ｌｐｐｍ、湿度７５％ＲＨ１温度３
５°Ｃの雰囲気下に５０時間放置し、放置後の飽和磁化
を測定して、放置前の飽和磁化からの劣化率を測定、算
出して調べた。また、耐摩耗性は、Ｖ　）（Ｓ型ＶＴＲ
を用いてｉＭられた磁気テープを記録再生し、出刃が初
期値、ＬすＧｄＢ低下するまでのスチル時間を測定して
調へた。さらに耐摩耗性の変化は、ＳＣ２０，ｌｐｐｍ
、３５℃、７５％ＲＨの雰囲気に１００時間静置して腐
食テストを行い、静置後のスチル時間を耐摩耗性の場合
と同様にして測定して調べた。

下記第１表はその結果である。

第１表 〔発明の効果〕 上記第１表から明らかなように、実施例１ないし８で得
られた磁気テープは、適度な磁気特性を有し、比較例１
ないし５で得られた磁気テープに比べて劣化率が小さく
、さらに初期および放置後のスチル時間がいずれも長く
、このことからこの発明によって得られる磁気記録媒体
は、短波長記録特性が良好で、耐久性および耐食性に優
れていることがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の軟磁性下地膜層および強磁性金属薄
膜層を形成するのに使用する真空蒸着装置の一例を示す
概略断面図、第２図はこの発明において潤滑剤層を形成
する際に使用するプラズマ処理装置の一例を示す概略断
面図、第３図ないし第６図はこの発明で得られた磁気テ
ープの部分拡大断面図、第７図は磁化の相互作用を説明
するための磁気テープの模式図である。 １・・・ポリエステルフィルム（基体）、２０・・・軟
磁性下地膜層、２１・・・強磁性金属薄膜層、２２・・
・潤滑剤層 特許出願人　　日立マクセル株式会社 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基体上に、ニッケルを主成分とし、かつ酸素原子を
   １０〜４０原子％含む強磁性金属薄膜層を設けたことを
   特徴とする磁気記録媒体 ２、強磁性金属薄膜層がニッケルを主成分とし、かつ酸
   素原子を１０〜４０原子％含む強磁性材の柱状粒子から
   なる特許請求の範囲第１項記載の磁気記媒体 ３、基体上に、ニッケルを主成分とし、かつ酸素原子を
   １０〜４０原子％含む強磁性金属薄膜層を設け、この強
   磁性金属薄膜層上に、さらに潤滑剤層を設けたことを特
   徴とする磁気記録媒体 ４、強磁性金属薄膜層がニッケルを主成分とし、かつ酸
   素原子を１０〜４０原子％含む強磁性材の柱状粒子から
   なる特許請求の範囲第３項記載の磁気記媒体 ５、潤滑剤層がカーボンからなる特許請求の範囲第３項
   および第４項記載の磁気記録媒体 ６、基体上に、飽和磁束密度が２０００〜２２０００ガ
   ウスの軟磁性下地膜層を設け、この軟磁性下地膜層上に
   、ニッケルを主成分とし、かつ酸素原子を１０〜４０原
   子％含む強磁性金属薄膜層を設けたことを特徴とする磁
   気記録媒体 ７、強磁性金属薄膜層がニッケルを主成分とし、かつ酸
   素原子を１０〜４０原子％含む強磁性材の柱状粒子から
   なる特許請求の範囲第６項記載の磁気記媒体 ８、基体上に、飽和磁束密度が２０００〜２２０００ガ
   ウスの軟磁性下地膜層を設け、この軟磁性下地膜層上に
   、ニッケルを主成分とし、かつ酸素原子を１０〜４０原
   子％含む強磁性金属薄膜層を設け、この強磁性金属薄膜
   層上に、さらに潤滑剤層を設けたことを特徴とする磁気
   記録媒体 ９、強磁性金属薄膜層がニッケルを主成分とし、かつ酸
   素原子を１０〜４０原子％含む強磁性材の柱状粒子から
   なる特許請求の範囲第８項記載の磁気記媒体 １０、潤滑剤層がカーボンからなる特許請求の範囲第８
   項および第９項記載の磁気記録媒体