JPS63249927A - 磁気記録媒体およびその製造法 - 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〕 本発明は磁気記録媒体に係わり、さらに詳しくは磁気特
性および記録再生特性に優れた強磁性粒子と有機高分子
からなるメタル−ポリマ複合磁性膜を有する磁気記録媒
体およびその製造方法の改良に関する。

〔従来の技術〕

最近、高密度記録への要求の高まりと共に、バ＝３＝ インダを使用しない強磁性薄膜型の媒体が、磁気記録用
媒体として実現されるようになり、さらに実用化に向け
て種々の改良および研究がなされている。しかし、この
強磁性薄膜型の媒体は、記録磁性層としてＧｏ　−Ｎｉ
、　Ｃｏ　−Ｃｒ、　Ｃｏ　−Ｎｉ　−Ｐなどの強磁性
金ｍ薄膜、あるいはγ酸化鉄、　Ｂａフェライトなどの
強磁性フェライト薄膜が用いられるため、記録磁性層の
剛性はバインダを用いた塗布型のものに比べてはるかに
大きい。そのため。

基体である高分子フィルム上に記録磁性層である強磁性
薄膜を設けるフロッピーディスク、蒸着テープなどにお
いては、耐摺動性がバインダを用いた塗布型の媒体に比
べて劣り、またリジッドディスクにおいては磁気ヘッド
の姿勢の変動、Ｃ５５（コンタク１〜　スタート　スト
ップ）などにより媒体に傷がつくと、この傷はバインダ
を用いた塗布型の媒体に比べはるかに硬いため、この傷
によりヘッドのクラッシュを引き起こすという問題が生
じた。この問題を避けるため２強磁性薄膜よりなる記録
磁性層の上に種々の潤滑剤を塗布したり。

酸化ケイ素やカーボンの保護膜などを設ける方法がある
。しかし、この方法ではスペーシング損失が大きくなり
、電磁変換特性が低下するという問題があった。また、
このスペーシング損失をおさえるために保護膜の膜厚を
薄くすると保護膜自体の耐久性が低下するという問題が
生ずる。

そこで９強磁性体を非磁性基体上に柱状に成長させ、そ
の隙間を有機高分子で埋めた複合構造の膜を記録磁性層
とした。いわゆるメタル−ポリマ複合磁性膜が開発され
るようになった。これによって、記録磁性層自体の可撓
性は良くなり、従来の強磁性薄膜のみの記録磁性層を有
する媒体に比べ、はるかに磁気ヘッドとの摺接に対する
耐久性は向上した。しかし、このメタル−ポリマ複合磁
性膜を有する磁気記録媒体において、高密度記録時に再
生出力を大きくシ、かつドロップアウトを極力少なくす
るためには、記録磁性層を構成する強磁性粒子の充填率
を４０容積％以上とし、しかも均一に強磁性粒子を分散
させる必要がある。メタル−ポリマ複合磁性膜を形成さ
せる方法として。

結合剤であるバインダ中に強磁性粒子を分散させて基体
上に塗布する方法があるが、この塗布法では」１記の強
磁性粒子を均一に分散させるという必要条件を満足させ
ることができなかった。そこで。

ベーパデポジション法によって強磁性金属などよりなる
強磁性粒子とポリマとを同時に非磁性基体上に析出させ
て、均一に強磁性体粒子が分散したメタル−ポリマ複合
磁性膜を形成する方法が提案された（特公昭５７−３１
３７号公報）。

しかし、上記の強磁性粒子と有機高分子とを。

ただ単にベーパデポジション法によって同時に析出させ
てメタル−ポリマ複合磁性膜を形成する方法では、有機
高分子の量が多くなる傾向になると共に９強磁性体粒子
の配向性に乱れが生じ、そのため磁気特性が低下し、記
録再生特性が劣化するという問題が生じた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明者らは先に、上述した従来技術であるベーパデポ
ジション法によって形成されたメタル−ポリマ複合磁性
膜の柱状の強磁性粒子の配向性の乱れによる磁気特性の
劣化を改善するために、基体とメタル−ポリマ複合磁性
膜との間に、配向制御層を設け、複合磁性膜中の柱状の
強磁性粒子をエピタキシャルに成長させて配向度を向上
し、磁気特性ならびに記録再生特性の改善をはかった磁
気記録媒体を先願（特願昭６１−２０１１３８号）とし
て提案している。これは配向制御層の格子定数と。

その上に形成させる柱状の強磁性粒子の格子定数の差を
所定の範囲となし、配向制御層上に柱状の強磁性粒子を
エピタキシャル成長させる方法である。

しかし、この配向制御層を設け、その上にベーパデポジ
ション法によってメタル−ポリマ複合磁性膜２例えばＣ
ｏ−Ｃｒ柱状粒子とポリエチレンとの共蒸着膜を形成さ
せると、ポリエチレンの量が増加するにしたがってＣｏ
−Ｃｒ柱状粒子の粒径が異常に細くなり、そのために磁
気特性の劣化、特に保磁力Ｈｅが小さくなり記録再生特
性が低下することが判明した。

本発明の目的は、ベーパデポジション法によってメタル
−ポリマ複合磁性膜を形成させる場合に。

柱状の強磁性粒子が異常に細くなり磁気特性が劣化する
という問題を解消し、もって磁気特性ならびに記録再生
特性に優れたメタル−ポリマ複合磁性膜を有する磁気記
録媒体およびその製造方法を提供することにある。

〔問題を解決するための手段〕

上記本発明の目的は、非磁性基体上に、真空蒸着法、イ
オンブレーティング法、高周波イオンブレーティング法
、クラスタイオンビーム法、スパッタリング法、プラズ
マ重合法、ケミカルベーパデポジション（ＣＶＤ）法な
どのいわゆるベーパデポジション法により、柱状の強磁
性粒子の結晶の成長核となる下地層を形成させ、ついで
この下地層上に上記ベーパデポジション法によって、柱
状の強磁性粒子（メタル）と有機高分子（ポリマ）とを
同時に析出させて、膜面に対してほぼ垂直方向もしくは
所定の角度２例えば７０度または５５度の角度方向に配
向させた所定の大きさの粒径をもつ柱状の強磁性粒子の
粒子間を有機高分子で埋めた＝８− メタルとポリマの複合構造の記録磁性層を形成させるこ
とにより、達成される。

上記本発明のメタル−ポリマ複合磁性膜の形成において
、蒸着させるポリマの付着力を高め、かつ機械的耐久性
を高めるために２例えばプラズマ中に蒸着させる有機高
分子の蒸気流を通したり。

また有機高分子の析出中または析出後にα線やβ線など
の電離線、またはマイクロ波、紫外線、Ｘ線、γ線など
の電磁線、あるいは陽子線、中性子線を照射して有機高
分子のモノマ、オリゴマなどの重合を促進させることは
有効な手段である。

また、有機高分子は、そのモノマあるいはオリゴマなど
をガスとして外部から導入しても良いし。

また液体、固体状でベーパデポジション反応装置内に設
置して、加熱、スパッタなどで気化２分解あるいは昇華
させても良い。

本発明の方法により作製されたメタル−ポリマ複合磁性
膜を有する磁気記録媒体は、柱状の強磁性粒子の結晶の
成長核となる下地層があるため。

その上に成長する柱状の強磁性粒子の粒径は、有機高分
子の含有量を多くしても、その柱状結晶粒径が異常に細
くなることはない。この柱状の強磁性粒子の粒径が異常
に細くならないメカニズムは。

下地層がその上に形成されるメタル−ポリマ複合磁性膜
中の柱状強磁性粒子の成長の核となっているためであっ
て、このような作用を示すものなら下地層物質として用
いることができ、特にその組成は限定されるものではな
い。

本発明の柱状の強磁性粒子の結晶成長の核となる下地層
物質の好ましい例として、メタル−ポリマ複合磁性膜を
構成する柱状の強磁性粒子と同じ物質、または上記複合
磁性膜中の柱状の強磁性粒子をエピタキシャル成長させ
るような物質２例えばＧｏ−Ｃｒ合金に対しては、　Ｔ
ｉ、　Ｓｃ、　Ｔａ、　Ｇｅなど、Ｂａフェライトに対
してはＭｎＺｎフェライトなど、もしくはＣｏ−Ｎｂ−
Ｚｒなどのアモルファス状の物質、あるいはＮｉ　−Ｆ
ｅ、　Ｃｏ　−Ｎｉ　−Ｆｅなどの軟磁性を示す物質な
どを下地層として用いることができる。上記の軟磁性を
示す物質を下地層とした場合は、柱状の強磁性粒子の粒
径が細くならないという利点の他に、実際に磁気記録し
た場合に下地層の軟磁性の影響で記＠磁化が安定し記録
再生特性が向上する効果がある。

本発明のメタル−ポリマ複合磁性膜中の柱状の強磁性粒
子の大きさを制御する下地層の膜厚は。

５０Å以上、　５ｏｏｏÅ以下が好ましく、より好まし
い膜厚は１００〜２０００人の範囲である。上記膜厚が
５０人未満ではメタル−ポリマ複合磁性膜中の柱状の強
磁性粒子が異常に細くならないで太く成長させるための
核の生成が充分でなく、また５０００人を超えると磁気
記録媒体としての可撓性が低下するので好ましくない。

しかし、リジットディスクの場合は、下地層の上に成長
する柱状の強磁性粒子が十分に大きくなる程度の任意の
膜厚の下地層を形成させればよく、この場合は特にその
上限を限定するものではない。

本発明のメタル−ポリマ複合磁性膜の柱状の強磁性粒子
を形成させる強磁性材料としては、ＣＯ２Ｎｉ、Ｆｅな
どの単体金属もしくはこれらを主成分とする合金９例え
ばＦｅ−Ｃｏ、　Ｆｅ−８ｉ、　Ｆｅ　−１ｌ− Ｒｈ、　　Ｆｅ−Ｖ、　　Ｆｅ−Ｔｉ、　　Ｆｅ　　　
Ｃｏ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｐ、Ｇｏ−Ｂ、Ｃｏ−８ｉ、Ｃｏ−
Ｖ、Ｃｏ−Ｙ、Ｃ。

−８ｍ、Ｃｏ−Ｍｎ、Ｃｏ−Ｐｄ、Ｇｏ−Ｐｔ、Ｃｏ−
Ｔｊ　、　　Ｃｏ−Ｆｅ、　　Ｇｏ−Ｎｉ、Ｃｏ−Ｎｉ
−Ｐ　、　　Ｃｏ　−Ｎｉ−Ｂ　、　　Ｃｏ−Ｃｒ、　
　Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ、　　Ｃｏ−Ｎｉ−Ａｇ、　　Ｃｏ
−Ｎｊ−−Ｐｄ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｚｎ、Ｃｏ−Ｃｕ。

Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｕ、　　Ｃｏ−Ｗ　、　　Ｇｏ−Ｎｊ、
−Ｗ、　　Ｃｏ　−Ｍｎ−Ｐ、Ｃｏ−３ｍ−Ｃｕ、Ｃｏ
−Ｎ１−Ｚｎ−Ｐ。

Ｃｏ−Ｎｉ−Ｍｏ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｖ−Ｃｒなどの合金。

またはＢａフェライト、γ−Ｆｅ２０３．ＦＣ３０４な
どの酸化物、もしくはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉなどの窒化物を
挙げることができる。

そして９本発明メタルーポリマ複合磁性膜のポリマは、
各種、各重合度の有機高分子を用いることができるが、
特に、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、飽和ポリエステル、不飽和ポリニス
デル。

ポリウレタン、シリコン系ポリマ、ポリテトラフ−１２
＝ ロロエチレンなどのフッ素系ポリマなどの各種重合度の
重合体またはそれらの共重合体もしくは混合物が好まし
い。

そして、上記有機高分子材料のモノマ、オリゴマ、ポリ
マの各種重合度のものを用いることができ、これらをガ
ス状でベーパデポジション装置内に導入してもよく、ま
た液体、固体状態でベーパデポジション装置内に配置し
、加熱、スパッタ法などで気化９分解あるいは昇華させ
ることによって本発明の下地層上に析出させてもよい。

〔実施例〕

以下に本発明の実施例を挙げ２図面に基づいてさらに詳
細に説明する。

（実施例１） 第２図に示す真空蒸着装置を用い、第１図に示す断面構
造のメタル−ポリマ複合磁性膜を有する磁気記録媒体を
、以下に示す手順によって作製した。

電子線加熱法により、Ｇｏ−２０ａｔ％Ｃｒ合金が装入
されている強磁性体蒸発源５を加熱し、ポリイミドフィ
ルムの基体１上に、基体温度を室温としてＣｏ−Ｃｒ合
金の下地層２を２００人の膜厚に形成した。次に、上記
と同じ電子線加熱法により強磁性体蒸発源５を加熱して
Ｃｏ−Ｃｒ合金を蒸発させると同時に、ポリエチレンが
装入されている有機高分子蒸発源６を抵抗加熱法により
加熱してポリエチレンを蒸発させ、上記下地層２上に、
Ｃｏ−Ｃｒ合金とポリエチレンとの複合磁性膜を０．２
７Ｍの膜厚に形成して磁気記録媒体を作製した。

（比較例１） Ｃｏ−Ｃｒ合金の下地層の形成を省略した以外は実施例
１と同様の方法で磁気記録媒体を作製した。

（実施例２） 実施例１において用いた同じ真空蒸着装置を用い、実施
例１と同様にして、まずポリイミドフィルムの基体１上
に、基体温度を１５０℃として、ＴｉもしくはＧｅを５
００人の膜厚に蒸着して下地層を形成し、ついでＣｏ　
−２０ａｔ％Ｃｒ合金とポリテトラフロロエチレン（Ｐ
ＴＦＥ）とを同時に、上記下地層上に真空蒸着を行ない
、膜厚が０．３屡のＧｏ−Ｃｒ合金とＰＴＦＥとの複合
磁性膜を有する磁気記録媒体を作製した。

（比較例２） ＴｉもしくはＧｅの下地層の形成を省略した以外は実施
例２と同様の方法で磁気記録媒体を作製した。

（実施例３） 第４図に示す高周波スパッタ装置を用い、以下の手順で
磁気記録媒体を作製した。

Ｇｏ−Ｎｂ−Ｚｒ合金よりなる下地層用ターゲット１３
およびポリエステル（カーボランダム社製。

Ｅｋｏｎｏｌを使用）ターゲット上に、Ｇｏ−２０ａｔ
％Ｃｒペレットを載置した強磁性体−有機高分子複合タ
ーゲット１２が真空槽内に配置されており、スパッタは
Ａｒガス圧２０ｍ　Ｔ　ｏｒｒ　、投入電力５０Ｗで行
った。

まず、下地層用ターゲット１３であるＧｏ−Ｎｂ−Ｚｒ
合金をスパッタして、室温のガラス基板上にＣｏ−Ｎｂ
−Ｚｒ合金を５００人の膜厚に堆積させ１次にポリエス
テルとＣｏ　−Ｃｒ合金よりなる複合ターゲットをスパ
ッタすることにより、Ｃｏ−Ｎｂ　−Ｚｒ下地層の上に
ポリエステルおよびＣｏ　−２０ａｔ％Ｃｒよりなる膜
厚０．２７ｚ＋ｎの複合磁性膜を形成させた。

このとき、下地層のＣｏ−Ｎｂ−Ｚｒ合金はアモルファ
スになっていた。

（比較例３） ＣＯＮｂ−Ｚｒ合金よりなるアモルファスの下地層の形
成を省略した以外は実施例３と同様にして磁気記録媒体
を作製した。

以上の実施例１〜３および比較例１〜３によって作製し
た磁気記録媒体の磁気特性は試料振動型磁化測定装置（
Ｖ　Ｓ　Ｍ）により測定し、また膜の構造は透過型電子
顕微鏡により調べた。その結果を第１表に示す。

以下余白 第１表 第１表から明らかなごとく、実施例１においてＧｏ−Ｃ
ｒ合金の下地層を有する磁気記録媒体は。

下地層なしの比較例１に比べ良好な磁気特性を示してい
る。また、ＴｉまたはＧｅの下地層を有する実施例２に
おける磁気記録媒体は極めて良好な磁気特性を示してい
る。さらに実施例２におけるＧｅ下地層のある媒体とＧ
ｅ下地層のない媒体について、３．５インチのフロッピ
ーディスクを作製し。

アモルファス・フェライト複合リングヘッドを用いて記
録再生特性を調べた結果を第３図に示す。

図から明らかなごとく９曲線Ｂに示すＧｅの下地層のな
いものに比べ、Ｇｅの下地層のあるフロッピーディスク
は曲線Ａに示すごとく極めて優れた記録再生特性を示し
ている。

また、第１表のＣｏ−Ｎｂ−Ｚｒアモルファス下地層を
有する媒体（実施例３）においても良好な磁気特性を示
している。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したごとく本発明であるメタル−ポリマ
複合磁性膜中の柱状強磁性粒子の大きさを制御する下地
層を設けた磁気記録媒体は、磁気特性が良好で優れた記
録再生特性を示し、耐久性ならびに信頼性が極めて高い
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例において作製した磁気記録媒体
の断面構造を示す模式図、第２図は実施例１および２に
おいて用いた真空蒸着装置の構造を示す模式図、第３図
は実施例２において得られた磁気記録媒体の記録再生特
性を示すグラフ、第４図は実施例３において用いたスパ
ッタ装置の構造を示す模式図である。 １・・・基体　　　　　　　２・・・下地層３・・・柱
状強磁性粒子　　４・・・有機高分子５・・・強磁性体
蒸発源　　６・・・有機高分子蒸発源７・・・基体ホル
ダ　　　　８・・・基体加熱用ヒータ９・・・真空槽　
　　　　　１０・・・真空排気系１１・・・下地層蒸発
源 １２・・・強磁性体−有機高分子複合ターゲット１３・
・下地層用ターゲット 代理人弁理士　　中　村　純之助 １−基体 ７−一一基イ本ネルタ゛ ｔｏ−Ｊ　＼ご詔ト百【ジモ １２−一−ｙ會磁十ヱ）Ｊ＃−・杓４〉（・。 １３−　丁杷層用り−ｒ；°、斗 り分）子妻合９−ｒ；ト

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、非磁性基体上に、柱状の強磁性粒子と、該強磁性粒
   子の周囲を囲む有機高分子からなる複合磁性膜を記録磁
   性層をする磁気記録媒体において、上記基体上に、上記
   柱状の強磁性粒子の結晶成長の核となる下地層を形成し
   、該下地層の上に、膜面に対してほぼ垂直方向もしくは
   所定の角度方向に配向させた柱状の強磁性粒子と、該強
   磁性粒子の周囲を有機高分子によって充填した複合磁性
   膜を設けたことを特徴とする磁気記録媒体。 ２、下地層を構成する材料が柱状の強磁性粒子とほぼ同
   一物質からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の磁気記録媒体。 ３、下地層を構成する材料がＴｉ、Ｔａ、Ｇｅ、Ｓｃの
   うちより選ばれる少なくとも１種の金属、もしくはそれ
   らの金属を主成分とする合金からなることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の磁気記録媒体。 ４、下地層を構成する材料が軟磁性物質からなることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の磁気記録媒体
   。 ５、下地層の膜厚が、５０〜５０００Åの範囲、もしく
   は１００〜２０００Åの範囲であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか１項に記載
   の磁気記録媒体。 ６、複合磁性膜を構成する柱状の強磁性粒子は、Ｆｅ、
   Ｃｏ、Ｎｉのうちより選ばれる単体金属、またはＦｅ、
   Ｃｏ、Ｎｉのうちより選ばれる少なくとも１種の元素を
   主成分とする合金、もしくは酸化物系磁性体または窒化
   物系磁性体よりなることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項ないし第５項のいずれか１項に記載の磁気記録媒体
   。 ７、非磁性基体上に、柱状の強磁性粒子と、該強磁性粒
   子の周囲を囲む有機高分子からなる複合磁性膜を記録磁
   性層とする磁気記録媒体であって、上記基体上に、上記
   柱状の強磁性粒子の結晶成長の核となる下地層を形成し
   、該下地層の上に、膜面に対してほぼ垂直方向もしくは
   所定の角度方向に配向させた柱状の強磁性粒子と、該強
   磁性粒子の周囲を有機高分子によって充填した複合磁性
   膜を有する磁気記録媒体の製造方法において、上記非磁
   性基体上に、ベーパデポジション法によって下地層を形
   成し、ついで下地層上に、ベーパデポジション法によっ
   て柱状の強磁性粒子と有機高分子とを同時に析出させて
   複合磁性膜を形成させることを特徴とする磁気記録媒体
   の製造法。 ８、非磁性基体上に、柱状の強磁性粒子と、該強磁性粒
   子の周囲を囲む有機高分子からなる複合磁性膜を、記録
   磁性層とする磁気記録媒体であって、上記基体上に、上
   記柱状の強磁性粒子の結晶成長の核となる下地層を形成
   し、該下地層の上に、膜面に対してほぼ垂直方向もしく
   は所定の角度方向に配向させた柱状の強磁性粒子と、該
   強磁性粒子の周囲を有機高分子によって充填した複合磁
   性膜を有する磁気記録媒体の製造方法において、上記非
   磁性基体上に、ベーパデポジション法によって下地層を
   形成し、ついで下地層上に、有機高分子を形成させるガ
   ス状のモノマを吹き付けながらベーパデポジション法に
   よって柱状の強磁性粒子を上記下地層上に析出させ、し
   かる後、電磁線もしくは電離線を照射することによって
   上記モノマを重合させて有機高分子となし、上記下地層
   上に柱状の強磁性粒子と有機高分子からなる複合磁性膜
   を形成させることを特徴とする磁気記録媒体の製造法。