JPS6326460B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、強磁性金属薄膜層の上に保護層が設
けられた磁気記録媒体に関する。 従来、磁気記録媒体としては、酸化鉄などの針
状磁性粉あるいは、強磁性合金の超微粉末を樹脂
バインダー中に分散し、これを非磁性基材上に塗
布した磁気記録媒体が、広く用いられてきた。 しかしながら、近年、情報の高密度記録化の要
請が、該磁気記録媒体に対して強くなされ、種々
の改良がなされてきたが、上記従来の塗布型磁気
記録媒体では、記録密度がほぼその限界に到達
し、それ以上に記録密度を高めることが原理的に
不可能であるため、この高密度記録の要請に答え
難かつた。 このため、最近、記録密度の飛躍的増大を目的
に、樹脂バインダーを使用せず強磁性金属薄膜層
を磁気記録層とする磁気記録媒体が湿式メツキ、
真空蒸着、スパツタリング、イオンプレーテイン
グ等の薄膜形成法により精力的に研究開発され一
部実用に供されている。 しかしながら、該強磁性金属薄膜層は、通常の
放置状態にあつても、酸化され易く、磁気性能が
経時的に劣化するという記録保存媒体としては致
命的な欠陥がある。又該表面を手指で触れただけ
でも該部分が急速に腐蝕したりする。更には、記
録再生時に於いては、ヘツドとの接触走査によつ
て該薄膜層が容易に剥離、摩滅、損傷、脱落を起
こしたり、若しくはヘツドクラシユ現象を生ず
る。 上記欠陥を改善するため、該強磁性金属薄膜の
表面上に種々の保護層を設けることが提案されて
いる。例えば、溶液塗布法による高分子被膜を形
成したり、クロム酸処理によつて反応被膜を形成
したり、電解メツキ、無電解メツキなどの湿式メ
ツキ法により金属薄膜を形成したり、或いは酸化
雰囲気中で記録媒体を高温加熱処理し、強磁性金
属薄膜の表面上に酸化被膜を形成したりするなど
多くの方法が提案されているが、いまだ充分な保
護層を得るに至つておらず又その形成方法にも
種々の解決しなければならぬ問題点を多くかかえ
ている。即ち、塗布によつて高分子被膜を形成す
る方法では、塗布工程が必要であり又溶剤回収あ
るいは公害防止のための大きな付帯設備を要し、
更に十分な耐腐蝕性を与えるには数ミクロン以上
の膜厚を要しこれが記録密度の低下を招くという
欠点を有していた。又クロム酸処理によつて被膜
を形成する方法では、６価クロムの有毒性から排
水処理等に上記と同様の欠点を有する。湿式メツ
キ法による耐蝕性金属被膜を形成する方法では、
得られる被膜の耐摩耗性が小さく、容易に損傷を
受ける。真空蒸着法によつて上記耐蝕性金属被膜
を形成する方法も試みられているが、耐摩耗性が
充分でないという欠点を有している。更に、酸化
雰囲気中で記録媒体を高温加熱処理し、酸化被膜
を形成する方法では、基材をポリエチレンテレフ
タレート等の高分子材料とする記録媒体では熱変
形を生じるという欠点を有し、又強磁性金属薄膜
自体も加熱処理により結晶構造等の変化を受け磁
気特性が変化を得けるなどの欠点を有している。 本発明の目的は、上記従来の欠点を解消し、耐
摩耗性と耐腐蝕性に優れた磁気記録媒体を提供す
ることを目的としてなされたものであり、その要
旨は、非磁性材料からなる基材上に形成されたコ
バルトを主体とする強磁性薄膜層の上にコバルト
を主体とする非磁性合金からなる保護層が設けら
れてなり、上記コバルトを主体とする合金の組成
がコバルト53.5〜70重量％、クロム18.5〜35重量
％、タングステン0.5〜６重量％、鉄0.5〜４重量
％及び炭素0.5〜1.5重量％であることを特徴とす
る磁気記録媒体に存する。 本発明に於いて使用される基材は非磁性材料か
らなるものであつて、その形状は磁気記録媒体の
使用形態に応じて適宜定めればよく、たとえばテ
ープ、フイルム、デイスク、ドラム等の形状があ
げられる。 上記非磁性材料としては、たとえば、ポリエチ
レンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレー
ト、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビ
ニル、ポリフツ化ビニル、酢酸セルロース、酢酸
ブチルセルロース、ポリカーボネート、ポリアミ
ド、ポリエーテルサルフオン、ポリパラバン酸等
の高分子材料、ガラス、磁器、陶器等のセラミツ
ク材料の他、アルミニウム、銅、銅―亜鉛合金等
の非磁性金属材料があげられる。 本発明に於いては、初めに上記非磁性基材の表
面上に強磁性金層の薄膜磁性層が形成されるがこ
の薄膜層はコバルト又はコバルトを主体とする合
金で形成された、コバルトを主体とし強磁性を示
す薄膜層である。 上記強磁性薄膜層は、物理蒸着法により形成さ
れるのが好ましく、例えば、真空蒸着法、スパツ
タリング法、イオンプレーテイング法、クラスタ
ーイオンビーム法等の種々の蒸着法が採用できる
が、とくに高真空中に於てなされる高真空イオン
プレーテイング法及びクラスターイオンビーム法
を採用するのが基材面への密着強度、磁気特性、
製造効率等の諸点からして好ましい。又、蒸着層
の厚さは得ようとする記録媒体の用途に応じて適
宜決定されてよく、通常は数百〜数千オングスト
ロームの範囲である。 又、本発明の磁気記録媒体においては上記強磁
性薄膜層上にコバルトを主体とする非磁性合金か
らなる保護層が設けられているのである。そして
該保護層を形成するコバルト合金の組成はコバル
ト53.5〜70重量％、クロム18.5〜35重量％、タン
グステン0.5〜６重量％、鉄0.5〜４重量％及び炭
素0.5〜1.5重量％とされるのであり、この様に組
成が特定されることにより、耐摩耗性及び耐食性
にすぐれ、かつ磁性層の磁気特性に悪影響を与え
ることのない非磁性の保護層が得られるのであ
る。 又、上記保護層を形成させるには、前記強磁性
薄膜層の形成と同様、種々の物理蒸着法が用いら
れ得るがとくに、高真空イオンプレーテイング法
が採用されるのが好ましい。しかして、高真空イ
オンプレーテイング法とは、加熱蒸発粒子の平均
自由行程が少なくとも500mm以上であるような、
例えば略10^-4トール以下の、高真空中に於て、該
蒸発粒子の一部を加速電子の衝撃によりイオン化
して正の原子状イオンを生成させ、該イオンを電
界効果により加速することで10eV以上の運動エ
ネルギーを付与せしめて、0.1〜0.5eVの範囲内の
運動エネルギーを有する中性蒸発粒子とともに基
材表面上に入射せしめて薄膜を形成する方法であ
る。 該高真空イオンプレーテイング法により前記磁
性層表面上にコバルトを主体とする非磁性合金か
らなる保護層を形成すると高エネルギーイオンの
蒸着表面への入射過程における該表面でのマイグ
レーシヨン効果、スパツタ作用、イオン注入効
果、自己加熱効果等により、形成される薄膜は磁
性層との密着強度が高く、膜自体のパツキングデ
ンシテイの大きな表面平滑な良質の膜となるので
ある。 以下図面を参照しながら、更に詳細に本発明を
説明する。 第１図は、本発明磁気記録媒体を製造するため
の装置の一例を示す概略図である。 そして図中１，２は互いに連結された真空容器
であり、これらの真空容器は、排気口３，４にそ
れぞれ連結される排気系装置（油回転ポンプ油拡
散ポンプ等で構成されているが図示されていな
い）によつて１×10^-4トール以下の高真空に排気
されるようになされており、真空容器１内には強
磁性金属からなる磁性層を蒸着形成するための荷
電蒸発粒子及び中性蒸発粒子の発生源５が、又真
空容器２内には保護層を蒸着形成するための同様
の発生源６，６′がそれぞれ配置されている。 高分子フイルムからなる基材７は、供給ロール
８、巻取りロール９、ガイドロール１０，１１，
１２，１３，１４，１５及びイオン加速用電極兼
水冷用ドラム１６から構成されるフイルム基材７
の送り機構により走行される。（但しモーター、
ギア等からなるロール駆動装置は図示されていな
い） 更に真空室１内には荷電粒子を電界加速するた
めの水冷機構を有する加速電極１７、及び１８が
配置され、これらに電源１９により負の直流高電
圧が印加されるようになされている。又、前記水
冷用ドラム１６にも電源１９′により負の直流高
電圧が印加されるようになされている。又、真空
容器１及び２内には、蒸発粒子遮蔽のための遮蔽
板４０，４１，４２，４４がそれぞれ配置されて
いる。 第２図は、第１図にて示した蒸発粒子発生源
５，６又は６′の構造を示した概略断面図である。 同図に於て、２０は電子ビーム蒸発源であり、
180゜偏向Ｅガン２２、水冷銅ハース２３及び蒸発
源材料ルツボ２４からなつている。（但し電源等
は図示されていない） ２５は蒸気遮蔽用の邪魔板であり、図示されて
いるように進んだ蒸気粒子は電離部２６にてその
一部がイオン化される。電離部２６は、熱電子放
出用フイラメント２７、電子を電界加速するため
のメツシユ状の電極２８及び電界制御のためのガ
ード２９により構成されている。 フイラメント２７及びガード２９には電源３２
により負の直流高電圧が印加され、又、フイラメ
ント２７には、電源３３により通電加熱のための
交流電流が印加されるようになされている。 次に本発明磁気記録媒体を製造する方法につい
て第１図及び第２図を参照しながら説明すると、
先づ、第１図に示したようにポリエチレンテレフ
タレートの如き高分子フイルムからなる基材７の
巻かれた供給ロール８を設置し、ガイドロール１
０，１１，１２，１３，１４，１５及び水冷ドラ
ム１６を経て巻き取りロール９に巻き取られるよ
うに配置する。 次いで排気口３，４から排気系装置によつて、
真空容器１，２内を１×10^-4トール以下、好まし
くは１×10^-5トール〜１×10^-6トールの範囲の高
真空に排気する。 真空容器１，２内の真空度が一定になつたとこ
ろで発生源５を動作させ、原子状の荷電粒子を電
源１９により加速電極１７，１８に負の高電圧を
印加することで電界加速し、フイルム基材７上に
中性蒸発粒子とともに、入射せしめる。発生源５
の作動は、第２図の電子ビーム蒸発源２０に於る
蒸発源材料ルツボ２４を加熱して、コバルトを主
体とする強磁性材料を蒸気化せしめ、これに電離
部２６おいてフイラメント２７を通電加熱して放
出させかつ該フイラメント２７及びガード２９に
負の直流電圧を印加することにより電界加速させ
た熱電子を衝撃させることにより行われ、かくし
て蒸発粒子の一部がイオン化され、荷電粒子とな
るのである。そして基材７へ入射する時の加速荷
電蒸発粒子の有する運動エネルギーが10eV〜
15KeVの範囲になるよう加速電極１７，１８に
印加する電圧を電源１９により制御するのが好ま
しく、又フイルム基材７に入射する加速荷電蒸発
粒子の入射角（基材表面の法線となす角）が50゜
以上となるようあらかじめガイドロール１０，１
２及び１１の相対位置を調節しておくのがよい。 上記の如く基材７に対し荷電高エネルギー粒子
を斜めに入射せしめて磁性層を形成するのが好ま
しい理由は、エネルギー及び入射角度を変化させ
る事で形成される磁性層の内部微細構造の制御を
することができ、特に、磁気基本特性のうち抗磁
力、角形比の極めて優れた磁気記録媒体を得るこ
とができるためである。 次に、上記の如くして基材７上に形成したコバ
ルトを主体とする強磁性薄膜層の上にコバルトを
主体とする非磁性合金からなる保護層を設けるの
は、第１図の真空容器２内において、前記の強磁
性薄膜層の形成と同様に、発生源６，６′を動作
して発生させた原子状の荷電粒子を、電源１９′
によりイオン加速用電極兼水冷用ドラム１６に負
の高電圧を印加することで電界加速し、基材７上
に中性蒸発粒子と共に入射させることにより行い
得るのであるが、蒸発源材料であるコバルト、ク
ロム、タングステン、鉄及び炭素等は温度や電子
ビーム入力パワーに応じた蒸発量がそれぞれ異な
るため、通常第１図に示される様に２個か又はそ
れ以上の発生源を用意し、加熱温度における蒸気
圧が近い金属を同じ発生源のルツボに仕込むのが
好ましい。そして、各金属の仕込量や蒸発速度等
の条件を調節することにより、形成される保護層
の組成を本発明の範囲のものとすることが出来
る。 本発明の磁気記録媒体は上述の通りの構成のも
のであり、とくに、コバルトを主体とする強磁性
薄膜層の上にコバルトを主体とする特定組成の非
磁性合金からなる保護層が設けられてなるもので
あるので、耐摩耗性と耐腐蝕性に非常にすぐれて
おり、同時にコバルトを主体とする強磁性層のす
ぐれた磁気特性が保護層の形成によつてなんら損
われることのないものである。 さらに、上記保護層が高真空イオンプレーテイ
ング法により形成されたものは、該保護層の磁性
層との密着強度が高くて表面平滑性にすぐれたも
のとなり、とくにすぐれた耐摩耗性を有するもの
となるのである。 以下本発明を実施例にもとずいて説明する。 実施例 １ 第１図及び第２図に示した磁気記録媒体の製造
装置を用いて下記に示した条件にて磁気記録媒体
を得た。 (1) 使用基材：ポリエチレンテレフタレートフイ
ルム（厚み9μ） (2) フイルム走行走度：0.5m／min (3) 動作中における真空容器１，２内真空度：１
×10^-5トール (4) 蒸発粒子発生源動作条件：下記第１表の通り

【表】 かくして得られた磁気記録媒体における保護層
はコバルト60％、クロム32％、タングステン４
％、鉄３％及び炭素１％の重量組成の非磁性合金
からなるものであり、そして該記録媒体の磁気基
本特性は第２表に示す如く優れたものであつた。

【表】 該磁気記録媒体の耐摩耗性につき市販のビデオ
デツキ（松下電器産業(株)NV−3000）によるスチ
ール寿命評価を行なつたところ１時間30分以上の
寿命を有していた。 更に該磁気記録媒体の耐腐蝕性につき、温度60
℃相対湿度95％の条件下で170時間放置しても肉
眼で明瞭な腐食跡は認められず抗磁力、残留磁束
密度ともなんら変化を生じなかつた。 比較例１及び２ 比較例１： 第１図及び第２図に示した磁気記録
媒体の装置を用いて下記に示す条件で磁気記録
媒体を得た。 (1) 使用基材：ポリエチレンテレフタレート（厚
み9μ） (2) フイルム走行速度：0.5m／min (3) 動作中における真空容器１，２内真空度：１
×10^-5トール (4) 蒸発粒子発生源動作条件：下記第３表の通
り、ただし発生源６′は作動させず

【表】 比較例２： 蒸発粒子発生源動作条件を下記第４
表に示す通りとする以外は比較例１と同じ条件
で磁気記録媒体を得た。ただし、発生源６，
６′は作動させなかつた。

【表】 上記比較例１，２で得られた磁気記録媒体につ
いて、実施例１と同様にして耐摩耗性テスト（ス
チール寿命評価）及び耐腐食性テスト（60℃、相
対湿度95％の条件下で200時間放置後における残
留磁束密度及び抗磁力の変化の測定）を行つた結
果は次表の通りであつた。

【表】 【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の磁気記録媒体を製造するため
の装置の一例を示す概略図、第２図は第１図の蒸
発粒子発生源５，６又は６′の構造を示す概略断
面図である。 １，２……真空容器、３，４……排気口、５，
６，６′……蒸発粒子の発生源、７……基材、８
……供給ロール、９……巻取りロール、１０，１
１，１２，１３，１４，１５……ガイドロール、
１６……イオン加速用電極兼水冷用ドラム、１
７，１８……加速電極、１９，１９′……電源、
２０……電子ビーム蒸発源、２２……180゜偏向Ｅ
ガン、２３……水冷銅ハース、２４……蒸発源材
料ルツボ、２５……邪魔板、２６……電離部、２
７……熱電子放出用フイラメント、２８……メツ
シユ状電極、２９……ガード、３２，３３……電
源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 非磁性材料からなる基材上に形成されたコバ
   ルトを主体とする強磁性薄膜層の上にコバルトを
   主体とする非磁性合金からなる保護層が設けられ
   てなり、上記コバルトを主体とする合金の組成が
   コバルト53.5〜70重量％、クロム18.5〜35重量
   ％、タングステン0.5〜６重量％、鉄0.5〜４重量
   ％及び炭素0.5〜1.5重量％であることを特徴とす
   る磁気記録媒体。 ２ 保護層が高真空イオンプレーテイング法によ
   り形成されたものである第１項記載の磁気記録媒
   体。