KR0142229B1 - 수직자기기록매체 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

주상결정입자로 이루어지는 강자성 금속박막이 2층 적층된 구성의 자성층을 갖고 주상결정입자의 평균성장방향과 기체법선이 이루는 각도 θ가 하층에 있어서 θ45°, 상층에 있어서 θ30°이고, 하층의 주상결정입자의 평균최대경이 상층의 주상결정입자의 평균최대경 이상인 수직자기리록매체.

자성층의 증착에 알맞는 장치는 선택도에 도시되는 구성이다.

상층의 자속은 하층에서 벗어나므로 상층의 주상결정입자 내부에서의 자속의 페루우프 형성이 방지된다.

또 하층은 자화되기 때문에 재생출력의 향상에 기여한다.

Description

[발명의 명칭]

수직자기기록매체 및 그 제조방법

[기술분야]

본 발명은 증착법에 의하여 형성된 주상결정입자로 이루어지는 강자성 금속박막을 자성층으로 갖는 수직 기록형의 자기기록매체 및 그 제조방법에 관한 것이다.

[배경기술]

근년, 자기기록매체에는 고밀도화가 요구되고 있고, 자성층 면내방향의 반자계의 영향을 회피하여 고밀도 기록이 가능한 수직자기기록매체가 주목되고 있다.

수직자기기록매체의 자성층으로서는, Co-Cr계 합금의 증착막이나 스퍼터막이 알려져있다. Cr를 일정량 이상 포함하는 Co-Cr계 합금을 사용한 자성층에서는 육방정으로 이루어지는 주상결정입자가 수직방향으로 성장하고, c축이 수직방향을 향하고 있다. Co-Cr계 합금의 수식자화막을 자성층에 사용한 수직자기기록매체에서는, 통상, 자성층 아래에 퍼말로이[Permalloy]막이 설치되어 있다.

이 퍼말로이 막은, 자성층을 구성하는 각 주상결정입자로부터의 자속을 이탈시켜, 각 주상결정입자내에 있어서 반자계에 의한 페루우프가 형성되는 것을 방지하는 작용을 갖는다. 주상결정입자내에 페루우프가 형성되면, 자속이 자성층 표면을 넘어 누설되지 않게 되므로 출력이 현저히 저하하여 버리지만 자성층 밑에 퍼말로이 막을 설치함으로써 자속은 타의 주상결정입자내에 침입하는 것이 되고 이로써 자성층 표면을 넘어 자속이 누설되어 재생이 가능하게 된다.

한편, Cr를 포함하지 않는 Co계 합금, 예를들면 Co를 주체로 하고 Ni등을 첨가한 합금으로 이루어지는 강자성 금속박막을 사용한 자기기록매체는, 포화자속밀도가 크고 그리고 보자력이 높으므로 왕성하게 연구되고 있다.

이와 같은 Co계 합금을 Co-Cr계 합금과 마찬가지로 수직방향으로 성장시키면 자성층 두께방향의 반자계의 영향에 의하여 수직방향으로 자화할 수 없다.

따라서 이와 같은 자성층에서는 자화용이축은 존재하지 않고 보자력은 나오지 않는다. 이때문에 Co-Ni 합금 등의 Co계 합금으로 이루어지는 강자성 금속박막 자성층은, 경사 증착법에 의하여 형성되는 것이 일반적이다.

경사증착법에서는 회전하는 원통상의 냉각드럼표면에 비자성 기체[基體]를 가하여 반송하면서 정치된 강자성 금속원에 전자비임 등을 조사하여 증착을 행한다.

이와 같은 경사증착법에 의하여 강자성 금속박막을 이층이상 적층하여 다층구조로 하는 것이 제안되어 있지만, 이 경우, 통상, 강자성 금속박막 각층의 주상결정입자를, 다른 강자성 금속박막의 주상결정입자의 성장방향과 교차한 특정의 방향으로 성장시킨다[일본 특공소 56-26891, 56-42055, 63-21254 및 60-37528, 일본 특개소 54-603, 54-147010, 56-94520, 57-3233, 57-30228, 57-13519, 57-41028, 57-141029, 57-143730, 57-143731, 57-147129, 58-14324, 58-50628, 60-76025, 61-110333, 61-1871220, 63-10315, 63-13117, 63-14320 및 63-39127호 공보 등].

이때, 강자성 금속이 입사하는 방향과 비자성기체 표면의 법선이 이루는 각도를 입사각이라 부르고, 통상, 증착개시로부터 종료까지의 입사각이 점점 감소하도록 증착한다.

입사각이 가장 큰 증착개시시는 증착속도가 가장 낮고, 입사각이 커짐에 따라 증착속도는 급격히 증가한다. 이 때문에, 강자성 금속박막중의 주상결정입자는, 비자성 기체측에서는 비자성 기체표면과 평행에 가깝고, 비자성기체 표면에서 떨어짐에 따라 금격히 상승하여 호상으로 성장한다.

이와 같은 강자성 금속박막의 자화 용이축의 방향은 주상결정입자의 경사에 의존한다. 그리고, 최대입사각은 통상, 90°이므로, 주상결정입자의 경사는 주로 최소입사각에 의존한다.

최소입사각을 작게하면 기체법선에 대한 주상결정입자의 경사는 작아진다.

즉, 주상결정입자가 기체에 대하여 직립상태로 되고, 자화용이축도 기체에 대하여 직립상태로 된다.

이와 같은 경사증착법에 의하여 형성된 강자성 금속박막을 수직자기기록매체에 적용하는 경우에도, 주상결정입자내의 페루우프 형성을 방지할 필요가 있고 퍼말로이 막을 자성층 아래에 설치할 필요가 있다.

그러나 퍼말로이 막은 Fe-Ni 합금이므로, 내식성이 낮고, 또 Co계 합금과 Fe계 합금과의 사이에는 국소전류가 발생하므로, 이 의미로서도 내식성에 문제가 있다.

또 퍼말로이 막은 연자성 막이므로 자화되지 않고 출력향상에 기여하지 않는다.

[발명의 개시]

본 발명의 목적은 출력이 높고, 내식성이 높은 수직자기기록매체 및 그 제조방법을 실현하는 것에 있다.

이와 같은 목적은 하기 [1]~[6]의 본 발명에 의하여 달성된다.

[1] 증착법에 의하여 형성된 주상결정입자로 이루어지는 강자성 금속박막이 2층 적층된 구성의 자성층을 기체위에 갖고, 주상결정입자의 평균성장방향과 기체법선이 이루는 각도를 θ라 하였을 때 하층의 강자성 금속박막에 있어서 θ45°이고, 상층의 강자성 금속박막에 있어서 θ30°이고, 하층의 주상결정입자의 평균최대경이 상층의 주상결정입자의 평균최대경 이상인 것을 특징으로 하는 수직자기기록매체.

[2] 상기 하층의 강자성 금속박막의 두께가 500~1500Å이고, 상기 상층의 강자성 금속박막의 두께가 500~2000Å인 상기 [1]기재의 수직자기기록매체.

[3] 상기 강자성 금속박막이 Co를 주성분으로 하여 함유하는 상기[1] 또는 [2]기재의 수직자기기록매체.

[4] 상기 하층의 강자성 금속박막이 Co-Ni계 합금이고, 상기 상층의 강자성 금속박막이 Co-Cr계 합금인 상기 [3]기재의 수직자기기록매체.

[5] 상기 기체의 표면에 미세입자가 배설되어 있고, 상기 미세입자 배설후의 기체의 중심선 평균 거칠기 Ra가 40Å이하이고, 그리고 상기 미세입자의 연쇄비율이 70%이하인 상기 [1] 내지 [4]의 어느 하나에 기재된 수직자기기록매체.

[6] 상기 [1] 내지 [5]의 어느 하나에 기재의 수직자기기록매체를 제조하는 방법에서, 상기 하층의 강자성 금속박막 증착용의 증착원과 상기 상층의 강자성 금속박막 증착용의 증착원과를 독립하여 설치하고, 상기 기체를 냉각드럼의 외주측면에 따라 보내면서 상기 각 증착원으로부터 강자성 금속의 증기를 증발시키는 것으로 인하여 상기 하층의 강자성 금속박막과 상기 상층의 강자성 금속박막을 연속하여 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 수직자기기록매체의 제조방법.

[발명의 작용 및 효과]

본 발명의 자기기록매체는 증착법에 의하여 형성된 주상결정입자로 이루어지는 강자성 금속박막이 2층 적층된 구성의 자성층을 갖고, 상층의 강자성 금속박막에 있어서 θ[주상결정입자의 평균성장방향과 기체법선이 이루는 각도]가 30°이하이고, 하층의 강자성 금속박막에 있어서 θ가 45°이상이다.

하층의 강자성 금속박막은, 상층의 강자성 금속박막의 자속을 이탈시키는 것으로 인하여, 상층의 주상결정입자내에 있어서 페루우프 형성을 방지하는 작용을 표시한다. 본 발명의 수직자기기록매체에서는, 하층의 주상결정입자의 평균최대경이 상층의 주상 결정입자의 평균최대경 이상으로 되므로, 하층의 주상결정입자가 적어도 두개의 상층 주상결정입자에 걸쳐서 존재하는 것으로 되고, 상층의 주상결정입자로부터의 자속이 하층의 주상결정입자중에서 이탈되기 쉬워진다. 또, 주상결정입자의 평균최대경이 크면 보자력이 낮아지기 때문에 이로서도 상층의 하층에서 이탈되기 쉬워진다.

더욱, 하층의 강자성 금속박막도 자회되므로 출력향상에 기여한다.

또 일반으로 장파장의 신호일수록 기록 깊이가 깊어지고, 또 일반적으로 주상결정입자의 평균최대경의 비교적 큰 편이 저역신호의 출력을 향상시키고, 평균최대경의 비교적 작은 편이 고역신호의 출력을 향상시킨다.

이 때문에 각층의 주상결정입자경을 상기 관계로 함으로써 넓은 대역에 걸쳐서 출력이 향상하고, 또, 상층에서 수직자기기록에 있어서 고역신호의 재생출력을 확보하고, 하층에서 저역신호의 재생출력을 확보할 수 있으므로 장파장신호를 중첩 기록하는 경우에도 유리하다.

또, Co계 합금으로부터 형성된 강자성 금속박막은 퍼말로이 막에 비하여 내식성이 양호하고, 그리고 상층 및 하층을 어느 것이든 Co계 합금으로부터 형성하므로 국소전류의 발생을 방지할 수 있고 내식성도 양호하다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명의 수직자기기록매체의 제조에 사용되는 경사증착장치의 일례를 도시하는 모식도이다.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

이하, 본 발명의 구체적 구성에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 수직자기기록매체는, 기체상에 자성층을 갖는다. 자성층은 증착법에 의하여 형성된 주상결정입자로 이루어지는 2층의 강자성 금속박막으로 구성된다.

그리고 주상결정입자의 평균성장방향과 기본법선이 이루는 각도를 θ라 하였을 때 하층의 강자성 금속박막에 있어서 θ45°이고, 바람직하기는θ55°이고, 상층의 강자성 금속박막에 있어서 θ30°, 바람직하기는 θ20°이다.

하층의 강자성 금속박막에 있어서 θ가 상기 범위 미만이면, 상층중의 주상결정입자내에 있어서 자속의 페루우프 형성을 방지하는 것이 어려워진다.

더욱 하층에 있어서 θ의 상한은 특별히 없지만 θ70°인 강자성 금속박막은, 경사 증착법을 사용하더라도 형성 곤란하다.

상층의 강자성 금속박막중에 있어서 θ가 상기 범위를 초과하면, 수직자기기록막으로서 적당한 자기특성을 얻는 것이 곤란하게 된다.

주상결정입자의 평균성장방향과 기체법선이 이루는 각도 θ는, 하기와 같이하여 측정한다.

우선 자기기록매체를 주상결정입자의 성장방향을 포함하는 평면[통상, 매체주면에 수직이고 자기헤드의 주행방향을 포함하는 평면이다]으로 절단한다. 그 단면에는 강자성 금속박막을 구성하는 주상결정입자의 단면이 호상 내지 주상으로 나타난다. 이 단면에 나타난 주상결정입자의 측면[이웃하는 주상결정입자의 경계선]과 기체 법선이 이루는 각도를, 각 강자성 금속박막마다 적어도 주상결정입자 100개에 대하여, 측정하고, 각 강자성 금속박막에 있어서 이들의 평균치를 구한다.

그리고, 이들 각 평균치를, 각 강자성 금속박막에 있어서 θ라 한다.

더욱, θ의 측정위치는 강자성 금속박막의 두께방향의 중간점이다.

θ는 강자성 금속의 입사방향에 의존하고, 경사증착법을 사용한 경우, 특히 최소입사각 θmin에 의존한다.

상층에 있어서 θ가 0°가 아닌 경우, 상층의 주상결정입자의 평균성장방향과 하층의 주상결정입자의 평균성장방향과는, 동방향이거나 역방향이라도 좋다.

주상결정입자의 평균성장방향이 동방향이라는 것은 자기헤드의 주행방향에 수직인 평면을 생각하였을 때 상층에 있어서 평균성장방향과 하층에 있어서 평균성장방향이 상기 평면의 한쪽측에 존재하고 있는 것을 의미한다.

이와 같은 구성의 자성층은, 후술하는 경사증착법에 의하여 강자성 금속박막을 증착할때에, 상층과 하층에서 기체의 주행방향을 같이하여 증착하면 쉽게 얻을 수가 있다.

또 평균성장방향이 역방햐이면, 상층에 있어서 평균성장방향과 하층에 있어서 평균성장방향이 상기 평면을 끼고 교차하고 있는 것을 의미한다.

이 경우, 경사증착법에 있어서, 상층 증착시의 기체주행방향과 하층 증착시의 기체주행방향과를 역으로 하여 자성층을 형성하면 좋다.

본 발명의 수직자기기록매체에서는, 하층의 주상결정입자의 평균최대경이 상층의 주상결정입자의 평균최대경 이상으로 된다. 그 이유는 상술한 대로이다.

더욱 본 명세서에 있어서 주상결정입자의 평균최대경이란, 주상결정입자의 성장방향을 포함하는 면에서 강자성 금속박막을 절단하였을 때의 강자성 금속박막표면에 있어서 각 주상결정입자의 직경의 평균치이고, 이 값은 주사형 전자현미경이나 투과형 전자 현미경 등에 의하여 측정할 수 있다.

각층의 주상결정입자의 평균최대경은 본 발명의 수직자기기록매체게 적용되는 규격이나 용도에 따라 적당히 설계하면 좋은데, 상층의 주상결정입자의 평균최대경을 1이라 하면 하층의 주상결정입자의 평균최대경은 1.1~2.0인 것이 바람직하다.

더욱 강자성 금속박막중의 주상결정입자의 평균최대경은, 50~500Å, 특히 120~300Å의 범위내에 있는 것이 바람직하다.

이 범위를 벗어나면 막강도가 낮아지고, 내구성에 문제가 생긴다.

각 주상결정입자는 육방정 결정립으로 구성되어 있고, 이 사실은 X선 회절에 의하여 확인할 수 있고, 또 육방정 결정입자의 평균입경은, 주사형 전자현미경에 의하여 측정할 수가 있다. 그리고 본 발명에서는 주상결정입자의 최대경과 마찬가지로, 육방정결정립의 평균경에 대하여도 하층의 강자성 금속박막에 있는 것이, 상층의 강자성 금속박막에 있는 것 보다는 큰 것이 바람직하다.

각 강자성 금속박막의 주상결정입자의 최대경을 소정의 값으로 하기위하여 후술하는 경사증착법에 의하여 강자성 금속박막을 형성할 때 각종 형성조건을 제어하면 좋다.

예를들면 강자성 금속박막중으로의 산소 도입량이 많을수록 주상결정입자의 최대경은 작아진다. 또 이때 육방정 결정입자의 평균입경도 작아진다.

그리고 산소도입량이 많을수록 내식성이 향상한다. 또 보자력도 높아지므로 주로 상층에 기록되는 단파장신호의 기록에 대하여 유리하게 된다.

또 후술하는 경사증착법에 있어서 기체가 첨부되는 냉각드럼의 각속도를 각층에서 변경하거나 증착시에 강자성 금속에 투입하는 파워를 변경하거나 또는 이들을 병용하는 것으로도 주상결정입자의 평균최대경을 변경할 수가 있다.

또 이들의 경우, 동시에 각층의 두께도 변경할 수가 있다.

상층의 강자성 금속박막의 두께에 특히 제한은 없지만, 통상 500Å이상인 것이 바람직하다. 이로써 저역에 있어서 출력을 충분히 크게 할 수가 있다.

또 상층의 두께의 상한은 특별히 없고 기록되는 신호의 파장 등에 따라 적당히 선택하면 좋은데, 상층이 지나치게 두꺼우면 단파장신호의 재생출력이 낮아지므로 통상, 2000Å이하로 하는 것이 바람직하다.

하층의 강자성 금속박막의 두께에도 특히 제한은 없지만, 지나치게 얇으면 막이 취약하게 되므로, 통상, 500Å이상으로 하는 것이 바람직하다.

또 하층의 주상결정입자는 기체에 대하여 평행에 가깝도록 증착할 필요가 있지만, 이와 같은 막을 경사증착막에 의하여 두껍게 형성하는 것은 곤란하고, 또 하층이 지나치게 두꺼우면 단파장신호의 재생출력이 낮아지므로 통상, 하층의 두께는 1500Å이하로 하는 것이 바람직하다.

각 강자성 금속박막은, Co를 주성분으로하여 함유하는 Co계 합금인 것이 바람직하다. Co외에 함유하는 원소로서는 Ni 및/또는 Cr이 바람직하다.

Ni 및/또는 Cr를 함유함으로써 내식성이 향상한다.

상층의 조성과 하층의 조성은 같아도 좋고 서로 달라도 좋다.

예를들면 양층을 Co-Cr계 합금으로 구성하여도 좋고 하층을 Co-Ni합금으로서 상층을 Co-Cr합금으로 하여도 좋다.

더욱 Co-Cr합금의 박막을 기체상에 직접 형성하면 결정입자의 양호한 배향성이 얻을 수 없으므로 Co-Cr합금은 상층에 사용하는 것이 바람직하다.

Co이외의 원소의 함유율은 요구되는 자기특성이나 내식성 등에 따라 적당히 결정하면 좋은데 예를들면 하기 조성이 바람직하다.

강자성 금속박막이 Co-Ni합금으로부터 구성되는 경우, Co/[Co+Ni]의 원자비는 0.75`0.90인 것이 바람직하다.

또 강자성 금속박막이 Co-Cr합금으로 구성되는 경우, Co/[Co+Cr]의 원자비는 0.70~0.90인 것이 바람직하다.

상기 어느 경우에 있어서도 Co의 함유율이 상기 범위 미만이면 충분한 자기특성을 얻을 수 없고, Co의 함유율이 상기 범위를 초과하면 충분한 내식성을 얻을 수 없다.

각 강자성 금속박막에는 필요에 따라 산소가 함유되어 있어도 좋다.

산소를 함유함으로써 강자성 금속박막의 보자력이 향상하고, 또 강자성 금속박막의 내식성이 향상한다. 산소는 통상 각 주상결정입자의 표면에 주로 금속과 결합하여 존재하지만, 특히 본 발명에서는 상층의 산소농도가 하층의 산소농도보다도 높은 것이 바람직하다.

강자성 금속박막중에 있어서 금속원소의 합걔량[M]에 대한 산소의 함유량[O]의 원자비율[O/M]은, 0.2이하, 특히 0.01~0.1인 것이 바람직하다.

더욱 강자성 금속박막의 산소농도는 자성층을 에칭하면서 오제[Auger]분광분석 등에 의하여 원소분석을 하여 측정할 수도 있다.

강자성 금속박막중에는 이들 원소의 각종 미량성분, 특히 천이원소 예를들면 Fe, Mn, V, Zr, Nb, Ta, Mo, W, Ti, Cu, Zn등이 포함되어 있어도 좋다.

각 강자성 금속박막은 각각 증착법에 의하여 형성되는데, 하층의 형성에는 경사 증착법을 사용하는 것이 바람직하다.

또 상층의 형성에도 경사증착법을 사용할 수도 있다.

경사증착장치 및 방법에 특히 제한은 없고 통상의 것을 사용하면 된다.

경사증착법은, 예를들면 공급로울로부터 계속 보내지는 장척[長尺]필름상의 비자성기체를 회전하는 냉각드럼의 표면을 따라 보내면서 1개 이상의 정치[定置]금속원에서 경사증착을 하고, 권취로울에 감는 것이다. 이 경우, 입사각은 증착초기의 최대입사각 θmax로부터 최종의 최소입사각 θmin까지 연속적으로 변화하고 비자성 기체표면에 Co를 주성분으로 하는 강자성 금속의 주상결정입자를 호상으로 성장시켜 정렬시킨다.

본 발명에서는, 2층의 강자성 금속박막을 적층할 필요가 있다.

본 발명에서는, 하층의 강자성 금속박막이 형성된 기체를 권취로울에 감은후, 다시 냉각드럼표면에 따라서 주행시키면서 상층의 강자성 금속박막을 형성하여도 좋지만 기체를 냉각드럼의 표면에 따르게한 상태에서 2층의 강자성 금속박막을 연속적으로 형성하면 높은 생산성이 얻어진다.

하층과 상층과를 연속적으로 형성하는 경우에는 제1도에 도시되는 바와 같은 하층용 증착원과 상층용 증착원과를 독립하여 설치한 증착장치를 사용하는 것이 바람직하다., 제1도에서, 공급로울[3]에 두루감겨진 장척필름상의 기체[2]는, 도면중 시계회전방향으로 회전하는 냉각드럼[4]의 외주측면에 따라 보내어지고, 권취로울[5]에 감기게 된다. 도가니[61]중에는 하층 증착용의 증착원[M₁]이 도가니]62]중에는 상층 증착용의 증착원[M₂]이 넣어지고 이들 증착원을 전자선 등에 의하여 가열하여 강자성 금속증기를 증발시킨다.

냉각드럼[4]과 각 증착원 사이에는 슬릿[71 및 72]이 설치된 마스크[7]가 존재한다. 증착원[M₁]으로부터의 강자성 금속증기는 슬릿[71]을 통하여 기체[2]에 도달하여 하층의 강자성 금속박막을 형성한다. 또 증착원[M₂]으로부터의 강자성 금속증기는 슬릿[72]을 지나 기체[2]에 도달하고, 상층의 강자성 금속박막을 형성한다.

도면중의 θ₁및 θ₂는 각각 하층 및 상층에 있어서 θ의 기준으로서 도시하였다. 또 제1도에 도시되는 각 부재는, 도시를 생략한 진공조내에 수용되어 있다.

더욱, 본 발명에서는 상층의 최소입사각 θmin 또는 최대입사각 θmax 이 마이너즈 각도이라도 좋다. θmin 또는 θmax가 마이너스 각도로 되는 것은 예를들면 제1도에 도시되는 바와 같은 경사증착장치에 있어서 냉각드럼[4]의 최하부를 넘은 영역에서도 기체[2]에 계속하여 강자성 금속이 증착되는 경우이다.

또 본 발명에서는 제1도에 도시되는 구성의 장치외, 증착원을 하나만 갖는 통상의 경사증착장치도 사용할 수 있지만, 이 경우도 상기와 마찬가지로 θmin 또는 θmax를 마이너스의 각도로 할 수도 있다.

제1도에 도시되는 증착장치에서는, 각 증착원과 기체[2]와의 거리나 각 증착원에 가해지는 파워를 제어하는 것등에 의하여, 하층에 있어서 주상결정입자의 평균최대경을 상층에 있어서 평균최대경 이상으로 하는 것이 용이하게 가능하다.

강자성 금속박막중에 산소를 도입하는 방법은 특히 제한은 없지만, 성막분위기중에 산소가스를 도입하여 증착을 행하면, 쉽게 도입가능하다.

또 이외에 강자성 금속박막표면을 산소가스나 그 플라즈마에 의하여 표면처리하는 방법 등에 의하여 산소를 도입할 수도 있다.

본 발명에 사용하는 기체는 비자성이면 그 재질에 특히 제한은 없고 강자성 금속박막 증착시의 열에 견디는 각종필름, 예를들면 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등을 사용할 수가 있다.

또 일본 특개소 63-10315호 공보에 기재의 각종 재료가 사용가능하다.

본 발명에서 사용하는 기체의 표면에는 미소한 돌기가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 자성층은 증착막이고 극히 얇기 때문에 기체표면의 성상이 자성층 표면에 직접적으로 나타난다.

따라서 기체표면에 미소한 돌기를 설치하면 자성층 표면에도 미소한 돌기를 출현시킬수가 있다. 자성층 표면의 돌기는 자성층의 마찰을 저하시켜 테이프화하였을 때의 주행성을 향상시키며, 또 매체의 내구성을 높인다.

기체표면의 미소한 돌기의 성상 및 형성방법은 특히 한정되지 않지만 돌기의 배설패턴이나 돌기형성후의 기체의 표면 거칠기가 자성층의 자기특성, 특히 보자력에 영향을 주므로 본 발명에서는 미세입자를 기체표면에 배설함으로써 돌기를 설치하는 것이 바람직하다.

사용되는 미세입자로서는, 입상, 특히 거의 구형의 것이 바람직하과 예를들면 SiO₂, Aℓ₂O₃, MgO, ZnO, MgCO₃, CaCO₃, CaSO₄, BaSO₄, TiO₂등의 산화물, 황산염, 탄산염등, Si, Aℓ, Mg, Ca, Ba, Zn, Mn 등의 금속의 산화물 또는 산염 등의 1종 이상을 포함하는 무기입자 또는 폴리스티렌, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리에틸렌 등의 1종이상의 유기화합물 구상입자 등이 바람직하다.

이들 미세입자는, 자성을 갖고 있거나 갖고 있지 않아도 좋다.

미세입자의 평균입자경은 100~1000Å, 특히 300~600Å임이 바람직하다.

평균입자경이 상기 범위미만일때 마찰저감효과가 작고, 내구성 향상효과도 불충분하다. 또, 평균입자경이 상기 범위를 초과하면 자성층의 표면 거치러기가 크게 되어 후술하는 중심선 평균 거칠기 Ra로 하는 것이 곤란하게 되고 보자력이 저하하는 외 고주파 특성이 불충분하게 된다.

미세입자의 배설밀도는 1㎟당 10만개~1억개, 특히 100만개~7000만개임이 바람직하다.

배설밀도가 지나치게 낮으면 미세입자를 설치함으로써 효과가 불충분하게 된다.

또 배설밀도가 지나치게 높으면 효과의 향상은 볼 수 없고, 후술하는 연쇄비율로 하는 것이 곤란하게 된다.

미세입자는 될 수 있는대로 균일한 분포로 배설되는 것이 바람직하다.

입자끼리 응집하거나 극도로 접근하거나 하면, 이들은 겉보기상 큰 입자[2차입자]로서 거동하는 것으로 되고, 바람직하지 않다.

미세입자간의 접근도를 본 명세서에서는 연쇄비율로 정의한다. 즉, 기체의 표면에 배설된 입자의 직경을 R이라 하여 인접하는 입자간의 거리를 d라 하였을 때, 연쇄비율=[dR를 만족하는 입자의 단위면적당의 개수]×100/[단위면적당의 입자의 개수]로 정의된다[단위는 %].

더욱, R에는 평균입자경을 채용하고, 입자간 거리 d및 입자의 개수는 전자현미경 사진으로 측정한다.

본 발명에서는, 이와 같은 연쇄비율이 70%이하, 특히 0~60%임이 바람직하다.

연쇄비율이 상기 범위를 초과하면 미세입자가 2차 입자로서의 거동을 표시하기 때문에 주상결정입자의 성장방향이 정렬되지 않게 되어 보자력이 저하한다.

또 자성층 형성후, 자성층 표면에 나타나는 돌기의 직경 및 높이가 현저히 크게되어 자성층의 표면성이 저하하여 스페이싱 로스에 의하여 전자변환특성이 저하한다.

미세입자 배설후의 기체의 중심선 평균 거칠기는 Ra, 40Å이하, 특히 30Å이하인 것이 바람직하다. Ra가 상기 범위를 초과하면 주상결정입자의 성장방향이 정렬되기 어렵고 보자력이 저하하는 경향에 있다.

더욱 Ra가 지나치치게 낮아지면 마찰저감효과가 불충분하고 내구성도 낮아지게 되므로 Ra는 10Å이상으로 하는 것이 바람직하다.

미세입자를 기체표면에 배설하는 방법은 특히 한정되지 않지만, 예를들면 합성수지를 용제로 용해한 얇은 바인더에 미세입자를 분산한 것을 기체에 도포하는 방법 또는 이와 같은 바인더를 도포한 다음 미세입자를 부착시키는 방법 등이 바람직하게 사용된다.

본 발명의 수직자기기록매체의 자성층상에는, 자성층의 보호 및 내식성 향상을 위한 공지의 여러가지 톱 코오트[topcoat]층이 설치되는 것이 바람직하다.

또 테이프화하였을때의 주행성을 확보하기 위하여 비자성 기체의 자성층과 반대측에는 공지의 여러가지 백코오트[backcoat]층이 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 수직자기기록매체는, 자성층 수직방향의 자화가 이루어지는 각종 수직자기기록에 알맞다.

또 애널로그 자기기록 및 디지틀 자기기록의 어느것에도 바람직하게 적용이 가능하다.

[산업상의 이용가능성]

본 발명의 수직자기기록매체에서는, 하층의 강자성 금속박막에 상층의 강자성 금속박막의 자속을 벗어나게 하는 것으로, 상층의 주상결정입자내에 있어서 페루우프형성을 방지할 수가 있다.

또 하층의 강자성 금속박막도 자화되므로 출력향상에 기여한다.

특히 하층의 주상결정입자의 평균최대경이 상층의 주상결정입자의 평균최대경 이상이므로 상층의 자속이 하층에서 벗어나기 쉽고 또 기록깊이가 깊은 장파장신호의 재생출력향상에 유효하고 넓은 대역에 걸쳐서 고출력이 얻어진다.

또 Co계 합금에서 형성된 강자성 금속박막은 퍼말로이 막에 비하여 내식성이 양호하고, 그리고, 상층의 조성과 하층의 조성을 거의 마찬가지로 할 수 있으므로 특히 양호한 내식성이 얻어진다.

[실시예]

이하, 본 발명의 구체적 실시예를 표시하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

미세입자로서 SiO₂[평균입자경 300Å] 0.15중량%를 바인더로서 메틸셀룰로오스 0.2중량% 및 실란 커플링제[N-β[아미노에틸]-γ아미노프로필메틸디메톡시실란] 0.02중량%를 잔부용제로서 물을 함유하는 배합물을 충분히 혼합분산시켜 얻어진 현탁액을 두께 7㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트[PET]기체표면에 도포하여 건조하였다.

건조후의 미세입자의 배설밀도는 1천만개/㎟, 연쇄비율은 50%, 기체표면의 Ra는 30Å였다.

다음에 제1도에 도시되는 구성의 증착장치를 사용하여 기체표면에 상층의 강자성 금속박막 및 하층의 강자성 금속박막을 증착하고, 자기기록매체 샘플을 제작하였다.

강자성 금속박막형성의 경우에는 Ar가스와 O₂가스와의 혼합가스를 진공조내에 흘리고 진공조내의 압력을 10^-4Torr로 유지하였다.

상층에 있어서 θ및 하층에 있어서 θ는, 증착원[M₁, M₂]과 슬릿[71, 72]의 위치관계를 변경함으로써 조정하고 각층에 있어서 주상결정입자의 평균최대경은, 각 증착원에 투입하는 전자선의 파워, 진공조중에 도입하는 O₂가스량 및 냉각드럼의 온도를 제어함으로써 조정하였다.

각 샘플의 강자성 금속박막의 조성 및 두께와 주상결정입자의 평균최대경과 주상결정입자의 평균성장방향과 기체법선이 이루는 각도 θ를 표1에 표시한다.

표1에 표시되는 Co-Ni 및 Co-Cr는 어느 것이든 Co를 0원자% 함유하는 합금이다. 더욱 평균최대경 및 θ는 전술한 방법에 의하여 측정하였다.

이 경우, 주상결정입자의 측정수는 100개로 하였다.

이들 샘플외, 비교를 위하여 단층의 강자성 금속박막을 형성한 기준샘플도 작성하였다[샘플 No.1].

각 샘플을 8㎜폭으로 재단하여 테이프화하였다.

이들 샘플테이프에 대하여 링형 자기헤드에 의한 수직자기기록을 상정하여 주파수 10MHz의 신호를 기록하고, 그 재생출력을 측정하였다.

또, 1MHz의 신호기록 및 재생출력측정도 행하였다.

더욱 이들의 측정에는 Hi8 규격의 비디오 데크[SONY EV-S900]를 사용하였다.

결과를 표1에 표시한다.

표 1[계속]

표1에 표시되는 결과로부터 본 발명의 효과가 명백하다.

즉 상층 및 하층 각각의 θ가 소정범위내에 있고 그리고 하층의 주상결정입자의 평균최대경이 상층의 주상결정입자의 평균최대경 이상인 본 발명의 샘플에서는, 10MHz신호의 재생출력이 기준샘플에 비하여 현저히 향상하고, 그리고 1MHz신호의 재생출력도 향상하고 있다.

Claims (10)

1. 증착법에 의하여 형성된 주상결정입자로 이루어지는 강자성 금속박막이 2층 적층되어 구성된 자성층을 기체상에 갖는 수직자기 기록매체에 있어서, 주상결정입자의 평균성장방향과 기체법선이 이루는 각도를 θ라 하였을 때 하층의 강자성 금속박막에 있어서 θ45°이고, 상층의 강자성 금속박막에 있어서 θ30°이고, 하층의 주상결정입자의 평균최대경이 상층의 주상결정입자의 평균최대경 이상인 것을 특징으로 하는 수직자기기록매체.
2. 제1항에 있어서, 상기 하층의 강자성 금속박막의 두께가 500~1500Å이고, 상기 상층의 강자성 금속박막의 두께가 500~2000Å인 것을 특징으로 하는 수직자기기록매체.
3. 제1항 또는 2항에 있어서, 상기 강자성 금속박막이 Co를 주성분으로 하여 함유하는 것을 특징으로 하는 수직자기기록매체.
4. 제3항에 있어서, 상기 하층의 강자성 금속박막이 Co-Ni계 합금이고, 상기 상층의 강자성 금속박막이 Co-Cr계 합금인 것을 특징으로 하는 수직자기기록매체.
5. 제1항, 2항 및 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 기체의 표면에 미세입자가 배설되어 있고, 상기 미세입자 배설후의 기체의 중심선 평균 거칠기 Ra가 40Å이하이고, 그리고 상기 미세입자의 연쇄비율이 70%이하인 것을 특징으로 하는 수직자기기록매체.
6. 증착법에 의하여 형성된 주상결정입자로 이루어지는 강자성 금속박막이 2층 적층되어 구성된 자성층을 기체상에 갖는 수직자기기록매체를 제조하는 방법에 있어서, 주상결정입자의 평균성장방향과 기체법선이 이루는 각도를 θ라 할 때, 하층의 강자성 금속박막에 있어서 θ45°이고, 상층의 강자성 금속박막에 있어서 θ30°이고, 하층의 주상결정입자의 평균최대경이 상층의 주상결정입자의 평균최대경 이상이도록, 상기 하층의 강자성 금속박막 증착용의 증착원과 상기 상층의 강자성 금속박막증착용의 증착원과를 독립하여 설치하고, 상기 기체를 냉각드럼의 외주측면에 따라서 보내면서 상기 각 증착원으로부터 강자성 금속의 증기를 증발시키므로서, 상기 하층의 강자성 금속박막과 상기 상층의 강자성 금속박막과를 연속하여 형성하는 공정을 갖는것을 특징으로 하는 수직자기기록매체의 제조방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 하층의 강자성 금속박막의 두께가 50~1500Å이고, 상기 상층의 강자성 금속박막의 두께가 500~2000Å인 것을 특징으로 하는 수직자기기록매체의 제조방법.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 강자성 금속박막이 Co를 주성분으로 하여 함유하는 것을 특징으로 하는 수직자기기록매체의 제조방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 하층의 강자성 금속박막이 Co-Ni계 합금이고 상기 상층의 강자성 금속박막이 Co-Cr계 합금인 것을 특징으로 하는 수직자기기록매체의 제조방법.
10. 제6항, 제7항 제9항중 어느 한 항에 있어서, 상기 기체의 표면에 미세입자가 배설되어 있고 상기 미세입자 배설후의 기체의 중심선 평균 거칠기 Ra가 40Å이하이고, 그리고 상기 미세입자의 연쇄비율이 70%이하인 것을 특징으로 하는 수직자기기록매체의 제조방법.