JPH01149217A - 磁気記録媒体 - Google Patents

磁気記録媒体

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JPH01149217A
JPH01149217A JP30558087A JP30558087A JPH01149217A JP H01149217 A JPH01149217 A JP H01149217A JP 30558087 A JP30558087 A JP 30558087A JP 30558087 A JP30558087 A JP 30558087A JP H01149217 A JPH01149217 A JP H01149217A
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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、さらに詳しくは電磁変
換特性、特に色(クロマ)S/N (シグナル/ノイズ
)および輝度出力に優れた特性を示す連続斜め入射蒸着
により成膜された強磁性金属薄膜を磁気記録層とする磁
気記録媒体に関する。
〔従来の技術〕
Co、 Ni、 Fe、またはそれらを主成分とする合
金、あるいは、それらの酸化物薄膜を、真空蒸着法、ス
パッタリング法、イオンブレーティング法などのベーパ
デポジション法によって、ポリエステルフィルム、ポリ
イミドフィルムなどの高分子フィルムや、非磁性の金属
薄板などよりなる基体上に形成させた強磁性薄膜型の磁
気記録媒体は。
従来の塗布型の磁気記録媒体に比べて記録密度を飛躍的
に向上させることができ、また記録再生出力も塗布型の
磁気記録媒体を上回る。しかし、この高密度記録化のた
めには、磁気ヘッドとのギャップを可能な限り少なくシ
、併せて磁気記録媒体の表面を平滑化してスペーシング
ロスを極力減少させる必要がある。しかし、あまり表面
を平滑化し過ぎると、ヘッドタッチあるいは走行性の点
で支障をきたす、このため、強磁性金属薄膜層の表面に
、種々の形状および高さや分布を有する微細突起を形成
させたりして表面状態を工夫し走行性を改善する方法が
提案されている(特開昭59−30231号公報、同5
9−94227号公報)。しかし、これらの方法で磁気
記録媒体の走行性は改善されるものの、例えば、連続斜
め入射蒸着法により形成される強磁性金属薄膜を磁気記
録層とする磁気記録媒体においては、電磁変換特性、特
にクロマS/Nの値が低く、必ずしも満足のいく特性が
得られなかった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は、上述した従来技術における磁気記録媒体の電
磁変換特性、特にクロマS/Nが悪いという問題点を解
消し、連続斜め入射蒸着法によって形成される強磁性金
属薄膜を磁気記録層(磁性層)とする強磁性薄膜型の磁
気記録媒体において。
電磁変換特性、特にクロマS/Nが高く、輝度出力が良
好で、かつ走行性に優れた信頼性の高い磁気記録媒体を
提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
従来、一般に高密度記録に必要な高保磁力を得るために
、連続斜め入射蒸着の効率を極度に低下させない範囲で
、基体に対する磁性層の柱状粒子の水平成分L(第2図
参照)ができるだけ大きくなるような構造を持つ磁性層
を形成させていた。
しかし、本発明者らが検討した結果、高保磁力に寄与し
ているのは蒸着初期の高入射角で基体上に蒸着された部
分、すなわち、基体の法線とのなす柱状粒子の傾斜角θ
が90度〜75度程度の部分であることを知った。さら
に、第2図に示すごとく。
柱状粒子8の形状を、柱状粒子8の基体1に対する水平
成分りよりも、垂直成分Ωが大きくなるように成膜する
ことにより、保磁力を低下させることなく、クロマS/
Nを向上できることが判明した。
さらに本発明者らの検討によると、連続斜め入射蒸着に
よって形成させた柱状粒子8の集合体である磁性層にお
いて、柱状粒子8の成長方向における中心線に接する接
線と、基体1の法線9とのなす角度、すなわち、柱状粒
子8の傾斜角θが90〜75度の範囲にある磁性層にお
いては、クロマS/Nは良好であるが再生出力が小さく
なり、また磁気記録媒体としての耐久性が劣化してしま
うことを知った。そこで、上記の傾斜角θが90〜75
度(より好ましくは90〜80度)以外の部分の柱状粒
子8の水平成分りを調整し、柱状粒子8の垂直成分Qを
増加させることにより、再生出力および耐久性を損うこ
となく、クロマS/Nを向上させることができることを
見い出した。そして、柱状粒子8のQ/Lの比がQ /
 L <1.0では、S/Nの劣化を招き、さらにQ/
L<1.5では垂直成分Qが大きくなり過ぎて再生出力
および耐久性が低下してしまい、好ましい柱状粒子のQ
/Lの比の範囲は1.0〜1.5であることを実験によ
り確認した。
さらに本発明者らは、磁性層を構成する強磁性柱状粒子
の垂直成分を増加させる方法について鋭意研究を重ねた
結果、第1図に示すごとく、微小突起部3を多数設けた
基体1上に1強磁性金属からなる磁性層2を連続斜め入
射蒸着させて、磁性層2の表面に柱状粒子の集合体から
なる特定形状の突起部を形成させることにより、磁性層
2を構成する柱状粒子8の垂直成分Qを増加させること
ができ、電磁変換特性、特にクロマS/Nならびに輝度
出力が著しく向上し、かつ走行特性の良い磁気記録媒体
が得られることを見い出した。すなわち、一般に連続斜
め入射蒸着によって形成される強磁性金属薄膜からなる
磁性層の柱状粒子の形状は、基体に突起部がある場合に
は、突起部のシャドウィング効果により柱状粒子の成長
方向の水平成分りが垂直成分Qよりも大きくなるため1
例えば第1図に示すごとく、磁性層2表面の突起部4の
形状は、突起部4の頂点を通る垂直線によって2分され
る突起部4の底部の水平距離を、それぞれxl、!、 
(x工≧xi)としたとき、強磁性金属の蒸気流の入射
方向7の影響を受け、xlは大きくなり、xlとx2の
比はx、/x2)1.5となる。
この場合、通常の磁気記録媒体の走行方向(記録再生方
向)であるノーマル方向5では輝度出力は良好であるが
クロマS/Hの値は低くなり、逆にリバース方向6では
クロマS/Nの値は高くなるが、輝度出力は劣化するこ
とを知った。このことは磁性層の構造とクロマS/Nお
よび輝度出力との相関を示しており、ノーマル方向5で
も、磁気ヘッドがリバース方向6で感するのと似た構造
の磁性層とすることにより、クロマS/Nの値を高め輝
度出力を良好にすることが可能となる。そのため、磁性
層を構成する柱状粒子の成長方向の水平成分を減らし、
上部から見た磁性層表面の突起部の形状を、磁気記録媒
体の走行方向で、はぼ円形に近いものとすることにより
クロマS/Nを改善することができ、輝度出力の良好な
磁気記録媒体が得られることになる。
本発明は、強磁性金属の蒸気流を基体上に斜め入射して
形成する強磁性金属の柱状粒子の集合体よりなる磁性層
の表面に、特定の形状および高さを有する突起部を形成
し、該突起部の頂点を通る垂直線によって、基体の水平
方向に2分される突起部の底部の水平距離をX1* X
2 (Xl≧xi)としたとき、xlおよびx2の比が
、1.5≦Xユ/xz≦1.0の範囲にあり、かつ突起
部の高さHを、100人≦H≦600人の範囲とするこ
とにより、本発明の目的は達成される。そして、上記突
起部の底部の水平距離X工/x2の比が1.5を超える
とクロマS/Nが低下するので好ましくなく、X 17
 X Hの比が1.0未満になることは、連続斜め入射
蒸着による磁性層の形成においては理論的にありえない
。
そして上記のX□/x2の比のより好ましい範囲は1.
0〜1.3である。また、磁性層の表面の突起部の高さ
は、100人未満ではクロマS/Nが悪化するので好ま
しくなく、600人を超えると再生出力が低下するので
好ましくない。上記突起部の高さのより好ましい範囲は
200〜400人である。
さらに本発明は、磁性層を構成する強磁性金属の柱状粒
子の形状を、該柱状粒子の成長方向(長手方向)での基
体に対する水平成分りを、上記柱状粒子の基体に対する
垂直成分Qよりも小さくし、Q/Lの比が1.0〜1.
5の範囲、より好ましくは1.0〜1.3の範囲とする
ことにより、本発明の目的を達成することができる。
また、本発明の磁性層を構成する強磁性金属の柱状粒子
の基体の法線に対する最高傾斜角を、75〜90度、よ
り好ましくは80〜90度とし、柱状粒子のn/Lの比
を1.0〜1.5とすることにより、磁気特性ならびに
クロマS/Nおよび輝度出力を一層改善することができ
る。
本発明の突起部を有する磁性層の成膜方法は、表面に5
0〜300人の大きさの微細突起を加工形成した非磁性
の基体、または基体表面に粒径が50〜300人程度の
酸化ケイ素(Sin、)などからなる非磁性の無機物を
付着させた基体を用い、Co、Ni、 Fe、もしくは
それらを主成分とする強磁性金属を連続斜め入射蒸着さ
せることにより、達成される。そして、磁性層の突起部
のX□/X2の比の制御は、連続斜め入射蒸着において
、最低入射角部より導入する酸素(02) 、アルゴン
(Ar) 。
窒素(N2)などよりなる酸化性ガスあるいはこれらの
混合ガスの導入量(圧力)および強磁性金属の蒸気流の
最低入射角の大きさを調整することによって行うことが
できる。すなわち、最低入射角部において導入する酸化
性ガスの導入量(例えば0.lt/min以上)を極力
多くし、かつ最低入射角(例えば45度以下)をできる
だけ小さくすることによりX 1 / X 2の比を1
.0に近付けることができるが、上記X工/ x zの
比の制御条件は、使用する個々の蒸着装置の形式、容量
などによって異なり、その都度最適条件を具体的に決め
る必要がある。
他方、本発明の磁性層の突起部のX工/X2の比の制御
方法として、連続斜め入射蒸着において、X 1/ X
 Zの比が大きくなる傾向にあるのは基体上の突起部の
シャドウィング効果によるものであるので、この効果を
抑制するために、まず最初、基体上に所定の方向から斜
め入射蒸着を行い、いったん原反を巻き取った後、再び
蒸着装置にセットし、今度は上記とは逆の方向から蒸着
させることを、少なくとも1回繰返して行い所定の膜厚
を有する磁性層を形成させることによっても達成できる
。
さらに1本発明の磁性層を構成する強磁性金属柱状粒子
の基体に対する水平成分りおよび垂直成分Qの調節は、
強磁性金属の蒸発源の位置と円筒状キャンに沿って移動
する基体との位置などを調節して、連続斜め入射蒸着の
初期のステップにおいては、蒸気流の最高入射角が90
度〜75度で基体上に蒸着されるようにし、その後の低
い入射角部において入射させる蒸気流をできるだけ少な
くして、基体に対して入射する蒸気流が垂直に近くなる
ように調整して、柱状粒子の垂直成分Qを増加させるか
、あるいは最低入射角部において吹き付ける02、Ar
、N、などの酸化性ガスの総量を可能な限り多くして、
磁性層の表面部分における柱状粒子の傾斜角を垂直化す
ることにより、柱状粒子のQ/Lの比を1.0〜1.5
の範囲に制御することができる。
〔実施例〕
以下に本発明の一実施例を挙げ、図面に基づいてさらに
詳細に説明する。
(実施例 1) 第3図に示す連続斜め真空蒸着装置を使用し、表面に2
00人高さの微細突起を多数有するポリエチレンテレフ
タレート(PET)フィルムの基体14を、送り出しロ
ール15より、ガイドロール16を介して回転する円筒
状キャン13の周側面に沿って移動させ、ガイドロール
17を介して巻き取りロール18に巻き取るようにセッ
トすると共に1強磁性金属材料の蒸発源19内にCo 
−20tzt%Ni合金からなる強磁性金属材料20を
セットした。ついで、真空排気系12で真空槽11内を
約5 X 10−’ Torrにまで真空排気し、Co
 −20wt%Ni合金からなる強磁性金属材料20を
加熱蒸発させて、斜め入射蒸着の入射角θを規制する防
着板21を調整して、強磁性金属材料20の蒸気流の最
低入射角を45度となし、蒸着速度800人/Sで斜め
入射蒸着を開始すると同時に、酸化性ガス導入管22か
ら最低入射角部Aの基体14に対して、酸素60部、窒
素40部の組成からなる酸化性ガスを0.8Q/m1n
(酸素0.48 Q /min。
窒素0,32 Q /m1n)の割合で吹きつけて、膜
厚が1500人のCo −20wt%Ni合金からなる
強磁性金属薄膜層(磁性層)を形成させた。このように
して作製した磁気記録媒体の原反の磁性層の表面に、潤
滑剤としてフッ素系潤滑剤であるフオンブリンZDIS
OC(モンテジソン社製商品名)をフッ素系溶剤FC−
77(住人スリーエム社製商品名)にO,1wt%の濃
度に希釈したものを塗布し、乾燥した後、スリットして
8■幅の磁気テープを作製した。
(実施例 2) 実施例1における防着板11の一部(最低入射角θ=4
2度に相当する位置)に蒸着孔(スリット)を設けたこ
と、および酸化性ガスとして酸素のみを使用し、その流
量を0.512/minとした以外は。
実施例1と同様にして磁気テープを作製した。なお、本
実施例における磁性層の膜厚の増分は、実施例1におけ
るよりも100人増加した。
(実施例 3) まず、酸化性ガスとして酸素ガスを0.5Q/min導
入して、実施例1と同様の方法で磁性層の膜厚が100
0人になるまで蒸着し、いったん巻き取りロールに巻き
取った後、再び同じ蒸着装置にセットして、今度は逆方
向から連続斜め入射蒸着を行い、厚さ1000人の磁性
層上に、さらに500人の膜厚に磁性層を形成させ1合
計膜厚1500人の磁性層を有する磁気テープを実施例
1と同様の方法で作製した。
(実施例 4) 酸化性ガスとして酸素ガスを0.5Q/min、窒素ガ
スを0.2Q/min (合計流量0.70/m1n)
の混合ガスを導入し、その他は実施例1と同様にして磁
気テープを作製した。
(実施例 5) 酸化性ガスとして酸素ガスを0.5Q/min、窒素ガ
スを0.I Q /min (合計流量0.6Q/m1
n)の混合ガスを導入し、その他は実施例1と同様にし
て磁気テープを作製した。
(比較例 1) 酸化性ガスとして酸素ガスを0.5Q/min導入した
以外は、実施例1と同様にして磁気テープを作製した。
(比較例 2) 最低入射角を50度に変えた以外は比較例1と同様の方
法で磁気テープを作製した。
以上の実施例1〜5および比較例1〜2において作製し
た磁気テープについて、0.75MHzのクロマ信号に
対するクロマS/Nt洞定し磁気テープの電磁変換特性
を評価した。その結果を第1表に示す。クロマS/Nは
、市販の塗布型8mmメタルテープをOdBとして示し
た。なお、各磁気テープをテープ走行方向と平行に超薄
切片を採取し。
透過型電子顕微鏡により磁性層の断面をi察したところ
、磁性層表面の突起部のHおよびX 1 / X 2の
比は第1表に示すとおりであった。Hについては、はぼ
同一であったが、X 1 / X 2の比は1.5〜1
.0の範囲内になければクロマS/Nが悪化することが
判明した。また、Hについては本実施例において述べて
いないが、Hが600人を超えると磁気ヘッドとのスペ
ーシングが大きくなり、その場合はX工/xzの比が1
.5〜1.0の範囲内にあっても。
クロマS/Nが悪くなり実用的でないことを確認してい
る。
第   1   表 第1表から明らかなごとく、本発明の実施例1〜5にお
ける磁気テープは、いずれもクロマS/Nが良好で、優
れた電磁変換特性を有することが分かる。
(実施例6〜10、および比較例3〜5)第3図に示す
実施例1において用いたのと同様の連続斜め真空蒸着装
置を使用した。すなわち、真空排気系12によって排気
された真空槽11内において、送り出しロール15より
送り出された厚さ9−の市販のPETフィルムである基
体14は、円筒状キャン13に沿って移動すると共に、
下部に配設された蒸発源19から発生する強磁性金属材
料20であるG o −20wt%Ni合金の蒸気流2
3の基体14の法線に対する入射角度を防着板21によ
って、蒸気流23の最高入射角部(B部)および最低入
射角部(A部)のそれぞれの入射角を変化させて、蒸気
流23の入射角度を調節し、基体14上に斜め入射蒸着
を行った後、巻き取りロール18によって巻き取られる
。また、蒸着時には酸化性ガス導入管22より、酸素(
02)ガスとアルゴン(Ar)ガスとの混合ガスを、最
低入射角部Aに吹きつけ、酸素ガス分圧Po2= I 
X 10−’ Torrとなるように調整し、膜厚が1
500人のCo−Ni−0合金からなる磁性層を形成さ
せた。このようにして作製した磁気記録媒体の原反を裁
断して磁気テープを得た。なお。
磁性層を構成する柱状粒子の基体に対する水平成分りお
よび垂直成分0の調整は、Arと0□との混合ガス中の
Arガスの量を変化させ、蒸気流23に差し向ける混合
ガスの総量を変えることによって柱状粒子の成長方向(
傾斜角)を制御した。本実施例においては酸化性ガスと
してArとo2との混合ガスを用いたが、Arの他、H
e、 N、などの不活性ガスであってもよく、また柱状
粒子のQ/Lの比の調整は、導入する酸化性ガスの総量
による制御の他、第3図に示すごとく、蒸発源19を支
持台24上を水平に移動させ、蒸発源19と円筒状キャ
ン13との位置を調整することによっても行うことがで
きる。
本実施例によって得られた各磁、気テープについて、電
磁変換特性は、試作した記録再生装置を用い、0.75
MHzの信号を記録再生した時の再生出力およびクロマ
S/N (シグナル/ノイズ)を測定することによって
磁気特性を、スチル寿命により耐久性を、それぞれ評価
した。また、磁性層の柱状粒子のQ/Lの比は、透過型
電子顕微鏡による各磁気テープの断面写真により求めた
。その結果を第2表に示す。
第  2  表 第2表から明らかなごとく、磁性層を構成する柱状粒子
のQ/Lの比が1.0〜1.5の範囲で、かつ柱状粒子
の最高傾斜角が90〜75度の範囲である本発明の磁気
テープ(実施例6〜10)はいずれも磁気特性、再生出
力、耐久性を劣化させることなく。
クロマS/Nを向上させることができる。
なお、本発明の上記実施例において、基体としてポリエ
チレンテレフタレートフィルムを用いたが、その他にポ
リイミド、ポリアミドなどのプラスチックフィルム、あ
るいはこれらのプラスチックフィルムに炭素繊維や無機
物などを混入したり、上塗り層を設けた基体など、一般
に基体として用いられているもの全て適用することが可
能である。
また、磁性層を形成する強磁性材料としてC0−Ni合
金の他、Co、Ni、Feなどの単体金属、あるいはC
o−Cr、 Go−Ni−Cr、Co−Ti、Co−P
、Co−Mn、Co−Fe、Ni−Fe、Ni−Fe−
Cr、Ni−CrなどのCo、NiまたはFeを主成分
とする強磁性合金が好適に使用される。
〔発明の効果〕
以上詳細に説明したごとく、連続斜め入射蒸着により、
表面に特定形状ならびに大きさの突起部を形成させた強
磁性金属薄膜からなる磁性層を有する磁気記録媒体は、
磁気特性、耐久性および再生出力を低下させることなく
、特にクロマS/Nに優れ、輝度出力が良好で、かつ走
行特性が良く、高密度磁気記録に適した信頼性の高い磁
気記録媒体が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例1〜5における磁気テープの断
面構造を示す模式図、第2図は実施例6〜10における
磁気テープの磁性層を構成する強磁性金属柱状粒子の形
状を示す説明図、第3図は実施例において用いた連続斜
め入射蒸着装置の構造を示す模式図である。 1・・・基体       2・・・磁性層3・・・基
体の微小突起部 4・・・磁性層の突起部5・・・ノー
マル方向   6・・・リバース方向7・・・蒸気流の
入射方向 8・・・柱状粒子9・・・基体の法線   
 11・・・真空槽12・・・真空排気系    13
・・・円筒状キャン14・・・基体       15
・・・送り出しロール16.17・・・ガイドロール 
18・・・巻き取りロール19・・・蒸発源     
 20・・・強磁性金属材料21・・・防着板    
  22・・・酸化性ガス導入管23・・・蒸気流  
    24・・・支持台A・・・最低入射角部   
B・・・最高入射角部θ・・・入射角

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、表面に微細突起部を多数設けた非磁性の基体上に、
    表面に多数の突起部を有する強磁性金属の柱状粒子の集
    合体よりなる磁性層を形成させた磁気記録媒体であって
    、上記磁性層表面の突起部の形状が、該突起部の頂点を
    通る垂直線によって基体の水平方向に2分される上記突
    起部の底部の水平距離を、それぞれx_1およびx_2
    (ただし、x_1≧x_2とする)としたとき、上記x
    _1およびx_2の比が1.0≦x_1/x_2≦1.
    5の範囲にあり、かつ上記突起部の底部からの突起部の
    頂点までの高さが100〜600Åの範囲にあることを
    特徴とする磁気記録媒体。 2、磁性層表面の突起部の頂点を通る垂直線によって基
    体の水平方向に2分される水平距離の比が1.0≦x_
    1/x_2≦1.3の範囲にあり、かつ突起部の底部か
    らの高さが200〜400Åの範囲にあることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項に記載の磁気記録媒体。 3、非磁性の基体上に、強磁性金属の蒸気流を斜めに入
    射し蒸着して、強磁性金属の柱状粒子の集合体よりなる
    磁性層を設けた磁気記録媒体であって、上記柱状粒子の
    形状が、該柱状粒子の成長方向における基体に対して水
    平な長さ成分をLとし、上記柱状粒子の基体に対して垂
    直な長さ成分をlとしたとき、柱状粒子の上記垂直な長
    さ成分lと水平な長さ成分Lとの比が1.0≦l/L≦
    1.5の範囲にあり、かつ上記柱状粒子の成長方向にお
    ける該柱状粒子の中心線の接線と、基体の法線とのなす
    角度である柱状粒子の傾斜角において、その最高傾斜角
    が75〜90度の範囲にあることを特徴とする磁気記録
    媒体。 4、柱状粒子の垂直な長さ成分lと水平な長さ成分Lと
    の比が1.0≦l/L≦1.3の範囲にあり、かつ柱状
    粒子の最高傾斜角が80〜90度の範囲にあることを特
    徴とする特許請求の範囲第3項に記載の磁気記録媒体。 5、強磁性金属の蒸気流を斜めに入射し蒸着して形成さ
    せた強磁性金属の柱状粒子の集合体よりなる磁性層であ
    って、上記柱状粒子の形状が、該柱状粒子の成長方向に
    おける基体に対して水平な長さ成分をLとし、上記柱状
    粒子の基体に対して垂直な長さ成分をlとしたとき、柱
    状粒子の上記垂直な長さ成分lと水平な長さ成分Lとの
    比が1.0≦l/L≦1.5の範囲にあり、かつ上記柱
    状粒子の成長方向における該柱状粒子の中心線の接線と
    、基体の法線とのなす角度である柱状粒子の傾斜角にお
    いて、その最高傾斜角が75〜90度の範囲にある磁性
    層を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第1項また
    は第2項に記載の磁気記録媒体。
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