JPH0192924A - 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〕 本発明は、薄膜型の磁気記録媒体に関する。

（従来の技術〕 磁性体とバインダーから主としてなる磁気記録層を備え
た従来の磁気記録媒体に対して、金属、酸化物または、
金属と酸化物の組み合わせから主としてなり、バインダ
ーを用いない薄膜の磁気記録層を備えた薄膜型の磁気記
録媒体が高密度記録が可能なものとして精力的に検討さ
れている。本発明者らもコバルト、酸化コバルトまたは
鉄および／またはニッケルならびにそれらの酸化物から
主としてなる薄膜型の磁気記録膜を特開昭６１−１７７
５６６号で提案した。

薄膜型磁気記録媒体を実用化する上で最も重要な問題の
１つに耐食性を向上させることが挙げられる。

従来、耐食性を向上させる方法としては、保護層を設け
る方法（例えば特開昭６１−１７２２４号）や防錆層を
設ける方法（例えば特開昭６１−８２３２号）が提案さ
れている。また磁気記録層自体の耐食性を向上させる方
法としては、酸素原子温度の膜厚方向の分布を規定した
ものヤクロムなどの金属元素を添加したもの（例えば特
開昭５９τ５８８０４号、６１−６６２１７号）が提案
されている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、保護層や防錆層を磁気記録層上に設ける
方法は、これらの層上にピンホールがあった場合、これ
が腐食の起点になり全体の耐食性を著しく低下させると
いう問題がある。

また、従来の酸素濃度の高い層を磁気記録層表層に形成
する方法（特開昭５９−５８８０４号）の場合、本発明
者らの検討によれば、耐食性を向上させるためには酸素
濃度の高い層を数百Å以上の厚さに形成しなければなら
ないという問題がある上、酸素濃度の高い層は非磁性で
あるため、この層を厚くすると、磁気記録層と磁気ヘッ
ドとの間隔が大きくなり、スペーシングロスによる再生
出力および記録密度が著しく低下するという問題があっ
た。

ざらに耐食性向上に効果のある金属元素を磁気記録層に
添加することは、薄膜付着速度が速く、生産性の高い真
空蒸着法においては、材料間での蒸気圧の違いにより、
組成制御が難しいなど生産上適応が難しいばかりでなく
、耐食性向上の効果を現出するだけの量を添加すると、
磁気記録層の磁気特性、特に再生出力の低下を伴なう飽
和磁化の低下を引き起こすという問題があることが本発
明者らの検討で判明した。

また耐摩耗性向上の目的で、磁気記録層に炭素を添加す
る提案がある（特開昭６１−９９９２３号）が、これは
本発明者らの検討によれば、耐食性の向上には効果がな
いことが明らかとなった。

本発明者らは、上記の問題点のない耐食性向上の方策に
ついて鋭意検討した結果、本発明に到達したものである
。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は次の構成を有する。

すなわち、本発明は、基体上に、強磁性体とその酸化物
から主としてなる磁気記録層を備えた磁気記録媒体であ
って、該磁気記録層が弗素および炭素を含有してなるこ
とを特徴とする磁気記録媒体である。

本発明で使用される基体としては１、アルミニウム、銅
、鉄、ステンレスなどで代表される金属、ガラス、セラ
ミックなどの無機材料、プラスチックフィルムなどの各
種有機重合体材料が挙げられる。特にチーブ、フレキシ
ブルディスクなど加工性、形成性、可撓性が重視される
場合には、有機重合体材料が適している。特に二軸延伸
されたフィルム、シー１へ類は、平面性、寸法安定性に
優れ最も適しており、中でもポリエステル、ポワフエニ
レンスルフィド、芳香族ポリアミド、ポリイミドなどが
最も適している。

本発明で用いられる基体は、磁気記録層などの形成に先
たち、易接着化、平面性改良、着色、帯電防止、耐摩耗
性付与等の目的で各種の表面処理や前処理が施されても
よい。

基体の形状は、ドラム状、ディスク状、シート状、テー
プ状、カード状などいずれでも良く、厚みも特に限定さ
れるものではない。シート状、テープ状、カード状等の
場合、加工性、寸法安定性の点で、厚みは２〜５００μ
ｍ、中でも４〜２０μｍの範囲が好ましい。

本発明において使用される強磁性体は特に限定されない
が、コバル１〜、鉄およびニッケル等の金属の単独また
は２種以上を組合わせて使用するのが好ましい。中でも
コバルトまたはコバルトと鉄および／またはニッケルで
あることが垂直磁化膜を形成できる点で好ましい。

コバルト、鉄およびニッケルの組成比は特に限定される
ものではないが、コバルトと鉄を使用する場合は、重量
比で９７〜８５：３〜１５の範囲となすのが、再生出力
の増大と磁気異方性の低下防止の点で好ましく、９５〜
９ｏ：５〜１ｏの範囲がさらに好ましい。

またコバルトとニッケルを使用する場合は、重量比で９
７〜６０：３〜４ｏ範囲となすのが再生出力の増大と耐
食性の向上の点で好ましく、９５〜７０：５〜３０の範
囲がざらに好ましい。

ざらにコバルト、鉄およびニッケルを使用する場合には
、重量を百分率で各々Ｐ、Ｑ、Ｒとした時、６５≦Ｐ≦
９８．１≦Ｑ≦１５．１≦Ｒ≦３０、Ｐ十〇十Ｒ＝１０
０の範囲となすのが、再生出力とＳ／Ｎの増大および磁
気異方性の低下防止の点で好ましく、７５≦Ｐ≦９４．
１≦Ｑ≦１０．１≦Ｒ≦１５の範囲がざらに好ましい。

磁気記録層に含まれる酸化物としてはＣｏｏ、ＣＯ２Ｏ
３、ＣＯ３Ｏ４やＦｅｄ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４、Ｎ
　ｉｏなどが主なものであるが、これらのほか、Ｃｏａ
ｘ、ＦｅＯ’ｙ、Ｎ　ｉｏｚ　（ｘ、ｙ、ＺはＯから２
の間の数）で表わされる非化学量論的な亜酸化物、過酸
化物も含まれていてもよい。

窒化物、水酸化物が該垂直磁化膜の磁気特性を損わない
範囲で含まれていてもよい。

磁気記録層には炭素および弗素が同時に含まれているこ
とが重要である。

磁気記録層中に含有される弗素の最は特に限定されない
が、弗素の量が少ない場合は耐食性向上の効果が現われ
にくく、一方多すぎる場合は、磁気記録層に積層する潤
滑層や保護層などとの接着性が低下しやすく、媒体の耐
摩耗性を低下させるため好ましくない。

本発明において、磁気記録層中に含まれる好適な弗素の
伍は、強磁性体原子に対し、原子個数で０．１〜１０％
の範囲にあることが好ましく、より好ましくは０．２〜
６％、さらに好ましくは０゜３〜３％の範囲である。

また磁気記録層中に含まれる炭素の量は特に限定されな
いが、炭素の量が少ない場合は耐食性向上の効果が現わ
れにくく、一方多すぎる場合は、磁気記録層にクラック
が入りやすくなるため好ましくない。

磁気記録層中に含まれる好適な炭素の口は、強磁性体原
子に対し、原子個数で０．５〜３０％の範囲にあること
が好ましく、より好ましくは１〜２０％の範囲でおる。

本発明においては、磁気記録層中の弗素と炭素は磁気記
録層の膜厚方向の全体にわたって存在しているが、磁気
記録層の表面または磁気記録層と仙の層との界面で濃度
が高くなるように含有させることが耐食性の向上効果の
点で好ましい。

膜厚方向で弗素および炭素に濃度分布がおる場合は、膜
厚方向の平均で弗素および炭素の濃度をそれぞれ表わさ
れる。すなわち、磁気記録層の表層部分は汚染や酸化に
よる影響があるので、これらの影響のない深さの部分か
ら、磁気記録層の基体側界面までの範囲で、弗素、炭素
および強磁性体の原子個数の比を膜厚方向に所定間隔ご
とに（または連続的）に測定し、これらのデータをそれ
ぞれ膜厚方向に加算して平均の濃度比が算出される。

また磁気記録層には上記コバルト、鉄、ニッケル以外の
元素や化合物、例えば銅、クロム、アルミニウム、シリ
コン、バナジウム、チタン、亜鉛、マンガンや、タンタ
ルおよびこれらの酸化物、窒化物、水酸化物などが磁気
記録層の磁気特性を損わない範囲で含まれていてもよい
。

磁気記録層中には、このほか、１０〜５０体積％の空隙
（ボイド）が含まれていることが、磁気特性の点から好
ましい。

磁気記録層の膜厚は特に制限されないが、再生出力、平
坦性、可撓性などの点から０．０５μｍから２μｍの範
囲が良く、中でも０．１μｍから０．５μｍの範囲が最
も好ましい。

磁気記録層は基体の片面に設けてもよいし、両面に設け
てもよい。

本発明において以下の説明で垂直磁化膜とは次のように
規定されるものである。

ＪＩＳ　　Ｃ−２５６１に示される方法により膜面方向
のじステリシスループを測定する。

このヒステリシスループに原点から接線を引き、この接
線上の磁化の値が飽和磁化と同じになる点め外部印加磁
界の値を異方性磁界という。異方性磁界が大きい程、垂
直方向に磁化し易いことを表わす。本発明では、異方性
磁界が２キロ工ルステツド以上のものを垂直磁化膜とす
る。

次に本発明の磁気記録層の製造方法の１例を添付図面を
参照して説明する。

図は反応性蒸着方式による製造装置を例示するもので、
長尺フィルム状基体１を支持移動できる基体巻き出し軸
２、円筒上の基体支持ドラム３および基体巻き取り軸４
などの基体走行系を備えた真空槽５を排気口６より１Ｘ
１０−５トール以下に抽気する。次いで酸素ガスと窒素
ガスと弗化炭素ガスが体積比で１０：８０：１０の混合
ガスを０゜６ｄ／分の流電でバリアプルリークバルブ７
より導入する。

次いで蒸発源８よりコバルトを蒸発させ、ドラム２にそ
って移動する基体上にコバルトおよび酸化コバルトから
主としてなる垂直磁化膜を、約５μｍ／分の速さで約３
，０００人の厚さに付着させる。

９および１０は蒸発源から蒸発される金属上記基体への
入射角度を規制するための遮蔽板で、基体への入射開始
点にあける入射蒸気と基体の法線とがなす角度が４５°
以下となるように設置される。

１１および１２は遮蔽板９および１０の各上面の中間側
所定位置と基体支持ドラム３との間に設けられた隔壁で
、基体支持ドラム３、両隔壁１１．１２および遮蔽板９
．１０によって囲まれる空間に、所定の混合ガスを導入
することによって部分酸化され、弗素と酸素とを含む薄
膜を得ることができる。

本発明の磁気記録層はその伯、弗化水素をイオン化し、
薄膜形成中に薄膜に照射するイΔンアシスト蒸着によっ
ても得ることができる。

基体と磁気記録層の間には磁気記録層の磁気特性向上、
耐食性向上、接着力向上などの目的で下地層を一層ある
いは複数層積層させることができる。特に下地層として
軟磁性層を設けることは、記録・再生感度を上げるため
に大ぎな効果がおり、好ましい。

磁気記録層上に耐摩耗性向上、耐食性向上などの目的で
、さらに潤滑層、保護層、防錆層などを積層することは
適宜許される。特に炭素膜を磁気記録層上に設けること
は、耐摩耗性向上、耐食性向上効果が大きくため好まし
い。

〔発明の効果〕

本発明は、強磁性体およびその酸化物から主としてなる
磁気記録層自体に弗素と炭素を同時に含有せしめたため
、磁気記録層自体の耐食性を著しく向上させることがで
きたものでおる。また本発明によれば磁気記録層自体の
磁気特性や記録密度などの性能低下がないうえ、磁気記
録層の形成を効率よく高生産性下に行なうことができる
利点がある。

この作用の詳細は不明でおるが、弗素を含有しているこ
とによる撥水性の光用が耐食・１１向上に効果があるこ
とが考えられる。また炭素は弗化炭素の形で弗素を安定
に存在させる働きがあることが推測される。

本発明で得られる磁気記録媒体はテープ、シー１〜、カ
ード、ディスク、ドラムなどの形状にて、オーディオ、
ビデオ、デジタル信号などの磁気記録用途に広く用いる
ことができる。

（特性の測定方法・評価基準） ■　垂直磁化膜の磁気異方性の測定 ＪＩＳ　　Ｃ−２５６１に示される方法により膜面方向
のヒステリシスループを測定する。ヒステリシスループ
の飽和点の磁化の値を飽和磁化という。このヒステリシ
スループに原点から接線を引き、この接線上の磁化の値
が飽和磁化と同じになる点の外部磁界の値を異方性磁界
（Ｈｋ）という。

本発明ではＨｋが２キロ工ルステツド以上のものを垂直
磁化膜とする。

測定には、試料振動式磁力計（理研電子（株）製、Ｂ　
ＨＶ　−３０＞を使用した。

■　耐食性試験 試料を６０℃、９０％ＲＨの雰囲気中に置き、時間の経
過による試料表面の状態の変化を微分干渉顕微鏡によっ
て観察し、耐食性の度合を相対比較したものである。

■　磁気記録層中の弗素と炭素の濃度の測定Ｘ線光電子
分光分析機（ＶＧサイアンティフィック社製ＥＳＣＡＬ
ＡＢ５）を使用した。汚染おＪ：び酸化の影響を除去す
るため、磁気記録層の表面より４００Å以上の深さにお
いて、全ての強磁性体からのＸ線光電子と炭素におよび
弗素からのＸ線光電子を測定し、それらの強度からそれ
ぞれの相対的な原子個数を算出した。弗素および炭素の
濃度を全ての強磁性体の原子個数に対する原子個数の割
合で表わすことにする。

膜厚方向で弗素および炭素の濃度に分布がおる場合は、
膜厚方向の平均で弗素および炭素の濃度をそれぞれ表わ
す。すなわら、磁気記録層の表面より４００人の深さか
ら磁気記録層の基体側界面までの範囲で、弗素、炭素お
よび強磁性体の原子個数の比を膜厚方向に所定間隔ごと
にに測定し、これらのデータをそれぞれ膜厚方向に加算
した１変、それぞれ加算したデータ数で除してそれぞれ
の平均の濃度を算出する。

（実施例） 実施例１ 図の装置を用い、蒸発源８にコバル１〜、ニッケル、鉄
が、ＩＢ比で８５：１０：５のインボッ１〜を充填した
。蒸発源には電子ビーム加熱器を使用し、基体は、二軸
延伸した厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタシー１〜
フイルムとした。真空槽内を５Ｘ１０’トール以下に排
気した後、バルブ７より酸素と窒素と０２Ｆ６を体積比
で１０：８０：１０の混合ガスを０．６０．／分の速さ
で導入した。

次いで蒸発源８より］パル１へ、ニッケル、鉄を蒸発さ
せ、ドラム３にそって移動する基体上にコバルト、ニッ
ケル、鉄およびこれらの酸化物から主として成る垂直磁
化膜を、約５μｍ／分の速さで約３０００人の厚さに付
着させた。　　　□得られた垂直磁化膜の異方性磁界ト
１は３．２キロエルステッドであった。また４００大エ
ツチング後における弗素原子は強磁性体原子（コバルト
、ニッケルおよび鉄）の１．５％、炭素原子は強磁性体
原子の８％であった。

次に１ｑられた試料を２０Ｘ２０ｍｍに切り出し、６０
’Ｃ９０％ＲＨの雰囲気中に入れ、耐食性試験を行なっ
た。１週間放首後、観察したところ、試料には全体で直
径２〜３０μｍの大きざの腐食点が７比的められたが、
（多連の各比較例に比べて耐食性は著しく良好であった
。

実施例２ 蒸発源にコバルトのインゴットを充填した以外は実施例
１と同様にして垂直磁化膜を形成した。

）Ｈられた垂直磁化膜の１１には３．９キロエルステツ
ドであった。また４００人エツチング後にあける弗素原
子は強磁性体原子の１．８％、炭素原子は強磁性体原子
の１３％でおった。

次に得られた試料を２０Ｘ２０ｍｍに切り出し、６０　
’Ｃ９０％ＲＨの雰囲気中に入れ、耐食性試験を行なっ
た。１週間放置後、観察したところ、試料には全体で直
径２〜３０μｍの大きざの腐食点が１１個比的られたが
、各比較例に比べて耐食性は著しく良好でめった。

比較例１ 導入する混合ガスを酸素と窒素が体積比で］Ｏ：９０と
した以外、実施例１と同様にして垂直磁化膜を形成した
。

得られた垂直磁化膜のＨｋは３．２キロエルステツドで
あった。４００人エツチング１変において弗素原子は測
定されず、炭素原子は強磁性体原子の５％存在していた
。

次に得られた試おｌについて実施例１と同様にして耐食
性試験を行なったところ、全体で直径４μｍ〜１．５ｍ
ｍの大きさの腐食点が２０（［発生しており、本発明に
比べて耐食性が著しく不良であった。

比較例２ 導入する混合ガスを酸素と窒素が体積比で１０：９０と
した以外、実施例２と同様にして垂直磁化膜を形成した
。

得られた垂直磁化膜のト１には４．２キロエルステツド
であった。４００人エツチング）変において弗素原子は
測定されず、炭素原子は強磁性体原子の４％存在してい
た。

実施例２と同様にして耐食性試験を行なったところ、試
料には全体で直径４μｍ〜１ｍｍの大ぎざの腐食点が２
４０個発生しており、本発明に比べて耐食性が著しく不
良であった。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の磁気記録媒体の製造するための装置の１例
を示す概略断面図である。 １：基体、５：真空槽、８：蒸発源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）基体上に、強磁性体とその酸化物から主としてな
   る磁気記録層を備えた磁気記録媒体であって、該磁気記
   録層が弗素および炭素を含有してなることを特徴とする
   磁気記録媒体。