JPH02220224A - 磁気記録媒体の製造方法 - 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、金属磁性薄膜を磁性層とするいわゆる蒸着型
の磁気記録媒体の製造方法に関するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、非磁性支持体上に金属磁性薄膜を蒸着により
成膜するに際し、冷却した酸素ガスを導入することによ
り、磁気特性及び耐久性の向上を図ろうとするものであ
る。

〔従来の技術〕

従来より磁気記録媒体としては、非磁性支持体上に酸化
物磁性粉末あるいは合金磁性粉末等の粉末磁性材料を塩
化ビニル−酢酸ビニル系重合体。

ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂等の有機バインダ
ー中に分散せしめた磁性塗料を塗布・乾燥することによ
り作製される塗布型の磁気記録媒体が広く使用されてい
る。

これに対して、高密度磁気記録への要求の高まりととも
に、Ｃｏ−Ｎｉ合金やｃｏ−Ｏ合金等の金属磁性材料を
真空薄膜形成手段、例えば真空蒸着法やスパッタリング
法あるいはイオンブレーティング法等によってポリエス
テルフィルムやポリイミドフィルム等の非磁性支持体上
に直接被着した、いわゆる金属磁性薄膜型の磁気記録媒
体が提案され注目を集めている。この磁気記録媒体は、
保磁力や角形比等に優れ、短波長での電磁変換特性に優
れるばかりでなく、磁性層の厚みを極めて薄くすること
が可能であるため記録減磁や再生時の厚み損失が著しく
小さいこと、磁性層中に非磁性材料の充填密度を高める
ことができること等、数々の利点を有している。

この金属磁性薄膜型の磁気記録媒体を製造するには、例
えば特開昭６３−１２１１２６号公報等に開示されるよ
うに、得られる磁気記録媒体の保磁力をより一層高める
目的で金属磁性薄膜の蒸着時に酸素ガスを同時に導入す
る方法が提案されている。この方法によれば、垂直蒸着
、斜め蒸着に限らずいずれにおいても保磁力等の磁気特
性が向上するばかりでなく、磁性層表面に酸化膜が形成
されることから耐久性も向上し又電磁変換特性の制御も
容易になるとされてい・る。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、金属磁性薄膜の蒸着時に導入される酸素ガス
は、通常、常温（例えば２０℃程度）で導入されている
。

しかしながら、常温で酸素ガスを導入した場合には、磁
性層表面に形成される酸化膜の膜厚が非常に薄いものと
なり、あるいは表面での酸素濃度が低く緻密でない酸化
膜となる。さらに、磁性層の厚み方向の中央部での酸素
濃度が高くなる傾向にある。このように、表面酸化膜が
薄いと、あるいは表面の酸素濃度が低いと耐久性が劣化
し、また磁性層の厚み方向の中央部での酸素濃度があま
り高いと磁気特性が劣化するという問題を生ずる。

かかる問題に対処するには、従来は酸素ガスの吹出し位
置、方向、酸素ガス流量等を種々組み合わせて当該酸素
ガスの分布を制御するようにしていたが、この手法では
これらの問題を解消することはできなかワた。

そこで本発明は、かかる従来の実情に鑑みて提案された
ものであって、酸素ガスの分布を制御し、磁気特性及び
耐久性の向上が図れる磁気記録媒体の製造方法を提供す
ることを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の磁気記録媒体の製造方法は、上記の目的を達成
するために提案されたものであって、非磁性支持体上に
金属磁性薄膜を蒸着により成膜するに際し、０゛Ｃ以下
に冷却した酸素ガスを導入することを特徴とするもので
ある。

本発明により製造される磁気記録媒体は、金属磁性薄膜
を磁性層とするいわゆる蒸着型の磁気記録媒体である。

ここで、金属磁性薄膜を構成する金属磁性材料としては
、通常この種の媒体で使用されるものがいずれも使用可
能である。例示すれば、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等の磁性金属
や、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｃｏ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ、Ｃ。

Ｃｒ、　　Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ、　　Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ。

Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ等の合金、あるいはＣｏ−〇等
の金属酸化物等である。

また、非磁性支持体としては、やはりこの種の媒体で通
常使用されるものが使用でき、例えばポリエチレンテレ
フタレート（ＰＥＴ）フィルム。

ポリエチレン−２，６−ナフタレート等のポリエステル
樹脂フィルムや芳香族ポリアミドフィルム。

ポリイミド樹脂フィルム等が挙げられる。

金属磁性薄膜を蒸着する時に導入する酸素ガスの温度は
Ｏ′Ｃ以下とする。より好ましくは一２０℃以下である
。ここで、上記導入酸素ガスの温度を０℃以下とするの
は、酸素ガス温度が０℃以上であると磁性層の表面酸化
膜が薄くなり、耐久性が劣化すると同時に磁性層中央部
での酸素濃度が高くなって磁気特性も劣化するからであ
る。なお、上記酸素ガスの温度は、少なくともチャンバ
ー内に導入する時点で０℃以下であればよく、もちろん
チャンバー内に配設される酸素ガス導入管の先端部から
吹き出すときにこの条件を満たしていてもよい。

酸素ガスをＯ′Ｃ以下とする手法としては、例えばチャ
ンバー内へ導かれる酸素ガス導入管の周囲あるいは内部
に冷媒（例えば液体窒素）等を通した冷却管等を配設し
当該酸素ガス導入管自体を冷却する方法等が挙げられる
。なお、その手段はこれに限らずなんら限定されるもの
ではない、また、この他に液化した酸素を使用するよう
にしてもよい。

また、酸素ガス流量に関しては、例えば非磁性支持体が
テープ状のものでその幅が１５０Ｉｌｆｆ１程度のとき
には、１５０〜４００ｄ／分程度であることが望ましい
、また、酸素ガスを導入する方向については、非磁性支
持体走行方向の上流側であっても、下流側であってもよ
い。

なお、本発明において採用される蒸着法とは、真空下で
純金属８合金あるいは金属酸化物等の磁性材料を抵抗加
熱５高周波加熱、電子ビーム加熱等により蒸発させ、前
記非磁性支持体上に蒸着させるいわゆる真空蒸着法であ
る。ここで、テープ等の磁気記録媒体を製造するには、
保磁力を高めるために当該非磁性支持体に対して前記磁
性材料を斜め方向から被着させるいわゆる斜め蒸着法が
−ａ的に使用されるが、本発明ではこの斜め蒸着法に限
らず垂直蒸着法を使用してもよい。

〔作用］ 本発明の磁気記録媒体の製造方法によれば１．金属磁性
薄膜を蒸着するときにＯ′Ｃ以下に冷却した酸素ガスを
導入しているので、その運動エネルギーが小さくなって
酸素ガス導入管近傍（すなわち蒸着終端近傍）で大部分
の酸素が膜中に取り込まれるものと推定される。したが
って、表面酸化膜の膜厚が厚くなり、しかも磁性層の中
央部での酸素濃度が低くなる。

〔実施例〕

以下、本発明を適用した具体的な実施例を説明する。

先ず、本実施例で使用した蒸着装置を第１図を参照しな
がら説明する。

上記蒸着装置は、主として第１回に示すように、排気管
（１０）によって内部が高真空状態となされたチャンバ
ー（１）内に、巻出しロール（３）０巻取りロール（４
）、冷却キャン（５）よりなる走行系と、蒸発源である
金属磁性材料（７）が収容された収容容器（６）と、蒸
着時に酸素ガスを導入する酸素ガス導入管（９）とを収
容することにより構成されている。

上記巻出しロール（３）、冷却キャン（５）９巻取りロ
ール（４）には、長尺状の非磁性支持体（２）が順次掛
は渡され、前記巻出しロール（３）より冷却キャン（５
）側に送り出されて最終的に前記巻取りロール（４）に
巻き取られるようになされている。また、上記冷却キャ
ン（５）の内部には、図示しない冷却装置が設けられ、
前記非磁性支持体（２）の温度上昇による変形等を制御
するようになされている。

上記収容容器（６）は、前記冷却キャン（５）の下方に
配設されている。そして、この収容容器（６）内に収容
される金属磁性材料（７）は、図示しない電子銃によっ
て加熱蒸発させられ、前記冷却キャン（５）の外周囲を
走行する非磁性支持体（２）上に磁性層として被着形成
されるようになされている。

また、上記冷却キャン（５）の外周囲近傍部には、前記
金属磁性材料（７）の加熱蒸発による金属庫気流を遮蔽
する湾曲形状のシャッター（８）が配設されている。上
記シャッター（８）は、金属蒸気流が前記非磁性支持体
（２）に対して所定角度範囲で斜めに蒸着されるように
当該非磁性支持体（２）の所定範囲を覆うものである。

また、上記非磁性支持体く２）の走行方向の下流側、す
なわち金属蒸気流の低入射角側には、外部よりチャンバ
ー（１）内へ導かれる酸素ガス導入管（９）が配設され
ている。この酸素ガス導入管（９）には例えば冷媒を通
した冷却機構等が設けられ、当該酸素ガス導入管（９）
を流れる酸素ガスの温度をＯ′Ｃ以下にするようになさ
れている。なお、上記冷却機構はチャンバー（１）の内
外にある管の何れにも設けられていてもよい。もちろん
、チャンバー（１）内に導入される時点で酸素ガスの温
度がＯ′Ｃ以下であればよいので、チャンバー（１）内
の管に設ける必要はないが、温度分布をなくすためにも
チャンバー（１）内の管にも冷却機構を設けることが望
ましい。また、上記酸素ガス導入管（９）の先端部は、
前記冷却キャン（５）に近接して設けられ、当該冷却キ
ャン（５）の外周囲に沿って走行する非磁性支持体（２
）の幅方向全体に亘って酸素ガスを吹き出すようになさ
れている。

なお、本実施例では上記酸素ガス導入管（９）を非磁性
支持体（２）走行方向の低入射角側に配設したが、もち
ろん非磁性支持体（２）走行方向の高大射角側（上流側
）に配設する形であってもよい。

このように構成された蒸着装置を用いて非磁性支持体（
２）上に金属磁性薄膜を形成するには、先ず、チャンバ
ー（１）内を真空状態とした後、巻出しロール（３）側
から巻取りロール（４）側に亘って非磁性支持体（２）
を走行させる。そして、電子銃等によって金属磁性材料
（７）を加熱蒸発させ、この金属蒸気流を前記シャッタ
ー（８）の操作により前記冷却キャン（５）の外周囲に
沿って走行する非磁性支持体（２）の所定角度範囲に供
給する。このとき、同時に冷媒等で冷却した０℃以下の
酸素ガスを前記酸素ガス導入管（９）より導入する。す
ると、前記冷却キャン（５）の外周囲に沿って走行する
非磁性支持体（２）上に金属磁性材料（７）が被着され
、膜厚の厚い酸化膜を有した金属磁性薄膜が形成される
。そして、金属磁性薄膜が形成された非磁性支持体（２
）は前記巻取リロール（４）に巻き取られる。

ここで、上記蒸着装置を使用して以下の条件で磁気記録
媒体を作製した。

１脹■ 非磁性支持体に幅１５０■の長尺状のポリエチレンテレ
フタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）を用い、金属磁
性材料にＣｏ、。Ｎｉ１ｏ（ただし、数字は原子％を表
す、）で表される組成を有する合金材料を使用し、非磁
性支持体の走行速度を２０ｍ／分、斜め蒸着の最低入射
角度を４５１とし、酸素ガスを冷媒で一２５℃まで冷却
してから、２００ｍ／分のガス流量で導入して上記ＰＥ
Ｔフィルム上に金属磁性薄膜を２０００人厚にて成膜し
た。

なお、酸素ガス導入管の吹出し口は、冷却キャンより１
５■離れた低入射側に配設した。また、導入する酸素ガ
スは、酸素ガス導入管の吹出し口より出る時点で一２５
℃となるようにチャンバー内の管も冷媒で冷却した。

止較班 本比較例では、酸素ガス導入管より２０℃の酸素ガスを
導入しながらＰＥＴフィルム上に金属磁性薄膜を成膜し
た。なお、ここで使用した酸素ガス導入管は通常この種
で使用される冷却機構等が設けられいないものを用い、
その他は実験例と同様にして磁気記録媒体を製造した。

上記実験例及び比較例で製造された各磁気記録媒体につ
いて磁気特性、耐久性、磁性層表面の錆の有無をそれぞ
れ測定し、さらにこれら磁気記録媒体の磁性層中に含有
される酸素の分布状態をオージェ電子分光法によるデプ
スプロファイリングにより測定した。

その結果を下記の表及び第２図に示す。なお、第２図中
縦軸は酸素の含有量、横軸は磁性層の膜厚をそれぞれ示
し、さらに線ａは実験例を、線すは比較例を示す。

また、ここで測定した磁気特性は保磁力Ｈｃと残留磁束
ψｒで、耐久性はスチル特性とシャトル特性とした。ス
チル特性は、磁気記録媒体に４．２ＭＨｚの映像信号を
記録し、再生出力が５０％に減衰するまでの時間とした
。一方、シャトル特性は、磁気記録媒体を２００回走行
させたときの出力低下として判断した。また、磁性層表
面の錆の有無については、温度６０℃、相対湿度９５％
の条件下に１４日間放置した後、磁性層表面を光学！Ｊ
ｉ＠鏡により目視観察して錆の発生をみた。なお、錆が
発生していないものをＯ１錆がやや発生しているものを
Δとして評価した。

（以下余白） 以上の結果かられかるように、実験例においては、比較
例に比べ高いスチル特性を示していることがわかる。こ
れは、第２図かられかるように、磁性層表面に存在する
酸素濃度が比較例より実験例の方がより高いからである
。すなわち、表面の酸化膜の厚みとして考えると、比較
例ヱは表面近傍の酸素濃度がなだらかに減少してしまい
実効的な酸化膜の膜厚が薄くなっており、これに対して
実験例では所定の深さまでは確実に酸素濃度が高められ
実効的な酸化膜の膜厚が厚くなっているために、耐久性
が向上するものと考えられる。

一方、磁気特性、特に残留磁束ψｒに関しては、やはり
実験例の方が比較例より優れた値を示していることがわ
かる。これは、やはり第２図かられかるように、磁性層
中央部での酸素濃度が比較例より実験例の方が少ないか
らである。

また、鯖に対する信鎖性も実験例の方が優れていること
がわかる。

〔発明の効果〕 以上の説明からも明らかなように、本発明の方法によれ
ば、金属磁性薄膜を蒸着する際に０℃以下に冷却した酸
素ガスを導入しているので、磁性層表面の酸化膜を厚く
することができ、しかも磁性層中央部での酸素濃度も低
くすることができる。

したがって、得られる磁気記録媒体は、磁気特性及び耐
久性に優れ、且つ錆等のない信転性に優れたものであり
、その工業的価値は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例で使用した蒸着装置の一構成例を示す断
面図である。 第２図は磁性層中における酸素の分布状態を示す特性図
である。 ２・・・非磁性支持体 ５・・・冷却キャン ７・・・金ｍ１ｔｔ性材料 ９・・・酸素ガス導入管 特許出願人　　　ソニー株式会社 代理人　弁理士　小　池　　　晃（他二名）第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 非磁性支持体上に金属磁性薄膜を蒸着により成膜するに
   際し、０℃以下に冷却した酸素ガスを導入することを特
   徴とする磁気記録媒体の製造方法。