JPH0315251B2

JPH0315251B2 -

Info

Publication number: JPH0315251B2
Application number: JP56050773A
Authority: JP
Inventors: Kunio Wakai; Tsunemi Ooiwa; Osamu Kitagami; Hideaki Niimi
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Ltd
Priority date: 1981-04-03
Filing date: 1981-04-03
Publication date: 1991-02-28
Also published as: JPS57167123A

Description

【発明の詳細な説明】

この発明はCo，Niの如き強磁性金属またはそ
の合金などからなる磁性金属蒸着膜を有する磁気
記録媒体に関する。従来、この種の磁性金属蒸着膜をベース上に形
成した磁気記録媒体は、高密度磁気記録に好適な
ものとして知られており、その実用化に当たつて
電磁変換特性や耐久特性の面での改良が種々検討
されている。磁性金属蒸着膜の電磁変換特性を支配するひと
つの因子として、蒸着膜を消磁状態にしたときに
生じる磁化の反転領域つまり磁区（ドメイン）が
ある。この磁区は、一般に保磁力に依存するもの
と考えられており、事実、真空蒸着時に窒素、酸
素などの気体を導入して蒸着金属粒子間にこれら
のガスを介在させ、また蒸着速度などを選定して
蒸着粒子の大きさを小さくすることなどにより、
蒸着粒子間の相互作用を低くして保磁力を大にす
ると、磁区は小さくなり、電磁変換特性上好まし
い結果が得られる。したがつて、保磁力の増大によつて磁区の存在
が実質的に認められない程度にまで小さくできれ
ば、より改善された電磁変換特性が得られるはず
であるが、かかる磁区の極小化には限度がある。
これを図面を用いて説明する。まず、第４図Ａ，Ｂは、ポリエステルフイルム
ベース上にCo金属を常法により蒸着して約900Å
厚で約1000エルステツドの蒸着膜を形成したとき
の蒸着膜表面を7500倍に拡大して示した電子顕微
鏡写真であり、Ａ図はデフオーカス法つまり焦点
をずらして画像を観察したときの写真、Ｂ図は同
一画面を焦点を合わせて観察した正焦点法による
写真である。ここで、デフオーカス法につき第６図の原理図
により説明すると、ベース２０上に形成された消
磁状態の磁性膜２１では、最小単位の磁区２２内
で磁化方向が反転しており、ために磁性膜２１上
から照射される電子顕微鏡の電子線２３は上記反
転した磁化（図中、○・と×）２４によつてそれぞ
れ屈曲され、磁壁２５上ではあたかも電子線２３
が通過しないような空白部２６または電子線２３
が集中した濃縮部２７が形成され、これが白色ま
たは黒色となつて顕出され、縞模様が磁区として
観察される。一方、正焦点法では磁性膜表面位置
にピントを合わせて観察するものであるから、上
述の如き空白ないし黒色部は顕出されず、したが
つてデフオーカス法と正焦点法による写真を対比
し、正焦点法ではみられない縞模様がデフオーカ
ス法に現われておれば、これが磁区の存在を示す
こととなる。上記の観点から、第４図ＡとＢとを対比する
と、デフオーカス法による第４図Ａには明らかに
磁区の存在を示す縞模様が観察される。すなわ
ち、蒸着膜の保磁力を約1000エルステツド程度の
高値にしているにもかかわらず、かなりの大きさ
の磁区が存在している。つぎに、第５図Ａ，Ｂは、前記蒸着膜の保磁力
をさらに大きくし約1400エルステツドとしたとき
の蒸着膜表面の前記同様のデフオーカス法および
正焦点法による電子顕微鏡写真である。この場
合、磁区は第４図の場合に較べて小さくなつてお
り、保磁力増大による磁区の小型化は認められる
ものの、磁区の存在はなお明らかである。このように、この発明者らは、保磁力増大によ
つて磁区を小さくすることにはおのずと限度があ
り電磁変換特性の大巾な向上を望みえないことか
ら、かかる方法によらないで電磁変換特性を向上
させることのできる新規手段を探究するべく鋭意
検討を続けてきた。この検討過程において、少なくとも記録方向に
おいて100Å以上の幅を有し、かつ10μ内で３個
以上の磁気的相互作用を緩和する隔壁を有する磁
性蒸着膜をベース上に形成したときには、蒸着膜
の磁区が著るしく小さくなることを究明した。第２図Ａ，Ｂは、前述の第４図Ａ，Ｂおよび第
５図Ａ，Ｂと同様に、それぞれデフオーカス法お
よび正焦点法により観察した上記構造を有する蒸
着膜についての電子顕微鏡写真である。この第２
図ＡとＢとを比較すれば明らかなように、前述の
縞模様がほとんど観察されず、磁区がほとんど消
失されていることが明らかである。なお、この図
の磁性膜の保磁力は約1000エルステツドであり、
前述の第５図で示す磁性膜の保磁力約1400エルス
テツドより低い値を示す。それにもかかわらず磁
区が消失していることは、従来では全く予想でき
ないものである。この発明者らは、上記究明に基づき、さらに検
討を続けた結果、蒸着膜の密着性を改善するため
にベース上に設けた樹脂被膜中に針状もしくは薄
片状の非磁性物質と粒状の非磁性物質とを含ませ
て多数個の突起を形成し、この上に強磁性金属ま
たは合金を斜方向から真空蒸着したときには、こ
れより形成される蒸着膜の磁区は著るしく小さく
なり、電磁変換特性上極めて良好な結果が得ら
れ、しかも耐久性も著るしく向上することを知
り、この発明を完成するに至つたものである。第１図は、上記方法により得られるこの発明の
磁気記録媒体の一例を示す断面図であり、１はベ
ース、２はベース１に形成された針状もしくは薄
片状の非磁性物質３と粒状の非磁性物質４とを有
する樹脂被膜、５は上記被膜２上に斜方向から真
空蒸着された強磁性金属または合金からなる磁性
膜で、この磁性膜５は多数の空隙６を持つた蒸着
部７と各蒸着部７，７の相互作用を緩和する間隙
からなる隔壁８とで構成されている。すなわち、針状もしくは薄片状の非磁性物質３
と粒状の非磁性物質４とを含ませた樹脂被膜２上
に斜方向、つまりベース１面に対して入射角αを
持たせて強磁性金属または合金を真空蒸着する
と、蒸着部７は入射角αより小さい角度βで成長
し、このとき真空系内に存在する窒素、酸素やな
るいは蒸着速度に応じた微小幅（通常20〜30Å）
の空隙６が形成される。この蒸着部７の構造自体
は従来と一本質的に変らない。一方、入射角αを
持たせて真空蒸着したときには、樹脂被膜２に存
在する針状もしくは薄片状の非磁性物質３による
被膜表面上の多数個の突起により、この物質３の
背面側が影となつて蒸発金属ないし合金が到達で
きない未蒸着部分、つまり前記間隙からなる隔壁
８が形成される。この隔壁８は通常100Å以上、とくに好ましく
は100〜1000Åの幅を有しかつ10μ以内で３個以
上、好ましくは３〜100個の個数とされたもので
あり、かかる隔壁８の存在が従来の蒸着膜構造と
は大きく相違する点であり、これによつて従来で
は予測不可能な磁区の極小化が可能となることが
見い出されたものである。つぎに、樹脂被膜２中には、上述した隔壁８の
形成に寄与する針状もしくは薄片状の非磁性物質
３とともに、粒状の非磁性物質４が含有されてい
ることから、この非磁性物質４による被膜表面上
の多数個の突起によつても蒸発金属に対してその
背面側が影となつて未蒸着部分が生じることが考
えられる。しかるに、粒状物質においては針状も
しくは薄片状の物質に較べてその長さが短いた
め、上記未蒸着部分が生じても充分な前記有効な
隔壁を形成することが困難である。このことは、
樹脂被膜２中に粒状物質だけを含ませたときに
は、電磁変換特性の大巾な向上が認められないこ
とより明らかである。もちろん、多少の電磁変換
特性の向上は認められる。一方、かかる粒状の非磁性物質はこれが比較的
大なる粒径とされることにより、磁性膜がその高
さ位置まで摩耗されてきたとき、それ以上の磁性
膜の摩損を抑止する効果を発揮する。このため、
樹脂被膜の存在によつて磁性膜とベースとの密着
強度が向上することと相俟つて磁性膜の耐久性が
高度に改善されたものとなる。このように、この発明によれば、磁性膜の膜構
造を従来とは異なる構成とすることができ、これ
によつて磁区を極めて小さくできるため電磁変換
特性の大巾な向上を図れるとともに、耐久性を顕
著に改善することができる。この発明において、針状もしくは薄片状の非磁
性物質と粒状の非磁性物質とを含ませた樹脂被膜
の形成は、一般に樹脂としてベース面への親和性
を有するカルボキシル基、水酸基、スルホン基な
どの官能基を持つたもの、たとえば塩化ビニル−
酢酸ビニル共重合体、ブチラール樹脂などを使用
し、これをメチルイソブチルケトン、酢酸ブチ
ル、シクロヘキサンなどの比較的沸点の高い溶剤
に溶解させ、これをさらに針状もしくは薄片状の
非磁性物質と粒状の非磁性物質とを分散させた塗
料を、ベース面に塗布乾燥する方法で行なわれ
る。また、上記塗料中には、適宜変性シリコーン
オイルの如きレベリング剤を樹脂に対し１重量％
程度までの割合で含ませてもよい。このように形
成される樹脂被膜の平均厚みは通常1μ以下であ
る。針状または薄片状の非磁性物質としては、酸化
鉄（ベンガラ）、グラフアイト、二硫化モリブデ
ン、雲母、ゲータイトなどが好適に用いられる。
ここで、針状および薄片状の意味するところは一
般の技術的解釈にしたがい、たて（長軸）、よこ
（短軸）、厚みを考えたとき、針状とはたて＞＞よ
こ≒厚みなる関係を有し、通常軸比（長軸／短軸
比）３以上好ましくは10〜30とされたものであ
り、また薄片状とはたて＞よこ＞＞厚みなる関係
を有し、通常厚みが長軸の1/1000以上で1/10以下
とされたものである。この非磁性物質の大きさおよび樹脂被膜中に占
める含有率は、前述した隔壁を形成するために適
宜の範囲に設定されるのが望ましい。まづ、大き
さとしては、一般に長軸が通常0.3〜5μ、好適に
は0.3〜1μであるのがよい。また、樹脂被膜中に
占める含有率は、通常0.5〜50重量％、とくに好
適には1.0〜10重量％である。上記非磁性物質が
小さすぎたりまた含有率が低くなりすぎると、有
効な隔壁が形成されず、磁区の極小化ないし消失
に好結果が得られない。一方、非磁性物質が大き
くなりすぎたり、あるいは含有率が高くなりすぎ
ると、上記同様の問題を生じたり逆に隔壁過多と
なつて再生出力の低下を免れない。なお、前記隔壁は、少なくとも記録方向に交叉
する如く形成されておれば前記磁区消失効果が得
られるものであるが、望ましくは一方向だけでな
くあらゆる方向に形成されているのがよい。一般
に、針状物質は一方向に配向されやすい傾向があ
るが、薄片状物質ではこの傾向が弱い。したがつ
て、この発明においては、とくに薄片状の非磁性
物質が好適に用いられる。また、粒状の非磁性物質としては、酸化鉄（ベ
ンガラ）、酸化クロム、酸化アルミニウムなどそ
のモース硬度が５以上のものが好ましく用いられ
る。粒状の意味するところは明らかであるが、軸
比２以下であれば完全な球形である必要はない。
その大きさは、前記耐摩耗特性を得るために少な
くとも0.3μ以上、好適には0.5μ以上である。しか
し、あまり大きくなりすぎると樹脂被膜との関係
上磁気ヘツドなどにおよぼす影響が大となるた
め、一般には2μ以下とされるのがよい。また、
樹脂被膜中に占める含有率は通常0.3〜10重量％、
好適には0.5〜５重量％とするのがよい。このような非磁性物質を含ませて多数個の突起
を設けた樹脂被膜上に斜方向に真空蒸着する手段
は任意であり、たとえば、第３図に示されるよう
に、真空ポンプ９を配設した真空系１０内で、円
筒形回転キヤン１１を介して走行する非磁性物質
を含む樹脂被膜が設けられたベース１面に、炉床
１２内の強磁性金属または合金１３を電子ビーム
の如き加熱源１４によつて蒸発させて真空蒸着さ
せる際に、蒸発金属ないし合金がベース１面に対
して入射角αで到達するようなしやへい板１５を
配設すればよい。このときの入射角αは、樹脂被
膜中に含まれる非磁性物質によつても異なるが、
一般には10〜80度、とくに好適には30〜70度であ
る。この発明により磁性膜を形成する材料には、前
述のCo金属のほか、Fe，Ni金属もしくはこれら
の合金、またはこれらとCu，Zn，Mn，Cr，Al
などの他の金属との合金などが用いられる。これ
ら材料をこの発明にしたがつて前記非磁性物質を
含む樹脂被膜を有するベース上に形成したときの
磁性膜の保磁力は、通常300エルステツド以上と
されるが、電磁変換特性にさらに好結果を与え、
また高密度記録に好結果を与える観点から、好ま
しくは、500〜2500エルステツドとするのがよい。ベースとしては、ポリエステルフイルムの如き
プラスチツクフイルムのほか、紙、金属であつて
もよく、その形状はテープ状、円板状、カード状
など適宜必要に応じて選択しうる。つぎに、この発明の実施例を記載し、より具体
的に説明する。実施例１約10μ厚のポリエステルベースフイルムに、ブ
チラール樹脂の５重量％酢酸ブチル溶液に上記樹
脂に対して10重量％の針状のα−Fe₂O₃粉（軸比
10、長軸0.5μ）と0.5重量％の変性シリコーンオ
イルと３重量％の粒状の酸化クロム粉（粒径
0.5μ）とを加えてなる塗料を、常温でグラビヤ塗
布し、120℃で30秒間加熱乾燥して、針状物質と
粒状物質とを含む平均膜厚約0.5μの樹脂被膜を形
成した。上記の樹脂膜を形成したポリエステルベースフ
イルムを第３図に示される如き真空系内にセツト
し、これに入射角70度の斜方向からCo金属を真
空蒸着して約800Å厚で保磁力約1000エルステツ
ドの磁性膜を形成した。なお、蒸着条件の詳細は
以下のとおりである。円筒型回転キヤン；直径300mm 加熱源；電子ビームガン炉床；無酸素銅（水冷）炉床からの距離；300mm 雰囲気；酸素／アルゴン＝１／10で、約１×10^-4Torr フイルム走行速度；約１ｍ／分この蒸着ご、所定幅に裁断して、この発明の磁
気テープを得た。このテープの磁区の存在を、前
記デフオーカス法および正焦点法による電子顕微
鏡写真で観察したところ、第２図の場合と同様
に、磁区の存在はほとんど認められなかつた。実施例２針状のα−Fe₂O₃粉の代りに、薄片状のグラフ
アイト（長軸1μ、短軸0.5μ、厚み0.03μ）を同量
使用した以外は、実施例１と全く同様にして磁気
テープを得た。このテープの磁区の存在を、実施
例１の場合と同様にして調べたところ、磁区の存
在はほとんど認められなかつた。つぎに、上記各実施例のテープをカートリツジ
内に組み込み、ビデオテープレコーダに装填して
電磁変換特性およびスチール特性を調べたとこ
ろ、次の表に示されるとおりであつた。なお、表
中の比較例１、２とは、粒状および針状の非磁性
物質を含む樹脂被膜を形成しなかつた以外は前記
実施例１と同様にして作製した保磁力約1400エル
ステツド（比較例１）および約1000エルステツド
（比較例２）の各磁気テープの試験結果である。
電磁変換特性は、比較例２を基準（０）としてそ
の相対値で示している。

【表】上表から明らかなように、この発明の磁気テー
プは、従来の磁気テープに較べて電磁変換特性が
著るしく向上しており、また耐久性も格段にすぐ
れていることが判る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の磁気記録媒体の一例を示す
断面図、第２図Ａはこの発明の説明のために供さ
れる磁気記録媒体の磁性膜表面のデフオーカス法
による電子顕微鏡写真、第２図Ｂはこの発明の説
明のために供される磁気記録媒体の磁性膜表面の
正焦点法による電子顕微鏡写真、第３図はこの発
明による真空蒸着法の一例を示す説明図、第４図
Ａおよび第５図Ａはそれぞれこの発明とは異なる
磁気記録媒体の磁性膜表面のデフオーカス法によ
る電子顕微鏡写真、第４図Ｂおよび第５図Ｂはそ
れぞれこの発明とは異なる磁気記録媒体の磁性膜
表面の正焦点法による電子顕微鏡写真、第６図は
デフオーカス法による電子顕微鏡の原理図であ
る。１……ベース、２……樹脂被膜、３……針状も
しくは薄片状の非磁性物質、４……粒状の非磁性
物質、５……磁性膜、８……隔壁、１３……強磁
性金属または合金。

Claims

【特許請求の範囲】

１ベース上に、軸比（長軸／短軸）が３以上の
針状の非磁性物質または厚みが長軸の１／1000以
上で１／10以下となる薄片状の非磁性物質と、軸
比（長軸／短軸）が２以下の粒状でかつモース硬
度が５以上の非磁性物質とを含ませて多数個の突
起を設けた樹脂被膜を形成し、この上に斜方向か
ら真空蒸着された強磁性金属または合金からなる
磁性膜を設け、この磁性膜が、少なくとも記録方
向において100Å以上の幅を有しかつ10μ内で３
個以上の個数とされた磁気的相互作用を緩和する
隔壁を有するものであることを特徴とする磁気記
録媒体。