JPH0329114A - 磁気記録材料およびその製造法 - 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、アルミニウム又はアルミニウム合金（以下Ａ
１という〉を陽極酸化処理（以下アルマイト処理という
）して得られた陽極酸化皮膜（以下アルマイト皮膜とい
う）を利用した２層式磁気記録材料に関するものである
。

［従来の技術］ 現在、ハード磁気ディスク、フロッピー磁気ディスク、
磁気式エンコーダー等の磁気記録材料が上市されている
． 従来、磁気記録材料の有力な手段として、アルマイト皮
膜を用いたものが知られている．即ち、その素材は軽量
で扱い易いことや、アルマイト皮膜に存在する微細孔は
、基材Ａｆｆｌに対し垂直に生長し、そのボアー径は約
１００人前後から２０００人前後まで任意に制御でき、
微細孔内に磁性金属を充填できる膜厚も、１００μｍ前
後まで任意の厚さにできることが知られており、このた
め軽量で高記録密度の垂直磁気異方性皮膜（以下磁性ア
ルマイト皮膜という）とすることができるのである．又
、磁性アルマイト皮膜はその微細孔内に充填された磁性
体の経時変化による劣化がないことや、耐摩耗性が良い
ことなどから注目されている技術である． 最近では、一段と高密度、高出力のものが要求されてき
ている．このため、垂直磁気膜の下層部に水平磁気膜を
設けて磁気ループを形成させ高出力を得る、いわゆる２
層式の磁気皮膜が検討されている．しかし、実際に垂直
磁気膜と水平磁気膜とが連続して磁気ループを描くこと
は、効果は優れているものの、生産上の困難さがあり、
そのため効果は多少劣るものの、疑似ループを示す構造
体が各種検討されている。次にその例を示すと、１）板
状のたとえばパーマロイ等の鉄を含む軟磁性材料の両面
にＡ１箔を附着させ、しかるのちアルマイト処理してＡ
！Ｉ箔にアルマイト皮膜を生成させ、得られたアルマイ
ト皮膜の微細孔中に磁性金属を充填する。この構造とす
ることにり、微細孔中の磁性金属を通った磁力線は、下
層に設けた軟磁性材料に入って水平方向に曲がり、隣接
する微細孔中の磁性金属を通して垂直に回帰するという
、２層式の磁気皮膜となるのである。

２》軟磁性材の両面にチタン、タンタル等のバリアー皮
膜となりうる金属膜を０．５〜５μｍ程度コーティング
させ、さらにその上にＡＩをコーティングする．しかる
のち、ｊｌｌｌをアルマイト処理して、チタン、タンタ
ル等のバリアー皮膜にまで微細孔を生成させ、該微細孔
中に磁性金属を充填する． ［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記１）の方法においては、生産性の好
ましい２層式皮膜が得られるものの、基板としての軟磁
性材料と、アルマイト皮膜の微細孔の最下部との距離が
大きな問題となってくるのである．即ち、微細孔の最下
部と軟磁性材料との距離《つまり残存するＡ１箔部分）
は、なるべく小さい方が２層皮膜としての効果は大き．
いのであるが、距離を小さくすると、下地である軟磁性
材料がアルマイト皮膜生成時に溶解されてしまう．これ
は、Ａ１箔に存在するピンホール等の欠陥部を通じて軟
磁性材料が溶解することや、Ａｊｌ箔の厚さのバラツキ
により、アルマイト皮膜微細孔の最下部が部分的に軟磁
性材料に到達し、軟磁性材料が溶解するといったことが
避けられないのである．また、ＡＪ箔と軟磁性材料とは
、熟拡散を利用した圧着により密着性を向上する手段が
とられるが、このとき互いの界面は粗面化し易い．この
ため、アルマイト皮膜生成後に数μｍ以上（安全率を考
えると１０μｍ以上）のオーダーで／Ｍｌ箔を均等に残
存させぬと、磁性金属層にアルマイト皮膜が到達して軟
磁性金属を溶解させてしまう．Ａ１の残留厚さを均等に
コントロールすることが難しいことや、このオーダーの
ＡＩＩを残した場合、出力特性は距離の２乗に反比例し
て低下するため、磁性ループとしての効果がほとんど得
られないという問題がある． また、２）においては１〉と異なり、アルマイト皮膜生
成時に水平基材である軟磁性材料を溶解させる心配も少
なく、一見安定した効果が期待できる．しかしながらこ
の方法においても、薄いバリアー皮膜であるチタン、タ
ンタル等の金属膜のピンホールが皆無というわけにはい
かず、アルマイト処理時に下地の軟磁性材が溶解する危
険は避けられない．軟磁性材料の溶解が避けられたとし
ても、水平膜と垂直膜との間には１μｍ以上の距離があ
り、出力特性の著しい低下は避けられない．さらにチタ
ン、タンタル等のコーティングおよびＡＪのコーティン
グには、真空メッキ法を使用する必要があり、そのため
生産性が悪いとか、膜厚の精密なコントロールが困難で
あるという重要な問題があった． ［課題を解決するための手段］ 本発明者は、上記問題について鋭意検討した結果、アル
マイト皮膜の微細孔の底部を近接させることにより、隣
接した微細孔間で磁気ループが形成されることを見いだ
し、本発明を完成したものである。

即ち本発明は、アルマイト皮膜の微細孔において、該微
細孔の底部の孔径が上層の微細孔の孔径よりも任意に拡
大された形状、あるいは微細孔底部で微細孔が枝分かれ
した形状を威し、さらに該微細孔中に磁性金属が充填さ
れて成る磁気記録材料およびその製造法に関するもので
ある。

次に、本発明の磁気記録材料について具体的に述べる。

本発明のアルマイト皮膜は、１次皮膜とその下に位置す
る２次皮膜とで形成され、１次皮膜は従来公知の皮膜、
即ち細長い微細孔を有する皮膜であり、２次皮膜は、１
次皮膜の微細孔に連続して孔径の拡大された微細孔又は
枝分かれした微細孔を有する皮膜である． ２次皮膜の微細孔の形状は、基本的にｌ次皮膜の微細孔
の孔径よりも大きければ、その形状はまったく任意であ
り、この形状とすることにより、微細孔の底部（２次皮
膜）において、隣接する微細孔が近接することになり、
ループ状の２層式磁気皮膜が可能となるのである。微細
孔の底部を枝分かれとした構造も同様である． 微細孔中に充填される磁性金属として、磁性を有するも
のであれば何でもよいが、特には鉄、ニッケル、コバル
トなどの単独あるいは組み合わせたものが挙げられる．
特に好ましくは、２次皮膜には軟磁性金属を充填し、１
次皮膜に鉄等の磁性金属を充填するのがよい． 次に、本発明の製造法について述べると、ＡｉＩをアル
マイト処理して、第１次アルマイト皮膜を作製する第一
工程と、該第一次アルマイト皮膜を再度アルマイト処理
して微細孔の底部を拡大させ、第２次アルマイト皮膜を
作製するか、あるいは第１次アルマイト皮膜生成後に、
微細孔の底部に枝分かれ構造の微細孔を形成させ、第２
次アルマイト皮膜を作製する第二工程と、必要に応じて
当該各々の微細孔の拡大処理をしたのちバリアー層の調
整をし、微細孔中に磁性金属を電析させる第三工程とか
ら成ることを特徴とするものである． まず、第一工程としての前処理を含むアルマイト処理は
、従来の方法を用いることができる。前処理には、脱脂
処理後硝酸による中和処理をし、目的によって研磨処理
、梨地処理等を加えてもよい アルマイト処理浴は、硫酸に代表される無機酸浴、シュ
ウ酸に代表される有機酸浴、およびこれらの混酸浴、ア
ルカリ浴、リン酸塩を主戒分とする処理浴、およびこれ
らに種々の添加剤を加えた浴等のいづれを用いてもよい
。

電解条件は、各浴組或に適合した条件を用いる必要があ
る．１次皮膜としては、２次皮膜よりボアー径の小なる
浴組戒電解条件を選ぶ必要があり、硫酸を主戒分とする
浴、シュウ酸を主成分とする浴で直流電解した皮膜が好
ましい． 次に第二工程として、前工程で得られた微細孔の底部を
拡大させて、第２次アルマイト皮膜を作製する．拡大す
る方法としては、再度アルマイト処理するか、あるいは
第１次アルマイト皮膜生成後に微細孔を枝分かれさせる
方法が挙げられる．再度アルマイト処理する方法は、少
なくとも第１次アルマイト皮膜微細孔より孔径の大きく
なる条件で処理する必要がある． たとえば、第１次のアルマイト処理を硫酸浴で直流電解
を行った場合には、シュウ酸浴またはリン酸洛中におい
て、直流または交流でアルマイト処理するか、あるいは
硫酸洛中で交流を用いてアルマイト処理し、第２次アル
マイト皮膜を生成させる． さらに、第１次のアルマイト処理をシュウ酸浴で直流電
解を行った場合には、リン酸洛中において、直流または
交流でアルマイト処理するか、あるいは硫酸又はシュウ
酸浴中で交流を用いてアルマイト処理し、第２次アルマ
イト皮膜を生成させる。

上記方法によって得られる第２次アルマイト皮膜中の微
細孔は、１次アルマイト皮膜よりもボアー径の大きい皮
膜が生成する。

また、第２次アルマイト皮膜を枝分かれ構造とするため
の処理の一例は、第１次アルマイト皮膜生戒直後に、同
じアルマイト洛中において、定電圧電解としたのち、急
激に電圧を降下させると、一時的に電流が流れなくなる
が、一定時間経過後その電圧に合った電流が流れ始める
という、いわゆる電流回復現象を利用する．電流が回復
してくるまでの間、微細孔に枝分かれが生じることは知
られている．他の一例としては、１次アルマイト皮膜生
成後、電解浴としてクロム酸や低濃度リン酸を用いると
、当該酸特有の枝分かれ構造を有する皮膜となる． 第２次アルマイト皮膜を作製したのち、必要に応じてボ
ワーワイドニング、およびバリアー層の調整を行う． ボワーワイドニングを行うことは、磁性金属の析出量を
増大させることができ、出力の高い磁性皮膜が得られる
。

バリアー層の調整は、各微細孔のバリアー層の厚さを均
質化するために行う．こうすることにより、磁性金属の
析出が各微細孔においてより均等になるという効果を有
する． 次に第三工程として、微細孔中に磁性金属を電析充填さ
せる。材質は、前述したとおりである。

当該磁性金属を電析させる方法としては、いわゆる２次
電解着色技術を刺用して行う。この時、浴組戊、浴温、
電流波形、電流密度等の電解条件は、金属に応じて適宜
設定する必要がある。

第三工程のあとに、好ましくは封孔処理、表面ラッピン
グを必要に応じて行う。封孔処理は、充填された磁性金
属の耐蝕性を向上させ、表面ラッピングはアルマイト皮
膜の表面に溢れた磁性金属を除去したり、あるいは製造
上微細孔の上層部（表面部）に、磁性金属が密に充填さ
れないこともあり、その場合表面ラッピングを行うと、
磁気特性が向上するという効果を有する． 次に実施例を述べる． ［実施例］ ？施例１ マグネシウムを固熔させた９９．９９％ＡＩＩから、φ
３０Ｘ５．■ｔの外周面を有効面とする円盤状のドラム
を切削加工し、常法により浸漬脱脂後、硝酸による中和
処理を行い、次の条件で約３０μｍの１次アルマイト皮
膜を生戒させた。

浴組成　　硫酸　　　　　　　　１５０ｇ／Ｊ？金属Ａ
Ｊ分として　　０．５ｇ／Ｊ 処理条件　浴温　　１０±１℃ 直流２．ＯＡ　／　ｄａ”による定電流電解《約ｔｇｖ
　＞ 充分に水洗したのち、引き続き次の条件で微細孔の底部
に枝分かれした微細孔を生成させた。

浴組成　　硫酸　　　　　　　　１５０ｇ／４１金属Ａ
Ｊ分として　　Ｏ．’５ｇ／！Ｉ処理条件　浴温　　３
０±１℃ 直流１５Ｖの定電圧電解とし、定常電 流がＩＩＩ察された時点で電圧をＩＯＶまで降下させ、
ＩＯＶに見合った定常電 流が流れたところでさらに電圧を５ ■まで降下させ、５Ｖに見合った定 常電流が流れたところで電解を中止 した． 充分に水洗したのち、常法によりバリアー層の調整を行
い、次の条件で微細孔の底部に鉄一二・ノケルを電析さ
せた． 浴組成　　硫酸ニッケル　　　　　５０ｇ／．Ｒ硫酸第
一鉄　　　　　　１０ｇ／１ 硼ａ　　　　　　　　　　４　０　ｇ／ＩＩクエン酸　
　　　　　　　　５ｇ／Ｉ！ＰＨ４．５ 電解条件　浴温　　２０〜２３℃ 商用交流ＡＣ１４Ｖ なじみ時間　　　１分 スロースタート　３０秒 電解時間　　　　３０秒 充分に水洗したのち、次の条件で微細孔中の鉄一ニッケ
ル上に鉄を充分に充填させ、微細孔を埋めた． 浴組戒　　硫酸第一鉄　　　　　　５　０　ｇ／　ＩＩ
硫酸マグネシウム　　　８０ｇ／ＩＩ 硼酸　　　　　　　　　４　０　ｇ　／　ＩＩクエン酸
　　　　　　　　　５ｇ／ｉＩＰ８４．５ 電解条件　浴温　　２０〜２３℃ 商用交流ＡＣ１４Ｖ なじみ時間　　　１分 スロースタート　３０秒 電解時間　　　　６０分 次に、＃４０００のアルミナ砥粒を附着させたテープ（
日本ミクロコーティング製ｗＡ　＃　４０００　）にて
ラッピングし、アルマイト皮膜表面に溢れ出た鉄を完全
に除去した． 比較例１ ２次アルマイト皮膜を生威させず、アルマイト皮膜微細
孔中にニツケルー鉄を電析させなかった池は、実施例１
と同様に処理した． 実施例２ 実施例１と同一の材料を使い、同様な前処理をしたのち
、次の条件でアルマイト皮膜２０μｍを生成させた． 浴組戒　　シュウ酸　　　　　　　５　０　ｇ　／　４
１金属ＡＩ１分として　　０．５ｇ／ｉＩ電解条件　浴
温　　２０±１℃ 直流１．５Ａ／ｄａ２による定電流電解充分に水洗した
のち、次の条件で２次アルマイト皮膜として１μｍの皮
膜を生戒させた．電解終了後同一浴で１０分間のワイド
ニングを行った．浴組或　　リン酸　　　　　　　　８
０ｇ／ｊ！金属ＡＩ１分として　　０．２ｇ／１ 電解条件　浴温　　２５±１℃ 直流１．ＯＡ／ｄａ”による定電流電解ワイドニング　
１０分間浸漬 充分に水洗したのち、常法によりバリアー層調整を行い
、電解時間を１分とした他は、実施例１と同一条件でニ
ッケルー鉄を２次アルマイト皮膜中に電析させた． 充分に水洗したのち、次の条件で微細孔中のニッケルー
鉄上に鉄一コバルト合金を充分に充填し、微細孔を埋め
た． 浴組成　　硫酸第一鉄　　　　　　４０ｇ／ｊ？硫酸コ
バルト　　　　　２　０　ｇ／　ｆｆ硼酸　　　　　　
　　　１５ｇ／ｉＩ クエン酸　　　　　　　　　５ｇ／ｆ Ｐ８４．０ 電解条件　浴満　　２５±１”Ｃ 商用交流ＡＣ１５Ｖ なじみ時間　　　１分 スロースタート　３０秒 電解時間　　　　６０分 充分に水洗したのち、純水を沸騰させた洛中に３０分浸
漬し封孔したのち、アルマイト皮膜表面に溢れ出た鉄−
ニッケルを実施例１と同様に除去した． 比較例２ ２次アルマイト皮膜を生戒させず、アルマイト皮膜微細
孔中にニッケルー鉄を電析させなかった他は、実施例２
と同様に処理した． 実施例１、２のものは、いずれも比較例と比べ１．５倍
以上の再生出力が得られた． Ｅ発明の効果〕 本発明による２層式磁気膜は、次のような作用効果があ
り、工業上非常に有益である．ｌ．垂直異方性磁気膜の
みの楕戒から成る単層式磁気膜に比べ、その再生出力電
圧はおよそ１．５倍以上向上する． ２．アルマイト皮膜の微細孔の構造を変えることは、同
一生産形態の中で確実に、簡単に処理できることから、
他の２層式膜に比べ、品質の安定したＩ産化が容易であ
る． ３．母材の表面形状に制約されることなく、母材表面に
均質な２層式磁気膜が容易に生成できる．４．有効面以
外をマスキングして処理することにより、有効面のみに
２層式磁気膜が簡単に得られる．

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アルミニウム又はアルミニウム合金の陽極酸化皮膜
   の微細孔において、該微細孔の底部の孔径が上層の微細
   孔の孔径よりも任意に拡大された形状、あるいは微細孔
   底部で微細孔が枝分かれした形状を成し、さらに該微細
   孔中に磁性金属が充填されて成る磁気記録材料。 ２、アルミニウム又はアルミニウム合金を陽極酸化処理
   して、第１次陽極酸化皮膜を作製する第一工程と、該第
   １次陽極酸化皮膜を再度陽極酸化処理して微細孔の底部
   に第１次陽極酸化皮膜の微細孔径よりも孔径の大きな微
   細孔を形成させ、第２次陽極酸化皮膜を作製する第二工
   程と、必要に応じて当該各々の微細孔の拡大処理をした
   のちバリアー層調整をし、磁性金属を電析充填させる第
   三工程とから成る磁気記録材料の製造法。 ３、アルミニウム又はアルミニウム合金を陽極酸化処理
   して、第１次陽極酸化皮膜を作製する第一工程と、該第
   １次陽極酸化皮膜生成後、微細孔の底部に枝分かれ構造
   の微細孔を形成させる第２次陽極酸化皮膜を作製する第
   二工程と、必要に応じて当該陽極酸化皮膜の微細孔を拡
   大処理したのちバリアー層調整をし、磁性金属を電析充
   填させる第三工程とから成る磁気記録材料の製造法。