JPH0417110A - 磁気記録媒体 - Google Patents

磁気記録媒体

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JPH0417110A
JPH0417110A JP2120610A JP12061090A JPH0417110A JP H0417110 A JPH0417110 A JP H0417110A JP 2120610 A JP2120610 A JP 2120610A JP 12061090 A JP12061090 A JP 12061090A JP H0417110 A JPH0417110 A JP H0417110A
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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関し、さらに詳しくは、Coを
主体とした強磁性金属薄膜を蒸着により非磁性基体に支
持させた水平記録型の磁気記録媒体に関する。
〈従来の技術〉 近年磁気記録媒体はますます高密度化しており、中でも
Coを主体としNi等を添加した強磁性金属薄膜を用い
た磁気記録媒体は、飽和磁束密度が大きくしかも保磁力
が高いので、盛んに研究されている。
この型の磁気記録媒体は種々の方法で製造されるが、特
に優れた方法としては、非磁性基体上に斜め蒸着法によ
り強磁性金属薄膜を2層以上積層して多層構造とするこ
とが提案されている。 斜め蒸着法においては、強磁性
金属薄膜各層は、蒸着等の気相法により強磁性金属の蒸
気を非磁性基体の表面に特定の角度で差し向け、これに
より強磁性金属の柱状結晶粒を他の強磁性金属薄膜の柱
状結晶粒の成長方向と交差した特定の方向に成長させる
(特公昭56−26891.56−42055.63−
21254および60−37528、特開昭54−60
3.54−147010,56−94520.57−3
233.57−30228.57−13519.57−
141027.57−41028.57−141029
.57−143730.57−143731.57−1
47129.58−14324.58−50628.6
0−76025、61−110333、6118712
2 、63−10315、63−10315、63−1
3117 、63−14317.63−14320およ
び63−39127号公報等)。 これにより保磁力そ
の他の電磁変換特性、あるいは機械特性が向上するが、
なお不十分であった。
本発明者らは、これらのうちの水平記録用の磁気記録媒
体を種々の点から検討したところ、各強磁性金属薄膜に
おける柱状粒子の成長方向およびそれらの相互関係、厚
さおよびそれらの相互関係の検討が充分でなく、電磁変
換特性および耐久性が不充分であったことを見出した。
このような問題点を解決するために本出願人は柱状粒子
の成長方向が交差する2層のCo−Ni系強磁性金属薄
膜を有する磁気記録媒体において、上層を薄く下層を厚
(することにより電磁変換特性および耐久性を改善し、
さらに走行性を改善した(特開昭63−9015号公報
)。
しかし、このものは走行性と耐久性は向上するものの、
電磁変換特性の向上が不十分である。
また、他の試みとして、同様な2層型磁気記録媒体にお
いて最小入射角(各強磁性金属薄膜の最終蒸着部分にお
ける金属粒子の入射方向と非磁性基体の法線とのなす角
度)を調整することにより、電磁変換特性と耐久性を向
上させることを提案した(特開昭63−10314号公
劃。
しか側、上層の最小入射角が比較的大きいことおよび2
層であることにより耐久性とくに高温高温下の耐久性に
劣り、また電磁変換特性が十分でなかった。
さらに、3層以上の強磁性金属薄膜を有する斜め蒸着型
の磁気記録媒体では、各強磁性金属薄膜の厚さの検討が
な(また金属粒子の入射角が大きすぎるために充分な電
磁変換特性を得ることができなかったり、あるいは耐湿
耐温度性に劣る問題があり(特開昭56−134317
号公報)、各層がほぼ同一の500〜700人の厚さを
有すると共に強磁性金属の入射角が各層とも22〜72
度と大きい角度を有するために耐食性に劣る問題があっ
たり(特開昭5360205号公報)、最上層の強磁性
金属薄膜を酸化して酸化物にして耐久性を増すと、酸化
物による電磁変換特性の低下が生じる問題などがある(
特開昭63−39127号公報、特開昭63−1031
5号公報)。
〈発明が解決しようとする課題〉 本発明はこのような事情からなされたものであり、多層
の強磁性金属薄膜を有する斜め蒸着型磁気記録媒体であ
って、高い電磁変換特性と高温高湿下での耐久性を共に
満足する磁気記録媒体を提供することを目的とする。
〈課題を解決するための手段〉 上記目的は、下記(1)〜(6)の本発明により達成さ
れる。
(1)非磁性基体上に斜め蒸着法により形成された磁性
層を有し、この磁性層が少なくとも2層のCoを主成分
とする強磁性金属薄膜から構成されている磁気記録媒体
であって、 蒸着時に強磁性金属が入射する方向と前記非磁性基体表
面の法線とがなす角度を入射角とし、入射角の最大値を
θmax 、入射角の最小値をθminとすると、 最下層の強磁性金属薄膜が、最上層の強磁性金属薄膜蒸
着時のθmaxより小さいθmaxにて蒸着されたこと
を特徴とする磁気記録媒体。
(2)非磁性基体上に斜め蒸着法により形成された磁性
層を有し、この磁性層が少なくとも2層のCoを主成分
とする強磁性金属薄膜から構成されている磁気記録媒体
であって、 蒸着時に強磁性金属が入射する方向と前記非磁性基体表
面の法線とがなす角度を入射角とし、入射角の最大値を
θmax 、入射角の最小値をθminとすると、 最上層の強磁性金属薄膜が、最下層の強磁性金属薄膜蒸
着時のθminより大きいθminにて蒸着されたこと
を特徴とする磁気記録媒体。
(3)最下層の強磁性金属薄膜が、最上層の強磁性金属
薄膜蒸着時のθmaxより小さいθmaxにて蒸着され
た上記(2)に記載の磁気記録媒体。
(4)最上層の強磁性金属薄膜蒸着時のθmaxとθm
inとの合計が、最下層蒸着時のθmaxとθminと
の合計よりも大きい上記(1)ないしく3)のいずれか
に記載の磁気記録媒体。
(5)強磁性金属が入射する方向が前記非磁性基体の法
線な挾んで交差するように蒸着された2層の強磁性金属
薄膜を有する上記(1)ないしく4)のいずれかに記載
の磁気記録媒体。
(6)最上層蒸着時および最下層蒸着時のθminがそ
れぞれ20〜60度および10〜50度であり、 最上層蒸着時および最下層蒸着時のθmaxがそれぞれ
80〜90度および31〜89度である上記(1)ない
しく5)のいずれかに記載の磁気記録媒体。
〈作用〉 斜め蒸着型の磁気記録媒体の強磁性金属薄膜形成におい
ては、回転する円筒状の冷却ドラム表面に非磁性基体を
添わせて搬送しながら、定置された強磁性金属源に電子
ビーム等を照射して蒸着を行なう。
このとき、強磁性金属が入射する方向と非磁性基体表面
の法線とがなす角度を入射角と呼び、通常、蒸着開始か
ら終了まで入射角が漸減するように蒸着する。 従って
、非磁性基体上に形成された強磁性金属薄膜中の柱状結
晶粒子は、非磁性基体側ではほぼ非磁性基体表面と平行
であり、非磁性基体表面から離れるに従って弧状に成長
している。
蒸着時の入射角の最大値および最小値を、それぞれ最大
入射角θmaxおよび最小入射角θminと称する。 
なお、θmaxは90度以下であり、蒸着効率はθma
xからθminにかけて増大する。
磁性層が面内方向に磁化される水平記録型の磁気記録媒
体では、θmaxは90度に設定される。 これは、θ
maxが大きいほうが非磁性基体表面に対する柱状結晶
粒子の平均傾きが小さくなり、強磁性金属薄膜面内方向
のHcが向上するためである。
しかし、本発明の第1の態様では、最下層、すなわち最
も非磁性基体に近い強磁性金属薄膜が、最上層蒸着時の
θmaxよりも小さいθmaxにて蒸着される。 すな
わち、最下層はθmax90度未満にて蒸着されている
この理由は下記のとおりである。
非磁性基体は通常、酸素や水分を含み、これらが基体表
面から強磁性金属薄膜中に侵入する。 このため、強磁
性金属薄膜は非磁性基体側から腐食が進行し易い。
本発明者らは実験を重ねた結果、θmax 90度付近
、すなわち非磁性基体表面と平行に強磁性金属が入射し
た部分では蒸着効率が低いため、柱状結晶粒子の径が小
さくなって各粒子間に空隙が生じていることを見いだし
、この空隙から非磁性基体中の酸素や水分が侵入し、腐
食が進行することを知見した。
そこで、本発明は、最下層を上記のようなθmaxにて
蒸着することにより前記空隙の発生を抑え、耐食性が極
めて良好な磁気記録媒体を得るものである。 また、空
隙が減少するので薄膜中の強磁性金属の充填率が向上し
、高い飽和磁化が得られる。
しかも、本発明では2層以上の強磁性金属薄膜を蒸着し
ているので、例えばHi−8規格のビデオ記録のように
低域信号(0,75MHzの色信号)と高域信号(7,
0MHzの輝度信号)とが重畳記録される場合、通常、
最下層には主として低域信号が記録されるため、最下層
を小さいθmaxにて蒸着してHeが低くなった場合で
も、かえって低域信号に関する電磁変換特性は向上する
さらに、最上層蒸着時のθmaxは最下層蒸着時のθm
axより大きくなるので、最上層のHcが向上し、高域
信号の電磁変換特性が向上する。 従って、全域におい
て高い電磁変換特性が得られ、しかも高い耐食性が実現
する。
また、本発明の第2の態様では、最上層の強磁性金属薄
膜が、最下層の強磁性金属薄膜蒸着時のθminより大
きいθminで蒸着されている。
θminも柱状結晶粒子の傾きに関与し、θminが大
きいと柱状結晶粒子の平均傾きは小さくなるのでHcが
向上する。 一方、θminが小さいと平均傾きは大き
くなり、また、柱状結晶粒子の大部分が高い効率で蒸着
されるので柱状結晶粒子の径が均一に近くなり、各柱状
結晶粒子間に空隙が生じにくくなって緻密な膜が得られ
る。
このため、本発明では最上層のHcを高くでき、さらに
最下層のHcを相対的に低くできるため、全域に亙って
電磁変換特性を向上させることができ、しかも最下層の
耐食性を向上させることができる。
さらに、この場合、最下層蒸着時のθmaxと最上層蒸
着時のθmaXとが上記した関係であれば、電磁変換特
性および耐食性は極めて高いものとなる。
そして、上記各場合において、最上層の強磁性金属薄膜
蒸着時のθmaxとθminとの合計が、最下層蒸着時
のθmaxとθminとの合計よりも大きい場合、より
高い電磁変換特性および耐食性が実現する。
く具体的構成〉 以下、本発明の具体的構成を詳細に説明する。
[非磁性基体] 本発明で用いる非磁性基体の材質に特に制限はなく、強
磁性金属薄膜蒸着時の熱に耐える各種フィルム、例えば
ポリエチレンテレフタレート等を用いることができる。
また、特開昭63−10315号公報に記載の各種材料
が使用可能である。
[磁性層] 非磁性基体上に形成される磁性層は、Coを主成分とし
、斜め蒸着法により形成される2層以上の強磁性金属薄
膜から構成される。
本発明の第1の態様では、最下層の強磁性金属薄膜が、
最上層の強磁性金属薄膜蒸着時のθmaxより小さいθ
maxにて蒸着されている。
このような構成により耐食性および電磁変換特性が共に
向上する。
この場合、最上層蒸着時のθmaxは80〜90度、特
に85〜90度であることが好ましく、最下層蒸着時の
θmaxは31〜89度、特に60〜84度であること
が好ましい。
また、本発明の第2の態様では、最上層の強磁性金属薄
膜が、最下層の強磁性金属薄膜蒸着時のθminより大
きいθminにて蒸着されている。
このような構成によっても耐食性および電磁変換特性が
共に向上する。
この場合、最上層蒸着時のθminは20〜60度、特
に31〜60度であることが好ましく、最下層蒸着時の
θminは10〜50度、特に10〜30度であること
が好ましい。
なお、第1の態様の構成と第2の態様の構成とを共に備
えていることが好ましい。
また、上記各場合において、最上層の強磁性金属薄膜蒸
着時のθmaxとθminとの合計が、最下層蒸着時の
θmaxとθminとの合計よりも大きいことが好まし
い。
この場合、最上層のθmaxとθminとの合計は10
0〜150度、特に116〜150度であることが好ま
しく、また、最下層のθmaxとθminとの合計は4
1〜139度、特に70〜114度であることが好まし
い。
さらに、本発明では、強磁性金属が入射する方向が前記
非磁性基体の法線な挟んで交差するように蒸着された2
層の強磁性金属薄膜を有することが好ましい。 この場
合、これら2層では、強磁性金属の柱状結晶粒子の成長
方向が、非磁性基体表面の法線を挟んで交差することに
なる。
このような構成とするには、非磁性基体の走行方向を逆
にして斜め蒸着すればよい。
この場合の2層としては、最上層およびその隣接層であ
るか、あるいは最上層および1層挟んで最上層と隣接す
る層であることが好ましい。
このような構成とすることにより、最上層および他の1
層を、それぞれ高域信号記録および低域信号記録に好適
なHcとすることができ、全域に亙って電磁変換特性が
向上する。
強磁性金属薄膜の積層数に特に制限はなく、目的に応じ
て2層、3層あるいは4層以上の構成を選択すればよい
3層以上の多層構成とする場合、最上層と最下層との間
に存在する中間層は、記録信号の周波数帯域や各層の厚
さなどの各種条件を考慮して、最適なHeや耐食性が得
られるように蒸着時のθmax 、θmin 、厚さ、
柱状結晶粒の成長方向等を適宜設計すればよい。
例えばHi−8規格のように低域信号と高域信号とが重
畳記録される場合、各層に主として記録される信号の周
波数帯域を考慮して上記各条件を決定すればよい。
磁性層を構成する各強磁性金属薄膜は、Niを含有する
Co−Ni合金であることが好ましく、特にモル比でC
oを約80%、Niを約20%含有する合金が好適であ
る。
また、必要に応じてCrを10%以下含有していでもよ
く、特開昭63−10315号公報等に記載されている
各種金属やその他の金属成分を含有していてもよい。
さらに、必要に応じて少量の酸素を表面層に含有させ、
耐食性を向上させることができる。
各強磁性金属薄膜の厚さは、約400〜1000人であ
ることが好ましい。 最上層の厚さが400人より薄く
なると、例えば7.0MHz程度の高域信号の記録が十
分にできなくなり出力が低下する。 一方1000人よ
りも厚くなると雑音が増えて信号対雑音比が低下する。
なお、磁性層全体の厚さは、2000Å以上であること
が好ましい。 これにより例えば0.75MHz程度の
低域における出力を十分に大きくすることができる。
また、低域および高域の双方で高出力を得るために、最
上層から下層に向けて厚さが増加していることが好まし
い。
各強磁性金属薄膜は、それぞれ斜め蒸着法により形成さ
れる。 斜め蒸着装置および方法は、前掲した各種の文
献に記載されているのでそれらのうちから任意のものを
採用すればよい。
斜め蒸着法は、例えば、供給ロールから繰り出された長
尺フィルム状の非磁性基体を回転する冷却ドラムの表面
に添わせて送りながら、個以上の定置金属源から斜め蒸
着をし、巻き取りロールに巻き取るものである。 この
場合、入射角は蒸着初期のθmaxから最終のθmin
まで連・続的に変化し、非磁性基体表面にcoを主成分
とする強磁性金属の柱状結晶粒子を弧状に成長させ、整
列させるものである。
磁性層を多層構成とする場合は、この工程を繰り返し行
なう。
そして、強磁性金属が入射する方向が非磁性基体の法線
な挾んで交差するような2層の強磁性金属薄膜を形成す
る場合、非磁性基体の走行方向を逆にして斜め蒸着を行
なえばよい。
本発明の磁気記録媒体の磁性層上には、磁性層の保護お
よび耐食性向上のために公知の種々のトップコート層が
設けられることが好ましい。 また、テープ化したとき
の走行性を確保するために、非磁性基体の磁性層と反対
側には公知の種々のバックコート層が設けられることが
好ましい。
本発明の磁気記録媒体は、高密度記録が必要とされる各
種磁気記録に好適であるが、Hi −8規格のビデオ記
録のように高域信号と低域信号とが重畳記録される場合
に特に高い効果を発揮する。
〈実施例〉 以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明をさらに詳
細に説明する。
[実施例1コ 10−’TorrのAr雰囲気中で、供給ロールから厚
さ7pのポリエチレンテレフタレート(PET)フィル
ムを繰り出して回転する円筒状冷却ドラムの周面に添わ
せて移動させ、20at%Ni−Co合金を斜め蒸着し
て強磁性金属薄膜を形成し、巻き取りロールに巻き取っ
た。
次いで、この巻き取りロールを供給ロールとし、PET
フィルム表面の法線方向を挟んで上記斜め蒸着時の入射
方向と交差する入射方向にて強磁性金属を斜め蒸着して
、2層構成の磁性層を有する磁気記録媒体を得た。
上層および下層の強磁性金属薄膜の蒸着時のθminお
よびθmaxを変え、下記表1に示す各サンプルを得た
。 各サンプルの上層の厚さは900人、下層の厚さは
1100人とした。
これらのサンプルをスリッタにて裁断してテープ化し、
Hi−8規格のビデオカセットとした。
各サンプルについて下記の評価を行なった。
結果を表1に示す。
(1)発錆 60℃・90%RHの環境で1週間保存後、テープの磁
性層側の変色度を目視で判定した。
評価基準は下記のとおりとした。
0:変化なし ○:薄い黄色に変色 △:黄色に変色 ×:青色に変色 (2)カッピング 60℃・90%RHにて1週間保存した後、テープを平
面上に載置し、テープ幅方向端部のソリ高さhを測定し
た。 評価基準は下記の通りとした。
0:Ih1=0 0:O<  h  ≦0.2++++n△:0.2< 
 h  <0.5mm ×: h 20.5mm なお、カッピングはテープ幅方向の変形の度合いを示す
指標であり、カッピングが大きいとテープと磁気ヘッド
とのスペーシングが一定に保でな(なり、出力変動を生
じる。
(3)型持(7MHzでの電磁変換特性)Hi−8規格
V T Rノ5ONY EV−3900を用い、7 M
Hzの単一信号を記録したときのRF比出力基準テープ
のRF比出力比較し、下記の評価基準により判定した。
Q:  (RF比出力 上2゜0dB O:OdB≦(RF比出力<2.0dBΔニー1.0d
B≦(RF比出力<0dBX:(RF比出力<−1,0
dB なお、測定の際の磁気ヘッドの相対的移動方向は、上層
の柱状結晶粒子の成長方向なPETフィルム表面に投影
した方向とした。
(4)ΔBm 60℃・90%RHにて1週間保存後の最大磁化Bmを
測定し、初期のBmに対する増加率を求めた。
(5)Do (ドロップアウト)経時変化50℃・80
%RHにて1週間保存後のドロップアウトを測定し、初
期のドロップアウトに対する増加率を求めた。
なお、出力減少16dB以上が15μseC以上続いた
ものをドロップアウトと判定した。
(6)走行摩擦経時変化 50℃・80%RHにて1週間保存後の動摩擦係数μを
測定し、初期のμに対する増加率を求めた。
なお、サンプルNo、101.102および105は比
較用のリファレンスサンプルであり、上層と下層との形
成条件を全く同一に設定している。
表1に示される結果から、本発明の効果が明らかである
下層のθmaxが上層のθmaxより小さい本発明のサ
ンプルNo、  1では、下層のθmax以外の全ての
入射角が同じであるサンプルNo、101に比べ耐食性
が著しく向上し、また、上層のθmax以外の全ての入
射角が同じであるサンプルNo、105に比べ電磁変換
特性が著しく向上している。
また、上層のθminが下層のθminより大きいサン
プルNO12では、上層のθmin以外の全ての入射角
が同じであるサンプルNo、101に比べ電磁変換特性
が著しく向上し、また、下層のθmin以外の全ての入
射角が同じであるサンプルNO,102に比べ耐食性が
著しく向上している。
そして、これら同条件を満足するサンプルNo、 3で
は、耐食性および電磁変換特性のいずれもが極めて高い
[実施例2] 実施例1に準じて、下記表2に示される3層の強磁性金
属薄膜から構成される磁性層を有する磁気記録媒体サン
プルを作製した。
ただし、上層、中間層および下層の厚さは、それぞれ7
00人、700人および700人とした。
また、表2に示す各層の蒸着方向(柱状結晶粒子の成長
方向)は、その方向をテープ表面に投影したときの方向
がテープに対する磁気ヘッドの相対的移動方向と同方向
のとき十と表示し、逆方向のとき−と表示した。
表2に示す各サンプルについて、実施例1と同様な評価
および下記評価を行なった。 結果を表2に示す。
(7)型持(0,75MHzでの電磁変換特性)Hi−
8規格VTRの5ONY EV−3900を用い、0.
75MHzの単一信号を記録したときのRF比出力基準
テープのRF比出力比較し、下記の評価基準により判定
した。
Q:  (RF比出力≧2.0dB Q:OdB≦(RF比出力<2.0dB△ニー1.0d
B≦(RF比出力<0dBx:(RF比出力<−1,0
dB 表2に示される結果から、本発明の効果が明らかである
すなわち、3層構成の磁性層においても、本発明の構成
とすれば耐食性が向上する。
また、電磁変換特性は、低域および高域のいずれに関し
ても著しく向上する。
〈発明の効果〉 本発明の磁気記録媒体は耐食性が極めて良好である。 
このため磁気特性の経時変化が極めて少なく、また、こ
のためカッピングの発生が抑えられるので媒体と磁気ヘ
ッドとのスペーシングの経時変化が極めて少ない。 さ
らに、ドロップアウトやテープ化したときの走行性の経
時変化も極めて少な(、耐久性、信頼性に優れる。
しかも、本発明の磁気記録媒体は低域信号から高域信号
の全域に亙って電磁変換特性が極めて良好である。 こ
のため、周波数範囲の広い記録に特に好適である。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)非磁性基体上に斜め蒸着法により形成された磁性
    層を有し、この磁性層が少なくとも2層のCoを主成分
    とする強磁性金属薄膜から構成されている磁気記録媒体
    であって、 蒸着時に強磁性金属が入射する方向と前記非磁性基体表
    面の法線とがなす角度を入射角とし、入射角の最大値を
    θmax、入射角の最小値をθminとすると、 最下層の強磁性金属薄膜が、最上層の強磁性金属薄膜蒸
    着時のθmaxより小さいθmaxにて蒸着されたこと
    を特徴とする磁気記録媒体。
  2. (2)非磁性基体上に斜め蒸着法により形成された磁性
    層を有し、この磁性層が少なくとも2層のCoを主成分
    とする強磁性金属薄膜から構成されている磁気記録媒体
    であって、 蒸着時に強磁性金属が入射する方向と前記非磁性基体表
    面の法線とがなす角度を入射角とし、入射角の最大値を
    θmax、入射角の最小値をθminとすると、 最上層の強磁性金属薄膜が、最下層の強磁性金属薄膜蒸
    着時のθminより大きいθminにて蒸着されたこと
    を特徴とする磁気記録媒体。
  3. (3)最下層の強磁性金属薄膜が、最上層の強磁性金属
    薄膜蒸着時のθmaxより小さいθmaxにて蒸着され
    た請求項2に記載の磁気記録媒体。
  4. (4)最上層の強磁性金属薄膜蒸着時のθmaxとθm
    inとの合計が、最下層蒸着時のθmaxとθminと
    の合計よりも大きい請求項1ないし3のいずれかに記載
    の磁気記録媒体。
  5. (5)強磁性金属が入射する方向が前記非磁性基体の法
    線を挟んで交差するように蒸着された2層の強磁性金属
    薄膜を有する請求項1ないし4のいずれかに記載の磁気
    記録媒体。
  6. (6)最上層蒸着時および最下層蒸着時の θminがそれぞれ20〜60度および10〜50度で
    あり、 最上層蒸着時および最下層蒸着時のθmaxがそれぞれ
    80〜90度および31〜89度である請求項1ないし
    5のいずれかに記載の磁気記録媒体。
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