JPH04247315A

JPH04247315A - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH04247315A
Application number: JP3366891A
Authority: JP
Inventors: Kunihiro Ueda; 国博上田
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1991-02-01
Filing date: 1991-02-01
Publication date: 1992-09-03

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は強磁性金属薄膜を有する
磁気記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年磁気テープ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テープは、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。

【０００３】この型の磁気テープ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単層膜として形成したり
、２層以上積層して多層構造としたりすることが提案さ
れている。

【０００４】磁気テープの非磁性基体としては、通常、
ポリエチレンテレフタレート等の樹脂フィルムが用いら
れている。

【０００５】このような樹脂フィルム基体とする磁気記
録媒体においては、磁性層にはクラックが発生しやすい
。すなわち、樹脂フィルムを基体とする磁気テープでは
、樹脂と金属との熱膨張率の違いや、樹脂と金属の付着
性、さらには薄膜中の内部応力等の理由から、連続薄膜
型の金属磁性層にクラックが発生してしまう。そして、
磁性層の成膜時に基体内部から脱ガスが起こったり、あ
るいはテープ作製後、基体を通して水分や空気が侵入し
たりして、磁性層が腐食酸化して、引っ張り応力が増大
し、クラックが増大する。クラックはテープにとって致
命的である。

【０００６】また、金属磁性層のうち特に蒸着膜である
場合には、内部応力は引っ張り応力となる。引っ張り応
力によってテープにカッピングが生じると、ヘッドタッ
チが悪くなるので、ヘッドタッチを良好にするために熱
処理等により平面化を行ない、磁性層の上面に特に強い
引っ張り応力を加える必要が生じる。このような場合に
は、クラックの発生が増大し、また錆の発生も増大する
。

【０００７】このような事情から、磁性層のクラックを
防止する方法として、特開平２−９Ｔ６９１９号公報で
は、樹脂製基板上に、圧縮応力をもつＳｉ３　Ｎ４　膜
と、引っ張り応力をもつＳｉ３　Ｎ４　膜とを交互に積
み重ねたバッファ層を設層し、この上に磁性層を形成す
る旨、同２−９６９２１号公報では、非磁性金属膜と、
セラミックス膜とを交互に積み重ねたバッファ層を設層
する旨が提案されている。

【０００８】しかし、基板上に上記公報のバッファ層を
設けただけでは、磁性層のクラック防止能は、不十分で
ある。しかも、バッファ層が、複数の層から形成されて
いるため、量産上非常に不利である。

【０００９】また、特開平２−１３２６３０号公報では
、樹脂製基板と、磁気記録層との間に、Ａｌ２　Ｏ３　
、ＳｉＯｘ　、ＳｉＣ等のビッカース硬度が８００以上
の膜からなる硬質化層と、ＳｎＯ３　、Ｃ等の表面抵抗
が１０９　Ω／□以下の膜からなる導電性層とを形成し
、ＣＳＳ耐久性を向上させる旨を提案している。しかし
、上記公報の硬質化層および導電性層の２層を設けただ
けでは磁性層のクラック防止能は不十分である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の主たる目的は
、強磁性金属薄膜を磁性層とする磁気記録媒体の磁性層
のクラックや発錆を防止することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（７）の本発明により達成される。

【００１２】（１）非磁性の樹脂基体上に、下地膜と、
強磁性金属薄膜とを有する磁気記録媒体において、前記
下地膜により、前記強磁性金属薄膜に圧縮応力が印加さ
れていることを特徴とする磁気記録媒体。

【００１３】（２）非磁性の樹脂製基体上に、下地膜と
強磁性金属薄膜とトップコート膜とを有する磁気記録媒
体において、前記下地膜およびトップコート膜により前
記強磁性金属薄膜に圧縮応力が印加されていることを特
徴とする磁気記録媒体。

【００１４】（３）前記圧縮応力が１０８　〜１０１０
ｄｙｎ　／ｃｍ２　である上記（１）または（２）のい
ずれかに記載の磁気記録媒体。

【００１５】（４）前記トップコート膜、あるいはトッ
プコート膜および下地膜のうち少なくとも一方がプラズ
マ重合膜または酸化物蒸着膜である上記（１）ないし（
３）のいずれかに記載の磁気記録媒体。

【００１６】（５）前記下地膜の厚さが５０〜１０００
Ａ　である上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の
磁気記録媒体。

【００１７】（６）前記トップコート膜の厚さが１０〜
５０Ａ　である上記（１）ないし（５）のいずれかに記
載の磁気記録媒体

【００１８】（７）前記強磁性金属薄膜が蒸着膜である
上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の磁気記録媒
体。

【００１９】

【作用】本発明の磁気記録媒体では、テープ基体として
に樹脂を使用する。そして、この樹脂基体と磁性層間、
あるいはこれに加えて磁性層上に、プラズマ重合膜や酸
化物の蒸着膜を、下地膜、あるいはこれに加えてトップ
コート膜として形成する。

【００２０】この下地膜、あるいはこれに付加されるト
ップコート膜としてのプラズマ重合膜または酸化物蒸着
膜は、接触する磁性層に圧縮応力を与える。特に蒸着法
による磁性層金属薄膜は、引っ張り応力を有し、磁性層
を形成する金属原子のある特定の面でのすべりが発生し
、このすべり面から酸化およびクラックが多発生するも
のであるが、本発明では金属薄膜の引っ張り応力に逆ら
い、圧縮応力を加えることにより酸化とクラックとが防
止される。

【００２１】

【具体的構成】以下、本発明の具体的構成について詳細
に説明する。

【００２２】本発明の磁気記録媒体の好適例は磁気テー
プである。

【００２３】＜非磁性基体＞本発明の磁気テープで用い
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６
３−１０３１５号公報に記載の各材料が使用可能である
。

【００２４】＜下地膜＞下地膜はプラズマ重合膜または
酸化物蒸着膜から形成されることが好ましい。プラズマ
重合膜は、炭素、あるいは炭素および水素を含むものが
好ましい。このようなプラズマ重合膜を形成する原料ソ
ースとしては、炭素または炭素および水素を含有する種
々のものを用いることができるが、通常操作性の良いこ
とから、常温で気体のメタン、エタン、プロパン、ブタ
ン、ペンタン、エチレン、プロピレン、ブテン、ブタジ
エン、アセチレン、メチルアセチレン、その他の飽和な
いし不飽和の炭化水素の１種以上を、ＣおよびＨ源とし
て用いる。また必要に応じて常温で液体の炭化水素を原
料としてもよい。さらに、各種シランないしシロキサン
など有機系化合物を用いて、炭素と、ケイ素と、水素や
酸素を含むプラズマ重合膜としてもよい。

【００２５】このような原料を用いて形成されるプラズ
マ重合膜の膜厚は、５０〜１０００Ａ　、より好ましく
は５００〜８００Ａ　。膜厚が厚すぎると量産上不利で
あり、またこの範囲未満となると本発明の実効が低下す
る。なお、膜厚の測定はエリプソメーター等を用いれば
よい。このような膜厚の制御は、プラズマ重合膜形成時
の反応時間、原料ガス流量等を制限すればよい。

【００２６】膜中のＣの含有量は３０〜１００ａｔ％と
するのが好ましい。また、膜中のＨの含有量は４０ａｔ
％以下とすることが好ましい。さらにＳｉ含有量は、７
０ａｔ％以下とすることが好ましい。

【００２７】このような組成とすることにより、容易に
圧縮応力を磁性層に印加することができる。これらの含
有量は、オージェ分光分析（ＡＥＳ）およびＣＨＮコー
ダーにて求めればよい。

【００２８】プラズマ重合膜は公知の方法に従い、前述
の原料ガスの放電プラズマを基体に接触させることによ
り重合膜を形成するものである。電極配置、印加電流、
処理時間、動作圧力等は通常の条件とすればよい。

【００２９】また処理条件はＷ／（Ｆ・Ｍ）［ここで、
Ｗはプラズマ投入電力（Ｊｏｕｌｅ／ｓｅｃ）　であり
、Ｆは有機原料ガス流量、Ｍは原料ガス分子量でＦ・Ｍ
の単位はｋｇ／ｓｅｃ］値が１０８Ｊｏｕｌｅ／ｋｇ　
以上、特に５×１０８　〜１×１０１０Ｊｏｕｌｅ／ｋ
ｇで行われることが好ましい。この値が１０８Ｊｏｕｌ
ｅ／ｋｇ　未満であると、プラズマ重合膜の緻密さが不
十分となる。なお、キャリアガスとして、Ａｒ、Ｎ２　
、Ｈｅ、Ｈ２　などを使用してもよい。プラズマ発生源
としては、高周波放電の他に、マイクロ波放電、直流放
電、交流放電等いずれでも利用できる。

【００３０】このようなプラズマ重合膜は、基体上、特
にプラズマ処理された基体上に形成されることが好まし
い。基体表面をプラズマ処理することによって、基体と
の接着力が向上し、ひいてはこの基体とプラズマ重合膜
との接着力が向上する。基体表面のプラズマ処理法の原
理、方法および形成条件等は前述したプラズマ重合法の
それと基本的にほぼ同一である。

【００３１】ただし、プラズマ処理は原則として、無機
ガスを処理ガスとして用い、他方、前述したプラズマ重
合法によるプラズマ重合膜の形成には原則として、有機
ガス（場合によっては無機ガスを混入させてもよい）を
原料ガスとして用いる。さらに、プラズマ処理電源の周
波数については、特に制限はなく、直流、交流、マイク
ロ波等いずれであってもよい。

【００３２】このような下地膜を形成するプラズマ重合
膜は圧縮応力を有する。この圧縮応力は、１０８　〜１
０１０ｄｙｎ／ｃｍ２であることが好ましい。圧縮応力
が１０１０ｄｙｎ／ｃｍ２　をこえると磁性層に適当な
圧縮圧力がかからない。また１０８　ｄｙｎ／ｃｍ２　
未満であるとクラック防止の実効がなくなってくる。

【００３３】圧縮応力を測定するには、力学的物性が既
知の基体上に成膜し、この膜内の圧縮応力により基体が
たわむことを利用して測定すればよい。この場合、たわ
みは基板の形状と弾性定数によって決定される。したが
ってこのたわみ量から膜の圧縮応力を知ることができる
。たわみは薄い円板状あるいは短冊状基板を用いること
によって測定できる。膜の圧縮応力によって、例えば、
円板状基板は、膜面中心部が上に凸になるように凸状に
たわみ、球面の一部を成すようになる。この球面の曲率
を測定して圧縮応力を求める。膜応力σはσ＝Ｅｔ２　
／６（１−ν）γｄより求められる。ここでＥは基板の
ヤング率であり、ｔは基板の厚さ、νは基板のポアソン
比、γは曲率半径、ｄは膜厚である。また、短冊状基板
では、これを片持ち梁状に支持し、自由端のたわみ量を
測定する。自由端のたわみをδ、自由端までの長さを１
とすれば、σ＝Ｅｔ２　δ／３１２　ｄ（１−ν）であ
る。そして、実際の成膜条件でプラズマ重合膜を試験片
に成膜し、圧縮応力を算出すればよい。

【００３４】なお試験片基板としては力学的物性が既知
であれば、どのようなものでもよく、測定法に適したも
のを選択すれば良い。例えば、ガラス板、シリコンウエ
ハなどである。

【００３５】このように、より好ましい態様としてプラ
ズマ処理された基体上には、前述のプラズマ重合膜が形
成され、さらにこのプラズマ重合膜上には直接あるいは
下地膜を介して磁性層が形成される。

【００３６】本発明の磁気記録媒体で用いる下地膜の他
の例は酸化物の連続薄膜である。

【００３７】酸化物の連続薄膜の組成には、特に制限は
なく、公知のいずれのものも使用できるが、磁性層のク
ラック防止能やＣＳＳ耐久性がより一層向上する点で、
ＳｉＯｘ　（１≦ｘ≦２）、ＺｒＯ２　、Ａｌ２　Ｏ３
　、ＴｉＯ２　、Ｔａ２　Ｏ５　、Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ
系化合物、Ｌａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系化合物等が好適である
。

【００３８】酸化物の膜厚は５０〜１０００Ａ　、特に
５００〜８００Ａ程度が好ましい。この範囲未満では磁
性層のクラックを防止できず、前記範囲をこえると基体
の損傷をもたらすことがあり量産上も不利である。

【００３９】酸化物蒸着膜は、蒸着、スパッタリング、
イオンプレーティング、ＣＶＤ等の各種気相成膜法にて
成膜すればよいが、特に蒸着にて成膜することが好まし
い。酸化物膜の圧縮応力は、前記プラズマ重合膜の場合
と同様に設定すればよい。

【００４０】＜磁性層＞本発明の磁気記録媒体が磁気テ
ープである場合の磁性層は、Ｃｏを主成分とし、斜め蒸
着法により形成される１層または２層以上の強磁性金属
薄膜から構成されることが好ましい。

【００４１】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、一個以上の定置金
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。

【００４２】この際、成膜時の強磁性金属成分の入射角
と基体法線との角度をθとしたとき、θは変化し、初期
のθｍａｘ　から、最終のθｍｉｎ　の範囲で蒸着が行
なわれる。そして、強磁性薄膜蒸着時のθｍａｘ　は８
０〜９０度であることが好ましく、θｍｉｎ　は１０〜
６０度であることが好ましい。

【００４３】磁性層を構成する各強磁性金属薄膜は、Ｎ
ｉ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Ｃｏを約８０％、Ｎｉを約２０％含有する合
金が好適である。

【００４４】また、必要に応じてＣｒを１０％以下含有
していてもよく、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。

【００４５】さらに、必要に応じて少量の酸素を各層の
表面層に含有させたり、この他非磁性層を介在させたり
して、耐食性等を向上させることができる。

【００４６】磁性層全体の厚さは、１２００〜３０００
Ａ　程度であることが好ましい。このとき出力を十分に
大きくすることができる。

【００４７】蒸着金属粒子の入射角は蒸着初期のθｍａ
ｘ　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
子を弧状一方向に成長させ、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。

【００４８】＜トップコート膜＞このような磁性層上に
は、必要に応じトップコート膜が設けられる。トップコ
ート膜は前記下地層と同様にプラズマ重合膜あるいは酸
化物膜であることが好ましく、その成膜法、膜材質等は
下地層の場合に準ずればよい。

【００４９】このようなトップコート膜の膜厚は１０〜
５０Ａ　、特に２０〜３０Ａ　とするのが好ましい。膜
厚がこの範囲をこえるとスペーシングスロスが増大する
。この範囲未満では本発明の実効が少なくなる。膜厚の
測定法、制御方法は前述の方法に準拠すればよい。

【００５０】このトップコート膜を形成するプラズマ重
合膜あるいは酸化物蒸着膜は、前記同様、１０８　〜１
０９ｄｙｎ／ｃｍ２の圧縮応力を有する。

【００５１】圧縮応力を、この所定の値にする方法は前
述の方法に準拠すればよい。圧縮応力の測定法も同様で
ある。

【００５２】なお、トップコート膜および下地膜をとも
に形成する場合、両者の膜応力σｔ　、σｕ　の和σｔ
　＋σｕ　を前記の範囲とすればよい。

【００５３】また、以上では、磁気テープについて述べ
てきたが、本発明は、強磁性金属薄膜を有する各種磁気
記録媒体に適用可能であり、バックコート層や中間層な
ど種々の構成層を付加することもできる。

【００５４】

【実施例】以下に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。

【００５５】実施例１供給ロールから厚さ７μｍ　のポリエチレンテレフタレ
ートフィルムを繰り出して、回転する円筒状冷却ドラム
の周囲に添わせて移動させ、、１０−４Ｐａの真空に引
いた後、下記表１に示される条件にてプラズマ重合を行
い、下地膜として、重合膜Ｎｏ．１を形成した。

【００５６】

【表１】

【００５７】得られた下地膜の膜厚は６００Ａ　であっ
た。なお、プラズマ重合膜はエリプソメータにて測定し
た。

【００５８】この下地膜を成膜したポリエチレンテレフ
タレートフィルムを、１０−４ＰａのＡｒ雰囲気で、供
給ロールから繰り出して、回転する円筒状冷却ドラムの
周囲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。

【００５９】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
サンプルＮｏ．１を得た。

【００６０】これとは別に比較のために、下地膜を成膜
しないサンプルＮｏ．２を作製した。

【００６１】この磁気テープサンプルＮｏ．１およびサ
ンプルＮｏ．２を、８ｍｍビデオデッキ（ソニー社製Ｓ
９００）に装填し、下記の評価を行なった。

【００６２】（１）圧縮応力短冊状のガラス基板上に、上記と同じ条件で下地膜を膜
厚６００Ａ　に成膜して試験片を作製し、前述の方法で
圧縮応力σを測定した。

【００６３】（２）クラックサンプルＮｏ．１およびサンプルＮｏ．２の磁性層を微
分干渉顕微鏡を用い、倍率１００倍の光学顕微鏡写真を
得て、磁性層のテープ走行方向および幅方向のクラック
発生状況を、◎、○、△、×の４段階で評価した。

【００６４】（３）酸化ＡＥＳによる酸素量分析で評価した。耐候テスト前後で
酸素量をＡＥＳで分析し、耐候テスト前を１とした時の
増加率を求めた。耐候テストは８０℃、９０％ＲＨとし
た。酸素量は、表面を５分Ａｒエッチング後測定した。

【００６５】以上の結果を表２に示す。下地膜を成膜し
たサンプルＮｏ．１は、Ｎｏ．２と比較して、圧縮応力
が大きく、それに伴い、クラック発生状況、酸化抵抗性
ともに良好であることが明らかである。

【００６６】

【表２】

【００６７】実施例２テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）を表１に示される条
件で成膜した重合膜Ｎｏ．２を下地膜（６００Ａ　）と
した他は、実施例１と同様にして磁気テープサンプルＮ
ｏ．３を得た。結果を表２に示す。

【００６８】実施例３実施例１において、重合膜Ｎｏ．１にかえてＳｉＯ２　
蒸着膜（６００Ａ　）の下地膜を成膜し、磁気テープサ
ンプルＮｏ．１の磁性層を成膜したのち、この磁性層上
に、表１の条件で重合膜Ｎｏ．３のトップコート膜（２
５Ａ　）を成膜した。この磁気テープサンプルＮｏ．４
の結果を表２に併記する。

【００６９】実施例４実施例３において、下地膜を表１に示される重合膜Ｎｏ
．２（６００Ａ　）にかえ、トップコート膜を表１に示
される重合膜Ｎｏ．４（２５Ａ　）にかえて、磁気テー
プサンプルＮｏ．５を得た。結果を表２に併記する。

【００７０】下地膜あるいはこれに加えてトップコート
膜を形成したサンプルＮｏ．１、３、４、５は、サンプ
ルＮｏ．２と比較して、圧縮応力の作用により、クラッ
ク発生状況、酸化抵抗性ともに良好であることが明らか
である。

【００７１】

【発明の効果】本発明の磁気記録媒体は、基体上に設層
した下地膜、あるいはこれに加えて磁性層上に成膜した
トップコート膜の圧縮応力により、強磁性金属薄膜の磁
性層のクラックの発生を大幅に減少させることができ、
しかも酸化抵抗性を大幅に向上することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　非磁性の樹脂基体上に、下地膜と、強
磁性金属薄膜とを有する磁気記録媒体において、前記下
地膜により、前記強磁性金属薄膜に圧縮応力が印加され
ていることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】　　非磁性の樹脂製基体上に、下地膜と強
磁性金属薄膜とトップコート膜とを有する磁気記録媒体
において、前記下地膜およびトップコート膜により前記
強磁性金属薄膜に圧縮応力が印加されていることを特徴
とする磁気記録媒体。
【請求項３】　　前記圧縮応力が１０８　〜１０１０ｄ
ｙｎ　／ｃｍ２　である請求項１または２に記載の磁気
記録媒体。
【請求項４】　　前記トップコート膜、あるいはトップ
コート膜および下地膜のうち少なくとも一方がプラズマ
重合膜または酸化物蒸着膜である請求項１ないし３のい
ずれかに記載の磁気記録媒体。
【請求項５】　　前記下地膜の厚さが５０〜１０００Ａ
　である請求項１ないし４のいずれかに記載の磁気記録
媒体。
【請求項６】　　前記トップコート膜の厚さが１０〜５
０Ａ　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。
【請求項７】　　前記強磁性金属薄膜が蒸着膜である請
求項１ないし６のいずれかに記載の磁気記録媒体。