JPH04356720A

JPH04356720A - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH04356720A
Application number: JP21420091A
Authority: JP
Inventors: Hideo Daimon; 英夫大門; Toshiharu Mori; 俊晴森; Osamu Kitagami; 修北上; Yutaka Suzuki; 裕鈴木
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Ltd
Priority date: 1990-12-28
Filing date: 1991-08-01
Publication date: 1992-12-10

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】本発明は磁気記録媒体に関する。更に詳細には、本発明は媒体ノイズの低減と、オーバー
ライト特性の向上および耐食性の改善に関する。

【０００２】

【従来の技術】アルミニウムまたはアルミニウム合金表
面を陽極酸化することにより形成した多孔質酸化アルミ
ニウム（アルマイト）層の微細孔（ポア）中に強磁性金
属をメッキ充填した磁気記録媒体は、耐食性、耐久性に
富み、最近特に注目されつつある新材料である。

【０００３】また、アルマイト層の微細孔中に強磁性金
属をメッキ充填して得られる磁性膜では、微細孔中に充
填された強磁性粒子がそれを取り囲むアルマイトにより
完全に磁気的に絶縁されているため、粒子間に交換相互
作用が働かず、磁壁が発生しない。そのため、磁気記録
を行っても、媒体雑音の最大原因となるジグザグ磁壁の
発生が制限され、低雑音の磁気記録媒体を形成できる可
能性がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、微細孔中に充
填される強磁性金属は、孔の先端まで均一に充填せず、
各孔によりバラツキのあることが知られている。このた
め、磁気特性が一定せず、このままの状態では磁気記録
媒体として使用することはできなかった。

【０００５】また、このような媒体に十分な磁気記録を
行い、良好なオーバーライト特性を得るには、磁性層厚
、すなわち、アルマイト層厚を０．２μｍ以下、好まし
くは、０．１μｍ以下にする必要がある。

【０００６】従って、従来は、比較的厚くアルマイト層
および磁性層を形成し、その後、研摩工程により、アル
マイト層および磁性層を所望の厚さにまで研磨すること
により、磁性層の高さを一定に揃えることが行われてき
た。

【０００７】しかし、研磨工程によりアルマイト層、す
なわち、磁性層を例えば、０．０５μｍまで正確に研磨
することは技術的に非常に困難であった。磁性層の厚さ
が薄くなるほど精度の維持が困難になる。

【０００８】また、高度に研磨された磁性膜表面は平滑
性が高すぎ、潤滑剤の乗りが悪い。このため、磁気ヘッ
ドの摺動により短時間のうちに潤滑剤が失われ、ヘッド
クラッシュを起こし易かった。

【０００９】更に、アルマイトと強磁性金属とは、硬度
および機械的強度がそれぞれ異なる。アルマイト層は機
械的強度が高いが、強磁性金属層は機械的強度が低い。このため、研磨を行うと、強磁性金属層の表面が凹む構
造になる。従って、磁気ヘッドと強磁性金属層との間に
ギャップが生じ、スぺーシングロスの原因になっていた
。

【００１０】従って、本発明の目的は、アルマイトを用
いた磁気記録媒体に期待される良好なノイズ特性を維持
し、かつ、薄膜化を可能にし、十分なオーバーライト特
性を有する磁気記録媒体を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明では、アルミニウムまたはアルミニウム合金
を陽極酸化して得られる多孔質酸化アルミニウムの多孔
質層を湿式法によるエッチングで除去した後にアルミニ
ウムまたはアルミニウム合金地金上に残る、セル形状を
保持したバリヤ層上に磁性体をメッキしたことを特徴と
する磁気記録媒体を提供する。

【００１２】セル形状を保持したバリヤ層上にメッキさ
れた各々の磁性体柱は相互に接触していないことが好ま
しい。

【００１３】

【作用】本発明者らが長年にわたり広範な実験と研究を
続けた結果、アルミニウムまたはアルミニウム合金を陽
極酸化して多孔質酸化アルミニウムを形成し、その後、
試料を多孔質酸化アルミニウムを溶解する作用を有する
溶液に一定時間以上浸漬すると、アルマイトの多孔質層
が除去され、アルミニウムまたはアルミニウム合金の地
金上にはセル形状を維持したバリヤ層が残存し、この後
、交流電源によりメッキを行うと、磁性体はセル形状を
保ったバリヤ層の中心付近より析出し、メッキ条件を制
御することにより各磁性体粒子が相互に接触せず、かつ
、磁性粒子の高さを０．１μｍ以下で均一にすることが
できることが発見された。

【００１４】磁性粒子長を均一化することは通常のアル
マイトでは困難であるが、本発明では、多孔質層が除去
されるまでエッチング溶液中にアルマイトを浸漬してい
るので、通常のアルマイトに比べ、微細孔底部に存在す
るバリヤ層が均質化しているため、メッキ磁性粒子長が
均一化するものと思われる。メッキ条件にもよるが、本
発明によれば、±５０オングストロームの精度で磁性粒
子の高さを均一化することができる。

【００１５】また、交流電解メッキにより磁性粒子は、
各セルのバリヤ層の中心付近から成長するため、例えば
、メッキ時間を制御することにより、磁性粒子が更に成
長しても、各磁性粒子同士が接触することを防ぐことが
できる。

【００１６】この方法により、アルマイトを用い、磁性
粒子が分離され、かつ、０．１μｍ以下の磁性層を均一
にメッキすることが可能となり、ノイズ特性、更にオー
バーライト特性に優れる磁気記録媒体を作製することが
できる。

【００１７】酸化アルミニウム（アルマイト）層はアル
ミニウム基板を陽極酸化することにより基板上に直接形
成させることもできるが、非磁性基板上にアルミニウム
またはアルミニウム合金を物理蒸着法により蒸着し、こ
の蒸着層を陽極酸化することによっても形成させること
ができる。物理蒸着法としては、真空蒸着法，イオンプ
レーティング法，スパッタリング法，イオンビームデポ
ジション法および化学的気相成長法（ＣＶＤ法）などが
ある。

【００１８】アルミニウムの陽極酸化法は公知である。一般的に、アルミニウムの陽極酸化は直流（ＤＣ）で行
っている。ＤＣでは、電流密度を増大させると、耐電場
強度が増大し、腐食性が強くなり、その結果、開始点（
ピット）が多くなる。この電解初期に生じたピットが続
けてエッチングされ微細なホール（孔）が形成される。

【００１９】陽極酸化処理により形成されたセルの大き
さ（セル径，Ｄｃ）自体は本発明の必須要件ではない。同様に、セル内のポアのサイズ（ポア径，Ｄｐ）も本発
明の必須要件ではない。一般的な指標として、セル径は
２００〜２４００オングストロームの範囲内とすること
ができる。セル径が大きいと、磁性層を厚く形成するこ
とができる。しかし、磁性層厚をあまり大きくしすぎる
と、分解能が低下する。従って、好ましいセル径の範囲
は約２００オングストローム〜２０００オングストロー
ム程度である。

【００２０】アルマイト層の溶解処理は、例えば、基板
を１ｗｔ％〜１０ｗｔ％程度の範囲内の濃度の無機酸（
例えば、リン酸）水溶液中に浸漬することにより実施で
きる。この酸水溶液は常温で使用することが好ましいが
、必要に応じて５０℃程度にまで加温することもできる
。処理時間は酸水溶液の濃度および温度、アルマイト層の
厚さなどのファクタにより変動するが、一般的に、数分
間〜数十分間の範囲内である。

【００２１】溶解処理を行う際、基板を酸水溶液中で約
３０ｒｐｍ〜５００ｒｐｍの速度で回転させると、アル
マイト層が均一に溶解されることが発見された。

【００２２】図１に示すように、アルマイト層の溶解処
理が進むにつれてポア（微細孔）１は、最初の（１）　
の状態から、（２）　の位置を経過して（３）　へと拡
大する。この時に、アルマイト層の被膜の一部は三角柱
３として残る。セル径をＤｃとすると、三角柱の間隔Ｄ
ｓは一般的に、Ｄｓ＝１／√３Ｄｃの関係を有する。溶
解処理を更に進めると、三角柱の先端も欠け始め、最後
には、バリヤ層しか残らない。本発明による磁気記録媒
体の製造における溶解処理は、前記三角柱が残る段階か
らバリヤ層だけが残る段階まで、広い範囲にわたって実
施できる。

【００２３】アルマイト層溶解後に、バリヤ層上にメッ
キする磁性体はＣｏ系金属が好ましい。例えば、Ｃｏ単
体あるいはＣｏ−Ｎｉ、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｎｉ、Ｃｏ−Ｆｅ
などのＣｏを５０ａｔ％より多く含有するＣｏ合金類な
どである。

【００２４】これらのＣｏ単体およびＣｏ合金類に対し
て、リン（Ｐ）元素を０．０５〜３３ａｔ％含有させる
こともできる。特に、２〜１０ａｔ％の範囲内であるこ
とが好ましい。リンの含有により面内磁化特性を向上さ
せることができる。リンの含有量は少量でも面内磁化特
性の向上に効果があるが、下限値は０．０５ａｔ％であ
る。リンの含有量が３３ａｔ％超になると、磁性粒子の
飽和磁化が大きく減少し、再生出力の低下を招くため好
ましくない。

【００２５】ＣｏまたはＣｏ合金中に添加するＰ元素の
供給源としては、Ｃｏメッキ浴に可溶性のリン化合物が
用いられる。リン化合物としてはリンの原子価が３価以
下の、亜リン酸塩および次亜リン酸塩、例えば、亜リン
酸ナトリウム（Ｎａ２　ＨＰＯ３　）および次亜リン酸
ナトリウム（ＮａＰＨ２　Ｏ２　）などが好適に使用で
きる。亜リン酸塩および次亜リン酸塩は単独でも、ある
いは、二種類以上を組み合わせて併用することもできる
。原子価が３価よりも高いＰはＦｅ中に混入されない。従って、リン酸（Ｈ３　ＰＯ４　）はＣｏメッキ浴中に
添加してもアルマイト微細孔中のＣｏには取り込まれな
い。この場合、Ｐの原子価は＋５価であり、Ｐの電子配
列はＮｅと同じである。従って、＋５価のＰは安定化し
、メッキの際、電子の授受を行わないことが関係してい
ると考えられる。

【００２６】ＣｏまたはＣｏ合金磁性体中のＰ元素の含
有量は、メッキ浴中に添加されるリン化合物の濃度の他
、メッキ時間、印加電圧、ｐＨ、浴温などのメッキ条件
を変化させることによりコントロールすることができる
。

【００２７】バリヤ層上にメッキする磁性層の厚さ（高
さ）は、特に限定されないが、一般的には、０．０２〜
０．２μｍの範囲内であり、０．０２〜０．１μｍの範
囲内が好ましい。磁性層の厚さが０．０２μｍ未満では
磁性層の磁化量の絶対値が小さ過ぎて磁気記録媒体とし
て使用できない。一方、厚さが０．２μｍを超えると、
十分なオーバーライト特性が得られない。

【００２８】本発明の磁気記録媒体の一例の模式的断面
構造を図２に示す。非磁性基板５の上面にバリヤ層７が
存在する。バリヤ層上面のセル９は若干凹陥する擂鉢状
をしており、この擂鉢の外周縁上に図１に示した三角柱
３の根本部分が残っている。磁性粒子柱１１はセル９の
中心付近から成長する。この図示された態様では、各磁
性粒子柱１１はバリヤ層上に残った三角柱３により隔離
され、隣接する磁性粒子柱同士の接触が防止される。こ
こで特に重要なことは、磁性粒子柱１１の高さは残存三
角柱３の高さよりも高くなければならないことである。磁性粒子柱１１が三角柱３よりも低いと、従来のアルマ
イト微細孔充填磁気記録媒体と構造的に同一になってし
まい、研磨工程が必要になる。

【００２９】別法として、図３に示されるような磁気記
録媒体も実施可能である。これは、三角柱３が完全にな
くなるまでアルマイト層を溶解除去し、バリヤ層７だけ
を残し、セル９の中心付近から磁性粒子１１を成長させ
たものである。この図示された態様では、メッキ条件を
制御することにより成長した磁性粒子同士が接触するこ
とを防止する。前記図２および図３に示した何れの態様
でも、磁性粒子の高さはセル９の最も低い部分から磁性
粒子の最も高い部分までの距離として示される。

【００３０】更に、本発明では磁性粒子が露出され、空
気中の湿気および酸素などにより腐食されやすい傾向が
ある。このため、図２および図３に示した構造を有する
磁気記録媒体中の強磁性粒子を高温で酸化処理し、人工
的にそれぞれの磁性粒子表層に磁性体の酸化物層を形成
し、図４および図５に示されるような構造を有する磁気
記録媒体とすることもできる。各磁性粒子表層の酸化物
層が保護膜となり、媒体の耐食性が大幅に向上される。各磁性粒子表層の酸化物層の厚さは５〜３００Åの範囲
内であることが好ましい。５Å未満では保護膜としての
機能が不十分であり、満足のいく耐食性および耐久性改
善効果は得られない。一方、３００Å超になると、スペ
ーシングロスが大きくなり、十分な記録再生特性が発揮
されない恐れがある。高温酸化は磁性粒子表層に所定の
厚さの酸化物層が形成されればよく、処理方法の具体的
内容自体は特に限定されないが、一般的に、大気あるい
は酸素雰囲気中で１００〜４００℃で行うことが好まし
い。

【００３１】本発明の磁気記録媒体に使用される非磁性
基板としては、アルミニウム基板の他に、ポリイミド，
ポリエチレンテレフタレート等の高分子フィルム，ガラ
ス類，セラミック，陽極酸化アルミ，黄銅などの金属板
，Ｓｉ単結晶板，表面を熱酸化処理したＳｉ単結晶板な
どがある。

【００３２】また、本発明の磁気記録媒体としては、ポ
リエステルフィルム、ポリイミドフィルムなどの合成樹
脂フィルムを基体とする磁気テープや磁気ディスク、合
成樹脂フィルム、アルミニウム板およびガラス板等から
なる円盤やドラムを基体とする磁気ディスクや磁気ドラ
ムなど、磁気ヘッドと摺接する構造の種々の形態を包含
する。

【００３３】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
する。

【００３４】実施例１３．５インチサイズのアルミニウム基板をトリクロロエ
タン中で洗浄脱脂し、表面酸化層を５０℃、５ｗｔ％Ｎ
ａＯＨ中で除去し、その後、２０℃、６ｖｏｌ　％ＨＮ
Ｏ３　中で中和した。この前処理が終了した後、１８℃
、１モル／リットルのＨ２　ＳＯ４　浴中で、１７．５
Ｖで定電圧電解し、厚さ０．５μｍの多孔質アルマイト
層を化成した。その後、この基板を３０℃、１ｗｔ％の
リン酸浴中に浸漬し、６０ｒｐｍの回転速度で回転させ
ながら、０．０４Ａ／ｄｍ２　の定電流電解を１分間行
った。その後、基板を前記浴中で６０ｒｐｍの回転速度
で回転させながら、１８分間浸漬し、更に、同速度で回
転させながら、２分間、８Ｖで定電圧電解を行った。こ
の試料を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した結果、
多孔質アルマイト層は除去され、微細孔底部のバリヤ層
だけが、セル形状を保ちながら残存していた。この試料
を、ＣｏＳＯ４　：０．２モル／リットル、Ｈ３　ＢＯ
４　：０．２モル／リットル、グリセリン：２ミリリッ
トル／リットル、ＮａＰＨ２　Ｏ２　：０．０３モル／
リットルを含むメッキ浴に移し、交流５００Ｈｚ　、１
６Ｖｐ−ｐ　の電源を用い、５分間メッキを行った。こ
の試料の一部を切り出し、折り曲げ、その断面をＳＥＭ
で観察した。その結果、断面は図１に示されるような構
造になっており、各磁性粒子は接触しておらず、かつ、
その高さは０．０６５μｍで均一であった。

【００３５】実施例２実施例１で得られた試料を大気中、２００℃で５分間高
温酸化処理を行った。この試料の強磁性粒子表層に生成
した酸化物層をオージェ分析法により調べた結果、膜厚
は１００Åであった。

【００３６】実施例１および実施例２で得られた試料を
１ｃｍ×１ｃｍに切り出し、６０℃，９０％ＲＨの環境
下において、飽和磁化の劣化率を調べた。結果を図６に
示す。この図から明らかなように、高温酸化処理により
、磁性粒子表層に人工的に酸化物層を形成した試料は酸
化物層を持たない試料に比べ、試験時間の経過に対して
飽和磁化の劣化率が小さく、耐食性が向上していること
が理解できる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の磁気記録
媒体は、多孔質アルマイト層を除去した後に残る、セル
形状を保持したバリヤ層上に磁性体をメッキするため、
形成される磁性体層の高さがほぼ一定になる。このため
、従来行われていたような研磨工程が不要になる。また
、磁性層の高さが一定で、磁性粒子同士が接触していな
いので、磁気特性および電磁変換特性が大幅に改善され
る。特に、本発明によれば、ノイズ特性およびオーバー
ライト特性に優れた磁気記録媒体を作製することができ
る。

【００３８】更に、本発明の磁気記録媒体は磁性粒子間
に空隙が存在するので、この空隙内に液状潤滑剤を多量
に貯留することができる。その結果、長期間使用しても
潤滑性能は低下せず、耐久性に優れた磁気記録媒体を得
ることができる。

【００３９】また、高温酸化により磁性粒子表層に人工
的に酸化物層を形成すると、表層酸化膜が保護層として
作用し、耐食性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】アルマイト層の溶解処理の進行を説明する平面
図である。

【図２】本発明の磁気記録媒体の一例の模式的断面図で
ある。

【図３】本発明の磁気記録媒体の別の例の模式的断面図
である。

【図４】図２の磁気記録媒体の磁性体粒子の表層に酸化
物層を形成した模式的断面図である。

【図５】図３の磁気記録媒体の磁性体粒子の表層に酸化
物層を形成した模式的断面図である。

【図６】実施例１および実施例２で得られた試料の耐食
性を示す特性図である。

【符号の説明】１　　ポア３　　三角柱５　　非磁性基体７　　バリヤ層９　　セル１１　　磁性粒子１２　　酸化物層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　アルミニウムまたはアルミニウム合金
を陽極酸化して得られる多孔質酸化アルミニウムの多孔
質層を湿式法によるエッチングで除去した後にアルミニ
ウムまたはアルミニウム合金地金上に残る、セル形状を
保持したバリヤ層上に磁性体をメッキしたことを特徴と
する磁気記録媒体。
【請求項２】　　セル形状を保持したバリヤ層上にメッ
キされた各々の磁性体が相互に接触していないことを特
徴とする請求項１の磁気記録媒体。
【請求項３】　　メッキする磁性体がＣｏを５０ａｔ％
超含有することを特徴とする請求項１または２の磁気記
録媒体。
【請求項４】　　磁性体はリンを０．０５〜３３ａｔ％
更に含有することを特徴とする請求項３の磁気記録媒体
。
【請求項５】　　バリヤ層上にメッキされる磁性層の厚
さが０．０２〜０．２μｍの範囲内である請求項１〜４
の何れかの磁気記録媒体。
【請求項６】　　アルミニウムまたはアルミニウム合金
を陽極酸化して得られる多孔質酸化アルミニウムの多孔
質層を湿式法によるエッチングで除去した後にアルミニ
ウムまたはアルミニウム合金地金上に残る、セル形状を
保持したバリヤ層上に磁性体をメッキし、前記磁性体表
層が該磁性体の酸化物層で覆われていることを特徴とす
る磁気記録媒体。
【請求項７】　　酸化物層の厚さが５〜３００Åの範囲
内であることを特徴とする請求項６の磁気記録媒体。
【請求項８】　　セル形状を保持したバリヤ層上にメッ
キされた各々の磁性体が相互に接触していないことを特
徴とする請求項６の磁気記録媒体。
【請求項９】　　メッキする磁性体がＣｏを５０ａｔ％
超含有することを特徴とする請求項６の磁気記録媒体。
【請求項１０】　　磁性体はリンを０．０５〜３３ａｔ
％更に含有することを特徴とする請求項９の磁気記録媒
体。
【請求項１１】　　バリヤ層上にメッキされる磁性層の
厚さが０．０２〜０．２μｍの範囲内である請求項６の
磁気記録媒体。