JPH0457213A - 磁気記録媒体 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、磁気記録媒体に関するものであり、さらに詳
しくは磁気テープなどに好適に使用される薄膜型の垂直
磁気記録媒体に関するものである。

［従来の技術］ 真空蒸着法１．スパッタ法などの物理的蒸着法によって
作製される薄膜型磁気記録媒体はその磁気記録層の厚さ
が薄いために高密度記録に適しており、一部は蒸着磁気
テープとして既に実用化されている。中でも垂直磁気記
録媒体は次世代の高密度磁気記録媒体として期待されて
いる。しかし、これらの薄膜型磁気記録媒体は塗布型の
磁気記録媒体に比べ磁気記録層の厚さが薄く、また磁気
記録層の内部に潤滑剤を含有させることが困難であるた
めに十分な耐摩耗性が得られていない。耐摩耗性を向上
させるために磁気記録層上に種々の保護層や潤滑層が積
層されることが試みられている。

保護層のなかでもカーボン保護層は硬く、耐摩耗性の向
上効果が大きいために、従来から多数使用されている。

［発明が解決しようとする課題］ 磁気記録媒体の用途がリジッド基体である磁気ディスク
や媒体構成が基体の両面で同一であるフロッピーディス
ク等の場合には変形やカールなどは特に問題とはならな
いが、磁気記録媒体を磁気テープに適用する場合、従来
のように単に、可撓性高分子基体の片面に磁気記録層と
カーボン保護層をこの順に積層せしめて構成した場合、
しばしば、これら積層された薄膜の内部応力によって磁
気テープ全体にカーボン保護層を内側にしたカルが発生
するという問題かあった。このカール発生のために磁気
テープの走行性が悪くなったり、あるいはへラドタッチ
が悪くなり、結果として記録ができなかったり、あるい
は著しく再生出力か低下してしまうなど実用に供し難い
状態となり、大きな問題点となっていた。

本発明は、かかる従来技術の諸欠点に鑑み創案されたも
のであり、その目的とするところは従来の磁気記録媒体
を適用した蒸着テープに見られるカールの発生がなく、
かつ耐摩耗性にも優れた蒸着磁気テープ用の磁気記録媒
体を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ かかる本発明の目的は、可撓性高分子基体上に、厚さが
０．５μｍ以下のコバルトを主成分とする部分酸化物垂
直磁気記録層とカーボン保護層とをこの順に備え、さら
に前記可撓性高分子基体の裏面側にもカーボン保護層を
備えた磁気記録媒体であって、該基体裏面側のカーボン
保護層の厚さが、磁気記録層表面上のカーボン保護層厚
さの０．　５〜２．０倍の範囲であることを特徴とする
磁気記録媒体により達成される。

本発明に使用される可撓性高分子基体としては、有機重
合体材料が適しており、中でもポリエチレンテレフタレ
ート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンジカル
ボキシレートなどのポリエステル、ポリフェニレンスル
フィド、芳香族ポリアミドなどが適している。特に前記
有機重合体材料の二軸延伸されたフィルムが平面性、寸
法安定性に優れ最も適している。

基体の厚さも特に限定されるものではないが、加工性２
機械的強度の点で厚みは２μｍ〜１００μｍの範囲が好
ましく、中でも３μｍ〜４０μｍの範囲が好ましい。

本発明において使用される磁気記録層としては、コバル
トを主成分とする部分酸化物から成り、基体面に対して
おおむね垂直に配向した柱状構造を有する垂直磁気記録
媒体が好ましいが、これに限定されず公知の磁気記録層
がいずれも使用できる。

柱状構造は再生出力が大きくなる点で、磁性層断面の透
過電子顕微鏡写真において明瞭な柱状構造が観察できる
ものであって、かつ柱状構造間に空隙が存在するもので
あることが望ましい。また再生出力が大きくできる点で
、磁気記録層の一生成分である金属コバルトは結晶性で
あることが好ましい。

磁気記録層の厚さは０．５μｍ以下であることが、磁性
層の内部応力を緩和しカールを小さくするために必要で
ある。また良好な磁気特性を維持し、出力を大きくする
上で０．１μｍ以上の厚さが好ましい。磁気記録層は垂
直方向に磁気異方性を有するものであり、垂直異方性磁
界（Ｈｋ）の値が２にエルステッド以上のものである。

垂直磁気記録層は上記した主成分のほか鉄および／また
はニッケルとこれらの酸化物を含んでいても良い。

本発明において、磁気記録層の上に積層するカボン保護
層および可撓性高分子基体の裏面に積層するカーホン保
護層は、特に限定されるものではないが、真空蒸着、ス
パッタリング、プラズマＣＶＤ等の真空薄膜形成法によ
って形成されるものであり、工業的な製法上、製膜速度
が速い真空蒸着法によって形成されるものか好ましく、
さらにカーボンが高融点材料であるために電子ビーム蒸
着法によって形成されることが最も望ましい。

またカーボン保護層の種類も種々のものがあり特に限定
されるものではないが、グラファイトカポ２．フ 混合物が使用できるが、適度な硬度と潤滑性が得られる
点で、グラファイトカーボンとアモルファスカーボンと
の混合層であることが好ましい。

該垂直磁気記録層の表面に積層されるカーホン保護層の
厚さは、磁気ヘッドとのスペーシングを小さく保ち、再
生出力の低下をできるだけ低減するために薄い方が望ま
しい、一方あまり薄くすると耐摩耗性向上の効果が小さ
くなるため７０Ａ〜２５０Ａの範囲が望ましい。

さらに耐摩耗性を向上させる点で、磁気記録層表面上に
形成されるカーボンはグラファイト成分ンとアモルファ
スカーボンの混合層であり、かつ磁気記録層側に近づく
ほどグラファイト成分が多く、カーボン保護層表層側に
近づくほどアモルファス成分が多くなるような組成の傾
斜があることが好ましい。該組成の傾斜のあるカーボン
保護層は、カーボンの真空蒸着に際して可撓性高分子基
体の走行方向後方から基体に対して斜めにヘリウム、窒
素などの軽元素ガスのイオン照射を行なうことによって
得ることができる。

さらにプラスチック基体裏面側のカーボン保護層と可撓
性高分子基体間あるいは磁気記録層と可撓性高分子基体
間に磁気テープの走行性を改善する目的あるいは基体と
カーボン保護層、基体と磁気記録層との接着力を向上さ
せるために中間層を設けたりあるいは基体面に対してプ
ラズマ処理。

イオン照射処理などの表面処理を施しても良い。

磁気テープの走行性、耐摩耗性を改善する目的で積層さ
れた、これらカーボン保護層上に液体状あるいは固体状
の潤滑剤を塗布することは好ましい。

本発明においては、磁気記録層の表面と可撓性高分子基
体裏面の両者にカーボン保護層を積層するとともに、該
基体裏面側のカーボン保護層厚さを、磁気記録層表面上
のカーボン保護層の０．　５〜２．０倍の範囲に設定す
ることが重要であり、これにより蒸着磁気テープ全体の
カールを確実に低減させることができる。０．５倍未満
であるとカール低減の効果が小さく、２．０倍を超える
と逆方向すなわち基体裏面側を内側としたカールが生じ
る場合が出てくる。さらに望ましくは０．　５〜１．５
倍の範囲である。

また磁気記録層の表面に積層するカーボン保護層と可撓
性高分子基体裏面に積層するカーボン保護層との両者は
、膜厚を除いては同様の製法で得られた同質のカーボン
であることが好ましく、これにより大きなカール低減効
果を発揮させることができる。

本発明のコバルトを主成分とする部分酸化物垂直磁気記
録層の製法としては、例えば特開昭５８−３６６５３号
公報記載の真空槽中に酸素ガスを供給しながら基材面に
実質垂直に入射するようにコバルトを蒸発させる方法や
あるいは、本発明者らの特開昭６１−９４２３７号公報
記載の真空槽中に酸素と、窒素あるいはアルゴンなどの
化学的活性の小さいガスを供給し、基体近傍の圧力を高
（してコバルトを蒸発させる方法などが使用できるが、
得られる磁気記録層のクラックやカールが小さい点で後
者の酸素と、窒素あるいはアルゴンなどの化学的活性の
小さいガスを供給してコバルトなどを蒸発させる方法が
好ましい。

本発明の磁気記録媒体の製法の一例を第１図を用いて説
明する。第１図は電子ビーム蒸着装置の一例を示すもの
であり、磁気記録層、カーボン保護層の形成に使用する
ものである。第１図において５は真空槽であり、隔壁８
によって上槽６と下槽７に分けられている。各種には排
気口９，１０が設けられ、図示していない排気系によっ
て所定の真空度まで排気可能である。上層内部には巻出
し軸１１．ニップロール１２．ドラム１３．ニップロー
ル１４１巻取軸１５から成る基体搬送系が配設されてい
る。８′　　８′は各隔壁８の先端からドラム１３の下
槽側周面の所定幅に沿って所定長だけ延在形成された遮
蔽板形成用延在部で、その先端には蒸発蒸気流の入射角
を規制するための遮蔽板２２が形成されている。垂直磁
気記録層とするために遮蔽板は、蒸発蒸気流の入射角（
蒸発蒸気と基体面法線とのなす角）が４５度以下となる
ように配設するのが良い。１７は該延在部８′の各中間
部から分岐して延在形成されたガス供給室形成用の囲い
で、ドラム１３と該ドラムに対向して配設された電子ビ
ーム蒸着器２１の中間に位置する、該囲い１７と遮蔽板
２２で囲まれるガス供給室２６が形成される。ガス供給
室２６にはガス供給管１８が設けられており、バルブ１
９を調節することで所定の流量のガスを供給できる。

２０は電子ビーム蒸着器２１の凹部であり、磁気記録層
形成時はコバルトを主成分とする金属が充填され、カー
ボン形成時は例えばグラファイトカーボンが充填される
。２５はカーボン形成時に必要に応じて使用されるイオ
ンソース、２４はイオンソースに供給されるガスの供給
管である。

磁気記録層を形成するには、第１図の電子ビーム蒸着装
置の真空槽を排気した後可撓性高分子基体を走行系によ
って所定の速度で走行させつつ、所定のガスを供給しつ
つ、コバルトを主成分とする金属を蒸発せしめる。次い
で一度真空をブレークした後、グラファイトカーボンを
蒸発せしめて、磁気記録層上にカーボン保護膜を積層す
る。この際必要に応じて２５のイオンソースを使用する
。

次いで、再び真空をブレークした後、基体裏面側に磁気
記録層上に積層したカーボン保護膜と同様の製法にてカ
ーボン保護膜を付着せしめるのである。

なお、一つの真空槽に一つの電子ビーム蒸着器を備えた
真空蒸着装置を用い磁気記録層、カーボン保護層を真空
をブレークしながら順に積層した例を述べたが、例えば
三つの電子ビーム蒸着器を備えた真空蒸着装置にて真空
をブレークすることなく、磁気記録層、磁気記録層上の
カーボン保護層、基体裏面のカーボン保護層を順次積層
することも、もちろん可能である。

［作用］ 仮に可撓性高分子基体の片面に磁気記録層のみを積層し
た時にまったくカールの発生がなく平坦であるとしても
、カーボン膜の内部応力がかなり強いために前記平坦な
磁気記録層表面上に例えば数１０ＯＡ厚さのカーボン保
護膜を積層すると、かなりきついカールを生じる。基体
裏面に磁気記録層表面上に形成したのと同質のカーボン
であり、かつ磁気記録層表面上のカーボン保護層厚さの
０゜５〜２．０倍の範囲の厚さのカーボン保護膜を設け
ることで磁気テープ全体の応力のバランスが取れ、カー
ルが低減できるものと考えられる。

［特性の評価方法、評価基準］ ■　カールの評価方法 評価試料として縦、横３０ｍｍ角に切り出したものを用
意する。第２図に示すように平面上にこの試料をカール
内側面を上にして配した状態で、ハイドゲージによって
この試料の高さを測定し、ｈとする。かかる測定の際、
例えば高さが場所によって異なるような場合は、高さの
最高値と最低値の相加平均値をもって高さｈとする。次
いで、第２図に示すように試料のカール方向の幅（Ｗ）
をノギスで測定する。このようにして高さと幅を測定し
、高さ（ｈ）十幅（ｗ）の値をカール指数とする。試料
のｎ数として３回測定して、平均値を測定試料のカール
指数とした。かかるカール指数が０．５以下の試料を合
格とした。

■　耐摩耗性の評価方法 評価用の磁気記録媒体を８ｍｍ幅にスリットし、市販の
８ｍｍテープ用カセットに収納したものを評価試料とす
る。市販の８ｍｍＶＴＲデツキにてスチル状態として記
録し、連続的に再生し出力を観察した。１０分間再生出
力の変動がないものを合格とした。

■　エンベロープの観察方法 テレビ信号発生器（シバツク■製、ＴＧ−７）によって
５０％ホワイトのビデオ信号を市販の８ｍ　ｍ　Ｖ　Ｔ
　Ｒデツキ（ソニー■製、ＥＶ−８９００）に入力し、
■の耐摩耗性の評価方法に用いたのと同形状の試料に記
録し、再生出力波形であるエンベロープを観察した。

■　カーボン保護層の構造解析 試料の超薄切片を作成し、下記の超高分解能分析電子顕
微鏡によるエネルギー損失分光分析（ＥＥＬＳ）を行な
い解析した。カーボン保護層の構造は、アモルファスカ
ーボン、グラファイトカーボン各々の標準試料のスペク
トルとの対比で同定できる。

超高分解能分析電子顕微鏡：ＶＧ社製　ＨＢ５０１、エ
ネルギー損失分光器：■Ｇ社製　ＥＬＳ８０、測定条件
：加速電圧１００ＫＶ、試料吸収電流：　１０−９Ａ、
計数時間＝５０〜１５０秒［実施例コ 以下実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。

実施例１．　２．　３ 第１図の装置を用いて、可撓性高分子基体として二軸延
伸した厚さ１０μｍのポリエチレンテレフタレートフィ
ルムを装置内部の走行系にセットして、ガス供給室を５
Ｘ１０−５トール以下になるまで排気した後、カス供給
室に混合比が１５：８５の酸素と窒素の混合ガスを３．
５Ｘ１０−３トルになるまで供給した状態にて、電子ビ
ーム蒸着によってコバルト／ニッケル／鉄（重量比９０
１５１５）合金を蒸発させ、基体を走行させて、厚さ３
５００Ａの磁気記録層を形成した。また磁気記録層形成
時は、蒸発蒸気流の内基板への入射角が２０度以下とな
るように遮蔽板の位置を調整した。かかる方法に際して
、基体の片面側に磁気記録層を形成したものを再び走行
系の巻出し軸に装着して、電子ビーム蒸着器の凹部に純
度９９．９％のゲラフィトカーボンを充填して、ガス供
給室内を１×１０−５トール以下になるまで排気した後
、電子ビーム蒸着によって電力と走行速度を調整して所
望の膜厚のカーホン保護膜を先に形成した磁気記録層上
に形成する。

同様の製法によって、ただし膜厚は所望の厚さに変えて
基体の反対面側（磁気記録層の無い側）にも、カーボン
保護層を積層し、本発明の磁気記録媒体を得た。

磁気記録層上のカーボン保護層厚さと基体裏面側のカー
ボン保護層厚さの組み合わせか７０Ａ／１００Ａの組み
合わせのものを実施例１とし、１００Ａ／１５０Ａの組
み合わせのものを実施例２とし、２０ＯＡ／３００Ａの
組み合わせのものを実施例３とする。

実施例４．５ 磁気記録層表面上に形成するカーボン保護層の形成時に
のみ第３図のイオンソース２５を用いた。

該イオンソースに窒素ガスを０．０５　１／ｍｉｎ供給
し、イオン加速電圧ＩＫｅＶ、イオン電流２００ｍＡの
条件でイオン照射を施しつつカーボン保護層を形成した
以外は実施例１，２．３と同様にして本発明の磁気記録
媒体を得た。

磁気記録層上のカーボン保護層厚さと基体裏面側のカー
ボン保護層厚さの組み合わせが１００Ａ／１００Ａの組
み合わせのものを実施例４とし、１００Ａ／８０Ａの組
み合わせのものを実施例５とする。

比較例１，２ 基体裏面側にカーボン保護層を積層しなかったこと以外
は実施例２と同様にして得られた磁気記録媒体を比較例
１とする。（比較例１は磁気記録層表面側にのみ１００
Ａ厚さのカーボン保護層を有する。）また磁気記録層表
面にカーボン保護層を積層しなかったこと以外は実施例
２と同様にして得られた磁気記録媒体を比較例２とする
。（比較例２は基体裏面側にのみ１５０Ａ厚さのカーボ
ン保護層を有する。） 実施例１〜５で得られた磁気記録層についてそれぞれカ
ールおよび耐摩耗性を測定したところ、いずれもカール
が小さく、耐摩耗性の優れた合格レベルのものであった
。

また比較例１，２の磁気記録層について、それぞれカー
ルを測定したところいずれもカールの発生が見られ不合
格であった。なお比較例２では基体裏面のカーボン保護
膜を内側とする逆向きのカルが発生した。また耐摩耗性
を評価したところ、比較例１．２とも再生出力の変動が
大きく、耐摩耗性の劣るものであった。

カーボン保護層は分析の結果いずれもグラファイトカー
ボンとアモルファスカーボンの混合層であった。実施例
４．５の磁気記録層表面上に形成したカーボン保護層は
グラファイトカーボンとアモルファスカーボンの混合層
であり、かつ磁気記録層側に近づくほどグラファイト成
分が多く、カーボン保護層表層に近づくほどアモルファ
ス成分が多くなっている傾斜組成を有するものであった
。

なお実施例１〜５および比較例１，２の磁気記録媒体の
異方性磁界（Ｈｋ）はいずれも２にエルステッドを超え
る垂直磁気記録媒体であった。

実施例１〜５のエンベロープはいずれも変動力無く安定
していたが、比較例１はエンベロープ出力が小さくかつ
不安定であり、比較例２は記録ができなかった。

本発明で規定する条件を満足する実施例１〜５はカール
が小さく安定した記録再生が可能であり、また優れた耐
摩耗性を示すものであり、蒸着磁気テープして十分実用
に供し得るものであった。

録層表面にしたものと同様なカーボン保護膜を設け、か
つ基体裏面側のカーボン保護層の厚さを、磁気記録層表
面側のカーボン保護層の厚さの０゜５〜２．０倍とした
構成であるため、磁気記録媒体全体のカールが低減され
、かつ耐摩耗性にも優れるため、安定した走行性、再生
出力が得ることができ、磁気テープ用に適した実用に供
し得る磁気記録媒体を提供することができた。また本発
明の磁気記録媒体は、電子ビーム蒸着法によって製造が
可能である垂直磁気記録媒体であり、大量生産に適した
高密度磁気テープとして提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の磁気記録媒体の製造装置の一例を示す
概略説明図、第２図は、磁気記録媒体のカール評価方法
を説明するための概略図である。 ５：真空槽、８：隔壁、 １６：可撓性高分子基体 １７：ガス供給室形成用囲い、 １８．２３＋ガス供給管、 ２１：電子ビーム蒸着器 ２２：遮蔽板、２５：イオンソース

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　可撓性高分子基体上に、厚さが０．５μｍ以下のコ
   バルトを主成分とする部分酸化物垂直磁気記録層とカー
   ボン保護層とをこの順に備え、さらに前記可撓性高分子
   基体の裏面側にもカーボン保護層を備えた磁気記録媒体
   であって、該基体裏面側のカーボン保護層の厚さが、磁
   気記録層表面上のカーボン保護層厚さの０．５〜２．０
   倍の範囲であることを特徴とする磁気記録媒体。