JPH0487024A - 磁気記録媒体及びその製造方法 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明；よ強磁性金属薄膜を磁気記録層とする磁気記録
媒体及びその製造方法に関する。

（ロ）１足来の技術 鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性金属材料或いはそれ
らを主成分とする合金を真空蒸着、スパッタリング、イ
オンブレーティング等の成膜、去でポリエステルフィル
ム、ポリイミドフィルム等の高分子フィルムや非磁性金
属薄板等よりなる非磁性基体上に形成した金属薄膜型の
磁気記録媒体は、磁性粉を甜脂バインダー中に分散し非
磁性基体上にコーテノングして形成する塗布型の磁気記
録媒体と比較して磁束密度が大きく短波長記録に適して
いることが知られている。このため、上記金属薄膜型の
磁気記録媒体は、小型ＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）
、高画質ＶＴＲ、デジタルＶＴＲ等の高密度記録が要求
される磁気記録分野で実用化が検討されている。

一方、高密度記録に適している磁気記録媒体として、非
磁性基体上にＣｏＣｒ等の磁性薄膜を真空蒸着法、対向
ターゲｙ）式スパッタ法、或いはマグネトロンスパッタ
法等により形成−でなる垂直磁気記録媒体が開発されて
いる。この垂直磁気記録媒体は膜面に対して垂直方向に
記録磁化モードを形成するので短波長領域での反磁界が
小さくなり、リングヘッドによる記録再生によっても通
常の面内磁気記録媒体に比較してかなりの高密度記録が
可能である。

巳かし乍ら、上述の垂直磁気記録媒体、例えばＣｏＣｒ
単層媒体では、リングヘッドを用いて記録再生を行う場
合、ヘッド、媒体間のの距離（スペーシング量）を出来
るだけ小さく巳ないと再生出力、特に短波長領域での再
生出力が低下する。

また、ＣｏＣｒ金属膜は一般に記録再生時のヘッドとの
摺動により摩耗し易く、且つ摩擦係数が大きいため媒体
として利用する場合、走行性に不良が生じる。

そこで、例えば特開昭６１−１２６６２７号公報（Ｇ１
１Ｂ５／６６）等には、磁性層上に硬質カーボン層と含
フツ素潤滑油層からなる保護層を設けた磁気記録媒体が
提案されている。

しかし乍ら、この磁気記録媒体では、表面粗さが非常に
小さく、そのままの状態で７０ロカーボン系潤滑剤を塗
布すれば潤滑剤の表面張力によりヘッドが媒体に吸着す
るという問題が生じる。

上述の欠点を解消した磁気記録媒体としては、特開昭６
２−１０９２３１号公報（Ｇ］ＩＢ５・８４）等に示さ
れているように磁性薄膜上に硬質の炭素膜を形成し、そ
の上に熱硬化甜脂或いはシフコン系熱硬化樹脂と易蒸着
物を溶解混合し、塗布、加熱により熱硬化樹脂を硬化さ
せた後、加熱により多孔質となった熱硬化甜脂膜をマス
クとして前記硬化炭素膜をエツチングした後、該炭素薄
膜を多孔質化した後、前記多孔質な硬質炭素薄膜上に表
面が粗い潤滑性炭素薄膜を形成してなるものがある。

しかし乍ら、この磁気媒体においても、炭素膜のマスク
エツチング処理といった複雑な工程が必要であり、しか
も熱硬化樹脂を必要とし、コスト高になるという問題が
ある。

（ハ）発明が解決しようとする課題 本発明は上記従来例の欠点に鑑み為されたものであり、
走行性が劣化することなしに再生出力の低下を抑え、し
かも複雑な工程を行うことなしに製造することが出来る
磁気記録媒体及びその製造方法を提供することを目的と
するものである。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明の磁気記録媒体は、非磁性基体上に強磁性金属材
料よりなる磁性層を形成し、該磁性層上に多孔質状の第
１のカーボン保護膜を被着形成し、該第１のカーボン保
護膜上に緻密な構造を有する第２のカーボン保護膜を被
着形成したことを特徴とする。

また、本発明の磁気記録媒体の製造方法は、非磁性基体
上に強磁性金属材料よりなる磁性層を形成した後、スパ
ッタガスとして水素ガスを用いてスパッタリングを行う
ことにより前記磁性層上に第１のカーボン保護膜を被着
形成し、次いでスパッタガスとしてアルゴンガスを用い
てスバｙ９ノングを行うことにより前記第１のカーボン
保護膜上に第２のカーボン保護膜を被着形成することを
特徴とする。

（ホ）作　用 」−述の磁気記録媒体は、空孔が多い第１のカーボン保
護膜上に緻密な膜構造の第２のカーボン保護膜が形成さ
れているので、凹凸の多い表面構造となり表面接触面積
が低下するため、保護膜表面の動李擦係数ＩＩｋが低下
し、走行性が向上する。更に、保護膜の膜強度が強く、
膜剥がれが生しにくいため、ヘッドの目づまりが生じず
、再生出力が低下しない。

また、上述の製造方法に依れば、カーボン膜をスパッタ
リングにより形成する際スパッタガスを変更するだけで
、第１、第２の２種類のカーボン保護膜を形成すること
が出来る。

（へ）実施例 以下、図面を参照しつつ本発明の磁気記録媒体について
説明する。

第１図は本発明の磁気テープの構造を示す断面図である
。

本発明の磁気テープは、ＰＥＴ　（ポリエチレンテレフ
タレート）、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド等
よりなる非磁性基体（１）の上面にＣｏＣｒ合金等の強
磁性金属薄膜よりなる磁性層（２）が被着形成されてお
り、該磁性層（２）の上面には多孔質状の第１のカーボ
ン保護膜（３）が被着形成されており、該第１のカーボ
ン保護膜（３）上には緻密な構造を有する第２のカーボ
ン保護膜（４）が被着形成されている。

上記磁気テープは、非磁性基体となる高分子フィルム基
体上に磁性層を被着形成して磁性フィルム（５）を形成
−だ後、第２図に示す対向ターゲット式スパッタリング
装置を用いて前記磁性フィルム（５）の磁性層上に第１
のカーボン保護膜（３）及び第２のカーボン保護膜（４
）を被着形成する。

第２図中、（６）は真空槽、（７）は送り出しローラ、
（８）はキャンローラ、（９）は巻き取りローラ、（５
）は磁性フィルム、（１０）（１０）はカーボンよりな
るターゲ・／ト、（１１）はガス導入管、（１２）は水
冷管、（１３）はスパッタ電源である。

このスバ・・ｌり装置では、先ず、真空Ｍｌ（６）内を
十分に排気＝た後、ガス導入管（１１）よりＨ、ガス、
Ａｒガス等の所定のガスを導入し、スパッタ電源（１３
）によりターゲット（１０）（１０）に負の高電圧を印
加することにより前記ガスをイオン化させてプラズマ放
電を起こさせる。そ−て、このプラズマ中のイオンを前
記ターゲ・／　ト（１０）（１０）に衝突させることに
より前記ターゲット（１０）（１０）表面の粒子がスバ
・ツタされ、キャンローラ（８）によって定速移送され
る磁性フィルム（５）上にカーボン膜が形成される。本
実施例では、ガス導入管（１１）より導入するガスの種
類及びガス圧を変えることにより２種類のカーボン保護
膜、すなわち第１、第２カーボン保護膜（３）（４）を
形成−な。

先ず、本実施例では、上記スパッタリング装置を用いて
高分子フィルム基体上に磁性層を介さす直接カーボン膜
を形成し、試料１〜６を作成した。試料１〜６を作成す
る際のスパッタ電源の種類とスパッタガス圧、及び作成
された試料１〜６のカーボン膜の表面の動摩擦係数ｕｋ
と膜強度Ｎｍ１ｎとを下記の第１表に示す。また、前記
試料１〜６のカーボン膜の断面構造を走査型電子顕微鏡
で−１ｌ！察し、その時の顕微鏡写真を第３図（ａ）（
ｂ）（ｃ　）（ｄ　）（ｅ　）（ｆ　）に夫々示す。尚
、これら資料１〜６のカーボ／幕は断面構造が観察出来
るように膜厚を０．１５１１ｍ以りと厚くした。また、
これらの写真は倍率が８４０００倍であり、１　ｃｍが
約１２００人に相当する。

第　　１　　表 水素ガスを用いてスパッタして形成されたカーボン膜は
、ガス圧が２　ｍＴｃｒｒの試料ｌの場合、第３図（ａ
）から判るように表面に少許凹凸を有する多孔質状の膜
構造である。また、水素ガスのガス圧が５〜２０　ｍＴ
ｏｒｒである試料２〜４のカーボン膜は、第３図（ｂ　
）（ｃ　）（ｄ　）から判るように表面に空孔を有する
多孔質状のＩＩ％構造であり、特にガス圧が２０　ｍＴ
ｏｒｒと大きい試料・１のカーボン膜は多くの大きな空
孔を有する膜構造である。一方、アルゴンガスを用いて
形成された試料５．６のカーボン膜は、第３図（ｅ）（
ｆ）から判るようにブス圧が２〜２０　ｍＴｏｒｒの何
れの条件においても表面にほとんど凹凸を有さない緻密
な膜構造である。

また、上記第１表から判るようにアルゴンガスを用いて
形成された試料５．６のカーボン膜は、動摩擦係数ｑｋ
が０．２〜０．２３と小さく、また傷が発生し始める荷
重＼ｍ　１ｎも６０ｇ以上と膜強度も優れている。また
、水素ガスを用いて形成された試料１〜４のカーボン膜
は、動摩擦係数μｋが０゜３〜０．４２と何れの試料に
おいてもアルゴンガスを用いた試料５．６よりも大きい
ことが判る。

しかし、水素ガスのガス圧が５〜２０ｍＴｏｒｒである
試料２〜４のカーボン膜は、傷が発生し始める荷重Ｎｍ
１ｎが７０−８０ｇであり、試料５．６よりも膜強度が
強いことが判る。

以上の結果から、水素ガスを用いてスバ・ｌりして形成
されたカーボン膜は空孔を有する非晶質で硬質の膜構造
となり、特に、水素ガス圧が５　ｍＴｏｒｒ以上である
試料２〜４のカーボン膜は動摩擦係数μには大きいが、
膜強度が強く、保護膜としては下層に位置し、磁気媒体
とは接触しない第１のカーボン保護膜（３）に適してい
ることが判る。

尚、動摩擦係数ｕｋの測定は、第４図に示すように直径
］Ｑａのアルミナ球（１４）を測定子として用い、この
測定子を荷重（＋５）Ｎ　＝　１　ｓ　ｇ、相対速度ｕ
＝ｏ、０１４３ｍ／ｓの速度で各試料（１６）のカーボ
ン膜上で移動させる。この時の水平方向に発生する力Ｆ
をロードセル（１７）により測定しＦ＝ＩＩｋ＼より動
摩擦係数μｋを測定した。

また、膜強度の測定にも第４図の装置を用いて荷重Ｎを
５〜１００ｇ変化させ、測定子をカーボン膜上に０．０
１４３ｍ／ｓの速度で移動させたときの傷の有禁により
陽が発生する最小の荷重＼ｍｉｎの大きさを求め膜強度
の目安とした。

次に、高分子フィルム基体上にＣｏＣｒよりなる膜厚０
　、２　＋ｕｎＣｒ）磁性層を被着形成してなる磁性フ
ィルム（５）を用意し、第２図に示すスパッタリング装
置を用いて前記磁性フィルム（５）の磁性層上に膜厚０
．０１ａｍの第１のカーボン保護膜（３）を形成し、更
に該第１のカーボン保護膜（３）上に膜厚０．０１μｍ
の第２のカーボン保護膜（４）を形成して試料７〜１０
の磁気テープを作成りな。前記試料７〜１１の第１、第
２のカーボン保護膜（３）（４）を形成する際のスパッ
タガスの種類及びスパッタガス属を下記第２表に示す。

また、第２表には試料７〜１０の第２のカーボン保護膜
の表面の動摩擦係数μにと膜強度＼ｍｉｎ、及び試料７
〜１０の磁気テープの耐久試験による出力低下とエンベ
ロープのふらつきを示す。また、比較例として磁性フィ
ルム（５）のＣｏＣｒよりなる膜厚０２μｍの磁性層上
に前述の試料５の場合と同様に２ｍＴｏｒｒのアルゴン
ガスを用いて膜厚０．０２μｍのカーボン保護膜を形成
し、試Ｎ１１の磁気テープを作成した。この試料１１に
ついても、第２表に動摩擦係数ｕｋ、膜強度＼ｍｉｎ、
出力低下及びエンベロープのふら−ノきを示す。

第　　２　　表 上記第２表から判るようにカーボン保護膜が２層構造で
ある試料７〜１０は何れもカーボン保護膜が１層構造で
ある試料１１に対して動摩擦係数ｌｋは小さい。これは
水素ガスを用いてスパッタすることにより多孔質状の膜
構造の第１のカーボン保護膜（３）を設け、その上にア
ルゴンガスを用いてスパッタすることにより緻密な膜構
造の第２のカーボン保護１１！（４）を設けているので
、試料７〜１０の磁気テープは凹凸の多い表面構造とな
り、表面接触面積が低下したことによるものと与えられ
る。

また、カーボン保護膜が２１９ＮＩ造である試料７〜１
０の磁気テープは、膜強度においても試料１１の磁気テ
ープよりも優れている。

また、カーボン保護膜が２層構造である試料７〜１０の
磁気テープは試料１１の磁気テープと比較して出力の低
下は少なく、特に水素ガスのスパッタガス圧が５　ｍＴ
ｏｒｒ以上である試料８〜ｌＯの磁気テープは、出力の
低下を実用上間開がない程度の１ｄＢ以内に抑えること
が出来る。

また、この２層構造のカーボン保護膜を有する磁気テー
プは、平滑な表面上に潤滑剤を塗布した場合に生じる潤
滑剤のヘッド吸着に起因した出力エンベロープのふらつ
き現象も減少し、特に試料１０の磁気テープは全く出力
エンベロープのふらつき減少が見られず、良好な膜耐久
性を有する磁気媒体であることが判る。

尚、動摩擦係数法及び膜強度Ｎｍ１ｎは前述の第１表の
場合と同様にして測定した。

また、出力低下による耐久性試験は、試料７〜１１の磁
気テープを市販の８世〜’ＴＲを改造した装置に実装し
て行い、スチル再生時間２時間後の出力低下で示した。

但し、ヘッド、テープ間の相対速度は１１．４ｍ／ｓ、
記録再生周波数は２０〜）Ｈ２、使用したヘッドはフェ
ライトコアのギャップ近傍部にセンダストスパッタ膜を
設けたへ’ＩＩＧ型ヘノドである。

尚、上述の実装による測定は、各試料の高分子フィルム
基体の裏面にカーボンブラックを主成分とするバックコ
ート層を塗布して行った。

また、再生波形に１０ｄＢ以上の出力変動がみられた時
をエンベロープのふらつきとした。

（ト）発明の効果 本発明に依れば、走行性及び耐久性に優れ、且つ容易に
製造することが出来る磁気記録媒体及びその製造方法を
提供し得る。

【図面の簡単な説明】

図面は何れも本発明に係り、第１図は磁気テープの概略
断面図、第２図はスパッタリング装置の概略図、第３図
はカーボン膜の粒子構造を示す走査型電子顕Ｉ′１ａｉ
ｌ写真、第４図は動摩擦係数及び膜強度の測定装置の概
略図である。 （１）・・・非磁性基体、（２）・・・磁性層、（３）
・・・第１のカーボン保護膜、（４）・・・第２のカー
ボン保護膜。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）非磁性基体上に強磁性金属材料よりなる磁性層を
   形成し、該磁性層上に多孔質状の第１のカーボン保護膜
   を被着形成し、該第１のカーボン保護膜上に緻密な構造
   を有する第２のカーボン保護膜を被着形成したことを特
   徴とする磁気記録媒体。
2. （２）非磁性基体上に強磁性金属材料よりなる磁性層を
   形成した後、スパッタガスとして水素ガスを用いてスパ
   ッタリングを行うことにより前記磁性層上に第１のカー
   ボン保護膜を被着形成し、次いでスパッタガスとしてア
   ルゴンガスを用いてスパッタリングを行うことにより前
   記第１のカーボン保護膜上に第２のカーボン保護膜を被
   着形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。