JPH0520663A

JPH0520663A - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH0520663A
Application number: JP19872091A
Authority: JP
Inventors: Kunihiro Ueda; 国博上田; Takanori Kobuke; 隆敬古武家
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1991-07-12
Filing date: 1991-07-12
Publication date: 1993-01-29

Abstract

(57)【要約】【目的】強磁性金属薄膜を磁性層とする磁気記録媒体
の耐食性および耐久性を格段と向上させる。【構成】磁性層と基体との間に下地膜を設け、かつ磁
性層上にトップコート膜を設ける。下地膜はＳｉを含む
プラズマ重合膜とし、トップコート膜はＣとＨとを含む
プラズマ重合膜とする。

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上に蒸着により磁
性層を形成すると、樹脂フィルムを通して水分や空気が
侵入し、磁性層が腐食して記録・再生時の電磁変換特性
等が劣化する。また、耐久性の点でも不十分である。

【０００６】従来、各種プラズマ重合膜を、樹脂フィル
ムと磁性層との間に形成する下地膜や磁性層上に形成す
るトップコート膜として適用する旨の提案がなされてい
る。しかし、このような従来の下地膜やトップコート膜
では、水分や酸素等の遮断が不十分で、耐食性や耐久性
の点で不十分である。特に、錆の発生によって磁気テー
プが巾方向にわん曲するカッピングの問題は大きく、カ
ッピングが大きいとテープと磁気ヘッドのスペーシング
が一定に保てなくなり、出力変動を生じる。

【０００７】

【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耐食
性および耐久性を格段と向上させることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（５）の構成によって達成される。（１）非磁性の樹脂基体上に、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
記下地膜がＳｉを含むプラズマ重合膜であり、前記トッ
プコート膜がＣとＨとを含むプラズマ重合膜であること
を特徴とする磁気記録媒体。

【０００９】（２）前記下地膜の膜厚が１００〜１００
０A であり、前記下地膜はＳｉおよびＯを含み、Ｓｉに
対するＯの原子比Ｏ／Ｓｉが１．２〜１．９５である上
記（１）に記載の磁気記録媒体。

【００１０】（３）前記下地膜の屈折率が１．４４〜
１．５５である上記（１）または（２）に記載の磁気記
録媒体。

【００１１】（４）前記トップコート膜の膜厚が１０〜
５０A であり、屈折率が１．８以上である上記（１）な
いし（３）のいずれかに記載の磁気記録媒体。

【００１２】（５）前記強磁性金属薄膜は、Ｃｏを主成
分とし、斜め蒸着法により形成されたものである上記
（１）ないし（４）のいずれかに記載の磁気記録媒体。

【００１３】

【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。本発明の磁気記録媒体は、具体的には磁気
テープである。

【００１４】＜非磁性基体＞本発明に用いる非磁性基体
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６３−１０３１
５号公報に記載の各材料が使用可能である。

【００１５】＜下地膜＞本発明における下地膜は、Ｓｉ
を含むプラズマ重合膜である。

【００１６】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、ケイ素と炭素と水素と酸素とを含有す
る種々のものを用いることができるが、具体的には、常
温で気体または液体である各種シランやシロキサンなど
の有機ケイ素化合物［例えばテトラメトキシシラン（Ｔ
ＭＯＳ）、テトラエトキシシラン、トリメチルメトキシ
シラン、トリメチルクロロシラン］を用いる。

【００１７】Ｓｉを含むプラズマ重合膜は、水分を遮断
する効果が大きく、下地膜とするのに適し、防錆効果を
得る上で有利である。

【００１８】また、膜厚は１００〜１０００A 、好まし
くは２００〜７００A とすればよい。

【００１９】下地膜は、ある程度の膜厚を有するものと
する必要があり、膜厚を上記範囲とすることによって本
発明の実効が極めて高くなる。膜厚が１００A未満では
本発明の実効がなく、また、１０００A をこえると量産
上不利である。そして、膜厚を大きくした場合、効果の
向上はみられず、むしろ下地膜にクラックが生じやすく
なり、水や酸素等の遮断性が低下してしまう。

【００２０】また、有機ケイ素化合物は、プラズマ重合
膜とする場合、成膜レートが高いことから、上記範囲の
膜厚を得るのは容易であり、この点からも下地膜とする
のに好ましい。

【００２１】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。

【００２２】本発明におけるプラズマ重合膜には、Ｓｉ
のほかにＣとＨとＯが含有されることが好ましい。

【００２３】この場合、膜中におけるＣの含有量は５at
% 以下、好ましくは１at% 以下、またＨの含有量は、５
at% 以下、好ましくは１at% 以下、さらにＯの含有量は
７０at% 以下、好ましくは６０〜６５at% とするのがよ
い。このほか、場合によっては、Ｎ等を含有してもよ
い。

【００２４】また、Ｓｉに対するＯの原子比は、Ｏ／Ｓ
ｉが１．２〜１．９５、好ましくは１．６〜１．９０と
するのがよい。

【００２５】上記のように、膜中のＣ、Ｈ、Ｏ等を規制
し、Ｏ／Ｓｉを上記範囲とすることによって、本発明の
効果が向上する。

【００２６】なお、プラズマ重合膜中のＳｉ、Ｏ、Ｃ、
Ｈ等の含有量の分析は、ＳＩＭＳ（２次イオン質量分
析）やＡＥＳ（オージェ分光分析）等に従えばよい。

【００２７】本発明では、特にＯ／Ｓｉ比等、膜組成を
前記の好ましい範囲とするために、前記した有機ケイ素
化合物の１種以上に、適宜、有機原料ガスの１種以上を
加えて原料ガスとして用いることが好ましい。

【００２８】このような有機原料ガスとしては、Ｏ源と
して、Ｏ₂ 、Ｏ₃ 、Ｈ₂ Ｏ、ＮＯ、Ｎ₂ Ｏ、ＮＯ₂ など
のＮＯ_X 、ＣＯ、ＣＯ₂ 等が挙げられ、またＮ源とし
て、Ｎ₂ 、上記ＮＯ_X 、ＮＨ₃ 等が挙げられる。なかで
も、Ｏ源としてＯ₂ を用いることが好ましい。

【００２９】本発明におけるプラズマ重合膜の屈折率は
１．４４〜１．５５、好ましくは１．４５〜１．５０と
するのがよい。このような屈折率とすることによって、
膜の組成を最適にすることができ、本発明の効果が向上
する。このような屈折率の測定には、エリプソメーター
を用いればよい。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】本発明において、下地膜とするプラズマ重
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。

【００３３】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。

【００３４】＜磁性層＞本発明における磁性層は、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。そして、このような磁性層において本発明の効果が
大きくなる。

【００３５】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。

【００３６】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８０〜９０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。

【００３７】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％以上、Ｎｉを２０％以下含有
する合金が好適である。

【００３８】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。

【００３９】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、このほか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。

【００４０】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。

【００４１】蒸着金属粒子の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
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。

【００４２】＜トップコート膜＞このような磁性層上に
は、トップコート膜が設けられる。トップコート膜は、
ＣとＨとを含むプラズマ重合膜である。

【００４３】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、通常操作性のよいことから、
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。

【００４４】このようなＣとＨとを含むプラズマ重合膜
は、原料ガスの分子が小さく、緻密な膜を成膜すること
ができる。このため、媒体表面を被覆して、水分や酸素
等を遮断する上で有利であり、トップコート膜とするの
に適し、発錆を有効に防止することができる。また、Ｃ
ＨＯ系のプラズマ重合膜は低摩擦で高硬度となり得るの
で耐久保護膜としての効果が高い。

【００４５】トップコート膜の膜厚は１０〜５０A 、好
ましくは２０〜３０A とすればよい。この範囲の膜厚で
は本発明の実効が極めて高く、５０A をこえると、応力
が強く発生するため、この効果は臨界的に低下し、さら
にはスペーシングロスの問題が大きくなる。また、膜厚
を大きくするためには、高パワーでまたは長時間、磁性
層をプラズマにさらすことになるので、磁性層にダメー
ジを与える。また、膜厚が１０A 未満では本発明の実効
が少なくなる。

【００４６】また、ＣとＨとを含む重合膜では、磁性層
蒸着時の速度に対応しやすい範囲にあるので工程の管理
にも適応している。

【００４７】なお、前記同様、膜厚の測定はエリプソメ
ータ等を用いればよい。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。

【００４８】本発明において、膜中のＣとＨの含有量は
合計で８５at% 以上、好ましくは９５at% 以上とするの
がよく、実質的にＣとＨのみを含有するものであること
が好ましい。

【００４９】また、Ｃに対するＨの原子比は、Ｈ／Ｃが
１．６以下、好ましくは０．７以下とするのがよく、膜
中のＣの含有量は３０at% 以上、好ましくは６０〜１０
０at% 、一方Ｈの含有量は５５at% 以下、好ましくは３
５at% 以下とするのがよい。また、場合によっては、
Ｃ、Ｈのほかに、Ｏ、Ｎ等が１５at% 以下含有されてい
てもよい。このように膜中のＣ、Ｈ等を規制することに
よって、本発明の効果が向上する。

【００５０】なお、プラズマ重合膜中のＣ、Ｈおよびそ
の他の元素の含有量の分析は、ＳＩＭＳ（２次イオン質
量分析）やＣＨＮコーダー等に従えばよい。

【００５１】本発明においては、プラズマ重合膜の屈折
率を１．８以上とするのが好ましく、さらに好ましくは
１．９〜２．３とするのがよい。

【００５２】このような屈折率の測定には、前述と同様
に、エリプソメーターを用いればよい。

【００５３】屈折率を上記範囲とすることにより重合膜
の密度が高まり、磁気記録媒体に高剛性が賦与され耐久
性が向上する。そして、屈折率が１．８未満となると、
このような効果が臨界的に低下する。

【００５４】また、他の元素を含有させる場合は、上記
炭化水素の１種以上に、Ｏ₂ 、Ｏ₃、Ｈ₂ Ｏ、Ｎ₂ 、Ｎ
Ｏ、Ｎ₂ Ｏ、ＮＯ₂ などのＮＯｘ、Ｈ₂ 、ＮＨ₃ 、Ｃ
Ｏ、ＣＯ₂ 等の１種以上をＮおよびＯ源として加えたも
のを原料ガスとして用いてもよい。

【００５５】具体的な成膜方法は、下地膜の場合と同様
に公知の方法に準じて行なえばよい。

【００５６】このときの処理条件は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/kgで行なわれることが好ましい。こ
の値が１０⁸Joule/kg 未満であると、屈折率が低下し、
プラズマ重合膜の緻密さが不十分となる。

【００５７】このようなトップコート膜は、磁性層上に
形成されるが、特にプラズマ処理された磁性層上に形成
されることが好ましい。磁性層表面をプラズマ処理する
ことによって、磁性層と接着力が向上し、ひいては磁性
層とプラズマ重合膜との接着力が向上する。具体的に、
プラズマ処理は、基体の場合に準じて行なえばよい。

【００５８】本発明では、以上のように、トップコート
膜にＣとＨとを含むプラズマ重合膜、下地膜にＳｉを含
むプラズマ重合膜をそれぞれ用いることによって防錆効
果を得ている。このような効果は、このような組合わせ
においてのみ得られるものであり、下地膜とトップコー
ト膜の膜材質を反対にしたり、どちらか一方の材質とし
たりしたのでは得ることはできない。

【００５９】また、本発明においては、両材質での成膜
レートの違いを有効に利用でき、生産性の上でも好まし
いものとなる。

【００６０】なお、本発明ではバックコート層等の種々
の構成を付加することもできる。

【００６１】

【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
する。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、
表１に示すように下地膜を形成した。

【００６２】表１に示すように下地膜を成膜したそれぞ
れの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させて移動させ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。

【００６３】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層構成の磁性層を設層した。

【００６４】さらに、磁性層上に、表１に示すように、
トップコート膜を形成した。

【００６５】このようにして磁気テープサンプルNo. １
〜No. １５を作製した。

【００６６】

【表１】

【００６７】なお、磁気テープサンプルNo. ２〜No. １
５における下地膜およびトップコート膜は、表２に示す
ようなプラズマ重合条件で設層した。テトラエトキシシ
ランはＴＥＯＳで示している。

【００６８】

【表２】

【００６９】これらの磁気テープサンプルNo. １〜No.
１５を、８mmビデオデッキ（ソニー社製Ｓ９００）に装
填し、下記の評価を行なった。

【００７０】（１）Δφｍ８０℃、９０％ＲＨにて１週間保存後の最大磁束密度φ
ｍを測定し、初期のφｍに対する増加分を求めた。φｍ
はＶＳＭにより測定した。

【００７１】（２）出力変化６０℃、９０％ＲＨにて１週間保存後の出力を測定し、
初期の出力に対する減少率（％）を求めた。

【００７２】（３）走行耐久性５分録画して、その出力が５０％になるパス回数を測定
して求めた。

【００７３】（４）カッピング大気中にて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。

【００７４】これらの結果を表１に示す。表１の結果か
ら本発明の効果は明らかである。このなかで、ＣとＨと
を含むプラズマ重合膜（ＣＨ膜）を下地膜とし、Ｓｉを
含むプラズマ重合膜（Ｓｉ膜）をトップコート膜とした
サンプルNo.９では、特性が劣るばかりでなく、ＣＨ膜
は量産性に劣るため５００A とするには労力を要した。

【００７５】また、下地膜、トップコート膜の双方にＣ
Ｈ膜を用いたサンプルNo. １０では、下地膜形成に労力
を要し、また特性も十分ではない。さらに、下地膜、ト
ップコート膜の双方にＳｉ膜を用いたサンプルNo. １１
では、特性が劣るばかりではなく、トップコート膜の膜
厚制御が困難であった。

【００７６】また、トップコート膜の膜厚を大きくした
サンプルNo. ７では、膜厚を大きくするために、スペー
シングロスの問題に加えて、プラズマにさらす時間が長
くなることもあって、出力特性の点で問題が大きい。

【００７７】さらに、サンプルNo. ２において、下地膜
の膜厚を１０００A をこえるものとするほかは同様にし
てサンプルNo. １６を作製したが、このものでは本発明
の効果の向上は見られず、むしろ膜厚を大きくするため
に量産性に劣るばかりでなく、下地膜にクラックが発生
しやすくなり、水や酸素等の遮断性が悪化することがわ
かった。

【００７８】

【発明の効果】本発明によれば、耐食性および耐久性が
格段と向上する。

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、前記下地膜がＳｉを含むプラズマ重合膜であり、前記ト
ップコート膜がＣとＨとを含むプラズマ重合膜であるこ
とを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】前記下地膜の膜厚が１００〜１０００A
であり、前記下地膜はＳｉおよびＯを含み、Ｓｉに対す
るＯの原子比Ｏ／Ｓｉが１．２〜１．９５である請求項
１に記載の磁気記録媒体。
【請求項３】前記下地膜の屈折率が１．４４〜１．５
５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の膜厚が１０〜５０
A であり、屈折率が１．８以上である請求項１ないし３
のいずれかに記載の磁気記録媒体。
【請求項５】前記強磁性金属薄膜は、Ｃｏを主成分と
し、斜め蒸着法により形成されたものである請求項１な
いし４のいずれかに記載の磁気記録媒体。