JPH06120028A

JPH06120028A - コバルト・ニッケル・燐合金磁性膜及びその磁気記録媒体並びにその製造方法

Info

Publication number: JPH06120028A
Application number: JP4078491A
Authority: JP
Inventors: Takenobu Sato; 武信佐藤; Matsuo Hino; 松男日野; Yoshihiro Akamatsu; 吉広赤松; Reiko Fukaya; 玲子深谷
Original assignee: KYOWA DENKA KK; Tohoku Tokushuko KK; Tohoku Steel Co Ltd
Current assignee: KYOWA DENKA KK; Tohoku Tokushuko KK; Tohoku Steel Co Ltd
Priority date: 1991-02-14
Filing date: 1991-02-14
Publication date: 1994-04-28
Anticipated expiration: 2012-10-15
Also published as: JP2662904B2

Abstract

(57)【要約】［目的］非磁性の鉄・クロム・ニッケル鋼基材とし、
高保磁力を有するコバルト・ニッケル・燐合金を安定し
てめっきした高密度磁気記録媒体を提供すること。［構成］非磁性の鉄・クロム・ニッケル系合金の基材
上に、下地層を形成し、該下地層の上に、コバルトが７
５乃至８７重量％，ニッケルが８．５乃至２２重量％，
Ｐが２．５乃至４．５重量％よりなり、厚さが０．０５
乃至５０μｍであるコバルト・ニッケル・燐合金製磁性
膜が形成させること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気記録媒体用の磁性
膜に関し、特に、コバルト・ニッケル・燐合金の高保磁
力を有するコバルト・ニッケル・燐合金の磁気記録媒体
用の磁性薄膜に関する。本発明は、金属薄膜型磁気記録
媒体に関し、特に、磁気ディスク、磁気テープ、磁気式
エンコーダなどの用途に好適な磁気記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気記録媒体としては、金属または金属
酸化物などの磁性材料粉末を有機バインダーで基材上に
塗布したいわゆる塗布型の磁気記録媒体が広く使用され
ていたが、最近記録密度の向上という要請に伴ない、非
磁性の基材上に、真空蒸着、スパッタリング及び無電解
めっきなどの手法によって磁性金属の薄膜を形成させ
た、いわゆる金属薄膜型の磁気記録媒体の使用が増加し
てきている。この金属薄膜型の記録媒体は、現在、主と
して、真空蒸着、スパッタリングにより薄膜が形成され
ているが、いずれの方法も高価な設備を必要とし、さら
に薄膜形成に使用する母材の利用効率が非常に低く問題
とされけている。これらの方法に比して、無電解めっき
は、比較的簡単な設備で製造することができるが、磁気
特性の再現性が難しく、生産性も低く問題がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする問題点】めっき法による磁気
記録媒体として、コバルト燐合金（Ｃｏ−Ｐ）及びコバ
ルトニッケル燐合金（Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐ）の磁性膜は知ら
れている。しかし、これ等の合金膜を一定範囲の組成に
制御して、電気めっきにより製造することは非常に難し
い。特に、コバルトニッケル燐（Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐ）合金
は、コバルト燐合金に比して、高い保磁力等の良好な磁
気特性が得られ易いとされているが、コバルトニッケル
燐合金について、良好な磁気特性が得られる組成範囲は
未だ確定されておらず、また、一定の組成のものが得ら
れるように、その組成を制御する手法も確立されていな
い。したがって、良好な磁気特性を有するＣｏ−Ｎｉ−
Ｐ合金膜は、再現性良く作製されていない。ところで、
コバルト燐合金のめっき膜は、銅（Ｃｕ）又はアルミニ
ウム（Ａｌ）の非磁性金属或は有機フィルム上に形成さ
れて用いられているが、機械的強度或は熱膨張などが要
求される使用目的の場合には、Ｃｕ又はＡｌの非磁性金
属の基材は適していないために、このような場合には、
Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ系の非磁性ステンレス鋼が使用される
ことが多い。しかし、このステンレス基材上に一定組成
のコバルトニッケル燐合金膜を電気めっきにより安定し
て形成することは、更に難しく、問題とされている。本
発明は、従来のコバルトニッケル燐合金の磁性薄膜の組
成及びその製法に係る問題点を解決することを目的とし
ている。

【０００４】

【問題点を解決するための手段】本発明は、磁気記録媒
体として、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐ合金膜を電気めっき法で形成
するために、良好な磁気特性が得られるＣｏ−Ｎｉ−Ｐ
合金膜の組成範囲を確立すると共に、その組成範囲内の
Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐ合金膜を、非磁性材料、特にＦｅ−Ｃｒ
−Ｎｉ系非磁性ステンレス鋼基材上に形成するめっき条
件を確立して、良好な磁気特性を有するＣｏ−Ｎｉ−Ｐ
合金膜を非磁性ステンレス鋼基材上に形成する方法を提
供することを目的としている。本発明は、電解液の組成
及び電解めっき条件を変えて、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐ合金薄膜
を形成し、形成された薄膜の膜組成と磁気特性を測定す
ることにより、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐ合金について、良好な磁
気特性の得られる組成とそのめっき条件について研究を
行い、またＦｅ−Ｃｒ−Ｎｉ系非磁性ステンレス鋼基材
への好適な組成のＣｏ−Ｎｉ−Ｐ合金薄膜を形成するた
めの下地処理条件について研究を行って、本発明に到達
した。

【０００５】すなわち、本発明は、コバルトが７５乃至
８７重量％、ニッケルが８．５乃至２２重量％、燐が
２．５乃至４．５重量％よりなり、厚さが０．０５μｍ
乃至５０μｍであることを特徴とする磁気記録媒体用コ
バルトニッケル燐合金磁性膜にあり、また、本発明は、
非磁性の鉄・クロム・ニッケル系合金の基材上に下地層
が形成されており、該下地層の上に、コバルトが７５乃
至８７重量％，ニッケルが８．５乃至２２重量％，Ｐが
２．５乃至４．５重量％よりなり、厚さが０．０５乃至
５０μｍであるコバルト・ニッケル・燐合金製磁性膜が
形成されていることを特徴とする磁気記録媒体にあり、
さらに、本発明は、液のｐＨが２．０乃至４．５であっ
て、コバルト塩濃度が０．１乃至０．７２モル／リット
ル、ニッケル塩濃度が０．０４乃至０．３１モル／リッ
トル及び燐酸塩の濃度が０．０９乃至０．５モル／リッ
トルを含むメッキ用電解液に、温度４０乃至６０℃で、
電流密度３０乃至１５０Ａ／ｄｍ²の電解電流及び通電
時間が０．５ミリ秒乃至１０ミリ秒の通電を、パルス的
に繰り返すことにより、非磁性基材上に、コバルトが７
５乃至８７重量％、ニッケルが８．５乃至２２重量％及
び燐が２．５乃至４．５重量％よりなり、厚さが０．０
５乃至５０μｍであるコバルト・ニッケル・燐合金膜を
形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法にあ
る。

【０００６】磁気記録媒体は、４００（Ｏｅ：エール
ステッド）以上の保磁力が必要とされているが、本発
明の磁性膜は、６００Ｏｅ以上の保磁力を有し、高密
度記録或は外部磁界等による減磁を少なくすることがで
きる。この高い保磁力を得るためには、コバルトは、７
５〜８７重量％含有される。コバルトの含有量が７５％
以下では保磁力は急激に低下し、また８６％を越すと６
００ｏｅ以上の保磁力は得られなくなる。またニッケル
は８〜２２重量％含有される。ニッケルの含有量が８．
５〜２２重量％の範囲外では保磁力は６００Ｏｅの高い
保磁力を得ることができない。Ｐは２．５〜４．５重量
％の範囲で含有される。この範囲外では保磁力は６００
Ｏｅ以下となるので、この狭い範囲に制御する必要が
ある。また、コバルト含有量を８４乃至８７重量％、ニ
ッケル含有量を９乃至１２重量％及び燐含有量を３乃至
４．５重量％とすると、８００乃至９００Ｏｅ以上の
更に高い保磁力を有するＣｏ−Ｎｉ−Ｐ合金磁性膜を得
ることができるので好ましい。

【０００７】また、本発明において、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐ合
金磁性膜は、電解めっきによって得られる。この電解液
としては、液のｐＨが２．０乃至４．５であって、コバ
ルト塩濃度が０．１乃至０．７２モル／リットル、ニッ
ケル塩濃度が０．０４乃至０．３１モル／リットル及び
燐酸塩の濃度が０．０９乃至０．５モル／リットルを含
むメッキ用電解液が使用される。このような電解液は、
例えば次の組成に調製することによって得られる。すな
わち、ＣｏＳＯ₄・７Ｈ₂Ｏ３０〜２００ｇ／ｌＮｉＳＯ₄・６Ｈ₂Ｏ１２〜８０ｇ／ｌＮＨ₄Ｃｌ４０〜１００ｇ／ｌＮａＨ₂ＰＯ₂・Ｈ₂Ｏ１０〜５０ｇ／ｌ湿潤材４ｇ／ｌ以下光沢剤１ｇ／ｌ以下この電解液のｐＨは、２．０〜４．５であり、４０〜６
０℃の温度で電解めっきを行うことにより良好な磁気特
性を得ることができる。

【０００８】しかし、本発明において、膜組成は、電流
密度や通電時間によって影響されて、大きく変動するこ
とが解った。即ち、電流密度が低い場合には、めっき時
間が長くなると共に、めっき膜のＣｏ量は減少するが、
逆にＮｉ，Ｐ量は増加するので、Ｃｏ，Ｎｉ及びＰを同
時に好適な組成範囲に制御することはできない。一方電
流密度を高くすると、めっき膜のＣｏ，Ｎｉ量は非常に
短時間内に目標組成に近づきほぼ一定値で安定するが、
Ｐ成分は短時間に高濃度のところで安定する。したがっ
て、長時間めっきを続ける場合には、膜組成の制御は不
可能である。

【０００９】しかしながら、上記の電解液を用い、電流
密度を３０〜１５０Ａ／ｄｍ²の範囲とし、通電時間を
０．５〜１０ｍｓｅｃの範囲の短時間めっきを繰り返す
ことによりＣｏ，Ｎｉ，Ｐを同時に制御することができ
る。電流密度は、３０〜１５０Ａ／ｄｍ²の範囲とされ
る。電流密度が３０Ａ／ｄｍ²より低い場合には、最適
値のＣｏ量よりも高くなり、またＮｉ量は最適値より低
くなり、また結晶粒が大きくなり高い保磁力は得られな
い。電流密度が１５０Ａ／ｄｍ²以上になるとＣｏ量は
大幅に低くなりＮｉ量は逆に増加して保磁力は著しく低
くなる。

【００１０】一方、Ｐ組成を制御するためには電流密度
の制御に加えて通電時間による制御が行われる。Ｐ量を
制御するための好適な通電時間は電流密度によって異な
るが、電流密度が３０〜１５０Ａ／ｄｍ²の範囲内であ
れば、通電時間が０．５〜１０ｍｓｅｃの範囲でＰ量を
制御可能で６００Ｏｅ以上の保磁力が得られる。しか
し、通電時間が非常に短時間の場合には、必要な膜厚を
得るための全めっき時間は長くなり生産性が低下するの
で、０．５ｍｓｅｃ以上とすることが望ましい。

【００１１】本発明においては、電解めっき時の通電は
パルス状に繰り返されるので、ステンレス鋼等の非磁性
基材上に形成されるＣｏ−Ｎｉ−Ｐ合金磁性膜は、極め
て薄いＣｏ−Ｎｉ−Ｐ合金膜の積み重ねられた複数層か
ら形成されることとなり、膜組成の調整が容易となる。

【００１２】ＳＵＳ３０４に代表されるステンレス基材
上にめっきを施す場合、その表面に形成される不動態被
膜はめっき性を損なうため、ステンレス基材上に直接Ｃ
ｏ−Ｎｉ−Ｐめっき被膜を施すには、まずステンレス基
材上に、Ｎｉ被膜を施して不動態被膜の影響を除去する
と共にめっき膜の密着性を向上させ、さらに、ＮｉＰ被
膜を施してその上に形成されるＣｏ−Ｎｉ−Ｐ被膜の結
晶粒を一定とし、安定析出させる。その結果、良好な磁
気特性を有するＣｏ−Ｎｉ−Ｐ合金被膜を安定して得る
ことができる。

【００１３】

【作用】本発明は、非磁性の鉄・クロム・ニッケル系合
金の基材上に下地層を形成させ、該下地層の上に、コバ
ルトが７５乃至８７重量％，ニッケルが８．５乃至２２
重量％，Ｐが２．５乃至４．５重量％よりなり、厚さが
０．０５乃至５０μｍであるコバルト・ニッケル・燐合
金製磁性膜が形成させるので、６００Ｏｅ以上の高い
保磁力を有する磁性膜が安定してかつ容易に製造するこ
とができる。

【００１４】

【実施例】本発明の実施の態様について、以下に本発明
を具体化した例を挙げて説明するが、本発明は、以下の
説明により何等制限を受けるものではない。例１．ＣｏＳＯ₄・７Ｈ₂Ｏ１２０ｇ／ｌＮｉＳＯ₄・６Ｈ₂Ｏ８０ｇ／ｌＮＨ₄Ｃｌ６０ｇ／ｌＮａＨ₂ＰＯ₂ ３０ｇ／ｌを配合した水溶液５ｌをめっき液とし、ＰＨ３．０，液
温５３℃で直径６ｍｍの非磁性ステンレス鋼（ＳＵＳ３
０４）に電解めっきによりＣｏ−Ｎｉ−Ｐ合金被膜を形
成した。ＳＵＳ３０４には下地処理としてまずＮｉＣｌ
₂・６Ｈ₂Ｏ２５０ｇ／ｌ，ＨＣｌ１００ｇ／ｌを含む電
解液中で３Ａ／ｄｍ²の電解電流を２分間通電してＮｉ
被膜を施した後、無電解めっきによりＮｉＰ被膜を形成
した。

【００１５】第一表にめっき条件とめっき膜の組成およ
び保磁力を示したが、本例による試料（試料番号１乃至
６）の場合は、良好な磁気特性が得られており、また、
比較例（試料番号７乃至９）に比して、優れた磁気特性
が得られている。第一表試料電流密度通電方式膜厚めっき膜組成（ｗｔ％）保磁力Ｎｏ（A/dm）通電時間 (μm）ＣｏＮｉＰ（Oe）１４０断続１０８４．０１１．５４．３７７０１ミリ秒２６０断続１０８５．２１０．４３．７８６０１ミリ秒３８０断続１０８４．４１１．９３．３８５０５ミリ秒４１００断続１０８４．６１１．５２．８７８０５ミリ秒５１４０断続１０８２．６１２２．８６８０２ミリ秒６１５０断続１０７５．７２０．４３．５６６０２ミリ秒７２００断続１０２２．９７３．２３．６２９０２ミリ秒８２０断続１０８７．０８．３４．３４００１ミリ秒９４連続１５７９．９１２．８７．１４０

【００１６】例２．ＣｏＳＯ₄・７Ｈ₂Ｏ１２０ｇ／ｌＮｉＳＯ₄・６Ｈ₂Ｏ８０ｇ／ｌＮＨ₄Ｃｌ６０ｇ／ｌＮａＨ₂ＰＯ₂ ３０ｇ／ｌ湿潤剤２ｇ／ｌ光沢剤１ｇ／ｌを配合した水溶液５ｌをめっき液としＰＨ３．０，液温
５０℃，で直径６ｍｍのＳＵＳ３０４に電解めっきによ
りＣｏ−Ｎｉ−Ｐ合金被膜を形成した。下地処理は実施
例１の場合と同様に行った。第二表にめっき条件とめっ
き被膜の組成および保磁力を示す。

【００１７】例１の場合と同様良好な磁気特性が得られ
ている。第二表試料電流密度通電方式膜厚めっき膜組成（ｗｔ％）保磁力Ｎｏ（A/dm²）通電時間 (μm）ＣｏＮｉＰ（Ｏｅ）１０５０断続１０８６．３９．６３．８８６０１ミリ秒１１５０断続２０８６．４９．１４．４９１０１ミリ秒１２５０断続３０８６．６９．２４．１８５０１ミリ秒以上の実施例は非磁性のＦｅ−Ｃｒ−Ｎｉ系合金基材上
にめっき膜を形成した場合であるが、Ｃｕ，Ａｌ等の基
材についても同様の結果が得られている。また、本例を
実施する場合には、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐ合金めっき膜を保護
する保護膜を必要とする場合が多いが、この場合Ｃｒめ
っき、ＮｉＰめっき等の保護膜を用途に応じて形成する
ことが可能であることが確認済みである。

【００１８】

【発明の効果】本発明は、非磁性の鉄・クロム・ニッケ
ル系合金の基材上に下地層を形成させ、該下地層の上
に、コバルトが７５乃至８７重量％，ニッケルが８．５
乃至２２重量％，Ｐが２．５乃至４．５重量％よりな
り、厚さが０．０５乃至５０μｍであるコバルト・ニッ
ケル・燐合金製磁性膜が形成させるので、従来のコバル
ト・ニッケル・燐合金磁性膜に比して、高保磁力のめっ
き膜を再現性良く得ることができるので、磁性膜の歩留
まりを向上することができる。したがって、本発明は、
磁気ディスク、磁気テープ、磁気式エンコーダ等の磁気
記録媒体に利用して大きな効果が期待できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者赤松吉広宮城県仙台市太白区太白二丁目10−９ 302号 (72)発明者深谷玲子宮城県仙台市宮城野区東十番丁六十五番地チサンマンション榴ケ岡1002号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コバルトが７５乃至８７重量％、ニッケ
ルが８．５乃至２２重量％、燐が２．５乃至４．５重量
％よりなり、厚さが０．０５μｍ乃至５０μｍであるこ
とを特徴とする磁気記録媒体用コバルトニッケル燐合金
磁性膜。
【請求項２】非磁性の鉄・クロム・ニッケル系合金の
基材上に下地層が形成されており、該下地層の上に、コ
バルトが７５乃至８７重量％，ニッケルが８．５乃至２
２重量％，Ｐが２．５乃至４．５重量％よりなり、厚さ
が０．０５乃至５０μｍであるコバルト・ニッケル・燐
合金製磁性膜が形成されていることを特徴とする磁気記
録媒体。
【請求項３】液のｐＨが２．０乃至４．５であって、
コバルト塩濃度が０．１乃至０．７２モル／リットル、
ニッケル塩濃度が０．０４乃至０．３１モル／リットル
及び燐酸塩の濃度が０．０９乃至０．５モル／リットル
を含むメッキ用電解液に、温度４０乃至６０℃で、電流
密度３０乃至１５０Ａ／ｄｍ²の電解電流及び通電時間
が０．５ミリ秒乃至１０ミリ秒の通電を、パルス的に繰
り返すことにより、非磁性基材上に、コバルトが７５乃
至８７重量％、ニッケルが８．５乃至２２重量％及び燐
が２．５乃至４．５重量％よりなり、厚さが０．０５乃
至５０μｍであるコバルト・ニッケル・燐合金膜を形成
することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。