JPH08287458A

JPH08287458A - 磁気記録媒体の製造方法および製造装置

Info

Publication number: JPH08287458A
Application number: JP7089329A
Authority: JP
Inventors: Kunio Hibino; 邦男日比野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-04-14
Filing date: 1995-04-14
Publication date: 1996-11-01

Abstract

(57)【要約】【目的】高密度磁気記録が可能な強磁性金属薄膜を磁
気記録層とする磁気記録媒体において、長期間の保存、
特に高温多湿の環境下に長期間保存した後の耐久性に優
れた極めて高い実用信頼性の磁気記録媒体の製造方法の
提供を目的とする。【構成】真空槽６内に、一面に電極１５、対向する開
口面に、強磁性金属薄膜２を表面に有する磁気テープ原
反８を配したサブチャンバー１４を設け、電極１５と強
磁性金属薄膜２を対向電極とするプラズマＣＶＤ法によ
って、強磁性金属薄膜２表面に保護膜層３である硬質炭
素膜を製造する方法において、サブチャンバー１４内か
らの排気がフィルム幅方向よりもフィルム長手方向によ
り多く行うことよって、幅方向において均一な特性を有
する硬質炭素膜を歩留まり良く形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＶＴＲ、磁気ディスク
装置等に用いられる強磁性金属薄膜型磁気記録媒体の製
造方法および製造装置に関するものであり、特に電磁変
換特性と実用信頼性とを高次元で両立させるために磁性
層上に硬質炭素膜からなる保護膜を設けた磁気記録媒体
の製造方法および製造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】磁気記録の分野においては、近年デジタ
ル化、小型化、長時間化などの高性能化が進んでいる
が、それに伴って、高密度磁気記録媒体への要求が高ま
り、磁気記録層を強磁性金属薄膜で構成した金属薄膜型
磁気記録媒体が、短波長記録に極めて有利なことから盛
んに検討されている。

【０００３】以下に従来の強磁性金属薄膜型磁気記録媒
体について説明する。図２は従来の磁気記録媒体の拡大
断面図を示すものである。図２において、１はポリエス
テルフィルム、ポリイミドフィルムなどの高分子フィル
ムやアルミニューム薄膜などの非磁性基板である。２は
強磁性金属薄膜からなる磁気記録層でコバルト、ニッケ
ル、鉄またはそれらを主成分とする合金を電子ビーム蒸
着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法など
の真空蒸着法によって、基板１の上に形成されている。
４は潤滑剤層で、有機化合物を常法のコーティング法ま
たは真空蒸着法によって強磁性金属薄膜２の磁気記録層
の上に形成されている。

【０００４】以上のように構成された磁気記録媒体にお
いて、例えば、磁気テープでは、高密度磁気記録を達成
するため、磁性層表面は極めて良好な表面性を形成して
いる。そのために、磁気信号の記録再生過程における磁
気ヘッドとの高速しゅう動下での摩擦、摩耗により、走
行耐久性において大きな影響を受けており、その改善は
大きな課題となっている。

【０００５】そのために、潤滑特性の優れたフッ素系潤
滑剤が開発、検討されている。例えば、強磁性金属薄膜
２への密着性を向上させ、かつ優れた潤滑性を発揮させ
るため分子末端に、カルボキシル基、アミノ基、リン酸
基、ヒドロキシル基、メルカプト基などの極性基と、フ
ルオロアルキル基と、脂肪族アルキル基とを少なくとも
各１個以上を有するフッ素系潤滑剤（特開昭６１−１０
７５２９号公報、特開昭６２−９２２２５号公報、特開
昭６２−９２２２６号公報、特開昭６２−９２２２７号
公報、特開昭６１−１０７５２７号公報、特開昭６１−
１０７５２８号公報、特開昭６０−２２９２２１号公
報）がある。

【０００６】しかしながら、上記した例では、耐久性、
走行性、耐蝕性などを十分には、満足できないため、積
層化して、それぞれの役割分担する考え方が増加してき
ている。すなわち、図１に示すように保護膜上に潤滑剤
層を形成した、例えば、Ｓｉ−Ｎ−Ｏ系薄膜上に潤滑剤
層４を形成したもの（特開昭６１−１３１２３１号公
報）、硬質カーボン層の上にフッ素系潤滑剤を配したも
の（特開昭６１−１２６６２７号公報、特開昭６２−２
１９３１４号公報）などが提案され、盛んに検討されて
いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、広幅のフィルム原反上に均一な硬質炭素
膜を形成することにおいては、十分であるといえず、高
性能な硬質炭素膜を均一かつ歩留まり良く製造できるこ
とが望まれている。

【０００８】本発明は、上記事情を鑑みてなされたもの
で、長期間の保存、特に高温多湿の環境下に長期間保存
した後の耐久性に優れ、極めて高い実用信頼性の磁気記
録媒体を均一に、歩留まり良く製造できる磁気記録媒体
の製造方法および製造装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記、問題点を解決する
ために、本発明は、真空チャンバー内に、一面に電極、
対向する開口面に、強磁性金属薄膜を表面に有するフィ
ルム原反を配したサブチャンバーを設け、電極と強磁性
金属薄膜を対向電極とするプラズマＣＶＤ法によって、
強磁性金属薄膜表面に硬質炭素膜を製造する方法におい
て、サブチャンバー内からの排気がフィルム幅方向より
もフィルム長手方向により多く行うものであり、また強
磁性金属薄膜面とサブチャンバーとのギャップ部の面積
が、フィルム長手方向において、フィルム幅方向よりも
大きい総面積を有するサブチャンバーを用いるものであ
り、またサブチャンバー幅方向側面の開口部に複数個の
ローラを有するものであり、またサブチャンバー内に不
活性ガスと反応ガスとを幅方向において異なる比率で供
給するものであり、また不活性ガスと反応ガスを各々個
別にサブチャンバー内に供給するノズルを有するサブチ
ャンバーを用いて硬質炭素膜を形成するものである。

【００１０】

【作用】本発明は、プラズマＣＶＤにおけるサブチャン
バー内でのフィルム原反幅方向での反応性ガスと不活性
ガスとのプラズマ均一性を改善するものであり、すなわ
ち、サブチャンバー内からの排気がフィルム幅方向より
もフィルム長手方向により多く行うことによって、反応
性ガスのプラズマの幅方向での変化を改善することによ
って、プラズマの均一性を実効的に向上させるものであ
り、また、強磁性金属薄膜面とサブチャンバーとのギャ
ップ部の面積が、フィルム長手方向において、フィルム
幅方向よりも大きい総面積を有するサブチャンバーを用
いることによって、このことを実現しているものであ
り、また、サブチャンバー幅方向側面の開口部に複数個
のローラを有することによって、同様にサブチャンバー
内からの排気がフィルム幅方向よりもフィルム長手方向
により多く行うことを実現しているものである。

【００１１】また、サブチャンバー内に不活性ガスと反
応ガスとを幅方向において異なる比率で供給することに
よって、反応性ガスのプラズマの幅方向での変化改善
し、フィルム原反幅方向でのプラズマの均一性を実効的
に向上させるものであり、また不活性ガスと反応ガスを
各々個別にサブチャンバー内に供給するノズルを有する
サブチャンバーを用いてことによって、このことを実現
しているものである。

【００１２】フィルム原反幅方向でのプラズマの均一性
を実効的に向上させることによって、幅方向での均一性
の高い硬質炭素皮膜を形成し、高温高湿に長期間保存し
た後においても、耐久性を有する磁気記録媒体を歩留ま
りよく提供することができるものである。

【００１３】

【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。

【００１４】図１は本発明の実施例で使用した磁気テー
プの構成を示す断面図である。図１において、１は高分
子フィルムからなる非磁性基板、２は強磁性金属薄膜、
３は硬質炭素膜からなる保護膜層、４は潤滑剤層、５は
バックコート層である。

【００１５】非磁性基板１としては、ポリエチレンテレ
フタレートがよく用いられるが、ポリエチレンナフタレ
ートなどの他のポリエステルフィルム、セルロースアセ
テートなどのセルロース誘導体、ポリアミド、ポリイミ
ドなどのプラスチックフィルム、及び、アルミニューム
薄膜などが使用できる。

【００１６】強磁性金属薄膜２としては、真空蒸着法、
スパッタリング法、イオンプレーティング法で形成した
鉄、コバルト、ニッケルまたはそれらを主成分とする合
金、あるいは、それらの部分酸化物、部分窒化物などを
用いることができる。

【００１７】硬質炭素膜から成る保護膜層３は、炭化水
素とアルゴンなどの不活性ガスとの混合ガスのプラズマ
ＣＶＤ法によって形成することが出来る。

【００１８】硬質炭素膜の形成方法について、更に、詳
しく硬質炭素膜の製膜装置の概略図である図３を用いて
説明する。

【００１９】図３において、６は真空槽であり、真空ポ
ンプ７を用いて槽内部の圧力が１０ ^-4ｔｏｒｒ〜１０^-5
ｔｏｒｒの高真空状態となるように排気を行っている。
８は非磁性基板１上に強磁性金属薄膜２及びバックコー
ト層５が形成された磁気テープ原反であり、巻出しロー
ル９から送り出され、２本のパスロール１１、１２及び
キャン１３を経由して巻取りロール１０に巻き取られ
る。キャン１３は、磁気テープ原反８を一定速度で搬送
できるように回転制御する働きをしている。

【００２０】１４は硬質炭素膜を磁気テープ原反８の強
磁性金属薄膜２表面上に製膜させるためのサブチャンバ
ー（プラズマ発生部）であり、サブチャンバー１４の内
部には放電電極１５が設置されている。放電電極１５は
プラズマ発生用電源１６と接続されている。

【００２１】また、パスロール１１、１２は、磁気テー
プ原反８の走行を安定化させるための働きだけでなく、
サブチャンバー１４内で磁気テープ原反８の強磁性金属
薄膜２へと流れた電流を抵抗を介して接地（アース）さ
せるための通電ロールとしての役割も担っている。この
際、パスロール１１、１２と磁気テープ原反８との局部
的な接触により、電流がその接触部分に集中して非磁性
基板１が熱負けしてしまう問題が発生しないように、パ
スロール１１、１２には半導体材料、例えばＳｉＣを用
いることが好ましい。

【００２２】炭化水素ガスと不活性ガスからなる原料ガ
スは、各々１９、２０のガス導入口から混合器１８を経
て、均一な混合ガスとなり原料ガス導入口１７からサブ
チャンバー１４内に供給される。

【００２３】硬質炭素膜を形成するには、サブチャンバ
ー１４内に炭化水素ガスと不活性ガスの混合ガスを導入
し、０．００１から１Ｔｏｒｒの圧力を保持した状態
で、サブチャンバー１４内部で放電させて、炭化水素ガ
スのプラズマを発生させ、強磁性金属薄膜表面に硬質炭
素膜を形成する。放電形式としては、直流放電、交流放
電、または、直流に交流を重畳させ放電のいずれでもよ
く、放電周波数については、実験的に決めることができ
る。また、強磁性金属薄膜側の電極に０から−２ＫＶの
電圧を印加する事によって、また、混合ガス中の不活性
ガス比率を増加させる事によって、膜の硬度の向上させ
ることができる。

【００２４】炭化水素ガス、不活性ガスの混合ガス比率
としては、１０：１から１：３が利用できるが、膜質、
製膜速度などを考慮し、設計的に決めることができるも
のである。

【００２５】炭化水素ガスとしては、メタン、エタン、
プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オ
クタンなどの脂肪族炭化水素、ベンゼン、トルエン、キ
シレンなどの芳香族炭化水素を用いることができ、不活
性ガスとしては、アルゴンガスが適当である。

【００２６】また、硬質膜を形成するには、できるだけ
放電エネルギーを大きくすることが望ましい。また、基
板の温度も磁気テープ原反８のダメージのない範囲でで
きるだけ高くすることが望ましい。

【００２７】硬質炭素膜の膜厚としては、１００から３
００オンク゛ストロームの範囲が適当で、これよりも、薄い場合
には、十分な保護膜効果が得られず、これよりも大きい
場合には、スペーシングによる出力の低下が大きく、実
用性が低下する。

【００２８】本発明で使用する潤滑剤としては、特に限
定するものではないが、カルボキシル基、アミノ基、リ
ン酸基、ヒドロキシル基、エステル基などの極性基と、
フルオロアルキル基またはパーフルオロポリエーテル基
とを少なくとも各１個以上を有するフッ素系潤滑剤が有
効である。本発明における潤滑剤層４の形成は、バーコ
ーティング法、リバースロールコーティング法、ダイコ
ーティング法など従来の塗工方法が適用できる。

【００２９】以下、さらに具体的な実施例を示す。（実施例１）平滑な表面上に粒径１８０オンク゛ストロームのシ
リカ微粒子を分散させた変性シリコーンと増粘剤とから
なる粒状突起を有する厚み８ミクロン、幅５２０ｍｍの
ポリエチレンテレフタレートフィルム上に、酸素を導入
しながら電子ビーム法で連続斜め蒸着を行い、膜厚１８
００オンク゛ストロームのＣｏ−Ｏ膜を形成した。

【００３０】ついで、蒸着層と反対側面に、カーボンブ
ラックと炭酸カルシウム３：２重量比の混合物をポリウ
レタンとニトロセルロース３：２重量比の樹脂成分中に
分散させた塗工液をリバースロール方式の塗工機で塗布
し、１１０℃の温度で乾燥させ０．６ミクロンの膜厚で
バックコート層５を形成し、磁気テープ原反８を作製し
た。

【００３１】ついで図３の製膜装置を用い、サブチャン
バー１４内に、ヘキサン、アルゴン（３：１）の混合ガ
スを４００ｓｃｃｍの条件で導入し、高周波（１０ＫＨ
ｚ）プラズマにより、電極と磁気テープ原反８自身を対
向電極として、磁気テープ原反８の強磁性金属薄膜２に
−１．０ＫＶの直流電圧を印加し、放電を行ない１８０
オンク゛ストローム膜厚の硬質炭素膜（保護膜層３）を形成し
た。

【００３２】図３において、磁気テープ原反８はキャン
１３に沿わされており、その上から、開口部（側面部：
５００ｍｍ、長手部：５００ｍｍ）を持つサブチャンバ
ー１４が磁気テープ原反８とのギャップ、側面部２１で
は１５０μｍ、長手部２２では８００μｍに調節し配置
されている。

【００３３】さらに、硬質炭素膜表面に、含フッ素カル
ボン酸を含む潤滑剤をリバースロールコータで塗布し、
７５℃の温度で乾燥し、潤滑剤層４を形成した。次に、
スリッターで磁気テープ原反８を８ｍｍ幅に裁断し８ｍ
ｍＶＴＲ用磁気テープＡを作成した。

【００３４】また、比較例１として、サブチャンバー１
４開口部と磁気テープ原反８とのギャップを、側面部２
１では８００μｍ、長手部２２では８００μｍで配置し
た以外は実施例１と同様にして磁気テープＤを作成し
た。

【００３５】（実施例２）図４に示すような側面開口部
に直径１０ｍｍのテフロン製をローラー２３を両側面に
各々４５個配置し、かつサブチャンバー１４開口部と磁
気テープ原反８とのギャップを、側面部２１では８００
μｍ、長手部２２では８００μｍの条件でサブチャンバ
ー１４を配置し、その他条件は実施例１と同様にして、
１８０オンク゛ストローム膜厚の硬質炭素膜（保護膜層３）を形
成した。実施例１と同様にして、潤滑剤層４を形成した
後、８ｍｍ幅に裁断し、磁気テープＢを作製した。

【００３６】（実施例３）図５に示すように多孔質金属
からなり、ヘキサンガスとアルゴンガスとを個別に供給
するガス導入ノズル２４、２５を設けた製膜装置を用
い、オクタンガス２００ｓｃｃｍ、アルゴンガス１００
ｓｃｃｍの条件で供給し、かつサブチャンバー１４開口
部と磁気テープ原反８とのギャップを、側面部２１では
８００μｍ、長手部２２では８００μｍの条件でサブチ
ャンバー１４を配置し、その他条件は実施例１と同様に
して、１８０オンク゛ストローム膜厚の硬質炭素膜を形成した。
実施例１と同様にして、潤滑剤層４を形成した後、８ｍ
ｍ幅に裁断し、磁気テープＣを作製した。

【００３７】これらの磁気テープＡ〜Ｄを４５℃８３％
の環境に２カ月保存した後の、スチル耐久性、繰り返し
走行時の耐久性を市販の８ｍｍＶＴＲ（ＥＶ−Ｓ９０
０、ソニー社製）の改造機を用い、測定した。測定は、
各磁気テープＡ〜Ｄにおいて、磁気テープ原反８におけ
る中央部、端部５スリットで行った。その結果を（表
１）に示す。

【００３８】

【表１】

【００３９】スチル耐久性は、５℃８０％ＲＨの環境で
試料数２で５回測定し、初期出力から６ｄＢ低下するま
での時間を測定し、その平均値をテープのスチル寿命と
した。

【００４０】繰り返し走行時の耐久性の測定は、５℃８
０％ＲＨの環境で２００パス繰り返し走行した後、初期
に対する出力の低下を測定した。

【００４１】（表１）から明らかなように、本発明の磁
気テープＡからＣは、中央部、端部いずれも各スリット
において１２０分以上のスチル寿命を示し、かつ、繰り
返し走行後の出力低下も２ｄＢ以内と低い値を示してい
る。しかしながら、比較例で作製した磁気テープＤでは
磁気テープ原反８端部のスリットにおいてスチル寿命お
よび繰り返し走行後の出力低下において低下が見られ、
特に、最端部２スリットにおいては、スチル寿命の低下
が大きく、４５℃８３％の環境に２カ月保存した後のテ
ープ表面を光学顕微鏡で観察したところに部分的に腐食
生成物の発生色が観察された。

【００４２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、広幅の
フィルム原反上に均一な硬質炭素膜を形成することがで
き、長期間の保存、特に高温多湿の環境下に長期間保存
した後の耐久性の優れた磁気記録媒体を歩留まり良く製
造することができ、極めて高い実用信頼性の磁気記録媒
体を工業的規模で提供することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における実施例の強磁性金属薄膜型磁気
テープの構成を示す拡大断面図

【図２】従来の強磁性金属薄膜型磁気テープの構成を示
す拡大断面図

【図３】本発明における実施例１の磁気記録媒体製造装
置の概略図

【図４】本発明における実施例２の磁気記録媒体製造装
置の、開口部側面にローラを配置したサブチャンバーの
概略図

【図５】本発明における実施例３の磁気記録媒体製造装
置の原料ガス導入口を示す概略図

【符号の説明】

１非磁性基板２強磁性金属薄膜３保護膜層４潤滑剤層５バックコート層６真空槽７真空ポンプ８磁気テープ原反９巻出しロール１０巻取りロール１１，１２パスロール１３キャン１４サブチャンバー１５放電電極１６プラズマ発生用電源１７原料ガス導入口１８原料ガス混合器１９ガス導入口（炭化水素ガス供給パイプ）２０ガス導入口（不活性ガス供給パイプ）２１フィルム原反とサブチャンバー間の側面部ギャッ
プ２２フィルム原反とサブチャンバー間の長手部ギャッ
プ２３テフロン製ローラ２４炭化水素ガス導入ノズル２５不活性ガス導入ノズル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空チャンバー内に、一面に電極、対向
する開口面に、強磁性金属薄膜を表面に有するフィルム
原反を配したサブチャンバーを設け、前記電極と前記強
磁性金属薄膜を対向電極とするプラズマＣＶＤ法によっ
て、前記強磁性金属薄膜表面に硬質炭素膜を製造する方
法において、サブチャンバー内からの排気がフィルム幅
方向よりもフィルム長手方向により多く行うことを特徴
とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２】真空チャンバー内に、一面に電極、対向
する開口面に、強磁性金属薄膜を表面に有するフィルム
原反を配したサブチャンバーを設け、前記電極と前記強
磁性金属薄膜を対向電極とするプラズマＣＶＤ法によっ
て、前記強磁性金属薄膜表面に硬質炭素膜を製造する装
置において、前記強磁性金属薄膜面と前記サブチャンバ
ーとのギャップ部の面積が、フィルム長手方向におい
て、フィルム幅方向よりも大きい総面積を有するサブチ
ャンバーを用いることを特徴とする磁気記録媒体の製造
装置。
【請求項３】真空チャンバー内に、一面に電極、対向
する開口面に、強磁性金属薄膜を表面に有するフィルム
原反を配したサブチャンバーを設け、前記電極と前記強
磁性金属薄膜を対向電極とするプラズマＣＶＤ法によっ
て、前記強磁性金属薄膜表面に硬質炭素膜を製造する装
置において、サブチャンバー幅方向側面の開口部に複数
個のローラを有することを特徴とする磁気記録媒体の製
造方法。
【請求項４】真空チャンバー内に、一面に電極、対向
する開口面に、強磁性金属薄膜を表面に有するフィルム
原反を配したサブチャンバーを設け、前記電極と前記強
磁性金属薄膜を対向電極とするプラズマＣＶＤ法によっ
て、前記強磁性金属薄膜表面に硬質炭素膜を製造する方
法において、サブチャンバー内に不活性ガスと反応ガス
とを幅方向において異なる比率で供給することを特徴と
する磁気記録媒体の製造方法。
【請求項５】真空チャンバー内に、一面に電極、対向
する開口面に、強磁性金属薄膜を表面に有するフィルム
原反を配したサブチャンバーを設け、前記電極と前記強
磁性金属薄膜を対向電極とするプラズマＣＶＤ法によっ
て、前記強磁性金属薄膜表面に硬質炭素膜を製造する装
置において、不活性ガスと反応ガスを各々個別にサブチ
ャンバー内に供給するノズルを有することを特徴とする
磁気記録媒体の製造装置。