JPH0845050A

JPH0845050A - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH0845050A
Application number: JP17706394A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Sato; 諭佐藤; Shinichi Matsumura; 伸一松村
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-07-28
Filing date: 1994-07-28
Publication date: 1996-02-16

Abstract

(57)【要約】【構成】非磁性支持体１上に、金属磁性薄膜４が形成
されてなる磁気記録媒体において、上記非磁性支持体１
の２μｍ×２μｍの範囲での表面粗度ＳＲａを、例えば
当該非磁性支持体上にマット層３を設けることで、４ｎ
ｍ以下に調整する。【効果】金属磁性薄膜の保磁力が大幅に高められ、高
密度記録領域において高出力を発揮する磁気記録媒体を
得ることが可能である。したがって、本発明は磁気記録
分野における記録密度の向上の大いに貢献するものであ
ると言える。

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に関し、特
に金属磁性薄膜型の磁気記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、磁気記録媒体としては、非磁
性支持体上に酸化物磁性粉末あるいは合金磁性粉末等の
粉末磁性材料を塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体，ポ
リエステル樹脂，ウレタン樹脂，ポリウレタン樹脂等の
有機バインダー中に分散せしめた磁性塗料を塗布，乾燥
することで磁性層が形成される、いわゆる塗布型の磁気
記録媒体が広く使用されている。

【０００３】一方、高密度記録への要求の高まりととも
に、Ｃｏ−Ｎｉ合金，Ｃｏ−Ｃｒ合金，Ｃｏ−Ｎｉ−
Ｏ，Ｃｏ−Ｏ等の金属磁性材料をメッキや真空薄膜形成
手段（真空蒸着法，スパッタリング法，イオンプレーテ
ィング法等）によって、ポリエステルフィルムやポリア
ミド、ポリイミドフィルム等の非磁性支持体上に直接被
着することで磁性層が形成される、いわゆる金属磁性薄
膜型の磁気記録媒体が提案され注目を集めている。

【０００４】この金属磁性薄膜型の磁気記録媒体は、保
磁力や角形比等に優れ、短波長での電磁変換特性に優れ
るばかりでなく、磁性層の厚みを極めて薄くできるた
め、記録減磁や再生時の厚み損失が著しく小さいこと、
磁性層中に非磁性材であるバインダーを混入する必要が
ないため、磁性材料の充填密度を高めることができる
等、数々の利点を有している。

【０００５】特に、金属磁性材料を斜め方向から蒸着し
た、斜方蒸着タイプの磁気記録媒体は、電磁変換特性に
優れ、大きな再生出力が得られることから既に実用化さ
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
金属磁性薄膜型の磁気記録媒体では、非磁性支持体の表
面性によって金属磁性薄膜の結晶成長方向や表面形状が
影響を受ける。

【０００７】例えば、非磁性支持体の表面が粗れている
と、金属磁性薄膜の結晶方向が均一に揃わず、媒体の保
磁力を十分に高めることができない。

【０００８】また、非磁性支持体の表面形状は、層状作
用によってその上に形成される金属磁性薄膜の表面形状
に略そのまま反映される。したがって、非磁性支持体表
面が粗れており、突起等を有していたりすると、その突
起形状によって金属磁性薄膜と磁気ヘッドの間でスペー
シングロスが発生する。逆に、非磁性支持体表面が平滑
過ぎると、それを反映して金属磁性薄膜の表面も平滑に
なる。この場合には、スペーシングロスを抑えたり金属
磁性薄膜の結晶方向を揃える点では有利であるが、記録
再生に際して、磁気ヘッドやガイドピン等の摺動部材に
対する金属磁性薄膜の接触面積が大きくなることから、
これらと摺動部材と金属磁性薄膜とが貼り付き等を生じ
るようになり、走行性が劣化する。

【０００９】このように金属磁性薄膜の各種特性は、非
磁性支持体の表面性によって大きく影響を受ける。しか
し、非磁性支持体の表面性については、これまで走行性
の改善を目的とした方向では、例えば非磁性支持体にフ
ィラーを添加して表面粗度を付与する等の対策が講じら
れているものの、金属磁性薄膜の保磁力を併せて考慮し
た検討はほとんどなされていない。このため、これまで
提案されている金属磁性薄膜型の磁気記録媒体は、保磁
力改善の余地が未だ残されており、高密度記録用の媒体
として十分満足のいくものとは言えない。

【００１０】そこで、本発明はこのような従来の実情に
鑑みて提案されたものであり、保磁力が高く、短波長領
域で高出力を発揮する高密度記録用として好適な磁気記
録媒体を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明の磁気記録媒体は、非磁性支持体上に、金
属磁性薄膜が形成されてなる磁気記録媒体において、上
記非磁性支持体の２μｍ×２μｍの範囲での表面粗度Ｓ
Ｒａが、４ｎｍ以下であることを特徴とするものであ
る。

【００１２】また、金属磁性薄膜が形成される側の面に
下塗り層を有しており、この下塗り層が形成された後、
幅方向に延伸され、熱処理が施されていることを特徴と
するものである。

【００１３】さらに、金属磁性薄膜は、Ｃｏを主体とし
て構成されていることを特徴とするものである。

【００１４】また、さらに、金属磁性薄膜上に潤滑剤層
が形成されていることを特徴とするものである。

【００１５】本発明が適用される磁気記録媒体は、非磁
性支持体上に、金属磁性材料を真空薄膜形成技術によっ
て直接被着形成することで磁性層が形成される、いわゆ
る金属磁性薄膜型の磁気記録媒体である。

【００１６】このような金属磁性薄膜型の磁気記録媒体
では、非磁性支持体の表面性によって金属磁性薄膜の結
晶成長方向が影響を受け、金属磁性薄膜の結晶成長方向
を揃え、保磁力を高めるには、非磁性支持体表面がある
程度平滑でなければならない。

【００１７】そこで、本発明では、非磁性支持体の金属
磁性薄膜が形成される側の面の、特に２μｍ×２μｍの
範囲での表面粗度ＳＲａを、４ｎｍ以下に規制する。

【００１８】この２μｍ×２μｍの範囲での表面粗度Ｓ
Ｒａは、被測定試料の原子と探針先端の原子との間に働
く反発力によって変化する、上記探針の変位を検出する
ようになされた原子間力顕微鏡（ＡＦＭ：Ａｔｏｍｉｃ
ＦｏｒｃｅＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）によって測定さ
れる。以下に測定条件を示す。

【００１９】ＡＦＭの測定条件スキャンサイズ：２μｍＺｒａｎｇｅ：０．１μｍサンプリング数：４００ｐｏｉｎｔＳｃａｎｒａｔｅ：４．３４Ｈｚこのようにして測定される２μｍ×２μｍの範囲での表
面粗度ＳＲａが４ｎｍ以下の非磁性支持体上では、金属
磁性材料が揃った結晶方向で結晶成長し、保磁力の高い
金属磁性薄膜が得られることになる。

【００２０】なお、表面粗度ＳＲａを設定する範囲を２
μｍ×２μｍとしたのは以下の理由からである。

【００２１】すなわち、金属磁性材料の結晶成長に悪影
響を与えるのは、非磁性支持体上に密集して存在する突
起である。非磁性支持体上に突起が存在していても、２
μｍ×２μｍの範囲で測定を行ったときに、ＳＲａが前
述の値を満たせば表面性に突起による影響は現れず、金
属磁性材料は均一な結晶方向で結晶成長できるからであ
る。

【００２２】表面粗度ＳＲａが上記条件を満たす非磁性
支持体は、非磁性支持体の原材料をフィルム化する際の
条件をコントロールすることでも得られるが、従来用い
られれているフィルム化装置の精度限界を考慮すると、
通常の条件で得られた非磁性支持体の金属磁性薄膜が形
成される側の面に、表面性を制御するための下塗り層を
設けるのが現実的である。

【００２３】この下塗り層は、非磁性支持体上に熱可塑
性ポリエステル水溶液を塗布、乾燥することで形成され
る層である。非磁性支持体にこのような下塗り層を設
け、幅方向に延伸を行った後、熱処理を行い、その際の
下塗り層の厚さや延伸後の熱処理温度を制御することで
非磁性支持体の表面性を所望のものとすることができ
る。なお、下塗り層の厚さは１０〜２０ｎｍ、熱処理温
度は２００℃前後とするのが適当である。

【００２４】以上のような下塗り層が形成される非磁性
支持体としては、ポリエステルフィルム，ポリイミドフ
ィルム，ポリアミドフィルム等，この種の磁気記録媒体
において非磁性支持体として用いられているプラスチッ
クフィルムがいずれも使用可能である。

【００２５】また、非磁性支持体には、走行性を改善す
るためにフィラーを添加（あるいは塗布）するようにし
ても良い。

【００２６】すなわち、図１に、フィラー２が添加さ
れ、且つその表面に下塗り層３が形成された非磁性支持
体１の構成とその上に形成された金属磁性薄膜４の様子
を示す。

【００２７】上記非磁性支持体は、非磁性支持体原材料
中にフィラー２を添加、分散させ、それをフィルム化し
てなるものであり、その表面にはフィラー２の粒径を略
反映した高さの表面突起が突出している。

【００２８】上記フィラー２としては、架橋性高分子か
らなるミクロゲル粒子、Ｔｉ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｍｇ，Ａ
ｌ，Ｚｎ，Ｂａ等の酸化物、炭酸塩、燐酸塩、硫酸塩が
単独あるいは錯塩として使用することができ、これらを
混合して使用しても良い。例えば、ＣａＣＯ₃，ＳｉＯ
₂，Ａｌ₂Ｏ₃，天然クレー，カオリナイト，カーボン
等の不活性無機粒子や、Ｃａ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｍｇ，Ｓ
ｂ，Ｇｅ，Ｐ，Ｌｉ，Ｋ，Ｎａ等の触媒残渣等を含むポ
リマー不溶解組成物も使用でき、これらは単独で用いて
も双方を組み合わせて用いてもいずれでも良い。

【００２９】なお、表面突起は、高さが４０〜１２０ｎ
ｍ、密度が０．５〜２．５万個／ｍｍ²、より好ましく
は１．５万個／ｍｍ²といった条件で形成するのが望ま
しい。

【００３０】この場合、上記下塗り層３は、非磁性支持
体の表面突起が形成されている上に、熱可塑性ポリエス
テル水溶液を塗布、乾燥することで形成され、この下塗
り層を設け、幅方向に延伸を行った後、熱処理を行い、
その際の下塗り層の厚さや延伸後の熱処理温度を制御す
ることで非磁性支持体の表面性を所望のものとすること
ができる。

【００３１】このような非磁性支持体１上に金属磁性材
料を真空薄膜形成技術によって被着させると、上記表面
突起は適正密度や高さが金属磁性材料の結晶成長に影響
を与えるオーダから離れているので結晶成長には何ら影
響を与えず、下塗り層によって平坦となされた表面５
で、金属磁性材料が均一な結晶方向で結晶成長する。

【００３２】また、形成された金属磁性薄膜４は、非磁
性支持体上の表面突起の形状が層状作用によって浮き出
し、非磁性支持体の表面形状を反映した表面形状となっ
ている。したがって、記録再生に際して摺動部材との接
触面積が小さく、良好な走行性が得られることになる。

【００３３】なお、表面突起はフィラーを水溶性高分子
に分散させたフィラーコロイド溶液を非磁性支持体上に
塗布、乾燥させることでも形成でき、この場合にも同様
の効果が得られる。

【００３４】以上のような非磁性支持体上に形成する金
属磁性薄膜としては、金属磁性薄膜型の磁気記録媒体で
通常用いられているものがいずれも使用でき、例えば斜
め蒸着法あるいは垂直蒸着法で成膜された，鉄，コバル
ト，ニッケル等を主体とする金属薄膜、あるいはこれら
の合金を主体とする金属薄膜が適当である。また、金属
磁性薄膜には、耐蝕性、耐摩耗性を向上させるため、蒸
着雰囲気中に酸素を導入することで酸素を含有させたか
たちにしても良い。なお、金属磁性薄膜の厚さは、耐久
性を確保する観点から４０ｎｍ以上とするのが望まし
い。

【００３５】また、本発明の磁気記録媒体には、上記金
属磁性薄膜表面に潤滑剤層を形成すると、走行性がより
一層向上する。特に、非磁性支持体に表面突起を設けた
場合に、さらに潤滑剤層を設けると、表面形状による効
果と潤滑性能との相乗作用によって優れた走行性が得ら
れる。潤滑剤としては、例えば脂肪酸，脂肪酸エステ
ル，脂肪酸アミド，金属石鹸，脂肪酸アルコール，パラ
フィン，シリコーン，フッ素系界面活性剤，無機活性剤
等を使用することができる。潤滑剤層は、これら潤滑剤
を塗布方式あるいは転写方式によって金属磁性薄膜表面
に被着させることで形成される。

【００３６】さらに、上記磁気記録媒体には、通常の磁
気記録媒体と同様、非磁性支持体の金属磁性薄膜が形成
される側とは反対側の面にバックコート層を設けること
で走行性の向上を図ったり、非磁性支持体と金属磁性薄
膜の間にＴｉ，Ｃｒ，Ｎｉ等の酸素含有金属薄膜やＡｌ
₂Ｏ₃，ＳｉＯ₂等の酸化物薄膜を形成したり、また媒
体の表面や裏面またはそれらの近傍あるいは金属磁性薄
膜内や非磁性支持体内に、防錆剤、帯電防止剤、防カビ
剤等の各種添加剤を保持させるようにしても良い。バッ
クコート層の材料、添加剤の種類等の各種条件は、通常
用いられている条件に準じて良い。

【００３７】

【作用】２μｍ×２μｍの範囲での表面粗度ＳＲａが４
ｎｍ以下となされた非磁性支持体上に、金属磁性材料を
被着形成すると、当該金属磁性材料が非磁性支持体上で
均一な結晶方向で結晶成長し、保磁力の高い金属磁性薄
膜が成膜される。このように保磁力の高い金属磁性薄膜
が磁性層として形成された磁気記録媒体は、短波長領域
で高出力を発揮し、高密度記録用の媒体として好適であ
る。

【００３８】

【実施例】以下、本発明を適用した実施例を実験結果に
基づいて説明する。

【００３９】まず、表面粗度の異なる各種非磁性支持体
を次のように作製した。

【００４０】非磁性支持体の原材料となるＰＥＴ（ポリ
エチレンテレフタレート）ポリマーチップを溶融し、こ
れをダイスリットから押し出し、急冷することでフィル
ム状に成膜した。

【００４１】このＰＥＴフィルムを、逐次二軸延伸法で
一方向に延伸した後、金属磁性薄膜を形成する側の面に
熱可塑性ポリエステル水溶液を塗布、乾燥することで下
塗り層を形成した。そして、下塗り層が形成されたＰＥ
Ｔフィルムを、幅方向に延伸し、熱処理を行った。な
お、このとき、下塗り層の膜厚及び熱処理温度は表１に
示すように変化させた。

【００４２】作製された各種非磁性支持体の、２μｍ×
２μｍの範囲での表面粗度ＳＲａを上述の下塗り層の膜
厚と熱処理温度と併せて表１に示す。なお、表面粗度Ｓ
ＲａはＡＦＭ（ＤｉｇｉｔａｌＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ
ｓ社製）にて測定した。

【００４３】

【表１】

【００４４】表１からわかるように、非磁性支持体の表
面粗度ＳＲａは下塗り層の厚さと熱処理温度に依存して
変化する。すなわち、下塗り層の厚さが厚い程、また熱
処理温度が高い程、表面粗度が小さくなり平滑性が増す
ようになる。

【００４５】そして、次に、作製されたこれら非磁性支
持体を互いに連結して１反とし、その下塗り層表面に、
微量酸素存在雰囲気下、連続真空斜め蒸着法によりＣｏ
−Ｎｉ磁性金属薄膜を成膜した。蒸着条件を以下に示
す。なお、Ｃｏ−Ｎｉ金属磁性薄膜は、Ｃｏが８０重量
％、Ｎｉが２０重量％の組成であり、膜厚は１８０ｎｍ
である。

【００４６】蒸着条件真空度：１０^-2〜１０^-3Ｐａ酸素流量：２リットル／ｍｉｎフィルム送り速度：５５ｍ／秒Ｃｏ−Ｎｉ最少入射角度：５０° 最後に、成膜されたＣｏ−Ｎｉ金属磁性薄膜表面に、ス
テアリン酸を潤滑剤として１０ｍｇ／ｍｍ²なる量で塗
布し、所定の幅にスリットすることで磁気テープを作成
した。

【００４７】そして、以上のようにして作成された磁気
テープについて、各非磁性支持体に対応する部分でそれ
ぞれ保磁力を測定した。その結果を表２に示す。また、
非磁性支持体の表面粗度ＳＲａとテープの保磁力の関係
を図２、さらに参考のため、テープの保磁力と７ＭＨｚ
での出力の関係を図３に示す。

【００４８】

【表２】

【００４９】まず、図３からわかるように、テープの７
ＭＨｚでの出力は、保磁力によって大きく変化する。そ
して、実用レベル以上の出力を得るには、保磁力を最低
でも７０ｋＡ／ｍ以上とする必要がある。

【００５０】次に、図２を見ると、テープの保磁力は、
非磁性支持体の表面粗度ＳＲａと相関があり、非磁性支
持体の表面粗度ＳＲａが小さくなる程テープの保磁力は
大きくなることがわかる。そして、実用レベル以上の出
力を導くところの７０ｋＡ／ｍ以上の保磁力が得られる
のは、非磁性支持体の表面粗度ＳＲａが４ｎｍ以下の場
合である。

【００５１】以上の結果から、金属磁性薄膜の保磁力を
高め、短波長領域において高出力を発揮する媒体を得る
ためには、非磁性支持体の２μｍ×２μｍの範囲での表
面粗度を４ｎｍ以下にすることが必要であることがわか
った。

【００５２】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明では、非磁性支持体上に、金属磁性薄膜が形成されて
なる磁気記録媒体において、上記非磁性支持体の２μｍ
×２μｍの範囲での表面粗度ＳＲａを、４ｎｍ以下に規
制するので、金属磁性薄膜の保磁力が大幅に高められ、
高密度記録領域において高出力を発揮する磁気記録媒体
を得ることが可能である。したがって、本発明は磁気記
録分野における記録密度の向上の大いに貢献するもので
あると言える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した磁気記録媒体の一構成例を示
す要部概略断面図である。

【図２】磁気記録媒体の、非磁性支持体の２μｍ×２μ
ｍの範囲での表面粗度ＳＲａと保磁力の関係を示す特性
図である。

【図３】磁気記録媒体の、保磁力と７ＭＨｚでの出力の
関係を示す特性図である。

【符号の説明】

１非磁性支持体２フィラー３下塗り層４金属磁性薄膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性支持体上に、金属磁性薄膜が形成
されてなる磁気記録媒体において、上記非磁性支持体の２μｍ×２μｍの範囲での表面粗度
ＳＲａが、４ｎｍ以下であることを特徴とする磁気記録
媒体。
【請求項２】上記非磁性支持体は、金属磁性薄膜が形
成される側の面に下塗り層を有しており、この下塗り層
が形成された後、幅方向に延伸され、熱処理が施されて
いることを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。
【請求項３】金属磁性薄膜は、Ｃｏを主体として構成
されていることを特徴とする請求項１または請求項２記
載の磁気記録媒体。
【請求項４】金属磁性薄膜上に潤滑剤層が形成されて
いることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項
３記載の磁気記録媒体。