JPH0845052A - 磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気記録媒体の摺動耐久性を向上し、信頼性
を高める。 【構成】 非磁性支持体上に金属磁性薄膜よりなる磁性
層を形成し、上記磁性層上に二酸化珪素よりなる保護膜
を形成し、さらに上記保護膜上にフッ素を含有する炭化
水素系の潤滑剤よりなる潤滑層を形成する。なお、非磁
性支持体がテープ状支持体である磁気テープに適用して
好適である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気テープに適用して
好適な磁気記録媒体に関し、特に摺動耐久性の向上され
た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、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結合剤中に分
散せしめた磁性塗料を非磁性支持体上に塗布、乾燥する
ことにより作成される塗布型の磁気記録媒体が広く使用
されている。

【０００３】これに対して、高密度磁気記録への要求の
高まりと共に、Ｃｏ−Ｎｉ合金、Ｃｏ−Ｃｒ合金、Ｃｏ
−Ｏ等の金属磁性材料を、メッキや真空薄膜形成手段
（真空蒸着法やスパッタリング法、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磁性層として
直接被着した、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抗磁
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、磁性層の厚みをきわ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結合剤を混入する必要が無いため
磁性材料の充填密度を高めることが出来ることなど、数
々の利点を有している。すなわち、上記金属磁性薄膜型
の磁気記録媒体は、磁気特性的な優位さ故に高密度磁気
記録に対応する磁気記録媒体の主流になると考えられ
る。

【０００５】なお、この種の磁気記録媒体の電磁変換特
性を向上させ、より大きな出力を得ることを可能とする
ために、該磁気記録媒体の磁性層を形成する際に磁性層
を斜めに蒸着する、いわゆる斜方蒸着を行った磁気記録
媒体が提案され、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、今後、さら
なる高記録密度化が要求されることが予想される。その
ため、上記のような磁気記録媒体をスペーシング損失を
少なくするために平滑化する傾向にある。しかしなが
ら、磁気記録媒体の平滑化に伴い、磁気ヘッド，磁気記
録媒体間の摩擦力は増大し、磁気記録媒体に生じるせん
断応力が大きくなり、摺動耐久性の向上が求められる。

【０００７】上記磁気記録媒体のうち、ハードディスク
等のような磁気ディスクにおいては、磁気ヘッドとして
磁気ディスクから微小な距離を有して記録再生を行う浮
上型の磁気ヘッドを用いることが多く、磁気ヘッドが磁
気ディスクと接触する時間が比較的少ないため、その摺
動耐久性の向上は比較的小さくても実用可能である。

【０００８】しかしながら、磁気記録媒体のうち磁気テ
ープにおいては、記録再生の他、早送り，巻き戻しのい
ずれの動作中においても磁気ヘッドが磁気テープと接触
しており、その摺動耐久性を大きく向上させることが求
められる。

【０００９】そこで、このような磁気記録媒体において
は、摺動耐久性を向上させるべく、磁性層上に保護膜を
形成することが検討されている。なお、上記保護膜とし
ては、カーボン膜，二酸化珪素膜，ジルコニア膜等が挙
げられる。ところが、磁性層表面に単に保護膜を形成し
ただけでは、摺動耐久性を大きく向上させることは難し
い。

【００１０】そこで、本発明は従来の実情に鑑みて提案
されたものであり、摺動耐久性が大幅に向上されて、特
に磁気テープに適用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
性薄膜よりなる磁性層が形成され、上記磁性層上に二酸
化珪素よりなる保護膜が形成され、さらに上記保護膜上
にフッ素を含有する炭化水素系の潤滑剤よりなる潤滑層
が形成されていることを特徴とするものである。

【００１２】上記フッ素を含有する炭化水素系の潤滑剤
としては、例えば、パーフロロポリエーテル等が挙げら
れ、また潤滑層を形成するには、上記のような潤滑剤を
塗布して塗膜を形成する方法が挙げられる。

【００１３】また、本発明の磁気記録媒体においては、
非磁性支持体として、テープ状支持体を用いた磁気テー
プに適用して好適である。

【００１４】ところで、上記のような磁気記録媒体の保
護膜を形成する手法としては、蒸着法，イオンプレーデ
ィング法，スパッタリング法，ＣＶＤ法等の薄膜形成手
段が挙げられる。

【００１５】上記蒸着法は、薄膜形成材料を加熱蒸発さ
せて蒸発粒子を基板上に堆積させて薄膜を形成する技術
である。加熱蒸発させる方法としては、抵抗加熱，高周
波加熱，フラッシュ加熱，電子ビーム加熱等が挙げられ
る。なお、蒸着中にガスを導入して蒸着粒子と反応させ
れば、反応性蒸着も可能である。

【００１６】また、イオンプレーディング法は、抵抗加
熱，高周波加熱，電子衝撃による加熱により薄膜形成材
料或いはその成分金属を、アルゴン等の不活性ガス或い
は酸素，窒素等の活性ガスを含む低真空中へ蒸発させ、
ＤＣ放電，ＲＦ放電，電子衝撃等によりイオン化して電
界で加速し、そのまま或いは雰囲気活性ガスと反応させ
て基板上に堆積させて薄膜を形成する技術である。

【００１７】そして、スパッタリング法は、電場や磁場
を利用してアルゴン等の不活性ガスを電離（プラズマ
化）してこの電離されたアルゴンイオンを加速し、その
運動エネルギーにより薄膜形成材料よりなるターゲット
から原子を叩き出し、この叩き出された原子を基板上に
堆積させて薄膜を形成する技術である。特に交流電場を
使用するＲＦスパッタリング法は、ターゲット材として
金属材料，非金属材料の両方が使用できることから、多
くの種類の薄膜の形成が可能である。

【００１８】さらに、ＣＶＤ法は、電場や磁場を用いて
発生させたプラズマのエネルギーを利用し、気化された
原料に気相または基板表面で分解・結合等の化学反応を
起こして薄膜を形成する技術である。特に、最近では、
上記ＣＶＤ法によりカーボン膜においてもより硬度な膜
であるダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜等の形
成を行う検討もなされている。

【００１９】上記薄膜形成手段のうち、スパッタリング
法，ＣＶＤ法は、蒸着法やイオンプレーディング法と比
較して薄膜形成速度が遅く、生産性が良好ではないとい
う不都合を有しており、生産性の観点からは、保護膜形
成手段としては蒸着法やイオンプレーディング法を用い
ることが好ましい。

【００２０】

【作用】本発明の磁気記録媒体は、非磁性支持体上に金
属磁性薄膜よりなる磁性層が形成され、上記磁性層上に
二酸化珪素よりなる保護膜が形成され、上記保護膜上に
フッ素を含有する炭化水素系の潤滑剤よりなる潤滑層が
形成されていることから、磁気テープに適用した場合に
おいても十分な摺動耐久性を有する。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて実験結果に基づいて説明する。本実験例において
は、磁気記録媒体として磁気テープを使用し、該磁気テ
ープの二酸化珪素よりなる保護膜を蒸着法，イオンプレ
ーディング法，スパッタリング法により形成し、その上
にフッ素を含有する炭化水素系の潤滑剤よりなる潤滑層
を形成して磁気テープサンプルを製造し、これらの磁気
テープサンプルの摺動耐久性を評価した。

【００２２】先ず、本実験例において使用した真空蒸着
装置について図面を参照しながら説明する。この真空蒸
着装置は、図１に示すように、内部が真空状態となされ
た真空室１内の上部左右に送り出しロール２，巻取りロ
ール３を配設するとともに、真空室１中央にキャンロー
ル４を配してなるものである。なお、真空室１の上下に
は排気口５ａ，５ｂが設けられており、ここから排気す
ることにより真空室１内部を真空状態とする。また、送
り出しロール２とキャンロール４の間にはガイドロール
６、キャンロール４と巻取りロール３の間にはガイドロ
ール７が配設されている。

【００２３】上記キャンロール４は、送り出しロール２
に巻装されている可撓性連続基板８を図中下方に引き出
すように設けられ、送り出しロール２や巻取りロール３
の径よりも大径となされている。なお、送り出しロール
２、巻取りロール３及びキャンロール４は、それぞれ可
撓性連続基板８と略同一な幅を有する円筒状をなすもの
であり、上記キャンロール４は、内部に図示しない冷却
装置が設けられ、上記可撓性連続基板８の温度上昇によ
る変形を抑制できるようになっている。

【００２４】そして、ガイドロール６，７は、それぞ
れ、送り出しロール２とキャンロール４の間、キャンロ
ール４と巻取りロール３の間に配設され、キャンロール
４よりも図中上方に設けられている。すなわち、ガイド
ロール６，７は、送り出しロール２からキャンロール４
に供給され、キャンロール４から巻取りロール３に巻取
られる可撓性連続基板８に所定のテンションをかけ、該
可撓性連続基板８が確実にキャンロール４の周面上を走
行するようにするものである。

【００２５】また、キャンロール４の下方にはルツボ９
が設けられ、このルツボ９内には図示しない薄膜形成材
料が充填されている。上記キャンロール４と薄膜形成材
料の充填されたルツボ９の間にあって該キャンロール４
の近傍には、キャンロール４の周面に対向するように湾
曲形成されてシャッター１０が配設されている。

【００２６】さらに、真空室１外部の側壁部には電子銃
１１が設けられている。この電子銃１１は、該電子銃１
１から照射される図中破線で示すような電子線Ｘがルツ
ボ９内に充填される薄膜形成材料に掃引照射されるよう
な位置に配されており、上記電子線Ｘの照射により薄膜
形成材料を加熱蒸発させることが可能となされている。

【００２７】また、上記ルツボ９とシャッター１０の間
にはガス導入管１２が配され、このガス導入管１２を通
じて蒸着中にガスを導入することが可能とされており、
加熱蒸発した薄膜形成材料とガスを反応させて蒸着させ
る、いわゆる反応性蒸着が可能とされている。

【００２８】以上のように構成される真空蒸着装置にお
いては、送り出しロール２に巻装された可撓性連続基板
８は、例えば時計回り方向に定速回転する送り出しロー
ル２から図中矢印Ｍ₁ 方向に送り出され、ガイドロール
６による所定のテンションを受けながら、例えば時計回
り方向に定速回転するキャンロール４に供給される。そ
の後、可撓性連続基板８はキャンロール４からガイドロ
ール７によって所定のテンションを受けながら図中上方
に引き上げられ、例えば時計回り方向に定速回転する巻
取りロール３に図中矢印Ｍ₁ 方向に走行して巻取られ
る。

【００２９】そして、可撓性連続基板８は、上記キャン
ロール４の周面を通過する際に蒸着加工される。

【００３０】すなわち、図１の真空室内には、上述のよ
うにキャンロール４の下方に薄膜形成材料が充填された
ルツボ９が設けられており、このルツボ９は上記キャン
ロール４の幅と同一の幅からなるものである。そして、
このルツボ９に充填された薄膜形成材料は真空室１外部
に設けられた電子銃１１から照射される電子線Ｘによっ
て加熱蒸発させられる。このとき、ガス導入管１２から
ガスが真空室内に導入されている。従って、上記電子線
Ｘによって蒸発した薄膜形成材料は、ガスと反応した
後、上記キャンロール４の周面を定速走行する可撓性連
続基板８上に被着し、膜として被着形成される。

【００３１】なお、このとき、前述のシャッター１０が
キャンロール４の所定の領域を覆うように配設されてい
るため、上記薄膜形成材料は所定の角度範囲で蒸着する
こととなる。

【００３２】次に、本実験例において使用したイオンプ
レーディング装置について図面を参照しながら説明す
る。このイオンプレーディング装置は、前述の真空蒸着
装置と略同様の構成を有するものである。すなわち、上
下に排気口２５ａ，２５ｂが配され内部が真空状態とな
された真空室２１内に、送り出しロール２２，巻取りロ
ール２３，キャンロール２４が配され、送り出しロール
２２，キャンロール２４，巻取りロール２３の間にはそ
れぞれガイドロール２６，２７が配設されている。そし
て、これら送り出しロール２２，ガイドロール２６，キ
ャンロール２４，ガイドロール２７，巻取りロール２３
の上を可撓性連続基板２８が図中矢印Ｍ₂で示すような
方向で順次走行するようになされている。

【００３３】また、キャンロール２４の下方には図示し
ない薄膜形成材料の充填されたルツボ２９が設けられ、
上記キャンロール２４とルツボ２９の間のキャンロール
２４の近傍には、キャンロール２４の周面に対向するよ
うに湾曲形成されてシャッター３０が配設されている。

【００３４】さらに、真空室２１外部の側壁部には電子
銃３１が設けられている。また、上記ルツボ２９とシャ
ッター３０の間にはガス導入管３２が配されている。

【００３５】なお、これらの各構成部材の形状，役割等
は前述の真空蒸着装置と同様である。

【００３６】そして、このイオンプレーディング装置に
おいては、薄膜形成材料の充填されているルツボ２９と
シャッター３０の間にコイル３３が設けられ、該コイル
３３には整合器３５を介して高周波電源３４が接続され
ている。

【００３７】この高周波電源３４から整合器３５を介し
てコイル３３に高周波（例えば１３．５６ＭＨｚ）を導
入させた状態で、ガス導入管３２からガスを導入する
と、上記ガスは励起されプラズマ化される。すなわち、
電子銃３１の図中破線で示す電子線Ｘにより加熱蒸発さ
せられた薄膜形成材料は上記プラズマ中を通ることとな
り、薄膜形成材料の蒸気の一部はイオン化されて、キャ
ンロール２４の周面を定速走行する可撓性連続基板２８
上に被着され、膜として被着形成される。なお、キャン
ロール２４上を走行する可撓性連続基板２８には直流電
源３７に接続されるバイアス電極３６からＤＣバイアス
電圧が印加されるようになされている。

【００３８】次に、本実験例において使用したスパッタ
リング装置について図面を参照しながら説明する。この
スパッタリング装置は、前述の真空蒸着装置と略同様の
構成を有するものである。すなわち、上下に排気口４５
ａ，４５ｂが配され内部が真空状態となされた真空室４
１内に、送り出しロール４２，巻取りロール４３，キャ
ンロール４４が配され、送り出しロール４２，キャンロ
ール４４，巻取りロール４３の間にはそれぞれガイドロ
ール４６，４７が配設されている。そして、これら送り
出しロール４２，ガイドロール４６，キャンロール４
４，ガイドロール４７，巻取りロール４３の上を可撓性
連続基板４８が図中矢印Ｍ₃ で示すような方向で順次走
行するようになされている。

【００３９】なお、これらの各構成部材の形状，役割等
は前述の真空蒸着装置と同様である。

【００４０】そして、上記スパッタリング装置において
は、キャンロール４４の下方にスパッタ電極４９が設け
られ、上記スパッタ電極４９上には薄膜形成材料よりな
るターゲット５１が配され、かつ整合器５５を介して高
周波電源５４が接続されている。なお、上記キャンロー
ル４４とスパッタ電極４９の間のキャンロール４４の近
傍には、キャンロール４４の周面に対向するように湾曲
形成されてシャッター５０が配設されている。さらに、
上記スパッタ電極４９とシャッター５０の間にはガスを
導入するガス導入管５２が配されている。

【００４１】従って、ガス導入管５２から導入されるガ
スにより、ターゲット５１をスパッタリングすれば、キ
ャンロール４４の周面を定速走行する可撓性連続基板４
８上に薄膜形成材料が被着され、膜として被着形成され
る。

【００４２】そして、上記のような装置を用いて磁気テ
ープの磁性層，二酸化珪素よりなる保護膜を形成し、フ
ッ素を含有する炭化水素系の潤滑剤よりなる潤滑層を形
成して磁気テープサンプルを製造した。

【００４３】上記磁気テープサンプルは以下のようにし
て製造した。すなわち、先ず、図１に示した真空蒸着装
置を用い、可撓性連続基板８としてポリエチレンテレフ
タレート（ＰＥＴ）よりなるテープ状の非磁性支持体を
用い、その上にＣｏ−Ｎｉ−Ｏ金属磁性薄膜よりなる磁
性層を形成した。

【００４４】上記金属磁性薄膜の形成は、電子銃パワー
を３０ｋＷとし、真空度を２×１０^-2Ｐａとし、薄膜形
成材料をＣｏ−Ｎｉとし、導入ガスを酸素ガスとして反
応性蒸着により行い、その膜厚は２００ｎｍとした。

【００４５】次に、上記金属磁性薄膜よりなる磁性層上
に各装置を用いて二酸化珪素よりなる保護膜をそれぞれ
形成した後、フッ素を含有する炭化水素系の潤滑剤より
なる潤滑層を形成して磁気テープサンプルを得た。すな
わち、各装置の可撓性連続基板８，２８，４８として磁
性層の形成されたテープ状の非磁性支持体を用い、この
上に保護膜を形成した後、フッ素を含有する炭化水素系
の潤滑剤を塗布して潤滑層を形成し、磁気テープサンプ
ルを製造した。

【００４６】上記保護膜を真空蒸着装置により形成する
場合には、電子銃パワーを５ｋＷとし、真空度を２×１
０^-2Ｐａとし、薄膜形成材料をＳｉとし、導入ガスを酸
素ガスとし、反応性蒸着により形成し、膜厚を１０ｎｍ
として形成した。そして、上記保護膜上にフッ素を含有
する炭化水素系の潤滑剤としてパーフロロポリエーテル
を塗布して潤滑層を形成し、製造された磁気テープサン
プルを実施例１とした。

【００４７】上記保護膜をイオンプレーディング装置に
より形成する場合には、電子銃パワーを６ｋＷとし、真
空度を２×１０^-2Ｐａとし、薄膜形成材料をＳｉとし、
導入ガスを酸素ガスとし、高周波電力を１００Ｗとし、
ＤＣバイアス電圧を−１００Ｖとし、保護膜厚を１０ｎ
ｍとして形成した。そして、上記保護膜上にフッ素を含
有する炭化水素系の潤滑剤としてパーフロロポリエーテ
ルを塗布して潤滑層を形成し、製造された磁気テープサ
ンプルを実施例２とした。

【００４８】上記保護膜をスパッタリング装置により形
成する場合には、真空度を４．６×１０^-1Ｐａとし、タ
ーゲットをＳｉＯ₂ とし、スパッタガスをアルゴンガス
とし、高周波電力を３００Ｗとし、保護膜厚を１０ｎｍ
として形成した。そして、上記保護膜上にフッ素を含有
する炭化水素系の潤滑剤としてパーフロロポリエーテル
を塗布して潤滑層を形成し、製造された磁気テープサン
プルを実施例３とした。

【００４９】さらに、比較のために、上記実施例１〜３
と同様に保護膜を形成した後、潤滑層を形成しない磁気
テープサンプルも製造し、それぞれを比較例１〜３とし
た。

【００５０】そして、上記実施例１〜３及び比較例１〜
３の磁気テープサンプルの摺動耐久性を評価した。

【００５１】磁気テープサンプルの摺動耐久性は、ソニ
ー社製の８ｍｍビデオデッキＣＶＤ−１０００（機種
名）を改造したものを用い、出力が初期出力よりも３ｄ
Ｂ低下したときの磁気ヘッド摺動回数（パス数）を測定
して評価した。結果を表１に示す。

【００５２】

【表１】

【００５３】表１の結果から、非磁性支持体上に金属磁
性薄膜よりなる磁性層が形成され、上記磁性層上に二酸
化珪素よりなる保護膜が形成され、上記保護膜上にフッ
素を含有する炭化水素系の潤滑剤よりなる潤滑層が形成
されている実施例１〜３においては、摺動耐久性が著し
く向上していることが確認された。

【００５４】さらに、実施例１のように、二酸化珪素よ
りなる保護膜を酸素雰囲気中で珪素を蒸着して形成する
と、生産性が良好なものとなる。

【００５５】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、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よ
りなる磁性層が形成され、上記磁性層上に二酸化珪素よ
りなる保護膜が形成され、上記保護膜上にフッ素を含有
する炭化水素系の潤滑剤よりなる潤滑層が形成されてい
ることから、磁気テープに適用した場合においても十分
な摺動耐久性を有し、高い信頼性を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】真空蒸着装置の一構成例を示す模式図である。

【図２】イオンプレーディング装置の一構成例を示す模
式図である。

【図３】スパッタリング装置の一構成例を示す模式図で
ある。

【符号の説明】

１，２１，４１ 真空室 ２，２２，４２ 送り出しロール ３，２３，４３ 巻取りロール ４，２４，４４ キャンロール ８，２８，４８ 可撓性連続基板 ９，２９ ルツボ １１，３１ 電子銃 １２，３２，５２ ガス導入管 ３３ コイル ３４，５４ 高周波電源 ３５，５５ 整合器 ４９ スパッタ電極 ５１ ターゲット Ｘ 電子線

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非磁性支持体上に金属磁性薄膜よりなる
   磁性層が形成され、上記磁性層上に二酸化珪素よりなる
   保護膜が形成され、さらに上記保護膜上にフッ素を含有
   する炭化水素系の潤滑剤よりなる潤滑層が形成されてい
   ることを特徴とする磁気記録媒体。
2. 【請求項２】 非磁性支持体がテープ状支持体であるこ
   とを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。