JPH0935235A

JPH0935235A - 磁気記録媒体及びその製造方法

Info

Publication number: JPH0935235A
Application number: JP18033495A
Authority: JP
Inventors: Osamu Yoshida; 修吉田; Noriyuki Kitaori; 典之北折; Hirohide Mizunoya; 博英水野谷; Katsumi Sasaki; 克己佐々木; Yuzo Matsuo; 祐三松尾; Akira Shiga; 章志賀; Junko Ishikawa; 准子石川
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1995-07-17
Filing date: 1995-07-17
Publication date: 1997-02-07

Abstract

(57)【要約】【課題】より耐久性、耐酸化性が向上した磁気記録媒
体、特に鉄を主体として窒素や炭素を含む磁性層を有す
る磁気記録媒体を得る。【解決手段】真空雰囲気中で、支持体１上にイオンア
シスト物理蒸着法により鉄及び窒素もしくは炭素を含む
磁性層、例えばFe−N−O系磁性層２を形成し、当該磁性
層上に物理蒸着法によりニッケル層３を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録媒体及び
その製造方法に関する。より詳しくは、Fe−N−O系、Fe
−N 系、Fe−C系、Fe−C−N−O系等の、鉄と、窒素もし
くは炭素を含む磁性層を有する磁気記録媒体及びその製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気記録媒体、例えば磁気テープには、
非磁性支持体であるフィルム上に磁性粉をバインダーに
分散させた磁性塗料を塗布してなる従来からある塗布型
テープと、フィルム上に真空中で磁性金属を蒸着する真
空蒸着法を用いてバインダーを全く含まない金属薄膜の
磁性層を非磁性支持体上に付着させる蒸着型テープとが
ある。そして、近年の磁気記録は高密度記録化の方向に
あり、蒸着テープは、磁性層にバインダーを含まないこ
とから磁性材料の密度を高められるため、高密度記録に
有望であるとされている。

【０００３】ところで、真空蒸着法によって非磁性支持
体上に形成する磁性層用の磁性材料としては、従来で
は、Co系、Co−Ni系、Co−Cr系の強磁性合金が用いられ
ている。しかしながら、Co、Ni、Crは共に価格が高い上
に公害問題も有している。この点、Fe（金属鉄）は、価
格が安く公害の安全性においても問題はないが、高記録
密度に不可欠な保磁力が低く、また、耐蝕性が低いとい
う欠点があり、Co−Ni系、Co−Cr系及びFeに代わる磁性
層用材料が望まれている。

【０００４】このような状況から、ベースを低価格で環
境汚染の心配のないFeとし、高い保磁力と耐蝕性を有す
る磁性層を形成するために、Feの蒸着中に酸素、窒素、
二酸化炭素等のガスやこれらの混合ガスをイオン化して
照射する、いわゆるイオンアシストによる蒸着法によ
り、Fe−N系、Fe−C系、Fe−N−O系、Fe−C−N−O 系等
の磁性膜を形成することが試みられている。このイオン
アシスト蒸着法は、図２に示すような装置により、電子
ビーム銃から電子ビームを金属Feに照射し、Feを加熱気
化させて冷却板上を走行するフィルム表面に蒸着させる
と共に、イオン銃により、例えば窒素イオンと酸素イオ
ンを蒸着領域に照射して所望の膜を形成する方法であ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなFe−N系、Fe−C系、Fe−N−O系、Fe−C−N−O 系等
の磁性膜は所望の膜特性を得るためには成膜速度を遅く
する必要があり、生産効率の面で不利であった。また、
窒素酸化物(NO_X)、硫黄酸化物(SO_X)等に対する耐酸化性
が低いことが指摘されている。更に、Fe₄N等は侵入型固
溶体であるため、長期保存後には構成成分の拡散等によ
り品質が劣化する可能性が考えられる。また、通常、磁
気記録媒体のベースフィルムとしてはPET(ポリエチレン
テレフタレート) 等のプラスチックフィルムが用いられ
るが、ベースフィルムの構成成分である酸素が拡散して
磁性層に影響を与えることが起こり得る。このような状
況から、更に安定性、耐久性に優れた蒸着型の磁気記録
媒体が望まれている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の目的
を達成するために、鋭意研究した結果、鉄を主体とする
鉄−窒素系或いは鉄−炭素系の磁性層上にニッケル層を
形成させることにより、従来の同等の成膜速度で、より
耐久性、耐酸化性に優れた磁気記録媒体が得られること
を見出し、本発明を完成するに至った。

【０００７】すなわち本発明は、支持体と、当該支持体
上に形成された鉄及び窒素もしくは炭素を含む磁性層
と、当該磁性層上に形成されたニッケル層とを有する磁
気記録媒体を提供するものである。かかる磁気記録媒体
は、真空雰囲気中でイオンアシスト物理蒸着法により支
持体上に鉄及び窒素もしくは炭素を含む磁性層を形成
し、次いで物理蒸着法により前記磁性層上にニッケル層
を形成する工程を含むことを特徴とする製造方法により
得られる。

【０００８】また本発明は、支持体と、当該支持体上に
形成されたニッケル層と、当該ニッケル層上に形成され
た鉄及び窒素もしくは炭素を含む磁性層と、当該磁性層
上に形成されたニッケル層とを有する磁気記録媒体を提
供するものである。かかる磁気記録媒体は、真空雰囲気
中で物理蒸着法により支持体上にニッケル層を形成し、
次いでイオンアシスト物理蒸着法により前記ニッケル層
上に鉄及び窒素もしくは炭素を含む磁性層を形成し、次
いで物理蒸着法により前記磁性層上にニッケル層を形成
する工程を含むことを特徴とする製造方法により得られ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の磁気記録媒体の構造を示
す略示図を図１（ａ）に示す。この磁気記録媒体は、真
空雰囲気中で、支持体１上にイオンアシスト物理蒸着法
により形成された鉄及び窒素もしくは炭素を含む磁性
層、例えばFe−N−O系薄膜からなる磁性層２を有し、更
にその上にニッケル層３が形成されていることを特徴と
し、これにより磁性層への外部からの影響を遮蔽できる
ために、また磁性層中から窒素もしくは炭素の外部への
拡散を防ぐことができるために、従来と同等の成膜速度
で更に耐久性、耐酸化性に優れた磁気記録媒体が得られ
る。

【００１０】また、本発明の磁気記録媒体の他の例を図
１（ｂ）に示す。この磁気記録媒体は、支持体１上に物
理蒸着法により形成されたニッケル層４と、当該ニッケ
ル層４上にイオンアシスト物理蒸着法により形成された
鉄及び窒素もしくは炭素を含む磁性層、例えばFe−N−O
系薄膜からなる磁性層２と、更に磁性層２上に物理蒸着
法により形成されたニッケル層３とを有することを特徴
とし、前記で説明したように磁性層への外部からの影響
を遮断できると共に、ベースフィルムからの酸素の拡散
の影響を遮断でき、更に安定性に優れた磁気記録媒体と
なる。

【００１１】以下、本発明の磁気記録媒体を製造する方
法について、磁性層としてFe−N −O 系薄膜からなる磁
性層を形成する場合を例として説明する。図２は本発明
に用いられる製造装置の一例を示す略示図である。図２
中、21は真空容器、22は冷却キャンロール、23，23’は
スパッタ装置、24はイオンガン、25は電子銃、26はルツ
ボ、27は酸素ガス導入管、28はガス導入管、29は遮蔽
板、30は巻出ロール、31は巻取ロール、32は支持体、33
はガス導入管である。

【００１２】真空容器１は、内部が（Ａ）〜（Ｄ）の４
つのチャンバに画定されており、差動排気によりそれぞ
れ独立した真空度を保っている。また真空容器１はその
排出口が図示しない真空ポンプに接続されている。ま
た、スパッタ装置23，23’はニッケルを蒸着させるため
のものである。支持体32はチャンバ（Ａ）を経てチャン
バ（Ｂ）を走行し、支持体32上に磁性層が形成される。
チャンバ（Ｂ）に配置されたルツボ26は通常銅から構成
され、高温に耐えられるようになっている。このルツボ
26は通常融解槽（例えばMgO 製）を備え、この融解槽内
に金属鉄を収容している。電子銃25から電子ビームが発
射されルツボ26内の金属鉄に照射するようになってい
る。電子銃25により電子ビームを金属鉄に照射すると、
金属鉄は溶融し、蒸発を続ける。金属鉄の蒸着面に向け
てイオンガン24から例えば窒素イオン、酸素イオンを照
射し、所望の構成の磁性層が形成される。なお、本発明
でいう「イオンアシスト」とは窒素、酸素等をイオンの
形態ではなくガスのまま供給する場合も含み、また、イ
オンとガスとを組み合わせて供給する場合をも含む。特
に、比較的活性の高い酸素はノズル27から蒸着面に対し
て導入してもよい。本発明において、磁性層は、鉄を主
体とし、窒素もしくは炭素を含むものであり、窒素と炭
素の両方を含んでいてもよい。また、必要に応じて酸素
その他の元素を含むことも可能である。また、窒素や炭
素は適当なイオン源となるガスをイオンガンに供給する
ことにより、イオン化されて磁性層の蒸着面に供給され
る。イオン源となるガスとしては、窒素ガス、CH₄、C₆H
₆、H₂、C₆H₁₄、C₆H₁₂、C₃H₈、酸素ガス等であり、目的
とする磁性層の組成や支持体の走行速度等に合わせて原
料ガスの流量、比率等を決めればよい。

【００１３】磁性層が形成された支持体32はチャンバ
（Ｃ）を走行し、スパッタ装置23’により磁性層上にニ
ッケル層が形成される。チャンバ（Ｃ）ではノズル28か
らアルゴンガスが供給される。磁性層上に形成されるニ
ッケル層の厚さは限定されないが、50〜180 Å程度が好
ましい。また、支持体上にニッケル層を形成する場合、
その厚さは80〜500 Å程度が好ましい。

【００１４】本発明において、磁性層やニッケル層を形
成する物理蒸着手段や、イオンガンは従来公知のものを
用いることができる。

【００１５】本発明において、磁性層の厚さは限定され
ないが、1000〜2500Å程度である。また、磁性層は単層
でも多層構造でもよい。多層構造とする場合、それぞれ
の磁性層の組成は同じでも異なっていてもよい。例えば
磁性層を二層構造とする場合、下層（支持体に近い層）
の磁性層の厚さは1000〜2000Åが好ましく、上層（支持
体から遠い層）の磁性層の厚さは50〜1000Åが好まし
い。また磁性層を三層構造とする場合、下層の磁性層の
厚さは 100〜2000Åが好ましく、中間の磁性層の厚さは
100〜1000Åが好ましく、上層の磁性層の厚さは50〜10
00Åが好ましい。磁性層の数は高周波記録に対応するに
は多い方がよいが、実用的な範囲としては二〜五層が好
適と考えられる。

【００１６】また、本発明の磁気記録媒体の支持体の材
料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレ
ンナフタレートのようなポリエステル；ポリエチレン、
ポリプロピレン等のポリオレフィン; セルローストリア
セテート、セルロースジアセテート等のセルロース誘導
体；ポリカーボネート；ポリ塩化ビニル；ポリイミド；
芳香族ポリアミド等のプラスチック等が使用される。こ
れらの基材の厚さは３〜50μm 程度である。

【００１７】また、厚さ0.01〜0.2 μm 程度のアンダー
コート層、厚さ10〜100 Å程度の保護層、厚さ２〜50Å
程度の潤滑層、或いはカーボンブラックを主成分とする
厚さ0.2 〜1.0 μm 程度のバックコート層等を設けても
よい。これらの層を形成する原料は従来公知のものが適
宜使用できる。

【００１８】

【実施例】以下実施例にて本発明を説明するが、本発明
はこれらの実施例に限定されるものではない。

【００１９】実施例１ (1) 磁気記録媒体の製造図２に示す製造装置に、厚さ 6.5μm のPET フィルムを
セットし、ルツボ26内に純度 99.95％のFeを収容し、電
子銃25の出力を３kWとしてルツボ26内のFeに照射した。
また、チャンバ（Ｂ）のイオンガン24に全圧が７×10^-4
Torrとなるように窒素ガスを供給し、窒素イオンを発生
させ、蒸着面に照射すると共に、ノズル27から酸素ガス
を分圧が２×10^-5Torrとなるように蒸着面に導入した。
これによりフィルム上にFe−N−O系の磁性層を形成し
た。次いでチャンバ（Ｃ）において、アルゴンガスの分
圧が２×10^-4Torrとなるようにノズル28から供給し、ス
パッタ装置23’によりニッケルを磁性層上に蒸着してニ
ッケル層を形成した。なお、PET フィルムの走行速度は
0.5ｍ／分とした。またチャンバ（Ａ）ではスパッタは
行なっていない。また、磁性層が形成されたPET フィル
ムの磁性層面とは反対の面に、平均粒径40nmのカーボン
ブラックをウレタンプレポリマーと塩化ビニル系樹脂と
のバインダー樹脂中に分散させてなるバックコート用の
塗料をダイコーティング方式により、乾燥膜厚0.5 μｍ
となるように塗布し、乾燥してバックコート層を形成し
た。その後パーフルオロポリエーテル(FOMBLIN Z DOL、
モンテカチーニ社製）をフッ素系不活性液体（フロリナ
ート FC-77、住友スリーエム株式会社製）に0.05重量％
となるように希釈、分散させた塗料をダイコーティング
方式により、乾燥膜厚が20Åとなるように磁性層上に塗
布し、105 ℃で乾燥させて潤滑層を形成した。

【００２０】(2) 磁気記録媒体の性能評価上記により磁性層、ニッケル層及びバックコート層が形
成されたPET フィルムを８mm幅に裁断し、ハイバンド８
mmVCR 用カセットにローディングした。そして、成膜速
度、保磁力(Hc)、飽和磁束密度(Bs)、膜厚（Å）、X 線
回折強度〔Fe₄N(111) 、Fe(110) 、Fe₄N(200) 、( )内
はミラー指数を示す。〕を測定した。具体的には、振動
型磁気力計により印加10kOe で保磁力、磁気モーメント
を測定し、また、0.1N塩酸により磁性層を溶解して膜厚
に段差をつけてランクテーラホブソン社製タリステップ
により膜厚を測定し、飽和磁束密度を測定した。また、
X線回折強度の評価は各角度のピークが確認される場合
には○、弱いが確認される場合には△、確認されない場
合には×、若干シフトする場合にはＳとした。また、耐
食性の試験として、20℃の５重量％NaCl水溶液に１週
間、テープ（８mmに裁断したもの）を浸漬した時のBsの
減少率ΔBsを測定した。また、耐酸化性の試験として、
50ppm SO_Xガス雰囲気中に24時間放置した後のBsの減少
率ΔBsを測定した。更に、耐久性の試験として、ヘッド
テスター法によりトラック巾25μｍハイバンド８mm MIG
ヘッドで相対速度10ｍ／秒での出力10dB低下までの時間
ΔＴ（分）を測定した。これらの評価結果を表１に示
す。

【００２１】実施例２図２に示す装置を用い、実施例１と同様に磁気記録媒体
を製造した。ただし、チャンバ（Ａ）において、PET フ
ィルム上にスパッタによりニッケル層を形成した後、チ
ャンバ（Ｂ）で磁性層を形成し、次いでチャンバ（Ｃ）
で磁性層上のニッケル層を形成した。その際、チャンバ
（Ａ）にアルゴンガスをノズル33から全圧が２×10^-3To
rrとなるように導入しながらニッケルをスパッタし、フ
ィルム上に厚さ130 Åのニッケル層を形成した。また、
電子銃25の出力は10kWとし、フィルムの走行速度は 0.6
ｍ／分とした。その他は実施例１と同様にしてニッケル
−磁性層−ニッケル構造を有するハイバンド８mmVCR 用
カセットテープを作成した。得られたカセットテープに
ついて、実施例１と同様の評価を行なった。その結果を
表１に示す。

【００２２】比較例１図１に示す装置を用い、実施例１と同様に磁気記録媒体
を製造した。ただし、チャンバ（Ｃ）におけるニッケル
層の形成を行なわなかった。その他は実施例１と同様に
してハイバンド８mmVCR 用カセットテープを作成した。
得られたカセットテープについて、実施例１と同様の評
価を行なった。その結果を表１に示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、従来と同等の成膜速度
で、耐久性、耐酸化性が著しく向上した鉄及び窒素もし
くは炭素を含有する磁性層、例えばFe−N−O系磁性層、
Fe−N−C−O系磁性層を有する磁気記録媒体を製造する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気記録媒体の構造を示す略示図

【図２】本発明の磁気記録媒体を製造する装置の概略
図

【符号の説明】

１支持体２ Fe−N−O系磁性層３ニッケル層４ニッケル層

フロントページの続き (72)発明者佐々木克己栃木県芳賀郡市貝町赤羽2606 花王株式会社研究所内 (72)発明者松尾祐三栃木県芳賀郡市貝町赤羽2606 花王株式会社研究所内 (72)発明者志賀章栃木県芳賀郡市貝町赤羽2606 花王株式会社研究所内 (72)発明者石川准子栃木県芳賀郡市貝町赤羽2606 花王株式会社研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】支持体と、当該支持体上に形成された鉄
及び窒素もしくは炭素を含む磁性層と、当該磁性層上に
形成されたニッケル層とを有する磁気記録媒体。
【請求項２】前記磁性層が鉄、窒素及び酸素を含む請
求項１記載の磁気記録媒体。
【請求項３】真空雰囲気中でイオンアシスト物理蒸着
法により支持体上に鉄及び窒素もしくは炭素を含む磁性
層を形成し、次いで物理蒸着法により前記磁性層上にニ
ッケル層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項
１又は２記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項４】支持体と、当該支持体上に形成されたニ
ッケル層と、当該ニッケル層上に形成された鉄及び窒素
もしくは炭素を含む磁性層と、当該磁性層上に形成され
たニッケル層とを有する磁気記録媒体。
【請求項５】前記磁性層が鉄、窒素及び酸素を含む請
求項４記載の磁気記録媒体。
【請求項６】真空雰囲気中で物理蒸着法により支持体
上にニッケル層を形成し、次いでイオンアシスト物理蒸
着法により前記ニッケル層上に鉄及び窒素もしくは炭素
を含む磁性層を形成し、次いで物理蒸着法により前記磁
性層上にニッケル層を形成する工程を含むことを特徴と
する請求項４又は５記載の磁気記録媒体の製造方法。