JPS60157728A - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は強磁性金属薄膜層を記録層とする磁気記録媒
体の製造方法に関し、さらに詳しくは、真空蒸着法によ
り強磁性金属薄膜層中に酸素原子を含有する磁気特性に
優れた前記の磁気記録媒体の製造方法に関する。

〔背景技術〕

強磁性金属薄膜層を記録層とする磁気記録媒体は、通富
、プラスチックフィルムなどの基体を真空蒸着装置内に
取りつけた円筒状キャンの周側面に沿って移動させ、こ
の基体に強磁性材料を真空蒸着することによってつくら
れており、磁気特性に優れた前記の磁気記録媒体を製造
する場合には、斜め入射蒸着を行うとともに蒸気流の最
高入射角部近傍から蒸気流に向かって酸素ガスを導入し
たり（特開昭５８−４１４４２号、特開昭５８−８３３
２８号）あるいは最低入射角部近傍から蒸気流に向かっ
て酸素ガスを導入したり（特開昭５８−４１４４３号、
特開昭５８−８３３２Ｔ号）している。

ところが、斜め入射蒸着を行うとともに蒸気流の最高入
射角部近傍から蒸気流に向かって酸素ガスを導入する方
法では、磁気特性を未だ充分に向上することができず、
特に、この方法で得られる磁気記録媒体は、酸素原子導
入による保磁力の向上効果が蒸着速度に大きく依存し、
蒸着速度が大きくなると、強磁性金属薄膜層中に含有さ
れる酸素原子濃度が基体との界面で急激に高くなりまた
基体から遠ざかるにつれて急激に低くなって、酸素原子
を含有させた効果があまり発揮されず、量産に適した比
較的高速度の蒸着条件下では、磁気特性に優れた磁気記
録媒体を得ることが難しい。

また、斜め入射蒸着を行うとともに蒸気流の最低入射角
部近傍から蒸気流に向かって酸素ガスを導入する方法で
は、前記の特開昭５８−８３３２７号公報によると、強
磁性金属薄膜層中における酸素原子が基体から遠ざかる
につれて漸増するように含有された磁気記録媒体が得ら
れると記載されているが、この発明の発明上らが検討し
たところでは、特開昭５８−８３３２７号公報による方
法では、記載されたような結果は得られずに、強磁性金
属薄膜層中における酸素原子が基体から遠ざかるにつれ
て漸減するように含有された磁気記録媒体が得られ、こ
の／ｌｉ減する度合が前記の最高入射角部近傍から蒸気
流に向かって酸素ガスを導入する方法に比して少ないた
め、酸素原子を含有させた効果は前記の場合はど減殺さ
れることはないものの、充分には発揮されず、従って、
磁気特性の向上は未だ満足できるものではなく、特に、
量産に適した蒸着条件下では、前記の最高入射角部近傍
から蒸気流に向かって酸素ガスを導入する場合と同様に
磁気特性に優れた磁気記録媒体を得ることが難しい。

〔発明の目的〕

この発明はかかる現状に鑑み、斜め入射蒸着時の酸化性
ガスの導入方法を改善し、特に量産に適した蒸着条件下
で、磁区が極めて小さくて高保磁力を有する磁気特性に
優れた磁気記録媒体を得ることのできる磁気記録媒体の
製造方法を提供することを目的としてなされたものであ
る。

〔発明の概要〕

この発明は、かかる目的を達成するため種々検討を行っ
た結果なされたもので、まず、斜め入射蒸着時の酸化性
ガスの導入方法を詳細に検討した結果、酸化性ガスを強
磁性材料の蒸気流に向＋）で吹きつけたのでは、酸化性
ガスと蒸気流との（正ｉ突散乱が生し、基体に入射する
蒸気流の入射角度か乱れるため磁気特性が充分に向上さ
れないが、蒸気流と交叉しないように最低入射角部ある
いは最高入射角部の基体に酸化性カスを吹きつければ、
このような問題は解消することを見いだした。そして、
さらに、強磁性金属薄膜層の磁気特性と強磁性金属薄膜
層中における酸素原子の深さ方向の分布について検討し
た結果、従来のように強磁性金属薄膜層中における酸素
原子が基体から遠ざかるにつれて漸減するように含有さ
せたのでは、斜め入射蒸着の陰影効果によって生しる粒
子間隔か広（て磁気的な相互作用が弱いところ、即ち基
体との界面近傍に酸素原子が多量含有されるとはいえ、
その後粒子が成長して粒子間隔が極めて狭くなる磁気的
な相互作用の強いところ、即ち表面近傍に酸素原子が少
量しか含有されないため、酸素原子を含有させた効果が
あまり発揮されず、その結果、高い保磁力が得られず、
良好な磁気特性が得られないが、最高入射角部で粒子の
核が形成される際、充分な酸素を供給して、形成される
強磁性金属薄膜層の基体との界面層における酸素原子の
含有量を適当に調整すれば、強磁性金属Ｍ膜層を構成す
る柱状粒子の粒子サイズを小さくすることができて、磁
区を小さくすることができ、さらに、その後粒子が成長
して粒子間隔が極めて狭くなる磁気的な相互作用の強い
ところ、即ち表面近傍部に、多量の酸素を供給して強磁
性金属薄膜層の表面層における酸素原子の含有量を中間
層部での含有量に比してできるだけ多くすれば、表面層
に非磁性酸化物が多く形成されて磁気的な相互作用が抑
制され、酸素原子を導入した効果が充分に発揮されて、
磁区がさらに微細化され、また保磁力が一段と向上され
ることを見いだして、この発明をなすに至ったものであ
る。

この発明は、かかる知見に基つくものであり、蒸発源か
ら蒸発せしめられた強磁性材料の蒸気流を円筒状キャン
の周側面に沿って為入射角部がら低入射角部へと移動す
る基体に斜めに入射して蒸着する際、円筒状キャンの下
方に配設した防着板の先端部寄り上側から、酸化性ガス
を少なくとも最低入射角部の基体に直射するように吹き
つげ、この最低入射角部に入射する酸化性ガスと強磁性
材料の芸気流との角度が最大３０度を越えず、かつ酸化
性ガスの直射範囲が最低入射角部から高入射角の方向に
円筒状キャンの中心を基点とした角度で１０度を越えな
いようにするが、あるいは、さらに最高入射角部の基体
の近傍より強磁性材料の蒸気流と交叉しない方向から酸
化性ガスを少なくとも最高入射角部の基体に直射するよ
うに吹きつけ、酸化性ガスの直射範囲が最高入射角部か
ら低入射角の方向に円筒状キャンの中心を基点とした角
度で２０度を越えないようにしたことを特徴とするもの
で、かがる方法により強磁性金属薄膜層の表面層および
基体との界面層に中間層よりも多くの酸素原子を含有さ
せ、がっ表面層に含有される酸素原子を基体との界面層
に含有される酸素原子より多くして、磁区を極めて小さ
くするとともに保磁力を一段と向上させ、特に、斜め入
射蒸着の入射角度が６０度以下で、蒸着速度が１０００
人／ｓｅｃ以上の量産に適した蒸着条件下で充分に磁気
特性に優れた磁気記録媒体を製造するものである。なお
、ここでいう強磁性金属薄膜層の表面層は、有機物系の
酸素や空気中の酸素等が結合または付着したごく表面の
汚染層を除いて、酸化性ガスの供給によって強磁性金属
と結合した酸素原子が存在する表面の部分をいい、この
明細書中におＬｊる強磁性金属薄膜層の表面層は全てこ
の強磁性金属と結合した酸素原子が存在する表面層を意
味する。

以下、図面を参照しながらこの発明について説明する。

第１図は真空蒸着装置の断面図を示したものであり、■
は真空槽でこの真空槽１の内部は排気系２により真空に
保持される。３は真空槽１の中央部に配設された円筒状
キャンであり、プラスチックフィルム等の基体４は原反
ロール５よりガイトロール６を介してこの円筒状キャン
３の周側面に沿って移動し、ガイドロール７を介して巻
き取りロール８に巻き取られる。この間円筒状キャン３
の周側面に沿って移動する基体４に対向して真空槽１の
下部に配設された強磁性材料蒸発源９で強磁性材料１０
が加熱蒸発され、この蒸気が円筒状キャン３の下方に配
置された防着板１１の作用で基体４に斜め入射蒸着され
るが、このとき同時に円筒状キャン３と防着板１１との
間に配設されたガス導入管１２から、酸化性ガスが少な
（とも最低入射角部の基体４に直射するように吹きつけ
られる。このように少なくとも最低入射角部の基体４に
直射するように酸化性ガスを吹きつげるカス導入管１２
は、第２図に示すように、ガス導入管１２のガス吹き出
し口１２ａがら基体４の最低入射角部Ａまでの距ｌ１Ｉ
ＩＤが１５ｃｍ以内で、最低入射角θで差し向けられる
蒸気流Ｂとのなす角度αが３０度以内となる位置に配設
し、ガス吹き出し口１２ａから少なくとも最低入射角部
Ａに直射するように吹きつげられる酸化性ガスが、最低
入射角部Ａから高入射角の方向に円筒状キャン３の中心
０を基点とした角度βで１０度を越えない範囲Ｅ内に直
射して吹きつけられるようにするのが好ましく、このよ
うな条件下で酸化性ガスが少なくとも最低入射角部Ａの
基体４に直射するように吹きつげられると、基体４の最
低入射角部Ａの近傍で酸化性ガスが最も多くなり、同時
に基体４の最高入射角部Ｃの近傍では析出速度が遅いた
め酸化性ガスが多量にとりこまれ易くなる。その結果、
最高入射角部Ｃ近傍の基体４上で強磁性材粒子の核が生
成される際、酸素原子を比較的多量に含有したサイズが
充分に小さい粒子が生成され、また基体４の最低入射角
部Ａ近傍の多量の酸化性カスによって粒子が良好に成長
し、粒子の成長とともに磁気的な相互作用が強くなる部
分でも粒子間隙に酸素原子が良好に含有されて、保磁力
か一段と高く、磁区が極めて小さい強磁性金属薄膜層が
形成される。またこのようにして形成される強磁性金属
薄膜層は、表面層および基体との界面層に多量の酸素原
子が含有されるため、これら表面層と界面層間での酸素
原子の含有量が多いほど垂直方向に向き易い磁化のバラ
ンスも良好に保たれ、酸素原子が表面層で最も多く、中
間層で少なく、基体との界面層で表面層より少なく中間
層より多いという最も理想的な形で強磁性金属薄膜層内
に含有されて磁気特性に優れた磁気記録媒体が得られる
。特に、この製造方法では少なくとも基体４の最低入射
角部Ａに直射するように多量の酸化性ガスを吹きつけて
いるため、多量の酸素原子が高収量で強磁性金属薄膜層
内にとりこまれ、茎着速度が速くなるほど保磁力か高く
なり、蒸気流の最低入射角度が６０度以下で、蒸着速度
か１０００人／ｓｅｃ以上の量産に適した蒸着条件下で
、充分に磁気特性に優れた磁気記録媒体が得られる。さ
らに、この製造方法では従来の酸素ガスを強磁性材料の
蒸気流に向けて吹きつける場合のように、酸素ガスと蒸
気流との衝突散乱が生し、基体に入射する蒸気流の入射
角度が乱れることもないため、磁気特性が充分に向上さ
れる。

第３図はこの発明の製造方法の他の方法を実施するため
の真空蒸着装置の断面図を示したものであり、第１図に
示す真空蒸着装置に、さらに基体４の最高入射角部Ｃの
近くにガス導入管１３を設け、酸化性ガスを少な（とも
最高入射角部Ｃの基体４に直射するように吹きつげるよ
うにした点が異なるだりで、他は全く同様である。ガス
導入管１３は、第４図に示すようにガス吹き出し口１３
ａから基体４の最高入射角部Ｃまでの距離Ｈが５０ｃｍ
以内の距離にあって、ガス吹き出し口１３ａから少なく
とも最高入射角部Ｃに直射するように吹きつけられる酸
化性ガスか、最高入射角部Ｃから低入射角の方向に円筒
状キャン３の中心Ｏを基点とした角度Ｔで２０度を越え
ない範囲Ｆ内に直射して吹きつけられるように配設する
のが好ましく、このようにガス導入管１３を配設したこ
の装置においては、最高入射角部Ｃの近くに配設したガ
ス導入管１３から、少なくとも最高入射角部Ｃに直射す
るように酸化性ガスを吹きつけるようにしたため、強磁
性金属薄膜層を形成する際、核となる強磁性材粒子のサ
イズを小さく調整することが一段と容易に行え、強磁性
金属薄膜層の基体との界面層に酸素原子が含有され易く
、前記の方法と同様に、保磁力が一段と高く、磁区が充
分に小さくて、磁気特性に優れた磁気記録媒体が得られ
る。

酸化性ガスとしては、酸素ガスが良好なものとして使用
され、この他酸素ガスに他のガスを混合したものも好適
なものとして使用される。

また、強磁性材料を斜め入射蒸着する際の入射角θは、
６０度より大きくすると、蒸着効率か悪くなり、量産に
適さないため６０度以下にするのが好ましい。

基体としては、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド
等一般に使用されている高分子成形物からなるプラスチ
ックフィルムおよび銅などの非磁性金属からなる金属フ
ィルムが使用され、また、強磁性金属薄膜層を形成する
強磁性材料としては、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅなどの強磁性金
属単体の他、これらの強磁性金属単体を少なくとも１種
含む合金あるいは酸化物、およびＣｏ−Ｐ、Ｃｏ　＝Ｎ
ｉ−Ｐの如き強磁性金属との化合物など、一般に真空蒸
着に使用される強磁性材料がいずれも使用される。

〔実施例〕

次に、この発明の実施例について説明する。

実施例１ 第１図に示す真空蒸着装置を使用し、約１０μ厚のポリ
エステルベースフィルム４を、原反ロール５よりガイド
ロール６を介して直径６０ｃｍの円筒状回転キャン３の
周側面に沿って移動させ、ガイドロール７を介して巻き
取りロール８に巻き取るように七ノドするとともに、范
発源９内にコハルト−ニッケル合金（重量比８：２）１
０をセットした。次いで排気系２で真空槽１内を約５×
１０−６トールにまで真空排気し、コバルト−ニッケル
合金ＩＯを加熱蒸発させて最低入射角５０度、蒸着速度
８０Ｑ人／ｓｅｃで斜め入射蒸着を開始すると同時に、
ガス導入管１２から最低入射角部Ａのポリエステルベー
スフィルム４に酸素ガスをガス圧を種々に変えて吹きつ
け、ポリエステルベースフィルム４上にコハルトーニソ
ケル合金からなる強磁性金属薄膜層を形成した。しかる
後、所定の幅に裁断して多数の磁気テープをつくった。

なお、ガス導入管１２はそのガス吹き出し口１２ａの先
端から円筒状回転キャン３の周側面にセットしたポリエ
ステルベースフィルム４の最低入射角部Ａまでの距離が
５ｃｍとなるようにし、かつ最低入射角で差し向けられ
る蒸気流とのなす角度αが２０度となるように配置した
。またガス導入管１２のガス吹き出し口１２ａから吹き
出される酸素ガスは、最低入射角部Ａから高入射角の方
向に円筒状回転キャンの中心０を基点とした角度βが１
０度で直射されるようにして用いた。

実施例２ 実施例１で使用した真空蒸着装置に代えて第３図に示す
真空蒸着装置を使用し、ガス導入管１３から、さらに、
少なくとも最高入射角部Ｃのポリエステルヘ−スフイル
ム４に直射するように、酸素ガスをカス圧を種々に変え
て吹きつけた以外は実施例１と同様にして強磁性金属薄
膜層を形成し、多数の磁気テープをつくった。なお、ガ
ス導入管１３ばそのガス吹き出し口１３ａの先端から円
筒状回転キャン３の周側面にセントしたポリエステルベ
ースフィルム４の最高入射角部Ｃまでの距離が１５ｃｍ
となるように配置した。またガス導入管１３のガス吹き
出し口１３ａから吹き出される酸素ガスは、最高入射角
部から低入射角の方向に円筒状回転キャンの中心Ｏを基
点とした角度γが２０度で直射されるようにして用いた
。

比較例１ 第１図に示す真空蒸着装置に代えて、第５図に示すよう
に、ガス導入管１４をガス吹き出し口か強磁性材料の蒸
気流Ｂに向くように防着板１１と円筒状回転キャン３と
の間に取り゛つけて、酸素ガスが基体４上に直接には吹
きつけられないようにし、他は第１図に示す装置と同様
にした真空蒸着装置を使用して、酸素ガスを矢印で示す
ように強磁性材料の蒸気流Ｂに向かって実施例１と同様
にガス圧を種々に変えて吹きつけた以外は実施例１と同
様にして強磁性金属薄膜層を形成し、多数の磁気テープ
をつくった。

比較例２ 第１図に示す真空蒸着装置に代えて、第６図に示すよう
に、酸素ガス導入管１５をガス吹き出し口が強磁性材料
の蒸気流Ｂに向くように最高入射角部の近くに配置して
、酸素ガスが基体４上に直接には吹きつけられないよう
にし、他は第１図に示す装置と同様にした真空蒸着装置
を使用して、酸素ガスを矢印で示すように強磁性材料の
蒸気流Ｂに向かって実施例１と同様にガス圧を種々に変
えて吹きつけた以外は実施例１と同様にして強磁性金属
薄膜層を形成し、多数の磁気テープをつくった。

各実施例および各比較例において、酸素ガスのガス圧を
２　Ｘ　１０−’　Ｉ−−ルと一定にして得られた磁気
テープについて、強磁性金属薄膜層中における酸素原子
の濃度分布をオージェ電子分光計によって調べた。第７
図はその結果をグラフで表したもので、グラフＡは実施
例１で得られた磁気テープ、グラフＢは実施例２で得ら
れた磁気テープ、グラフＣは比較例１で得られた磁気テ
ープ、グラフＤは比較例２で得られた磁気テープの強磁
性金属薄膜層中における酸素原子の濃度分布を示したも
のである。これらのグラフから明らかなように、比較例
１および２で得られた磁気テープの強磁性金属薄膜層中
における酸素原子の濃度分布は基体から遠さかるにつれ
て漸減するように含有されているのに対し、この発明で
得られた磁気テープ（実施例１および２）の強磁性金属
薄膜層中におりる酸素原子の濃度分布は、表面層で最も
多く、中間層で最も少な（、基体との界面層で中間層よ
り多く表面層より少なく含有されていることがわかる。

また、各実施例および各比較例で得られた多数の磁気テ
ープについて、保磁力および磁区サイズを測定した。第
８図はこのようにして測定して得られた保磁力と強磁性
金属薄膜層の表面層から界面層に至る全体の平均酸素含
有量との関係をグラフで表したものであり、グラフＡは
実施例１で得られた磁気テープ、グラフＢは実施例２で
得られた磁気テープ、グラフＣは比較例１で得られた磁
気テープ、グラフＤば比較例２で得られた磁気テープを
示す。また第９図は磁区サイズと強磁性金属薄膜層の表
面層から界面層に至る全体の平均酸素含有量との関係を
グラフで表したものであり、グラフＡは実施例１で得ら
れた磁気テープ、グラフＢは実施例２で得られた磁気テ
ープ、グラフＣは比較例１で（ηられた磁気テープ、グ
ラフＤは１ヒ較例２で得られた磁気テープを示す。

〔発明の効果〕

第８図および第９図のグラフから明らかなように、この
発明の製造方法で得られた磁気テープ（グラフＡおよび
Ｂ）は、いずれも従来の磁気テープ（グラフＣおよびＤ
）に比し、保磁力が高くて磁区サイズが小さく、このこ
とがらこの発明の製造方法で得られる磁気記録媒体は、
磁気特性に優れていることがわかる。また従来の磁気テ
ープでは保磁力が高くても７００エルステツド以下であ
り、磁区サイズは小さくても０．５μ以上であるが、こ
の発明の製造方法では保磁力が８００エルステ・７Ｆを
超え１０００エルステツドにまで達するものが得られ、
磁区サイズが０．３μ以下のものが容易に得られること
がわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の製造方法を実施するために使用する
真空蒸着装置の概略断面図、第２図は同要部拡大断面図
、第３図は同地の真空蒸着装置の概略断面図、第４図は
同要部拡大断面図、第５図および第６図は従来の製造方
法を実施するために使用する真空蒸着装置の概略断面図
、第７図はこの発明および比較例１および２で得られた
磁気テープの強磁性金属薄膜層中における酸素原子の分
布を示す説明図、第８図はこの発明および比較例１およ
び２で得られた磁気テープの保磁力と平均酸素含有量と
の関係図、第９図はこの発明および比較例１および２で
得られた磁気テープの磁区サイズと平均酸素含有量との
関係図である。 ■・・・真空槽、３・・・円筒状キャン、４・・・基体
、９・・・強磁性材料蒸発源、１０・・・強磁性材料、
１１・・・防着板、１２．１３・・・ガス導入管、Ａ・
・・最低入射角部、Ｂ・・・蒸気流、Ｃ・・・最高入射
角部、Ｅ、Ｆ・・・酸化性ガスの直射範囲、０・・・円
筒状キャンの中心、θ・・・最低入射角、α・・・酸化
性ガスと蒸気流との角度、β、γ・・・酸化性ガスの直
射範囲を示す角度特許出願人　日立マクセル株式会社 代理人　高岡−春゛“：４・ｇ７（、：、ｉと・−団 第１図 第２図 第５図 第６図 第７図 第８図 平均酸素含有用（原子％）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、蒸発源から蒸発せしめられた強磁性材料の蒸気流を
   円筒状キャンの周側面に沿って高入射角部から低入射角
   部へと移動する基体に斜めに入射して蒸着する磁気記録
   媒体の製造方法において、円筒状キャンの下方に配設し
   た防着板の先端部寄り上側から、酸化性ガスを少なくと
   も最低入射角部の基体に直射するように吹きつけ、この
   最低入射角部に入射する酸化性ガスと強磁性材料の蒸気
   流との角度が最大３０度を越えず、かつ酸化性ガスの直
   射範囲が最低入射角部から高入射角の方向に円筒状キャ
   ンの中心を基点とした角度で１０度を越えないようにし
   たことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法 ２、蒸発源から蒸発せしめられた強磁性材料の蒸気流を
   円筒状キャンの周側面に沿って高入射角部から低入射角
   部へと移動する基体に斜めに入射して蒸着する磁気記録
   媒体の製造方法におい一乙円筒状キャンの下方に配設し
   た防着板の先端部寄り上側から、酸化性ガスを少なくと
   も最低入射角部の基体に直射するように吹きつけると同
   時に、最高入射角部の基体の近傍より強磁性材料の蒸気
   流と交叉しない方向から、酸化性ガスを少なくとも最高
   入射角部の基体に直射するように吹きつげ、最低入射角
   部に入射する酸化性ガスと強磁性材料の茎気流との角度
   が最大３０度を越えず、かつ酸化性ガスの直射範囲が最
   低入射角部から高入射角の方向に円筒状キャンの中心を
   基点とした角度で１０度を越えないようにするとともに
   、最高入射角部に吹きつける酸化性ガスの直射範囲が、
   最高入射角部から低入射角の方向に円筒状キャンの中心
   を基点とした角度で２０度を越えないようにしたことを
   特徴とする磁気記録媒体の製造方法