JPS6194219A - 金属薄膜型磁気記録媒体 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、金属薄膜型磁気記録媒体に関し、とくに磁
気記録および磁気録画などの用途に用いて好適なもので
ある。

（従来の技術） 磁気記録媒体としては、金属または金属酸化物などの磁
性材料粉末を有機バインダーで基板上に塗布したいわゆ
る塗布型の磁気記録媒体が広く使用されてきたが、Ｉ＆
近、磁気記録密度の向上という要請に伴って全屈薄膜型
の磁気記録媒体が注目を浴びている。

この金属ＷＩ膜梨型磁気記録媒体、非磁性の基板上に、
真空蒸着、イオンブレーティング、スパッタリングおよ
びめっきなどの手法によって磁性金属の薄膜を形成させ
るものであるが、なかでも真空中または微量の酸素を含
む雰囲気中において斜方蒸着により被成したＣｏまたは
Ｇｏ−Ｎｉ系の磁性膜を有する磁気記録媒体は、保磁力
、飽和磁束密度とも高く、高密度記録媒体としてとりわ
け期待されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上記したＣｏまたはＧｏ−Ｎｉ系の磁性層
は、通常の使用環境の下でも容易に錆が発生し、飽和磁
束密度が低下するため、録音、再生時の雑音、感度の低
下および信号の欠落などの原因になり、甚だしい場合に
は磁性層のはく離さえも生じていた。

かかる問題の解決策すなわち磁性層の耐食性向上策とし
ては、磁性層の表面に高分子物質の被膜を設けて磁性金
属の錆発生を防止することが考えられるが、高分子物質
を塗布して均一の厚みの被膜を得ることは極めて難しく
、電磁的不均一性が生じ、しかもその厚みが１μｍ程度
の比較的厚い被膜となるため、ロスが大きくなる不利が
あった。

他方、めっき法などによる金属被膜のコーティングは、
均一な薄膜を比較的容易に得ることができることから、
一般的に耐食性が良いといわれるＡＪ２．Ｃｕ　、Ｓｉ
　、ＣｒおよびＴｉなどの非磁性金属被膜でＣｏ−Ｎｉ
系磁性層をコーティングすることも検討されている。し
かしながらこの方法では、Ｃｒ、Ｔｉなどを１００人程
度の膜厚に被成させることによって耐食性を著しく向上
させることができるものの、１００人厚程度の非磁性膜
であっても磁気ヘッドとＧｏ−Ｎｉｌａ性層間転層間ャ
ップが生じるため、記録、再生感度が低下するというと
ころに問題を残していた。

この発明は、上記の諸問題を有利に解決するもので、Ｃ
ｏまたはＣｏ−Ｎｉ系磁性層の優れた磁気特性を維持し
たまま、その耐食性を有利に向上させることによって、
優れた磁気特性と耐久性の両者を兼ね備えた金属薄膜型
磁気記録媒体を提案することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） すなわちこの発明は、非磁性の薄帯基板上に、被覆第１
層としてＣｏまたはｃｏ−Ｎｉ系磁性合金からなる磁気
記録層を、また第２層として該磁気記録層と同程度の保
磁力を有するＦｅ　−Ｃｏ　−Ｎｉ−Ｃｒ系磁性合金か
らなる保護被膜をそなえて成る金属薄膜型磁気記録媒体
である。

この発明において、保護被膜としては、Ｃｏ：１０〜５
１ｗｔ％（以下単に％で示す）、Ｎｉ：１〜３０％およ
びＱｒ：１〜１０％を含む組成になるＦｅ−Ｇｏ　−Ｎ
ｉ　−Ｃｒ系合金がとりわけ有利に適合し、またその膜
厚は５０〜５００人程度が好適である。

ざらにかかる保護被膜を被成するに当っては、入射角が
７０°以上の斜方蒸着法の利用が好適とされる。その他
スパッタリング法やイオンプレーテインク法などを用い
ても良い。

以下この発明を具体的に説明する。

一般にＣｏまたはＣｏ−Ｎｉ系磁性層上に、ただ単に磁
性金属のコーティングを施しただけでは、相互に磁気的
作用を及ぼし合って感度が著しく低下する。

そこで発明者らは、この点を解決すべく鋭意研究を重ね
た結果、保護被膜の保磁力を下地のＣｏまたはｃｏ−Ｎ
ｉ系磁性層の保磁力と同程度にすることにより、磁気相
互作用に起因した感度の低下を有利に防止し得ることを
突止めた。

かかる保護被膜としては、上述したとおりＣｏ：１０〜
５１％、Ｎｉ：１〜３０％およびＣｒ：　１〜１０％を
含有する組成になるＦｅ　−Ｃｏ　−Ｎｉ　　−Ｃｒ系
の合金被膜が有利に適合し、ここにＧｏまたはＣｏ−Ｎ
ｒ系磁性層の保磁力に対する保護被膜保磁力の差異は±
３０％程度とすることが望ましい。

さてｃｏ、ＮｉおよびＣｒの含有量を上記の範囲に限定
した理由は次のとおりである。

Ｃｏ：１０〜５１％ Ｃｏは、５１％を超えると脆くなって被膜に割れが入り
耐食性の低下が著しくなるほか高価でもあり、さりとて
１０％に満たないと磁束密度が低くなり、また添加でき
るＯｒも制限されて耐食性の面でも不利となるので、Ｇ
ｏ含有但は１０〜５１％の範囲にするのが望ましい。

Ｎｉ　　：　　１〜３０％ Ｎｉは、Ｆｅ−ｃｏ系合金被膜の靭性改善に有効に寄与
するが、１％に満たないとその添加効果に乏しく、一方
３０％を超えると保磁力、磁束密度の低下を招くので、
Ｎｉ含有量は１〜３０％の範囲で添加することが望まし
い。

Ｃｒ：１〜１０％ Ｃｒは、耐食性改善に有用な元素であるが、１％未満で
はその添加効果に乏しく、一方１０％を超えて添加する
とかえって保磁力および磁束密度の低下を招くので、Ｃ
ｒ含有量は１〜１０％程度にすることが望ましい。

以上Ｆｅ　−Ｇｏ　−Ｎｉ　−Ｃｒ系合金の基本成分に
ついて説明したが、この他必要に応じて、６％以下の範
囲でＭｏ　、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ　、Ｔａ　、Ｃｕおよびｌｒ
、また３％以下の範囲で（：、ａ　、　ＭＯ。

Ａｇ、Ｓｉ　、ＭｎおよびＴｉ、さらニ０．１％以下の
範囲でＡＵ　、　ＡｇあるいはＰ【族元素や１ａ。

Ｃｅなどの希土類元素のうちから選ばれる一種または二
種以上を添加することができる。

（作　用） 以下この発明の金属薄膜型磁気記録媒体の具体的製造要
領について説明する。

第１図に、この発明に係る金属薄膜型磁気記録媒体を断
面で示し、番号１は非磁性高分子フィルムや非磁性金属
薄帯よりなるを可とする基板、２は基板１上に真空蒸着
、スパッタリングまたはイオンブレーティングなどによ
って被成されたＣｏまたはＧｏ−Ｎｉ系磁性合金からな
る磁気記録層、３は該磁気記録層２の上に重ねて被成さ
れたＦｅ−Ｃｏ　−Ｎｉ　　−Ｃｒ系磁性合金からなる
保護被膜である。

次に第２図に、この発明に従う磁気記録媒体の作成に用
いて好適な製造装置を模式で示し、図中番号４は真空室
、５−１．５−２はそれぞれ真空ポンプであって、かか
る真空ポンプ５−＋、５−２によって真空室４内を１　
Ｘ　１Ｏ−６Ｔ　ｏｒｒ程度まで排気できるしくみにな
り、また遮へい扉６を閉じることによって真空室４を２
室に分割し、それぞれ独立して排気することもできる。

７はテープ状の非磁性高分子フィルム１の送り出しロー
ル、８はガイドロール、９−１．９−２はそれぞれ冷却
キャン、そして１０は巻取りロールである。冷却キャン
９−１の下方には、Ｃｏまたはｃｏ−１’Ｊｉ系合金を
蒸発させる蒸発源１１、または冷却キャン９−２の下方
にはＦｅ　−Ｃｏ　−Ｎｉ−Ｃｒ系合金を蒸発させる蒸
発源１２が配置され、さらに各冷却キャン９−１．９−
２と蒸発源１１゜１２との間にはマスク１３−　＋　、
　１３−２がそれぞれ設けられている。かかるマスク１
３−　＋　、　１３−２はいずれも、蒸発源１１．１２
がそれぞれ冷却キャン９−＋、９−２上の非磁性高分子
フィルム１の表面に立てた法線の方向となす角度すなわ
ち入射角θ１．θ２を規定するために設けられたもので
ある。なおこの例では、冷却キャン９−１と蒸発源１１
との間に酸素吹き出し口１４が設けられ、酸素雰囲気中
での蒸着もできるしくみになっている。

さて、以上のような構造になる装置において、真空室４
内を５　ｘ　１０’　Ｔ　ｏｒｒ以下程度の真空にする
と共に、蒸発源１１にはＣｏまたはＣｏ−Ｎｉ合金を、
一方蒸発源１２にはＦｅ　−Ｃｏ　−Ｎｉ　−Ｃｒ系合
金からなる保護被膜素材をチャージする。そしてチャー
ジした蒸発材料をたとえば電子ビーム加熱のような従来
公知の加熱手段によって基板１上に加熱蒸着するわけで
ある。かかる蒸着に際しては、冷却キャン９−１．９−
２でそれぞれ案内する基板１に対し、入射角θ１．θ２
を高角度（はぼ９０°）から低角度に連続的に変化させ
るいわゆる斜方蒸着を行うことが望ましい。このときに
とくにＣｏまたはｃｏ−Ｎｉ系合金の蒸着に当っては、
吹き出し口１４から酸素を導入し、酸素雰囲気下に行っ
てもよく、かかる酸素雰囲気中での蒸着により低入射角
でも高保磁力膜を得ることができるので、生産性を向上
させる上で有利である。

かくして非磁性高分子フィルムの基板１上に、Ｃｏまた
はＧｏ−Ｎｉ系合金の磁気記録層をまず蒸着し、ついで
得られた磁気記録層の表面に重ねてＦｅ　−Ｇｏ　−Ｎ
ｉ　−Ｃｒ系合金の保護被膜を被成したのち、巻取りロ
ール１０にて巻取るわけである。

なお上述した蒸着装置においては、Ｆｅ−Ｃ。

−Ｎｉ　−Ｃｒ系合金を蒸発［１２に一度チャージした
が、この発明の磁気記録媒体を得るには、かかる方法に
限定されるものではなく、要するに所定の組成になる保
護被膜が形成されればよく、従ってたとえば２元同時蒸
着法などが利用できるのはいうまでもない。

次に保護被膜としてのＦｅ　−Ｃｏ　−Ｎｉ　　−Ｃｒ
系合金の成分組成を種々に変化させたときの、保磁力、
耐食性および靭性について調べた結果を第１表に整理し
て示す。

保護被膜の成膜は、１００μｍ厚のポリイミドフィルム
またはガラス基板上に、種々の組成になるＦｅ　−Ｃｏ
　−Ｎｉ−Ｃｒ系合金被膜を、斜方蒸着法により、入射
角７５°、真空度１×１０″４〜１　Ｘ　１Ｏ−６Ｔ　
Ｏｒｒの条件下に厚み１０００人に蒸着することにより
行った。

ここに保護被膜の合金組成は、上記の基板上に蒸着させ
た被膜を酸に溶解し、原子吸光分析装置によって分析決
定した。

なお磁気特性は、試料振動型の磁化測定装置を用い、測
定磁場３ｋ　００で保磁力を測定した。

また耐食性の良否は、温度６０℃、相対湿度９０％の恒
温恒湿雰囲気中で最高１０日間放置し、光学顕微鏡で表
面を観察、錆の有無によって判定した。

さらに保護被膜の靭性は、１００μｍ厚のポリイミドフ
ィルムの基板ごと９０°に折り曲げ、被膜表面の割れ（
拡大鏡で５０倍に拡大）の有無で評価した。

第１表 保護被膜の組成が、Ｃｏ：１０〜５１％、Ｎｉ：１〜３
０％、Ｃｒ：１〜１０％というこの発明の好適範囲を満
足するＮｏ、１．２．３および４はいずれも、５００Ｑ
　ｅ以上という高い保磁力と優れた耐食性、靭性が得ら
れた。

これに対し、Ｎ０１１からＣｒを除去したＮｏ。

５は、保磁力は７５０Ｑ　ｅと高い値を示したが、Ｃｒ
が含まれていないため耐食性に劣り、早期に錆発生が認
められた。

またＮ００４のＣｒｆｆ１を１５％まで増加させたＮ０
０６は、耐食性は向上するものの、保磁力についてはＣ
ｒ含有量が１０％を超えると急激に低下し、１５％Ｃｒ
では僅か２０００ｅ　Ｌ／か示さなかった。

さらにＮ０１３のＮ’＋　量を４０％まで増加させたＮ
００７は、耐食性および靭性は良好であったものの、Ｃ
ｒと同様、Ｎｉ含有量が３０％を超えると保磁力の低下
が著しり、４０％Ｎｉでは２５００　ｅであった。

またさらにＮｏ、２のＣｏｍを１％まで低減したＮ０９
８は、耐食性、靭性は良好であったが、Ｃｏの減少に伴
ってＣｒの許容量が低下するため、３％Ｃｒでは保磁力
の低下を招き、４００Ｑ　ｅの値した得られなかった。

次にＣｏを６０％と多量に含有させたＮ００９は、保磁
力、耐食性は良好であったが、被膜そのものは脆く、テ
ープとして使用した場合に被膜に微細な割れが入り、耐
食性の悪化を招くおそれが大きい。

次に保護被膜の蒸着法として斜方蒸着法を利用した場合
に、入射角が保護被膜の保磁力ならびに磁気記録媒体の
感度比および耐食性に及ぼす影響について調べた結果を
、第２表にまとめて示す。

なお実験は次のようにして行った。

基板として１５μｍ厚のポリエチレンテレフタレート（
ＰＥＴ）　、磁気記録層材料としてＣｏ８゜Ｎ’２０合
金、そして保護被膜として２４Ｇｏ　−１２Ｎｉ　−６
Ｃｒ−ｂａＪ２Ｆｅ合金を用い、前掲筒、２図に示した
装置を使用して、金属薄膜型磁気記録媒体を製造した。

ここにｃＯｓｏ　Ｎ’２０の蒸着は、冥空室を５　ｘ　
１０−５〜１ｘ　１０−’　Ｔｏｒｒに保持しておき、
入射角θ１を６０〜９０°に制限して膜厚１０００人に
蒸着した。また保護被膜は、同じ＜５Ｘ１０’〜１Ｘ　
１Ｏ−６Ｔ　Ｏｒｒの真空中で入射角θ２を０〜８５゜
まで変化させて膜厚３００人に蒸着した。

また比較のため保護被膜のみ、１００μｍ厚のポリイミ
ドに単独蒸着した。

なおｃｏ８０　Ｎ　ｉｚｏの磁気記録層の保磁力は、６
５０ｏｅであった。

第　　２　　表 Ｏ錆発生なし　　　×錆発生あり 第２表に示した成績から明らかなように、保護被膜の保
磁力は入射角が高い程著しく、７０″以上では５００Ｑ
　ｅ以上の値を示した。また感度比も１．１〜０．９５
と良好な値を呈した。この点大射角θ２が６０°以下の
場合は、保磁力は低く、また感度比も保護被膜のない状
態（感度比１．０）の約半分であった。

また耐食性は入射角に依存せず、いずれも１０日間の放
置後においても錆の発生は皆無であった。

（実施例） 前掲第２図に示した装置を用い、１５μｍ厚のＰＥＴフ
ィルム上に、ｃ’ｓｏ　Ｎ　’２０合金を１Ｘ１０−”
〜５　ｘ　１Ｏ−５Ｔ　ｏｒｒの酸素雰囲気中で入射角
θ１が４５°〜９０′″の制限下に、１０００人の膜厚
に蒸着した。

ついでＦｅ　−２４Ｃｏ　−１２Ｎｉ　−３０ｒの組成
になる合金を、１　ｘ　１０’　〜１　ｘ　１０−’　
Ｔ　ｏｒｒの真空中で入射角＝７０°〜９０’の条件下
に蒸着し、膜厚５０〜３００人の保護被膜を被成した。

得られた磁気記録テープの耐食性、感度比および出力変
動について調べた結果を第３表に示す。

なお比較のため保護被膜を被成しない磁性層のみのもの
についても同様な調査を行い、得られた結果を第３表に
併記した。

また出力変動は、家庭用ＶＴＲデツキを用い記録再生出
力変動を測定することによって評価した。

第３表 同表より明らかなように、磁気記録層の上に重ねて保護
被膜を５０Å以上蒸着したテープ（実施例１．２および
３）はいずれも、１０日間の放置でも錆の発生は全く認
められず、優れた耐食性を呈しただけでなく、感度比お
よび出力変動特性とも良好であった。

これに対し保護被膜のない比較例では、耐食試験の開示
早々に錆が発生し、１０日間の放置の後では全面茶褐色
に変色した。

第３図に、実施例１．３および比較例の耐食性を飽和磁
束密度変化率と放置日数との関係で示す。

Ｃｏ８ｏＮｉ２ｏテープ（比較例）は、１　日（７）放
置でも飽和磁束密度は２０％も低下し、１０日間の放置
では未腐食テープの１／２にまでも減少している。

これに対し、５０人、３００人の保護被膜をそれぞれそ
なえる実施例１，３では、１０日間の放置でも飽和磁束
密度の低下はほとんどなく、優れた耐食性が実証された
。

（発明の効果） かくしてこの発明によれば、ＣｏまたはＧｏ　−Ｎ１系
合金を磁気記録層とする金属薄膜型の磁気記録媒体の最
大の欠点であった低耐食性を、磁気特性の劣化をもたら
すことなしに効果的に改善して、優れた磁気特性および
耐久性を兼備した金属薄膜型磁気記録媒体を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に従う金属薄膜型磁気記録媒体の断
面図、 第２図は、この発明の金属薄膜型磁気記録媒体の好適製
造装置の模式図、 第３図は、磁気記録媒体の耐食性を飽和磁束密度変化率
と放置日数との関係で示したグラフである。 １・・・基板　　　　　　２・・・磁気記録層３・・・
保護被膜

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、非磁性の薄帯基板上に、被覆第１層としてＣｏまた
   はＣｏ−Ｎｉ系磁性合金からなる磁気記録層を、また第
   ２層として該磁気記録層と同程度の保磁力を有するＦｅ
   −Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ系磁性合金からなる保護被膜をそな
   えることを特徴とする金属薄膜型磁気記録媒体。 ２、保護被膜が、Ｃｏ：１０〜５１ｗｔ％、Ｎｉ：１〜
   ３０ｗｔ％およびＣｒ：１〜１０ｗｔ％を含む組成にな
   る特許請求の範囲第１項記載の方法。