JPS62143228A - 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】 工　発明の背景 技術分野 本発明は、磁気記録媒体に関するものである。　さらに
詳しくは、基板上にＴｉを含有する下地層を有し、この
下地層上に、膜面に対して垂直方向に磁化容易軸を持つ
磁性層薄膜を有する、いわゆる垂直記録方式の磁気記録
媒体に関するものである。

先行技術とその問題点 近年、磁気記録媒体において高密度化が要求されており
、それに応えるものとして垂直記録方式が提案されてい
る。　そして、この垂直記録方式においては、膜面の垂
直方向に磁化容易軸を有する媒体が必要となる。

従来、スパッタリング法によりこのようなＣｏ　−Ｃｒ
　ｔｌ＋２が得られることが報告されているが、この方
法では堆蹟′！！！度等の闇ｍから宇Ｉｎ　イ？。

が困難である。

また特開昭５６−１２７９３４号、特開昭５６−１６５
９３１号、特開昭５７−５３８２８号、特開昭５７−２
１０４５２号、特開昭５８−９２２０号、特開昭５８−
１３９３３８号、特開昭５８−１４８１３９号等には、
イオンブレーティング法を用いてＣｏ−Ｃｒ系の垂直磁
化膜を作製する旨の提案が行われている。

しかしこれら通常のイオンブレーティング法では、イオ
ン化のために一定量以上のガスを導入する必要があり、
ガス導入の制御がむずかしく、蒸着時の圧力が高くなり
結晶配向が乱れる。　そのため保磁力のあまり大きなも
のは得られない。

さらに、高い堆積速度が期待できる真空蒸着法を用いて
垂直磁化膜を作製する旨の報告がなされている（Ｎａｔ
ｉｏｎａｌ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｒｅｐｏｒｔ　Ｖｏ
ｌ。

２８　Ｎｏ、Ｅｔ　Ｄｅｃ、１９８２　Ｐ４〜Ｐ１４　
）　。

この報告では、基板として耐熱性のある高分子材料を用
い、基板温度３０〜３５０　’ＣにてＣｏ−Ｃｒ膜の蒸
着を行っている。　そして、基板温度が高くなるに従い
、膜面に垂直方向の保磁力が大きくなり、３００°Ｃ以
上の基板温度で１００００ｅ以上の保磁力が得られると
されている。

ところで、Ｔｉの薄膜は接着力を向上させる目的で磁気
記録媒体の下地層どして用いられることが一般に知られ
ている（特公昭３９−２６９０７号公報等）。

そして、Ｃｏ−Ｃｒの垂直磁気記録媒体として、このよ
うな下地層をポリイミド等の耐熱性ス（板の上に設けて
、Ｃｏ−Ｃｒ磁性層の結晶に向性を向上させる旨の提案
（特開昭５８−１５９２２５号公報、同５９−２２２３
６号公報、同５９−２２２２５号公報、同５９−３３６
２８号公報等）や媒体のカールを防止する旨の提案（特
開昭５９−７５４２９号公報、同５９−３３６２８号公
報、同５９−１１９５４１号公報等）が行われている。

　しかしながら、これらの提案では、膜面に垂直方向の
保磁力は向上していない。

また、前述したポリイミド等の耐熱性基板にか−えて、
比較的耐熱性に劣るポリエチレンテレフタレー）　（Ｐ
ＥＴ）を基板とし、この上に同様にＴｉの下地層を設け
、媒体のカールを防止する旨の提案（特開昭５９−２２
１８２８号公報、同５９−２２１８２９号公報等）も行
われている。　この場合においても上記の場合と同様に
膜面に垂直方向の保磁力は向上していない。

そこで、このようなＴｉを含有する下地層を設けて、磁
性層のＣｏ−Ｃｒ等の結晶配向性、接着性、カール防止
等の優れた効果を保持しつつ、磁性層の膜面に垂直方向
の保磁力を高くする技術が求められている。

このような実状に鑑み１本発明者らは、ＰＥＴ支持体を
用いる場合、先に、Ｔｉ下地層上の磁性層の平均結晶粒
径を制御したとき、高い保−２３７８８８号、同６０−
２３８９３９号）。

本発明では、耐熱性基板を用い、より一層高い保磁力を
得ようとするものである。

■　発明の目的 本発明の目的は、熱変形温度１５０℃より大の基板を用
い、高い垂直方向の保磁力を有し、磁気特性および物性
上良好な特性を示す磁気記録媒体を提供することにある
。

■　発明の開示 このような目的は、下記の本発明によって達成される。

すなわち本発明は、熱変形温度１５０℃より大の樹脂製
基板上に、Ｔｉを含有する平均粒径１０〜３００ｎｍ、
膜厚２０〜６００　ｎ　ｍの下地層を有し、この下地層
の上に、ｃｏｓ：ｚびＣｒを含有し、平均粒径が１０〜
３００ｎｍの柱状結晶を有する膜厚５０〜１１００ｎｍ
の磁性層を有することを特徴とする磁気記録媒体である
。

■　発明の具体的構成 以下、本発明の具体的構成について詳細に説明する。

本発明に用いられる樹脂製基板は、熱変形温度が１５０
°Ｃより大、特に２００℃以上の物性を有する。

このような耐熱性樹脂としては、芳香族ポリアミド等の
ポリアミド、芳香族ポリイミド等のポリイミド、ポリフ
ェニレンサルファイド、ポリサルフォン、全芳香族ポリ
エステル、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、
ボｊ）エーテルサルフォン、ポリエーテルイミド等があ
る。

ポリアミドはアミド結合−ＣｏＮＨ−をもつポリマーの
総称であり、天然ポリアミドと合成ポリアミドに分類さ
れ、前者に天然ポリペプチドがある。

合成ポリアミドは、ジアミンとジカルボン酸の重縮合に
よってえられる （−ＣｏＲＣｏＮＨＲ’　ＮＨ＋形とラクタム開環重合
またはアミノカルボン酸の重縮合などでえられる＋ＲＣ
ｏＮＨ＋形に大別される。

芳香族ポリアミドとしては特公昭５６−１３６８２６号
、同５９−４５１２４号などに示されている。たとえば
、 ポリイミドは、主鎖中にイミド結合をもつポリマーの総
称である。　基本的にはジカルボン酸とジアミンからポ
リアミック酸をつくり、これを成形後加熱、脱水、環化
してポリイミドとする。

一般式は、 で示される。ここで、Ｒは二価基である。

これらのポリアミド、ポリイミドは、ポリマーの特性と
して非常に優れた耐熱性をもつ。

ポリフェニレンサルファイドは ÷→つ−Ｓｉｎの構造をもつポリマーであり。

優れた耐熱性を持つ。

ポリサルフォンは、主鎖にサルファイドＪＩＯをもつポ
リマーであり、特に芳香族ボ　Ｓ− リサルフォンは優れた耐熱性を持つ。

たとえば、 がその−例である。

るポリエステルであり、その−例としては、の構造をも
つポリマー等がある。

ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）の構造は、下
記のとおりである。

ポリエーテルサルフォンの構造は、下記のとおりである
。

ポリエーテルイミドの構造は下記のとおりである。

このような材質を用いたノ８（体の形状、寸法、厚さに
は制限はなく、用途応じたものとすればよい。　例えば
、フィルム状、ディスク状等であってよい。

なおテープ状とする場合、通常３〜７０ｇｍ、特に３〜
２０ｇｍ程度の厚さとする。

このような基板」―には、まず、Ｔｉを含有する下地層
が設層される。　下地層中のＴｉ含有ら１は、１００ａ
ｔ％以下、通常、８０ａｔ％以Ｆ、より好ましくは９０
ａｔ％以上である。　この下地層のＴｉ含有力量８０ａ
ｔ％以下であると、下地層を設けた効果がｗＪ著にあら
れれず、媒体として、ｌＩり面垂直方向の高い保磁力は
得られない。

このような下地層は、通常、Ｔｉ単独で形成サレる。　
あるいはＴｉ合金として、またＴｉの酸化物および／ま
たは窒化物を含むもの等として形成される。　そして、
Ｔｉ以外の含有率は通常２０ａｔ％未満ないし０．特に
１ｏａｔ％以下である。

Ｔｉ合金として、Ｔｉに添加される合金元素としてはＡ
！；Ｌ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｍｎ、ＭＯ，Ｖ等があり、ざらに
Ｃ１０、Ｎ、Ｈ等が添加可能である。

Ｔｉの酸化物としては、例えばＴｉ０１Ｔｉ２０３　、
ＴｉＯ２ｆｔど、Ｔｉの窒化物としては、例えばＴｉＮ
などの形が挙げられる。

これらでは、通常、下地層の組成の一部が酸化物や窒化
物として存在するものである。

このような中では、特にＴｉのみからなるか、あるいは
これとｆａｔ％以下、特に０．１〜ｆａｔ％の０および
／またはＮを含有する下地層が好ましい。

このような下地層のＯおよび／またはＮの総合有量がｆ
ａｔ％をこえると、媒体として膜面垂直方向の保磁力が
低下する。

このように下地層中に含有される０やＮの含有量は、オ
ージェ分光分析、ＥＳＣＡ等の元素分析法によって測定
すればよい。

このようなＴｉを含有する下地層は、蒸着法、スパッタ
法、イオンプレーナ４ング法などの各種真空成膜法によ
って形成される。

この場合、成膜条件は通常種々行われている範囲で行え
ばよく、例えば基板の温度は３０〜１００℃、作動圧力
０．０１〜１ｍＰａ程度である。

また、特にＯ，Ｎの含有量をｌａｔ％以下にするために
は例えば基板を成膜前に１６０〜２２０℃まで真空中で
予備加熱したのち、基板温度を８０〜１００℃程度に保
持し、作動圧力０．０１〜０．１ｍＰａ程度とすること
が効果的である。

このようにして設層される下地層の膜厚は２０〜６００
ｎｍである。　　この膜厚が６００ｎｍをこえると媒体
としての剛性が大きくなっプへい、Ｖ々−１４−塙くす
ｆ／ｌ礒、表ツノｉ−−、ｔＸ文ｌ−しやすくなる。　
そして、保磁力が低下する。

また、２０ｎｍ未満では保磁力向上効果が低い。

なお、Ｔｉ下地層の平均結晶粒径は１０〜３００ｎｍ、
より好ましくは２０〜２００ｎｍ、特に２０〜１１００
ｎである。

そして、このような下地層の上には膜面の垂直方向に磁
化容易軸を有する磁性層が設層される。

このような磁性層は通常、柱状結晶構造をもち、この結
晶の平均粒径は１０〜３００ｎｍ、より好ましくは２０
〜２００ｎｍ、さらに好ましくは２−０〜１１００ｎで
ある。

平均粒径が１０ｎｍ未満になると膜面に垂直方向の保磁
力が低くなり、３００ｎｍをこえると同様に保磁力が低
くなり、しかも粒界ノイズが大きくなり実用上好ましく
ない。

そして、このような磁性層を形成する柱状結晶は膜面に
ほぼ垂直に配向するものである。

このような磁性層の膜厚は５０〜１１００ｎｍ、より好
ましくは６０〜９００ｎｍである。　この磁性層の厚さ
が５０ｎｍ未満になると強度が低下し、また１１００ｎ
ｍをこえるとヘッドタッチが悪くなり、変調ノイズが大
きくなってしまう。

なお、Ｔｊｉ性層表面には、結晶粒に起因して。

通常、粒径に対応する底辺をも、ち、高さ１０〜１１０
０ｎ程度の凸部が形成される。　この凹凸により、走行
性等が向上する。

本発明における柱状結晶の平均粒径および磁性層の膜厚
等は１通常、表面および破断面の電子顕微鏡写真［走査
形顕微鏡（ＳＥＭ）および透過形顕微鏡（ＴＥＭ）］に
よって、観測、算出することができる。

このような磁性層を構成する組成は、Ｃｏ−Ｃｒである
。

Ｃｏ−Ｃｒ膜としては、磁気特性上、好ましい。

なお、ＣｏおよびＣｒに加え、５ｗｔ％以下の範囲でＮ
ｉ、Ｆｅ、０等が含有されていてもよい。

このような磁性層は、蒸着法を用いて形成される。

真空蒸着法は蒸発源を１０ｍＰａ以下の高真空中で、エ
レクトロンビーム法、抵抗加熱法等により蒸発源を加熱
して融解、蒸発させて、その蒸気を例えば基体表面に薄
膜として凝着させる方法である。　この蒸発時に蒸発粒
子が得る運動エネルギーは０．１ｅＶ−１ｅＶ程度であ
る。

真空蒸着法は、公知の種々の装置を用いればよくまたハ
ース−基板間距離、膜の堆積速度などの条件設定等も適
宜決定すればよく、特に制限されるものではないが、本
発明においては、磁性層を設層の際に基板温度を、通常
、１５０〜３００℃、一般に１５０〜２２０℃程度とす
る。

この温度を、例えば１５０℃程度未満にすると、８１性
層を構成する結晶粒について所望の平均粒径が得られず
、媒体の保磁力が小さくなって実用上好ましくない。

さらに、磁性層設層時における作動圧力は０　、０１〜
１０ｍＰａ、より好ましくは０．１〜１ｍＰａ程度とす
ればよい。

この場合、下地層の設層と磁性層の設層との間には、い
わゆるリークを行わず、雰囲′気圧を１０Ｐａ以下より
好ましくはＩＰａ以下に維持することが好ましい。

これによりＴｉ下地層の大気開放による界面の乱れにも
とすく磁気特性の劣化が防止され磁気特性が向上する。

なお、前述した樹脂基板表面の少なくとも磁性層形成面
側には、基板の各種下地処理が行われることが好ましい
。

このような下地処理の方法としては１例えばプラズマ処
理法やイオンボンバード等の真空処理方法が挙げられる
。

本発明の磁気記録媒体の磁性層上には、種々の公知のト
ップコート層を設けてもよい、　また基板裏面にバック
コート層を設けることもできるし、磁性層と基板との間
にパーマロイ等の高透磁率金属薄膜やその他の公知の種
々の中間層を設けることもできる。

この場合、中間層は場合によってはＴｉ下地層の上にあ
ってもよいが、好ましくは中間層を下地層の下に設層す
る。

■　発明の具体的作用効果 本発明によれば、磁性層の膜面垂直方向にきわめて高い
保磁力を有する媒体が得られる。

また、磁性層の結晶配向性、接着性も良好であり、カー
ルの発生も少ない。

このような磁気記録媒体は、垂直磁化方式の磁気テープ
、フレキシブルディスク等に用いて有効である。

■　発明の具体的実施例 以下に本発明の具体的実施例を示す。

［実施例１］ 蒸発源の真上２５ｃｍの位置に１７０ｍｍφの基板ホル
ダーを配設し、これに厚さ５０　ｐ、ｔｓのポリイミド
フィルム（Ｕｐｉｌｅｘ−９宇部興産社製）基板をとり
つけた。　蒸発源としてＴｉを用い、ノ、（板上にＴｉ
下地層を蒸着した。

なお、蒸着に際して１作動圧は０．４ ｍＰａ、基板ホルダーの温度（基板の温度）を７０℃、
蒸着レートを１０ｎｍ／ｓｅｃ程度とし、設層されるＴ
ｉ膜厚は２０〜５００ｎｍとした。

この後、基板ホルダーの温度（基板の温度）を２００℃
とし、蒸発源をＣｏ−Ｃｒ（重量比８０／２０）合金（
２５ｍｍφペレット）を用い、これを２７０°偏向のＥ
Ｂガンを用いて蒸発させて上記Ｔｉ下地層の上に、Ｃｏ
−Ｃｒ磁性層を蒸着した。

なお、蒸着に先だち合金を溶融しなから膜厚コントロー
ラーにより組成分析を行い、Ｃｏ／Ｃｒ比が８０／２０
になったときにシャッタをあけて蒸着を行った。

蒸着の条件は、作動圧的０．２ｍＰａ、蒸着レートを２
０ｎｍ／ｓｅｃ程度とした。

このようにして１表１に示されるように、下地層の厚さ
、Ｃｏ−Ｃｒの磁性層厚さおよび結晶粒径を種々変えて
、サンプルを作製した。

下地層の組成分析はオージェ分析（アルパックファイ社
製モデル６００）で行った。

各サンプルの磁性層の膜厚および柱状結晶の平均粒径等
の測定方法は表面および破断面の電子顕微鏡写真［走査
形顕微鏡（ＳＥＭ）および透過形顕微鏡（ＴＥＭ）］か
ら算出した。

さらに、各サンプルにつき、下記に示す特性を調べた。

（１）膜面に垂直方向の保磁力Ｈｅ上（Ｏｅ）一定面植
に切り出したサンプルについて、振動試料型磁力計（Ｖ
ＳＭ）を用い、最大印加磁界をｌ０ＫＧとし保磁力を測
定した。

これらの結果を表１に示す。

なお、各サンプルの下地層のＯおよびＮ含有量はｌａｔ
％以下であった。

表　　　　１ ５（比較）１１００　　３００　　　４００　　３１０
　　　３００６（比較）　　　−４００４０４９０ ７（比較）　　　５０　　　３０　　　　２０　　　１
０　　　４８０８（比較）　　　−２０＜５　　　　＜
５０１０（比較）　　　−−６０５＜５０ １２（比較）　　　−１００１０６０ １４（比較）　　　−２００２０２００表１に示される
結果より、本発明の効果が明らかである。

なお、Ｔｉに１ｏａｔ％以下のＡＭ等を含有させたもの
も上記と同等の結果を得た。

また、他の耐熱性基板でも同等の効果を得た。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱変形温度１５０℃より大の樹脂製基板上に、Ｔ
   ｉを含有する平均粒径１０〜３００ｎｍ、膜厚２０〜６
   ００ｎｍの下地層を有し、この下地層の上に、Ｃｏおよ
   びＣｒを含有し、平均粒径が１０〜３００ｎｍの柱状結
   晶を有する膜厚５０〜１１００ｎｍの磁性層を有するこ
   とを特徴とする磁気記録媒体。