JPH08129748A

JPH08129748A - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH08129748A
Application number: JP28923694A
Authority: JP
Inventors: Jota Ito; 条太伊藤; Susumu Haga; 進芳賀; Koji Naruse; 宏治成瀬; Kazunobu Chiba; 一信千葉
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-10-28
Filing date: 1994-10-28
Publication date: 1996-05-21

Abstract

(57)【要約】【構成】金属磁性薄膜（蒸着膜）２上に、耐摩耗性に
優れてなおかつ磁性をもつ保護層４として、耐摩耗性に
優れているカーボンと、強磁性体である例えばコバルト
とを同時にスパッタすることによって、カーボンとコバ
ルトの混在した保護層４が形成された蒸着テープ等の磁
気記録媒体。【効果】スペーシングロスを効果的に抑えつつ優れた
耐摩耗性を容易に得ることのできる磁気記録媒体を提供
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非磁性支持体の面上に
少なくとも磁気記録層が形成されている磁気記録媒体に
関し、例えば真空蒸着やスパッタリング等の真空薄膜形
成技術等の手法により非磁性支持体上に金属磁性薄膜
（強磁性金属薄膜）を磁気記録層として形成した、いわ
ゆる強磁性金属薄膜型の磁気記録媒体（例えば磁気テー
プ、磁気ディスク）に関するものである。

【０００２】

【従来技術】従来より磁気記録媒体としては、非磁性支
持体上にγ−Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｃｏを含有するγ−Ｆｅ₂Ｏ
₃、Ｆｅ₃Ｏ₄、Ｃｏを含有するＦｅ₃Ｏ₄、γ−Ｆｅ
₂Ｏ₃とＦｅ₃Ｏ₄とのベルトライド化合物、Ｃｏを含
有するベルトライド化合物、ＣｒＯ₂等の酸化物強磁性
粉末、あるいはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等を主成分とする合金
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、ポリウレタン樹脂等の有
機バインダー中に分散せしめた磁性塗料を塗布、乾燥す
ることにより作製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、例えばビデオテープ等の分
野では、高画質化を図るために高密度磁気記録化が一層
強く要求されてきている。これに対応して、Ｆｅ系やＣ
ｏ−Ｎｉ合金等の強磁性金属材料を、メッキや真空薄膜
形成技術（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
イミドフィルム等の非磁性支持体上に直接被着して磁性
層を形成した、いわゆる強磁性金属薄膜型の磁気記録媒
体が提案されている。

【０００４】この強磁性金属薄膜型の磁気記録媒体は、
保磁力（抗磁力）や角型比等に優れ、短波長での電磁変
換特性に優れるばかりでなく、磁性層の薄膜化が可能で
あるため、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有機バインダーを混入
する必要がないため、磁性材料の充填密度を高めること
ができること等、数々の利点を有している。

【０００５】その中でも、真空蒸着法によって磁性層を
形成した蒸着テープは、高生産効率と安定した特性のた
めに、既にハイバンド８ミリ（Ｈｉ８）用テープ及びデ
ィジタルマイクロテープ（ＮＴテープ）として商品化さ
れている。

【０００６】蒸着テープの磁性層は、真空中で電子線等
で磁性材料を加熱して蒸発させ、非磁性支持体上に付着
させることによって形成される。

【０００７】蒸着テープは、高い再生出力のために、高
密度記録に適している。この場合、記録波長が短くなる
ほど、スペーシングロスの影響は大きくなるので、媒体
（即ち、磁性層）表面はより平滑に設計される。しか
し、表面を平滑化すると、摩擦が高くなり、耐摩耗性が
問題となる。

【０００８】このような問題を解決するのに、表面に潤
滑剤を塗布したり、微小突起を形成して、表面性をコン
トロールしているが、いずれも表面性のコントロールが
それ程容易ではなく、また、それに必要な工程が面倒で
ある。

【０００９】これに対し、カーボンを表面にスパッタす
ることによって保護層を設け、耐摩耗性を向上させる手
法が開発されてきている。

【００１０】しかしながら、このように媒体表面にカー
ボン層を設けると、カーボンが非磁性であるために、カ
ーボン層の厚み分だけスペーシングロスが生じ、電磁変
換特性の劣化を引き起こし易い。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、スペ
ーシングロスを効果的に抑えつつ、優れた耐摩耗性を容
易に得ることのできる磁気記録媒体を提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記した問
題を解決するために、鋭意研究の結果、ある程度磁性を
もった保護層を形成することによって、スペーシングロ
スを抑え、なおかつ耐摩耗性に優れた磁気記録媒体を作
製することに成功し、本発明に到達したものである。

【００１３】即ち、本発明は、磁性を有する保護層が磁
気記録層上に形成されている磁気記録媒体に係るもので
ある。

【００１４】本発明の磁気記録媒体によれば、磁気記録
層（磁性層）上に、磁性を有する保護層が形成されてい
るので、磁気記録層が本来の磁気記録に用いられると同
時に、保護層自体も磁性を有しているために磁気記録の
障害とはならず、むしろ磁気記録の一部を担うことにな
る。

【００１５】これによって、保護層によるスペーシング
ロスを効果的に抑制し、電磁変換特性を向上させること
ができる。しかも、保護層としてその構成材料（特にカ
ーボンとＣｏ等の磁性材料）によって媒体の耐摩耗性を
容易に向上させることができる。

【００１６】本発明の磁気記録媒体は、具体的には、耐
摩耗性に優れてなおかつ磁性をもつ保護層として、耐摩
耗性に優れているカーボンと、強磁性体である例えばコ
バルトとを同時にスパッタすることによって、カーボン
とコバルトの混在した保護層が形成されたものである。

【００１７】この場合、保護層が60〜40原子％のカーボ
ンと40〜60原子％のコバルト等の磁性金属とをそれぞれ
含有していることが望ましい。

【００１８】また、磁気記録層が金属磁性薄膜からなる
と共に、磁気記録層及び保護層がそれぞれ、構成材料の
連続膜として非磁性支持体上に形成されているのがよ
い。

【００１９】磁気記録層及び保護層を形成する方法とし
ては、真空蒸着法、スパッタ法等のＰＶＤ法による製膜
法、ＣＶＤ法による製膜法等があり、これらの方法によ
って磁気記録層及び保護層は連続膜として形成される。

【００２０】上記の非磁性支持体としては、ポリエステ
ル類、ポリオレフィン類、セルロース誘導体、ビニル系
樹脂、ポリイミド類、ポリアミド類、ポリカーボネート
等に代表されるような高分子材料により形成される高分
子支持体が挙げられる。この形状はテープ状をはじめ、
ディスク状等であってもよい。

【００２１】上記の磁性金属薄膜は、メッキやスパッタ
リング、真空蒸着等のＰＶＤ法により連続膜として形成
されるものであり、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等の金属やＣｏ−
Ｎｉ系合金、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐｔ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎ
ｉ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｂ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系合
金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ−Ｂ系合金等からなる面内磁化記
録金属磁性膜や、Ｃｏ−Ｃｒ系合金薄膜、Ｃｏ−Ｏ系薄
膜等の垂直磁化記録金属磁性薄膜が例示される。これら
の磁性金属や磁性合金は、上記の保護層にも使用するこ
とができる。

【００２２】こうした金属磁性薄膜の膜厚は、通常 0.1
〜３μｍである。

【００２３】特に、面内磁化記録金属磁性薄膜の場合、
予め非磁性支持体上にＢｉ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｇａ、
Ｉｎ、Ｓｉ、Ｔｉ等の低融点非磁性材料の下地膜を形成
しておき、金属磁性材料を垂直方向から蒸着又はスパッ
タし、金属磁性薄膜中にこれらの低融点非磁性材料を拡
散せしめ、配向性を解消して面内等方性を確保すると共
に抗磁力を向上するようにしても良い。

【００２４】また、上記の保護層は、厚さ５〜100nm(更
には５〜30nm）に形成されるのがよい。この厚さは大き
すぎると出力低下が生じ易く、小さすぎると保護層とし
ての効果に乏しくなる。

【００２５】なお、媒体のバック面の耐久性を向上させ
る目的で、非磁性支持体のバック面（磁気記録層とは反
対側の面）にバックコート層として形成してよい。その
場合のバックコート層の材質の例として、Ｃ、Ａｌ₂Ｏ
₃、Ｔｉ−Ｎ、Ｍｏ−Ｃ、Ｃｒ−Ｃ、ＳｉＯ、Ｓｉ
Ｏ₂、Ｓｉ−Ｎ等が挙げられるが、これらに限定される
ものではない。

【００２６】こうしたバックコート層は、上記の材料を
結合剤中に配合して分散したものであるが、使用可能な
結合剤としては、変性又は非変性の塩化ビニル系樹脂、
ポリウレタン樹脂或いはポリエステル樹脂を使用するこ
とができるし、さらに繊維素系樹脂、フェノキシ系樹脂
或いは特定の使用方式を有する熱可塑性樹脂、熱硬化性
樹脂、反応型樹脂、電子線照射硬化型樹脂等を併用して
もよい。

【００２７】このバックコート層を形成するには、例え
ばバックコート層の構成成分を結合剤中に分散し、結合
剤の種類等によってエーテル類、エステル類、ケトン
類、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、塩素化炭化水素
等から選ばれる有機溶剤とともに混練してバックコート
層用塗料を調製し、この塗料を非磁性支持体の裏面に塗
布し、乾燥、カレンダー処理する。結合剤に対しては、
一層耐久性の向上を図るために、多官能性イソシアネー
ト等の硬化剤を５〜30重量％添加することが好ましい。

【００２８】図１は、本発明に基づく磁気記録媒体、例
えば蒸着テープを示すものである。

【００２９】この蒸着テープによれば、本発明に基い
て、ベースフィルム１上に金属磁性薄膜２が形成され、
この金属磁性薄膜２上にはカーボン及び磁性材料からな
る磁性連続膜が保護層４として形成されている。そし
て、金属磁性薄膜２とは反対側のベースフィルム１の面
上には、仮想線で示すように、バックコート層３が形成
されていてよい。

【００３０】

【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例を図
面の参照下に詳細に説明する。

【００３１】図２に示す連続巻き取り式蒸着装置のチャ
ンバー100 をバルブ102 を介し真空ポンプ101 によって
10^-9気圧に排気し、チャンバー100 内で、坩堝107 内に
置いたコバルト合金を電子銃106 による電子ビーム109
で加熱溶解して、厚さ10μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテ
レフタレート）ベースフィルム１上に蒸着し、金属磁性
薄膜２を形成した。

【００３２】この場合、蒸着の入射角は、ベースフィル
ム１の法線方向から90度〜45度までであり、ベースフィ
ルム１の送り速度が25ｍ／分で、蒸着膜２の厚みが 200
nmとなるように蒸着した。巻き出しロール104 から巻き
取りロール108 へとクーリングキャン105 に沿ってベー
スフィルム１を送りながら、蒸着した。

【００３３】なお、この蒸着において、特に金属磁性薄
膜２の蒸着時にはＡｒガス導入管103 からＡｒガスを導
入し、真空度を調整する。なお、酸素ガス供給管（図示
せず）から酸素ガスを吹き出しながら磁性粒子の一部を
酸化して堆積させると、磁性薄膜２の保磁力と飽和磁化
量をコントロールすることができる。

【００３４】次に、図３に示す連続巻き取り式スパッタ
装置において、チャンバー120 内に図４に明示するよう
な、コバルト111 とカーボン112 の混在したターゲット
127を用いて、上記の方法で作成した蒸着フィルム１を
巻き出しロール124 （上記の108 に対応するもの）から
巻き出し、巻き取りロール128 へ巻き取り、クーリング
キャン125 で案内しながら、ベースフィルム１の磁性薄
膜２の表面にカーボンとコバルトを混在させた保護層４
をスパッタによって形成した。この際、ターゲット127
のカーボンとコバルトとの重量比率を変化させてスパッ
タし、保護層の組成を異ならせた各サンプルフィルムを
作成した。

【００３５】スパッタ装置は、マグネトロンスパッタ装
置として構成され、図３に示したように、真空ポンプ12
1 にてチャンバー120 内を10^-4Paまで減圧した後、真空
ポンプ121 側へ排気するバルブ122 の角度を全開状態か
ら10度まで絞ることにより、排気速度を落とし、Ａｒガ
ス導入管123 からＡｒガスを導入し、真空度を 0.8Paに
した。

【００３６】巻き出しロール124 には、Ｃｏの合金を蒸
着した原反をセットし、冷却キャン125 で−20℃に冷却
しながら電極126 とターゲット127 に 600Ｖの電圧129
をかけ、10Ａの電流が流れる状態を保ち、カーボンとコ
バルトからなるスパッタ層（保護層）４を10nmの厚みに
形成した。なお、スパッタ方式はＤＣスパッタ方式であ
り、ターゲット127 とキャン125 との間隔ｄは80mm、フ
ィルム１の送り速度は６ｍ／分であった。

【００３７】その後、カーボンを主体とし、硬化剤とし
て塩化ビニル系のバインダーを使用した高分子のバック
コート層３を 0.5μｍの厚みに形成し、磁気記録媒体の
原反を作成した。

【００３８】次に、金属磁性薄膜２上に、ナフタレンジ
オールを有機防錆剤としてその 0.1wt％溶液をグラビア
ロールを使用した塗布機にて塗布し、 100℃のドライヤ
ーで乾燥した後、潤滑剤としてパーフルオロポリエーテ
ル誘導体からなる有機物を主体とした 0.5wt％溶液を同
様にグラビアロールにて塗布した後、乾燥し、トップコ
ート層を形成した。

【００３９】そして、この磁気記録媒体原反を８mm幅に
裁断し、図１に示した蒸着テープとした。図５には、サ
ンプル作成のフローチャートを示す。

【００４０】次に、上記の製法によって作成された蒸着
テープにおいて、保護層４の組成比率と、電磁変換特性
及びスチル耐久性を測定した。

【００４１】下記の表１に、使用したターゲット127 の
カーボンとコバルトの構成比率と、形成された保護層の
組成比率の測定結果を示した。但し、保護層の組成比率
は、オージェ電子分光によって測定し、相対原子数比率
を組成比率とした。ターゲットの組成比率に応じて、保
護層の組成比率が変化していることが分かる。

【００４２】

【００４３】更に、下記の表２に各サンプルの電磁変換
特性とスチル耐久性の測定結果を示した。測定は、ソニ
ー社製のハイバンド８ミリビデオデッキＥＶ−Ｓ９００
を改造したもので行った。相対速度は 3.8ｍ／秒、記録
周波数は７MHz で行った。また、スチル耐久性は、出力
が初期レベルに対して３dB劣化するまでの時間を測定し
た。

【００４４】

【００４５】この結果から、本発明に基いて磁性層上に
カーボンと磁性材料からなり、磁性を有する保護層を設
けることによって、電磁変換特性を向上（スペーシング
ロスを減少）させ、耐摩耗性も良好とすることができ
る。

【００４６】この表２の結果をもとに、スパッタのター
ゲットの組成比率（即ち、保護層の組成比率）と、電磁
変換特性及びスチル耐久性との関係を図６に示した。図
６から、保護層のコバルト原子比率が40％未満では極端
に電磁変換特性が低くなり易く、コバルト原子比率が60
％以上ではスチル耐久性が極端に悪くなり易いため、保
護層のコバルト含有量は40％〜60％の範囲が最も良いこ
とが分かる。

【００４７】なお、本実施例では、蒸着層（磁性薄膜）
としてＣｏを用いたが、表面に磁性を持った保護層を設
けて電磁変換特性と走行耐久性を向上させることは、Ｃ
ｏの他に、Ｆｅ、Ｎｉ等の金属やＣｏ−Ｎｉ系合金、Ｃ
ｏ−Ｎｉ−Ｐｔ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ
−Ｎｉ−Ｂ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ
−Ｎｉ−Ｂ系合金等からなる面内磁化記録金属磁性膜
や、Ｃｏ−Ｃｒ系合金薄膜、Ｃｏ−Ｏ系薄膜等の垂直磁
化記録金属磁性薄膜に関する場合においても、有効であ
る。こうした磁性材料は、保護層においても適宜選択し
て使用してよい。

【００４８】また、本実施例では、組成比率の異なる保
護層を形成するためのスパッタターゲットとして、図４
のような形状のものを使用したが、同様の効果が得られ
るものであれば、特にこの形状に限定されるものではな
い。また、カーボン以外の非磁性材料を同様の目的で使
用してよい。

【００４９】その他、上記の例は本発明の技術的思想に
基いて種々に変形可能である。

【００５０】

【発明の作用効果】本発明の磁気記録媒体は、磁性を有
する保護層が、磁気記録層上に形成されているので、磁
気記録層が本来の磁気記録に用いられると同時に、保護
層自体も磁性を有しているために磁気記録の障害とはな
らず、むしろ磁気記録の一部を担うことになる。

【００５１】これによって、保護層によるスペーシング
ロスを効果的に抑制し、電磁変換特性を向上させること
ができる。しかも、保護層としてその構成材料（特にカ
ーボンとＣｏ等の磁性材料）によって媒体の耐摩耗性を
容易に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく磁気記録媒体の一例の断面図で
ある。

【図２】同磁気記録媒体の製造に使用する蒸着装置の概
略断面図である。

【図３】同磁気記録媒体の製造に使用するスパッタ装置
の概略断面図である。

【図４】同スパッタ装置に用いるターゲットの側面図及
び平面図である。

【図５】同磁気記録媒体の作成工程のフローチャートで
ある。

【図６】同磁気記録媒体における保護層の組成比率と電
磁変換特性及びスチル耐久性の関係を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１・・・非磁性支持体（ベースフィルム）２・・・金属磁性薄膜３・・・バックコート層４・・・保護層 100 、120 ・・・チャンバー 101 、121 ・・・真空ポンプ 102 、122 ・・・排気バルブ 103 ・・・Ａｒガス導入管 104 、124 ・・・巻き出しロール 105 、125 ・・・クーリングキャン 106 ・・・電子銃 107 ・・・坩堝 108 、128 ・・・巻き取りロール 109 ・・・電子ビーム 111 ・・・コバルト 112 ・・・カーボン 126 ・・・電極 127 ・・・ターゲット

フロントページの続き (72)発明者千葉一信東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性を有する保護層が磁気記録層上に形
成されている磁気記録媒体。
【請求項２】保護層がカーボンと磁性材料とをそれぞ
れ含有している、請求項１に記載した磁気記録媒体。
【請求項３】保護層が60〜40原子％のカーボンと40〜
60原子％の磁性金属とをそれぞれ含有している、請求項
２に記載した磁気記録媒体。
【請求項４】磁気記録層が金属磁性薄膜からなる、請
求項１〜３のいずれか１項に記載した磁気記録媒体。
【請求項５】磁気記録層及び保護層がそれぞれ、構成
材料の連続膜として形成されている、請求項１〜４のい
ずれか１項に記載した磁気記録媒体。