JPS60157717A - 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】 〔技術分野〕 この発明は蒸着により形成された強磁性金属を含む強磁
性金属薄膜層を記録層とする磁気記録媒体に関し、さら
に詳しくは強磁性金属薄膜層中に酸素原子を含む磁気特
性に優れた前記の磁気記録媒体に関する。

〔背景技術〕

強磁性金属薄膜層を記録ｊｉとする磁気記録媒体は、通
常、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、
この基体に強磁性金属もしくはそれらを含む合金等を真
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ことを目的として、
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
５８−８３３２８号、特開昭５８−４１４４２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５８−８３３２７号、特開昭５８
−４１４４３号）したものが提示されている。

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５８−８３
３２７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
の発明の発明者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、この漸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〕

この発明ばかがる現状に鑑み、強磁性金属薄膜層中に含
有される酸素原子の分布状態を改善し、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、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
討した結果なされたもので、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れたものでは、斜め入射蒸着の陰影
すＪ果によって生しる粒子間隔が広くて磁気的な相互作
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は、強
磁性金属薄膜層を構成する斜めに湾曲した柱状粒子の粒
子サイズを小さくすることかできて、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、また保磁力を一段と向上することができることを
見いだしてなされたものである。

この発明は、かかる知見に基づくものであり、基体上に
苺着により形成された強磁性金属を含む強磁性金ｍ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い
酸素原子を含有させ、かつ表面層に含有する酸素原子を
基体との界面層に含有される酸素原子よりも多くしたこ
とを特徴とするもので、このような分布で強磁性金属薄
膜層中に酸素原子含有させることによって、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たもので
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、酸素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、この明細書中におけ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か存在する表面
層を意味する。

強磁性金属薄膜層中に含有される酸素原子は、その中間
層で最も少なく、表面層で中間層に含有される酸素原子
の１．５〜６．０倍量、基体との界面層で中間層に含有
される酸素原子の１．２〜３．０倍量であって、中間層
部の酸素原子は該中間層部の全構成物質の原子に対し５
〜１５％の範囲内であり、強磁性金属薄膜層全体平均で
の酸素原子は強磁性金属薄膜層の全体の構成物質の１０
〜３０％の範囲内であることが好ましく、酸素原子の含
有量がこの範囲内にあると、保磁力が８００工ルステツ
ド以上で、磁区サイズが０．３μ以下の高保磁力で磁区
が極めて小さいものが容易に得られる。

これに対して基体との界面層に含有される酸素原子の含
有量が少な過ぎると、核となる強磁性金属粒子のサイズ
が充分に小さくならず、表面層に含有される酸素原子が
少なずぎると、粒子間隙に酸素原子が良好に含有されな
いため高い保磁力が得られず、磁区も小さくならない。

また酸素原子含有量が多すきると非磁性になるおそれが
あるため好ましくない。なお、ここでいう強磁性金属薄
膜層の全体とは、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、酸素ガス
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
る強磁性金属薄膜層の全体をいい、この明細書中におけ
る強磁性金属薄膜層の全体とは全てこの強磁性金属と結
合した酸素原子が存在する強磁性金属薄膜層の全体を意
味する。

第１図は少なくとも最低入射角部の基体に直射するよう
に酸素ガスを吹きつけてこの発明の強磁性金属薄膜層を
形成する際に使用する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
された円筒状キ中ンであり、プラスチックフィルム等の
基体４は原反ロール５よりガイドロール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、ガイトロ−ル
ア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蒸発源９で強磁
性材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、酸素ガス
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
吹きつけられる。このように少なくとも最低入射角部Ａ
の基体４に直射するように酸素ガスを吹きつけるガス導
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から基体４の最低入射角部へまでの
距離りが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
部へに直射するように吹きつけられる酸素ガスが、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
うな条件下で酸素ガスか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けられると、基体４の最低
入射角部Ａの近傍で酸素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真
空槽１内に充満した酸素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近傍の多量の酸素ガスによって粒子
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、保磁力が一段と高く、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（、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素ガスを吹
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、蒸着速度が速くなるほど保磁
力が高くなり、蒸気流の最低入射角度が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が得ら
れ、磁区サイズが０．３　μ以下のものが容易に得られ
る。なお、強磁性金属もしくはそれらを含む合金等を斜
め入射蒸着する際の入射角θは、６０度より大きくする
と、蒸着効率が悪くなり、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
強磁性材としてば、Ｃ０１Ｎｉ、Ｆｅなどの強磁性金属
単体、これら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−Ｎ１−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
るもの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に巻き取るようにセントするとともに、蒸
発源９内にコバルト−ニッケル合金（重量比８：２）１
０をセントした。次いで排気系２で真空槽１内を約５×
１０−Ｂトールにまで真空排気し、コバルト−二・７ケ
ル合金１０を加熱蒸発させて最低入射角５０度、蒸着速
度８００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上にコバルト−ニ
ッケル合金からなる強磁性金属Ｍ−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１２
ａ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がら高入射
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１０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３図に示すよう
に、ガス導入管１３をガス吹き出し口が強磁性材の蒸気
流Ｂに向くように防着板１１と円筒状回転キャン３との
間に取りつげて、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４図に示すよう
に、酸素ガス導入管１４をガス吹き出し口が強磁性材の
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の茎
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。

実施例および各比較例において、酸素ガスのガス圧を２
Ｘ１０−’トー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５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は比較例１で得られた磁気テ
ープ、グラフＣ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ざかるにつれ
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の強磁性金属薄膜層中における酸素
原子の濃度分布は、表面層で最も多く、中間層で最も少
なく、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、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６
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ば実施例１で得られた磁気テー
プ、グラフＢは比較例１で得られた磁気テープ、グラフ
Ｃは比較例２で得られた磁気テープを示す。また第７図
は磁区サイズと強磁性金属薄膜層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ば比較例１で得ら
れた磁気テープ、グラフＣは比較例２で得られた磁気テ
ープを示す。

〔発明の効果〕

第６図および第７図のグラフから明らかなように、この
発明で得られた磁気テープ（グラフＡ）は、いずれも従
来の磁気テープ（グラフＢおよびＣ）に比し、保磁力が
高くて磁区サイズが小さく、このことからこの発明で得
られた磁気記録媒体は、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７
００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、この発明の磁気テープでは保磁
力が８００エルステンドを超えｌｏｏ’０エルステッド
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４図は同地の真空蒸着装置
の概略断面図、第５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６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磁区サイズと平均酸
素含有量との関係図である。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 ０　−１０　２０　３０ 平均酸素含有量（原子％） 特許庁長官　若　杉　和　夫　）股 １．事件の表示 昭和５９年１月２６日出願の特許願（５）２、発明の名
称　ｆ７−　ＩＬ７５ｆ’磁気記録媒体 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　大阪府茨木市丑寅−丁目１番８８号名　称　（
５８１）日立マクセル株式会社代表者　永　井　厚 ４、代理人 住　所　大阪市東区博労町２丁目４１番地明細書の「特
許請求の範囲」の欄、明細書の［６、補正の内容 （１）　明細書第１ページから第２ページにかけての特
許請求の範囲を別紙のとおり補正する。 （２）明細書第５ページ、第２行目の「含有される酸素
原子の分布状態」を「おける酸素原子の濃度分布」と補
正する。 （３）明細書第５ページ、第９行目の、１分、布」を「
濃度分布」と補正する。 （４）明細書第６ページ、第３行目の「酸素原子の含有
量」を１酸素原子の濃度」と補正する。 （５）明細書第６ページ、第１０行目から第１１行目に
かけての「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、」を「酸素原子の濃度を中
間層部での濃度に比してできるだけ高（すれば、」と補
正する。 （６）明細書第６ページ、下から第２行目から、明細書
第７ページ、第４行目にかけての「表面層および基体・
・・・・・・・・・・・・・・・・・含有させることに
よりて、」を［表面層および基体との界面層の酸素原子
濃度を中間層よりも高くし、かつ表面層の酸素原子濃度
を基体との界面層の酸素原子濃度よりも高くしたことを
特徴とするもので、このような濃度分布で強磁性金属薄
ｊｉ！ｉｉｉ層中に酸素原子を含有させることによって
、」と補正する。 （７）明細書７ページ、下から第７行目から、明細書第
８ページ、第３行目にかけての１強磁性金属薄膜層中に
・・・・・・・・・・・・・・・・・・この範囲内にあ
ると、」を「強磁性金属薄膜層中の酸素原子濃度は、そ
の中間層で最も低く、表面層で中間層の酸素原子濃度の
１．５〜６．０倍量、基体との界面層で中間層の酸素原
子濃度の１．２〜３，０倍量であって、中間ｊ製部の酸
素原子濃度は該中間層部の全構成原子数の和に対し５〜
１５％の範囲内であり、強磁性金属薄膜層の全体での酸
素原子濃度は強磁性金属薄膜層全体の全構成原子数の和
に対し１０〜３０％の範囲内であることが好ましく、酸
素原子濃度がこの範囲内にあると、」と補正する。 （８）明細書第８ページ、第６行目から第１２行目にか
げての「これに対して・・・・・・・・・・・・・・・
多ずぎると非磁性になる」を「これに対して基体との界
面層の酸素原子濃度が低すぎると、核となる強磁性金属
粒子のサイズが充分に小さくならず、表面層の酸素原子
濃度が低すぎると、粒子間隙に酸素原子が良好に含有さ
れないため高い保磁力が得られず、磁区も小さくならな
い。また酸素原子濃度が高すぎると非磁性になる」と補
正する。 （９）　明細書第１１ページ、第６行目から第１２行目
にかけての「表面層および基体・・・・旧・・・・・・
・・中間層より多いという」を［表面層および基体との
界面層の酸素原子濃度が高いため、これら表面層と界面
層間での酸素原子濃度が商いほど垂直方向に向き易い磁
化めバランスも良好に保たれ、酸素原子濃度が表面層で
最も高く、中間層で低く、基体との界面層で表面層より
低く中間層より高いという」と補正する。 ００）明細書第１６ページ、第４行目から第５行目にか
けての１漸減するように含有されている」を「漸減する
」と補正する。 （１１）明細書第１６ペー　ジ、第９行目の「含有され
ていることがわかる。」を１なっていることがわかる。 」と補正する。 （１２）明細書第１６ページ、第１３行目から第１４行
目にかけての「平均酸素含有量ｊおよび第１８行目から
第１９行目にかけての「平均酸素含有量」を［−平均酸
素濃度」と補正する。 （１３）明細１第１８ページ、第７行目および第９行目
の「平均酸素含有量」を「平均酸素濃度」と補正する。 （１４）図面の第６図および第７図を別紙の通り補正す
る。 ７、添付書類の目録 （１）特許請求の範囲を記載した書面　１　通（２）図
面の第６図および第７図　１　通特許請求の範囲 １、基体上に蒸着により形成された強磁性金属薄膜層の
、表面層および基体との界面層勿做束凰了ＡＯ【を中間
層ｍ１３、　Ｐ門よ　−′−＜シたことを特徴とする磁
気記録媒体 ２、強磁性金属薄膜層の表面Ｎ■酸素原子直変を基体と
の界面層生酸素原子差度より紅した特許請求の範囲第１
項記載の磁気記録媒体３、強磁性金属薄膜層の表面層少
酸素原子１度が、中間腓■酸素原子Ａ度の１．５〜６．
０倍量であり、基体との界面層少酸素原子撮一度２が、
中間雁夏酸素原子差度の１．２〜３．０倍量である特許
請求の範囲第２項記載の磁気記録媒体 ４、強磁性金属薄ＩＩ層の中間層夏酸素原子１１１１Ｌ
が当該中間層部の全Ｕ原子数−〇程に対し、５〜１５％
で１磁性金属薄膜層の全体皇全盪爪原子斂夏租に対しＸ
ユ」ゴ１Ｑ酸素原子差度が、１０〜３０％である特許請
求の範囲第１項ないし第３項記載の磁気記録媒体 第６図 ０　１０　２０　３０ 平均酸素濃４度（原子％） 第７図 ０　１０　２０　３０ 平均酸素濃度（原子％）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基体上に蒸着により形成された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い酸素
   原子を含有させたことを特徴とする磁気記録媒体 ２、強磁性金属薄膜層の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た特許
   請求の範囲第１項記載の磁気記録媒体 ３、強磁性金属薄膜層の表面層に含有される酸素原子が
   、中間層に含有される酸素原子の１．５〜６．０倍量で
   あり、基体との界面層に含有される酸素原子が、中間層
   に含有される酸素原子の１．２〜３．０倍量である特許
   請求の範囲第２項記載の磁気記録媒体 ４、強磁性金属薄１１５ｔｉ層の中間層に含有される酸
   素原子が当該中間層部の全原子に対し、５〜１５％で、
   かつ強磁性金属薄膜層の全体に含まれる酸素原子が全体
   の原子に対し、１０〜３０％である特許請求の範囲第１
   項ないし第３項記載の磁気記録媒体