JPH0546014B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、強磁性金属薄膜を磁気記録層として
備えてなる磁気記録媒体に関するもので、密着が
良好でかつ、耐久性に優れた磁気記録媒体に関す
るものである。 従来より、磁気記録媒体としては、磁性粉末を
バインダ中に分散させたものを支持体上に塗布し
乾燥させたいわゆる塗布型磁気記録体が広く使わ
れてきた。しかしこのタイプでは原理的にバイン
ダーを除けず、また高密度記録化に必要な記録媒
体の薄層化にも限界がある。 近年、高密度記録への要求の高まりと共に真空
蒸着法に代表されるベーパーデポジツシヨン法、
あるいは電気メツキ、無電解メツキ等のメツキ法
により形成される強磁性金属薄膜を磁気記録層と
するバインダーを使用しないいわゆる非バインダ
ー型磁気記録媒体が注目を浴びており実用化へ多
大の努力が傾注されている。 特に真空蒸着による方法はメツキの場合のよう
な排液処理を必要とせず、製造工程も簡単で膜の
析出速度も他のいずれの方法よりも大きいという
利点を有している。 真空蒸着によつて作製された強磁性薄膜を磁気
記録層として設けてなる磁気テープを従来の塗布
型の磁気テープト比較した時、再生出力は格段に
大きくなり、再生出力の周波数特性も短波長側へ
大きく伸びている。真空蒸着法としては良好な磁
気特性を得るために酸素を真空槽に導入しつつ蒸
着を行なう方法が提案されているが、膜の密着
性、耐久性においては不充分である。 そこで本発明者等は、塗布磁気テープを陵駕す
る再生出力をもち密着性にすぐれると共に耐久性
の良好な蒸着型磁気テープを得るため鋭意研究を
重ねた結果本発明に至つたものである。 すなわち、本発明による磁気記録媒体とは磁気
記録層として真空中で基体上に蒸着された強磁性
金属薄膜を有し、その膜中に強磁性金属原子と共
に酸素原子が含まれており且つその酸素原子の膜
深さ方向の分布が、膜のごく表面近傍を除き基体
に近いほど多く、基体から離れるほど少なくなつ
ていることを特徴とする磁気記録媒体である。 具体的には本発明の磁気記録媒体の磁性金属薄
膜酸素原子比率において、表面近傍の最小値を示
す点から基体面までの間の磁性蒸着膜の深さ方向
における任意の２点をとつた場合、磁性蒸着膜表
面に近い点における酸素原子比率の方が常に小さ
い様に分布していることを特徴とする磁気記録媒
体である。 本願発明においては、強磁性金属薄膜の深さ方
向における酸素原子の分布を上記のようにするこ
とにより、再生出力を低下させること無く密着性
が優れ、耐久性も良好な磁気記録媒体が得られる
ようになるのである。 酸素原子の磁性金属原子に対する比率は、基体
の近傍、即ち酸素分布曲線の基体側先端の値で10
％〜40％、好ましくは15％〜25％、磁性蒸着膜の
表面近傍（但し、数十Åのごく近傍は除く）で
の、すなわち酸素分布曲線の磁性蒸着膜の表面近
傍での最小値が５％〜20％であり、好ましくは、
５％〜15％である。 また、酸素原子の磁性金属原子に対する比率が
余り大きくなると基体の近傍であれまたは表面近
傍であれ、再生出力を低下させるので好ましくな
い。特に、基体近傍における酸素原子の比率が40
％を越えるようになると強磁性金属薄膜の密着性
が低下して、スチル耐久性も劣化するので好まし
くない。さらにまた、酸素原子の磁性金属原子に
対する比率が余り小さいと、再生出力は良好なも
のの強磁性金属薄膜の強度が低下してスチル耐久
性が劣化する。特に、表面近傍の酸素原子の比率
が５％未満ではその傾向が著しい。 このような組成をもつ磁性薄膜では再生出力に
関与する残留磁束密度が表面側、すなち磁気ヘツ
ドに近い側ほど大きくなつておりそれが再生出力
を低下させずに、耐久性、密着性向上の原因にな
つていると考えられる。但し、表面のごく近傍
（数十Å）は空気との接触により不可避的に酸素
分子の吸着が起こり酸素原子に富んだ層ができて
いる。しかし、この層は一般に数十Å程度であり
記録再生過程にはあまり影響を及ぼさない。 さらに本発明による磁気記録媒体は、金属薄膜
型磁気テープの欠陥と言われてきた摩耗に対する
強度、走行安定性の上でも改良がなされ、従来の
塗布型テープと比べ遜色のないものである。 本発明に用いられる磁性金属材料としてはFe、
Co、Ni等の金属あるいはFe−Co、Fe−Ni、Co
−Ni、Fe−Co−Ni、Fe−Rh、Fe−Cu、Co−
Cu、Co−Au、Co−ｒ、Co−La、Co−Pr、Co
−Gd、Co−Sm、Co−Pt、Ni−Cu、Mn−Bi、
Mn−Sb、Mn−Al、Fe−Cr、Co−Cr、Ni−Cr、
Fe−Co−Cr、Ni−Co−Cr、Fe−Co−Ni−Cr等
の合金である。特に好ましいのはCoを60重量％
以上、あるいはCoを６重量％以上およびNiを２
重量％以上含有するような合金である。 本発明における磁性薄膜は単層で設けてもよい
し、２層以上を積層して設けてもよいし、基体と
磁性薄膜の間、磁性薄膜間に非磁性層を介在させ
てもよい。 磁性膜中の膜厚方向の酸素分布は連続的に変化
しても良いし、ステツプ状に変化しても良い。従
つて積層とする場合基板に近い第１層の酸素含有
量を多く、基板より離れて第２層、第３層となる
に従つて酸素含有量を少なくしても良い。 第１図〜第３図は本発明による磁気記録媒体の
数例を図式的に示している。第１図は単層の例で
非磁性支持体１上に磁性薄膜２が形成されてい
る。磁性薄膜２内の酸素の分布は支持体１近傍で
は多く支持体１から遠ざかるに従つて連続的に減
少している。第２図及び第３図は積層の例で、磁
気記録層は磁性薄膜３，４あるいは磁性薄膜５，
６，７，８より構成されている。第２図において
は磁性薄膜３，４内の酸素分布は、前記磁性薄膜
２と同様に支持体から離れるに従つて連続的に減
少している。第３図においては各磁性薄膜５，
６，７，８内での酸素分布はほぼ一定で、支持体
１に一番近い磁性薄膜５の酸素含有量は一番多
く、支持体１から遠ざかるにつれ磁性薄膜６，
７，８内の酸素含有量は少なくなつている。 磁性薄膜の総厚は、磁気記録媒体として十分な
出力を与え得る厚さで、かつ高密度記録が十分行
なえる薄さを必要とすることから、一般には約
0.02μｍから5.0μｍ、好ましくは0.05μｍから2.0μ
ｍである。磁性薄膜を積層する場合は各磁性薄膜
の厚さは等しく設計してもいいし、基体に最も近
い磁性薄膜の±50％の厚さで設けてもよい。 本発明における蒸着とは米国特許第3342632号
の明細書に述べられている通常の真空蒸着の他、
電界、磁界あるいは電子ビーム照射により蒸気流
のイオン化、加速化等を行なつて蒸発粒子の平均
自由行程の大きい雰囲気にて支持体上に薄膜の形
成させる方法をも含むものであり、例えば特開昭
51−149008号明細書に示されているような電界蒸
着法、特公昭43−11545号、特公昭46−20484号、
特公昭47−26579号、特公昭49−45439号、特開昭
49−33890号、特開昭49−34483号、特開昭49−
54235号公報に示されているようなイオン化蒸着
法も本発明に用いられる。 特に好ましいのは米国特許3342632号等に述べ
られている斜め蒸着法である。 磁性薄膜中に酸素を含有しめるには、従来より
知られているように酸素雰囲気中にて磁性金属あ
るいは合金を蒸発せしめ非磁性基体上に蒸着せし
める方法が用いられる。 特に磁性薄膜の厚さ方向に連続的に酸素含有量
を変化させる方法としては特願昭56−139095号に
示されているような方法を用いても良い。 次に実施例をもつて本発明を具体的に説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。 実施例 １ 第４図および第５図に示した巻取式蒸着装置を
用い15μｍ厚のポリエチレンテレフタレートフイ
ルム上にコバルト磁性薄膜を形成させて磁気テー
プを作製した。第４図、第５図において真空容器
S₁（一部分のみ図示されている）内に配置された
円筒状冷却キヤン１１に沿つてテープ状支持体１
２が矢印方向１３に移動せしめられる。キヤン１
１の下法には磁性材料のチヤージされた蒸発源１
４が設置されていてマスク１５を介して冷却キヤ
ン１１に沿つて移動する支持体１２に斜め蒸着が
行えるようになつている。支持体１２の移動に従
い入射角がθmaxからθminへ連続可変されつつ蒸
着が行なわれる。第４図において酸化性ガス導入
部１６はθmax近傍に、第５図において酸化性ガ
ス導入部１６′は真空容器S₁の壁に設けられてい
る。 蒸発源としては電子ビーム加熱式蒸発源を使用
し、酸素分圧１×10^-4Torrにて蒸着を行なつた。
磁性膜の厚さは1500Åであり抗磁力は900Oeであ
つた。これらの膜の深さ方向の組成をオージエス
ペクトロスコピーにより調べた結果を第６図に示
す。ここでサンプルＡは第４図の装置による磁気
テープ、サンプルＢは第５図の装置による磁気テ
ープである。表面近傍の酸素は、大気中の酸素が
吸着したものである。得られた磁気テープの密着
性および耐久性、電磁変換特性をVHS型VTRに
て調べたところ、表１に示すような特性をもつこ
とがわかつた。表の値は塗布型テープを0dBとし
て算出してある。

【表】 密着性はセロテープの剥離テストにより調べ
た。 密着性は、磁気テープの磁性薄膜面をカツター
ナイフで約１mm角の大きさに基盤目状の切れ目を
入れた後に、その面上にセロテープを貼り付け
て、引き剥がした後の磁性薄膜の剥がれ具合から
相対的に評価した。 スチル耐久性は、VHS型のVTR上で磁気テー
プをスチルモードで再生し、出力をモニターし
て、出力が初期の出力から6dB低下するまでの時
間を測定しスチル耐久性として評価した。 実施例 ２ 第５図の装置で1200Åのコバルト−ニツケル膜
（Ni：20wt％）を３層積層し、磁気テープを２種
作製した。サンプルＣは支持体側から第１層、第
２層、第３層と順次酸素分圧1.4×10^-4Torr、1.2
×10^-4Torr、1.0×10^-4Torrにて積層蒸着した。
サンプルＤは第１層、第２層、第３層共に1.2×
10^-4Torrで積層蒸着した。オージエ分析により
膜厚方向の酸素分布を調べたところ第７図のよう
であつた。表面付近の酸素は吸着によるものであ
る。

【表】 電磁変換特性をVHS型VTRにて測定したとこ
ろ表２に示すような結果であつた。さらに実施例
１と同様にして密着性を調べたところ、サンプル
Ｃの方がすぐれていた。 このように、基体に近いほど酸素原子が多く、
基体から離れるに従い酸素原子が減少するように
膜中に酸素原子が含まれている強磁性薄膜を備え
た磁気テープは、再生出力は十分に大きく、短波
長領域で従来の塗布型テープをはるかに凌ぐ特性
をもつことがわかる。また密着性、耐久性につい
ても、塗布型テープと比べ遜色のないものが得ら
れ蒸着テープの実用化上、その利点は大きい。 比較例 １ 第４図に示した巻取式蒸着装置を用いて、酸化
性ガス導入部１６からの酸化性ガスの導入量を多
くした以外は、実施例１と同一の条件でサンプル
Ｅを作成した。 磁性膜の厚さは1500Åであり抗磁力は900Oeで
あつた。 比較例 ２ 第４図に示した巻取式蒸着装置を用いて、酸化
性ガス導入部１６からの酸化性ガスの導入量を少
なくした以外は、実施例１と同一の条件でサンプ
ルＦを作成した。 磁性膜の厚さは1500Åであり抗磁力は850Oeで
あつた。 比較例 ３ 第５図の装置で1500Åのコバルト−ニツケル膜
（Ni：20wt％）を３層積層し磁気テープを作成し
た。支持体側から第１層、第３層と順次酸素分圧
を1.6×10^-4Torr、1.4×10^-4Torr、1.3×
10^-4Torrにて積層蒸着した以外は、実施例２と
同一の条件でサンプルＧを作成した。

【表】 このように酸素原子が基体から遠ざかるにつれ
て漸減していても、基体近傍の酸素原子の比率が
多い比較例１のサンプルＥでは密着性及びスチル
耐久性が低下し、また表面近傍の酸素原子比率が
少ない比較例２のサンプルＦでは、スチル耐久性
が著しく低下してしまつた。更に、表面近傍の酸
素原子比率が20％を越える比較例３のサンプルＧ
では、密着性スチル耐久性が共に良好であるが、
再生出力が低下してしまうことが分かつた。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図は本発明による磁気
記録媒体の数例を図式的に示している。第４図、
第５図は酸素を含有する強磁性薄膜を備えた磁気
テープを作製するための蒸着装置を示している。
第６図は実施例１における磁気記録媒体の深さ方
向の酸素原子の比率を示すグラフである。第７図
は実施例２における磁気記録媒体の深さ方向の酸
素原子の比率を示すグラフである。 １は支持体、２〜８は磁性薄膜である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 強磁性金属あるいは合金を非磁性基体上に蒸
   着してなる磁気記録媒体において磁性蒸着膜に含
   まれる酸素原子が、そのごく表面近傍を除く前記
   基体から遠ざかるにつれて漸減しており、オージ
   エスペクトロスコピーで測定される磁性金属原子
   に対する酸素原子の比率は、前記表面近傍の最小
   値が５％〜20％、前記非磁性基体近傍で10％〜40
   ％である事を特徴とする磁気記録媒体。 ２ 磁性蒸着膜が斜め蒸着法により形成されてな
   ることを特徴とする第１項記載の磁気記録媒体。 ３ 磁性蒸着膜が主にコバルト、ニツケル、酸素
   あるいはコバルト、酸素で構成されていることを
   特徴とする第２項記載の磁気記録媒体。