JPH01220216A - 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】 （発明の分野） 本発明は、金属薄膜磁性層を有する磁気記録媒体に関し
、特に、金属薄膜磁性層の耐蝕性、耐候性及び電磁変換
特性が改良された磁気記録媒体に関するものである。

（従来技術とその問題点） 従来、代表的な磁気記録媒体としては、強磁性粉末をバ
インダ中に分散し、それを非磁性基体上に塗着、乾燥さ
せた、所謂、塗布型媒体（バインダ型媒体とも言う）が
挙げられるが、その媒体は次のような問題を抱えている
。

即ち、バインダを含有するため磁束密度を大きくするこ
とが困難であり、磁性層の薄膜化（例えば、０．７μｍ
）と均一な膜厚を図ることも塗布技術上の限界があるた
め、近年要望が高まっている／、９μｍ以下の記録波長
における高密度記録に適する電磁変換特性を付与せしめ
ることが困難になってきた。

これに対し、金属薄膜磁性層を、真空蒸着法、イオンブ
レーティング法、スパッタリング法等のドライプロセス
で基体上に設ける、所謂、金属薄膜型媒体（非・５イン
ダ型媒体とも言う。）の開発によって、バインダ等の非
磁性成分を排除し、強磁性化合物を主成分とする前記金
属薄膜磁性層が、従来の塗布型媒体では得られない、均
一、薄層かつ高磁束密度を以って、高密度記録な容易に
した。

しかしながら、前記金属薄膜型媒体の磁性層は、主とし
てＦｅ％Ｃｏ、Ｎｉ等の金属から成り、これらの元素は
化学的安定性に欠け、耐蝕性や耐候性が前記塗布型媒体
に比べ劣っていた。

この欠点を解消するために、種々の提案がなされ、特に
、特開昭ｔｏ−ｚ３ｒｏｔ号公報に開示されたように、
金属薄膜磁性層の表面をイオンブレーティング法により
窒化処理を施す方法や特開昭タ！−３０３０≠号公報に
開示されたように、スパッタリング法により前記磁性層
表面に窒化ケイ素膜を設ける方法、あるいは特開昭１ｓ
−ｔｒ４ｃｏ３号公報に開示されたように、前記磁性層
を窒素ガス等を含む雰囲気中での放電にさらして、その
表面に非磁性保護層を形成する方法が効果的なものであ
る。

しかし、これらの方法は前記磁性層の表面に窒化物の層
を設けたことにより、電磁変換特性が低下してしまう欠
点があり、ヨーロッパ特許第１ｒ３２を号、特開昭タタ
ーｒ’ｙｔｏり号、特開昭６Ｏ−２３ｔｔｔｉ号、特開
昭６１−！μ０２３号、等の各公報に開示されている窒
化鉄、鉄と窒化鉄、又は酸化窒化鉄（ＦｅＮｘＯｙ）か
ら成る金属薄膜磁性層をもってしても、変調ノイズが大
きくなると言う電磁変換特性上の欠点が残されていた。

一方、前記磁性層を窒化鉄で構成させかつその窒素含有
比率を表面近傍で最大にするもの←特開昭ｔ　／−６１
１０２０号公報）や逆に基体側近傍で最大にするもの（
％開昭＆／−！ｒ≠０２／号公報）も提案されているが
、これらの媒体も前述した変調ノイズが太き（なってし
まう欠点を有していた。

（発明の目的） 本発明は、前述した従来技術の欠点即ち金属薄膜磁性層
の耐蝕性と耐候性を増すと、その電磁変換特性が低下し
てしまうことを解消し、高密度記録が容易な磁気記録媒
体を提供することを目的とするものである。

（目的を達成するだめの手段） 本発明のかかる目的は、非磁性基体上に窒化鉄あるいは
酸化窒化鉄を主成分とする金属薄膜磁性層を設けて成る
磁気記録媒体において、前記金属薄膜磁性層の厚さ方向
における窒素原子の鉄原子に対する比率が、該厚さ方向
の中央部近傍で最大となることを特徴とする磁気記録媒
体によって達成される。

以下く、添付した図面を参照して本発明媒体の一実施態
様を詳述する。先ず、本発明媒体の層構成を概説する。

第１図において、本発明媒体は、非磁性基体ｌ上に金属
薄膜磁性層２を層設し、更にその表面に摩擦係数を下げ
、媒体の走行安定性と耐久性を付与するための潤滑層３
を設げている。

又、前記基体ｌの裏側には媒体の走行安定性を付与する
だめのバック層μが設けられている。

なお、前記金属薄膜磁性層コは、純鉄（α−Ｆｅ）、窒
化鉄（Ｆｅ２〜３Ｎ、Ｆｅ４Ｎ、Ｆｅ６Ｎ）、酸化鉄（
ＦｅＯｘ）あるいはそれらの混合体、更に必要に応じて
Ｃｏ、Ｃｒ５Ｎｉ、Ｔｉ。

Ａｔ等を含有して、真空蒸着法、イオンブレーティング
法、スパッタリング法、等のドライブロセ基体Ｉ上に成
膜されたものである。

又、前記非磁性基体ｌは、ポリエチレンテレフタレート
、ポリイミド、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、三酢酸セ
ルロース、ポリカーボネート、等のプラスチックフィル
ムから成っている。

前記潤滑層３は、通常、炭素数が１２乃至ｔｒの脂肪酸
、該脂肪酸金属塩、シリコーンオイル、脂肪酸エステル
、等を０．！乃至２０■／ｍ　の量で塗着されたもので
ある。

又、前記バック層μは、通常、カーホ゛ンブラック、炭
酸カルシウム、酸化チタン、等の微粉末をバインダー中
に分散させた組成物を塗着して成るものである。

次に、第２図に示した本発明媒体の製造装置を参照して
その製法について述べる。

先ず、真空槽ｉｏ内の真空度をＩＱ　　　乃至１Ｏ−７
Ｔｏｒｒになるように真空ポンプ（図示せず）を起動さ
せ、排気口／／から槽内の空気を排出した後、比較的長
尺の非磁性基体！（例えば、ポリエチレンテレフタレー
トフィルム）を、その原反ロール１３から繰り出し、複
数本のガイドローラｌψによって形成される走行路に沿
って巻取ロール／りへ一定速度で連続的に移送させなが
ら、ハース／４内の純鉄１７を該ノ・−ス１６の近傍に
配設したフィラメント／ｒによって発生した電子ビーム
ｌりにより加熱、蒸発させる。

蒸発した前記純鉄１７は蒸気流コθとなってその一部は
マスク２１により上昇、拡散運動が遮断されるが他の大
部分は前記マスク２１の開口部１２を通過して前記走行
路の一部を構成する支持板２コの傾斜面上に沿って移動
する前記基体ｌの表面に近接して行（。

前記基体ｌの表面に近接した前記蒸気流２０の鉄原子は
、イオン銃−２３から引き出された窒素ガスのイオン・
中性高速粒子、励起分子、原子等が混在するイオンビー
ム２夕に照射されて、それらと反応して窒化鉄を主体と
する金属薄膜磁性層コが前記基体ｌの表面に形成される
。

なお、前記イオン銃２３は後部の導入口２≠から窒素ガ
スを導入し、その内部でプラズマを発生させ、前記イオ
ンビーム２夕を外部に引き出すもので、カウフマン型あ
るいはフリーマン型イオン銃が広く用いられている。

又、前記イオンビーム２よの中心流は、前記マスク２１
の開口部１２の中心線２６を通って前記支持板ココ上の
基体／に略垂直に向けられているので、前記基体ｌ上の
成膜領域の中央部が最大のイオン電流密度が与えられ、
第３図に示したように、前記磁性層コ全体の厚さ方向に
おける窒素原子の鉄原子に対する比率は、その中央部近
傍ｄ３〜ｄ５で最大値ｅ３を示し、最小値ｅ１又はｅ２
は前記磁性層コの表面近傍ｄ１又は前記基体ｌの近傍ｄ
７に存在する山型の分布パターンを呈することになる。

なお、第３図の窒素原子含有ノターンは、オージェ電子
分光法により磁性層の厚さ方向に電子線でエツチングし
ながら元素分布を測定したとぎに得られるものである。

なお、第３図の横軸の各点は前記点ｄ１からｄ７までの
間を６等分したときの各区分点を示している。

前述したような方法で窒化鉄の磁性膜を種々の条件で形
成し、各特性について評価を行った結果、次のような結
論が得られた。

−ｌ、　前記磁性層コの全体に含まれる窒素は元素百分
率で２原子％乃至３０原子％、望ましくは４Ｌ原子％乃
至２０原子％、特に！原子う乃至ｌ！原子％が望ましい
。

窒素の含有量が前述した数値よりも少ないと耐蝕性と耐
候性が低下する一方、多いと飽和磁束密度（Ｂｍ）、抗
磁力（Ｈｅ）が低下してしまう。

−λ、　第３図における最大値ｅ３と最小値ｅ１又はｅ
２との差は鉄原子に対する窒素原子の比率で、２原子％
以上、望ましくはｌ原子％以上である。

その差が小さいと変調ノイズが小さ（ならない。

−３，前記最小値ｅ１又はｅ２はコ原子％以上が好まし
く、望ましくは４ｃ原子％以上である。

この最小値ｅ１又はｅ２が小さいと、耐蝕性と耐候性が
劣化する。

一層、　第２図において、酸素導入口２７より前記開口
部１２に向けて酸素ガスを導入し、前記磁性層コ中に構
成原子として酸素を含有させると、抗磁力（Ｈｃ）が大
きくなり、耐久性も増すが、含有量を増すと飽和磁束密
度（Ｂｍ）が低下してしまうので、酸素の含有比率は元
素百分率で２原子％乃至３θ原子％、望ましくは！原子
％乃至コＯ原子％である。

（発明の効果） 本発明の窒素のイオンビームを成膜領域の中心でそのイ
オン電流密度が最大になる様に分布させたので、磁性膜
中の窒素原子の分布がその厚さ方向での最大値が中央部
近傍に存在し、その結果、磁性層の耐蝕性、耐候性及び
電磁変換特性が揃って良化される。

以上、記述した本発明媒体の新規な効果を実施例と比較
例によって一層明確に示す。

（実施例−ｌ） 第２図に示した装置を用い、真空度を一旦！。

Ｏｘｌ’　　　Ｔｏｒｒにした後、窒素ガスを導入して
真空度Ｙ／、ｒｘｔｏ　　　Ｔｏｒｒして、純度タタ、
り％の鉄を電子ビームにより加熱、蒸発させた。

蒸発速度は蒸着膜が６０Ａ／秒となる。！、つに電子ビ
ームのパワーを調節した。

同時に巾ｔ００ｍｍ厚さ１３μｍのポリエチレンテレフ
タレートフィルムをμθｃＩＣに保ってコｏｏｏ人の膜
厚となるようにその移送速度を定め、前記鉄の蒸発流の
入射角を６タ０に設定した。

又、矩形状のｓ　ｏｍｍｘ　／　ｏｏｍｍの口径を有す
るカウフマン型イオン銃を第μ図の曲線■に示したイオ
ン電流密度分布となるようにイオン銃の加速電圧をｒｏ
ｏＶとし、放電室のグロー条件を設定して、前記蒸発流
の鉄原子にイオンビームを照射し、金属薄膜磁性層を形
成した。なお、マスクの開口部は巾デｏｍｍ、長さｔｏ
ｍｍとした。

（実施例−コ） 実施例−７と同じ装置を用い、真空度を一旦、／、０ｘ
１０−５Ｔｏｒｔにした後、酸素ガスを導入して真空度
’１３．ＯＸ／　０−５Ｔｏｒｒとし、更に、窒素ガス
を導入して真空度を／、ｊ×１０−’Ｔｏｒｒとした。

イオン電流密度分布は第μ図の曲線■となるように、イ
オン銃の加速電圧なｒｏｏＶとし、放電室のグロー条件
を設定した以外は実施例−ｌと同じ条件で磁性膜を形成
した。

（比較例−ｌ） イオン電流密度が第μ図の曲線■となるように、イオン
銃の加速電圧を２ｊＯ■として放電室のグロー条件を設
定した以外は、実施例−ｌと同じ条件で磁性層を形成し
た。

（比較例−２） イオン電流密度分布が第μ図の曲線■となるように、イ
オン銃の加速電圧を、２ｊＯＶとし、放電室のグロー条
件を設定した以外は実施例−１と同じ条件で磁性層を形
成した。

実施例−ｌ、−２、比較例−７、−２によって得られた
試料中の鉄、窒素、酸素の各原子について膜厚方向の分
布を測定した結果は第５図乃至第ｒ図の通りであった。

（比較例−３） 実施例−１において、イオン銃の位置を基体搬送方向に
沿って下方に平行移動した。その他の条件は実施例−１
と同一の条件で成膜を行った。

（比較例−４ｃ） 実施例−７において、イオン銃位置を基体搬送方向に沿
って上方に平行移動した。その他の条件は、実施例−ｌ
と同一の条件で成膜した。

比較例−３、−μによって得られた試料中の鉄、窒素、
酸素の各原子についての膜厚方向の分布を測定した結果
は、第２図乃至第１Ｏ図の通りであった。

次に、以上のようにして得られた蒸着原反にパック層を
塗設し、さらに磁性層の表面には、ミリスチン酸を１０
ｍ９７ｍ　　となるようＭＥＫの溶液にして塗布した。

次いでｒミリ巾に裁断し、ｒミリビデオ用カセットに組
込み電磁変換特性を測定した。

測定は、富士写真フィルム製ＦＵＪＩＸ−Ｊ’Ｍ４−Ａ
Ｆを改造し、さらにヒューレットノ署ツカード社製スイ
クトロアナライザー３．ｆｌｒｊＡを用いてＣＮ比を求
めた。なお、キャリヤー周波数は６ＭＨｚノイズ周波数
は２　Ｍ　Ｈｚである。その結果を第７表に示す。

実施例のサンプルは比較例のサンプルに比較し【、出力
が大きく、かつノイズも低くなっており、ＣＮ比を大き
くでき、高特性であることが分る。

第１表

【図面の簡単な説明】

第１図・・・・・・本発明の磁気記録媒体の層構成の一
例。 第２図・・・・・・本発明の磁気記録媒体の製造装置の
一例。 第３図・・・・・・本発明の磁気記録媒体の金属薄膜磁
性層の厚さ方向における窒素原子の 分布。 第μ図・・・・・・第２図の製造装置の成膜部分におけ
るイオン電流密度の分布。 第を図乃至第１Ｑ図・・・・・・本発明の実施例、比較
例における金属薄膜磁性層の厚さ方 向における窒素原子、鉄原子、酸素 原子の分布。 ｌ：非磁性基体　　　　２＝金属薄膜磁性層１２：マス
クの開口部　１７：純鉄 ２０：蒸気流　　　　　２２二支持板 ２３：イオン銃　　　　２ｊ＝イオンビ一ム第！図乃至
第１Ｑ図の図中におげろ曲線Ｎ。 Ｆｅ及びＯは夫々窒素原子、鉄原子及び酸素原子の膜厚
方向における含有率を示す。 特許出願人　富士写真フィルム株式会社第１図 第２図 第５図 第６図 第７図 「ρ 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 非磁性基体上に窒化鉄あるいは酸化窒化鉄を主成分とす
   る金属薄膜磁性層を設けて成る磁気記録媒体において、
   前記金属薄膜磁性層の厚さ方向における窒素原子の鉄原
   子に対する比率が、該厚さ方向の中央部近傍で最大とな
   ることを特徴とする磁気記録媒体。