JPH0817050A

JPH0817050A - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH0817050A
Application number: JP6146286A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Hiratsuka; 亮一平塚; Hiroshi Shudo; 広首藤; Hiroshi Uchiyama; 浩内山
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-06-28
Filing date: 1994-06-28
Publication date: 1996-01-19

Abstract

(57)【要約】【目的】磁気記録媒体の摺動耐久性を向上し、信頼性
を高める。【構成】非磁性支持体上に金属磁性薄膜よりなる磁性
層を形成し、前記磁性層上に二酸化珪素よりなる保護膜
を形成し、該保護膜のビッカース硬度を２００以上とす
る。なお、二酸化珪素よりなる保護膜は、酸素雰囲気中
で珪素を蒸着して形成されることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、保護膜を有する磁気記
録媒体に関し、特に摺動耐久性の向上された磁気記録媒
体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、磁気記録媒体としては、酸化
物磁性粉末あるいは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，
ウレタン樹脂，ポリウレタン樹脂等の有機結合剤中に分
散せしめた磁性塗料を非磁性支持体上に塗布、乾燥する
ことにより作成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、高密度磁気記録への要求の
高まりと共に、Ｃｏ−Ｎｉ合金、Ｃｏ−Ｃｒ合金、Ｃｏ
−Ｏ等の金属磁性材料を、メッキや真空薄膜形成手段
（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アミド、
ポリイミドフィルム等の非磁性支持体上に磁性層として
直接被着した、いわゆる金属磁性薄膜型の磁気記録媒体
が提案され注目を集めている。

【０００４】この金属磁性薄膜型の磁気記録媒体は抗磁
力や角形比等に優れ、短波長での電磁変換特性に優れる
ばかりでなく、磁性層の厚みをきわめて薄くできるため
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結合剤を混入する必要が無いため
磁性材料の充填密度を高めることが出来ることなど、数
々の利点を有している。すなわち、上記金属磁性薄膜型
の磁気記録媒体は、磁気特性的な優位さ故に高密度磁気
記録に対応する磁気記録媒体の主流になると考えられ
る。

【０００５】なお、この種の磁気記録媒体の電磁変換特
性を向上させ、より大きな出力を得ることを可能とする
ために、該磁気記録媒体の磁性層を形成する際に磁性層
を斜めに蒸着する、いわゆる斜方蒸着を行った磁気記録
媒体が提案され、実用化されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、今後、さら
なる高記録密度化が要求されることが予想される。その
ため、上記のような磁気記録媒体をスペーシング損失を
少なくするために平滑化する傾向にある。しかしなが
ら、磁気記録媒体の平滑化に伴い、磁気ヘッド，磁気記
録媒体間の摩擦力は増大し、磁気記録媒体に生じるせん
断応力は大きくなる。そこで、このような磁気記録媒体
においては、摺動耐久性を向上させるべく、磁性層上に
保護膜を形成することが検討されている。なお、上記保
護膜としては、カーボン膜，二酸化珪素膜，ジルコニア
膜等が挙げられる。ところが、磁性層表面に単に保護膜
を形成しただけでは、摺動耐久性を向上させることは難
しい。

【０００７】そこで、本発明は従来の実情に鑑みて提案
されたものであり、摺動耐久性が向上されて、特に磁気
テープ等の磁気記録媒体に適用して好適な磁気記録媒体
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明の磁気記録媒体は、非磁性支持体上に金属磁
性薄膜よりなる磁性層が形成され、前記磁性層上に二酸
化珪素よりなる保護膜が形成されており、該保護膜のビ
ッカース硬度が２００以上であることを特徴とするもの
である。

【０００９】上記二酸化珪素よりなる保護膜のビッカー
ス硬度が２００よりも小さいと、十分な摺動耐久性を得
ることは難しい。

【００１０】上記のような磁気記録媒体の保護膜を形成
する手法としては、蒸着法，イオンプレーディング法，
スパッタリング法，ＣＶＤ法等の薄膜形成手段が挙げら
れる。そして、これらの薄膜形成手段により磁気記録媒
体の保護膜を形成する際、種々の条件を選定すること
で、二酸化珪素よりなる保護膜のビッカース硬度を２０
０以上とすることができる。

【００１１】上記蒸着法は、薄膜形成材料を加熱蒸発さ
せて蒸発粒子を基板上に堆積させて薄膜を形成する技術
である。加熱蒸発させる方法としては、抵抗加熱，高周
波加熱，フラッシュ加熱，電子ビーム加熱等が挙げられ
る。なお、蒸着中にガスを導入して蒸着粒子と反応させ
れば、反応性蒸着も可能である。

【００１２】また、イオンプレーディング法は、抵抗加
熱，高周波加熱，電子衝撃による加熱により薄膜形成材
料或いはその成分金属を、アルゴン等の不活性ガス或い
は酸素，窒素等の活性ガスを含む低真空中へ蒸発させ、
ＤＣ放電，ＲＦ放電，電子衝撃等によりイオン化して電
界で加速し、そのまま或いは雰囲気活性ガスと反応させ
て基板上に堆積させて薄膜を形成する技術である。

【００１３】そして、スパッタリング法は、電場や磁場
を利用してアルゴン等の不活性ガスを電離（プラズマ
化）してこの電離されたアルゴンイオンを加速し、その
運動エネルギーにより薄膜形成材料よりなるターゲット
から原子を叩き出し、この叩き出された原子を基板上に
堆積させて薄膜を形成する技術である。特に交流電場を
使用するＲＦスパッタリング法は、ターゲット材として
金属材料，非金属材料の両方が使用できることから、多
くの種類の薄膜の形成が可能である。

【００１４】さらに、ＣＶＤ法は、電場や磁場を用いて
発生させたプラズマのエネルギーを利用し、気化された
原料に気相または基板表面で分解・結合等の化学反応を
起こして薄膜を形成する技術である。特に、最近では、
上記ＣＶＤ法によりカーボン膜においてもより硬度な膜
であるダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜等の形
成を行う検討もなされている。

【００１５】上記薄膜形成手段のうち、スパッタリング
法，ＣＶＤ法は、蒸着法やイオンプレーディング法と比
較して薄膜形成速度が遅く、生産性が良好ではないとい
う不都合を有しており、生産性の観点からは、保護膜形
成手段としては蒸着法やイオンプレーディング法を用い
ることが好ましい。

【００１６】なお、本発明の磁気記録媒体においては、
二酸化珪素よりなる保護膜を酸素雰囲気中で珪素を蒸着
して形成することが好ましい。

【００１７】

【作用】本発明の磁気記録媒体は、非磁性支持体上に金
属磁性薄膜よりなる磁性層が形成され、前記磁性層上に
二酸化珪素よりなる保護膜が形成されており、該保護膜
のビッカース硬度が２００以上とされているため、良好
な摺動耐久性を有する。

【００１８】なお、本発明の磁気記録媒体において、二
酸化珪素よりなる保護膜を酸素雰囲気中で珪素を蒸着し
て形成すれば、生産性が良好なものとなる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて実験結果に基づいて説明する。本実験例において
は、磁気記録媒体として磁気テープを使用し、該磁気テ
ープの二酸化珪素よりなる保護膜を蒸着法，イオンプレ
ーディング法，スパッタリング法により形成して磁気テ
ープサンプルを製造し、これらの磁気テープサンプルの
摺動耐久性，スキャン傷の発生を測定した。また、それ
ぞれの保護膜のビッカース硬度も測定した。

【００２０】先ず、本実験例において使用した真空蒸着
装置について図面を参照しながら説明する。この真空蒸
着装置は、図１に示すように、内部が真空状態となされ
た真空室１内の上部左右に送り出しロール２，巻取りロ
ール３を配設するとともに、真空室１中央にキャンロー
ル４を配してなるものである。なお、真空室１の上下に
は排気口５ａ，５ｂが設けられており、ここから排気す
ることにより真空室１内部を真空状態とする。また、送
り出しロール２とキャンロール４の間にはガイドロール
６、キャンロール４と巻取りロール３の間にはガイドロ
ール７が配設されている。

【００２１】上記キャンロール４は、送り出しロール２
に巻装されている磁性層の形成された可撓性連続基板８
を図中下方に引き出すように設けられ、送り出しロール
２や巻取りロール３の径よりも大径となされている。な
お、送り出しロール２、巻取りロール３及びキャンロー
ル４は、それぞれ可撓性連続基板８と略同一な幅を有す
る円筒状をなすものであり、上記キャンロール４には、
内部に図示しない温度制御装置が設けられ、上記可撓性
連続基板８の温度を任意に制御するようになっている。

【００２２】そして、ガイドロール６，７は、それぞ
れ、送り出しロール２とキャンロール４の間、キャンロ
ール４と巻取りロール３の間に配設され、キャンロール
４よりも図中上方に設けられている。すなわち、ガイド
ロール６，７は、送り出しロール２からキャンロール４
に供給され、キャンロール４から巻取りロール３に巻取
られる可撓性連続基板８に所定のテンションをかけ、該
可撓性連続基板８が確実にキャンロール４の周面上を走
行するようにするものである。

【００２３】また、キャンロール４の下方にはルツボ９
が設けられ、このルツボ９内には図示しない薄膜形成材
料が充填されている。上記キャンロール４と薄膜形成材
料の充填されたルツボ９の間にあって該キャンロール４
の近傍には、キャンロール４の周面に対向するように湾
曲形成されてシャッター１０が配設されている。

【００２４】さらに、真空室１外部の側壁部には電子銃
１１が設けられている。この電子銃１１は、該電子銃１
１から照射される図中破線で示すような電子線Ｘがルツ
ボ９内に充填される薄膜形成材料に掃引照射されるよう
な位置に配されており、上記電子線Ｘの照射により薄膜
形成材料を加熱蒸発させることが可能となされている。

【００２５】また、上記ルツボ９とシャッター１０の間
にはガス導入管１２が配され、このガス導入管１２を通
じて蒸着中にガスを導入することが可能とされており、
加熱蒸発した薄膜形成材料とガスを反応させて蒸着させ
る、いわゆる反応性蒸着が可能とされている。

【００２６】以上のように構成される真空蒸着装置にお
いては、送り出しロール２に巻装された可撓性連続基板
８は、例えば時計回り方向に定速回転する送り出しロー
ル２から図中矢印Ｍ₁ 方向に送り出され、ガイドロール
６による所定のテンションを受けながら、例えば時計回
り方向に定速回転するキャンロール４に供給される。そ
して、キャンロール４からガイドロール７によって所定
のテンションを受けながら図中上方に引き上げられ、例
えば時計回り方向に定速回転する巻取りロール３に図中
矢印Ｍ₁ 方向に走行して巻取られる。

【００２７】そして、非磁性体である可撓性連続基板８
は、上記キャンロール４の周面を通過する際に蒸着加工
される。

【００２８】すなわち、図１の真空室内には、上述のよ
うにキャンロール４の下方に薄膜形成材料が充填された
ルツボ９が設けられており、このルツボ９は上記キャン
ロール４の幅と同一の幅からなるものである。そして、
このルツボ９に充填された薄膜形成材料は真空室１外部
に設けられた電子銃１１から照射される電子線Ｘによっ
て加熱蒸発させられる。このとき、ガス導入管１２から
ガスが真空室内に導入されている。従って、上記電子線
Ｘによって蒸発した薄膜形成材料は、ガスと反応した
後、上記キャンロール４の周面を定速走行する可撓性連
続基板８上に被着し、保護膜として被着形成される。

【００２９】なお、このとき、前述のシャッター１０が
キャンロール４の所定の領域を覆うように配設されてい
るため、上記薄膜形成材料は所定の角度範囲で蒸着する
こととなる。

【００３０】次に、本実験例において使用したイオンプ
レーディング装置について図面を参照しながら説明す
る。このイオンプレーディング装置は、前述の真空蒸着
装置と略同様の構成を有するものである。すなわち、上
下に排気口２５ａ，２５ｂが配され内部が真空状態とな
された真空室２１内に、送り出しロール２２，巻取りロ
ール２３，冷却キャン２４が配され、送り出しロール２
２，冷却キャン２４，巻取りロール２３の間にはそれぞ
れガイドロール２６，２７が配設されている。そして、
これら送り出しロール２２，ガイドロール２６，冷却キ
ャン２４，ガイドロール２７，巻取りロール２３の上を
可撓性連続基板２８が図中矢印Ｍ₂ で示すような方向で
順次走行するようになされている。

【００３１】また、冷却キャン２４の下方には図示しな
い薄膜形成材料の充填されたルツボ２９が設けられ、上
記冷却キャン２４とルツボ２９の間の冷却キャン２４の
近傍には、冷却キャン２４の周面に対向するように湾曲
形成されてシャッター３０が配設されている。

【００３２】さらに、真空室２１外部の側壁部には電子
銃３１が設けられている。また、上記ルツボ２９とシャ
ッター３０の間にはガス導入管３２が配されている。

【００３３】なお、これらの各構成部材の形状，役割等
は前述の真空蒸着装置と同様である。

【００３４】そして、このイオンプレーディング装置に
おいては、薄膜形成材料の充填されているルツボ２９と
シャッター３０の間にコイル３３が設けられ、該コイル
３３には整合器３５を介して高周波電源３４が接続され
ている。

【００３５】この高周波電源３４から整合器３５を介し
てコイル３３に高周波（例えば１３．５６ＭＨｚ）を導
入させた状態で、ガス導入管３２からガスを導入する
と、上記ガスは励起されプラズマ化される。すなわち、
電子銃３１の図中破線で示す電子線Ｘにより加熱蒸発さ
せられた薄膜形成材料は上記プラズマ中を通ることとな
り、薄膜形成材料の蒸気の一部はイオン化されて、冷却
キャン２４の周面を定速走行する可撓性連続基板２８上
に被着され、保護膜として被着形成される。なお、冷却
キャン２４上を走行する可撓性連続基板２８には直流電
源３７に接続されるバイアス電極３６からＤＣバイアス
電圧が印加されるようになされている。

【００３６】次に、本実験例において使用したスパッタ
リング装置について図面を参照しながら説明する。この
スパッタリング装置は、前述の真空蒸着装置と略同様の
構成を有するものである。すなわち、上下に排気口４５
ａ，４５ｂが配され内部が真空状態となされた真空室４
１内に、送り出しロール４２，巻取りロール４３，冷却
キャン４４が配され、送り出しロール４２，冷却キャン
４４，巻取りロール４３の間にはそれぞれガイドロール
４６，４７が配設されている。そして、これら送り出し
ロール４２，ガイドロール４６，冷却キャン４４，ガイ
ドロール４７，巻取りロール４３の上を可撓性連続基板
４８が図中矢印Ｍ₃ で示すような方向で順次走行するよ
うになされている。

【００３７】なお、これらの各構成部材の形状，役割等
は前述の真空蒸着装置と同様である。

【００３８】そして、上記スパッタリング装置において
は、冷却キャン４４の下方にスパッタ電極４９が設けら
れ、上記スパッタ電極４９上には薄膜形成材料よりなる
ターゲット５１が配され、かつ整合器５５を介して高周
波電源５４が接続されている。なお、上記冷却キャン４
４とスパッタ電極４９の間の冷却キャン４４の近傍に
は、冷却キャン４４の周面に対向するように湾曲形成さ
れてシャッター５０が配設されている。さらに、上記ス
パッタ電極４９とシャッター５０の間にはガスを導入す
るガス導入管５２が配されている。

【００３９】従って、ガス導入管５２から導入されるガ
スにより、ターゲット５１をスパッタリングすれば、冷
却キャン４４の周面を定速走行する可撓性連続基板４８
上に薄膜形成材料が被着され、保護膜として被着形成さ
れる。

【００４０】そして、上記のような装置を用いて磁気テ
ープの二酸化珪素よりなる保護膜を形成し、磁気テープ
サンプルを製造した。また、保護膜の硬度測定用サンプ
ルも製造した。

【００４１】上記磁気テープサンプルは以下のようにし
て製造した。すなわち、先ず、図１に示した真空蒸着装
置を用い、可撓性連続基板８，２８，４８としてポリエ
チレンテレフタレート（ＰＥＴ）よりなるベースフィル
ムを用い、その上にＣｏ−Ｎｉ−Ｏ金属磁性薄膜よりな
る磁性層を形成した。

【００４２】上記金属磁性薄膜の形成は、電子銃パワー
を３０ｋＷとし、真空度を２×１０ ^-2Ｐａとし、蒸着材
料をＣｏ−Ｎｉとし、導入ガスを酸素ガスとして反応性
蒸着により行い、その膜厚は２００ｎｍとした。

【００４３】次に、上記金属磁性薄膜よりなる磁性層上
に各装置を用いて二酸化珪素よりなる保護膜をそれぞれ
形成して磁気テープサンプルを得た。すなわち、各装置
の可撓性連続基板８，２８，４８として磁性層の形成さ
れたベースフィルムを用い、この上に保護膜を形成して
磁気テープサンプルを製造した。

【００４４】上記保護膜を真空蒸着装置により形成する
場合には、電子銃パワーを５ｋＷとし、真空度を２×１
０^-2Ｐａとし、蒸着材料をＳｉとし、導入ガスを酸素ガ
スとし、基板温度を４５℃として反応性蒸着により形成
し、膜厚を１０ｎｍとし、製造された磁気テープサンプ
ルを実施例１とした。また、同装置を使用して基板温度
を２０℃とし、他の条件を同条件として製造した磁気テ
ープサンプルを比較例１とした。

【００４５】上記保護膜をイオンプレーディング装置に
より形成する場合には、電子銃パワーを６ｋＷとし、真
空度を２×１０^-2Ｐａとし、蒸着材料をＳｉとし、導入
ガスを酸素ガスとし、高周波電力を１００Ｗとし、ＤＣ
バイアス電圧を−１００Ｖとし、保護膜厚を１０ｎｍと
し、製造された磁気テープサンプルを実施例２とした。

【００４６】上記保護膜をスパッタリング装置により形
成する場合には、真空度を４．６×１０^-1Ｐａとし、タ
ーゲットをＳｉＯ₂ とし、スパッタガスをアルゴンガス
とし、高周波電力を３００Ｗとし、保護膜厚を１０ｎｍ
とし、製造された磁気テープサンプルを実施例３とし
た。

【００４７】また、上記保護膜の硬度測定用サンプルは
以下のようにして製造した。すなわち、ＰＥＴよりなる
ベースフィルム上にＳｉ基板を貼り付け、この上に実施
例１〜３及び比較例１の磁気テープサンプルの保護膜と
同様の保護膜を膜厚を１００ｎｍとして形成して硬度測
定用サンプルとした。

【００４８】そして、上記実施例１〜３及び比較例１の
磁気テープサンプルの摺動耐久性とスキャン傷の発生を
測定し、それぞれの磁気テープサンプルと同様の保護膜
を有する硬度測定用サンプルのビッカース硬度を測定し
た。

【００４９】磁気テープサンプルの摺動耐久性は、ソニ
ー社製の８ｍｍビデオデッキＣＶＤ−１０００（機種
名）を改造したものを用い、出力が初期出力よりも３ｄ
Ｂ低下したときの磁気ヘッド摺動回数（パス数）を測定
して評価した。また、このときのスキャン傷の発生も測
定した。一方、ビッカース硬度はＮＥＣ社製のＭＨＡ−
４００（機種名）を用い、押し込み深さが５０ｎｍのと
きのビッカース硬度を測定した。結果を表１に示す。な
お、表１中スキャン傷は、全く生じていないものを○と
し、若干発生してはいるものの実用上差し支えないもの
を△とし、多く発生しており、実用上不都合なものを×
で表した。

【００５０】

【表１】

【００５１】表１の結果から明らかなように、非磁性支
持体上に金属磁性薄膜よりなる磁性層が形成され、前記
磁性層上に二酸化珪素よりなる保護膜が形成されてお
り、該保護膜のビッカース硬度が２００以上である実施
例１〜３においては、摺動耐久性が良好で、高い信頼性
を得ることが可能であることが確認された。また、保護
膜のビッカース硬度が２００未満である比較例１よりも
摺動耐久性が大幅に向上していることも確認された。

【００５２】なお、実施例１においては、摺動耐久性は
良好であるものの、スキャン傷の発生がある。しかし、
実施例２，３においては、摺動耐久性が良好である上、
スキャン傷も発生していない。従って、保護膜のビッカ
ース硬度を４９０以上とすれば、摺動耐久性を良好なも
のとし、またスキャン傷が発生しないことが確認され
た。

【００５３】さらに、実施例１のように、二酸化珪素よ
りなる保護膜を酸素雰囲気中で珪素を蒸着して形成する
と、生産性が良好なものとなる。

【００５４】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の磁気記録媒体は、非磁性支持体上に金属磁性薄膜よ
りなる磁性層が形成され、前記磁性層上に二酸化珪素よ
りなる保護膜が形成されており、該保護膜のビッカース
硬度が２００以上とされているため、良好な摺動耐久性
を有し、高い信頼性を有する。

【００５５】なお、本発明の磁気記録媒体において、二
酸化珪素よりなる保護膜を酸素雰囲気中で珪素を蒸着し
て形成すれば、生産性が良好なものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】真空蒸着装置の一構成例を示す模式図である。

【図２】イオンプレーディング装置の一構成例を示す模
式図である。

【図３】スパッタリング装置の一構成例を示す模式図で
ある。

【符号の説明】

１，２１，４１真空室２，２２，４２送り出しロール３，２３，４３巻取りロール４キャンロール２４，４４冷却キャン８，２８，４８可撓性連続基板９，２９ルツボ１１，３１電子銃１２，３２，４２ガス導入管３３コイル３４，５４高周波電源３５，５５整合器４９スパッタ電極５１ターゲットＸ電子線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性支持体上に金属磁性薄膜よりなる
磁性層が形成され、前記磁性層上に二酸化珪素よりなる
保護膜が形成されており、該保護膜のビッカース硬度が
２００以上であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】二酸化珪素よりなる保護膜は、酸素雰囲
気中で珪素を蒸着して形成されることを特徴とする請求
項１記載の磁気記録媒体。