JPH09204631A - 磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気記録媒体、特にイオンアシストにより形
成された磁性層を有する磁気記録媒体のS/N を向上させ
る。 【解決手段】 支持体上に形成された少なくとも二層の
磁性層を有する磁気記録媒体において、全磁性層のう
ち、支持体から最も遠い第一磁性層をFe−N −O系磁性
層とし、これに隣接する第二磁性層をFe−C −O 系磁性
層とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄、窒素及び酸素
を含む磁性層と、鉄、炭素及び酸素を含む磁性層とを有
する金属薄膜型の磁気記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気記録媒体、例えば磁気テープには、
非磁性支持体であるフィルム上に磁性粉をバインダーに
分散させた磁性塗料を塗布してなる塗布型テープと、フ
ィルム上に真空中で磁性金属を蒸着する真空蒸着法等を
用いてバインダーを全く含まない金属薄膜の磁性層を非
磁性支持体上に付着させる金属薄膜型テープとがある。
そして、近年の磁気記録は高密度記録化の方向にあり、
金属薄膜型テープは、磁性層にバインダーを含まないこ
とから磁性材料の密度を高められるため、高密度記録に
有望であるとされている。

【０００３】ところで、真空蒸着法等によって非磁性支
持体上に形成する磁性層用の磁性材料としては、従来で
は、Co系、Co−Ni系、Co−Cr系の強磁性合金が用いられ
ている。しかしながら、Co、Ni、Crは共に価格が高い上
に公害問題も有している。この点、Fe（金属鉄）は、価
格が安く公害の安全性においても問題はないが、高記録
密度に不可欠な保磁力が低く、また、耐蝕性が低いとい
う欠点があり、Co−Ni系、Co−Cr系及びFeに代わる磁性
層用材料が望まれている。加えて、記録密度を上げるた
め、テープとヘッドの接触相対速度は速くなる傾向があ
る。しかしながら現状では、金属薄膜型の磁性層につい
ては十分満足のゆく耐久性が得られていない。

【０００４】このような状況から、磁性層を構成する金
属の主体を低価格で環境汚染の心配のないFeとし、耐食
性を有する磁性層を形成するために、Feの蒸着中に酸
素、窒素、二酸化炭素等のガスやこれらの混合ガスをイ
オン化して照射する、いわゆるイオンアシストによる蒸
着法により、Fe−N 系、Fe−C 系、Fe−N −O 系、Fe−
C −O 系、Fe−N −C −O 系の磁性膜を形成することが
試みられている。

【０００５】その一方で、Fe系の磁性層を多層構造にし
て S/Nを向上させたり、エラーレイトを減少させたりす
ることも行われている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなイオンアシストにより形成されたFe−C −O 系磁性
層、或いはFe−N −O 系の磁性層は耐久性の向上を主目
的とするものであり、磁気特性については必ずしも十分
な検討がされているとは言いがたい。特に、低ノイズ化
については、十分な性能を有する磁気記録媒体が見いだ
されてない。

【０００７】従って、本発明の目的は、イオンアシスト
により形成された磁性層を有する磁気記録媒体におい
て、より低ノイズ化、具体的にはより高いS/N を示す磁
気記録媒体を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記のよ
うな状況に鑑み、より高いS/N を示す磁気記録媒体を得
るために鋭意研究した結果、支持体上に少なくとも二層
の磁性層をイオンアシストにより形成し、且つ全磁性層
中、支持体から最も遠い磁性層（最表層の磁性層）をFe
−N −O 系磁性層とし、これに隣接する磁性層をFe−C
−O 系磁性層とすることにより、前記の目的を達成でき
ることを見出し、本発明を完成するに至った。

【０００９】すなわち本発明は、支持体と、該支持体上
に形成された磁性層を少なくとも二層有する磁気記録媒
体であって、全磁性層のうち前記支持体から最も遠い第
一磁性層が鉄、窒素及び酸素を主成分として含む磁性層
（以下、Fe−N −O 系磁性層という）であり、前記第一
磁性層に隣接する第二磁性層が鉄、炭素及び酸素を主成
分として含む磁性層（以下、Fe−C −O 系磁性層とい
う）であることを特徴とする磁気記録媒体を提供するも
のである。

【００１０】本発明において、「鉄、窒素及び酸素を主
成分とする」「鉄、炭素及び酸素を主成分とする」と
は、その他の元素を含んでいたとしても、その量が微量
であり、本発明所期の効果に影響しない程度の濃度であ
ることを意味する。

【００１１】本発明の磁気記録媒体は少なくとも二層の
磁性層を有するものであり、そのうち支持体から最も遠
い第一磁性層をFe−N −O 系磁性層とし、第一磁性層に
隣接する第二磁性層がFe−C −O 系磁性層としたことを
特徴とするものである。

【００１２】第一磁性層中の鉄（Fe）、窒素(N) 及び酸
素(O) の割合は、原子比（％）でFe：N ：O ＝60〜90：
５〜25：５〜25、好ましくは65〜84：７〜20：７〜20で
ある。

【００１３】また、第二磁性層中の鉄（Fe）、炭素(C)
及び酸素(O) の割合は、原子比（％）でFe：C ：O ＝50
〜90：５〜35：５〜25、好ましくは60〜84：７〜25：７
〜25である 本発明の磁気記録媒体では、より磁気エネルギーの高い
Fe−N −O 系磁性層が最表層ととなるように形成されて
いるため、媒体内への磁力線の進入が容易になるため、
ノイズレベルが減少し、S/N が向上するものと考えられ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の磁気記録媒体において、
Fe−N −O 系磁性層、Fe−C −O 系は、鉄を蒸着させな
がら窒素イオン又は炭素イオンと、酸素イオンとを供給
する、いわゆるイオンアシスト蒸着法により形成され
る。磁性層を形成するイオンアシスト蒸着法は従来知ら
れている方法により行なうことができる。ただし前記し
たように、本発明では第一磁性層をFe−N −O 系磁性層
により、第二磁性層をFe−C −O系磁性層により形成す
るように、成膜の順序を決める必要がある。

【００１５】本発明においては、磁性層を三層以上形成
することができるが、その場合、上記の通り、全磁性層
の最表層である第一磁性層をFe−N −O 系磁性層とし、
これに隣接する第二磁性層をFe−C −O 系磁性層とする
必要がある。第二磁性層の下方に形成する磁性層はイオ
ンアシストにより形成したFe−N −O 系磁性層やFe−C
−O 系であってもよいし、また、別の金属材料、例えば
Co、Co−Ni等からなるものであってもよい。また、支持
体と第二磁性層の間、或いは第一磁性層と第二磁性層の
間に非磁性の中間層を形成してもよい。

【００１６】なお、本発明の磁気記録媒体は、保磁力
（Hc）が1000（Oe）以上であることが好ましく、より好
ましくは1200（Oe）以上である。

【００１７】本発明において、磁性層の厚さは限定され
ないが、通常、第一磁性層、第二磁性層とも500 〜2000
Å、その他の磁性層を形成する場合、その厚さは500 〜
２０００Å程度である。

【００１８】本発明の磁気記録媒体の支持体の材料とし
ては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフ
タレートのようなポリエステル；ポリエチレン、ポリプ
ロピレン等のポリオレフィン; セルローストリアセテー
ト、セルロースジアセテート等のセルロース誘導体；ポ
リカーボネート；ポリ塩化ビニル；ポリイミド；芳香族
ポリアミド等のプラスチック等が使用される。これらの
基材の厚さは３〜50μｍ程度である。

【００１９】また、磁性層上には、厚さ10〜200 Å程度
の保護層、特にダイヤモンドライクカーボン、グラファ
イト等の炭素薄膜、酸化珪素、炭化珪素等の含珪素薄
膜、酸化ジルコニウム薄膜等からなる保護層を設けるこ
とが望ましい。また、かかる保護層上には、厚さ２〜50
Å程度の潤滑層、特にパーフルオロポリエーテル等のフ
ッ素系潤滑剤からなる潤滑層を形成するのが好ましく、
磁性層が形成される面と反対の面には、更にカーボンブ
ラックを主成分とする厚さ 0.1〜1.0 μｍ程度のバック
コート層等を設けてもよい。これらの層を形成する原料
は従来公知のものが適宜使用できる。また、バックコー
ト層は、Cu−Al合金等の金属を蒸着させて形成してもよ
い。

【００２０】図１に本発明の磁気記録媒体の製造に使用
する斜め蒸着のための真空蒸着装置の一例を示す。図１
において、真空容器１内は、図示しない真空系により真
空状態が維持されている。前記真空容器１は複数のチャ
ンバに画定されており、この装置では第二磁性層（下
層）を形成するチャンバＡと第一磁性層（上層）を形成
するチャンバＢを有する。真空容器内には、巻出ロール
２と巻取ロール３とが設けられ、巻出ロール２から巻出
されて巻取ロール３に巻取られる間で、PET （ポリエチ
レンテレフタレート）、ポリイミドあるいはアラミド等
で製造される支持体としてのフィルム４は、チャンバＡ
内に設置された、円筒状のキャンロール５を経てチャン
バＢ内のキャンロール５’上を走行して移動する。各キ
ャンロールは内部に冷却機構を備えている。また、各キ
ャンロールの下方には、MgO 製のルツボ６，６’が置か
れ、この中に鉄（例えば純度 99.95％のFe）７，７’を
入れ、このルツボ６，６’内のFe面に対して斜め上方の
電子ビーム銃８，８’から電子ビームを照射する。これ
により、Feを加熱気化させるようになっている。Feの蒸
着時には、フィルム４の蒸着面に対して垂直方向にイオ
ンが照射されるようにイオン銃９，９’を配置し、ま
ず、チャンバＡのイオン銃９には炭素源となるガス、例
えばメタンガスを供給し炭素イオンを生成させ、また酸
素ガス導入管10から酸素ガスを通気し、フィルム４にFe
を蒸着させることにより、下層のFe−C −O 系磁性層を
形成する。次いで、チャンバＢにて同様にして蒸着を行
うが、チャンバＢのイオン銃９’には窒素ガスを供給し
窒素イオンを生成させ、また酸素ガス導入管10' から酸
素ガスを通気してフィルム４にFeを蒸着させることによ
り、下層のFe−C −O 系磁性層上に上層のFe−N −O 系
磁性層を形成する。イオン銃９，９’は各イオンの照射
方向を変えることができる。また、イオン銃９に炭素源
となるガスと酸素ガスの混合ガスを供給し炭素イオンと
酸素イオンを生成して、フィルムの蒸着面に炭素イオン
と酸素イオンを照射する方法も可能である。同様にイオ
ン銃９’に窒素ガスと酸素ガスの混合ガスを供給し窒素
イオンと酸素イオンを生成して、フィルムの蒸着面に窒
素イオンと酸素イオンを照射する方法も可能である。図
１中11，11’は、フィルム４への蒸着範囲を規制するた
めの遮蔽板である。また図１のようなチャンバを一つ有
する装置を用いてバッチ式で下層のFe−C−O 系磁性
層、上層のFe−N −O 系磁性層を形成することももちろ
んできる。

【００２１】

【実施例】以下実施例にて本発明を説明するが、本発明
はこれらの実施例に限定されるものではない。

【００２２】実施例１ (1) 磁気記録媒体の製造 PET フィルム上に、イオンアシストにより二層の磁性層
を形成し、更に潤滑層及びバックコート層を形成し、磁
気フィルムを製造した。各層の形成条件等は以下の通り
である。図１に示すイオンアシスト斜め蒸着装置に厚さ
6.3μｍのPET フィルム４をセットし、毎分2.5 ｍの速
度で走行させながら、チャンバＡ内で電子銃８を作動さ
せて（出力15kW）ルツボ６内の鉄７を蒸発させ、PET フ
ィルム４上に鉄粒子を蒸着させると共に、カウフマン型
イオン銃９にメタンガスを供給し（流量30SCCM）、炭素
イオンを生成せしめPET フィルム４の鉄蒸着面に向けて
炭素イオンを照射し、また酸素ガス導入管10より酸素ガ
スを通気（流量10SCCM）させてFe−C −O系の第二磁性
層（下層）を形成した。引き続きチャンバＢ内で同様に
して第二磁性層上に、第一磁性層（上層）を形成した。
ただし、イオン銃９’には窒素ガスを20SCCMの割合で通
気した。またチャンバＢ内の電子銃８’の出力は15kW、
酸素ガスの通気量は10SCCMとした。これによりFe−N −
O 系の第一磁性層を形成した。

【００２３】その後、パーフルオロポリエーテル(FOMBL
IN Z DOL、アウジモント社製）をフッ素系不活性液体
（フロリナート FC-77、住友スリーエム株式会社製）に
0.05重量％となるように希釈、分散させた塗料をダイコ
ーティング方式により、乾燥膜厚が20Åとなるように第
一磁性層上に塗布し、100 ℃で乾燥させて潤滑層を形成
した。また、PET フィルムの磁性層面とは反対の面に、
平均粒径10〜20nmのカーボンブラックをウレタンプレポ
リマーと塩化ビニル系樹脂とのバインダー樹脂中に分散
させてなるバックコート用の塗料を、ダイコーティング
方式により、乾燥膜厚0.5 μｍとなるように塗布し、乾
燥してバックコート層を形成した。上記により、上層及
び下層の磁性層が形成されたフィルムを８mm幅に裁断
し、８mmVTR 用カセットケースに装填して８mmビデオテ
ープを得た。該テープの構成を図２に概略図として示
す。図２中、１は支持体、２はFe−C −O 系の第二磁性
層、３はFe−N −O 系の第一磁性層、４は潤滑剤層、５
はバックコート層である。

【００２４】上記により得られた磁気テープは、上層の
Fe−N −O 系磁性層における元素比率は、Fe：N ：O ＝
78：15：７（原子比％）であり、また、下層のFe−C −
O 系磁性層における元素比率は、Fe：C ：O ＝63：21：
16（原子比％）であった。また、該磁気テープの元素の
分布をオージェ電子分光法により分析した結果を図３に
示す。この時のオージェ電子分光法の測定条件は、電子
銃条件は加速電圧は10kV、エミッション電流は10nA、倍
率は2000倍であり、エッチング条件はエッチング用ガス
はアルゴンガスであり、加速電圧は３kV、イオン電流30
0nA であり、この条件下で30秒間毎にエッチングして分
析を行なった。オージェ電子分光分析の結果、下層のFe
−C −O 系磁性層上に、上層のFe−N−O 系磁性層が形
成されていることがわかる。なお、オージェプロファイ
ルのスタート部の炭素原子は、潤滑剤の影響である。

【００２５】(2) 性能評価 上記で得られた８mmビデオテープについて、S/N を以下
の方法で評価した。その結果を表１に示す。また、この
８mmテープの保磁力（Hc）も併せて表１に示す。 ＜測定方法＞市販のHi-8VTR を改造し、これにノイズメ
ーターを接続してS/N を測定した。S/N は比較例１を基
準（０dB）として表した。

【００２６】比較例１ 実施例１において、チャンバＡでの成膜を行わずにチャ
ンバＢのみでの成膜を行い、単層のFe−N −O 系磁性層
を形成した。それ以外は実施例１と同様にして磁気フィ
ルムを製造し、実施例１と同様の評価を行なった。その
結果を表１に示す。 比較例２ 実施例１において、チャンバＢでの成膜を行わずにチャ
ンバＡのみでフィルムの走行速度を1.2 ｍ／分にして成
膜を行い、単層のFe−C −O 系磁性層を形成した。それ
以外は実施例１と同様にして磁気フィルムを製造し、実
施例１と同様の評価を行なった。その結果を表１に示
す。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、イオンアシストにより
磁性層が形成された磁気記録媒体のS/N が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気記録媒体を製造する装置の一例を
示す略図

【図２】本発明の磁気記録媒体の構造の一例を示す略図

【図３】実施例１で形成した磁気記録媒体のオージェ電
子分光分析のチャート

【符号の説明】

１ 真空容器 ４ 支持体 8,8' 電子ビーム銃 9,9' イオン銃 10,10' 酸素ガス導入管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠藤 克巳 栃木県芳賀郡市貝町赤羽2606 花王株式会 社研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持体と、該支持体上に形成された磁性
   層を少なくとも二層有する磁気記録媒体であって、 全磁性層のうち前記支持体から最も遠い第一磁性層が
   鉄、窒素及び酸素を主成分として含む磁性層であり、 前記第一磁性層に隣接する第二磁性層が鉄、炭素及び酸
   素を主成分として含む磁性層であることを特徴とする磁
   気記録媒体。
2. 【請求項２】 前記第一磁性層中の鉄（Fe）、窒素(N)
   及び酸素(O) の割合が原子比（％）でFe：N ：O ＝60〜
   90：５〜25：５〜25であり、且つ前記第二磁性層中の鉄
   （Fe）、炭素(C) 及び酸素(O) の割合が原子比（％）で
   Fe：C ：O ＝50〜90：５〜35：５〜25である請求項１記
   載の磁気記録媒体。
3. 【請求項３】 保磁力（Hc）が1000（Oe）以上である請
   求項１又は２記載の磁気記録媒体。