説明

磁気記録媒体

【課題】磁気特性、電磁変換特性及び耐候保存性に優れる磁気記録媒体を提供する。
【解決手段】非磁性基板上に形成された強磁性金属膜を有する磁気記録媒体であって、前記強磁性金属膜を前記非磁性基板側とは反対側の表面から非磁性基板側に厚み方向に三等分して表面層、中間層及び界面層とした場合の各層におけるグロー放電発光分析装置により測定されるコバルト原子(Co)及び酸素原子(O)のデプスプロファイルにおける酸素原子とコバルト原子との積分強度比O/Coが、それぞれ、下記の関係を満たす磁気記録媒体である。
0.90≦O/Co−1(表面層)≦1.05
0.85≦O/Co−2(中間層)≦1.20
0.75≦O/Co−3(界面層)≦0.90

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば、情報機器、オーディオ、ビデオ機器等に利用可能な磁気記録媒体に関する。
【背景技術】
【0002】
情報化社会の進展に伴い、近年、磁気記録分野では、例えば、デジタル化、小型化、使用時間の長時間化等の記録・再生機器の高性能化が求められている。現在、主に使用されている磁気記録媒体としては、基板上に磁性粉を塗布した塗布型磁気記録媒体や、基板上に単独又は合金状態の磁性金属薄膜を形成した磁気記録媒体がある。後者の磁気記録媒体における磁性金属薄膜の形成方法としては、真空蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング、クラスターイオンビーム等の方法がある。前記高性能化の要請に伴い、さらに高密度の磁気記録媒体が検討されている。
【0003】
以下、従来の磁気記録媒体について説明する。図6に、従来の磁気記録媒体の一般的な構成の断面図を示す。図6に示すように、磁気記録媒体610は、樹脂フィルム601の一方の面に、磁性層602(以下、「強磁性金属膜」ともいう)、保護膜603及び潤滑層604が順に形成され、他方の面に平滑性の良好なバックコート層605が形成されている(例えば、特許文献1)。樹脂フィルム601としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン等が使用される。また、樹脂フィルム601の磁性層602形成面には、SiO2やZnO等の無機超微粒子やイミド等の有機超微粒子等が分散塗布された微粒子塗布層(図示せず)が形成されている場合が多い。磁性層602としては、連続的に変化する入射角での斜め蒸着によって形成されるCo−Ni−Oの単層又は多層構造の強磁性金属膜、斜め蒸着によるCo−CrやCr−Oの垂直磁性膜等がある。保護膜603としてはダイヤモンド状硬質炭素膜、潤滑層604としてはパーフルオロポリエーテルや含フッ素アルキルカルボン酸アミン塩等を含む層がある。
【0004】
磁気記録媒体は、例えば、樹脂フィルム601を回転キャンや回転ベルトに沿って移動させながら、酸素雰囲気下でCo等の磁性材料を樹脂フィルム601上に所定の範囲の入射角で蒸着させること等により磁性層602を形成し、ついで、ディスク状媒体で使用されている技術を用いて保護膜603、潤滑層604及びバックコート層605等を形成することによって製造できる(例えば、特許文献2等)。
【特許文献1】特開平6−251352号公報
【特許文献2】特開2004−39078号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上述の通り、磁気記録媒体の分野では、磁気記録媒体の性能向上が要求されており、中でも、磁気特性、電磁変換特性及び耐候保存性のさらなる向上が求められている。
【0006】
一般的に、蒸着させた強磁性金属膜を酸化することによって磁気記録媒体の磁気特性が増加することが知られている。しかし、非磁性基板上に蒸着法によって強磁性金属膜を形成する場合、強磁性金属膜の厚み方向、すなわち、非磁性基板側に酸素が行き渡りにくくなる。特に、生産性を高める目的で蒸着速度を増加させた場合、さらに非磁性基板側に酸素が行き渡りにくくなり、その結果、強磁性金属膜の表面側の強磁性金属のみの酸化が進むこととなる。このように強磁性金属膜の表面側の強磁性金属のみの酸化が過度に進んだ磁気記録媒体を磁気テープとして使用した場合、磁気テープとヘッドとの間に隙間(スペーシング)が生じ、そのスペーシングに起因して再生時の出力が低下するという問題(スペーシングロス)が生じる。このスペーシングロスが発生すると、磁気テープから再生された信号の出力が変動し、磁気テープに記録されている信号を正確に再生することができないという問題が生じる。また、強磁性金属膜は、成膜後、表面から徐々に酸化が進むことも知られているため、強磁性金属膜の酸化を制御することは難しい。
【0007】
そこで、本発明は、このような状況に鑑み、磁気特性、電磁変換特性及び耐候保存性に優れる磁気記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の磁気記録媒体は、非磁性基板と、前記非磁性基板上に形成された強磁性金属膜とを含む磁気記録媒体であって、グロー放電発光分析(GDS)装置により測定される前記強磁性金属膜のコバルト原子(Co)及び酸素原子(O)のデプスプロファイルにおける酸素原子とコバルト原子との積分強度比O/Coが、下記の関係を満たすことを特徴とする。
【0009】
0.90≦O/Co−1≦1.05
0.85≦O/Co−2≦1.20
0.75≦O/Co−3≦0.90
ここで、O/Co−1、O/Co−2及びO/Co−3は、それぞれ、前記強磁性金属膜を前記非磁性基板側とは反対側の表面から非磁性基板側に厚み方向に三等分して表面層、中間層及び界面層とした場合の各層における酸素原子とコバルト原子との積分強度比(O/Co)を表す。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、例えば、磁気特性、電磁変換特性及び耐候保存性が優れ、高密度記録媒体に適した磁気記録媒体を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
本発明者等は、Coを主成分とする強磁性金属膜の酸化度合いについての研究の過程で、強磁性金属膜の表面及び非磁性基板側のみならず、その中間層の酸化度合いについても磁気記録媒体の磁気特性に大きな影響を与えるという知見を得た。そして、さらに研究を重ねた結果、上述のとおり、強磁性金属膜を厚み方向に三等分とし、表面層、中間層及び界面層の各層における酸素原子とコバルト原子との積分強度比O/Coが前記関係を満たす場合、例えば、強磁性金属膜の粒子密度が高く緻密なものとなり、得られる磁気記録媒体の磁気特性、電磁変換特性及び耐候保存性が向上することを見出し本発明に至った。
【0012】
本発明において「磁気特性」とは、保磁力(Hc)のことをいい、例えば、振動試料型磁力計を用いて測定できる。保磁力の向上は、例えば、高密度記録に寄与するとされている。
【0013】
本発明において「電磁変換特性」とは、ギャップ長0.2μmのMRヘッド及びMIGヘッドを搭載したDVシリンダーを用い、相対速度10.2m/s、トラック幅6.2μm、最大周波数50MHz(最短記録波長0.2μm)でMIGヘッドにより信号を磁気記録媒体に記録し、記録した信号をMRヘッドにより再生してノイズを測定して得られるC/N比(キャリア20MHz)のことをいう。
【0014】
本発明において「耐候保存性」とは、60℃、90%RH(相対湿度)下で1ヶ月間保存した場合において磁気記録媒体表面に発生する錆の有無のことをいう。
【0015】
本発明における「強磁性金属膜」とは、強磁性金属と酸素原子とを含む膜をいう。強磁性金属膜における酸素原子は、強磁性金属の酸化物として含まれていてもよい。
【0016】
本発明における「強磁性金属」とは、コバルト金属単体又は主成分としてコバルト原子を50%以上含む合金をいう。合金におけるコバルト原子の割合は、80%以上が好ましく、より好ましくは90%以上である。Coを主成分とする合金は、主成分であるCoに加え、例えば、Ni、Fe、Cr、Cu、Pt、Pd、Sn、Mo及びAu等を含んでいてもよい。合金の具体例としては、Co−Ni、Co−Fe、Co−Cr、Co−Cu、Co−Pt、Co−Pd、Co−Sn、Co−Au、Fe−Co−Ni、Fe−Co−Cr、Co−Ni−Cr、Co−Pt−Cr及びFe−Co−Ni−Cr等が挙げられる。また、強磁性金属として、CoとCrとの合金又はCo金属に、例えば、Pt、Pd及びMo等を添加した合金を使用した場合、磁気記録媒体の磁気特性が大きくなる傾向にある。
【0017】
本発明における「コバルト原子及び酸素原子のデプスプロファイル」とは、グロー放電発光分析(GDS)装置を用いて得られる強磁性金属膜の厚み方向における元素の分布状態のことをいう。具体的には、アルゴンガスを流入しながら真空状態とし、陽極及び陰極に電圧を印加させることによってグロー放電プラズマを発生させ、これに伴いArイオンが強磁性金属膜表面に衝突してスパッタリングし、これにより飛び出した強磁性金属膜表面の原子が電子と衝突することによって放出される元素固有のスペクトルを放電時間の経過とともに分光・分析することによって得られる。グロー放電発光分析装置としては、例えば、商品名GDA750(理学電機工業製)、商品名HFGDS3860(理学電機工業製)等がある。下記表1の測定条件で、Arイオンによるスパッタリング開始0.1秒後から0.0025秒ごとに元素の定量分析を行い、得られたデプスプロファイルの一例を図3に示す。図3は、コバルト(Co)、酸素(O)及び炭素(C)について分析したデプスプロファイルであって、横軸がスパッタリング時間、縦軸が光強度(Intensity)である。
【0018】
【表1】

【0019】
本発明における「積分強度比O/Co」とは、前記デプスプロファイルにおける酸素(O)及びコバルト(Co)のそれぞれの光強度を積算して積分強度を算出し、酸素(O)の積分強度をコバルト(Co)の積分強度により除したものをいう。図3においてO/Co−1で表された領域の積分強度比が表面層における積分強度比に相当し、O/Co−2で表された領域の積分強度比が中間層における積分強度比に相当し、O/Co−3で表された領域の積分強度比が界面層における積分強度比に相当する。
【0020】
本発明の磁気記録媒体において、強磁性金属膜は、
0.90≦O/Co−1≦1.05、
0.85≦O/Co−2≦1.20及び
0.75≦O/Co−3≦0.90の関係を満たしていればよく、出力低下等の走行耐久性や耐候保存性が向上されることから、
0.95≦O/Co−1≦1.05、
0.95≦O/Co−2≦1.20及び
0.80≦O/Co−3≦0.90であることが好ましい。
【0021】
強磁性金属膜における各層(表面層、中間層及び界面層)の酸素原子とコバルト原子との積分強度比は、例えば、強磁性金属の蒸着条件等により制御することができる。蒸着条件としては、例えば、強磁性金属蒸着時における入射角、酸素ガスの流量、酸素ガスを導入するノズルと非磁性基板との距離、酸素ガスを導入する角度(酸素ガスの導入方向と非磁性基板とのなす角)、酸素導入ノズルの数等が挙げられる。
【0022】
本発明の磁気記録媒体は、さらに、炭素膜及び潤滑剤層を含んでいてもよく、強磁性金属膜上に炭素膜及び潤滑剤層がこの順で形成されていることが好ましい。炭素膜は、例えば、強磁性金属膜を保護し、また、潤滑剤層は、例えば、磁気記録媒体の走行性を向上させるからである。
【0023】
本発明における「炭素膜」とは、アモルファス状、グラファイト状又はダイヤモンド状の炭素からなる膜、これらの炭素を混合して形成した膜のことをいう。炭素膜は、単層構造であってもよいし、複数種類の膜を積層した多層構造であってもよい。
【0024】
本発明における「潤滑剤層」とは、潤滑剤を含む層のことをいう。潤滑剤としては、従来公知のものが使用できるが、例えば、パーフルオロポリエーテル等のフッ素系潤滑剤、炭化水素系潤滑剤等が挙げられる。潤滑剤層は、下記一般式(a)で示される含フッ素モノカルボン酸から選択される少なくとも1種類の化合物(以下、「化合物A」ともいう)を含むことが好ましい。また、潤滑剤層は、下記一般式(a)で示される含フッ素モノカルボン酸(化合物A)に加えて、さらに、下記一般式(b)で示される含フッ素モノカルボン酸エステルから選択される少なくとも1種類の化合物(以下、「化合物B」ともいう)を含むことが好ましい。
【0025】
【化1】

(前記式中、R1はアルキル基又はアルケニル基を示し、R2はパーフルオロアルキル基を示し、aは0〜20の整数であり、bは0又は1である)
【0026】
【化2】

(前記式中、R3は含フッ素有機基を示し、R4はアルキル基又はアルケニル基を示し、nは0〜12の整数である)
【0027】
潤滑剤層が少なくとも一般式(a)で示される含フッ素モノカルボン酸(化合物A)を含むことにより、例えば、炭素膜と潤滑剤層との付着強度が向上し、優れた潤滑性能を有する磁気記録媒体を得ることができる。また、潤滑剤層が、一般式(a)で示される含フッ素モノカルボン酸(化合物A)及び一般式(b)で示される含フッ素モノカルボン酸エステル(化合物B)を含むことにより、例えば、磁気記録媒体使用時における潤滑剤の飛散量を低減できる。「パーフルオロアルキル基」とは、アルキル基に結合するすべての水素がフッ素原子で置換されたものをいう。「含フッ素有機基」とは、有機基の1つ又は複数の水素がフッ素原子で置換されたものをいい、「有機基」とは、例えば、アルキル基、アルケニル基、エーテル基、ポリエーテル基等が挙げられる。
【0028】
本発明の磁気記録媒体において、炭素膜の表層部に含窒素プラズマ重合膜が形成されていてもよく、炭素膜の表層部に形成された含窒素プラズマ重合膜上に潤滑剤層が形成されていることが好ましい。炭素膜の表層部に含窒素プラズマ重合膜が形成され、その上に潤滑剤層が形成されることにより、炭素膜と潤滑剤層との付着強度が大きくなり、例えば、磁気記録媒体の走行耐久性が向上するからである。さらに、潤滑剤層が、前記含フッ素モノカルボン酸(化合物A)を少なくとも含む場合、含窒素プラズマ重合膜と潤滑剤層との相乗効果により、例えば、走行耐久性が向上し、優れた潤滑特性及び実用信頼性を有する磁気記録媒体を提供できる。なお、本発明における「含窒素プラズマ重合膜」とは、プラズマ重合によって形成されたアミノ基を有する炭素膜のことをいう。
【0029】
本発明における「走行耐久性」とは、「出力低下」及び「ヘッド目詰まり」のこという。「出力低下」とは、40℃、80%RH下で300パス、400時間繰り返し再生しながらRF出力を測定した場合における、再生前と再生後とのRF出力の変化のことをいう。また、「ヘッド目詰まり」とは、前記条件での繰り返し再生において、RF出力が繰り返し再生前より6dB以上の低下が測定された時間を積算した時間のことをいう。
【0030】
本発明の磁気記録媒体は、例えば、従来の磁気記録媒体と比較して強磁性金属膜の厚みを小さくすることが可能であるため、磁気記録媒体の製造における強磁性金属の量を減少できる。したがって、本発明の磁気記録媒体は、例えば、より少ない資源及びコストにより製造できる。
【0031】
本発明の磁気記録媒体は、例えば、強磁性金属膜を形成する金属粒子の密度が高く、高密度記録に適した厚み及び磁気特性を有することができる。このため、本発明の磁気記録媒体は、例えば、ギャップ長の狭い磁気ヘッドを用いて短い記録波長で信号を記録でき、記録した信号を良好に再生できる。したがって、本発明の磁気記録媒体によれば、例えば、高密度記録によりその記録容量が向上された磁気記録媒体製品を製造できる。磁気記録媒体製品としては、例えば、ケースに収納された磁気テープ等が挙げられ、磁気テープとしては、例えば、コンピューターのデータバックアップ用テープ、オーディオ用テープ、DV用テープ等が挙げられる。
【0032】
本発明の磁気記録媒体は、例えば、MIGヘッド及びLAMヘッドのようなインダクティブヘッドを使用して記録される磁気テープに使用されることが好ましい。これらのヘッドで記録した信号は、ギャップ長が記録ヘッドと同じであるMRヘッド、GMR(Giant Magneto Resistive)ヘッド、TMR(Tunneling Magneto Resistive)ヘッド等、大容量の磁気記録媒体の記録再生装置に用いられる磁気ヘッドを使用して再生することが好ましい。これらのヘッドはそれぞれ種々の型に分類されるが、本発明の磁気記録媒体は、いずれの型においても好ましく使用できる。MRヘッドには、例えばSALバイヤス型、デュアルストライプ型があるが、本発明の磁気記録媒体はいずれの型においても使用できる。
【0033】
本発明の磁気記録媒体を用いれば、少なくともギャップ部端面が強磁性金属で構成され、ギャップ長が0.10μm〜0.25μmである磁気ヘッドを用いて信号を記録する磁気記録方法を好ましく実施できる。本発明の磁気記録媒体によれば、高品質の再生信号が得られるように大容量の信号を記録することができる。
【0034】
以下、本発明の磁気記録媒体について、図面を用いて説明する。本発明の磁気記録媒体は、図1(A)に示すように非磁性基板1上に強磁性金属膜2が形成された構成を基本とし、例えば、以下のような形態をとることができる。
【0035】
(実施形態1)
図1(B)は、実施形態1における磁気記録媒体の構成を示す。図1(B)の磁気記録媒体11は、非磁性基板1の一方の面に強磁性金属膜2、炭素膜3及び潤滑剤層4がこの順で形成されており、他方の面にバックコート層5が形成されている。
【0036】
(非磁性基板)
非磁性基板1としては、可塑性を有する高分子フィルムであることが好ましい。高分子フィルムの材質としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリアミド(PA)、ポリイミド(PI)、ポリ塩化ビニル及びポリカーボネート等が挙げられ、これらを単独で使用してもよいし、組み合わせて使用してもよい。非磁性基板1の材質は、例えば、磁気記録媒体の機械強度及び剛性に関係するため、磁気記録媒体の用途等に応じて選択することが好ましい。同じ厚み(5μm)の3種類のフィルム(PAフィルム、PENフィルム及びPETフィルム)の強度を比較した場合、PAフィルムの強度は、PENフィルムの1.4倍、PETフィルムの1.7倍の強度を有する。また、前記3種類のフィルム(厚み同一)を用いて磁気テープを作製し、再生時におけるS/N比を比較した場合、PAフィルムを用いた磁気テープのS/N比が最も高く、PETフィルムを用いた磁気テープのS/N比が最も低い。これは、非磁性基板の機械強度が大きいほど磁気ヘッドとの接触が向上するため、これにより、S/N比が向上するものと考えられる。以上のことから、機械強度を低下させることなく、より薄い磁気記録媒体を製造する観点から非磁性基板1としては、PENフィルム及びPAフィルムが好ましい。
【0037】
非磁性基板1の厚みは、強磁性金属膜2の厚みを考慮して決定することが好ましい。強磁性金属膜2の厚みに対する非磁性基板1の厚みの比は、磁気記録媒体が磁気テープである場合、磁気テープの機械強度及び剛性に影響するからである。磁気ヘッドとの接触がより良好となる機械強度及び剛性を有する磁気記録媒体を製造する観点から、強磁性金属膜2の厚みに対する非磁性基板1の厚みの比(非磁性基板1の厚み/強磁性金属膜2の厚み)は、例えば、30〜660であり、好ましくは30〜450、より好ましくは40〜300である。
【0038】
磁気記録媒体の走行性向上の観点から、非磁性基板1の強磁性金属膜2形成面には、無機物質又は有機物の微粒子が分散して固着していることが好ましい。無機物質としては、例えば、SiO2、TiO2、Al23及びZrO2等が挙げられ、有機物としては、例えば、ポリスルホン等が挙げられる。微粒子は、非磁性基板1μm2あたり、例えば、3〜150個固着していることが好ましい。また、微粒子は、より良好な走行性を確保し、再生時におけるスペーシングロスを抑制する観点から、例えば、高さ5〜50nmの突起を形成するように非磁性基板表面に固着していることが好ましい。
【0039】
表面に前述のような突起を有する非磁性基板1は、例えば、前記微粒子と高分子材料とを混合し、それを高分子フィルム上に塗工することや、前記微粒子を含む高分子材料で高分子フィルムを製造すること等によって製造できる。前者の方法で製造する場合、高分子材料は、塗工する高分子フィルムの材質と同一であることが好ましい。また、表面に前述のような突起を有する非磁性基板は、例えば、特開平9−164644号公報及び特開平10−261215号公報に記載されている。
【0040】
(強磁性金属膜)
強磁性金属膜2の厚みの上限は、磁気記録媒体に記録した信号を再生する磁気ヘッドの種類に応じて決定でき、例えば、200nm以下であり、好ましくは150nm以下、より好ましくは100nm以下である。このような厚みであれば、例えば、ギャップ長0.10〜0.25μmの磁気ヘッド(例えば、MIGヘッド)を用いて高い記録周波数(例えば、20MHz以上)で高密度記録を最適に行うことができ、また、記録された信号をギャップ長0.10〜0.25μmの磁気ヘッド(例えば、MRヘッド)を用いて良好に再生できる。また、強磁性金属膜の厚みが大きすぎると、ノイズレベルがそのままの状態で出力が飽和するため、相対的にノイズレベルが高くなり再生出力のC/N比が小さくなる。なお、厚み100nmは、ギャップ長0.10〜0.25μmの磁気ヘッド(特に、MRヘッド)を用いた場合に出力が飽和する厚みにほぼ相当する。一方、強磁性金属膜2の厚みの下限は、使用する磁気ヘッドの特性及び記録波長等に応じて決定することができ、磁気記録媒体の記録再生特性及び剛性に悪影響を及ぼさない限り薄くすることができる。強磁性金属膜2の厚みの下限は、例えば、10nm以下であってもよいし、熱揺動が無視できなくなる厚み(約5nm)程度であってもよい。強磁性金属膜2の厚みは、例えば、200nm以下であり、好ましくは3〜150nm、より好ましくは5〜100nm、さらに好ましくは10〜100nmである。MRヘッドを用いて再生する磁気記録媒体の場合、強磁性金属膜2の厚みは10〜100nmが好ましい。GMR(Giant Magneto Resistive)ヘッド又はTMR(Tunneling Magneto Resistive)ヘッドを用いて再生する磁気記録媒体の場合、強磁性金属膜の厚みは8〜80nmが好ましい。
【0041】
強磁性金属膜2は、斜方蒸着法によって形成された強磁性金属膜であることが好ましい。また、強磁性金属膜2は、柱状に斜め方向に成長した結晶で形成された強磁性金属膜であることが好ましい。強磁性金属膜2を形成する強磁性金属粒子の平均粒径は、例えば、5〜25nmが好ましい。金属粒子の平均粒径は、例えば、磁気記録媒体の走査型顕微鏡(SEM)写真から求めることができる。強磁性金属膜2を形成する強磁性金属粒子又は粒塊の粒径は、例えば、強磁性金属膜の厚み、強磁性金属膜形成時における蒸着条件、蒸着時に導入するガスの種類(例えば、酸素ガス、その他のガス、酸素ガスとその他のガスとの混合ガス)、非磁性基板の種類等によって調節できる。強磁性金属膜の厚みを増加させたり、最小入射角を大きくすることによって強磁性金属粒子を高い入射角で蒸着させることや、酸素ガス等のガスを導入した雰囲気下で強磁性金属粒子を蒸着させること等によって蒸着する強磁性金属粒子の粒径は大きくなる傾向にある。一方、後述するように、強磁性金属膜2と非磁性基板1との間に下地層が形成された場合、強磁性金属膜2を構成する金属粒子の粒径は小さくなる傾向がある。
【0042】
強磁性金属膜2は、単層膜であっても、多層膜であってもよい。強磁性金属膜2が多層膜である場合、前記酸素原子とコバルト原子との積分強度比O/Coの関係は、強磁性金属膜全体において満たしていればよい。
【0043】
(下地層)
非磁性基板1と強磁性金属膜2との間に金属及び/又は金属酸化物からなる下地層(図示せず)が形成されていてもよい。下地層上に強磁性金属膜2が形成されている場合、例えば、強磁性金属膜2を構成する金属粒子の粒径が小さくなり、また、得られる磁性記録媒体の磁気特性が大きくなる傾向がある。このため、強磁性金属膜2が下地層上に形成されていることが好ましい。下地層を形成する金属は、非磁性金属及び磁性金属のいずれであってもよく、好ましくは強磁性金属膜を構成する金属と同じ結晶構造をとる金属及び/又はその酸化物である。下地層は、例えば、真空蒸着法によって形成でき、下地層が金属酸化物を含む場合は、例えば、酸素雰囲気下で金属を真空蒸着させることによって形成できる。
【0044】
(炭素膜)
炭素膜3は、例えば、アモルファス状、グラファイト状又はダイヤモンド状の炭素からなる炭素膜であり、好ましくはDLC(Diamond Like Carbon)膜である。DLCは、適度硬度を有するため、例えば、磁気記録媒体の損傷を抑制するとともに磁気ヘッドの損傷を抑制できるからである。炭素膜3の厚みは炭素膜の材質に関らず、例えば、1〜50nmが好ましい。
【0045】
(潤滑剤層)
潤滑剤層4は、上述のとおり、従来公知の潤滑剤によって形成できるが、中でも、潤滑剤として下記一般式(a)で示される含フッ素モノカルボン酸(化合物A)、又は、下記一般式(b)で示される含フッ素モノカルボン酸エステル(化合物B)と前記含フッ素カルボン酸(化合物A)との混合物を含むことが好ましい。
【0046】
【化3】

【0047】
一般式(a)で示される含フッ素モノカルボン酸(化合物A)は、カルボキシル基を一つ有する含フッ素カルボン酸モノエステルともいうことができる。このような化合物は、例えば、コハク酸のようなジカルボン酸に含まれる2つのカルボキシル基のうち、一つのカルボキシル基をエステル化することによって得られる。
【0048】
一般式(a)において、R1はアルキル基又はアルケニル基であり、その炭素数は、磁気記録媒体の潤滑性能の観点から、6〜30であることが好ましく、より好ましくは10〜24である。R2はパーフルオロアルキル基であり、その炭素数は6〜12であることが好ましく、より好ましくは6〜10である。R1及びR2は、それぞれ、直鎖であってもよいし、分枝鎖であってもよい。aは0〜20の整数であり、好ましくは1〜10の整数であり、bは0又は1である。
【0049】
一般式(a)で示される含フッ素モノカルボン酸としては、例えば、下記の化合物が挙げられる。
【0050】
【化4】

【0051】
一般式(b)において、R3は含フッ素有機基であり、例えば、フルオロアルキル基、フルオロアルケニル基、フルオロエーテル基及びフルオロポリエーテル基等が好ましく、より好ましくはパーフルオロアルキル基、パーフルオロアルケニル基、パーフルオロエーテル基、パーフルオロポリエーテル基である。R3の炭素数は、例えば、4〜14であることが好ましく、より好ましくは6〜12である。R4はアルキル基又はアルケニル基であり、その炭素数は8〜22が好ましく、より好ましくは12〜18である。R3及びR4は、それぞれ、直鎖であってもよいし、分枝鎖であってもよい。nは0〜12の整数であり、好ましくは1〜6の整数である。
【0052】
一般式(b)で示される含フッ素モノカルボン酸エステルとしては、例えば、下記の化合物が挙げられる。
【0053】
【化5】

【0054】
潤滑剤層4が、一般式(a)で示される含フッ素モノカルボン酸(化合物A)と一般式(b)で示される含フッ素モノカルボン酸エステル(化合物B)との双方を含む場合、これらの化合物のモル比(化合物A:化合物B)は、例えば、1〜8:9〜2が好ましく、より好ましくは1〜5:9〜5である。潤滑剤層4における一般式(a)で示される含フッ素モノカルボン酸(化合物A)の割合を大きくすることにより、磁気記録媒体の潤滑性能を向上でき、一般式(b)で示される含フッ素モノカルボン酸エステル(化合物B)の割合を大きくすることにより、炭素膜に対する潤滑剤の付着強度を向上できる。
【0055】
潤滑剤層4は、上述の潤滑剤を、その表面1cm2あたり、例えば、0.5〜30mg含むことが好ましく、より好ましくは1.5〜15mgである。潤滑剤層4の厚みは、例えば、3〜5nm程度が好ましい。また、潤滑剤層4は、潤滑剤に加えて、例えば、防錆剤等を含んでいてもよい。
【0056】
(バックコート層)
バックコート層5の材質は、例えば、ポリウレタン系樹脂、ニトロセルロース系樹脂、ポリエステル系樹脂(例えば、バイロン等)、カーボン及び炭化カルシウム等が挙げられ、これらを1種類含んでいてもよく、2種類以上含んでいてもよい。バックコート層5の厚みは、例えば、100〜500nmが好ましい。
【0057】
(補強層)
磁気記録媒体のさらなる実施形態として、補強層を含んでいてもよく、例えば、非磁性基板1とバックコート層5との間に形成されることが好ましい。補強層を含む場合、磁気記録媒体の剛性がより大きくなるため、例えば、得られる磁気テープと磁気ヘッドとの接触性を向上できる。
【0058】
補強層の材質としては、例えば、磁界内で実質的に磁化されない非磁性体が使用できる。非磁性体としては、例えば、マンガン、亜鉛、アンモニウム、銅、チタン、スズ、鉄、ニッケル、コバルト及びクロム等の金属の酸化物並びにこれらを複数種類含む混合物等が挙げられる。これらの中でも、それ自身が非磁性体であり、また、低融点であるため蒸着により形成しても非磁性基板等に与える熱ダメージを小さくできるため、アルミニウムが好ましい。補強層の厚みは、例えば、非磁性基板の材質及び厚み、強磁性金属膜の厚み、補強層の材質、目的とする磁気記録媒体の剛性等に応じて決定できる。補強層は、例えば、上述の金属を酸素雰囲気下で真空蒸着させることによって形成できる。
【0059】
補強層上に潤滑剤層が形成されていてもよく、その潤滑剤としては、潤滑剤層4と同様の潤滑剤が使用できる。
【0060】
(磁性記録媒体の製造方法)
本発明の磁気記録媒体は、例えば、非磁性基板の一方の面に真空蒸着法により強磁性金属膜を形成し、必要に応じて、強磁性金属膜上に炭素膜、含窒素プラズマ重合膜及び潤滑剤層等を形成し、非磁性基板の他方の面にバックコート層を形成することによって製造することができる。
【0061】
強磁性金属膜は、斜方蒸着法によって形成することが好ましい。例えば、真空蒸着装置内の支持体上に非磁性基板を配置し、前記非磁性基板を移動させながら、酸素雰囲気下で、所定の入射角でCoを主成分として含む強磁性金属蒸気を蒸着させることによって前記非磁性基板上に強磁性金属膜を形成できる。強磁性金属としてCo金属を使用し、斜方蒸着法によってCoを斜方蒸着させると、柱状に斜め方向に成長した結晶であってCoと酸化されたCoとが混合した粒塊が集合した柱状結晶により形成される強磁性金属膜が形成できる。
【0062】
以下、強磁性金属膜の形成方法の一例を、図面を参照しながら説明する。
【0063】
図2に示す真空蒸着装置Aは、冷却回転ドラム206、送り軸202、巻取り軸210、遮蔽板a220、酸素導入ノズルa222、遮蔽板b216、酸素導入ノズルb218、坩堝224を主要構成要素とする。送り軸202にセットされた非磁性基板201は、冷却回転ドラム206を経て巻取り軸210に巻取り回収される。このとき、坩堝224に配置された強磁性金属214に、電子ビーム(図示せず)を矢印方向212に入射し、溶解・蒸発させ、遮蔽板a220及び遮蔽板b216の近傍にそれぞれ配置された酸素導入ノズルa222及び酸素導入ノズルb218から酸素ガスを供給しながら、非磁性基板201の下方より強磁性金属を蒸着させる。不要な強磁性金属蒸気は、遮蔽板a220及び遮蔽板b216によってカットされる。
【0064】
前述のように、強磁性金属膜における各層(表面層、中間層及び界面層)の酸素原子とコバルト原子との積分強度比(以下、「コバルトの酸化度合い」ともいう)は、例えば、強磁性金属蒸着時における入射角、酸素ガスの流量、酸素ガスを導入するノズルと非磁性基板との距離、酸素ガスを導入する角度(酸素ガスの導入方向と非磁性基板とのなす角)、酸素導入ノズルの数等によって制御できる。
【0065】
酸素ガスは、図2の真空蒸着装置Aのように、蒸着開始点(Y)付近及び蒸着終了点(X)付近の2箇所から導入できる。蒸着開始点(Y)付近側、すなわち、高入射角側に配置された酸素導入ノズルa220は、酸素ガスの供給方向と非磁性基板201との間の角度であって、非磁性基板201の進行方向の後ろ側に形成される角度が、例えば、60〜150度であることが好ましい。一方、蒸着終了点(X)付近側、すなわち、低入射角側に配置された酸素導入ノズルb218は、非磁性基板201の表面と平行方向であって、非磁性基板201の進行方向と逆方向に酸素ガスを導入可能なように配置することが好ましい。
【0066】
幅500mmの非磁性基板201上に強磁性金属膜を蒸着させる場合、酸素ガスの供給量としては、例えば、酸素導入ノズルa222の供給量が2.0〜5.0L/分、酸素導入ノズルb218の供給量が2.0〜6.0L/分であることが好ましく、より好ましくは酸素導入ノズルa222の供給量が3.0〜5.0L/分、酸素導入ノズルb218の供給量が3.0〜6.0L/分である。
【0067】
酸素ガスの流量、酸素ガスを導入するノズルと非磁性基板との間の距離、酸素ガスを導入する角度等によって得られる磁気記録媒体の残留磁束密度を調節できる。例えば、酸素ガスの流量を多くすることや、蒸着終了点(X)付近における酸素ガスの導入方向を、非磁性基板から遠ざかる方向とした場合と比較して非磁性基板表面と平行となる方向としたほうが、残留磁束密度は小さくなる傾向にある。また、蒸着終了点(X)付近における酸素ガスの導入方向を、酸素ガスが進行するにつれて、非磁性基板に近づく方向、すなわち、酸素ガスが非磁性基板と衝突する方向とすることで、残留磁束密度はさらに小さくなる傾向にある。
【0068】
強磁性金属膜を形成する真空蒸着装置を用いて、非磁性基板上に下地層を形成し、その上に強磁性金属膜を形成してもよい。例えば、蒸着開始点(X)付近で形成される強磁性金属膜(強磁性金属膜における非磁性基板側部分)に多量の酸素が含まれるように酸素ガスを導入することによってCoOを含む下地層を形成でき、その上に形成されたCoの強磁性金属膜を形成できる。この方法によれば、1つの蒸着装置で簡易に下地層を形成できる。例えば、酸素ガスを導入するノズルの数、ノズルと非磁性基板との間の距離及び酸素ガスを供給する際の流量等を調整することによって、CoOを含む下地層を形成できる。具体的には、蒸着開始点に酸素導入ノズルを設けて局所的に多量の酸素ガスを導入すれば1つの蒸着装置内で1つの蒸着源を使用して下地層及び強磁性金属膜を形成できる。
【0069】
ついで、強磁性金属膜上に炭素膜を形成する。炭素膜は、前述のように、例えば、スパッタリング、プラズマCVD等によって形成できる。そして、炭素膜の表面に、例えば、アミン成分を含む炭化水素ガス雰囲気下で高周波プラズマ処理を行うことによって炭素膜の表層部に含窒素プラズマ重合膜を形成できる。
【0070】
そして、含窒素プラズマ重合膜上に潤滑剤層を形成する。潤滑剤層は、例えば、上述の潤滑剤を炭化水素系溶媒とアルコール系溶媒との混合有機溶媒に溶解させた塗布液を、含窒素プラズマ重合膜上に塗布後、乾燥処理を行い混合有機溶媒を蒸発させることによって形成できる。
【0071】
炭化水素系溶媒としては、例えば、トルエン、ヘキサン、ヘプタン及びオクタン等が挙げられ、アルコール系溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール及びイソプロパノール等の低級アルコールが挙げられる。好ましい混合有機溶媒としては、トルエンとイソプロピルアルコールの混合溶媒、ヘキサンとイソプロピルアルコールの混合溶媒、ヘプタンとイソプロピルアルコールの混合溶媒が挙げられる。アルコール系溶媒の割合が大きすぎると塗布ムラが生じやすく、一方、炭化水素系溶媒の割合が大きすぎると不経済であるため、アルコール系溶媒と炭化水素系溶媒との割合(重量比)は、例えば、1:9〜9:1であり、好ましくは3:7〜7:3である。
【0072】
塗布液における潤滑剤の濃度及び塗工膜の厚みは、形成する潤滑剤層の厚みによって適宜決定できる。例えば、潤滑剤の濃度が100ppm〜4000ppmである塗布液を、厚み1〜50μmで塗布することが好ましい。塗布は、例えば、相対湿度が10〜40%RHの範囲内にある環境下で行うことが好ましい。前記範囲の相対湿度であれば、静電気や塗布ムラの発生が抑制され、また、余分な設備投資を必要としないからである。
【0073】
塗布方法としては、例えば、バーコーティング法、グラビアコーティング法、リバースロールコーティング法、ダイコーティング法、ディピッング法又はスピンコート法等の湿式塗布法や有機蒸着法等が挙げられ、いずれを採用してもよい。乾燥処理としては、例えば、加熱、自然乾燥等が挙げられる。
【0074】
このようにして潤滑剤層を形成することにより、例えば、塗布ムラのない均一な厚みの潤滑剤層が得られる。さらに、溶媒蒸発後には、例えば、数nmという非常に薄い潤滑剤層を形成でき、その結果、優れた潤滑性能を有する実用信頼性の高い磁気記録媒体が得られる。最終的に得られる潤滑剤層の厚みは3〜5nm程度が好ましい。なお、潤滑剤層の厚みの最適範囲は、潤滑剤の組成等に応じて異なるため、必ずしもこの範囲に限定されるものではない。
【0075】
最後に、非磁性基板の強磁性金属膜形成面とは反対側の面にバックコート層を形成する。バックコート層は、例えば、湿式塗布法によって形成できる。具体的には、上述の材料を適当な溶媒(トルエン、メチルエチルケトンの混合溶媒)に溶解及び/又は分散させた塗布液を、非磁性基板の強磁性金属膜が形成された面とは反対側の面に塗布した後、乾燥させて溶媒を蒸発させることによって形成できる。
【0076】
次に、本発明の実施例について、比較例と併せて説明する。ただし、本発明は下記の実施例及び比較例により制限されない。
【実施例1】
【0077】
下記のようにして、非磁性基板1の一方の面に強磁性金属膜2、炭素膜3及び潤滑剤層4が形成され、他方の面にバックコート層5が形成された磁気記録媒体11(図1(B))を作製した。
【0078】
(非磁性基板)
非磁性基板として、厚み6.3μm、幅500mmであって、一方の面にSiO2からなる直径15nmの微粒子が1μm2あたり50個分散して固着しているポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを準備した。
【0079】
(強磁性金属膜の形成)
強磁性金属膜の形成には、図4に示す真空蒸着装置Bを使用した。図4に示す真空蒸着装置Bは、エンドレスベルト108、冷却回転ドラム106a及び106b、ニップローラ104、送り軸102、巻取り軸110、遮蔽板a120、酸素導入ノズルa122、遮蔽板b116、酸素導入ノズルb118、坩堝124を主要構成要素とする。送り軸102にセットされた非磁性基板101は、ニップローラ104、冷却回転ドラム106a、エンドレスベルト108、冷却回転ドラム106bを経て巻取り軸110で巻取り回収される。エンドレスベルト108は、水平面(例えば、坩堝124に配置した強磁性金属溶解液114の表面)に対する角度(θ)が55度となるように配置した。遮蔽板b116及び遮蔽板a120は、電子ビーム(図示せず)を矢印方向112に入射して溶解させ蒸発させた強磁性金属の蒸気の最低入射角(ω)が34度、低入射角(α)が38度、高入射角(β)が87度となるように、蒸着開始点(Y)付近及び蒸着終点(X)付近にそれぞれ配置した。遮蔽板b116及び遮蔽板a120には、それぞれ、酸素導入ノズルb118及び酸素導入ノズルa122を近接して配置した。酸素導入ノズルb118は、非磁性基板101との距離40mm、非磁性基板101に対して90度の方向に酸素ガスが導入可能なように配置し、酸素導入ノズルa122は、非磁性基板101との距離20mm、非磁性基板101の進行方向とは反対方向であって非磁性基板101の表面と平行方向に酸素ガスが導入可能なように配置した。使用した酸素導入ノズルはいずれも、直径1mmの孔が幅600mm(非磁性基板の幅の1.2倍)にわたって等間隔に50個形成されている。
【0080】
強磁性金属として金属Coを準備し、坩堝124に配置した。前記PETフィルムをSiO2微粒子固着面に強磁性金属膜が形成可能なように送り軸102に配置し、下記表2の蒸着条件で厚み100nmの強磁性金属膜を形成した。
【0081】
【表2】

【0082】
(炭素膜及び含窒素プラズマ重合膜の形成)
前記強磁性金属膜上に、プラズマCVD法によって厚み15nmの炭素膜を形成した。プラズマCVD法による炭素膜形成は、ヘキサンガスとアルゴンガスとを4:1(圧力比)で混合したガスを真空容器中に導入し、全体のガス圧を4.0×101Pa(0.3Torr)に保ちながら周波数10KHzかつ電圧1500Vの交流と電圧1000Vの直流とを重畳し、これを放電管内の電極に印加することによって行った。ついで、プロピルアミンガスを導入し、圧力を6.67Pa(0.05Torr)に保ちながら前記炭素膜の表面に10KHzの高周波プラズマ処理を行い、厚み2.5nmの含窒素プラズマ重合膜を形成した。
【0083】
(潤滑剤層の形成)
下記の化学式(a1)で示される化合物と化学式(b1)で示される化合物とを3:7(モル比)で含む潤滑剤、及び、イソプロピルアルコールとトルエンとを1:1(重量比)で含む混合有機溶媒をそれぞれ準備した。前記潤滑剤を前記混合有機溶媒に溶解して塗布液(潤滑剤の濃度:2000ppm)を調製した。23℃、30%RH下で、リバースロールコータを使用して湿式塗布法により前記塗布液を前記含窒素プラズマ重合膜上に塗布し、乾燥させた。これにより、前記含窒素プラズマ重合膜上に1m2あたり5mgの潤滑剤を含む潤滑剤層(厚み4nm)を形成した。
【0084】
【化6】

【0085】
(バックコート層の形成)
ポリウレタン樹脂をメチルエチルケトンに溶解させた塗布液を前記PETフィルムのSiO2微粒子固着面とは反対側の面に塗布した。乾燥によりメチルエチルケトンを蒸発させて非磁性基板上に厚み400nmのバックコート層を形成した。
【0086】
以上のようにして作製した磁気記録媒体をスリッタによって幅6.35mmに裁断して厚み4.7μm、幅6.35mmの磁気テープ試料(80分長)を作製し、これをカセットに組み込み性能評価用サンプルテープを作製した。
【実施例2】
【0087】
図2に示す真空蒸着装置Aを用い、下記のようにして強磁性金属膜を形成した以外は、実施例1と同様にして磁気記録媒体を作製し、それを用いて性能評価用サンプルテープを作製した。
【0088】
図2に示す真空蒸着装置Aは、冷却回転ドラム206、送り軸202、巻取り軸210、遮蔽板a220、酸素導入ノズルa222、遮蔽板b216、酸素導入ノズルb218、坩堝224を主要構成要素とする。送り軸202にセットされた非磁性基板201は、冷却回転ドラム206を経て巻取り軸210に巻取り回収される。遮蔽板a220及び遮蔽板b216は、電子ビーム(図示せず)を矢印方向212に入射して溶解させ蒸発させた強磁性金属の蒸気の最小入射角(ω)が18度、低入射角(α)が40度、高入射角(β)が85度となるように、蒸着開始点(Y)付近及び蒸着終点(X)付近にそれぞれ配置した。遮蔽板a220及び遮蔽板b216には、それぞれ、酸素導入ノズルa222及び酸素導入ノズルb218を近接して配置した。酸素導入ノズルa222は、非磁性基板201との距離60mm、非磁性基板201に対して90度の方向に酸素ガスが導入可能なように配置し、酸素導入ノズルb218は、非磁性基板201との距離30mm、非磁性基板201の進行方向とは反対方向であって非磁性基板201の表面と平行方向に酸素ガスが導入可能なように配置した。酸素導入ノズルは実施例1と同様のものを使用した。
【0089】
強磁性金属として金属Coを準備し、坩堝224に配置した。実施例1のPETフィルムを、SiO2微粒子固着面に強磁性金属膜が形成可能なように送り軸202に配置し、下記表3の蒸着条件で厚み100nmの強磁性金属膜を形成した。
【0090】
【表3】

【実施例3】
【0091】
酸素導入ノズルa122の流量を2.0L/分、酸素導入ノズルb118の流量を2.0L/分とした以外は、実施例1と同様にして磁気記録媒体を作製し、それを用いて性能評価用サンプルテープを作製した。
【実施例4】
【0092】
酸素導入ノズルa122の流量を5.0L/分、酸素導入ノズルb118の流量を6.0L/分とした以外は、実施例1と同様にして磁気記録媒体を作製し、それを用いて性能評価用サンプルテープを作製した。
【実施例5】
【0093】
酸素導入ノズルa122の流量を2.0L/分、酸素導入ノズルb118の流量を6.0L/分とした以外は、実施例1と同様にして磁気記録媒体を作製し、それを用いて性能評価用サンプルテープを作製した。
【実施例6】
【0094】
酸素導入ノズルa122の流量を5.0L/分、酸素導入ノズルb118の流量を2.0L/分とした以外は、実施例1と同様にして磁気記録媒体を作製し、それを用いて性能評価用サンプルテープを作製した。
【実施例7】
【0095】
潤滑剤として、化学式(a1)で示される化合物及び化学式(b1)で示される化合物を含む潤滑剤に代えて化学式(a1)で示される化合物からなる潤滑剤を使用した以外は、実施例1と同様にして磁気記録媒体を作製し、それを用いて性能評価用サンプルテープを作製した。
【実施例8】
【0096】
非磁性基板として、厚み4.5μmであって、一方の面にSiO2微粒子が固着したPETフィルムを使用し、銅を酸素雰囲気中にて真空蒸着することによって前記PETフィルムのSiO2微粒子固着面上に厚み50nmの酸化銅からなる下地層を形成し、前記下地層上に厚み80nmの強磁性金属膜を形成した以外は、実施例1と同様にして磁気記録媒体を作製し、それを用いて性能評価用サンプルテープを作製した。なお、前記補強層は、形成した。
【実施例9】
【0097】
図5に示す真空蒸着装置Cを用い、下記のようにして強磁性金属膜を形成した以外は、実施例1と同様にして磁気記録媒体を作製し、それを用いて性能評価用サンプルテープを作製した。
【0098】
図5に示す真空蒸着装置Cは、主要構成要素として酸素導入ノズルa222を含まない以外は、真空蒸着装置Aの主要構成要素と同じ構成である。真空蒸着装置Cにおいて、遮蔽板a220及び遮蔽板b216は、電子ビーム(図示せず)を矢印方向212に入射して溶解させ蒸発させた強磁性金属の蒸気の最小入射角(ω)が16度、低入射角(α)が40度、高入射角(β)が90度となるように、蒸着開始点(Y)付近及び蒸着終点(X)付近にそれぞれ配置した。酸素導入ノズルb218は、非磁性基板201との距離30mm、非磁性基板201の進行方向とは反対方向であって非磁性基板201の表面と平行方向に酸素ガスが導入可能なように遮蔽板b216に近接して配置した。酸素ノズルは実施例1と同様のものを使用した。
【0099】
強磁性金属として金属Coを準備し、坩堝224に配置した。実施例1のPETフィルムを、SiO2微粒子固着面に強磁性金属膜が形成可能なように送り軸202に配置し、下記表4の蒸着条件で厚み100nmの強磁性金属膜を形成した。
【0100】
【表4】

【実施例10】
【0101】
炭素膜の表層部に含窒素プラズマ重合膜を形成しない以外は、実施例1と同様にして磁気記録媒体を作製し、それを用いて性能評価用サンプルテープを作製した。
【実施例11】
【0102】
潤滑剤として、化学式(a1)で示される化合物及び化学式(b1)で示される化合物を含む潤滑剤に代えて下記化学式(X−1)で示される化合物からなる潤滑剤を使用した以外は、実施例1と同様にして磁気記録媒体を作製し、それを用いて性能評価用サンプルテープを作製した。
【0103】
【化7】

【実施例12】
【0104】
潤滑剤として、化学式(a1)で示される化合物及び化学式(b1)で示される化合物を含む潤滑剤に代えて下記化学式(X−2)で示される化合物からなる潤滑剤を使用した以外は、実施例1と同様にして磁気記録媒体を作製し、それを用いて性能評価用サンプルテープを作製した。
【0105】
【化8】

【0106】
(比較例1)
酸素導入ノズルa122の流量を1.0L/分、酸素導入ノズルb118の流量を1.0L/分とした以外は、実施例1と同様にして磁気記録媒体を作製し、それを用いて性能評価用サンプルテープを作製した。
【0107】
(比較例2)
酸素導入ノズルa122の流量を6.0L/分、酸素導入ノズルb118の流量を7.0L/分とした以外は、実施例1と同様にして磁気記録媒体を作製し、それを用いて性能評価用サンプルテープを作製した。
【0108】
(比較例3)
酸素導入ノズルa122の流量を1.0L/分、酸素導入ノズルb118の流量を4.0L/分とした以外は、実施例1と同様にして磁気記録媒体を作製し、それを用いて性能評価用サンプルテープを作製した。
【0109】
(比較例4)
酸素導入ノズルa122の流量を3.5L/分、酸素導入ノズルb118の流量を1.0L/分とした以外は、実施例1と同様にして磁気記録媒体を作製し、それを用いて性能評価用サンプルテープを作製した。
【0110】
(GDSによる元素定量分析)
実施例1〜12及び比較例1〜4で得られた磁気記録媒体について、グロー放電発光分析装置(商品名GDA750:理学電機工業製)を使用し、下記表5の測定条件で、Arイオンによるスパッタリング開始0.1秒後から0.0025秒ごとに元素の定量分析を行い、各元素(Co、O及びC)のデプスプロファイルを測定した。得られたデプスプロファイルの強磁性金属膜に相当する部分を、前記非磁性基板側とは反対側の表面から非磁性基板側に厚み方向に三等分して表面層、中間層及び界面層とし、各層における酸素原子とコバルト原子との積分強度比(O/Co)を算出した。得られた結果を下記表7に示す。
【0111】
【表5】

【0112】
(評価試験)
実施例1〜12及び比較例1〜4で得られた磁気記録媒体又は性能評価用サンプルテープについて、以下に示す評価試験(1)〜(5)を行った。得られた結果を下記表6及び7に示す。
(1)厚み
各層の厚みは、得られた磁気記録媒体の端断面の電子顕微鏡(SEM)写真(倍率20万倍)から求めた。
(2)磁気特性
振動試料型磁力計(DMS社製、型番1660CTS)を用いて磁気記録媒体の保磁力(Hc)を測定した。
(3)電磁変換特性
ギャップ長0.2μmのMRヘッド及びMIGヘッドを搭載したDVシリンダーを用い、相対速度10.2m/s、トラック幅6.2μm、最大周波数50MHz(最短記録波長0.2μm)でMIGヘッドにより信号を磁気記録媒体に記録した。記録した信号をMRヘッドにより再生してノイズを測定し、C/N比(キャリア20MHz)を求めた。
(4)走行耐久性
(i)出力低下
RF(高周波)出力測定用に改造した市販のデジタルVTR(松下電器産業株式会社製:型番NV−DJ1)を使用し、前記性能評価測定用サンプルテープを40℃、80%RH下で300パス、400時間繰り返し再生しながらRF出力を測定し、出力低下(dB)として、再生前と再生後のRF出力の変化((再生後)−(再生前))を求めた。
(ii)ヘッド目詰まり
前記繰り返し再生において、RF出力が繰り返し再生前より6dB以上低下した場合にヘッド目詰まりが発生しているものとし、6dB以上の低下が測定された時間を積算し、その時間をヘッド目詰まり(秒)とした。
(5)耐候保存性
性能評価測定用サンプルテープを、60℃、90%RH下で1ヶ月間保存し、磁気記録媒体の表面における錆の発生について観察した。評価基準は下記の通りである。
○ ・・・錆発生なし
○△ ・・・微分干渉顕微鏡(倍率500倍)の透過光で確認できる点錆あり
△ ・・・微分干渉顕微鏡(倍率200倍)の透過光で確認できる点錆あり
× ・・・目視により確認できる錆あり
【0113】
【表6】

【0114】
【表7】

【0115】
上記表6及び7に示すとおり、表面層、中間層及び界面層のすべてにおいて所定のCoの酸化度合いを満足する実施例1〜12の磁気記録媒体は、比較例1〜4の磁気記録媒体と比較して、磁気特性、電磁変換特性及び耐候保存性のすべてが優れることがわかる。
【0116】
また、潤滑剤として、化学式(a1)で示される化合物単独、又は、化学式(a1)で示される化合物及び化学式(b1)で示される化合物の双方を使用した実施例1〜10の磁気記録媒体は、前記磁気特性、電磁変換特性及び耐候保存性に加えて、優れた走行耐久性を示すことがわかる。これは、潤滑剤として一般式(a)で示される化合物(化合物A)単独又は一般式(a)で示される化合物(化合物A)にあわせて一般式(b)で示される化合物(化合物B)を使用することにより、潤滑剤の炭素膜又は含窒素プラズマ重合膜に対する付着強度が向上したためであると推測される。
【0117】
また、GDS装置は、従来の分析装置、例えば、ESCA(X線電子分光)装置やSIMS(二次イオン質量分析)装置と比較して短時間で感度よく分析することができ、さらに、より大きな分析サイズでの分析が可能となるため、バラツキの少ないデータをとることができる。このため、GDS装置を用いることにより、例えば、製品の品質をコントロールしながら磁気記録媒体を製造することが可能となり、磁気記録媒体の生産性を向上できると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【0118】
本発明の磁気記録媒体は、さらに高密度の磁気記録テープへの応用が可能であり、極めて信頼性の高い磁気記録テープを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0119】
【図1】図1(A)及び(B)は本発明の磁気記録媒体の一例の断面図である。
【図2】図2は、真空蒸着装置の一例の模式図である。
【図3】図3は、デプスプロファイルの一例のグラフである。
【図4】図4は、真空蒸着装置のその他の例の模式図である。
【図5】図5は、真空蒸着装置のさらにその他の例の模式図である。
【図6】図6は、従来の磁気記録媒体の一例の断面図である。
【符号の説明】
【0120】
1,101,201 非磁性基板
2 強磁性金属膜
3 炭素膜
4 潤滑剤層
5 バックコート層
10,11 磁気記録媒体
102,202 送り軸
104 ニップローラ
106a,106b,206 冷却回転ドラム
108 エンドレスローラ
110,210 巻取り軸
112,212 電子ビーム照射方向
114,214 強磁性金属溶解液
116,120,216,220 遮蔽板
118,122,218,222 酸素導入ノズル
124,224 坩堝
601 樹脂フィルム
602 磁性層
603 保護膜
604 潤滑層
605 バックコート層
610 磁気記録媒体

【特許請求の範囲】
【請求項1】
非磁性基板と、前記非磁性基板上に形成された強磁性金属膜とを含む磁気記録媒体であって、
グロー放電発光分析(GDS)装置により測定される前記強磁性金属膜のコバルト原子(Co)及び酸素原子(O)のデプスプロファイルにおける酸素原子とコバルト原子との積分強度比O/Coが、下記の関係を満たす磁気記録媒体。
0.90≦O/Co−1≦1.05
0.85≦O/Co−2≦1.20
0.75≦O/Co−3≦0.90
ここで、O/Co−1、O/Co−2及びO/Co−3は、それぞれ、前記強磁性金属膜を前記非磁性基板側とは反対側の表面から非磁性基板側に厚み方向に三等分して表面層、中間層及び界面層とした場合の各層における酸素原子とコバルト原子との積分強度比(O/Co)を表す。
【請求項2】
前記強磁性金属膜上に炭素膜及び潤滑剤層がこの順で形成されている請求項1記載の磁気記録媒体。
【請求項3】
含窒素プラズマ重合膜が前記炭素膜の表層部に形成され、前記含窒素プラズマ重合膜上に前記潤滑剤層が形成されている請求項2記載の磁気記録媒体。
【請求項4】
前記潤滑剤層が、下記一般式(a)で示される含フッ素モノカルボン酸から選択される少なくとも1種類の化合物を含む請求項2又は3記載の磁気記録媒体。
【化1】

(前記式中、R1はアルキル基又はアルケニル基を示し、R2はパーフルオロアルキル基を示し、aは0〜20の整数であり、bは0又は1である)
【請求項5】
前記潤滑剤層が、さらに、下記一般式(b)で示される含フッ素モノカルボン酸エステルから選択される少なくとも1種類の化合物を含む請求項4記載の磁気記録媒体。
【化2】

(前記式中、R3は含フッ素有機基を示し、R4はアルキル基又はアルケニル基を示し、nは0〜12の整数である)

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2009−20949(P2009−20949A)
【公開日】平成21年1月29日(2009.1.29)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−182497(P2007−182497)
【出願日】平成19年7月11日(2007.7.11)
【出願人】(000005821)パナソニック株式会社 (73,050)
【Fターム(参考)】