(57)【要約】【課題】電磁変換特性、アーカイブ性に優れ、走行耐久性、保存安定性に優れた高信頼性の磁気テープ媒体を得る。【解決手段】非磁性支持体１上に、コバルト含有マグヘマイト薄膜よりなる磁性層２が形成された構成を有し、非磁性支持体１は、厚さが３〜１０μｍ、磁性層形成面の十点平均粗さＳＲｚが５〜３０ｎｍ、２５〜３００℃の温度範囲における熱収縮率が１％以下のアラミドフィルムであるものとし、磁性層２は、膜厚が１０〜５０ｎｍ、表面の中心面平均粗さＳＲａが０．１〜３．０ｎｍ、保磁力Ｈｃが２０００〜４０００Ｏｅ（１５８〜３１６ｋＡ／ｍ）であるものとした磁気記録媒体１０を提供する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺状のアラミドフィルムよりなる非磁性支持体上に、スパッタ法により形成されてなるコバルト含有マグヘマイト薄膜よりなる磁性層を有する磁気記録媒体であって、
上記非磁性支持体は、厚さが３〜１０μｍ、上記磁性層形成面の十点平均粗さＳＲｚが５〜３０ｎｍ、２５〜３００℃の温度範囲における熱収縮率が１％以下であるものとし、
上記磁性層は、膜厚が１０〜５０ｎｍ、中心面平均粗さＳＲａが０．１〜３．０ｎｍ、保磁力Ｈｃが２０００〜４０００Ｏｅ（１５８〜３１６ｋＡ／ｍ）であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
磁気抵抗効果型磁気ヘッド（ＭＲヘッド）、又は巨大磁気抵抗効果型磁気ヘッド（ＧＭＲヘッド）を用いて、記録信号の再生がなされることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コバルト含有マグヘマイト薄膜よりなる磁性層を有する磁気記録媒体に関するものであり、優れた磁気特性と再生特性を有し、かつ走行安定性および耐久性に優れた高記録密度型の磁気記録媒体を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、磁気記録媒体には高記録密度化が益々要求されるようになってきており、特に最近においては、さらなる高記録密度を達成するために、記録信号の再生用磁気ヘッドとして、磁気抵抗効果型磁気ヘッド（ＭＲヘッド）や巨大磁気抵抗効果型磁気ヘッド（ＧＭＲヘッド）が適用されるようになってきており、その用途としては、ハードディスクのみならず、磁気テープにも拡大してきている。
【０００３】
このような高感度磁気ヘッドに対しては、記録層をスパッタ法や真空蒸着法等の気相成膜法により形成した磁気記録媒体が適用されるが、上述したような高感度の磁気ヘッドを用いて記録密度を向上させるためには、磁性層を薄膜化し、更なる高保磁力化、低ノイズ化を図ることが必要となってきている。
また、高密度記録化とともに、長期に亘って信号品質の劣化を起こすことなく保存が可能な、いわゆるアーカイブ性に対する要求も厳しくなってきている。
【０００４】
上記のような磁気記録媒体に対する種々の要求を満足するものとして、コバルト含有マグヘマイト薄膜の磁性層を形成した構成のハードディスク用の磁気記録媒体が提案されている（例えば、特許文献１、２参照。）。これらに開示されているフェライト膜は、メタルパウダーを使用したいわゆる塗布型の磁気テープや、Ｃｏ／ＣｏＯ蒸着テープ等に比べて耐食性に優れているため、長期保存においても磁気特性が安定しているという利点を有している。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１１０７３１号公報
【特許文献２】
特開２００１−２５０２１６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらコバルト含有マグヘマイト薄膜を磁気テープの記録層として適用する場合、記録信号再生の際には磁気ヘッドと磁気テープとが直接摺接して走行するため、これらの間の摩擦が問題となり、特に非磁性支持体や磁性層の表面性に関しての検討が必要になってくる。
【０００７】
そこで本発明においては、上述した問題に鑑みて、コバルト含有マグヘマイト薄膜よりなる磁性層の利点を生かしつつ、プラスチックフィルムの基体上に磁性層が形成された構成の、特にテープ型の磁気記録媒体について、アーカイブ性や記録信号の安定性、低ノイズ化を図りつつ、同時に走行安定性、耐久性等の信頼性の観点からも解決を図ることを目的とした。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の磁気記録媒体は、長尺状の非磁性支持体上に、スパッタ法により形成されてなるコバルト含有マグヘマイト薄膜よりなる磁性層が形成された構成を有するものであり、非磁性支持体は、厚さが３〜１０μｍ、磁性層形成面の十点平均粗さＳＲｚが５〜３０ｎｍ、２５〜３００℃の温度範囲における熱収縮率が１％以下のアラミドフィルムであるものとし、磁性層は、膜厚が１０〜５０ｎｍ、表面の中心面平均粗さＳＲａが０．１〜３．０ｎｍ、保磁力Ｈｃが２０００〜４０００Ｏｅ（１５８〜３１６ｋＡ／ｍ）であるものとする。
【０００９】
本発明によれば、電磁変換特性、アーカイブ性に優れ、かつ磁気ヘッドとの摺接による出力の低下が回避され、走行耐久性、安定性に優れた高い信頼性を有する磁気テープ媒体が得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の磁気記録媒体について、具体的な実施形態を図を参照して説明するが、本発明の磁気記録媒体は以下の例に限定されるものではない。
【００１１】
本発明の磁気記録媒体の一例の概略断面図を図１に示す。
本発明の磁気記録媒体１０は、非磁性支持体１上に磁性層２が形成されてなり、この磁性層２上に保護層３および潤滑剤層４が順次形成された構成を有している。
本発明の磁気記録媒体１０は、高感度再生用磁気ヘッドである磁気抵抗効果型磁気ヘッド（ＭＲヘッド）や巨大磁気抵抗効果型磁気ヘッド（ＧＭＲヘッド）に好適なものとする。
以下、各層について詳細に説明する。
【００１２】
非磁性支持体１は、アラミドフィルムすなわち芳香族ポリアミドフィルムよりなるものとし、後述する磁性層成膜工程における加熱酸化処理によって熱変形が生じない耐熱性を有する材料によって形成する。非磁性支持体１は、単層であっても二層以上の積層フィルムであってもよい。
また、非磁性支持体１上には、層構成に応じて所定の下地層あるいは中間層（図示せず）を設けてもよい。
例えば、他の層間の結合（付着力）を強固にする接着層、応力を緩和する機能層、あるいは表面の粗度を調整する層、磁気特性を向上させるための層等を設けてもよい。
また、磁気記録媒体１０の耐久性や安定性、および製膜工程時のハンドリングの向上を図るために所定の微粒子を内在させてもよい。この微粒子としては、例えば炭酸カルシウム、シリカ、アルミナ等が挙げられる。
【００１３】
非磁性支持体１は厚さが３〜１０μｍであるものとする。これは、磁気テープに適用し、装置の小型化と大容量化を両立させるためには、１０μｍ以下の薄層であることが望ましく、また再生用磁気ヘッドとの当たりを確保するためには、３μｍ以上の膜厚が必要だからである。
【００１４】
非磁性支持体１の磁性層形成面１ａの十点平均粗さＳＲｚは、５〜３０ｎｍであるものとする。再生用磁気ヘッドの良好な走行性を確保するためには、ＳＲｚは５ｎｍ以上であることが望ましく、また、ＳＲｚが３０ｎｍを越えると磁気ヘッドと磁気記録媒体１０との間のスペーシングが大きくなり、記録再生が充分に得られず、エラーレートが増加するためである。
【００１５】
また、非磁性支持体１は、特に２５〜３００℃の温度範囲における熱収縮率が１％以下であるものを選定する。
これにより、スパッタ工程や加熱酸化処理工程における成膜時の熱変形が抑制され、歩留まり良く磁気記録媒体を作製することができる。
【００１６】
磁性層２は、Ｃｏ含有γ−Ｆｅ２Ｏ３の磁性薄膜からなるものとし、Ｃｏの添加量は、Ｆｅに対して１〜１０重量％であるものが好適である。Ｃｏの添加量を増加させると、磁性層２の保磁力Ｈｃを高くできるが、１０重量％を越えると経時安定性が低下する。また実用上充分な保磁力Ｈｃを確保するためにはＣｏを１重量％以上添加することが必要であるので、Ｃｏの添加量はＦｅに対して１〜１０重量％であるものとする。
【００１７】
磁性層２の形成方法を以下に説明する。
先ず、従来公知の薄膜形成装置を用いて、スパッタ法等によって基体上にＣｏ含有Ｆｅ３Ｏ４膜を形成する。Ｃｏ含有Ｆｅ３Ｏ４膜は、例えばターゲットとしてＦｅＣｏ金属合金を用い、雰囲気ガスとして、それぞれＡｒガス、または水素ガス、あるいは酸素ガスとＡｒガスとの混合ガスを用いてスパッタリングを行うことにより形成される。
次に、上述のようにして形成したＣｏ含有Ｆｅ３Ｏ４膜に対し、加熱酸化処理を行う。具体的には、大気中や酸素過剰ガス雰囲気下において、温度１５０℃〜３００℃程度で加熱酸化し、Ｃｏ含有γ−Ｆｅ２Ｏ３薄膜磁性層を形成する。
【００１８】
なお、磁性層形成工程においては、各種スパッタリング法（スパッタ法）が適用でき、例えばマグネトロンスパッタ法、高周波スパッタ法、ＤＣスパッタ法、ＥＣＲスパッタ法等が挙げられる。特にマグネトロンスパッタ法は高速成膜が可能である。また、スパッタ装置としては、特に制限はなく従来汎用されている装置をいずれも使用できる。
【００１９】
磁性層２を構成するＣｏ含有マグヘマイト薄膜の面内方向の保磁力Ｈｃは、低ノイズ化を図り、かつ高分解能を実現するために、２０００Ｏｅ（１５８ｋＡ／ｍ）以上であるものとする。一方、保磁力Ｈｃが４０００Ｏｅ（３１６ｋＡ／ｍ）を越えると、充分な信号記録ができなくなり再生出力が低下するため保磁力Ｈｃは２０００〜４０００Ｏｅ（１５８〜３１６ｋＡ／ｍ）であるものとする。
【００２０】
磁性層２の膜厚は１０〜５０ｎｍであるものとする。磁性層２を１０ｎｍよりも薄く形成すると、充分な保磁力Ｈｃが確保できなくなり、一方において５０ｎｍよりも厚く形成すると、磁性層を構成する金属磁性粒子の粒径が大きくなり、ノイズの増加を招来し、また再生用磁気ヘッドの飽和により再生出力に歪みが生じるためである。
【００２１】
磁性層２の磁気ヘッド摺接面の中心面表面粗さＳＲａは、０．１〜３．０ｎｍであるものとする。
中心面表面粗さＳＲａが０．１ｎｍよりも小さいと表面が平滑過ぎ、磁気ヘッドと磁気記録媒体１０との摩擦により走行不良を生じ、エラーレートの増加の原因となり、また再生用磁気ヘッドの感磁部が磨耗により破損するおそれがあり、一方、中心面表面粗さＳＲａが３．０ｎｍよりも大きくなると、磁気ヘッドと磁性層２との間のスペーシングが大きくなりすぎ、記録再生が不充分となり、エラーレートの増加の原因となるためである。
【００２２】
磁性層２上には、再生用磁気ヘッドの摺動による磨耗や損傷等、外部からのストレスに対して保護するために保護層３を設けてもよい。
保護層３形成用材料としては、通常の薄膜磁性記録媒体用として使用されている材料をいずれも適用できるが、例えば高硬度のカーボン（Ｃ）等を主体とする薄膜材料が好適である。
但し、保護層３は磁気記録媒体１０のスペーシングや磁気テープとしての特性を好適に維持するために、６〜１０ｎｍ程度の薄膜に形成することが望ましい。
【００２３】
保護層３上には、潤滑剤層４を形成することにより磁気記録媒体の表面の摩擦係数を低減し、走行性や耐久性を向上させることができる。
潤滑剤としては、通常の薄膜磁性記録媒体用として使用されているものをいずれも適用できるが、特にパーフルオロポリエーテル系の潤滑剤が好適である。
【００２４】
非磁性支持体１の磁性層形成面とは反対の面にはバックコート層（図示せず）を設けても良い。バックコート層はカーボンを主成分とするもので、ウエットプロセスあるいはドライプロセスなど既知の方法により形成することができる。
【００２５】
上述のようにして作製される磁気記録媒体１０の表面電気抵抗は、５０〜３０００ＭΩが好ましく、さらには０．１〜１０ＭΩ程度であることがより望ましい。
なお、表面電気抵抗は、磁性層形成工程におけるスパッタ時において、酸素供給量を調節したり、下地層としてＣｕ、Ｃｒ、Ａｌ等の金属あるいは合金の薄膜を形成したりすることによって所望の値に制御することができる。
【００２６】
【実施例】
以下、本発明の磁気記録媒体について、具体的な実施例を挙げて説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００２７】
〔実施例１〕
非磁性支持体１として、膜厚７μｍ、磁性層形成面の十点平均粗さＳＲｚ１５ｎｍ、２５℃〜３００℃における熱収縮率が０．５％の連続アラミドフィルム（アラミドフィルムＡ：旭化成社製  アラミカ）を適用した。
非磁性支持体１をスパッタ装置を用いて１０ｍ／ｍｉｎの送り速度で搬送させ、温度制御されたキャンロールの周面に走行させ、１５０℃で酸素分圧０．１Ｐａ、全圧０．４Ｐａでアルゴンと酸素からなる雰囲気中で、反応スパッタ法により、Ｎｉ金属ターゲットをスパッタリングすることによりＮｉＯ膜を膜厚５０ｎｍに形成した。
次に、１５０℃で酸素分圧０．０７Ｐａ、全圧０．５Ｐａで、アルゴンと酸素からなる雰囲気中で、Ｆｅ＋４ｗｔ％Ｃｏ金属合金ターゲットをスパッタリングして、Ｃｏ含有マグネタイト膜を膜厚３０ｎｍに形成した。
次に、大気中で３００℃の加熱条件下、上記Ｃｏ含有マグネタイト膜を、５ｍ／ｍｉｎの送り速度で搬送させ熱処理を施しＣｏ含有マグヘマイト膜よりなる磁性層２を形成した。
次に、磁性層２上にカーボン保護層、パーフルオロポリエーテル潤滑剤層を順次形成し、最後に８ｍｍ幅にスリットしてサンプル磁気テープを得た。
磁性層２の中心面平均粗さＳＲａは１．０ｎｍであり、磁性層の保磁力Ｈｃは２５００Ｏｅ（１９７．５ｋＡ／ｍ）であった。
【００２８】
〔実施例２〕
非磁性支持体１として、２５℃〜３００℃における熱収縮率が１．０％のアラミドフィルムＡを適用した。その他の条件は実施例１と同様として磁気テープを作製した。
【００２９】
〔実施例３〕
非磁性支持体１として、膜厚３μｍのアラミドフィルムＡを適用した。その他の条件は実施例１と同様として磁気テープを作製した。
【００３０】
〔実施例４〕
非磁性支持体１の磁性層形成面の十点平均粗さＳＲｚを３０ｎｍとした。その他の条件は実施例１と同様として磁気テープを作製した。
【００３１】
〔実施例５〕
磁性層２の膜厚を１０ｎｍとした。その他の条件は実施例１と同様として磁気テープを作製した。
【００３２】
〔実施例６〕
磁性層２の膜厚を５０ｎｍとした。その他の条件は実施例１と同様として磁気テープを作製した。
【００３３】
〔実施例７〕
磁性層２の保磁力Ｈｃを２０００Ｏｅ（１５８ｋＡ／ｍ）とした。その他の条件は実施例１と同様として磁気テープを作製した。
【００３４】
〔実施例８〕
磁性層２の保磁力Ｈｃを４０００Ｏｅ（３１６ｋＡ／ｍ）とした。その他の条件は実施例１と同様として磁気テープを作製した。
【００３５】
〔実施例９〕
磁性層２成膜時のガス圧を０．６Ｐａに制御し、中心面平均粗さＳＲａを３．０ｎｍとした。その他の条件は実施例１と同様として磁気テープを作製した。
【００３６】
〔実施例１０〕
Ｃｏ含有マグネタイト膜を、酸素過剰雰囲気下でスパッタ処理することにより、Ｃｏ含有マグヘマイト膜よりなる磁性層２を形成した。その他の条件は実施例１と同様として磁気テープを作製した。
【００３７】
〔実施例１１〕
非磁性支持体１として、膜厚１０μｍのアラミドフィルムＡを適用した。その他の条件は実施例１と同様として磁気テープを作製した。
【００３８】
〔実施例１２〕
非磁性支持体１の磁性層形成面の十点平均粗さＳＲｚを５ｎｍとした。その他の条件は実施例１と同様として磁気テープを作製した。
【００３９】
〔実施例１３〕
磁性層２成膜時のガス圧を制御し、表面粗度ＳＲａを０．１ｎｍとした。その他の条件は実施例１と同様として磁気テープを作製した。
【００４０】
〔比較例１〕
非磁性支持体１としてアラミドフィルムＢ（東レ社製  ミクトロン）を適用した。その他の条件は実施例１と同様として磁気テープを作製した。
【００４１】
〔比較例２〕
非磁性支持体１として、膜厚２μｍのアラミドフィルムＡを適用した。その他の条件は実施例１と同様として磁気テープを作製した。
【００４２】
〔比較例３〕
非磁性支持体１の磁性層形成面の十点平均粗さＳＲｚを４ｎｍとした。その他の条件は実施例１と同様として磁気テープを作製した。
【００４３】
〔比較例４〕
磁性層２の膜厚を８ｎｍとした。その他の条件は実施例１と同様として磁気テープを作製した。
【００４４】
〔比較例５〕
磁性層成膜時におけるＦｅＣｏターゲットのＣｏ含有量を増加させ、保磁力Ｈｃが５０００Ｏｅ（３９５ｋＡ／ｍ）の磁性層２を形成した。その他の条件は実施例１と同様として磁気テープを作製した。
【００４５】
〔比較例６〕
磁性層２の膜厚を６０ｎｍとした。その他の条件は実施例１と同様として磁気テープを作製した。
【００４６】
〔比較例７〕
保存安定性の比較用として、市販のＡＩＴ２用蒸着テープ、（ＳＯＮＹ製  ＳＤＸ２−５０Ｃ）を適用した。
【００４７】
〔比較例８〕
保存安定性の比較用として、市販のＤＤＳ４用塗布型テープ（ＳＯＮＹ製  ＤＧＤ１５０Ｐ）を適用した。
【００４８】
上述した〔実施例１〜１３〕および〔比較例１〜８〕の各サンプル磁気テープについて、電磁変換特性の測定および保存特性の評価を行った。
なお、保存特性の評価においては、磁性層表面に保護層および潤滑剤層を形成しないものを適用した。
【００４９】
電磁変換特性の測定においては、ＡＩＴドライブを改造したものを用い、各サンプル磁気テープに記録波長０．５μｍで情報信号を記録し、ヨーク型のＧＭＲヘッドにより再生出力、ノイズレベル（キャリア信号から１ＭＨｚ下がった周波数での値）、およびエラーレートの測定を行った。
再生出力は実施例１における値を基準とし、これに対して２．０ｄＢ以上低い値であった場合を×とし、それ以外を○とした。
ノイズレベルについても実施例１における値を基準とし、これに対して１ｄＢ以上低い場合を×とし、それ以外を○とした。
エラーレートについては、１．０×１０−４未満を○とし、１．０×１０−４以上であったものを×とした。
保存安定性の評価は、４０℃で湿度８０％の雰囲気中に、サンプル磁気テープを１週間放置した後、飽和磁化量が３％以上減少したものを×とし、減少量が３％未満であったものを○とした。
また、各サンプル磁気テープの形状について、カールによって磁気ヘッド当たりが悪化したものを×、実用上充分なヘッド当たりが確保されたものを○とした。
各サンプル磁気テープの構成、電磁変換特性の測定結果、保存安定性、およびテープ形状の各評価結果について下記表１に示す。
【００５０】
【表１】
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【００５１】
上記表１に示すように、非磁性支持体として耐熱性の高いアラミドフィルムＡを適用し、非磁性支持体の厚さを３〜１０μｍ、磁性層形成面の十点平均粗さＳＲｚを５〜３０ｎｍ、２５〜３００℃の温度範囲における熱収縮率を１％以下とし、磁性層の膜厚を１０〜５０ｎｍ、表面粗度ＳＲａを０．１〜３．０ｎｍ、保磁力Ｈｃを２０００〜４０００Ｏｅ（１５８〜３１６ｋＡ／ｍ）であるものとした実施例１〜１３においては、いずれも再生出力、ノイズレベル、およびエラーレートについて優れた測定結果が得られ、かつ従来例（比較例７、８）よりも保存安定性に優れ、高い信頼性を有する磁気テープ媒体が得られた。
【００５２】
一方、比較例１に示すように、非磁性支持体１として耐熱性の比較的低いアラミドフィルムＢを適用した場合には、フィルムの耐熱温度が２５０℃程度であるため、成膜工程において熱変形や材料の変質を来たした。
【００５３】
比較例２においては、非磁性支持体１の膜厚が２μｍと薄く、磁気ヘッドとの当たりを充分に確保できず、再生出力が低下した。
【００５４】
比較例３においては、非磁性支持体１の磁性層形成面の十点平均粗さＳＲｚが４ｎｍと小さく、摩擦により磁気テープ表面が磨耗し、走行性が悪化し、エラーレートの増加を来たした。
【００５５】
比較例４においては、磁性層２の膜厚が８ｎｍと薄く、充分な保磁力Ｈｃが得られずノイズレベルが高くなった。
【００５６】
比較例５においては、磁性層２の保磁力Ｈｃが５０００Ｏｅと高すぎ、記録信号に歪みが生じた。
【００５７】
比較例６においては、磁性層２の膜厚を６０ｎｍと厚く、再生用磁気ヘッドが飽和してしまい、信号再生が不可能となった。
【００５８】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、非磁性支持体として耐熱性の高いアラミドフィルムを選定し、この非磁性支持体の厚さを３〜１０μｍ、磁性層形成面の十点平均粗さＳＲｚを５〜３０ｎｍ、２５〜３００℃の温度範囲における熱収縮率を１％以下に特定し、さらには磁性層の膜厚を１０〜５０ｎｍ、表面粗度ＳＲａを０．１〜３．０ｎｍ、保磁力Ｈｃを２０００〜４０００Ｏｅ（１５８〜３１６ｋＡ／ｍ）であるものに特定したことにより、優れた再生出力、ノイズレベル、およびエラーレートが実現でき、かつ従来汎用されている磁気テープに比較して飛躍的に保存安定性に優れた高い信頼性を有する高密度記録型の磁気記録媒体が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気記録媒体の概略断面図を示す。
【符号の説明】
１……非磁性支持体、１ａ……磁性層形成面、２……磁性層、３……保護層、４……潤滑剤層、１０……磁気記録媒体
【図１】
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