(57)【要約】【課題】アーカイブ性、記録の安定性、および低ノイズ化を図った磁気テープを作製する。【解決手段】ポリアミド、ポリイミド、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いずれかよりなる基体１上に磁性層２が直接形成された構成を有し、磁性層２をコバルトの含有量が１〜１０ｗ％のコバルト含有マグヘマイト薄膜よりなるものとした磁気テープを作製する。【選択図】      図１
2004158131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリアミド、ポリイミド、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いずれかよりなる長尺状の基体上に、磁性層が形成された磁気記録媒体であって、
上記基体上に直接磁性層が形成され、当該磁性層は、コバルトの含有量が１〜１０ｗｔ％のコバルト含有マグヘマイト薄膜よりなるものであることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
上記コバルト含有マグヘマイト薄膜の残留磁化量Ｍｒと、膜厚ｔとの積Ｍｒ・ｔが、０．２〜１ｍｅｍｕ／ｃｍ２であり、
かつ保磁力が２０００〜４０００Ｏｅ（１５８０００〜３１６０００Ａ／ｍ）であり、
磁性層形成面側の表面の中心面平均粗さＳＲａが、０．５〜２．０ｎｍであ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】
本発明は高密度磁気記録媒体に関するものであり、特に、巨大磁気抵抗効果型磁気ヘッド（ＧＭＲヘッド）を用いたシステムにおいて、高密度記録が実現され、かつ保存安定性についても優れた磁気記録媒体を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、磁気記録媒体においては、大容量のデータを取り扱うために、高密度記録化への要求が益々高まってきている。特に最近では、さらなる高密度記録化を達成するために、記録信号の再生を行う際に用いる磁気ヘッドについて、従来の誘導型ヘッドに代わり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、その用途はハードディスクだけではなく、いわゆる磁気テープに対しても適用されるようになってきている。
【０００３】
このような高密度の記録媒体としては、いわゆるスパッタリング法や真空蒸着法によって磁性層を形成した金属薄膜型の磁気記録媒体が適用されており、上述したような高密度記録化の要請に従い、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、対向スパッタリング法によって、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。対向ターゲット式スパッタ法については、例えば特許文献３〜９参照。）。
このようなコバルト含有マグヘマイト薄膜は、金属薄膜型の磁性層に比べ、保存安定性に優れ、かつ膜の硬度が高く耐久性に優れているという利点を有している。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−３２８６５１号公報
【特許文献２】
特開平１１−３２８６５２号公報
【特許文献３】
特開平３−５６６６７号公報
【特許文献４】
特開平３−６９０１０号公報
【特許文献５】
特開平２−４９６４号公報
【特許文献６】
特開２００２−１７３７７１号公報
【特許文献７】
特開平２００２−１７３７６７号公報
【特許文献８】
特開平１０−３３０９３６号公報
【特許文献９】
特開平１０−４６３３０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一方、磁気テープについては、例えば次世代の高密度記録媒体として有力な金属薄膜型の磁気テープが、耐蝕性について塗布型の磁気テープよりも劣るという問題があることから、データを長期に亘って保存する（アーカイブ）用途としては未だ解決課題を残している。
【０００７】
また、ＭＲヘッドやＧＭＲヘッドで信号の再生を行う場合、磁気ヘッドの飽和を回避するために、磁性層をより一層薄く形成しなければならないが、磁性層の薄膜化を進めると、保磁力が低下しコバルト主体の蒸着型の磁気テープにおいては安定した信号記録が困難になるという問題がある。
【０００８】
また、磁気ヘッドが高感度になるに従い、ノイズをさらに低減させることが必要になるが、磁性層を構成する磁性粒子の微細化には製造工程上の制限があり、未だノイズに関しても課題を残している。
【０００９】
上述したようなことから、コバルトを主体とする磁性層を有する磁気テープについて課題となっていたアーカイブ性や記録信号の安定性、低ノイズ化等の課題の解決を図るために、コバルト含有マグヘマイト薄膜よりなる磁性層をテープ媒体に応用することが考案された。
【００１０】
しかしながら、ハードディスク用の磁性層の設計をそのまま磁気テープに適用することはできない。
従来提案されているコバルト含有マグヘマイト薄膜をそのまま磁気テープの磁性層として適用すると、成膜プロセスで基体の温度を高温にしなければならず基体の温度変形を招来したり、スパッタ工程の反跳粒子によって生じる薄膜の応力によりカッピングが大きくなったりする等の問題が生じるためである。
【００１１】
また、磁気ヘッドが磁性層形成面に接することなく、浮上している状態で信号の記録再生動作がなされるハードディスクと異なり、磁気テープにおいては、媒体と磁気ヘッドとが高速で接触するため、両者の磨耗を回避する必要もあり、磁気テープの表面に、スペーシングにより出力が低下しない程度の粗度を設けて摩擦を低減化させることが必要である。
【００１２】
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、特にポリアミド、ポリイミド、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いずれかよりなる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、従来問題となっていたアーカイブ性や記録信号の安定性、低ノイズ化等の課題の解決を図り、同時にカッピング特性や走行安定性の観点からも解決を図ることを目的とした。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の磁気記録媒体は、ポリアミド、ポリイミド、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いずれかよりなる長尺状のプラスチックフィルムの基体上に直接磁性層が形成された構成を有するものとし、磁性層は、コバルトの含有量が１〜１０ｗ％のコバルト含有マグヘマイト薄膜よりなるものとする。
【００１４】
本発明によれば、アーカイブ性を飛躍的に向上させることができ、記録信号の安定性、低ノイズ化等の課題の解決が図られ、かつカッピングの発生を低減化でき、保存安定性に優れ、良好な走行安定性を有する高密度記録の磁気テープ媒体が得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の磁気記録媒体の具体的な実施形態について説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。
本発明の磁気記録媒体１０の一例の概略断面図を図１に示す。
磁気記録媒体１０は、長尺形状で非磁性の基体１上に、下地層を介することなく直接磁性層２が形成された構成を有している。
【００１６】
基体１は、ポリアミド、ポリイミド、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）のいずれかのプラスチックフィルムよりなるものとする。
【００１７】
磁性層２は、コバルト含有マグヘマイト薄膜の面内配向膜であり、面内方向の保磁力Ｈｃは、低ノイズでかつ高分解能であることを実現するために、２０００Ｏｅ（１５８０００Ａ／ｍ）以上を保つ必要がある。但し４０００Ｏｅ（３１６０００Ａ／ｍ）を越えると、充分に信号を記録することが出来なくなり、再生出力が低下するため、保磁力Ｈｃは２０００〜４０００Ｏｅ（１５８０００〜３１６０００Ａ／ｍ）とすることが好適である。
【００１８】
また、本発明の磁気記録媒体１０においては、基体１としてポリアミド、ポリイミド、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）のいずれかよりなるプラスチックフィルムを適用することとしたので、配向を制御するための下地層（例えばＮｉＯ膜）を設けることなく、配向を面内方向にすることができる。
【００１９】
磁性層２のコバルト含有マグヘマイト薄膜の残留磁化量Ｍｒと、膜厚ｔとの積Ｍｒ・ｔは０．２〜１ｍｅｍｕ／ｃｍ２であるものとする。
Ｍｒ・ｔが０．２ｍｅｍｕ／ｃｍ２未満であると、充分な再生出力が得られなくなり、１ｍｅｍｕ／ｃｍ２を越えると再生用のＧＭＲヘッドが飽和してしまい、再生出力に歪が生じるためである。
【００２０】
残留磁化量Ｍｒと磁性層膜厚ｔとの積Ｍｒ・ｔが、０．２〜１ｍｅｍｕ／ｃｍ２の範囲であれば、残留磁化量Ｍｒおよび磁性層膜厚ｔは任意に設定することができるが、残留磁化量Ｍｒは２００〜４００ｅｍｕ／ｃｃとすることが好ましい。
【００２１】
また、磁性層２の膜厚ｔは、最終的に得られる磁気テープのカッピングを低減化させるためには薄層とすることが望ましいが、１０ｎｍよりも薄く形成すると充分な保磁力Ｈｃが得られなくなるという問題がある。一方、膜厚ｔが厚いと保磁力Ｈｃは高くなる傾向にあるが、ＧＭＲヘッドのような高感度の磁気ヘッドを用いる場合には、５０ｎｍ以上の膜厚に形成すると、磁性層２を構成する磁性粒子径が大きくなるためノイズが高くなる。従って磁性層２の膜厚ｔは１０〜５０ｎｍの範囲とすることが好適である。
【００２２】
磁性層２はスパッタリング法によって形成することができる。
具体的には、連続搬送する基体（プラスチックフィルム）上に、コバルト含有鉄合金のターゲットを用いて、酸素を導入しながら反応スパッタを行うことにより、基体１上にコバルト含有マグネタイト膜を形成し、次に、このコバルト含有マグネタイト膜を酸化処理することによってコバルト含有マグヘマイト膜を形成する。
ターゲットに使用する鉄コバルト合金中のコバルト含有量は１〜１０ｗｔ％であるものとし、最終的に成膜する磁性層２を、コバルト含有量が１〜１０ｗｔ％のコバルト含有マグヘマイト薄膜とする。ターゲット合金中のコバルトの含有量が増加すると磁気テープの保磁力Ｈｃを高くすることができ、実用上充分な保磁力Ｈｃを得るためには磁性層２中のコバルト含有量が１ｗｔ％以上であることが必要であるが、１０ｗｔ％を越えると磁気テープの経時安定性が低下する。
【００２３】
スパッタ法は特に限定されるものではなく、ＲＦマグネトロンスパッタ法や、ＥＣＲスパッタ法、対向ターゲット式スパッタ法等、いずれの方法も適用することができる。これらのスパッタ法においては、それぞれ酸素流量とガス圧、投入電力を任意に制御しながらコバルト含有マグネタイト膜を形成する。
【００２４】
上記スパッタ法による磁性層成膜工程においては、基体１の温度を室温程度（２０〜５０℃）とする。従来におけるハードディスク作製工程におけるコバルト含有マグヘマイト膜形成工程においては、面内配向膜を成膜するために、基体１を２００℃程度に加熱することが必要とされていたが、基体１にプラスチックフィルムを使用する磁気テープの場合には、基体１の温度が磁性層の配向性に与える影響がほとんどないため加熱する必要がない。
また、加熱によるプラスチックフィルムの変形を回避し、テープのカッピングの発生を低減化させるためにも、基体１の温度は室温程度にすることが好適である。
【００２５】
コバルト含有マグネタイト膜を酸化してコバルト含有マグヘマイト膜にする手法としては、大気中で高温に保持したキャンに接触させ長時間搬送する方法（大気中アニール処理）が一般的に行われているが、この場合、基体１の温度を２００〜３００℃程度に保持して長時間加熱する必要があるため、基体１は耐熱性を有するポリイミドあるいはポリアミドを適用する。
【００２６】
コバルト含有マグネタイト膜を酸化してコバルト含有マグヘマイト膜にする他の他の手法としては、１５０℃以下の低温でも処理が可能なプラズマ酸化処理や酸素含有ガス雰囲気下で紫外線照射するＵＶ−オゾン処理等が挙げられ、この場合には、インラインで比較的短時間の処理が可能であり、基体１にもＰＥＴフィルムやＰＥＮフィルム等を適用することが可能になる。
【００２７】
磁性層２を構成するコバルト含有マグヘマイト膜自体は硬度が高く、金属薄膜型の蒸着テープのように磁性層上に保護膜を設ける必要はないが、磁気記録媒体の耐久性や耐候性をより一層高める目的で、硬質炭素に代表されるような保護膜を設けてもよい。
このような保護膜としては、スパッタリング法やＣＶＤ法等により、膜厚をスペーシングやテープ特性に影響を与えない５〜１０ｎｍ程度に形成することが望ましい。
【００２８】
さらに、磁性層形成面側の最表面には、所定の潤滑剤を塗布することにより、磁気記録媒体の走行性を高めるようにしてもよい。
ブラスチックフィルム基体の磁性層を形成する面とは反対の面にはバックコート層を設けても良い。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等、従来公知の方法により形成することができる。
【００２９】
また、磁性層２の中心面平均粗さ（ＳＲａ）は、０．５〜２．０ｎｍであるものとする。
ＳＲａが０．５ｎｍ未満として表面を平滑化すると、磁気記録媒体１０と磁気ヘッドとの摩擦による削れの発生によってエラーレートの増加の原因となり、また磁気ヘッドの磨耗が増加するという問題がある。一方において中心面平均粗さ（ＳＲａ）が２．０ｎｍを越えて磁性層２表面を粗くすると、磁気記録媒体１０と磁気ヘッドとの間のスペーシングが増加し充分な記録再生特性が得られずエラーレートが増加するという問題があるためである。
【００３０】
【実施例】
以下、本発明の磁気記録媒体の具体的な実施例について実験結果に基づいて説明する。
〔実施例１〕
基体１として膜厚７．５μｍのポリイミドフィルムを用意した。
ＦＴＳコーポレーション社製の対向ターゲット式スパッタ装置を用い、反応スパッタ法により、基体１とターゲットとの距離を１５０ｍｍに設定して、１０ｍ／ｍｉｎの送り速度で搬送させた基体１上に、室温（３０℃）で全圧０．３０Ｐａ、アルゴン２０ｓｃｃｍ、酸素３０ｓｃｃｍの流量中で、Ｆｅ＋４ｗｔ％Ｃｏ金属合金ターゲットをスパッタリングして、Ｃｏを含有するマグネタイト膜を膜厚１５ｎｍに形成した。
さらに連続してプラズマ酸化処理を行い、Ｃｏ含有マグヘマイト膜として磁性層２を形成した。
【００３１】
上述のようにして成膜した磁性層２上に、パーフルオロポリエーテルを塗布して潤滑剤層を形成した。次に、磁性層形成面側とは反対側の面に、カーボンブラック、炭酸カルシウム、ポリエステル樹脂、ニトロセルロース樹脂を主成分とした塗料を塗布することにより、バックコート層を形成した。
その後、８ｍｍ幅にスリットしてサンプルとなる磁気テープを作製した。
【００３２】
〔実施例２〜９、比較例１〜６〕
コバルト含有マグネタイト薄膜のコバルト量、磁性層成膜時の酸素流量およびガス圧、成膜速度、酸化処理の方法等を制御して、その他の条件は上記実施例１と同様として磁気テープを作製した。
【００３３】
上述のようにして作製した実施例１〜９および比較例１〜６のサンプル磁気テープの表面粗さＳＲａ、磁気特性、カッピング、保存安定性、耐久性、およびＣ／Ｎの評価を行った。
（表面粗さＳＲａ）
磁気テープの表面粗さＳＲａを、デジタルインスツルメンタル社製のＮａｎｏｓｃｏｐｅ  ＩＩＩを用い、５μｍ角のエリアで測定することにより求めた。
（磁気特性）
磁気テープの保磁力、および飽和磁化等の磁気特性を、「振動試料型磁力計ＶＳＭ」を用いて測定した。このとき最大印加磁界を１５ｋＯｅ（１１８５ｋＡ／ｍ）とした。なお、保磁力は２０００Ｏｅ（１５８０００Ａ／ｍ）以上であれば許容とした。
（カッピング特性）
磁気テープの幅方向の反り、すなわちカッピングをａとし、磁気テープの幅をｗとしたとき、これらの値の比、すなわちａ／ｗの絶対値が０〜０．５の範囲にあれば許容とした。
【００３４】
上述した実施例１の磁気テープの表面ＳＲａは０．５ｎｍで、保磁力Ｈｃは２６００Ｏｅ（２０５４００Ａ／ｍ）、残留磁化量Ｍｒと磁性層膜厚ｔとの積Ｍｒ・ｔは０．４５ｍｅｍｕ／ｃｃであった。
磁気特性およびカッピングを測定した後、特性が上記規定の範囲内にあることを確認した後、ドラムテスタを用いて電磁変換特性を測定した。
【００３５】
電磁変換特性の測定は記録波長０．１μｍにて信号情報を記録した後、シールド型のスピンバルブヘッドにより再生出力、ノイズレベルの測定を行った。再生に用いたスピンバルブヘッドは再生ヘッド幅（トラック幅）が０．８μｍ、シールド間距離が０．１８μｍである。
【００３６】
磁気テープの保存安定性を評価した。
磁気テープを６５℃９０％ＲＨの環境下に８週間放置し、Ｍｓの変化量が１０％以内である場合を許容とし、許容範囲であるものを○、許容範囲を越えたものを×として評価した。
【００３７】
磁気テープの耐久性を評価した。
ドラムテスタにより再生出力を測定し、１時間後の出力の低下が２ｄＢ以内を許容とし、２ｄＢ未満のものを○、２ｄＢ以上であったものを×、評価不可能であったものを―とした。
【００３８】
磁気テープのＣ／Ｎ特性を評価した。
キャリア信号（３０ＭＨｚ）における出力とキャリア信号から１ＭＨＺ下がった周波数でのノイズレベルとの差をＣ／Ｎとし、実用上良好なものを○、実用上望ましくないものを×、測定不可能であったものを―とした。
【００３９】
下記表１に、実施例１〜９、比較例１〜６の磁気テープの作製条件、表２に上記各評価結果を示す。
【００４０】
【表１】
2004158131.tif 000003
【００４１】
【表２】
2004158131.tif 000004
【００４２】
上記表１および表２に示すように、基体１上に直接磁性層が形成された磁気テープであって、磁性層をコバルトの含有量が１〜１０ｗ％のコバルト含有マグヘマイト薄膜よりなり、残留磁化量Ｍｒと磁性層膜厚ｔの積Ｍｒ・ｔが、０．２〜１ｍｅｍｕ／ｃｍ２であり、保磁力が２０００〜４０００Ｏｅ（１５８０００〜３１６０００Ａ／ｍ）である実施例１〜９の磁気テープは、いずれも保存安定性、耐久性、電磁変換特性のいずれにおいても優れた特性を有するものであることが分かった。
【００４３】
また、本発明の磁気テープにおいては、基体１と磁性層２との間に下地層を介在することなく直接磁性層を形成した構成としたことにより、面内記録媒体とすることができ、かつ磁気テープの応力が低減化されることにより、カッピング特性が向上した。
【００４４】
また、磁気テープの表面粗さＳＲａを０．５〜２．０ｎｍとしたことにより、ヘッドとの摩耗による出力の低下を回避でき、走行耐久性に優れた磁気テープとすることができた。
【００４５】
一方、磁気テープの表面粗さがＳＲａが２．０ｎｍを越える比較例１の磁気テープにおいては、磁気ヘッドとの当たりが充分に得られず、再生出力が低下し、Ｃ／Ｎ特性が劣化した。
【００４６】
磁性層の保磁力が、２０００Ｏｅ（１５８０００Ａ／ｍ）未満である比較例２の磁気テープは、再生出力が低下し、Ｃ／Ｎ特性が劣化した。
【００４７】
比較例３の磁気テープは、カッピングが大きく、ヘッド当たりが悪化し走行耐久性が劣化した。また保磁力Ｈｃが低く信号を記録することができなかった。
【００４８】
比較例４の磁気テープは、磁性層中のＣｏ含有量が１０ｗｔ％を越えており、保磁力Ｈｃが極めて高くなったが、保存安定性が悪化し、長期的な耐久性およびＣ／Ｎ特性の点でいずれも劣化した。
【００４９】
比較例５の磁気テープは、保磁力Ｈｃが高すぎ、耐久性、およびＣ／Ｎ特性が劣化した。
【００５０】
比較例６の磁気テープは、表面粗度ＳＲａが小さく表面が平滑過ぎ、磁気テープと磁気ヘッドとの摩擦により、長時間走行すると表面が磨耗してしまうため耐久性およびＣ／Ｎ特性が劣化した。
【００５１】
次に、基体１と磁性層２との間に下地層を形成しない構成の磁気テープと下地層を形成した構成の磁気テープとについて、下地層の有無と保磁力Ｈｃおよびカッピングとの関係について検討した。
〔実施例１０〕、〔比較例７〜１１〕
基体１上に磁性層２を直接形成した磁気テープ（実施例１０）と基体１と磁性層２との間にＮｉ下地層を膜厚５０〜１２０ｎｍに成膜しその上に磁性層２を形成した磁気テープ（比較例７〜１１）のサンプルを作製し、それぞれの保磁力Ｈｃとカッピングを測定した。
下地層膜厚、保磁力Ｈｃおよびカッピングとの関係を表３および図２に示す。
なお、図２中■は保磁力Ｈｃを示し、◆はカッピングを示す。保磁力Ｈｃは２０００Ｏｅ（１５８０００Ａ／ｍ）を許容下限とし、カッピングは０．５ｍｍを許容上限とした。
【００５２】
【表３】
2004158131.tif 000005
【００５３】
表３および図２に示されているように、基体１と磁性層２との間にＮｉ下地層を形成した比較例７〜１１の磁気テープは、Ｎｉ下地層を形成しなかった実施例１０の磁気テープに比較して保磁力Ｈｃが低くなった。Ｎｉ下地層を形成する場合において、実施例１０と同程度の保磁力Ｈｃを得るためには、Ｎｉ下地層を１００ｎｍ以上の膜厚に形成することが必要となる。しかしながらＮｉ下地層を形成すると磁気テープのカッピングが大きくなり磁気ヘッドの当たりが悪化してしまう。この場合、カッピングを許容上限の０．５ｍｍ以下とするためにはＮｉ下地層の膜厚は７０ｎｍ以下にしなければならなくなる。
上述したことから明らかなように、基体１と磁性層２との間にＮｉ下地層を形成しない構成の磁気テープにおいては、保磁力とカッピングの両方の向上が図られることがわかった。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、従来、Ｃｏを主体とする磁性層を有する蒸着テープでは課題とされていたアーカイブ性を飛躍的に向上させることができ、記録信号の安定性、低ノイズ化等の課題の解決が図られ、かつカッピングの発生を低減化でき、保存安定性に優れ、良好な走行安定性を有する高密度記録の磁気テープ媒体が得られた。
【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。
【図２】下地層の膜厚と磁気テープの保磁力とカッピングとの関係を示す。
【符号の説明】
１……基体、２……磁性層、１０……磁気記録媒体
【図１】
2004158131.tif 000006
【図２】
2004158131.tif 000007