(57)【要約】【課題】小スペースで大量のテープ状磁気媒体の、磁性層の加熱酸化処理を行い、製造効率の向上を図る。【解決手段】基体１上にＦｅ３Ｏ４を主成分とする薄膜を形成して被処理体１１を得、その後、多孔質シート１２を介在させて巻き取り、ロール状態で加熱酸化処理を施し、Ｆｅ３Ｏ４を主成分とする薄膜をγ−Ｆｅ２Ｏ３を主成分とする薄膜にする。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺状の基体上に、磁性層を有する磁気記録媒体の製造方法であって、
上記基体上にＦｅ３Ｏ４を主成分とする薄膜を形成し、被処理体を得る工程と、
上記被処理体を巻き取りロールに巻き取り、その後ロール状態で加熱酸化処理を施し、上記Ｆｅ３Ｏ４を主成分とする薄膜を、γ−Ｆｅ２Ｏ３を主成分とする薄膜にする工程とを有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２】
上記基体上にＦｅ３Ｏ４を主成分とする薄膜を形成後、上記被処理体を巻き取りロールに巻き取る際に、隣接する上記被処理体間にセパレート層を挟み込み、その後ロール状態で加熱酸化処理を施すことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項３】
上記セパレート層が、空孔率３０％以上で、厚さが０．３ｍｍ以上の多孔質シートにより形成されていることを特徴とする請求項２に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、γ−Ｆｅ２Ｏ３を主成分とする磁性薄膜を有し、優れた耐食性や硬度、および磁気特性を有する高記録密度の磁気記録媒体を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年においては、多くのデータがデジタル化され、膨大な量のデータを長期に亘って保存することが必要となっているが、それに伴ってテープあるいはハードディスク記録システムによるバックアップが非常に重要となっている。
【０００３】
従来、このようなデジタルデータのバックアップ用としては、磁性塗料を基体上に塗布することによって磁性層を形成した、いわゆる塗布型の磁気記録媒体が適用されていたが、記録密度の大容量化、高速記録再生化、および装置の小型化等の要請から、記録層をスパッタ等の気相成膜法により形成した、いわゆる磁性薄膜型の磁気記録媒体が用いられるようになってきた。
【０００４】
このような磁性薄膜型の磁気記録媒体としては、例えば基体上にＣｏ層、Ｃｒ層、Ｃｏ−Ｎｉ等の金属磁性層、カーボンからなる保護層、および潤滑剤層を順次形成した構成のものが一般的に知られている。
【０００５】
しかし、上記磁性薄膜を金属磁性層により形成する場合には、耐食性や硬度の点において充分な信頼性が確保できないという問題があるため、近年においては、酸化鉄を主成分とした薄膜磁性層を形成した磁気記録媒体が提案されている。酸化鉄が化学的に安定なため、耐蝕性に優れ、かつ充分高い硬度を有する磁気記録媒体が提供された。
【０００６】
上記のような酸化鉄を主成分とする薄膜磁性層としては、γ−Ｆｅ２Ｏ３、あるいはＣｏを含有するγ−Ｆｅ２Ｏ３等が挙げられる。これらγ−Ｆｅ２Ｏ３、あるいはＣｏを含有するγ−Ｆｅ２Ｏ３の磁性薄膜は、スパッタ法等により先ずＦｅ３Ｏ４を形成し、その後に加熱酸化処理を施すことにより形成することができる。
【０００７】
上記のように、Ｆｅ３Ｏ４を加熱酸化処理する方法としては、大気中で２５０〜４００℃の温度範囲で処理する方法、いわゆる大気中加熱処理法（例えば特許文献１参照。）が知られている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平７−３０７０２２号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記大気中加熱処理法により磁性層を形成する工程においては、ディスク形状等の磁気記録媒体の場合には、加熱用電気炉としてディスクが所定数収納できる程度のスペースがあればよく、大規模な設備は必要としないが、長尺形状の磁気テープを作製する場合においては、テープ長に応じたスペースを具備する、例えばトンネル状の炉が必要となり、設備が大型化するという不都合が生じる。
【００１０】
そこで本発明者らは鋭意研究の結果、上述したような磁気テープの製造工程上の問題点に鑑み、長尺状の基体上に形成されたＦｅ３Ｏ４を主成分とする薄膜をγ−Ｆｅ２Ｏ３に加熱酸化する工程を、高い酸化効率を維持したまま小スペースで処理可能とした方法を提供することとした。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の磁気記録媒体の製造方法は、長尺状の基体上に磁性層を有する磁気記録媒体の製造方法に関するものであり、基体を巻き出しロールから送出し、巻き取りロールに巻き取る途上において、基体上にＦｅ３Ｏ４を主成分とする薄膜を形成する工程と、その後ロール状態で加熱酸化処理を施し、Ｆｅ３Ｏ４を主成分とする薄膜を、γ−Ｆｅ２Ｏ３を主成分とする薄膜にする工程とを有するものとする。
【００１２】
本発明の磁気記録媒体の製造方法によれば、小スペースで大量のテープ状磁気媒体の、磁性層の加熱酸化処理が可能となり、耐蝕性が高く磁気特性に優れた磁気記録媒体の製造効率の向上を図ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の磁気記録媒体の製造方法の具体的な実施形態について、テープ記録システムに適用される磁気テープを例に挙げて説明するが、本発明方法は、以下に示す例に限定されるものではなく、磁性層形成時に長尺形状を有しているものであれば、その後の工程において形状加工を施してもよく、あらゆる磁気記録媒体に対して適用可能である。
【００１４】
図１に本発明方法により作製される磁気記録媒体の一例の概略断面図を示す。磁気記録媒体１０は、高分子フィルムよりなる基体１上に、γ−Ｆｅ２Ｏ３を主成分とする磁性層２、保護層３、および潤滑剤層４が順次積層形成された構成を有している。
【００１５】
基体１は、ポリアミドやポリイミドフィルム等、後述する磁性層の加熱酸化処理に対して耐熱性を有するものであれば、磁気テープ用の基体として従来公知の材料をいずれも適用できる。
【００１６】
上記基体１上には、必要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。
例えば基体１と後述する磁性層２、あるいは他の層間の結合（付着力）を強固にする接着層、応力を緩和する機能層、あるいは表面に平滑性を与える層、磁気特性を向上させるための層等を設けてもよい。
【００１７】
磁性層２は、γ−Ｆｅ２Ｏ３、あるいはＣｏを含有するγ−Ｆｅ２Ｏ３等、いわゆるγ−Ｆｅ２Ｏ３を主成分とする磁性薄膜からなるものとする。
磁性層２中にＣｏを添加すると、保磁力Ｈｃ等の磁気特性の向上が図られるが、添加量が過剰になると、時間経過に伴う安定性が低下するので、適切な量を選択して添加することが望ましい。
【００１８】
保護層３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、例えば硬度の高いカーボン（Ｃ）等を主体とする薄膜材料が好適な例として挙げられる。
保護層３を形成することにより、磁気ヘッドの接触による磨耗や損傷等、外部からのストレスに対して磁気記録媒体１０を保護することができるが、本発明方法によって作製される磁気記録媒体１０は磁性層が酸化鉄を主成分とするものであるため、充分に高い硬度を有しており、保護層３を形成しない場合においても実用上の硬度を確保することができる。
【００１９】
潤滑剤層４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。これ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。
【００２０】
基体１の磁性層形成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など既知の手法により形成することができる。
【００２１】
次に、本発明の磁気記録媒体の製造方法について説明する。
基体１として長尺形状のプラスチックフィルムを用意し、図２に示す従来公知のスパッタ装置２０を用いて、巻き出しロール２１から巻き取りロール２２に亘って図中の矢印Ａ方向に走行する基体１上に、スパッタ法によりＦｅ３Ｏ４を主成分とする薄膜（以下単にＦｅ３Ｏ４膜とする。）を形成する。
成膜用のターゲット２３としては、Ｆｅ３Ｏ４、またはα−Ｆｅ２Ｏ３、あるいはＦｅを用い、雰囲気ガスとしては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る。
【００２２】
Ｆｅ３Ｏ４膜を形成するスパッタ法としては、従来公知の各種スパッタ法、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、特にマグネトロンスパッタ法はスパッタ速度が速く好適な方法である。スパッタ装置としては、特に制限はなく汎用の装置をいずれも使用できる。
【００２３】
次に、上述のようにして形成したＦｅ３Ｏ４膜に対し、加熱酸化処理を行う。
具体的には、巻き取りロール２２に巻き取られたＦｅ３Ｏ４膜が形成された基体（以下、被処理体１１とする。）を、ロール状態のまま所定の電気炉内に収納し、大気中（あるいは酸素過剰雰囲気下）で、温度２５０〜４００℃の範囲で１〜２時間、加熱酸化処理を施し、γ−Ｆｅ２Ｏ３薄膜磁性層を形成する。
【００２４】
上述した加熱酸化処理工程においては、図３に示すように、被処理体１１は、いわゆる空気層を形成するためのセパレート層１２を介在させた状態、すなわち所定の周回数ａ周目と（ａ＋１）周目との間に、スペーシングが設けられている状態とすることが望ましい。
【００２５】
被処理体１１間に介在させるセパレート層１２としては、図４に示すように、内部に空気を包含することが可能な空孔１３を、体積比率にして３０％以上有する、膜厚０．３ｍｍ以上の多孔質シートが好適な例として挙げられる。
この多孔質シートは、加熱酸化処理工程において耐熱性を有する材料、例えば金属、セラミックス、ガラス、高分子フィルムによりなるものとする。
【００２６】
なお、図５に示すように、巻き取りロール２２に巻き取られた被処理体１１と、別途に設けられた所定の巻芯に巻回されたセパレート層（多孔質シート）１２とを、共通の巻芯３０に積層させて巻き取るようにすることによって、被処理体１１間にセパレート層１２を介在させることができる。
【００２７】
図５に示すようにしてセパレート層１２を介在させて巻き取った被処理体１１（積層体１５）を、図６に示すように加熱手段を具備する電気炉４０内に収納して加熱酸化処理を施すことにより、γ−Ｆｅ２Ｏ３薄膜磁性層が形成される。
【００２８】
上述のようにして被処理体１１間に多孔質シートよりなるセパレート層１２を介在させたことにより、巻回により積層した状態においてもＦｅ３Ｏ４膜を酸化するために必要な酸素が充分に送り込まれて酸化が促進され、効果的にγ−Ｆｅ２Ｏ３を形成することができる。
【００２９】
なお、セパレート層１２を構成する多孔質シートの空孔１３が、体積比率にして３０％未満であるとＦｅ３Ｏ４膜の酸化が充分に促進されず最終的に作製される磁気記録媒体の磁気特性が劣化する。
また、セパレート層１２の厚さが０．３ｍｍ未満であると、Ｆｅ３Ｏ４膜の酸化が充分に促進されず最終的に作製される磁気記録媒体の磁気特性が劣化するため、０．３ｍｍ以上であることが必要であるが、一定の膜厚を超えると酸化効果が変化しなくなり、また、被処理体１１と積層させて巻回したときのスペースを考慮すると膜厚は５．０ｍｍ以下とすることが望ましい。
上述したことから、セパレート層１２は空孔率３０％以上で、厚さが０．３ｍｍ以上の多孔質シートにより形成することが望ましい。
【００３０】
上述のようにして磁性層２の形成後、保護層３、潤滑剤層４、およびバックコート層を形成することにより、目的とする磁気記録媒体１０が得られる。
【００３１】
【実施例】
以下、本発明の磁気記録媒体の製造方法について、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。
【００３２】
〔実施例１〕
基体１としてポリイミドフィルムを用意し、この基体１上にマグネトロンスパッタ法により膜厚５０ｎｍのＣｏを含有するＦｅ３Ｏ４からなる薄膜を形成した。次に、図４の多孔質シート１２を介在させて図３に示すようにロール状に巻き取った。そしてロール状態のまま図６に示すようにボックス型の電気炉４０を用いて、３００℃、１時間の加熱酸化処理を施して、Ｃｏ含有γ−Ｆｅ２Ｏ３からなる磁性層２を形成し、その後保護層３、潤滑剤層４を形成して目的とする磁気記録媒体を得た。
多孔質シート１２としては、空孔率３０％、厚さ０．３ｍｍのインコネル６００材（三菱マテリアル社製、発泡金属ＭＡ６００）を使用した。
加熱酸化処理前および加熱酸化処理後のそれぞれにおいて得られた磁気記録媒体を評価用サンプルとした。
【００３３】
〔実施例２〕
多孔質シート１２として空孔率が６０％のものを使用した。
その他の条件は、上記実施例１と同様にして磁気記録媒体を作製した。
加熱酸化処理前および加熱酸化処理後のそれぞれにおいて得られた磁気記録媒体を評価用サンプルとした。
【００３４】
〔実施例３〕
多孔質シート１２として空孔率が９０％のものを使用した。
その他の条件は、上記実施例１と同様にして磁気記録媒体を作製した。
加熱酸化処理前および加熱酸化処理後のそれぞれにおいて得られた磁気記録媒体を評価用サンプルとした。
【００３５】
〔実施例４〕
多孔質シート１２の膜厚を１ｍｍとした。
その他の条件は、上記実施例１と同様にして磁気記録媒体を作製した。
加熱酸化処理前および加熱酸化処理後のそれぞれにおいえ得られた磁気記録媒体を評価用サンプルとした。
【００３６】
〔実施例５〕
多孔質シート１２の膜厚を３ｍｍとした。
その他の条件は、上記実施例１と同様にして磁気記録媒体を作製した。
加熱酸化処理前および加熱酸化処理後のそれぞれにおいて得られた磁気記録媒体を評価用サンプルとした。
【００３７】
〔実施例６〕
多孔質シート１２の膜厚を５ｍｍとした。
その他の条件は、上記実施例１と同様にして磁気記録媒体を作製した。
加熱酸化処理前および加熱酸化処理後のそれぞれにおいて得られた磁気記録媒体を評価用サンプルとした。
【００３８】
〔実施例７〕
多孔質シート１２の膜厚を７ｍｍとした。
その他の条件は、上記実施例１と同様にして磁気記録媒体を作製した。
加熱酸化処理前および加熱酸化処理後のそれぞれにおいて得られた磁気記録媒体を評価用サンプルとした。
【００３９】
〔実施例８〕
多孔質シート１２として、空孔率３０％、厚さ０．３ｍｍのポリイミドを用いた。
その他の条件は、上記実施例１と同様にして磁気記録媒体を作製した。
加熱酸化処理前および加熱酸化処理後のそれぞれにおいて得られた磁気記録媒体を評価用サンプルとした。
【００４０】
〔実施例９〕
多孔質シート１２として、空孔率３０％、厚さ０．３ｍｍのジルコニアを用いた。
その他の条件は、上記実施例１と同様にして磁気記録媒体を作製した。
加熱酸化処理前および加熱酸化処理後のそれぞれにおいて得られた磁気記録媒体を評価用サンプルとした。
【００４１】
〔比較例１〕
多孔質シート１２として、空孔率２５％、厚さ０．３ｍｍのインコネル６００材を用いた。
その他の条件は、上記実施例１と同様にして磁気記録媒体を作製した。
加熱酸化処理前および加熱酸化処理後のそれぞれにおいて得られた磁気記録媒体を評価用サンプルとした。
【００４２】
〔比較例２〕
多孔質シート１２として、空孔率３０％、厚さ０．２ｍｍのインコネル６００材を用いた。
その他の条件は、上記実施例１と同様にして磁気記録媒体を作製した。
加熱酸化処理前および加熱酸化処理後のそれぞれにおいて得られた磁気記録媒体を評価用サンプルとした。
【００４３】
〔比較例３〕
基体１上に膜厚５０ｎｍのＣｏを含有するＦｅ３Ｏ４からなる薄膜を形成し、その後、図７に示すように多孔質シート１２を介在させることなくロール状に巻き取った。
その後、図６に示すようにボックス型の電気炉４０を用いて、３００℃、１時間の加熱酸化処理を施した。
その他の条件は、上記実施例１と同様にして磁気記録媒体を作製した。
加熱酸化処理前および加熱酸化処理後のそれぞれにおいて得られた磁気記録媒体を評価用サンプルとした。
【００４４】
上述のようにして作製された〔実施例１〜９〕および〔比較例１〜３〕の、加熱酸化処理前および加熱酸化処理後のそれぞれの評価用サンプル媒体の保磁力Ｈｃを、ＶＳＭ（振動試料型磁力計）で測定した。
測定結果および各サンプルにおいて用いた多孔質シート１２の仕様を併せて下記表１に示す。
【００４５】
【表１】
2004164789.tif 000003
【００４６】
上記表１に示すように、空孔率３０％以上で、厚さが０．３ｍｍ以上の多孔質シートを介在させて加熱酸化処理を行った〔実施例１〜９〕のサンプルは、いずれも保磁力Ｈｃが３０００Ｏｅ（２３７０００Ａ／ｍ）以上の高い値が得られ、充分にＦｅ３Ｏ４がγ−Ｆｅ２Ｏ３に酸化されていることが確認された。
【００４７】
一方、〔比較例１〜３〕においては、いずれも加熱酸化化処理後の保磁力Ｈｃが１０００Ｏｅ（７９０００Ａ／ｍ）以下であり、充分な酸化効果が認められなかった。
【００４８】
〔実施例１０〕
基体１としてポリイミドフィルムを用意し、この基体１上にマグネトロンスパッタ法により膜厚５０ｎｍのＦｅ３Ｏ４（Ｃｏを含有しない）からなる薄膜を形成した。
次に、図４の多孔質シート１２を介在させて図３に示すようにロール状に巻き取った。そしてロール状態のまま図６に示すようにボックス型の電気炉４０を用いて、３００℃、１時間の加熱酸化処理を施して、γ−Ｆｅ２Ｏ３からなる磁性層２を形成し、その後保護層３、潤滑剤層４を形成して目的とする磁気記録媒体を得た。
多孔質シート１２としては、空孔率３０％、厚さ０．３ｍｍのインコネル６００材（三菱マテリアル社製、発泡金属ＭＡ６００）を使用した。
加熱酸化処理前および加熱酸化処理後のそれぞれにおいて得られた磁気記録媒体を評価用サンプルとした。
【００４９】
〔実施例１１〕
多孔質シート１２として空孔率が９０％のものを使用した。
その他の条件は、上記実施例１０と同様にして磁気記録媒体を作製した。
加熱酸化処理前および加熱酸化処理後のそれぞれにおいて得られた磁気記録媒体を評価用サンプルとした。
【００５０】
〔実施例１２〕
多孔質シート１２の膜厚を５ｍｍとした。
その他の条件は、上記実施例１０と同様にして磁気記録媒体を作製した。
加熱酸化処理前および加熱酸化処理後のそれぞれにおいて得られた磁気記録媒体を評価用サンプルとした。
【００５１】
〔比較例４〕
多孔質シート１２として空孔率が２５％のものを使用した。
その他の条件は、上記実施例１０と同様にして磁気記録媒体を作製した。
加熱酸化処理前および加熱酸化処理後のそれぞれにおいて得られた磁気記録媒体を評価用サンプルとした。
【００５２】
〔比較例５〕
多孔質シート１２の膜厚を０．２ｍｍとした。
その他の条件は、上記実施例１０と同様にして磁気記録媒体を作製した。
加熱酸化処理前および加熱酸化処理後のそれぞれにおいて得られた磁気記録媒体を評価用サンプルとした。
【００５３】
上記〔実施例１０〜１２〕および〔比較例４、５〕における、加熱酸化処理前および加熱酸化処理後の、それぞれの評価用サンプル媒体の、保磁力ＨｃをＶＳＭ（振動試料型磁力計）で測定した。
測定結果および各サンプルにおいて用いた多孔質シート１２の仕様を併せて下記表２に示す。
【００５４】
【表２】
2004164789.tif 000004
【００５５】
上記表２に示すように、空孔率３０％以上で、厚さが０．３ｍｍ以上の多孔質シートを介在させて加熱酸化処理を行った〔実施例１０〜１２〕のサンプルは、いずれも保磁力Ｈｃが１４００Ｏｅ（１１０６００Ａ／ｍ）以上の高い値が得られ、充分にＦｅ３Ｏ４がγ−Ｆｅ２Ｏ３に酸化されていることが確認された。
【００５６】
一方、〔比較例４、５〕においては、いずれも加熱酸化化処理後の保磁力Ｈｃが５００Ｏｅ（３９５００Ａ／ｍ）以下であり、充分な酸化効果が認められなかった。
【００５７】
【発明の効果】
本発明の磁気記録媒体の製造方法によれば、長尺状の基体上に形成されたＦｅ３Ｏ４を主成分とする薄膜を形成し、その後γ−Ｆｅ２Ｏ３に加熱酸化する工程において、ロール状に巻き取った状態で行うこととしたことにより、小スペースで大量のテープ状磁気記録媒体の加熱酸化処理を効率良く行うことができた。
【００５８】
また、本発明の磁気記録媒体の製造方法によれば、磁性層の加熱酸化処理において、隣接する被処理体と被処理体との間に空気を包含するセパレート層を挟み込み、ロール状に巻き取った状態で行うこととしたことにより、小スペースで大量のテープ状磁気記録媒体の加熱酸化処理を効率良く行うことができ、かつ耐蝕性が高く、磁気特性に優れた磁気記録媒体の製造効率の向上を図ることができた。
【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】磁気記録媒体の磁性層成膜工程図を示す。
【図３】本発明方法における磁気記録媒体の製造工程図を示す。
【図４】セパレート層を形成する多孔質シートの概略断面図を示す。
【図５】本発明方法における磁気記録媒体の製造工程図を示す。
【図６】本発明方法における磁気記録媒体の製造工程図を示す。
【図７】比較例における磁気記録媒体の製造工程図を示す。
【符号の説明】
１……基体、２……磁性層、３……保護層、４……潤滑剤層、１０……磁気記録媒体、１１……被処理体、１２……セパレート層（多孔質シート）、１３……空孔、１５……積層体、２０……スパッタ装置、２１……巻き出しロール、２２……巻き取りロール、２３……スパッタ装置、３０……巻芯、４０……電気炉
【図１】
2004164789.tif 000005
【図２】
2004164789.tif 000006
【図３】
2004164789.tif 000007
【図４】
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【図５】
2004164789.tif 000009
【図６】
2004164789.tif 000010
【図７】
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