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JP2004355784A - Magnetic recording media - Google Patents

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JP2004355784A
JP2004355784A JP2003155692A JP2003155692A JP2004355784A JP 2004355784 A JP2004355784 A JP 2004355784A JP 2003155692 A JP2003155692 A JP 2003155692A JP 2003155692 A JP2003155692 A JP 2003155692A JP 2004355784 A JP2004355784 A JP 2004355784A
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magnetic
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thickness
magnetic layer
recording medium
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Application number
JP2003155692A
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Japanese (ja)
Inventor
Kimio Takahashi
公雄 高橋
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】保存による磁化劣化を防止でき、MRヘッドを用いる記録再生システムや、リニア方式システムでの使用に適した高密度磁気記録媒体を提供する。
【解決手段】非磁性支持体1の一方の面側に真空薄膜形成技術によって形成され、1層当たりの厚さが100nm以下であり、積層総厚が150nm以下である少なくとも1層の磁性層3a、3bと、少なくとも1層の磁性層の一方または両方の面に形成された、アルミニウムとチタンの少なくとも一方を含む金属または合金であり、厚さが1nm以上30nm以下である少なくとも1層のシールド層2a〜2cとを有する磁気記録媒体。
【選択図】 図1
A high-density magnetic recording medium that can prevent magnetization deterioration due to storage and is suitable for use in a recording / reproducing system using an MR head or a linear system.
At least one magnetic layer formed on one surface of a non-magnetic support by a vacuum thin film forming technique and having a thickness per layer of 100 nm or less and a total laminated thickness of 150 nm or less. And 3b and at least one shield layer formed on one or both surfaces of at least one magnetic layer and containing at least one of aluminum and titanium and having a thickness of 1 nm or more and 30 nm or less. 2a to 2c.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【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。
【0002】
【従来の技術】
従来、磁気記録媒体としては、非磁性支持体上に酸化物磁性粉末あるいは合金磁性粉末等の粉未磁性材料を塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ポリウレタン樹脂等の有機結合剤中に分散させた磁性塗料を塗布、乾燥することにより作製される塗布型の磁気記録媒体が広く使用されている。
【0003】
これに対して、高密度磁気記録への要求の高まりと共に、Co−Ni系合金、Co−Cr系合金、Co−O等の金属磁性材料を、メッキや真空薄膜形成技術(真空蒸着法やスパッタリング法、イオンプレーティング法等)によってポリエステルフィルムやポリアミド、ポリイミドフィルム等の非磁性支持体上に直接被着した、いわゆる金属磁性薄膜型の磁気記録媒体が提案され注目を集めている。
【0004】
この金属磁性薄膜型の磁気記録媒体は保磁力や角形比等に優れ、短波長での電磁変換特性に優れるばかりでなく、磁性層の厚みをきわめて薄くできるため、記録減磁や再生時の厚み損失が著しく小さい。また、磁性層中に非磁性材である結合剤を混入する必要が無いため、磁性材料の充填密度を高めることができる。金属磁性薄膜型の磁気記録媒体は、このような数々の利点を有している。
【0005】
また、この種の磁気記録媒体の電磁変換特性を向上させ、より大きな出力が得られるようにするため、磁気記録媒体の磁性層を形成するに際し、磁性層を斜方に蒸着する、いわゆる斜方蒸着が提案されている。この方法によって磁性層が形成された磁気記録媒体は、ハイバンド8mmビデオテープレコーダー、デジタルビデオテープレコーダー用の蒸着テープとして実用化されている。
【0006】
この種の斜方蒸着による磁気テープは、例えば長尺状の非磁性支持体を長手方向に走行させ、走行状態で非磁性支持体の一主面側に磁性材料を堆積させて磁性層を形成する方法によって作製される。この方法によれば、高い生産性と優れた磁気特性が確保できる。また、より良い電磁変換特性を得るために、複数の磁性層を積層することもある。
【0007】
一方、磁気テープ等の磁気記録媒体のデータストリーマーとしての需要が高まるに伴い、さらなる磁気記録媒体の高記録密度化が要求されてきている。さらに記録情報の再生を行う際に用いる磁気ヘッドとして、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いる。MRヘッドやGMRヘッドは磁性層からの微小な漏洩磁束を高感度に検出することができるので、記録密度の向上を図るために有効である。
【0008】
MRヘッドやGMRヘッドは、漏洩磁束に対する感度が飽和する検知限界があり、ヘッドの設計により許容される値よりも大きな漏洩磁束を検出することができない。したがって、磁気記録媒体の磁性層を薄くすることにより、磁性層の漏洩磁束を最適化する必要がある。
【0009】
データストリーマー用途としての磁気テープの記録再生のシステムには、ヘリカルスキャン方式と、リニア方式の2種類が実用化されている。ヘリカルスキャン方式は、回転ドラム上に配置された磁気ヘッドが、高速に回転しながら磁気テープ上をスキャンすることで記録再生を行う方式である。ヘリカルスキャン方式によれば、記録トラックを精密に記録できるだけでなく、再生時には記録トラックを正確にスキャンできるように制御することが原理的に可能である。したがって、磁気テープシステムにおいて高記録密度を達成することが可能である。こうしたヘリカルスキャン方式は、VHSなどの家庭用ビデオ録画装置や、ハイバンド8mmビデオテープレコーダー、デジタルビデオテープレコーダー用として幅広く実用化されている。
【0010】
一方、リニア方式は磁気テープの幅方向にトラックを設け、長手方向に記録を行う方式である。リニア方式によれば、高速でテープを走行させることが容易であると同時に、磁気ヘッドを並列に数多く並べることによって記録再生の転送レートを向上させることが可能である。
【0011】
カムコーダ用途などの磁気記録テープシステムでは、高記録密度が達成可能なヘリカルスキャン方式が有利である。それに対して、磁気記録テープシステムの体積に制約の少ないデータストレージ用途では、リニア方式が幅広く実用化され、市場においてもDLT(Digital Linear Tape)やLTO(Linear Tape−Open)といった商品が主流となっている。
【0012】
こうしたリニア方式のデータストレージ用途の磁気テープ媒体としては、いわゆる塗布型の磁気テープのみが用いられており、斜方蒸着による磁気テープ媒体は用いられてこなかった。これは、ヘリカルスキャン方式では、磁気テープと磁気ヘッドの相対的な動きが一定方向であるのに対し、リニア方式では双方向に動くためである。
【0013】
図7は、斜方蒸着により得られる磁気テープ媒体の模式的な断面図である。図7に示すように、非磁性支持体101上に磁性層102が形成されている。斜方蒸着による磁気テープ媒体は、記録した磁気ビットが向く磁化容易軸がテープ面内方向ではなく面内から立ち上がった構造となっている。
【0014】
そのため、記録再生に際してヘッドが斜方蒸着の柱状構造に対して正方向(図中、矢印A方向)に摺動する場合は良好な記録再生特性が発揮されるが、斜方蒸着の柱状構造に対して逆方向(図中、矢印B方向)に摺動する場合には、最適記録電流、位相特性、CN比、出力特性などの特性が正方向に摺動した場合に比べて劣り、十分な記録再生特性が得られないという欠点がある。
【0015】
そのため、記録再生を双方向に行うリニア方式においては、斜方蒸着を用いた磁気テープ媒体はほとんど用いられてこなかった。この問題を解決する方法として、図8に示すように、斜方蒸着により得られる柱状構造の成長方向が互いに異なる2層の斜方蒸着膜102a、102bを積層させ、磁性層102を形成する方法が提案されている(特許文献1参照)。特許文献1記載の磁気記録媒体によれば、記録再生特性の双方向(図中、矢印A方向およびB方向)での差が低減される。
【0016】
【特許文献1】
特開平4−353622号公報
【特許文献2】
特開平1−124115号公報
【特許文献3】
特開平4−335206号公報(特許第3093818号公報)
【特許文献4】
特開平5−20662号公報
【非特許文献1】
「磁気抵抗ヘッドとスピンバルブヘッド−基礎と応用−第二版」(林和彦訳、平成14年7月発行、丸善株式会社)
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
記録再生信号の高面密度化が進み、MRヘッドまたはGMRヘッドに対応した磁気記録媒体とするには、ヘッドの飽和を防止するため、磁気記録媒体の磁性層を薄くする必要がある。しかしながら、本発明の発明者は、磁性層を薄くした磁気記録媒体を高温多湿下で保存すると、著しく磁化量が減少することを発見した。また、本発明の発明者は、この現象が磁性層を積層した磁気記録媒体でも生じることを発見した。
【0018】
単層の磁性層を有する磁気記録媒体で磁性層の厚さが100nm以下となると、磁化量が著しく減少する。また、複数の磁性層を積層させた磁気記録媒体において、複数の磁性層の総厚(積層総厚)が磁性層単層の磁気記録媒体の磁性層の厚さと同じであれば、磁化量の減少量は磁性層単層の場合よりも大きくなる。
【0019】
したがって、磁性層が積層された磁気記録媒体では、積層総厚が150nm程度でも、高温多湿下での磁化量の減少が実用上問題となる大きさとなる。このような現象の原因を調べた結果、保存による磁化量の著しい減少は、記録再生信号の面密度を高め、磁気記録媒体をMRヘッドまたはGMRヘッドに対応させた場合に、必ず直面する問題であることが明らかとなった。
【0020】
水分や腐食性ガスによる磁性層の腐食を防止する方法として、磁性層の下地に厚さ5〜300nmのアルミニウム(Al)、クロム(Cr)、チタン(Ti)または銅(Cu)の層を形成する方法が知られている(特許文献2参照)。しかしながら、特許文献2では磁性層が例えば200nmと厚く、腐食性ガスであるSOガスに対する耐腐食性が評価されている。
【0021】
特許文献2には、磁性層の下地にAlやTi等の層を形成すると保磁力が向上することが記載されているが、後述する本発明者らの実験結果によれば、磁性層の下地に厚さ30nm以下の薄い金属層を形成すると、保磁力は低下した。しかしながら、それより厚い金属層を磁性層の下地に形成すると、保磁力の増加も観察された。すなわち、磁性層や下地層の厚さ範囲が異なると、下地層の厚さに依存した磁気特性の変化は、異なった挙動を示す。
【0022】
また、高温多湿下での保存性の劣化は磁性層の厚さが100nm以下になると顕在化し、SOガスによる腐食とは磁化劣化の機構(反応)が異なる。実際に実験すると、高温多湿下での保存特性とSOガスに対する耐腐食性のうち、一方が非常に良好で、他方が問題となる場合も多い。すなわち、SOガスに対する耐腐食性を向上させる方法は、高温多湿下での保存特性の向上に必ずしも有効ではない。
【0023】
特許文献3には、磁性層の下地層として、Coより卑である金属および金属酸化物の層を形成し、磁性層の腐食を防止することが記載されている。特許文献3記載の磁気記録媒体では、磁性層の厚さが好適には120〜300nm、実施例で200nmである。また、下地層の厚さは50〜200nmである。
【0024】
また、特許文献4には、磁性層の下地層として厚さ50〜150nm、好適には80〜120nmの金属層を形成して、磁性層の腐食を防止することが記載されている。しかしながら、磁性層の厚さを100nm以下に薄くしたとき、特許文献3および4に記載されているような厚い下地層を形成すると、下地層の表面粗さが大きくなり、媒体ノイズが増大する。したがって、十分な電磁変換特性が得られなくなる。この問題は、再生用ヘッドとしてMRヘッドよりもさらに高感度のGMRヘッドを用いた場合、より深刻となる。
【0025】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、保存による磁化劣化を防止でき、高密度磁気記録に適した磁気記録媒体、特に、MRヘッドを用いる記録再生システムや、リニア方式システムに好適な磁気記録媒体を提供することにある。
【0026】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の磁気記録媒体は、非磁性支持体と、前記非磁性支持体の一方の面側に真空薄膜形成技術によって形成され、1層当たりの厚さが100nm以下である少なくとも1層の磁性層と、少なくとも1層の前記磁性層の一方または両方の面に形成された、アルミニウムとチタンの少なくとも一方を含む金属または合金であり、厚さが1nm以上30nm以下である少なくとも1層のシールド層とを有することを特徴とする。複数の磁性層が積層されていてもよく、その場合は、複数の前記磁性層の総厚は150nm以下である。
【0027】
これにより、非磁性支持体側から磁性層に拡散する酸素に起因した磁性層の酸化および磁化劣化を防止することが可能となる。本発明の磁気記録媒体によれば、磁性層が100nm以下で薄く形成された場合も、高温多湿化下での保存特性を向上させることができる。本発明の磁気記録媒体は磁性層が薄く、MRヘッドを用いる高記録密度の記録再生システムに好適である。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の磁気記録媒体の実施の形態について、図面を参照して説明する。図1は、本実施形態に係る磁気記録媒体の一例を示す断面図である。図1に示すように、本実施形態の磁気記録媒体10は、非磁性支持体1の一主面上に、磁性層3として強磁性金属材料からなる少なくとも1層の金属磁性薄膜が形成され、その上層に保護層4が形成され、最上層に潤滑剤層5が形成された構造を有する。
【0029】
図1は、磁性層3が下層磁性薄膜3aと上層磁性薄膜3bの2層から構成される例を示すが、磁性層3は単層または3層以上の磁性薄膜であってもよい。非磁性支持体1の磁性層3が形成されている側と反対側の面には、バックコート層6が形成されている。
【0030】
本発明に係る磁気記録媒体は、磁性層3と非磁性支持体1の界面のシールド層2a、磁性層間(下層磁性薄膜3aと上層磁性薄膜3bの界面)のシールド層2b、磁性層3と保護層4の界面のシールド層2cの少なくとも一つを有することを特徴とする。これらのシールド層2a、2b、2cはAl、Tiのいずれか一つ以上を含む金属または合金である。
【0031】
次に、上記の磁気記録媒体10を構成する各層について説明する。非磁性支持体1としては、従来の磁気テープにおいて用いられている公知の材料をいずれも適用できる。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)等のポリエステル類、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン類、セルローストリアセテート等のセルロース誘導体、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド等のプラスチック類等が挙げられる。
【0032】
また、図示しないが、非磁性支持体1と磁性層3の界面に下地層を形成してもよい。下地層は、最終的に得られる磁気記録媒体1の耐久性や走行性、および磁気テープ成膜時のハンドリング性を向上させる目的で、必要に応じて設けられる。例えば、バインダー樹脂、フィラー及び界面活性剤等を含有する塗料により下地層を形成して表面に微細な凹凸を付加したり、機械的な強度を高めたりしてもよい。
【0033】
バインダー樹脂としては、例えば水性ポリエステル樹脂、水性アクリル樹脂、水性ポリウレタン樹脂等が挙げられる。フィラーとしては、耐熱性ポリマーからなる粒子、二酸化珪素、炭酸カルシウム等の粒子が挙げられる。フィラーの平均粒径は例えば5〜30nm、フィラーによって形成される表面突起の密度は例えば50万〜3000万個/mm程度とすることが好ましい。これにより最終的に得られる磁気記録媒体10の走行耐久性と電磁変換特性を良好にできる。
【0034】
上述した方法の他、リソグラフィー技術によって非磁性支持体1上に人工的に凹凸を形成したり、メッキや真空薄膜形成技術によって金属、無機化合物または有機高分子によって島状構造を形成する方法を用いて表面に微小突起を形成してもよい。
【0035】
磁性層3は、非磁性支持体1上に強磁性金属材料を直接被着することにより形成され、下層磁性薄膜3aと上層磁性薄膜3bの2層構造となっている。この金属磁性材料は、通常の蒸着テープに使用されるものから任意に選択できる。金属磁性材料として例えば、Fe、Co、Niなどの強磁性金属、Fe−Co、Co一Ni、Fe−Co−Ni、Fe−Cu、Co−Cu、Co−Au、Co−Pt、Mn−Bi、Mn−Al、Fe−Cr、Co−Cr、Ni−Cr、Fe−Co−Cr、Co−Ni−Cr、Fe−Co−Ni−Cr等の強磁性合金が挙げられる。テープをヘッドに対して双方向(図1のA方向およびB方向)に走行させるリニア方式用の磁気テープでは、双方向での記録再生特性の差を低減する上で、磁性層3を2層以上の磁性薄膜の積層構造とすることが望ましい。図1には磁性層が2層構造の場合を例示している。
【0036】
本実施形態の磁気記録媒体10には、単層の磁性薄膜から構成される厚さ100nm以下の磁性層3、または厚さ100nm以下の複数の磁性薄膜から構成される総厚さ150nm以下の磁性層3が形成される。非磁性支持体1と磁性層3の間、磁性層3を構成する複数の磁性薄膜間、磁性層3と保護層4の間の少なくとも1ヶ所に、Al、Ti、またはこれらの金属を母体とする合金からなるシールド層を形成する。これにより、磁気記録媒体の保存特性が著しく向上する。
【0037】
磁性層3が例えばCo−CoO系磁性層の場合、磁性層3の磁性を担うCoの25℃における水素標準電極電位が−0.277Vであるのに対し、Alの25℃における水素標準電極電位は−1.662V、Tiの25℃における水素標準電極電位は−1.628Vである。したがって、磁性層3に対してシールド層が選択的に酸化され、磁性層3の劣化が効果的に抑制される。
【0038】
シールド層2a〜2cは、真空薄膜形成技術により作製する。真空薄膜形成技術としては、例えば真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などの物理的蒸着法(PVD;physical vapor deposition)が挙げられる。真空蒸着法によれば、真空下でシールド層の材料となる金属材料を加熱蒸発させ、非磁性支持体および/または磁性層上に付着させる。
【0039】
イオンプレーティング法によれば、シールド層の材料となる金属材料の蒸発を放電中で行う。スパッタリング法によれば、アルゴンを主成分とする雰囲気中でグロー放電を起こし、生じたアルゴンイオンでシールド層の材料からなるターゲットの表面原子をたたき出し、非磁性支持体および/または磁性層上に堆積させる。これらのPVDによれば、シールド層の成膜性を良好にできる。
【0040】
図2は、シールド層2a〜2cの形成に適用できるマグネトロンスパッタ装置の構成を示す図である。図2に示すマグネトロンスパッタ装置20のチャンバー21内は、真空ポンプ22により減圧される。バルブ23の角度によって、チャンバー21から真空ポンプ22への排気速度が調整される。チャンバー21内にアルゴン(Ar)ガス導入管24からArガスが導入される。非磁性支持体1は供給ロール25から巻き出され、冷却キャン26の周面を走行して巻き取りロール27に順次巻き取られる。冷却キャン26は例えば−40℃に冷却され、これにより非磁性支持体1の熱による変形が防止される。
【0041】
冷却キャン26と所定の間隔をあけて、冷却キャン26と対向するように電極28が配置される。冷却キャン26と電極28の間に所定の電圧を印加すると、グロー放電によりアルゴンイオンが生じる。アルゴンイオンによりターゲット29の原子がたたき出され、非磁性支持体1上に堆積する。上述した構成のマグネトロンスパッタ装置20は、本実施形態の磁気記録媒体のシールド層2a〜2cの形成に好適に用いることができる。
【0042】
磁性層3を構成する磁性薄膜3a、3bは、シールド層2a〜2cと同様に、例えば真空蒸着法、イオンプレーティング法またはスパッタリング法などのPVDにより形成できる。磁性層3は、斜方蒸着を行う真空蒸着法によって形成することが特に好ましい。長尺状の非磁性支持体1を長手方向に走行させ、走行する非磁性支持体1の一主面側に磁性微粒子を堆積させて磁性層を形成する斜方蒸着の製法は、成膜性が良好で、生産性が高いという利点を有している。
【0043】
図3は、磁性層3の形成に適用される連続巻き取り式の真空蒸着装置の構成を示す図である。図3に示す真空蒸着装置30は、いわゆる斜方蒸着用として構成され、真空室31内に冷却キャン32と強磁性金属薄膜用の蒸着源33が対向するように配置されている。真空室31の内部は、例えば1×10−3Pa程度の真空にされる。冷却キャン32は、例えば−20℃程度に冷却され、図中矢印Aで示す方向に回転する。
【0044】
真空室31内には供給ロール34と巻き取りロール35が設けられている。非磁性支持体1は、供給ロール34から図中矢印Bで示す方向に繰り出され、冷却キャン32の周面に沿って走行した後、巻き取りロール35に巻き取られる。供給ロール34から供給される非磁性支持体1に、下地層やシールド層が形成されていてもよい。
【0045】
なお、供給ロール34と冷却キャン32との間、および冷却キャン32と巻き取りロール35との間にはそれぞれガイドローラー36、37が配置され、供給ロール34から冷却キャン32、および冷却キャン32から巻き取りロール35に従って走行する非磁性支持体1の張力が調整される。これにより、非磁性支持体1が円滑に走行する。
【0046】
蒸着源33は、坩堝等の容器にCo等の強磁性金属材料が収容されたものである。真空蒸着装置30には、蒸着源33の強磁性金属材料を加熱、蒸発させるための電子銃38が設けられている。電子銃38から電子ビーム39を蒸着源33の強磁性金属材料に加速照射すると、蒸着源33の強磁性金属材料が加熱され、図中矢印Cで示すように蒸発する。強磁性金属材料は冷却キャン32の周面に沿って走行する非磁性支持体1上に被着し、強磁性金属薄膜が形成される。
【0047】
蒸着源33と冷却キャン32との間に第1のシャッタ40と第2のシャッタ41が設けられている。第1のシャッタ40は走行する非磁性支持体1の前段側に位置し、第2のシャッタ41は走行する非磁性支持体1の後段側に位置する。第1のシャッタ40および第2のシャッタ41は冷却キャン32の周面に沿って走行する非磁性支持体1のうちの所定領域のみを外方に露出させている。
【0048】
強磁性金属薄膜の蒸着に際しては、図示しない酸素ガス導入口を介して非磁性支持体1の表面近傍に所定量の酸素ガスを供給し、これによって強磁性金属薄膜の磁性特性、耐久性および耐候性の向上を図ることが好ましい。また、蒸着源33の加熱には、上述のような電子ビームによる加熱手段の他、例えば抵抗加熱手段、高周波加熱手段、レーザ加熱手段等の公知の手段を使用できる。
【0049】
真空蒸着装置30において、蒸着源33から強磁性金属材料を蒸発させるとともに冷却キャン32の周面に非磁性支持体1を走行させる。蒸発した強磁性金属材料は、第1のシャッタ40および第2のシャッタ41の間から非磁性支持体1が外方に露出した部分のみに堆積する。
【0050】
真空蒸着装置30は、第1のシャッタ40側から第2のシャッタ41側に向かって非磁性支持体1を走行させるため、蒸発した強磁性金属材料は、まず第1のシャッタ40側の非磁性支持体1上に堆積する。そして、第1のシャッタ40側から第2のシャッタ41側に向かって非磁性支持体1が走行するに連れて、蒸発した強磁性金属材料が順次堆積する。したがって、上述した成膜方法によって磁性微粒子の入射角度を制限して形成した磁性層は、斜方柱状構造をとる特徴がある。
【0051】
高感度MRヘッドを用いたリニア方式の磁気記録テープシステムに適した斜方蒸着テープの磁性層3では、下層磁性薄膜3aの斜方柱状構造の傾きと上層磁性薄膜3bの斜方柱状構造の傾きが逆向きとなっている。上述した磁性層3の構造を得るには、ロール状の非磁性支持体1を一方向に進行させながら斜方蒸着を行うことにより、下層磁性薄膜3aを成膜した後、ロール状に巻き取る。巻き取られたロールを供給ロール34に代え、図3に示すようにして再び斜方蒸着を行う。これにより、2層の磁性薄膜の斜方柱状構造の傾きが互いに異なる構造の磁性層3が得られる。
【0052】
また、ヘリカルスキャン方式に適した斜方蒸着テープの磁性層3では、下層磁性薄膜3aの斜方柱状構造の傾きと上層磁性薄膜3bの斜方柱状構造の傾きが同じとなっている。上述した磁性層3の構造を得るには、ロール状の非磁性支持体1を一方向に進行させながら斜方蒸着を行うことにより、下層磁性薄膜3aを成膜した後、ロール状に巻き取る。巻き取られたロールを、新たに別のロールに巻き直し、供給ロール34に代え、図3に示すようにして再び斜方蒸着を行う。これにより、2層の磁性薄膜の斜方柱状構造の傾きが同じである構造の磁性層3が得られる。
【0053】
図1に示すように、磁性層3上には保護層4を形成することが望ましい。保護層4は、良好な走行耐久性および耐食性を確保するために設けられ、例えばダイヤモンドライクカーボンからなる。なお、保護層4の材料は、通常の金属磁性薄膜用保護膜として一般に使用されるものから任意に選択でき、例えばカーボン、CrO、Al、BN、Co酸化物、MgO、SiO、Si、SiN、SiC、SiN−SiO、ZrO、TiO、TiC等が挙げられる。保護層4は、これらの単層膜でも多層膜でもよい。
【0054】
保護層4は、例えばプラズマCVD(chemical vapor deposition)連続膜形成装置を用いて、CVD法によって形成することができる。CVD方式としては、メッシュ電極DCプラズマ方式、電子ビーム励起プラズマソース方式、冷陰極イオンソース方式、イオン化蒸着方式、触媒CVD方式等の従来公知の方式をいずれも使用することができる。CVD方式に使用する炭素化合物としては、炭化水素系、ケトン系、アルコール系等の従来公知の材料をいずれも使用することができる。また、プラズマ生成時には、炭素化合物の分解を促進するためのガスとして、Ar、H等を導入してもよい。
【0055】
保護層4上には、磁気記録媒体の走行性を良好とするために、必要に応じて潤滑剤層5が形成される。潤滑剤層5は、例えば任意のパーフルオロポリエーテル系の潤滑剤を塗布することにより形成される。
【0056】
また、非磁性支持体1の磁性層3側の面と反対側の面にはバックコート層6が形成される。バックコート層6の厚さは0.2〜0.7μm程度が好適である。バックコート層6は、例えば無機顔料等の固体粒子を結合剤中に分散させ、結合剤の種類に応じた有機溶剤とともに混練してバックコート層用塗料を調製し、これを非磁性支持体1の裏面側に塗布して形成される。さらに、バックコート層6の表面にも潤滑剤を塗布することが望ましい。
【0057】
また、バックコート層6と非磁性支持体1の間に支持補強層を設けてもよい。支持補強層は、Mg、Al、Si、Ti、V、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ge、Zr、Nb、Mo、W等の金属や、これら金属の合金、酸化物であることが好ましい。支持補強層は、例えば蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の方法で形成できる。支持補強層の厚さは20nm〜500nm程度が好適である。
【0058】
上述のようにして作製される本実施形態の磁気記録媒体10は、特にMRヘッドを用いる磁気記録テープシステム用の磁気記録媒体として好適である。MRヘッドは、磁気記録媒体からの信号を磁気抵抗効果を利用して検出する再生専用の磁気ヘッドである。一般にMRヘッドは、電磁誘導を利用して記録再生を行う誘導型磁気ヘッドより感度が高く再生出力が大きいので、高密度記録の磁気記録媒体に好適である。
【0059】
MRヘッドは、例えばNi−Zn多結晶フェライトのような軟磁性材料からなる一対の磁気シールドに絶縁体を介して挟持された略矩形状のMR素子部を備える。MR素子部の両端からは一対の端子が導出されており、これらの端子を介してMR素子部にセンス電流を供給できるようになされている。MRヘッドを用いて磁気記録媒体からの信号を再生する際には、磁気記録媒体にMR素子部を摺動させる。この状態で、MR素子部の両端に接続された端子を介して、MR素子部にセンス電流を供給し、センス電流の電圧変化を検出する。
【0060】
磁気記録媒体にMR素子部を摺動させた状態でMR素子部にセンス電流を供給すると、磁気記録媒体からの磁界に応じて、MR素子部の磁化方向が変化し、MR素子部に供給されたセンス電流と磁化方向との相対角度が変化する。そして、MR素子部の磁化方向とセンス電流の方向とがなす相対角度に依存して抵抗値が変化する。
【0061】
このため、MR素子部に供給するセンス電流の値を一定にすることにより、センス電流に電圧変化が生じることになる。そこで、このセンス電流の電圧変化を検出することにより、磁気記録媒体からの信号磁界が検出され、磁気記録媒体に記録されている信号が再生される。なお、再生用磁気ヘッドとしては、巨大磁気抵抗効果型磁気ヘッド(GMRヘッド)も適用可能である。
【0062】
MR素子にバイアス磁界を印加する手法は、SAL(soft adjacent layer)バイアス方式の他、例えば永久磁石バイアス方式、シャント電流バイアス方式、自己バイアス方式、交換バイアス方式、バーバーポール方式、分割素子方式、サーボバイアス方式等、種々の手法が適用可能である。なお、巨大磁気抵抗効果素子や各種バイアス方式については、例えば非特許文献1に詳細に記載されている。
【0063】
次に、本実施形態の磁気記録媒体におけるシールド層の効果について、詳細に説明する。上述したように、本発明の発明者は、MRヘッドに適した磁気記録媒体とする目的で、磁性層を薄くすると、保存により磁性層の磁化量が著しく減少することを発見した。Co磁性層の厚さと磁化劣化率との関係を図4に示す。磁化劣化率は、高温高湿環境に磁気記録媒体を放置し、放置前の飽和磁化Ms0と、放置後の飽和磁化Ms1を測定し、次式(1)を用いて算出した。
磁化劣化率(%)=((Ms0−Ms1)/Ms0)×100 ・・・ (1)
【0064】
図4に示すように、磁性層の厚さが約50nmより薄くなると、磁化劣化率が急激に増大する。実用上、上記の磁化劣化率は10%以内が望ましく、磁性層の厚さが50nm以下の場合、磁化劣化率が許容されない。MRヘッドより再生感度の高いGMRヘッドに磁気記録媒体を対応させる場合、MRヘッド用の磁気記録媒体よりも磁性層が薄くされる。GMRヘッド用の磁気記録媒体では磁性層の厚さを例えば50nm以下、好適には30nm前後とする。
【0065】
磁性層を100nm以下に薄くした場合、従来の誘導型ヘッドでは再生感度が不足するため、MRヘッドやGMRヘッドを再生に用いる必要がある。すなわち、このような磁化劣化率の増大は、記録再生信号の面密度を高め、再生にMRヘッドやGMRヘッドを用いる場合に問題となる。このような現象は、これまで報告された例が無いが、以下のような機構が考えられる。
【0066】
磁性層は、例えばCoの磁性金属を蒸着して形成されるが、その際に導入する酸素や作製工程中における大気との反応で、磁性層の下部や上部は化学量論組成に満たない酸化状態となっている。この酸化している領域は、磁性層と非磁性支持体の界面、磁性層と保護層の界面、磁性層と磁性層の界面に存在する。
【0067】
高温多湿環境下では、磁性層が含有する酸素の拡散や、外部環境からの酸素および湿気の侵入が促進される。これにより、各界面の酸化領域が拡大し、酸素比率が増加する。酸化領域の拡大は、酸化領域がある程度の厚さになると拡大速度が遅くなる。これは、酸化被膜が厚くなると、酸素や湿気の拡散径路の閉塞部が増え、酸素が磁性層内部に入り込みにくくなるためである。磁性層の厚さが100nm以上では、磁性層の厚さ方向における中央部での磁化量の減少は少ない。
【0068】
しかしながら、磁性層の厚さが100nm以下となると、層上部と層下部から拡大する酸化領域が層中央領域にまで達するために、磁性層全体が酸化する。さらに、磁性層全体が酸素とCoの化学量論組成となるまで反応は止まらないので、急速に磁化量が減少する。
【0069】
積層した磁性層についても同様な理由により、磁化量の著しい減少を説明できる。但し、磁性層を積層した場合、磁性層と磁性層の界面に存在する酸素の拡散も伴うため、磁性層の積層総厚が磁性層単層の磁気記録媒体での磁性層厚と同じであれば、磁性層を積層したほうが磁化量の減少量は大きくなる。
【0070】
例えば、単層の磁性層で厚さが150nmあれば、磁化量の劣化がほぼ問題とならないのに対して、磁性層を積層した場合は、積層総厚が150nm程度でも、高温多湿下での磁化量の減少は実用上問題となる大きさとなる。積層総厚が150nmを越える場合は、記録密度が小さくなるので、例えばGMRヘッドを用いた高記録密度磁気記録システムでは実用性が無い。したがって、本発明では、積層した磁性層の総厚を150nm以下と規定している。
【0071】
図5は、非磁性支持体とCo磁性層の界面にTiシールド層を設けた場合の磁化劣化率と保磁力比を示す。図6は、非磁性支持体とCo磁性層の界面にAlシールド層を設けた場合の磁化劣化率と保磁力比を示す。磁性層の厚さは、図4において磁化劣化が最も大きくなる厚さ(25nm)とした。磁化劣化率は、上述の式(1)を用いて算出した。図5および図6のAは、シールド層を設けなかった場合の磁化劣化率を示す。保磁力比は次式(2)を用いて、保存前の保磁力から算出した。
保磁力比=(試料の保磁力)/(シールド層が無い場合の保磁力)…(2)
【0072】
磁化劣化率については、図5および図6に示すように、シールド層を設けない場合に比較して、TiまたはAlのシールド層を0.5nm厚で設けた場合に低減し、1nm厚で設けた場合に著しく低減する。シールド層が5〜10nm厚のとき、磁化劣化率が極小となり、シールド層を10nmより大きくすると、磁化劣化率が増大する。
【0073】
GMRヘッド用の磁気記録媒体における磁化劣化率の規格許容範囲を実用上10%以内としたとき、Tiシールド層またはAlシールド層の厚さが30nmを超えると、磁化劣化率が許容されなくなる。上述した従来の特許文献2〜4では、このような厚さ範囲で下地層が形成されないため、厚さ30nm以下のTi層やAl層が磁気特性に与える効果や、Ti層やAl層の厚さに応じた磁気特性の挙動については検討されていない。
【0074】
保磁力比については、図5および図6に示すように、TiまたはAlのシールド層を0.5〜50nm厚で設けることにより、シールド層がない場合に比較して、保磁力は若干低下する。保磁力比はシールド層の厚さが5nm程度のときに極小となるが、このときの保磁力比は0.8以上であり、実用上許容される範囲にある。
【0075】
以上のように、磁性層と接するように、TiまたはAlのシールド層を1〜30nmの厚さで形成することにより、保存に伴う磁化量の減少を効果的に抑制できる。また、TiまたはAlを含む合金のシールド層を同様の厚さで形成した場合にも、保存による磁化量の減少を同様に抑制できることが確認された。
【0076】
【実施例】
以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこの実施例に限定されない。
(実施例1および比較例1)
非磁性支持体として、厚さ6.3μm、幅150mmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを用意した。まず、非磁性支持体上の磁性層を形成する面側に、厚さ5nmの下地層を形成した。下地層は、アクリルエステルを主成分とする水溶性ラテックスに、直径10nmのシリカ粒子を攪拌し、密度が1×10個/mm程度となるように塗布して形成した。
【0077】
次に、実施例1では、下地層の上にスパッタリング法によりシールド層を作製した。比較例1は、このシールド層を形成しなかったこと以外は、実施例1と同様である。シールド層の形成には、図2に示すマグネトロンスパッタ装置を用いた。実施例1では、ターゲット29にTiを用いた。図2のマグネトロンスパッタ装置20において、まず、チャンバー21内を真空ポンプ32により10−4Paまで減圧した。その後、真空ポンプ22側へ排気するバルブ23の角度を全開状態から10度まで絞ることにより排気速度を落とし、Arガス導入管24からArガスを導入して真空度を0.8Paに設定した。
【0078】
次に、下地層が形成されたPETフィルム原反を供給ロール25にセットし、−40℃に冷却された冷却キャン26の周面に沿ってPETフィルム(非磁性支持体)1を走行させ、巻き取りロール27に順次巻き取れるようにした。冷却キャン26から45mm離れた位置に、冷却キャン26と対向するようにターゲット29を配置した。冷却キャン26と電極28の間に2000Vの電圧を印加し、1.4Aの電流が流れる状態を保った。これにより、PETフィルム原反から巻き出された非磁性支持体上にシールド層2a(図1参照)となるTi層が成膜された。
【0079】
なお、シールド層の厚さは、図2のマグネトロンスパッタ装置20における成膜速度を調整することによって制御される。成膜速度は、供給ロール25から巻き取りロール27への非磁性支持体の送り速度と、非磁性支持体上のターゲット材料の堆積速度に依存する。非磁性支持体上のターゲット材料の堆積速度は、冷却キャン26と電極28の間に印加される電圧と、冷却キャン26とターゲット29の間隔に依存する。これらを調整することにより、実施例1では非磁性支持体と磁性層の間にシールド層として厚さ1nmのTi層を形成した。
【0080】
次に、図3に示す真空蒸着装置30を用いて磁性層を形成した。原料の金属磁性材料(蒸着源33)にはCoを用いた。真空室31内に酸素を6.0×10−4/分の流量で導入し、電子銃38から電子ビーム39を照射して蒸着源33を加熱し、反応性真空蒸着によりCo−CoO系磁性層を形成した。このとき、シャッタによって、Co蒸着粒子の最小入射角度を45゜、最大入射角度を90゜に調整した。磁性層厚さは、成膜速さにより設定される。実施例1では磁性層厚さを25nmとした。
【0081】
次に、磁性層上にダイヤモンドライクカーボンからなる保護膜を形成した。ダイヤモンドライクカーボンからなる保護膜は、プラズマCVD法によって膜厚が10nmになるように形成した。次に、ダイヤモンドライクカーボンからなる保護膜上に、パーフルオロポリエーテルを厚み2nmとなるように塗布し、潤滑層を形成した。
【0082】
また、走行耐久性を得るために、非磁性支持体の磁性層側と反対側の面(裏面)にバックコート用塗料を塗布し、バックコート層を0.5μmの膜厚で形成した。バックコート用塗料は、無機顔料として平均粒径20nmのカーボン粒子を用い、結合剤としてウレタン樹脂を用いて調製した。バックコート用塗料の塗布には、ダイレクトグラビア法による塗布装置を用いた。最後に、原反を8mm幅に裁断し、サンプルテープを得た。
【0083】
作製したサンプルテープについて、以下に示す方法を用いて保存特性の評価を行った。保存特性は、サンプルテープを温度65℃、相対湿度90%の環境下にて6日間保存する保存試験後の磁性層の磁化劣化率より見積もった。磁化劣化率は、放置前のMs0(飽和磁化)と、放置後のMs1とを測定し、次式(3)を用いて算出した。Ms測定には、試料振動型磁力計(VSM;vibrating sample magnetometer)を用いた。
磁化劣化率(%)=((Ms0−Ms1)/Ms0)×100 ・・・(3)
【0084】
実施例1の磁化劣化率を表1に示す。また、他の実施例および比較例の磁化劣化率を表1〜6にまとめた。磁化劣化率は、実用上10%以下であることを目安としているので、磁化劣化率が10%を超えるものをNGとして判定した。
【0085】
【表1】

Figure 2004355784
【0086】
(実施例2〜4および比較例2、3)
非磁性支持体と磁性層の間に形成されるシールド層の厚さを表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様にサンプルテープを作製した。磁性層は単層で、厚さ25nmである。なお、図5のグラフは実施例1〜4および比較例2、3のサンプルテープの磁化劣化率と保磁力比をプロットしたものである。
【0087】
(実施例5〜8および比較例4、5)
非磁性支持体と磁性層の間に形成されるシールド層を、表1に示す厚さのAl層に変更した以外は、実施例1と同様にサンプルテープを作製した。磁性層は単層で、厚さ25nmである。シールド層のAl層は、Alターゲットを用いるスパッタにより形成した。なお、図6のグラフは実施例5〜8および比較例4、5のサンプルテープの磁化劣化率と保磁力比をプロットしたものである。
【0088】
(実施例9〜12および比較例6、7)
シールド層を非磁性支持体と磁性層の間に形成せず、磁性層と保護層の間に表1に示す厚さのシールド層を形成した以外は、実施例1と同様にサンプルテープを作製した。磁性層は単層で、厚さ25nmである。シールド層は、実施例1で非磁性支持体と磁性層の間にシールド層を形成する場合と同様の方法で形成した。
【0089】
(実施例13〜16および比較例8、9)
シールド層を非磁性支持体と磁性層の間に形成せず、磁性層と保護層の間に表1に示す厚さのシールド層を形成し、シールド層をAl層とした以外は、実施例1と同様にサンプルテープを作製した。磁性層は単層で、厚さ25nmである。シールド層は、実施例1で非磁性支持体と磁性層の間にシールド層を形成する場合と同様の方法で形成した。
【0090】
(比較例10〜13)
シールド層を形成せず、単層の磁性層を表2に示す厚さに変更した以外は、実施例1と同様にサンプルテープを作製した。参考のため、磁性層の厚さが25nmである比較例1(表1参照)を表2にも示した。
【0091】
【表2】
Figure 2004355784
【0092】
(実施例17〜19)
非磁性支持体と磁性層の間にシールド層として厚さ30nmのTi層を形成し、単層の磁性層を表2に示す厚さに変更した以外は、実施例1と同様にサンプルテープを作製した。参考のため、磁性層の厚さが25nmである実施例4(表1参照)を表2にも示した。
【0093】
(実施例20〜23)
非磁性支持体と磁性層の間にシールド層を形成せず、磁性層と保護層の間にシールド層として厚さ30nmのTi層を形成し、単層の磁性層を表2に示す厚さに変更した以外は、実施例1と同様にサンプルテープを作製した。
【0094】
(実施例24〜27)
非磁性支持体と磁性層の間にシールド層として厚さ30nmのTi層を形成し、さらに、磁性層と保護層の間にもシールド層として厚さ30nmのTi層を形成し、単層の磁性層を表2に示す厚さに変更した以外は、実施例1と同様にサンプルテープを作製した。
【0095】
(実施例28〜30および比較例14〜16)
磁性層を2層として、磁性層の積層総厚が150nmとなるように、上層の磁性層の厚さと下層の磁性層の厚さを表3に示す厚さにした。以下、磁性層を2層とした実施例および比較例において、上層の磁性層は上述した方法により、下層の磁性層と斜方柱状構造の傾きが逆向きとなるように形成した。実施例28〜30では、非磁性支持体と下層の磁性層の間にシールド層として厚さ5nmのTi層を形成した。比較例14〜16では、シールド層を形成しなかった。それ以外は、実施例1と同様にサンプルテープを作製した。
【0096】
【表3】
Figure 2004355784
【0097】
(実施例31〜33)
非磁性支持体と下層の磁性層の間にシールド層を形成せず、下層の磁性層と上層の磁性層の間にシールド層を形成した以外は、実施例28〜30と同様にサンプルテープを作製した。シールド層は厚さ5nmのTi層である。
【0098】
(実施例34〜36)
非磁性支持体と下層の磁性層の間にシールド層を形成せず、上層の磁性層と保護層の間にシールド層を形成した以外は、実施例28〜30と同様にサンプルテープを作製した。シールド層は厚さ5nmのTi層である。
【0099】
(実施例37〜42および比較例17、18)
磁性層を2層として、磁性層の積層総厚が100nmとなるように、上層の磁性層の厚さと下層の磁性層の厚さを表4に示す厚さにした。実施例37〜42では、それぞれ表4に示す位置にシールド層として厚さ5nmのTi層を形成した。比較例17、18では、シールド層を形成しなかった。それ以外は、実施例1と同様にサンプルテープを作製した。
【0100】
【表4】
Figure 2004355784
【0101】
(実施例43〜48および比較例19、20)
磁性層を2層として、磁性層の積層総厚が75nmとなるように、上層の磁性層の厚さと下層の磁性層の厚さを表5に示す厚さにした。実施例43〜48では、それぞれ表5に示す位置にシールド層として厚さ5nmのTi層を形成した。比較例19、20では、シールド層を形成しなかった。それ以外は、実施例1と同様にサンプルテープを作製した。
【0102】
【表5】
Figure 2004355784
【0103】
(実施例49)
実施例49〜52では、表6に示すように磁性層を2層として、上層の磁性層の厚さを25nm、下層の磁性層の厚さを50nmにした。非磁性支持体と下層の磁性層の間にシールド層として厚さ5nmのTi層を形成し、下層の磁性層と上層の磁性層の間にもシールド層として厚さ5nmのTi層を形成した。それ以外は、実施例1と同様にサンプルテープを作製した。
【0104】
【表6】
Figure 2004355784
【0105】
(実施例50)
磁性層を2層として、上層の磁性層の厚さを25nm、下層の磁性層の厚さを50nmにした。下層の磁性層と上層の磁性層の間にシールド層として厚さ5nmのTi層を形成し、上層の磁性層と保護層の間にもシールド層として厚さ5nmのTi層を形成した。それ以外は、実施例1と同様にサンプルテープを作製した。
【0106】
(実施例51)
磁性層を2層として、上層の磁性層の厚さを25nm、下層の磁性層の厚さを50nmにした。非磁性支持体と下層の磁性層の間にシールド層として厚さ5nmのTi層を形成し、上層の磁性層と保護層の間にもシールド層として厚さ5nmのTi層を形成した。それ以外は、実施例1と同様にサンプルテープを作製した。
【0107】
(実施例52)
磁性層を2層として、上層の磁性層の厚さを25nm、下層の磁性層の厚さを50nmにした。下層の磁性層と上層の磁性層は、実施例1の単層の磁性層と同様の方法で形成した。非磁性支持体と下層の磁性層の間にシールド層として厚さ5nmのTi層を形成し、下層の磁性層と上層の磁性層の間にシールド層として厚さ5nmのTi層を形成し、上層の磁性層と保護層の間にもシールド層として厚さ5nmのTi層を形成した。それ以外は、実施例1と同様にサンプルテープを作製した。
【0108】
(実施例53〜56)
磁性層を厚さ25nmの単層とし、表1に示すように、実施例53では実施例2のTi層をTi−W合金層に変更した。実施例54では実施例10のTi層をTi−W合金層に変更した。実施例55では実施例6のAl層をAl−Mg合金層に変更した。実施例56では実施例14のAl層をAl−Mg合金層に変更した。
【0109】
表1は、磁性層を厚さ25nmの単層とし、シールド層の成膜位置や材料、厚さの効果を調べた結果を示す。シールド層が無い比較例1では、磁化劣化率が62%と非常に大きい。これに比べ、TiやAlのシールド層が1〜30nmの厚さで形成されている場合、磁化劣化量が非常に小さい。また、シールド層の厚さが1nm未満の場合、磁化劣化を抑制する効果が小さい。
【0110】
厚さ50nmのシールド層が非磁性支持体と磁性層の界面にある場合、磁化劣化量が10%を超えてNGとなる。これは、シールド層が厚くなると表面の平滑性が悪くなり、その影響が磁性層や保護層にも及び、結果として保護層の欠陥が多くなるためであると考えられる。
【0111】
厚さ50nmのシールド層が磁性層と保護層の界面にある場合、磁化劣化率は許容されるが、記録再生でスペーシングロスが大きくなり、高記録密度化できないので、実用上使用されることは無いと考えられる。したがって、シールド層の厚さは1nm以上、30nm以下と規定される。また、実施例53〜56は、シールド層がTiやAlを母材とした合金であるが、同様に磁化劣化を抑制する効果を示す。他の元素を含む場合でも同様の効果があることは明白である。
【0112】
表2は、磁性層が単層であり、シールド層として厚さ30nmのTi層を形成した場合の効果について調べた結果を示す。この結果より、磁性層が薄くなると磁化劣化量が大きくなるが、シールド層があると、磁化劣化量が著しく小さくなることがわかる。磁性層の厚さが125nmでは、シールド層が無くても磁化劣化率が10%以下となる(比較例10)。したがって、本発明では単層の磁性層の厚さを100nm以下と規定するが、それ以上の厚さの場合でも、シールド層を設けることにより磁化劣化率を小さくできることは明白である。
【0113】
表3〜5は、磁性層が積層され、その総厚さを150nm以下とし、シールド層として厚さ3nmのTi層を形成した場合の効果について調べた結果を示す。各表の比較例より、磁性層が単層の場合と同様に、磁性層の総厚さが薄くなると磁化劣化量が大きくなる傾向があり、シールド層がある試料では著しく磁化劣化量が小さくなることがわかる。また、磁性層の総厚が150nmの場合の表3と、磁性層の総厚が100nmの場合の表4より、磁性層の総厚や、磁性層の上層と下層の比率によらず、シールド層がある場合、磁化劣化率を非常に小さくできることがわかる。
【0114】
磁性層の総厚さが150nm以上でも同様の効果があることは明白であるが、総厚さが150nmを超えると、例えばGMRヘッドを用いた高密度磁気記録システムでは、ヘッドが飽和するため実用性が無い。したがって、本発明では、積層した磁性層の総厚を150nm以下と規定する。
【0115】
表5および表6は、磁性層が積層され、その総厚さが75nmであり、シールド層として厚さ3nmのTi層を形成した場合の効果について調べた結果を示す。この実験では、シールド層の成膜位置について、全ての組み合わせを検討した。その結果、シールド層は、最低でも1個所の界面にあれば、磁化劣化率を非常に小さくでき、シールド層を増やすと、より磁化劣化量を小さくできることがわかった。
【0116】
上記の本発明の実施形態の磁気記録媒体によれば、非磁性支持体側から各層を拡散、透過する酸素を各界面においてシールドすることができ、高温多湿環境下での保存特性が著しく向上する。また、磁性層と保護層の界面にシールド層を形成することにより、保護層を透過して磁性層に拡散する酸素をシールドでき、保護層側からの磁性層の磁化劣化をさらに効果的に抑制できる。本発明の実施形態の磁気記録媒体は、保存特性に優れ、高密度記録が可能であることから、特にデータストレージ用途に好適である。また、磁性層を薄くできるため、高感度MRヘッドを用いる記録再生システムに適している。
【0117】
複数の磁性層が積層された場合、単層の磁性層が形成された場合に比較して、磁化劣化はより顕著となりやすいが、磁性層と接する少なくとも1層のシールド層を設けることにより、磁化劣化が効果的に防止される。例えば、斜方柱状構造の成長方向が異なる2層の磁性層が積層され、テープ走行の双方向での記録再生特性の差が低減された、リニア方式記録再生システムに好適な磁気記録媒体においても、保存による磁化劣化を防止できる。
【0118】
本発明は、上記の実施形態の説明に限定されない。例えば、シールド層材料をTi−W系合金やAl−Mg合金以外の合金としてもよい。また、斜方柱状構造の成長方向が同じ2層の磁性層が積層され、ヘリカルスキャン方式に好適である磁気記録媒体に上述したようなシールド層を設けてもよい。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【0119】
【発明の効果】
本発明によれば、保存性に優れ、高密度磁気記録が可能であり、MRヘッドを用いる記録再生システムや、リニア方式システムに好適な磁気記録媒体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の磁気記録媒体の一例を示す断面図である。
【図2】図2は本発明の磁気記録媒体のシールド層の形成に用いられるスパッタ装置の概略図である。
【図3】図3は本発明の磁気記録媒体の磁性層の形成に用いられる真空蒸着装置の概略図である。
【図4】図4は磁性層の厚さと磁化劣化率の関係を示す図である。
【図5】図5はTiシールド層の厚さに依存した磁化劣化率および保磁力の変化を示す図である。
【図6】図6はAlシールド層の厚さに依存した磁化劣化率および保磁力の変化を示す図である。
【図7】図7は従来の蒸着テープの断面図である。
【図8】図8は従来の蒸着テープの断面図である。
【符号の説明】
1…非磁性支持体、2a、2b、2c…シールド層、3…磁性層、3a…下層磁性薄膜、3b…上層磁性薄膜、4…保護層、5…潤滑剤層、6…バックコート層、10…磁気記録媒体、20…マグネトロンスパッタ装置、21…チャンバー、22…真空ポンプ、23…バルブ、24…Arガス導入管、25…供給ロール、26…冷却キャン、27…巻き取りロール、28…電極、29…ターゲット、30…真空蒸着装置、31…真空室、32…冷却キャン、33…蒸着源、34…供給ロール、35…巻き取りロール、36、37…ガイドローラー、38…電子銃、39…電子ビーム、40…第1のシャッタ、41…第2のシャッタ、101…非磁性支持体、102…磁性層、102a、102b…斜方蒸着膜。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a high density magnetic recording medium.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a magnetic recording medium, a powdered non-magnetic material such as an oxide magnetic powder or an alloy magnetic powder is coated on a non-magnetic support by an organic material such as a vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, a polyester resin, a urethane resin, and a polyurethane resin. A coating type magnetic recording medium produced by applying and drying a magnetic coating material dispersed in a binder is widely used.
[0003]
On the other hand, with the increasing demand for high-density magnetic recording, metal magnetic materials such as Co-Ni-based alloys, Co-Cr-based alloys, and Co-O have been applied by plating and vacuum thin film forming techniques (vacuum evaporation and sputtering). A magnetic recording medium of a so-called metal magnetic thin film type, which is directly adhered to a non-magnetic support such as a polyester film, a polyamide, a polyimide film, or the like by a conventional method, an ion plating method, etc., has been proposed and attracts attention.
[0004]
This metal magnetic thin film type magnetic recording medium has excellent coercive force, squareness ratio, etc., not only excellent electromagnetic conversion characteristics at short wavelengths, but also extremely thin magnetic layer. The loss is extremely small. Further, since it is not necessary to mix a binder, which is a non-magnetic material, into the magnetic layer, the packing density of the magnetic material can be increased. The magnetic recording medium of the metal magnetic thin film type has such many advantages.
[0005]
Also, in order to improve the electromagnetic conversion characteristics of this type of magnetic recording medium and to obtain a larger output, when forming the magnetic layer of the magnetic recording medium, the magnetic layer is deposited obliquely, so-called obliquely. Evaporation has been proposed. A magnetic recording medium having a magnetic layer formed by this method has been put to practical use as a vapor deposition tape for high-band 8 mm video tape recorders and digital video tape recorders.
[0006]
This type of obliquely deposited magnetic tape is formed, for example, by running a long non-magnetic support in the longitudinal direction and depositing a magnetic material on one main surface of the non-magnetic support in a running state to form a magnetic layer. It is produced by the method of doing. According to this method, high productivity and excellent magnetic characteristics can be secured. Also, in order to obtain better electromagnetic conversion characteristics, a plurality of magnetic layers may be laminated.
[0007]
On the other hand, as the demand for a magnetic recording medium such as a magnetic tape as a data streamer increases, a further increase in the recording density of the magnetic recording medium is required. Further, as a magnetic head used for reproducing recorded information, a magnetoresistive magnetic head (MR head) or a giant magnetoresistive magnetic head (GMR head) has been applied instead of a conventional inductive head. Is coming. Since the MR head and the GMR head can detect minute leakage magnetic flux from the magnetic layer with high sensitivity, it is effective for improving the recording density.
[0008]
The MR head and the GMR head have a detection limit at which the sensitivity to the leakage magnetic flux is saturated, and cannot detect a leakage magnetic flux larger than a value permitted by the head design. Therefore, it is necessary to optimize the leakage magnetic flux of the magnetic layer by making the magnetic layer of the magnetic recording medium thin.
[0009]
As a system for recording / reproducing a magnetic tape for data streamer use, two types, a helical scan system and a linear system, have been put to practical use. The helical scan method is a method in which a magnetic head arranged on a rotating drum scans on a magnetic tape while rotating at high speed to perform recording and reproduction. According to the helical scan method, it is possible in principle to control not only to accurately record a recording track but also to accurately scan the recording track during reproduction. Therefore, it is possible to achieve a high recording density in a magnetic tape system. Such a helical scan system is widely used for home video recorders such as VHS, high-band 8 mm video tape recorders, and digital video tape recorders.
[0010]
On the other hand, the linear system is a system in which tracks are provided in the width direction of the magnetic tape and recording is performed in the longitudinal direction. According to the linear system, it is easy to run the tape at high speed, and at the same time, it is possible to improve the transfer rate of recording and reproduction by arranging many magnetic heads in parallel.
[0011]
In a magnetic recording tape system such as a camcorder application, a helical scan method capable of achieving a high recording density is advantageous. On the other hand, in data storage applications where the volume of the magnetic recording tape system is small, the linear system is widely used in practice, and products such as DLT (Digital Linear Tape) and LTO (Linear Tape-Open) have become mainstream in the market. ing.
[0012]
As such a magnetic tape medium for linear data storage, only a so-called coating type magnetic tape has been used, and a magnetic tape medium formed by oblique evaporation has not been used. This is because in the helical scan system, the relative movement between the magnetic tape and the magnetic head is in a fixed direction, whereas in the linear system, it moves in both directions.
[0013]
FIG. 7 is a schematic sectional view of a magnetic tape medium obtained by oblique evaporation. As shown in FIG. 7, a magnetic layer 102 is formed on a non-magnetic support 101. The magnetic tape medium formed by oblique deposition has a structure in which the axis of easy magnetization to which the recorded magnetic bits are directed rises not in the tape plane but in the plane.
[0014]
Therefore, when the head slides in the forward direction (the direction of arrow A in the figure) with respect to the columnar structure of the oblique deposition during recording / reproduction, good recording / reproducing characteristics are exhibited. On the other hand, when sliding in the opposite direction (the direction of arrow B in the figure), the characteristics such as the optimum recording current, phase characteristics, CN ratio, and output characteristics are inferior to those when sliding in the forward direction. There is a drawback that recording / reproducing characteristics cannot be obtained.
[0015]
For this reason, in the linear system in which recording and reproduction are performed bidirectionally, a magnetic tape medium using oblique evaporation has hardly been used. As a method of solving this problem, as shown in FIG. 8, a method of laminating two layers of obliquely deposited films 102a and 102b having different growth directions of columnar structures obtained by oblique deposition and forming a magnetic layer 102 is used. Has been proposed (see Patent Document 1). According to the magnetic recording medium described in Patent Literature 1, the difference between the recording and reproducing characteristics in both directions (the directions of arrows A and B in the figure) is reduced.
[0016]
[Patent Document 1]
JP-A-4-353622
[Patent Document 2]
JP-A-1-124115
[Patent Document 3]
JP-A-4-335206 (Japanese Patent No. 3093818)
[Patent Document 4]
JP-A-5-20662
[Non-patent document 1]
"Magnetoresistance head and spin valve head-basics and applications-2nd edition" (translated by Kazuhiko Hayashi, published in July 2002, Maruzen Co., Ltd.)
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
In order to increase the areal density of recording / reproducing signals and make a magnetic recording medium compatible with an MR head or a GMR head, it is necessary to make the magnetic layer of the magnetic recording medium thin in order to prevent saturation of the head. However, the inventor of the present invention has found that when a magnetic recording medium having a thin magnetic layer is stored under high temperature and high humidity, the amount of magnetization is significantly reduced. Further, the inventors of the present invention have discovered that this phenomenon also occurs in a magnetic recording medium having magnetic layers stacked.
[0018]
In a magnetic recording medium having a single magnetic layer, when the thickness of the magnetic layer is 100 nm or less, the amount of magnetization is significantly reduced. In a magnetic recording medium in which a plurality of magnetic layers are stacked, if the total thickness of the plurality of magnetic layers (total thickness) is the same as the thickness of the magnetic layer of the magnetic recording medium having a single magnetic layer, the amount of magnetization can be reduced. The amount of reduction is greater than in the case of a single magnetic layer.
[0019]
Therefore, in a magnetic recording medium on which the magnetic layers are stacked, even if the total thickness of the stacked layers is about 150 nm, the reduction in the amount of magnetization under high temperature and high humidity becomes a practically problematic size. As a result of investigating the cause of such a phenomenon, a remarkable decrease in the amount of magnetization due to storage is a problem that is always encountered when the surface density of a recording / reproducing signal is increased and a magnetic recording medium is adapted to an MR head or a GMR head. It became clear that there was.
[0020]
As a method for preventing the corrosion of the magnetic layer due to moisture or corrosive gas, a 5-300 nm-thick aluminum (Al), chromium (Cr), titanium (Ti) or copper (Cu) layer is formed under the magnetic layer. A known method is known (see Patent Document 2). However, in Patent Document 2, the magnetic layer is as thick as 200 nm, for example, and the corrosive gas SO 2 The corrosion resistance to gas has been evaluated.
[0021]
Patent Document 2 describes that forming a layer of Al, Ti, or the like on the underlayer of the magnetic layer improves the coercive force. When a thin metal layer having a thickness of 30 nm or less was formed, the coercive force decreased. However, when a thicker metal layer was formed under the magnetic layer, an increase in coercive force was also observed. That is, when the thickness ranges of the magnetic layer and the underlayer are different, the change in the magnetic properties depending on the thickness of the underlayer shows different behavior.
[0022]
In addition, the deterioration of the storage stability under high temperature and high humidity becomes apparent when the thickness of the magnetic layer becomes 100 nm or less, and SO 2 2 The mechanism (reaction) of magnetization deterioration differs from corrosion by gas. Actual experiments show that storage characteristics under high temperature and humidity and SO 2 Of the corrosion resistance to gases, one is very good and the other is often problematic. That is, SO 2 The method of improving the corrosion resistance to gas is not always effective in improving the storage characteristics under high temperature and high humidity.
[0023]
Patent Literature 3 describes that a layer of a metal and a metal oxide which is more base than Co is formed as a base layer of a magnetic layer to prevent corrosion of the magnetic layer. In the magnetic recording medium described in Patent Document 3, the thickness of the magnetic layer is preferably 120 to 300 nm, and in the example, 200 nm. The thickness of the underlayer is 50 to 200 nm.
[0024]
Patent Document 4 discloses that a metal layer having a thickness of 50 to 150 nm, preferably 80 to 120 nm is formed as a base layer of a magnetic layer to prevent corrosion of the magnetic layer. However, when the thickness of the magnetic layer is reduced to 100 nm or less and a thick underlayer as described in Patent Documents 3 and 4 is formed, the surface roughness of the underlayer increases, and the medium noise increases. Therefore, sufficient electromagnetic conversion characteristics cannot be obtained. This problem becomes more serious when a GMR head having higher sensitivity than the MR head is used as the reproducing head.
[0025]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to prevent deterioration of magnetization due to storage and to use a magnetic recording medium suitable for high-density magnetic recording, in particular, a recording / reproducing system using an MR head, An object of the present invention is to provide a magnetic recording medium suitable for a linear system.
[0026]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a magnetic recording medium of the present invention has a non-magnetic support, and is formed on one surface side of the non-magnetic support by a vacuum thin film forming technique, and has a thickness per layer of 100 nm or less. At least one magnetic layer, and a metal or alloy containing at least one of aluminum and titanium formed on one or both surfaces of the at least one magnetic layer, and having a thickness of 1 nm or more and 30 nm or less. And at least one shield layer. A plurality of magnetic layers may be stacked, in which case the total thickness of the plurality of magnetic layers is 150 nm or less.
[0027]
This makes it possible to prevent oxidation and magnetization deterioration of the magnetic layer caused by oxygen diffusing from the nonmagnetic support side into the magnetic layer. According to the magnetic recording medium of the present invention, even when the magnetic layer is formed as thin as 100 nm or less, the storage characteristics under high temperature and high humidity can be improved. The magnetic recording medium of the present invention has a thin magnetic layer and is suitable for a high-density recording / reproducing system using an MR head.
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the magnetic recording medium of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing an example of the magnetic recording medium according to the embodiment. As shown in FIG. 1, in a magnetic recording medium 10 of the present embodiment, at least one metal magnetic thin film made of a ferromagnetic metal material is formed as a magnetic layer 3 on one main surface of a nonmagnetic support 1, The protective layer 4 is formed on the upper layer, and the lubricant layer 5 is formed on the uppermost layer.
[0029]
FIG. 1 shows an example in which the magnetic layer 3 is composed of a lower magnetic thin film 3a and an upper magnetic thin film 3b, but the magnetic layer 3 may be a single layer or three or more magnetic thin films. A backcoat layer 6 is formed on the surface of the nonmagnetic support 1 opposite to the side on which the magnetic layer 3 is formed.
[0030]
In the magnetic recording medium according to the present invention, the shield layer 2a at the interface between the magnetic layer 3 and the non-magnetic support 1, the shield layer 2b between the magnetic layers (the interface between the lower magnetic thin film 3a and the upper magnetic thin film 3b), and the protection from the magnetic layer 3 It is characterized by having at least one of the shield layers 2c at the interface of the layer 4. These shield layers 2a, 2b, 2c are metals or alloys containing at least one of Al and Ti.
[0031]
Next, each layer of the magnetic recording medium 10 will be described. As the nonmagnetic support 1, any known material used in a conventional magnetic tape can be used. For example, polyesters such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN); polyolefins such as polyethylene and polypropylene; cellulose derivatives such as cellulose triacetate; and plastics such as polycarbonate, polyimide, polyamide and polyamide imide.
[0032]
Although not shown, an underlayer may be formed at the interface between the nonmagnetic support 1 and the magnetic layer 3. The underlayer is provided as necessary for the purpose of improving the durability and running property of the finally obtained magnetic recording medium 1 and the handling property when forming a magnetic tape. For example, a base layer may be formed with a paint containing a binder resin, a filler, a surfactant, and the like to add fine irregularities to the surface or to increase mechanical strength.
[0033]
Examples of the binder resin include an aqueous polyester resin, an aqueous acrylic resin, an aqueous polyurethane resin, and the like. Examples of the filler include particles made of a heat-resistant polymer, particles of silicon dioxide, calcium carbonate, and the like. The average particle size of the filler is, for example, 5 to 30 nm, and the density of surface projections formed by the filler is, for example, 500,000 to 30 million / mm. 2 It is preferable to set the degree. Thereby, the running durability and the electromagnetic conversion characteristics of the magnetic recording medium 10 finally obtained can be improved.
[0034]
In addition to the method described above, a method of artificially forming irregularities on the nonmagnetic support 1 by lithography technology, or a method of forming an island-like structure by metal, inorganic compound, or organic polymer by plating or vacuum thin film forming technology is used. Alternatively, minute projections may be formed on the surface.
[0035]
The magnetic layer 3 is formed by directly applying a ferromagnetic metal material on the non-magnetic support 1, and has a two-layer structure of a lower magnetic thin film 3a and an upper magnetic thin film 3b. This metal magnetic material can be arbitrarily selected from those used for ordinary vapor deposition tapes. Examples of the metal magnetic material include ferromagnetic metals such as Fe, Co, and Ni, Fe—Co, Co—Ni, Fe—Co—Ni, Fe—Cu, Co—Cu, Co—Au, Co—Pt, and Mn—Bi. , Mn-Al, Fe-Cr, Co-Cr, Ni-Cr, ferromagnetic alloys such as Fe-Co-Cr, Co-Ni-Cr, and Fe-Co-Ni-Cr. In a magnetic tape for a linear system in which the tape runs in two directions (directions A and B in FIG. 1) with respect to the head, in order to reduce the difference in recording and reproduction characteristics in two directions, two magnetic layers are used. It is desirable to have a laminated structure of the above magnetic thin films. FIG. 1 illustrates a case where the magnetic layer has a two-layer structure.
[0036]
The magnetic recording medium 10 according to the present embodiment includes a magnetic layer 3 having a thickness of 100 nm or less composed of a single magnetic thin film, or a magnetic layer having a total thickness of 150 nm or less composed of a plurality of magnetic thin films having a thickness of 100 nm or less. Layer 3 is formed. At least one portion between the non-magnetic support 1 and the magnetic layer 3, between a plurality of magnetic thin films constituting the magnetic layer 3, and between the magnetic layer 3 and the protective layer 4, Al, Ti, or a metal thereof is used as a matrix. A shield layer made of an alloy is formed. Thereby, the storage characteristics of the magnetic recording medium are significantly improved.
[0037]
In the case where the magnetic layer 3 is, for example, a Co—CoO-based magnetic layer, the hydrogen standard electrode potential at 25 ° C. of Co, which bears the magnetism of the magnetic layer 3 at −25 ° C., is the hydrogen standard electrode potential of Al at 25 ° C. Is -1.662 V, and the hydrogen standard electrode potential of Ti at 25 ° C. is -1.628 V. Therefore, the shield layer is selectively oxidized with respect to the magnetic layer 3, and the deterioration of the magnetic layer 3 is effectively suppressed.
[0038]
The shield layers 2a to 2c are manufactured by a vacuum thin film forming technique. Examples of the vacuum thin film forming technique include physical vapor deposition (PVD) such as vacuum deposition, ion plating, and sputtering. According to the vacuum evaporation method, a metal material to be a material of a shield layer is heated and evaporated under vacuum, and adhered to a nonmagnetic support and / or a magnetic layer.
[0039]
According to the ion plating method, the metal material to be the material of the shield layer is evaporated during the discharge. According to the sputtering method, a glow discharge is caused in an atmosphere containing argon as a main component, and the generated argon ions strike out surface atoms of a target made of a material of a shield layer, and are deposited on a nonmagnetic support and / or a magnetic layer. Let it. According to these PVDs, the film formability of the shield layer can be improved.
[0040]
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a magnetron sputtering apparatus applicable to the formation of the shield layers 2a to 2c. The pressure inside the chamber 21 of the magnetron sputtering apparatus 20 shown in FIG. The evacuation speed from the chamber 21 to the vacuum pump 22 is adjusted by the angle of the valve 23. Ar gas is introduced into the chamber 21 from an argon (Ar) gas introduction pipe 24. The non-magnetic support 1 is unwound from the supply roll 25, travels on the peripheral surface of the cooling can 26, and is sequentially wound on the take-up roll 27. The cooling can 26 is cooled to, for example, −40 ° C., thereby preventing the nonmagnetic support 1 from being deformed by heat.
[0041]
An electrode 28 is arranged at a predetermined distance from the cooling can 26 so as to face the cooling can 26. When a predetermined voltage is applied between the cooling can 26 and the electrode 28, glow discharge generates argon ions. The atoms of the target 29 are beaten out by the argon ions, and are deposited on the nonmagnetic support 1. The magnetron sputtering apparatus 20 having the above-described configuration can be suitably used for forming the shield layers 2a to 2c of the magnetic recording medium of the present embodiment.
[0042]
Like the shield layers 2a to 2c, the magnetic thin films 3a and 3b constituting the magnetic layer 3 can be formed by PVD such as a vacuum evaporation method, an ion plating method, or a sputtering method. It is particularly preferable that the magnetic layer 3 is formed by a vacuum evaporation method in which oblique evaporation is performed. The oblique deposition method of forming a magnetic layer by running the long non-magnetic support 1 in the longitudinal direction and depositing magnetic fine particles on one main surface side of the running non-magnetic support 1 is a method of oblique evaporation. And has the advantage of high productivity.
[0043]
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a continuous winding vacuum evaporation apparatus applied to the formation of the magnetic layer 3. The vacuum evaporation apparatus 30 shown in FIG. 3 is configured for oblique evaporation, and a cooling can 32 and an evaporation source 33 for a ferromagnetic metal thin film are arranged in a vacuum chamber 31 so as to face each other. The inside of the vacuum chamber 31 is, for example, 1 × 10 -3 A vacuum of about Pa is applied. The cooling can 32 is cooled to, for example, about −20 ° C., and rotates in a direction indicated by an arrow A in the figure.
[0044]
A supply roll 34 and a take-up roll 35 are provided in the vacuum chamber 31. The non-magnetic support 1 is fed out from the supply roll 34 in the direction indicated by the arrow B in the figure, travels along the peripheral surface of the cooling can 32, and is wound up by the take-up roll 35. The underlayer and the shield layer may be formed on the non-magnetic support 1 supplied from the supply roll 34.
[0045]
In addition, guide rollers 36 and 37 are arranged between the supply roll 34 and the cooling can 32 and between the cooling can 32 and the take-up roll 35, respectively. The tension of the non-magnetic support 1 running according to the winding roll 35 is adjusted. Thereby, the non-magnetic support 1 runs smoothly.
[0046]
The evaporation source 33 is a container in which a ferromagnetic metal material such as Co is contained in a container such as a crucible. The vacuum evaporation device 30 is provided with an electron gun 38 for heating and evaporating the ferromagnetic metal material of the evaporation source 33. When an electron beam 39 is accelerated from the electron gun 38 onto the ferromagnetic metal material of the evaporation source 33, the ferromagnetic metal material of the evaporation source 33 is heated and evaporates as shown by an arrow C in the figure. The ferromagnetic metal material is deposited on the non-magnetic support 1 running along the peripheral surface of the cooling can 32 to form a ferromagnetic metal thin film.
[0047]
A first shutter 40 and a second shutter 41 are provided between the evaporation source 33 and the cooling can 32. The first shutter 40 is located on the front side of the traveling nonmagnetic support 1, and the second shutter 41 is located on the rear side of the traveling nonmagnetic support 1. The first shutter 40 and the second shutter 41 expose only a predetermined area of the non-magnetic support 1 running along the peripheral surface of the cooling can 32 to the outside.
[0048]
When depositing the ferromagnetic metal thin film, a predetermined amount of oxygen gas is supplied to the vicinity of the surface of the non-magnetic support 1 through an oxygen gas inlet (not shown), whereby the ferromagnetic metal thin film has magnetic properties, durability and weather resistance. It is preferable to improve the performance. In addition, in order to heat the vapor deposition source 33, in addition to the above-described heating means using an electron beam, known means such as a resistance heating means, a high frequency heating means, and a laser heating means can be used.
[0049]
In the vacuum vapor deposition device 30, the ferromagnetic metal material is evaporated from the vapor deposition source 33, and the non-magnetic support 1 is caused to run on the peripheral surface of the cooling can 32. The evaporated ferromagnetic metal material is deposited only between the first shutter 40 and the second shutter 41 on the portion where the nonmagnetic support 1 is exposed to the outside.
[0050]
Since the vacuum evaporation apparatus 30 causes the nonmagnetic support 1 to travel from the first shutter 40 side to the second shutter 41 side, the evaporated ferromagnetic metal material It is deposited on the support 1. Then, as the nonmagnetic support 1 travels from the first shutter 40 side to the second shutter 41 side, the evaporated ferromagnetic metal material is sequentially deposited. Therefore, the magnetic layer formed by limiting the incident angle of the magnetic fine particles by the above-described film forming method has a feature of having an oblique columnar structure.
[0051]
In the magnetic layer 3 of the oblique deposition tape suitable for the linear type magnetic recording tape system using the high-sensitivity MR head, the inclination of the oblique columnar structure of the lower magnetic thin film 3a and the inclination of the oblique columnar structure of the upper magnetic thin film 3b. Is reversed. In order to obtain the structure of the magnetic layer 3 described above, the lower magnetic thin film 3a is formed by performing oblique deposition while moving the roll-shaped non-magnetic support 1 in one direction, and then winding in a roll shape. . The wound roll is replaced with the supply roll 34, and oblique deposition is performed again as shown in FIG. Thereby, the magnetic layer 3 having a structure in which the inclination of the rhombic columnar structure of the two magnetic thin films is different from each other is obtained.
[0052]
In the magnetic layer 3 of the oblique deposition tape suitable for the helical scan method, the inclination of the oblique columnar structure of the lower magnetic thin film 3a and the inclination of the oblique columnar structure of the upper magnetic thin film 3b are the same. In order to obtain the structure of the magnetic layer 3 described above, the lower magnetic thin film 3a is formed by performing oblique deposition while moving the roll-shaped non-magnetic support 1 in one direction, and then winding in a roll shape. . The wound roll is newly rewound onto another roll and replaced with the supply roll 34, and oblique deposition is performed again as shown in FIG. Thereby, the magnetic layer 3 having a structure in which the inclination of the rhombic columnar structure of the two magnetic thin films is the same is obtained.
[0053]
As shown in FIG. 1, it is desirable to form a protective layer 4 on the magnetic layer 3. The protective layer 4 is provided to ensure good running durability and corrosion resistance, and is made of, for example, diamond-like carbon. The material of the protective layer 4 can be arbitrarily selected from those commonly used as ordinary protective films for metal magnetic thin films. 2 , Al 2 O 3 , BN, Co oxide, MgO, SiO 2 , Si 3 N 4 , SiN x , SiC, SiN x -SiO 2 , ZrO 2 , TiO 2 , TiC and the like. The protective layer 4 may be a single-layer film or a multilayer film.
[0054]
The protective layer 4 can be formed by a CVD method using, for example, a plasma CVD (chemical vapor deposition) continuous film forming apparatus. As the CVD method, any of conventionally known methods such as a mesh electrode DC plasma method, an electron beam excited plasma source method, a cold cathode ion source method, an ionization vapor deposition method, and a catalytic CVD method can be used. As the carbon compound used in the CVD method, any of conventionally known materials such as a hydrocarbon compound, a ketone compound, and an alcohol compound can be used. At the time of plasma generation, Ar and H are used as gases for accelerating the decomposition of the carbon compound. 2 Etc. may be introduced.
[0055]
A lubricant layer 5 is formed on the protective layer 4 as necessary to improve the running property of the magnetic recording medium. The lubricant layer 5 is formed, for example, by applying an arbitrary perfluoropolyether-based lubricant.
[0056]
A back coat layer 6 is formed on the surface of the nonmagnetic support 1 opposite to the surface on the side of the magnetic layer 3. The thickness of the back coat layer 6 is preferably about 0.2 to 0.7 μm. For the back coat layer 6, for example, solid particles such as inorganic pigments are dispersed in a binder, and kneaded with an organic solvent according to the type of the binder to prepare a coating for the back coat layer. Formed on the back side of the substrate. Further, it is desirable to apply a lubricant also to the surface of the back coat layer 6.
[0057]
Further, a support reinforcing layer may be provided between the back coat layer 6 and the non-magnetic support 1. The support reinforcement layer is a metal such as Mg, Al, Si, Ti, V, Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ge, Zr, Nb, Mo, W, or an alloy or oxide of these metals. Is preferred. The support reinforcement layer can be formed by a method such as a vapor deposition method, a sputtering method, and an ion plating method. The thickness of the support reinforcing layer is preferably about 20 nm to 500 nm.
[0058]
The magnetic recording medium 10 of the present embodiment manufactured as described above is particularly suitable as a magnetic recording medium for a magnetic recording tape system using an MR head. The MR head is a read-only magnetic head that detects a signal from a magnetic recording medium using a magnetoresistance effect. In general, an MR head is more suitable for a high-density magnetic recording medium because it has higher sensitivity and higher reproduction output than an induction type magnetic head that performs recording and reproduction using electromagnetic induction.
[0059]
The MR head includes a substantially rectangular MR element portion sandwiched between a pair of magnetic shields made of a soft magnetic material such as Ni-Zn polycrystalline ferrite via an insulator. A pair of terminals is led out from both ends of the MR element, and a sense current can be supplied to the MR element via these terminals. When reproducing a signal from a magnetic recording medium using an MR head, the MR element is slid on the magnetic recording medium. In this state, a sense current is supplied to the MR element via terminals connected to both ends of the MR element, and a voltage change of the sense current is detected.
[0060]
When a sense current is supplied to the MR element while the MR element is slid on the magnetic recording medium, the magnetization direction of the MR element changes according to the magnetic field from the magnetic recording medium and is supplied to the MR element. The relative angle between the sense current and the magnetization direction changes. Then, the resistance changes depending on the relative angle between the magnetization direction of the MR element and the direction of the sense current.
[0061]
For this reason, by making the value of the sense current supplied to the MR element unit constant, a voltage change occurs in the sense current. Therefore, by detecting the voltage change of the sense current, the signal magnetic field from the magnetic recording medium is detected, and the signal recorded on the magnetic recording medium is reproduced. As the reproducing magnetic head, a giant magnetoresistive magnetic head (GMR head) is also applicable.
[0062]
As a method of applying a bias magnetic field to the MR element, in addition to a SAL (soft adjustable layer) bias method, for example, a permanent magnet bias method, a shunt current bias method, a self-bias method, an exchange bias method, a barber pole method, a split element method, and a servo method. Various methods such as a bias method can be applied. The giant magnetoresistance effect element and various bias methods are described in detail in Non-Patent Document 1, for example.
[0063]
Next, the effect of the shield layer in the magnetic recording medium of the present embodiment will be described in detail. As described above, the inventor of the present invention has found that when the magnetic layer is thinned for the purpose of making a magnetic recording medium suitable for the MR head, the amount of magnetization of the magnetic layer is significantly reduced by storage. FIG. 4 shows the relationship between the thickness of the Co magnetic layer and the magnetization deterioration rate. The magnetization deterioration rate was calculated by using the following equation (1) by measuring the saturation magnetization Ms0 before leaving the magnetic recording medium in a high temperature and high humidity environment and measuring the saturation magnetization Ms1 after leaving the magnetic recording medium.
Magnetization degradation rate (%) = ((Ms0−Ms1) / Ms0) × 100 (1)
[0064]
As shown in FIG. 4, when the thickness of the magnetic layer becomes thinner than about 50 nm, the rate of magnetization deterioration sharply increases. In practice, the above-mentioned magnetization deterioration rate is preferably within 10%, and when the thickness of the magnetic layer is 50 nm or less, the magnetization deterioration rate is not allowed. When a magnetic recording medium is used for a GMR head having higher reproduction sensitivity than an MR head, the magnetic layer is thinner than a magnetic recording medium for an MR head. In a magnetic recording medium for a GMR head, the thickness of the magnetic layer is, for example, 50 nm or less, and preferably about 30 nm.
[0065]
When the thickness of the magnetic layer is reduced to 100 nm or less, the reproducing sensitivity is insufficient with the conventional inductive head, so that it is necessary to use an MR head or a GMR head for reproducing. That is, such an increase in the magnetization deterioration rate causes a problem when the areal density of the recording / reproducing signal is increased and the MR head or the GMR head is used for the reproduction. Although such a phenomenon has not been reported so far, the following mechanism can be considered.
[0066]
The magnetic layer is formed, for example, by depositing a magnetic metal such as Co, and the lower and upper portions of the magnetic layer are oxidized below the stoichiometric composition due to the reaction with oxygen introduced at that time and the atmosphere during the manufacturing process. It is in a state. The oxidized region exists at the interface between the magnetic layer and the nonmagnetic support, at the interface between the magnetic layer and the protective layer, and at the interface between the magnetic layer and the magnetic layer.
[0067]
Under a high-temperature and high-humidity environment, diffusion of oxygen contained in the magnetic layer and penetration of oxygen and moisture from the external environment are promoted. Thereby, the oxidized region at each interface is enlarged, and the oxygen ratio is increased. The enlargement speed of the oxidized region is reduced when the oxidized region has a certain thickness. This is because, when the oxide film is thick, the number of blocked portions of the diffusion path of oxygen and moisture increases, and it becomes difficult for oxygen to enter the inside of the magnetic layer. When the thickness of the magnetic layer is 100 nm or more, the decrease in the amount of magnetization at the center in the thickness direction of the magnetic layer is small.
[0068]
However, when the thickness of the magnetic layer is 100 nm or less, the entire magnetic layer is oxidized because the oxidized region extending from the upper and lower layers reaches the central region of the layer. Further, since the reaction does not stop until the entire magnetic layer has a stoichiometric composition of oxygen and Co, the amount of magnetization decreases rapidly.
[0069]
The remarkable decrease in the amount of magnetization can also be explained for the stacked magnetic layers for the same reason. However, when the magnetic layers are stacked, oxygen present at the interface between the magnetic layers is also diffused, so that the total thickness of the stacked magnetic layers is the same as the magnetic layer thickness in the magnetic recording medium having a single magnetic layer. For example, the amount of reduction in the amount of magnetization is greater when the magnetic layers are stacked.
[0070]
For example, if the thickness of a single magnetic layer is 150 nm, the deterioration of the amount of magnetization is hardly a problem. The reduction in the amount of magnetization has a size that poses a practical problem. When the total thickness exceeds 150 nm, the recording density becomes small, and thus, for example, there is no practical use in a high recording density magnetic recording system using a GMR head. Therefore, in the present invention, the total thickness of the laminated magnetic layers is specified to be 150 nm or less.
[0071]
FIG. 5 shows the magnetization deterioration rate and the coercive force ratio when a Ti shield layer is provided at the interface between the nonmagnetic support and the Co magnetic layer. FIG. 6 shows the magnetization deterioration rate and the coercive force ratio when an Al shield layer is provided at the interface between the nonmagnetic support and the Co magnetic layer. The thickness of the magnetic layer was set to a thickness (25 nm) at which the magnetization deterioration was largest in FIG. The magnetization deterioration rate was calculated using the above equation (1). FIGS. 5A and 6A show the magnetization degradation rate when the shield layer is not provided. The coercive force ratio was calculated from the coercive force before storage using the following equation (2).
Coercivity ratio = (Coercivity of sample) / (Coercivity without shield layer) (2)
[0072]
As shown in FIGS. 5 and 6, the magnetization deterioration rate is reduced when the Ti or Al shield layer is provided with a thickness of 0.5 nm and is provided with a thickness of 1 nm as compared with the case where no shield layer is provided. Significantly reduced when When the shield layer has a thickness of 5 to 10 nm, the magnetization deterioration rate becomes minimum, and when the shield layer is larger than 10 nm, the magnetization deterioration rate increases.
[0073]
When the standard allowable range of the magnetization deterioration rate in the magnetic recording medium for the GMR head is within 10% for practical use, if the thickness of the Ti shield layer or the Al shield layer exceeds 30 nm, the magnetization deterioration rate becomes unacceptable. In the above-mentioned conventional Patent Documents 2 to 4, since the underlayer is not formed in such a thickness range, the effect of a Ti layer or Al layer having a thickness of 30 nm or less on magnetic properties, the thickness of the Ti layer or Al layer, The behavior of the magnetic properties according to this is not studied.
[0074]
Regarding the coercive force ratio, as shown in FIGS. 5 and 6, by providing a shield layer of Ti or Al with a thickness of 0.5 to 50 nm, the coercive force is slightly reduced as compared with the case without the shield layer. . The coercive force ratio becomes minimal when the thickness of the shield layer is about 5 nm, but the coercive force ratio at this time is 0.8 or more, which is within a practically acceptable range.
[0075]
As described above, by forming the Ti or Al shield layer to have a thickness of 1 to 30 nm so as to be in contact with the magnetic layer, it is possible to effectively suppress a decrease in the amount of magnetization due to storage. Further, it was confirmed that even when the shield layer made of an alloy containing Ti or Al was formed with the same thickness, the decrease in the amount of magnetization due to storage could be similarly suppressed.
[0076]
【Example】
Hereinafter, specific examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these examples.
(Example 1 and Comparative Example 1)
As a non-magnetic support, a polyethylene terephthalate (PET) film having a thickness of 6.3 μm and a width of 150 mm was prepared. First, an underlayer having a thickness of 5 nm was formed on the surface of the nonmagnetic support on which the magnetic layer was to be formed. The underlayer was prepared by stirring silica particles having a diameter of 10 nm into a water-soluble latex containing acrylic ester as a main component, and having a density of 1 × 10 7 Pieces / mm 2 It was formed by coating so as to have the same degree.
[0077]
Next, in Example 1, a shield layer was formed on the underlayer by a sputtering method. Comparative Example 1 is the same as Example 1 except that this shield layer was not formed. The magnetron sputtering apparatus shown in FIG. 2 was used for forming the shield layer. In Example 1, Ti was used for the target 29. In the magnetron sputtering apparatus 20 shown in FIG. -4 The pressure was reduced to Pa. Thereafter, the exhaust speed was reduced by reducing the angle of the valve 23 for exhausting to the vacuum pump 22 side from the fully opened state to 10 degrees, and Ar gas was introduced from the Ar gas introducing pipe 24 to set the degree of vacuum to 0.8 Pa.
[0078]
Next, the raw PET film on which the underlayer is formed is set on the supply roll 25, and the PET film (non-magnetic support) 1 is caused to run along the peripheral surface of the cooling can 26 cooled to -40 ° C. The winding roll 27 can be sequentially wound up. The target 29 was arranged at a position 45 mm away from the cooling can 26 so as to face the cooling can 26. A voltage of 2000 V was applied between the cooling can 26 and the electrode 28, and a state in which a current of 1.4 A flowed was maintained. As a result, a Ti layer serving as the shield layer 2a (see FIG. 1) was formed on the nonmagnetic support unwound from the PET film source.
[0079]
The thickness of the shield layer is controlled by adjusting the film forming speed in the magnetron sputtering apparatus 20 shown in FIG. The film forming speed depends on the feed speed of the non-magnetic support from the supply roll 25 to the take-up roll 27 and the deposition speed of the target material on the non-magnetic support. The deposition rate of the target material on the non-magnetic support depends on the voltage applied between the cooling can 26 and the electrode 28 and the distance between the cooling can 26 and the target 29. By adjusting these, in Example 1, a Ti layer having a thickness of 1 nm was formed as a shield layer between the nonmagnetic support and the magnetic layer.
[0080]
Next, a magnetic layer was formed using the vacuum evaporation apparatus 30 shown in FIG. Co was used as a raw metal magnetic material (evaporation source 33). 6.0 × 10 oxygen in the vacuum chamber 31 -4 m 3 The deposition source 33 was heated by irradiating an electron beam 39 from an electron gun 38 and a Co—CoO-based magnetic layer was formed by reactive vacuum deposition. At this time, the minimum incident angle of the Co-deposited particles was adjusted to 45 ° and the maximum incident angle to 90 ° by the shutter. The thickness of the magnetic layer is set according to the film forming speed. In Example 1, the thickness of the magnetic layer was 25 nm.
[0081]
Next, a protective film made of diamond-like carbon was formed on the magnetic layer. The protective film made of diamond-like carbon was formed to have a thickness of 10 nm by a plasma CVD method. Next, perfluoropolyether was applied to a thickness of 2 nm on the protective film made of diamond-like carbon to form a lubricating layer.
[0082]
Further, in order to obtain running durability, a backcoat paint was applied to the surface (rear surface) of the nonmagnetic support opposite to the magnetic layer side to form a backcoat layer having a thickness of 0.5 μm. The back coat paint was prepared using carbon particles having an average particle size of 20 nm as an inorganic pigment and using a urethane resin as a binder. An application device by a direct gravure method was used for application of the coating material for the back coat. Finally, the material was cut into a width of 8 mm to obtain a sample tape.
[0083]
The storage characteristics of the prepared sample tapes were evaluated using the following method. The storage characteristics were estimated from the magnetization deterioration rate of the magnetic layer after the storage test in which the sample tape was stored for 6 days in an environment at a temperature of 65 ° C. and a relative humidity of 90%. The magnetization deterioration rate was calculated using the following equation (3) by measuring Ms0 (saturated magnetization) before leaving and Ms1 after leaving. For the Ms measurement, a vibrating sample magnetometer (VSM) was used.
Magnetization deterioration rate (%) = ((Ms0−Ms1) / Ms0) × 100 (3)
[0084]
Table 1 shows the magnetization deterioration rates of Example 1. Tables 1 to 6 summarize the magnetization degradation rates of other examples and comparative examples. Since the magnetization deterioration rate is set to be practically 10% or less as a standard, those having a magnetization deterioration rate exceeding 10% were judged as NG.
[0085]
[Table 1]
Figure 2004355784
[0086]
(Examples 2 to 4 and Comparative Examples 2 and 3)
A sample tape was produced in the same manner as in Example 1, except that the thickness of the shield layer formed between the nonmagnetic support and the magnetic layer was changed as shown in Table 1. The magnetic layer is a single layer and has a thickness of 25 nm. In addition, the graph of FIG. 5 plots the magnetization deterioration rate and the coercive force ratio of the sample tapes of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 2 and 3.
[0087]
(Examples 5 to 8 and Comparative Examples 4 and 5)
A sample tape was produced in the same manner as in Example 1, except that the shield layer formed between the nonmagnetic support and the magnetic layer was changed to an Al layer having a thickness shown in Table 1. The magnetic layer is a single layer and has a thickness of 25 nm. The Al layer of the shield layer was formed by sputtering using an Al target. In addition, the graph of FIG. 6 plots the magnetization deterioration rate and the coercive force ratio of the sample tapes of Examples 5 to 8 and Comparative Examples 4 and 5.
[0088]
(Examples 9 to 12 and Comparative Examples 6 and 7)
A sample tape was prepared in the same manner as in Example 1 except that the shield layer was not formed between the nonmagnetic support and the magnetic layer, and the shield layer having the thickness shown in Table 1 was formed between the magnetic layer and the protective layer. did. The magnetic layer is a single layer and has a thickness of 25 nm. The shield layer was formed by the same method as in the case of forming the shield layer between the nonmagnetic support and the magnetic layer in Example 1.
[0089]
(Examples 13 to 16 and Comparative Examples 8 and 9)
Example 1 except that the shield layer was not formed between the nonmagnetic support and the magnetic layer, the shield layer having the thickness shown in Table 1 was formed between the magnetic layer and the protective layer, and the shield layer was an Al layer. A sample tape was prepared in the same manner as in Example 1. The magnetic layer is a single layer and has a thickness of 25 nm. The shield layer was formed in the same manner as in Example 1, except that the shield layer was formed between the nonmagnetic support and the magnetic layer.
[0090]
(Comparative Examples 10 to 13)
A sample tape was produced in the same manner as in Example 1 except that the shield layer was not formed and the thickness of the single magnetic layer was changed to the thickness shown in Table 2. For reference, Table 2 also shows Comparative Example 1 (see Table 1) in which the thickness of the magnetic layer was 25 nm.
[0091]
[Table 2]
Figure 2004355784
[0092]
(Examples 17 to 19)
A sample tape was prepared in the same manner as in Example 1 except that a 30-nm thick Ti layer was formed as a shield layer between the nonmagnetic support and the magnetic layer, and the thickness of the single magnetic layer was changed to the thickness shown in Table 2. Produced. For reference, Table 2 also shows Example 4 (see Table 1) in which the thickness of the magnetic layer was 25 nm.
[0093]
(Examples 20 to 23)
No shield layer was formed between the nonmagnetic support and the magnetic layer, a 30 nm thick Ti layer was formed as a shield layer between the magnetic layer and the protective layer, and the single magnetic layer was formed as shown in Table 2. A sample tape was produced in the same manner as in Example 1 except that the sample tape was changed to.
[0094]
(Examples 24 to 27)
A 30-nm thick Ti layer is formed as a shield layer between the nonmagnetic support and the magnetic layer, and a 30-nm thick Ti layer is formed as a shield layer between the magnetic layer and the protective layer. A sample tape was produced in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the magnetic layer was changed to the thickness shown in Table 2.
[0095]
(Examples 28 to 30 and Comparative Examples 14 to 16)
With two magnetic layers, the thickness of the upper magnetic layer and the thickness of the lower magnetic layer were set to the thickness shown in Table 3 so that the total thickness of the magnetic layers was 150 nm. Hereinafter, in Examples and Comparative Examples in which two magnetic layers were used, the upper magnetic layer was formed by the above-described method such that the inclination of the lower magnetic layer and that of the rhombic columnar structure were reversed. In Examples 28 to 30, a 5 nm-thick Ti layer was formed as a shield layer between the nonmagnetic support and the lower magnetic layer. In Comparative Examples 14 to 16, no shield layer was formed. Otherwise, a sample tape was produced in the same manner as in Example 1.
[0096]
[Table 3]
Figure 2004355784
[0097]
(Examples 31 to 33)
A sample tape was prepared in the same manner as in Examples 28 to 30, except that a shield layer was not formed between the nonmagnetic support and the lower magnetic layer, and a shield layer was formed between the lower magnetic layer and the upper magnetic layer. Produced. The shield layer is a 5 nm-thick Ti layer.
[0098]
(Examples 34 to 36)
A sample tape was prepared in the same manner as in Examples 28 to 30, except that a shield layer was not formed between the nonmagnetic support and the lower magnetic layer, and a shield layer was formed between the upper magnetic layer and the protective layer. . The shield layer is a 5 nm-thick Ti layer.
[0099]
(Examples 37 to 42 and Comparative Examples 17 and 18)
With two magnetic layers, the thickness of the upper magnetic layer and the thickness of the lower magnetic layer were set to the thickness shown in Table 4 so that the total laminated thickness of the magnetic layers became 100 nm. In Examples 37 to 42, a Ti layer having a thickness of 5 nm was formed as a shield layer at the positions shown in Table 4, respectively. In Comparative Examples 17 and 18, no shield layer was formed. Otherwise, a sample tape was produced in the same manner as in Example 1.
[0100]
[Table 4]
Figure 2004355784
[0101]
(Examples 43 to 48 and Comparative Examples 19 and 20)
With two magnetic layers, the thickness of the upper magnetic layer and the thickness of the lower magnetic layer were set to the thicknesses shown in Table 5 so that the total laminated thickness of the magnetic layers was 75 nm. In Examples 43 to 48, a Ti layer having a thickness of 5 nm was formed as a shield layer at the positions shown in Table 5, respectively. In Comparative Examples 19 and 20, no shield layer was formed. Otherwise, a sample tape was produced in the same manner as in Example 1.
[0102]
[Table 5]
Figure 2004355784
[0103]
(Example 49)
In Examples 49 to 52, as shown in Table 6, the number of magnetic layers was two, the thickness of the upper magnetic layer was 25 nm, and the thickness of the lower magnetic layer was 50 nm. A 5-nm-thick Ti layer was formed as a shield layer between the nonmagnetic support and the lower magnetic layer, and a 5-nm-thick Ti layer was formed between the lower magnetic layer and the upper magnetic layer as a shield layer. . Otherwise, a sample tape was produced in the same manner as in Example 1.
[0104]
[Table 6]
Figure 2004355784
[0105]
(Example 50)
With two magnetic layers, the thickness of the upper magnetic layer was set to 25 nm, and the thickness of the lower magnetic layer was set to 50 nm. A 5-nm-thick Ti layer was formed as a shield layer between the lower magnetic layer and the upper magnetic layer, and a 5-nm-thick Ti layer was formed as a shield layer between the upper magnetic layer and the protective layer. Otherwise, a sample tape was produced in the same manner as in Example 1.
[0106]
(Example 51)
With two magnetic layers, the thickness of the upper magnetic layer was set to 25 nm, and the thickness of the lower magnetic layer was set to 50 nm. A 5-nm-thick Ti layer was formed as a shield layer between the nonmagnetic support and the lower magnetic layer, and a 5-nm-thick Ti layer was formed between the upper magnetic layer and the protective layer as a shield layer. Otherwise, a sample tape was produced in the same manner as in Example 1.
[0107]
(Example 52)
With two magnetic layers, the thickness of the upper magnetic layer was set to 25 nm, and the thickness of the lower magnetic layer was set to 50 nm. The lower magnetic layer and the upper magnetic layer were formed in the same manner as the single magnetic layer of Example 1. Forming a 5-nm-thick Ti layer as a shield layer between the nonmagnetic support and the lower magnetic layer, and forming a 5-nm-thick Ti layer as a shield layer between the lower magnetic layer and the upper magnetic layer; A 5 nm-thick Ti layer was also formed as a shield layer between the upper magnetic layer and the protective layer. Otherwise, a sample tape was produced in the same manner as in Example 1.
[0108]
(Examples 53 to 56)
The magnetic layer was a single layer having a thickness of 25 nm, and as shown in Table 1, in Example 53, the Ti layer of Example 2 was changed to a Ti—W alloy layer. In Example 54, the Ti layer of Example 10 was changed to a Ti-W alloy layer. In Example 55, the Al layer of Example 6 was changed to an Al-Mg alloy layer. In Example 56, the Al layer of Example 14 was changed to an Al-Mg alloy layer.
[0109]
Table 1 shows the results of examining the effect of the film formation position, material, and thickness of the shield layer when the magnetic layer was a single layer having a thickness of 25 nm. In Comparative Example 1 having no shield layer, the magnetization deterioration rate was as large as 62%. In contrast, when the Ti or Al shield layer is formed with a thickness of 1 to 30 nm, the amount of magnetization deterioration is extremely small. When the thickness of the shield layer is less than 1 nm, the effect of suppressing the deterioration of magnetization is small.
[0110]
When the shield layer having a thickness of 50 nm is at the interface between the nonmagnetic support and the magnetic layer, the amount of magnetization deterioration exceeds 10% and becomes NG. This is presumably because the thicker the shield layer, the worse the surface smoothness is, which affects the magnetic layer and the protective layer, resulting in an increase in the number of defects in the protective layer.
[0111]
When a shield layer having a thickness of 50 nm is at the interface between the magnetic layer and the protective layer, the rate of magnetization deterioration is acceptable, but the spacing loss in recording / reproducing increases, and high recording density cannot be achieved. It is thought that there is no. Therefore, the thickness of the shield layer is specified to be 1 nm or more and 30 nm or less. Further, in Examples 53 to 56, the shield layer is an alloy using Ti or Al as a base material, but similarly exhibits the effect of suppressing the magnetization deterioration. It is clear that the same effect is obtained when other elements are included.
[0112]
Table 2 shows the results of examining the effect when the magnetic layer is a single layer and a 30-nm-thick Ti layer is formed as a shield layer. From this result, it can be seen that the thinner the magnetic layer, the larger the amount of magnetization deterioration, but the presence of the shield layer significantly reduces the amount of magnetization deterioration. When the thickness of the magnetic layer is 125 nm, the magnetization deterioration rate is 10% or less even without the shield layer (Comparative Example 10). Therefore, in the present invention, the thickness of the single magnetic layer is specified to be 100 nm or less, but it is apparent that the magnetization degradation rate can be reduced by providing the shield layer even when the thickness is more than 100 nm.
[0113]
Tables 3 to 5 show the results obtained by examining the effects when a magnetic layer is laminated, the total thickness is 150 nm or less, and a 3 nm-thick Ti layer is formed as a shield layer. From the comparative examples in each table, as in the case where the magnetic layer is a single layer, the amount of magnetization deterioration tends to increase as the total thickness of the magnetic layer decreases, and the amount of magnetization deterioration significantly decreases in a sample having a shield layer. You can see that. In addition, from Table 3 when the total thickness of the magnetic layer is 150 nm and Table 4 when the total thickness of the magnetic layer is 100 nm, the shield is independent of the total thickness of the magnetic layer and the ratio between the upper and lower layers of the magnetic layer. It can be seen that when there is a layer, the magnetization deterioration rate can be made very small.
[0114]
It is obvious that the same effect is obtained even when the total thickness of the magnetic layer is 150 nm or more. However, if the total thickness exceeds 150 nm, for example, in a high-density magnetic recording system using a GMR head, the head is saturated, so There is no sex. Therefore, in the present invention, the total thickness of the laminated magnetic layers is specified to be 150 nm or less.
[0115]
Tables 5 and 6 show the results of examining the effect when a magnetic layer is stacked, the total thickness is 75 nm, and a 3 nm-thick Ti layer is formed as a shield layer. In this experiment, all combinations of the deposition positions of the shield layer were examined. As a result, it was found that if the shield layer was at least one interface, the magnetization deterioration rate could be made very small, and if the shield layer was increased, the magnetization deterioration amount could be made smaller.
[0116]
According to the magnetic recording medium of the embodiment of the present invention, oxygen that diffuses and permeates each layer from the nonmagnetic support side can be shielded at each interface, and storage characteristics under a high-temperature and high-humidity environment are significantly improved. In addition, by forming a shield layer at the interface between the magnetic layer and the protective layer, it is possible to shield oxygen that penetrates the protective layer and diffuses into the magnetic layer, and more effectively suppresses magnetization deterioration of the magnetic layer from the protective layer side. it can. The magnetic recording medium according to the embodiment of the present invention has excellent storage characteristics and enables high-density recording, and is therefore particularly suitable for data storage applications. Further, since the magnetic layer can be made thin, it is suitable for a recording / reproducing system using a high-sensitivity MR head.
[0117]
When a plurality of magnetic layers are stacked, magnetization deterioration is more likely to be more remarkable than when a single magnetic layer is formed. However, by providing at least one shield layer in contact with the magnetic layer, the magnetization can be reduced. Deterioration is effectively prevented. For example, a magnetic recording medium suitable for a linear recording / reproducing system in which two magnetic layers having different growth directions of an oblique columnar structure are stacked to reduce a difference in recording / reproducing characteristics in both directions of tape running. In addition, magnetization deterioration due to storage can be prevented.
[0118]
The present invention is not limited to the description of the above embodiment. For example, the shield layer material may be an alloy other than a Ti-W alloy or an Al-Mg alloy. Further, a magnetic recording medium suitable for the helical scan system may be provided with the above-described shield layer in which two magnetic layers having the same growth direction of the rhombic columnar structure are laminated. In addition, various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
[0119]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to obtain a magnetic recording medium which is excellent in storability, enables high-density magnetic recording, and is suitable for a recording / reproducing system using an MR head and a linear system.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a magnetic recording medium of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view of a sputtering apparatus used for forming a shield layer of the magnetic recording medium of the present invention.
FIG. 3 is a schematic view of a vacuum evaporation apparatus used for forming a magnetic layer of the magnetic recording medium of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a thickness of a magnetic layer and a magnetization deterioration rate.
FIG. 5 is a diagram showing changes in the magnetization deterioration rate and the coercive force depending on the thickness of the Ti shield layer.
FIG. 6 is a diagram showing changes in the magnetization deterioration rate and the coercive force depending on the thickness of the Al shield layer.
FIG. 7 is a sectional view of a conventional vapor deposition tape.
FIG. 8 is a cross-sectional view of a conventional vapor deposition tape.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Nonmagnetic support, 2a, 2b, 2c ... Shield layer, 3 ... Magnetic layer, 3a ... Lower magnetic thin film, 3b ... Upper magnetic thin film, 4 ... Protective layer, 5 ... Lubricant layer, 6 ... Back coat layer, DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Magnetic recording medium, 20 ... Magnetron sputtering apparatus, 21 ... Chamber, 22 ... Vacuum pump, 23 ... Valve, 24 ... Ar gas introduction pipe, 25 ... Supply roll, 26 ... Cooling can, 27 ... Take-up roll, 28 ... Electrode, 29 target, 30 vacuum deposition device, 31 vacuum chamber, 32 cooling can, 33 deposition source, 34 supply roll, 35 take-up roll, 36, 37 guide roller, 38 electron gun, 39: electron beam, 40: first shutter, 41: second shutter, 101: non-magnetic support, 102: magnetic layer, 102a, 102b: oblique deposition film.

Claims (4)

非磁性支持体と、
前記非磁性支持体の一方の面側に真空薄膜形成技術によって形成され、1層当たりの厚さが100nm以下である少なくとも1層の磁性層と、
少なくとも1層の前記磁性層の一方または両方の面に形成された、アルミニウムとチタンの少なくとも一方を含む金属または合金であり、厚さが1nm以上30nm以下である少なくとも1層のシールド層とを有する
磁気記録媒体。
A non-magnetic support,
At least one magnetic layer formed on one surface side of the nonmagnetic support by a vacuum thin film forming technique and having a thickness of 100 nm or less per layer;
A metal or alloy containing at least one of aluminum and titanium formed on one or both surfaces of at least one magnetic layer, and at least one shield layer having a thickness of 1 nm or more and 30 nm or less. Magnetic recording medium.
複数の前記磁性層を有し、複数の前記磁性層の総厚は150nm以下である
請求項1記載の磁気記録媒体。
2. The magnetic recording medium according to claim 1, comprising a plurality of the magnetic layers, wherein a total thickness of the plurality of the magnetic layers is 150 nm or less.
前記磁性層は斜方柱状構造を有する
請求項1記載の磁気記録媒体。
2. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the magnetic layer has an oblique columnar structure.
最上層の前記磁性層上に保護層を有する
請求項1記載の磁気記録媒体。
2. The magnetic recording medium according to claim 1, further comprising a protective layer on the uppermost magnetic layer.
JP2003155692A 2003-05-30 2003-05-30 Magnetic recording media Pending JP2004355784A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014002806A (en) * 2012-06-15 2014-01-09 Fuji Electric Co Ltd Magnetic recording medium and method of manufacturing the same

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