JP2990682B2 - 磁気記録媒体 - Google Patents

磁気記録媒体

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JP2990682B2
JP2990682B2 JP4222323A JP22232392A JP2990682B2 JP 2990682 B2 JP2990682 B2 JP 2990682B2 JP 4222323 A JP4222323 A JP 4222323A JP 22232392 A JP22232392 A JP 22232392A JP 2990682 B2 JP2990682 B2 JP 2990682B2
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    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/62Record carriers characterised by the selection of the material
    • G11B5/72Protective coatings, e.g. anti-static or antifriction
    • G11B5/725Protective coatings, e.g. anti-static or antifriction containing a lubricant, e.g. organic compounds
    • G11B5/7253Fluorocarbon lubricant
    • G11B5/7257Perfluoropolyether lubricant
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10S428/90Magnetic feature

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  • Magnetic Record Carriers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は磁性層上に有機フッ素化
合物を含有する潤滑層を有する磁気記録媒体に関し、と
くに強磁性金属薄膜からなる磁性層の潤滑性および防錆
性を高めた磁気記録媒体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】磁気テープ、フロッピーディスク等の磁
気記録媒体の潤滑剤を磁性層表面に塗布することによっ
て、磁気記録媒体とヘッドとの間の潤滑性および走行耐
久性を改善するために使用している。とくに、磁気記録
媒体では記録の高密度化により磁性層表面はより平滑に
なり、また磁気記録媒体はさまざまな環境で使用され、
かつ記録された情報は数年から数十年にわたって保存さ
れる。そのため多様な環境下での走行耐久性および保存
安定性が要求されており、従来の潤滑剤では十分な効果
を発揮し得なくなっている。さらに、カムコーダすなわ
ちカメラ一体型ビデオテープレコーダや小型のビデオテ
ープレコーダは、外部で使用されることが多く、磁気記
録媒体には幅広い環境条件での使用に耐える潤滑性能が
必要とされている。
【0003】また、薄膜金属型磁性層は高密度記録に有
利であり、今後のハイビジョン化、デジタル化等の磁気
記録密度向上のために薄膜金属型が期待されているが、
記録層の金属がごく薄い酸化層でのみ保護されているの
で、薄膜金属型磁気記録媒体にあっては、保存性の大幅
な向上が可能な潤滑剤の提供が求められている。
【0004】このような金属薄膜型磁気記録媒体にあっ
ては、有機フッ素化合物を潤滑剤とすることが有効であ
ることが知られている。パーフルオロアルキル基を含む
有機フッ素化合物は、疎水性であると同時に疎油性の性
質も有しており、水および油中においても界面活性剤と
しての性質を発揮することはよく知られている。また、
表面エネルギーを低下させる特性も有しており、これら
の性質を利用して有機フッ素化合物を塗布して材料の滑
り性や潤滑性を改善することが行われている。
【0005】例えば極性基としてスルホン酸金属塩、連
結基にエステル基、分子末端は2個のフッ素置換アルキ
ル基を有する化合物を磁性粉末を分散した塗料液中に混
合して塗布することが特開昭58−100228号公報
に記載されているが、極性基としてスルホン酸金属塩等
を含んでおり、これらの極性基は極性が大きく酸として
の性質を強く有しているので、金属薄膜や高密度記録の
ために使用される薄膜ヘッドを腐食する等の問題があ
り、またパーフルオロアルキル基の分子鎖の鎖長が短い
ので、強磁性金属薄膜型の磁気記録媒体の保護層として
場合には十分な摩擦係数の低下を期待することはできな
い。さらに、非フッ素系の有機溶剤への溶解性が劣り、
保護層を形成する場合には、フッ素系の有機溶剤を使用
しなければならず、環境問題を引き起こす。また、潤滑
剤そのものが加水分解を受け易く長期間の保存には耐え
ないものである。
【0006】特開昭61−253634号には、(Cn
2n+1m O)k =O(OX)3-kで表される潤滑剤が
記載されており、連結基は燐酸エステル、フッ素鎖の連
結には、アルキレン基、アルキレンオキサイド、スルホ
ンアミド、を開示しているが、非フッ素系溶剤には溶解
しないという問題がある。特公平3−19602号、特
開昭54−79366号には、−SO3 Na、−SO3
K、−SO3 H、−COOH等を有するフッ素系炭化水
素化合物からなる潤滑剤について記載されており、C8
17SO2 F、パーフルオロアルキルポリオキシエチレ
ンの末端OH、SO3 H、Rf CONH(CH2 3
末端ベタイン構造などが具体的に示されているが、μ
値、スチル耐久性、保存性のいずれもが不十分で、炭化
水素系溶剤には溶解しないものである。特開平3−24
1524号、特開昭62−92227号には、パーフル
オロアルキル基と脂肪族アルキル基を有する化合物を強
磁性金属薄膜上へ塗布することが記載されているが、こ
れらのものはアルキル基の導入によって、イソプロパノ
ールによる塗布が可能となったが、μ値、スチル耐久
性、保存性が不十分であった。
【0007】また、パーフルオロアルキル基−アルキル
基−極性基の単分子層を強磁性金属薄膜上に形成するこ
とが特開昭64−72313号に記載されているが、ラ
ングミュアブロージェット(LB)膜による単分子膜の
生成は生産性が悪い。さらに、μ値、スチル耐久性、保
存性が劣っている。上記潤滑剤を磁気記録層に塗布する
ことの他に、例えばパーフルオロアルキルポリエーテル
およびその誘導体(特開昭60−61918号、特開昭
61−107528号、米国特許第3778308号、
特公昭60−10368号、米国特許第4897211
号等)を使用することが記載されているが、これらのフ
ッ素系有機化合物の潤滑剤は、テープが摺動する相手部
材との低速の摩擦係数は高く不十分でありかつ保存性に
ついても亜硫酸ガス等の酸性ガス腐食については磁性層
離脱を起こし、実用に耐え得る磁気記録媒体とはなり得
ない。また脂肪酸および脂肪酸エステル等(特公昭28
−28367号、特公昭51−39081号、特公昭5
1−30981号、特開昭56−80828号、特開昭
61−24017号)は、磁気ヘッドとの高速摩擦が高
く不十分であり、かつ亜硫酸ガス等の酸性ガス腐食につ
いても不十分である。
【0008】また上記の潤滑剤の多くは、アセトン、メ
チルエチルケトン、酢酸エチル、アルコール類、トルエ
ン等の通常の炭化水素系の有機溶剤には溶解せず、塗布
に当たってはフッ素系の有機溶剤を使用する必要があっ
た。ところが、フッ素系有機溶剤は高価であり、オゾン
層破壊の問題を起こしたり、作業環境の悪化をおこした
りして極めて生産適性のないものである。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、一般の炭化
水素系有機溶剤に溶解し、フッ素系有機溶剤を使用する
必要がないフッ素系有機化合物からなる潤滑剤を提供す
ることを目的とし、また蒸着、スパッタリング等によっ
て記録密度を飛躍的に向上させることができる金属薄膜
からなる磁気記録媒体に走行性、耐久性、保存性を付与
した磁気記録媒体を提供するものである。さらに、屋外
での使用環境においても十分な走行性と耐久性を有する
磁気記録媒体を提供することを目的とし、薄膜ヘッド等
の高密度記録用磁気ヘッドを腐食することがない磁気記
録媒体を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、非磁性支持体
上の少なくとも一方の面に強磁性金属薄膜からなる磁性
層を有する磁気記録媒体において、下記の一般式(3)
ないし(5)で表されるフッ素系化合物のうちの少なく
とも1種の含有層を磁性層上に形成した磁気記録媒体で
ある。
【0011】
【化3】
【0012】ただし、Rf は、一般式(1)または
(2)で表されるパーフルオロアルキル基であり、nは
2〜10、mは1〜18、n+mは6〜26の整数であ
る。Yは2価の連結基、Xは、−OH、−COOM、−
SO3M、−O(CH2bSO3M、−PO32 、−O
PO3 、Mは水素原子、アルカリ金属、アンモニウム、
bは0〜4の整数である。R1 、R2 、R3 は、下記の
ものを示し、kは0から2の整数を表すが、同一分子中
での、Rf 、X、Y、R1 、R2 、kは同一でなくても
よい。
【0013】
【化3】
【0014】
【0015】
【0016】さらに、一般式(3)〜(5)に記載のフ
ッ素系化合物において、同一の分子中のRf 、Yは、長
さが同じである方が、磁性層表面に配位したときの規則
性に優れ、配向性が良くなり潤滑性が向上するので好ま
しい。また、R1 、R2 およびR3 は、それぞれ化学的
に安定なものが好ましく、炭化水素基であることが好ま
しい。kが3以上になると、極性基Xとパーフルオロア
ルキル分子鎖の間が大きく開いてしまうために、Rf
配向性が低下するので好ましくない。一般式(1)ない
し(2)に記載のパーフルオロアルキル基において、m
が大きい場合も小さい場合もいずれの場合も、有機溶剤
に対する溶解性が低下するので、mは1〜18の範囲で
あることが好ましい。2価の連結基であるYには、アミ
ド、エステル、チオール、エーテル、スルホキシド、ス
ルホンが好ましい。とくに、好ましくはnは4〜8、m
は2〜11、n+mは8〜19 Yは−OCO−、−COO−、 Xは−OH、−O(CH2 b SO3 M、−PO3 2 Mは水素原子、ナトリウム、カリウム、アンモニウム、 bは0〜4の整数であり、 kは0から2の整数であり、 R1 、R2 、R3は、下記のものである。
【0017】
【化4】
【0018】本発明の磁気記録媒体に、保護層を形成す
るフッ素系化合物の合成は、公知の反応によって製造す
ることができる。例えばイタコン酸とパーフルオロアル
キルエチルアルコールとの反応生成物にNaHSO3
付加する方法、マレイン酸無水物とパーフルオロアルキ
ルブチルエルコールとの反応生成物にNaHSO3 を付
加する方法、酒石酸とパーフルオロアルキルブチルエル
コールとの反応、クエン酸とパーフルオロアルキルペン
チルエルコールとの反応、更に得られた複数のパーフル
オロアルキル鎖を有するこれらの化合物にブタンサルト
ンを反応させてをスルホン酸に変性する方法なども適用
することができる。
【0019】本発明の磁気記録媒体において、上記フッ
素系化合物を含有する層を磁性層上への形成は、炭化水
素系溶剤に溶解して塗布することによって行うことがで
きる。この利点は、本発明におけるフッ素系化合物がパ
ーフルオロアルキル基中に炭化水素基を含有するという
構造的特徴に由来するものであるが、炭化水素系溶剤と
しては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブ
チルケトン、シクロヘキサノン、メタノール、エタノー
ル、イソプロパノール等を用いることができる。特に、
溶解力、工程の安全性という見地からは、メチルエチル
ケトン、メチルイソメチルケトン、シクロヘキサノン、
イソプロパノールが望ましい。
【0020】本発明における強磁性金属薄膜の材料とし
ては鉄、コバルト、ニッケルその他の強磁性金属あるい
はFe−Co、Fe−Ni、Fe−Rh、Co−P、C
o−B、Co−Y、Co−La、Co−Ce、Co−P
t、Co−Sm、Co−Mn、Co−Cr、Fe−Co
−Ni、Co−Ni−P、Co−Ni−B、Co−Ni
−Ag、Co−Ni−Nd、Co−Ni−Ce、Co−
Ni−Zn、Co−Ni−Cu、Co−Ni−W、Co
−Ni−Re等の強磁性合金を蒸着の方法により形成せ
しめたもので、その膜厚は0.02〜2μmの範囲のも
のが望ましい。上記の強磁性金属薄膜は他に、酸素、窒
素、クロム、ガリウム、砒素、ストロンチウム、ジルコ
ニウム、ニオブ、モリブデン、ロジウム、パラジウム、
スズ、アンチモン、テルル、プロメチウム、レニウム、
オスミウム、イリジウム、金、水銀、鉛、マグネシウ
ム、ビスマス等を含んでいても良い。
【0021】本発明に用いられる非磁性支持体としては
ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリアミ
ド、ポリ塩化ビニル、三酢酸セルロース、ポリカーボネ
ート、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニレンサル
ファイドのようなプラスチックス、アルミニウム、チタ
ン、ステンレス鋼、ガラス等が使用することができる。
【0022】走行耐久性を向上させるために、強磁性金
属薄膜を形成する前に非磁性支持体表面に微小突起を設
けておくことが結果的に磁性層表面に適度な凹凸を設け
ることになり効果的である。非磁性支持体表面の微小突
起の存在密度は2×106 〜2×108 個であり、突起
の高さは1〜50nmのものが好ましい。また、非磁性
支持体の厚みは用途によって相違するが3〜50μmの
ものが一般的である。また、強磁性金属薄膜の密着性を
高めるために非磁性基体と強磁性金属薄膜との間に中間
層を設けても良い。さらに、本発明の磁気記録媒体の走
行性を高めるために、非磁性支持体の磁気記録層が形成
された面とは反対の面にカーボンブラック等の微粉末と
結合剤樹脂とを主体とする塗膜よりなるバックコート層
を設けることもできる。
【0023】また、本発明の磁気記録媒体は、磁性層と
しては、磁性粉末を結合剤中に分散して支持体上に塗布
したもの、支持体上に形成した強磁性金属薄膜のいずれ
のものにも適用することができるが、鉄、ニッケル、コ
バルト等の金属もしくはその合金からなる強磁性金属薄
膜からなる磁性層で形成された磁気記録媒体に好適であ
る。
【0024】とくに、支持体には、厚さ5μm〜15μ
mのPET、PEN、ポリアミド、ポリイミド樹脂等の
フィルムが好ましく、磁性層厚みは、0.1〜0.3μ
mであることが好ましい。また、磁性層は、コバルトが
80重量%以上で他にニッケル、クロム等を含有する単
層、平行型多層、非平行型多層のものがとくに好まし
く、磁性層形成手段は蒸着、スパッタリング等の手段を
適用することができるが、酸素存在下で蒸着法により形
成した磁性層が特に好ましい。
【0025】金属薄膜磁性層にプラズマCVD等による
カーボン膜(ガスとしてはCH4 、C2 6 、C
3 8 、C4 10等のアルカン、CH2 =CH2 、CH
3 CH=CH2 等のアルケン、CH≡CH等のアルキン
等をはじめ気化性の化合物)を付与した薄膜金属記録媒
体上に塗布等によって本発明の潤滑剤を付与することが
できる。
【0026】さらに、本発明のフッ素系化合物含有層
は、防錆性が優れているが、さらに、テトラザインデン
環化合物及び/又はチオウラシル環化合物からなる防錆
剤を含有することによって磁気記録媒体としての特性を
高めることができる。
【0027】このような目的で使用可能なテトラザイン
デン環化合物には、下記に示すものが挙げられる。
【0028】
【化5】
【0029】ここで、Rには、アルキル基、アルコキシ
基、アルキルアミド基から選ばれる炭化水素基である。
とくに好ましくは、炭素数3以上26以下であり、アル
コキシの場合にはROCOCH2 −のRは、C3
7 −、C6 13−、フェニル、またアルキル基の場合に
は、C6 13−、C9 19−、C1735−が挙げられ、
アルキルアミドの場合にはRNHCOCH2 −のRはフ
ェニル、C3 7 −が挙げられる。また、チオウラシル
環化合物には、下記に示すものが挙げられる。
【0030】
【化6】
【0031】ただし、Rは炭素、水素以外の置換基を含
んでも良い炭化水素基である。ここで、Rは炭素数が3
以上である炭化水素基である。
【0032】潤滑剤と防錆剤を混合して同時に塗布して
も良いが、防錆剤を先に塗布した後に、潤滑剤を塗布す
る方法が効果的である。塗布の方法は有機溶剤に溶解し
てコイルバー等通常の塗布方式で塗布することができ
る。防錆剤の塗布量は0.1〜5.0mg/m2 潤滑剤
は1.0〜50mg/m2が好ましい。特に好ましくは
防錆剤0.3〜3mg/m2 潤滑剤3〜30mg/
2 。また、本発明の有機フッ素化合物からなる潤滑剤
に他の潤滑剤を併用しても良い。例えば下記で示される
パーフロオロポリエーテル CF3 −(CFRfCF2 −O)−nCF2 CF3
るいはこの末端がOH、COOH等で変性されている物
が用いられる。ここでRfはCF3 、Fであり、分子量
は1000〜20000、好ましくは2500〜100
00のものが挙げられる。具体的にはデュポン社製 K
RYTOXK143AZ、同K157FSL、モンテフ
ルオス社製 FOMBLIN AM2001、ダイキン
工業製DEMNUMSYなどである。
【0033】
【作用】本発明は、非磁性支持体上の少なくとも一方の
面に強磁性金属薄膜からなる磁性層を有する磁気記録媒
体において、パーフルオロアルキル基を少なくとも2個
と−OH、−COOM、−SO3 M、−OSO3 M、−
PO3 2 、−OPO32 (Mは水素原子、アルカリ
金属、アンモニウム)の群から選ばれた1個以上の極性
基を有するフッ素系化合物のうちの少なくとも1種の含
有層を磁性層上に形成した磁気記録媒体であり、フッ素
系化合物が一般的な炭化水素系の有機溶剤に溶解するの
で、磁性層上への塗布膜の形成が容易であり、また磁性
層表面に吸着したフッ素系化合物のパーフルオロアルキ
ル基が保護層として表面に配向し、優れた潤滑性を与え
るとともに、防錆剤を併用することによってとくに大き
な効果が得られる。
【0034】
【実施例】以下に本発明の実施例を示し、本発明をさら
に詳細に説明する。 実施例および比較例 10μm厚のポリエチレンテレフタレート上にコバルト
−ニッケル磁性膜(膜厚150nm)を斜め蒸着し、強
磁性金属薄膜層を設けた。蒸発源としては電子ビーム蒸
発源を使用し、これにコバルト−ニッケル合金(Co:
80重量% Ni:20重量%)をチャージし真空度
6.7×10-3N/m2 中にて酸素ガスを導入しつつ入
射角が50度となるよう斜め蒸着を行った。得られた強
磁性金属薄膜上に、表1および表2記載のフッ素系化合
物および防錆剤の溶液をコイルバーで塗布した。支持体
にはバック層を設け、8mm幅にスリットして磁気テー
プを作成した。
【0035】得られた磁気テープは以下の方法によって
評価し、その結果を表1および2に示す。 〔評価方法〕 摩擦係数の測定 得られた磁気テープとステンレスポールとを30gの張
力(T1 )で巻き付け角180°で接触させた、磁気テ
ープを3.3cm/秒の速度で走行させるのに必要な張
力(T2 )を測定した。下記計算式により磁気テープ
の、摩擦係数μをもとめた。 μ=1/π・ln(T2 /T1 ) 摩擦係数は、A)そのままのもの(保存前)と B)6
0℃ 90%RHの環境に7日間保存したものを それ
ぞれ23℃ 70%RHで測定した。
【0036】スチル耐久性の測定 スチル耐久性は、8mmVTR(富士写真フィルム
(株)製 FUJIX−8M6型)を使用してスチル制
限機構を動作させないでスチル状態で画像を再生し、画
像が出なくなるまでの時間を測定して評価した。スチル
耐久性は、A)そのままのもの(保存前)と B)60
℃ 90%RHの環境に7日間保存したものを 5℃
10%RHで測定した。
【0037】耐候性の評価 下記環境に保存し、保存後の磁性層表面を目視および光
学顕微鏡で観察した。 Cl2 :10ppb,NO2 :200ppb,H2 S:
10ppb 上記3種混合ガスの流量:1000リットル/H 温湿度:60℃ 90%RH 保存日数:10日間 評価基準 ○‥磁性層表面を200倍の光学顕微鏡で観
察したとき腐食がまったく見られない △‥同上で腐食が見られるが、肉眼観察で磁性層表面の
金属光沢が認められる X‥肉眼で観察したとき磁性層表面に金属光沢がない
【0038】
【表1】
【0039】
【表2】
【0040】
【発明の効果】従来の潤滑剤では得られなかった高度な
保存性、走行性、耐久性を合わせ持つ保護層が得られ、
高密度磁気記録媒体を実現した。これは本発明に開示し
た特定構造の潤滑剤は磁性層表面へ吸着し、複数のパー
フルオロアルキル鎖の持つ撥水・撥油性が保護層として
エネルギーを低下させ良好な潤滑剤を付与したものであ
る。特にパーフルオロアルキル鎖と炭化水素部分を1個
の分子内に併せ持つことにより炭化水素系の有機溶剤へ
の溶解性が向上し、炭化水素系の有機溶剤での保護層形
成が可能となった。また潤滑性を発現するパーフロロア
ルキル鎖と磁性層への吸着性を発現する極性基の比率
が、従来の化合物は1であったのに対し本発明は2以上
であり、1個の吸着基で2以上の潤滑性を示しきわめて
高い潤滑性を示した。これは一般式(4)の化合物の場
合も同様である。一般式(4)の化合物では吸着基は分
子内に2個あり、2本の潤滑性を示す基があるが吸着基
間が近いため実質1個の吸着基として作用するものとみ
られる。さらに薄膜金属型磁気記録媒体では防錆剤との
併用によりさらに高い保存性を実現するが、これは潤滑
剤の炭化水素部分と防錆剤との相互間で親和性を持つこ
とにより、磁性層の錆の活性点を保護している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI // C10N 40:18 (56)参考文献 特開 平4−38619(JP,A) 特開 平3−171417(JP,A) 特開 昭61−253634(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G11B 5/72 G11B 5/71 C10M 105/54 C10M 105/72 C10M 105/74 C10N 40:18

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非磁性支持体上の少なくとも一方の面に
    強磁性金属薄膜からなる磁性層を有する磁気記録媒体に
    おいて、下記の一般式(3)ないし(5)で表されるフ
    ッ素系化合物のうちの少なくとも1種の含有層を磁性層
    上に形成したことを特徴とする磁気記録媒体。 【化1】 ただし、Rf は、一般式(1)または(2)で表される
    パーフルオロアルキル基であり、nは2〜10、mは1
    〜18、n+mは6〜26の整数である。Yは2価の連
    結基、Xは、−OH、−COOM、−SO3 M、−O
    (CH2bSO3M、−PO32 、−OPO3 、Mは水
    素原子、アルカリ金属、アンモニウム、bは0〜4の整
    数である。R1 、R2 、R3は、下記のものを示し、k
    は0から2の整数を表すが、同一分子中での、Rf
    X、Y、R1 、R2 、kは同一でなくてもよい。 【化2】
  2. 【請求項2】 磁性層上に形成したフッ素化合物含有層
    が防錆剤を含有することを特徴とする請求項1記載の磁
    気記録媒体。
JP4222323A 1992-08-21 1992-08-21 磁気記録媒体 Expired - Fee Related JP2990682B2 (ja)

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