JP3336768B2 - 磁気記録媒体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気テープ、磁気ディ
スク等の磁気記録媒体に関するものであり、特に潤滑剤
の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、強磁性金属材料を、蒸着等の
手法により非磁性支持体上に被着し、これを磁性層とし
た，いわゆる金属薄膜型の磁気記録媒体や、非常に微細
な磁性粒子と樹脂結合剤とを含む磁性塗料を非磁性支持
体上に塗布し、これを磁性層とした，いわゆる塗布型の
磁気記録媒体では、磁性層表面の平滑性が極めて良好で
ある。このため、磁気ヘッドやガイドローラ等の摺動部
材に対する実質的な接触面積が大きく、摩擦係数が大き
くなる。これにより、これら摺動部材と凝着現象（いわ
ゆる張り付き）を起こし易く、走行性や耐久性に欠ける
等問題が多い。

【０００３】そこで、これら問題点を改善するために各
種潤滑剤を使用することが検討されており、例えば高級
脂肪酸やそのエステル等を磁性層に内添したりあるいは
トップコートすることで摩擦係数を抑える試みがなされ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、磁気記録媒
体に使用される潤滑剤には、その性質上非常に厳しい特
性が要求される。すなわち、（１）寒冷地での使用に際
して所定の潤滑効果が確保されるように、低温特性に優
れること、（２）磁気ヘッドとのスペーシングが問題と
なるので極めて薄く塗布できることと、その場合にも十
分な潤滑特性が発揮されること、（３）長時間、あるい
は長期間の使用に耐え、潤滑効果が持続すること、等が
要求される。

【０００５】ところが、これまで潤滑剤として使用され
ている高級脂肪酸やそのエステル等は、潤滑性能が不十
分であり、例えば媒体のシャトル走行試験では再生出力
が早期に減衰してしまう。また、使用環境が高温多湿や
低温であったりすると、潤滑性能が損なわれ、媒体の走
行性，耐摩耗性，耐久性を改善することができない。

【０００６】そこで、本発明はこのような従来の実情に
鑑みて提案されたものであり、各種使用条件下において
優れた潤滑性が保たれるとともに、その潤滑性が長時間
にわたり持続される潤滑剤を獲得し、走行性，耐摩耗
性，耐久性等に優れた磁気記録媒体を提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等が上述の目的
を達成せんものと鋭意研究を重ねた結果、磁性層上にカ
ーボン保護膜を形成し、このカーボン保護膜上に長鎖炭
化水素基に２つの三重結合を有する長鎖炭化水素脂肪酸
を保持させることにより、媒体の走行性，耐摩耗性，耐
久性が大幅に改善されるとの知見を得るに至った。

【０００８】本発明の磁気記録媒体は、このような知見
に基づいて提案されたものであって、非磁性支持体上
に、少なくとも磁性層、カーボン保護膜が形成されてな
り、上記カーボン保護膜上に、潤滑剤として、長鎖炭化
水素基に２つの三重結合を有する長鎖炭化水素脂肪酸が
保持されていることを特徴とするものである。

【０００９】本発明の磁気記録媒体は、非磁性支持体上
に、磁性層、カーボン保護膜が形成され、さらに前記カ
ーボン保護膜上に、潤滑剤として長鎖炭化水素基に２つ
の三重結合を有する長鎖炭化水素脂肪酸が保持される。
この長鎖炭化水素脂肪酸は、例えば化２で表されるもの
である。

【００１０】

【化２】

【００１１】この長鎖炭化水素基に２つの三重結合を有
する長鎖炭化水素脂肪酸は、以下のメカニズムによって
媒体の走行性，耐摩耗性，耐久性を改善する。

【００１２】すなわち、長鎖炭化水素基に２つの三重結
合を有する長鎖炭化水素脂肪酸は、カーボン保護膜上に
塗布すると、その極性基部であるカルボン酸がカーボン
保護膜に吸着する。そして疎水基部である長鎖炭化水素
基間の凝着力によって潤滑剤膜を形成する。

【００１３】ここで、長鎖炭化水素基に三重結合を２つ
有する長鎖炭化水素脂肪酸は、一般に光（紫外線）また
は熱により重合し、ポリジアセチレン化合物になること
が知られている。

【００１４】この長鎖炭化水素脂肪酸がカーボン保護膜
上に潤滑剤膜として保持されている場合、媒体を走行さ
せたときの摩擦によって発生すると予想される光または
熱によって重合が起こると考えられる。その重合反応式
を化３に示す。

【００１５】

【化３】

【００１６】そのような重合が起こった結果、カーボン
保護膜表面には、ポリジアセチレン化合物の、非常に薄
い単分子膜レベルのポリマー膜が形成される。このポリ
マー膜は非常に強固であり、媒体のシャトル耐久性等を
大幅に改善することになる。

【００１７】なお、化２で表される長鎖炭化水素脂肪酸
において、長鎖炭化水素基の炭素数ｍ＋ｎは１２〜２２
であることが望ましい。炭素数ｍ＋ｎが１１以下である
場合には、アルキル鎖長が短すぎ、媒体の摩擦・摩耗耐
久性を十分に改善することができない。また、炭素数ｍ
＋ｎが２３以上であると、塗料化のための溶媒に対する
溶解性が低くなり、潤滑剤膜の形成が困難になる。

【００１８】また、三重結合部より末端側の炭化水素鎖
の炭素数ｍは１〜１５、より好ましくは７〜１３であ
る。この炭素数ｍが６以下であると、潤滑剤分子間の凝
集力が減少し、摩擦によるポリマー形成が十分に達成さ
れない。逆に、炭素数ｍが１４以上である場合には、塗
料化のための溶媒に対する溶解性が低くなり、潤滑剤膜
の形成が困難になる。

【００１９】一方、三重結合よりもカルボキシル基側の
炭化水素鎖の炭素数ｎは２〜１２、より好ましくは６〜
１０である。この炭素数ｎが５以下であると、潤滑剤分
子同士で三重結合の距離が長くなり、重合し難くなる。
また、炭素数ｎが１１以上であると、潤滑剤分子同士で
三重結合の位置が一致しなくなり、重合反応が円滑に進
まない。

【００２０】このような長鎖炭化水素脂肪酸をカーボン
保護膜上に保持せしめるには、当該長鎖炭化水素脂肪酸
を有機溶剤に溶解させて潤滑剤溶液を調製し、これをカ
ーボン保護膜表面にトップコートすればよい。この長鎖
炭化水素脂肪酸の塗布量は、０．５〜１００ｍｇ／
ｍ² 、より好ましくは１〜２０ｍｇ／ｍ² である。

【００２１】以上のように本発明では長鎖炭化水素脂肪
酸を潤滑剤として用いるが、非磁性支持体，磁性層，保
護膜には例えば以下のような材質が使用される。

【００２２】まず、非磁性支持体としては、磁気記録媒
体において通常使用されているものがいずれも使用可能
である。例えば、ポリエチレンテレフタレート等のポリ
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，セルロースダ
イアセテート，セルロースブチレート等のセルロース誘
導体、ポリ塩化ビニル，ポリ塩化ビニリデン等のビニル
系樹脂、ポリカーボネート，ポリイミド，ポリアミド等
の高分子材料の他、アルミニウム合金，チタン合金等の
軽金属、アルミナガラス等のセラミック等が挙げられ
る。非磁性支持体にアルミニウム合金板やガラス板等の
剛性を有する基板を使用した場合には、基板表面にアル
マイト処理等の酸化被膜やＮｉ−Ｐ被膜等を形成してそ
の表面を硬くするようにしてもよい。

【００２３】磁性層は、金属磁性材料を、メッキやスパ
ッタリング，真空蒸着等のＰＶＤの手法によって非磁性
支持体上に被着させることで形成される、金属磁性薄膜
である。

【００２４】金属磁性薄膜としては、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ
等の金属や、Ｃｏ−Ｎｉ系合金，Ｃｏ−Ｐｔ系合金，Ｃ
ｏ−Ｐｔ−Ｎｉ系合金，Ｆｅ−Ｃｏ系合金，Ｆｅ−Ｎｉ
系合金，Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ系合金，Ｆｅ−Ｎｉ−Ｂ系合
金，Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系合金，Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ─Ｂ系合
金等からなる面内磁化記録タイプの金属磁性膜が挙げら
れる。この他、Ｃｏ−Ｃｒ系合金等からなる垂直磁化記
録タイプの金属磁性膜であっても良い。

【００２５】このうち、面内磁化記録タイプの金属磁性
薄膜の場合には、非磁性支持体上にＢｉ，Ｓｂ，Ｐｂ，
Ｓｎ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｇｅ，Ｓｉ，Ｔｌ等の低融点非磁性
材料の下地層を形成しておき、この下地層の上から金属
磁性材料を垂直方向から蒸着あるいはスパッタすること
で金属磁性薄膜を形成すると良い。この下地層上から金
属磁性材料を被着させると、下地層の低融点非磁性材料
が金属磁性薄膜中に拡散し、当該金属磁性薄膜の配向性
が解消されて面内等方性が確保されるとともに、抗磁性
が向上する。

【００２６】また、上記長鎖炭化水素脂肪酸が塗布され
るカーボン保護膜は、媒体に耐久性を付与するためのも
のである。このカーボン保護膜が形成されていないと、
潤滑剤として長鎖炭化水素脂肪酸を塗布しても媒体の耐
久性を十分に改善することはできない。

【００２７】カーボン保護膜を形成する方法としては、
スパッタリングが一般的であるが、特に限定するもので
はなく、各種ＰＶＤ法が使用可能である。なお、カーボ
ン保護膜の膜厚は、保護効果を十分に確保するとともに
スペーシングロスを最少限に抑える点から２〜１００ｎ
ｍであることが望ましく、更に望ましくは５〜３０ｎｍ
である。

【００２８】以上が本発明の基本的な構成であるが、本
発明の磁気記録媒体には、通常の磁気記録媒体と同様、
さらに各種要素を付加してより一層の特性の改善を図る
ようにしても良い。

【００２９】例えば、カーボン保護膜上に潤滑剤ととも
に防錆剤をトップコートするようにしても良い。防錆剤
としては、例えばフェノール類、ナフトール類、キノン
類、含窒素複素環化合物、含酸素複素環化合物、含硫黄
複素環化合物等が使用できる。

【００３０】なお、防錆剤は、上記潤滑剤と複合して用
いてもよいが、カーボン保護膜上に防錆剤を塗布した後
潤滑剤を塗布するというように、潤滑剤層とは別の層と
して被着させると効果が高い。

【００３１】

【作用】本発明では、非磁性支持体上に、磁性層、カー
ボン保護膜が形成されてなる磁気記録媒体において、上
記カーボン保護膜上に、潤滑剤として長鎖炭化水素基に
２つの三重結合を有する長鎖炭化水素脂肪酸を保持させ
る。

【００３２】この長鎖炭化水素脂肪酸は、常温常湿環境
下では勿論のこと、高温多湿環境下，低温環境下におい
ても優れた潤滑性能を発揮し、またその潤滑性能が長期
間に亘り維持される。

【００３３】したがって、上記磁気記録媒体は、カーボ
ン保護膜とこのような長鎖炭化水素脂肪酸の作用によっ
て、各種使用条件下において常に優れたシャトル耐久性
を発揮し、良好な走行性，耐摩耗性，耐久性が得られ
る。

【００３４】

【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、本発明がこの実施例に限定されるものでないこ
とは言うまでもない。

【００３５】まず、本実施例で潤滑剤として用いた長鎖
炭化水素脂肪酸の一般式を化４に示す。以下の実施例１
〜実施例３４では化４で表される長鎖炭化水素脂肪酸で
あって炭素数ｍ，ｎが表１，表２に示す値のものを潤滑
剤として用い、磁気テープを作成した。

【００３６】

【化４】

【００３７】

【表１】

【００３８】

【表２】

【００３９】また、比較のための潤滑剤の一般式を化５
に示す。以下の比較例１〜比較例１１では化５で表され
る長鎖炭化水素脂肪酸であって炭素数ｐが表３に示す値
のもとを潤滑剤として用い、磁気テープを作成した。

【００４０】

【化５】

【００４１】

【表３】

【００４２】実施例１ １０μｍ厚のポリエチレンテレフタレートフィルム上
に、斜方蒸着法により膜厚１００ｎｍのＣｏ−Ｎｉ合金
膜を強磁性金属薄膜として形成した。そして、この強磁
性金属薄膜上に、スパッタリング法により膜厚１５ｎｍ
のカーボン保護膜を形成した。

【００４３】次に、このカーボン保護膜上に、化４で表
され、炭素数ｍが７，炭素数ｎが６の長鎖炭化水素脂肪
酸を塗布することで潤滑剤層を形成し、８ｍｍ幅に裁断
することでサンプルテープを作成した。

【００４４】実施例２〜実施例３４ 潤滑剤として、化４で表され、炭素数ｍ，ｎが表１ある
いは表２に示す値の長鎖炭化水素脂肪酸を用いること以
外は実施例１と同様にしてサンプルテープを作成した。

【００４５】比較例１〜比較例１１ 潤滑剤として、化５で表され、炭素数ｐが表３で表され
る値の長鎖炭化水素脂肪酸を用いること以外は実施例１
と同様にしてサンプルテープを作成した。

【００４６】以上のようにして作成されたサンプルテー
プについて、温度２５℃湿度６０％環境下、温度４０℃
湿度８０％環境下及び温度−５℃環境下のそれぞれで、
摩擦係数、スチル耐久性、シャトル耐久性を測定した。

【００４７】なお、スチル耐久性は、サンプルテープに
対してスチル再生を行い、出力が−３ｄＢまで減衰する
時間を測定することで評価した。

【００４８】また、シャトル耐久性は、サンプルテープ
に対して２分間のシャトル走行を、シャトル走行１回と
して繰り返し行い、出力が−３ｄＢ低下するまでのシャ
トル回数を測定することで評価した。

【００４９】測定された摩擦係数、スチル耐久性、シャ
トル耐久性を表４〜表６に示す。

【００５０】

【表４】

【００５１】

【表５】

【００５２】

【表６】

【００５３】表４〜表６に示すように、潤滑剤として長
鎖炭化水素基に２つの三重結合を有する長鎖炭化水素脂
肪酸を用いた実施例１〜実施例３４のサンプルテープ
は、いずれの環境下においても、優れた摩擦係数，スチ
ル耐久性，シャトル耐久性が得られる。

【００５４】一方、潤滑剤として三重結合を有さない長
鎖炭化水素脂肪酸を用いた比較例１〜比較例１１のサン
プルテープは、実施例１〜実施例３４のサンプルテープ
に比べて常温常湿環境下におけるシャトル耐久性が劣っ
ており、また高温多湿環境下，低温環境下では摩擦係数
が大きく増大し、十分なスチル耐久性，シャトル耐久性
が得られない。

【００５５】このことから、潤滑剤としては、長鎖炭化
水素脂肪酸であって且つその長鎖炭化水素基に２つの三
重結合を有することが必要であることがわかった。

【００５６】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の磁気記録媒体は、非磁性支持体上に、少なくとも磁
性層、カーボン保護膜が形成され、さらにこのカーボン
保護膜上に長鎖炭化水素基に２つの三重結合を有する長
鎖炭化水素脂肪酸が保持されているので、如何なる使用
条件下においても潤滑性能が発揮され、またその潤滑性
能が長期間に亘り保持される。したがって、優れた走行
性，耐摩耗性，耐久性を常時得ることが可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 5/725 C07C 57/00 C10M 105/24

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非磁性支持体上に、少なくとも磁性層、
   カーボン保護膜が形成されてなり、 上記カーボン保護膜上に、潤滑剤として、長鎖炭化水素
   基に２つの三重結合を有する長鎖炭化水素脂肪酸が保持
   されていることを特徴とする磁気記録媒体。
2. 【請求項２】 長鎖炭化水素脂肪酸が化１で表される構
   造であることを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒
   体。 【化１】
3. 【請求項３】 上記化１で表される構造を有する長鎖炭
   化水素脂肪酸の三重結合よりもカルボキシル基側の炭化
   水素鎖の炭素数ｎは２〜１２であることを特徴とする請
   求項２記載の磁気記録媒体。
4. 【請求項４】 上記炭化水素鎖の炭素数ｎは６〜１０で
   あることを特徴とする請求項３記載の磁気記録媒体。