【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は、基材面に磁性膜を形成して成る磁気
テープ、磁気デイスク等の磁気記録体の耐摩耗性
の向上に関する。
従来、基材面に、斜め入射蒸着法、斜め入射イ
オンプレーテイング法、垂直蒸着法、化学メツキ
法等により代表的にはCo，Ni，Fe又はCo−Crな
どの磁性金属又は合金の金属磁性膜を形成して成
る磁気記録体は、高い保磁力を有し、高密度記録
が可能であるが、使用において、記録再生系のヘ
ツドやガイドレール、ライナー等の間で大きい摩
擦を生じ、その金属磁性膜は一般に500〜5000Å
と極めて薄く、且つ比較的その表面の滑性が悪い
ために、その摩耗がはげしく、長時間の使用が困
難であり、走行ムラ、テープ鳴き、走行停止など
の現象をおこす傾向がある。又走行中、摩擦熱に
より金属磁性膜の劣化を来たす不都合を有する。
このような不良性を改善するため、金属石けん
等の潤滑剤を水や有機溶剤等の溶媒に接着剤と共
に混合溶解、分散せしめた塗布液を金属磁性膜面
に塗布した磁気記録体が提案されているが、塗布
むらを生じ、均一な保護被膜を形成することがで
きず、均一な走行性と耐摩耗性の改善が得られな
いばかりでなく、従来の潤滑剤の塗膜を金属磁性
膜面に形成した磁気記録体は、その使用におい
て、ヘツド回転による発熱で潤滑剤自体が熱分解
等により変質する。又比較的蒸気圧の高い物質を
使用しているため、温度上昇により蒸発が促進さ
れ、潤滑剤が金属磁性膜面上から消失してしまう
等の欠点がある。
本発明は、これらの不都合を解消し、走行性、
耐熱性、耐摩耗性の向上した磁気記録体を提供す
るもので、基材面に形成した金属磁性膜面に室温
以上の融点を有し、パーフルオロアルキル基に磁
性金属又は合金との化学的吸着性をもつ化合物が
結合したフツ素系界面活性剤の真空蒸着膜を50〜
1000Åの範囲で設けて成る。
茲で、前記フツ素系界面活性剤としては、例え
ば下記のものを含む。
(i) パーフルオロアルキルカルボン酸及びその塩
RfCOOM，RfSO2Ｎ（R′）CH2COOMなど
(ii) パーフルオロアルキルスルホン酸塩
RfBNR′C2H4OSO3Ｍ，RfSO3Ｍ，RfCH2
OCmH2mSO3Ｍなど、
(iii) パーフルオロアルキルリン酸塩
RfB
Ｎ
｜
R′CmH2OP（OH）2
(iv) パーフルオロアルキルアミド化合物及び４級
アンモニウム塩
RfBNHC2H4ＮR′
R′HX
RfBNHC2H4NR′2・Ｘ Ｘはハロゲン酸根
(v) パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加
物
RfBN（C2H4Ｏ）nH
上記（）〜（）において、Rf：CnF2ｎ＋
１，R′：Ｈ又は低級アルキル基，Ｍ：Ｈ，アル
カリ金属，アルカリ土類金属，NH4
Ｂ：CO，SO2 Ｘ：ハロゲン酸根 ｍ：２以上
これらのフツ素系界面活性剤を金属磁性膜面に、
真空蒸着することにより、緻密で薄くかつ均一な
下記の特性を有する保護被膜が得られる。
即ち、このフツ素系界面活性剤の真空蒸着被膜
は下記の特性を有する。
○イ フツ素化合物は、熱的に安定であり、磁気記
録体とヘツドの摩擦により発生する熱による劣
化がない。
○ロ 化学的に安定で反応性に乏しく、磁性金属又
は合金を腐食しない。
○ハ 表面エネルギーが小さいため、磁気記録体の
走行性が改善される。
○ニ フツ素化合物の活性基が金属磁性膜面に強固
に化学吸着された構造をもつので、付着力が大
きく、脱落しにくゝ長期の使用に耐える。
本発明が適用される磁気記録体の金属磁性膜
は、Co，Ni，Fe，Co−Cr、その他適当な磁性金
属又は合金から成り、その製法は、斜め入射蒸着
法、斜め入射イオンプレーテイング法、垂直蒸着
法、スパツタリング法、化学メツキ法等任意の方
法によつて得られるものである。磁気記録体の形
態についても、磁気テープ、デイスク、その他任
意のものに適用できる。
本発明の磁気記録体の製法の１例を添付図面に
つき説明する。
真空ポンプに排気口の調整弁１ａを介し連なる
気密容器１内にその上部に左右に配設した送りロ
ール２と巻き取りロール３とに、例えばCo−
30wt％Ni合金から成る斜め入射蒸着金属磁性膜
（膜厚1500Å、保磁力900Oe）を12μ厚のポリエス
テルフイルム基材面に形成した磁気テープ４を水
平にかけ渡し、金属磁性膜ａ面が下向きに走行す
るようにセツトする。５は駆動モーターを示し、
ベルト６を介して巻き取りロール３を回転せしめ
るものである。該張設テープ４の下方に蒸発源を
設ける。蒸発源は、内部に蒸発材料Ｂを収容した
るつぼ７と、これを加熱蒸発せしめるための、外
周面にタンタル線をコイル状に巻きつけた縦型の
炉芯筒８とその外周を被覆するグラスウール等か
ら成る外筒９とから成り、該タンタル線は、蒸着
装置内部の電源に接続される温度調節装置１０に
より加熱温度が調節されるようにする。１１は、
蒸発材料Ｂの温度を測定するための熱電対を示
す。この真空蒸着装置は、例えば次のように操作
し、本発明の磁気記録体を製造する。即ち、真空
蒸着容器１内を５×10-5トール以下に排気した状
態で、モーター５を駆動し、磁気テープ４を送り
ロール２より1m／mmの速度で送り出し巻き取り
走行させる。１方、炉芯筒８により、るつぼ７内
の蒸発材料Ｂ、例えばパーフルオロアルキルスル
ホン酸塩の１種を加熱蒸発させ、その走行テープ
４の該金属磁性膜ａ面に蒸着させ、好ましくは、
膜厚50〜1000Åの範囲でその真空蒸着被膜ｂを形
成せしめ、これを巻き取りロール３に巻き取り本
発明の走行性並に耐摩耗性の向上した磁気テープ
を得る。
多くの実験の結果、該フツ素系物質は、融点が
少くとも室温であることが必要であり、それ以下
では、真空蒸着被膜は粘着性を帯びる傾向があ
る。又その膜厚は、30Å程度以下では走行性にむ
らを生じ勝ちで、約50Å以上であるときは、確実
に走行性にむらのないものが得られる。これはお
そらく、30Å程度以下では、フツ化物分子の島状
蒸着膜が形成され、金属磁性膜表面を均一に被覆
するに至らないためと思われる。尚膜厚は、約50
Å以上でスチル寿命、走行性について優れたもの
が得られるが、使用時のスペーシングロスによる
出力低下からみて、1000Å程度までが上限であ
る。下記表にいくつかのフツ素化合物についてそ
の真空蒸着膜形成による本発明の磁気テープにつ
いて例示する。これにより、従来例との関係で、
本発明のものが走行性、耐摩耗性において、著し
く優れていることが分る。こゝに例示した以外の
前記したパーフルオロアルキル系化合物について
も同様の良好な結果が得られた。
The present invention relates to improving the wear resistance of magnetic recording bodies such as magnetic tapes and magnetic disks formed by forming a magnetic film on the surface of a base material. Conventionally, magnetic metals or alloys such as Co, Ni, Fe, or Co-Cr are typically coated on the substrate surface by oblique incidence evaporation, oblique ion plating, vertical evaporation, chemical plating, etc. A magnetic recording medium formed by forming a film has a high coercive force and is capable of high-density recording, but during use, it causes a large amount of friction between the head, guide rail, liner, etc. of the recording/reproducing system. Metal magnetic films are generally 500 to 5000Å
Because it is extremely thin and has a relatively poor surface lubricity, it is subject to severe wear, making it difficult to use for long periods of time, and tends to cause phenomena such as uneven running, tape squeal, and running stoppage. Another disadvantage is that the metal magnetic film deteriorates due to frictional heat during running. In order to improve these defects, a magnetic recording material has been proposed in which a coating liquid in which a lubricant such as metal soap is mixed and dispersed with an adhesive in a solvent such as water or an organic solvent is applied to the surface of the metal magnetic film. However, it causes uneven coating, making it impossible to form a uniform protective film, and not only does it fail to improve uniform running performance and wear resistance. When a magnetic recording body formed on a surface is used, the lubricant itself changes in quality due to thermal decomposition due to heat generated by the rotation of the head. Furthermore, since a substance with a relatively high vapor pressure is used, evaporation is accelerated due to temperature rise, resulting in the disadvantage that the lubricant disappears from the surface of the metal magnetic film. The present invention eliminates these disadvantages and improves running performance and
This product provides a magnetic recording medium with improved heat resistance and abrasion resistance, and has a metal magnetic film formed on the base material surface that has a melting point above room temperature, and has a perfluoroalkyl group chemically bonded with a magnetic metal or alloy. Vacuum-deposited film of fluorine-based surfactant bound with adsorbent compound
It is provided within a range of 1000 Å. Examples of the fluorine-based surfactants include the following. (i) Perfluoroalkyl carboxylic acids and their salts RfCOOM, RfSO 2 N(R′)CH 2 COOM, etc. (ii) Perfluoroalkyl sulfonates RfBNR′C 2 H 4 OSO 3 M, RfSO 3 M, RfCH 2
OCmH 2 mSO 3 M, etc., (iii) Perfluoroalkyl phosphates RfB N | R′CmH 2 OP(OH) 2 (iv) Perfluoroalkylamide compounds and quaternary ammonium salts RfBNHC 2 H 4 NR′ R′HX RfBNHC 2 H 4 NR′ 2 ・ X
1, R': H or lower alkyl group, M: H, alkali metal, alkaline earth metal, NH 4 B: CO, SO 2 X: halogen acid group m: 2 or more On the membrane surface,
By vacuum deposition, a dense, thin and uniform protective coating having the following properties can be obtained. That is, the vacuum-deposited film of this fluorine-based surfactant has the following characteristics. ○ Fluorine compounds are thermally stable and do not deteriorate due to heat generated by friction between the magnetic recording medium and the head. ○B It is chemically stable, has little reactivity, and does not corrode magnetic metals or alloys. ○C Because the surface energy is small, the running properties of the magnetic recording medium are improved. ○Since the active groups of the nitrogen compound are strongly chemically adsorbed to the surface of the metal magnetic film, it has a strong adhesion force, is difficult to fall off, and can withstand long-term use. The metal magnetic film of the magnetic recording body to which the present invention is applied is made of Co, Ni, Fe, Co-Cr, or other suitable magnetic metal or alloy, and can be manufactured by oblique incidence evaporation method, oblique incidence ion plating method, etc. , a vertical vapor deposition method, a sputtering method, a chemical plating method, or any other method. Regarding the form of the magnetic recording medium, it can be applied to magnetic tapes, disks, and other arbitrary forms. An example of the method for manufacturing the magnetic recording medium of the present invention will be explained with reference to the accompanying drawings. For example, Co-
A magnetic tape 4 on which a metal magnetic film (film thickness 1500 Å, coercive force 900 Oe) made of 30 wt% Ni alloy by oblique incidence deposition was formed on a 12 μ thick polyester film base material surface was spread horizontally, with the metal magnetic film side A running downward. Set it so that 5 indicates a drive motor;
The take-up roll 3 is rotated via a belt 6. An evaporation source is provided below the tension tape 4. The evaporation source includes a crucible 7 containing the evaporation material B inside, a vertical furnace core tube 8 with a tantalum wire coiled around the outer circumference for heating and evaporating the crucible 7, and glass wool covering the outer circumference of the crucible 7. The heating temperature of the tantalum wire is controlled by a temperature control device 10 connected to a power supply inside the vapor deposition apparatus. 11 is
A thermocouple for measuring the temperature of evaporated material B is shown. This vacuum evaporation apparatus is operated, for example, as follows to produce the magnetic recording body of the present invention. That is, while the inside of the vacuum deposition container 1 is evacuated to 5×10 -5 Torr or less, the motor 5 is driven, and the magnetic tape 4 is fed out from the feed roll 2 at a speed of 1 m/mm and is wound and run. On the other hand, the evaporation material B in the crucible 7, for example, one type of perfluoroalkyl sulfonate, is heated and evaporated by the furnace core tube 8, and is deposited on the metal magnetic film a side of the running tape 4, preferably,
The vacuum-deposited coating b is formed to have a thickness in the range of 50 to 1000 Å, and is wound around a take-up roll 3 to obtain the magnetic tape of the present invention having improved runnability and wear resistance. As a result of many experiments, the melting point of the fluorine-based material must be at least room temperature, below which the vacuum deposited coating tends to become sticky. Also, if the film thickness is less than about 30 Å, uneven running properties tend to occur, whereas if it is about 50 Å or more, uniform running properties can be obtained. This is probably because when the thickness is less than about 30 Å, an island-like deposited film of fluoride molecules is formed and the surface of the metal magnetic film is not uniformly coated. The film thickness is approximately 50
At Å or more, excellent still life and running properties can be obtained, but in view of the decrease in output due to spacing loss during use, the upper limit is about 1000 Å. The following table shows examples of the magnetic tape of the present invention formed by forming vacuum-deposited films of some fluorine compounds. As a result, in relation to the conventional example,
It can be seen that the product of the present invention is significantly superior in running properties and wear resistance. Similar good results were obtained with the above-mentioned perfluoroalkyl compounds other than those exemplified here.
【表】
尚、相対出力（dB）は、７の比較例の出力値
を10dBとして測定した。表中○は走行ムラ全く
なく良好、△はやゝ走行ムラあり、×はテープ鳴
き、変形、走行停止ありを意味する。
このように本発明は、磁気記録体として、その
金属磁性膜面に室温以上の融点を有し、パーフル
オロアルキル基に磁性金属又は合金との化学的吸
着性をもつ化合物が結合したフツ素系界面活性剤
の真空蒸着膜を50〜1000Åの範囲で形成したの
で、走行性、耐摩耗性、耐熱性において従来のも
のに比し優れている効果を有する。[Table] Note that the relative output (dB) was measured with the output value of Comparative Example 7 as 10 dB. In the table, ○ means good running with no unevenness, △ means slightly uneven running, and × means tape squeal, deformation, and running stoppage. As described above, the present invention provides a magnetic recording medium using a fluorine-based material having a melting point above room temperature on the metal magnetic film surface and having a perfluoroalkyl group bonded to a compound having chemical adsorption properties with magnetic metals or alloys. Since the vacuum-deposited surfactant film is formed in the range of 50 to 1000 Å, it has superior effects in terms of runnability, wear resistance, and heat resistance compared to conventional ones.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
図面は、本発明磁気記録体を製造する真空蒸着
装置の側面図を示す。
４……磁気テープ、ａ……金属磁性膜、Ｂ……
蒸発材料、ｂ……フツ素系界面活性剤の真空蒸着
被膜。
The drawing shows a side view of a vacuum evaporation apparatus for manufacturing the magnetic recording medium of the present invention. 4...Magnetic tape, a...Metal magnetic film, B...
Evaporation material, b... Vacuum-deposited film of fluorine-based surfactant.