JPH06103560A

JPH06103560A - 磁気記録媒体および磁気記録媒体の製造方法

Info

Publication number: JPH06103560A
Application number: JP24620592A
Authority: JP
Inventors: Kunio Hibino; 邦男日比野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-09-16
Filing date: 1992-09-16
Publication date: 1994-04-15

Abstract

(57)【要約】【目的】高密度磁気記録が可能な、強磁性金属薄膜を
磁気記録層とする磁気記録媒体において、長期間の保
存、特に高温多湿の環境下に長期間保存した後の耐久性
の向上をはかり、極めて高い実用信頼性の磁気記録媒体
およびその製造方法を提供を目的とする。【構成】非磁性基板１上に強磁性金属薄膜２からなる
磁性層を形成し、その上に硬質炭素膜３からなる保護膜
層を形成し、更にその表面上に２つ以上のアミノ基を有
する有機化合物を極性溶媒に溶解し、塗工、乾燥するこ
とによってアミン処理層４を形成し、さらにその上に、
含フッ素カルボン酸を含む潤滑剤を極性溶媒に溶解し、
塗工、乾燥することによって潤滑剤層５を形成した構成
を有しており、アミン処理層を介して硬質炭素膜に強固
に化学吸着した潤滑剤層によって、硬質炭素膜に最適な
潤滑層を提供し、長期間の保存、特に高温多湿の環境下
に長期間保存した後の耐久性の優れた磁気記録媒体が安
定に得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高密度磁気記録に適した
金属薄膜型磁気記録媒体、さらに詳しくは磁気テープ、
磁気ディスクなどの磁気記録媒体と、その製造方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】磁気記録の分野においては、近年デジタ
ル化、小型化、長時間化などの高性能化が進んでいる
が、それに伴って、高密度磁気記録媒体への要求が高ま
り、磁気記録層を強磁性金属薄膜で構成した金属薄膜型
磁気記録媒体が、短波長記録に極めて有利なことから盛
んに検討されている。

【０００３】以下に従来の磁気記録媒体について説明す
る。図２は従来の磁気記録媒体の拡大断面図を示すもの
である。図２において、１はポリエステルフィルム、ポ
リイミドフィルムなどの高分子フィルムやアルミニュー
ム薄膜などの非磁性金属薄膜からなる基板である。２は
強磁性金属薄膜からなる磁気記録層でコバルト、ニッケ
ル、鉄またはそれらを主成分とする合金を電子ビーム蒸
着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法など
の真空蒸着法によって、基板１の上に形成されている。
５は潤滑剤層で、有機化合物を常法のコーティング法ま
たは真空蒸着法によって２の磁気記録層の上に形成され
ている。

【０００４】以上のように構成された磁気記録媒体にお
いて、例えば、磁気テープでは、高密度磁気記録を達成
するため、磁性層表面は極めて良好な表面性を形成して
いる。そのために、磁気信号の記録再生過程における磁
気ヘッドとの高速しゅう動下での摩擦、摩耗により、走
行耐久性において大きな影響を受けており、その改善は
大きな課題となっている。

【０００５】そのために、潤滑特性の優れたフッ素系潤
滑剤が開発、検討されている。例えば、強磁性金属薄膜
への密着性を向上させ、かつ優れた潤滑性を発揮させる
ため分子末端に、カルボキシル基、アミノ基、リン酸
基、ヒドロキシル基、メルカプト基などの極性基と、フ
ルオロアルキル基と、脂肪族アルキル基とを少なくとも
各１個以上を有するフッ素系潤滑剤（特開昭６１−１０
７５２９号公報、特開昭６２−９２２２５号公報、特開
昭６２−９２２２６号公報、特開昭６２−９２２２７号
公報、特開昭６１−１０７５２７号公報、特開昭６１−
１０７５２８号公報、特開昭６０−２２９２２１号公
報）がある。

【０００６】しかしながら、上記した例では、耐久性、
走行性、耐蝕性などを十分には、満足できないため、積
層化して、それぞれの役割分担する考え方が増加してき
ている。すなわち、図３に示すように保護膜上に潤滑剤
層を形成した、例えば、Ｓｉ−Ｎ−Ｏ系薄膜上に潤滑剤
層を形成したもの（特開昭６１−１３１２３１号公
報）、硬質カーボン層の上にフッ素系潤滑剤を配したも
の（特開昭６１−１２６６２７号公報、特開昭６２−２
１９３１４号公報）などが提案されている。

【０００７】しかしながら、磁気記録媒体の性能向上に
対する要求は厳しく、上記した構成では十分な特性であ
るといえず、耐久性、耐蝕性において一層の改善が望ま
れている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情を
鑑みてなされたもので、長期間の保存、特に高温多湿の
環境下に長期間保存した後の耐久性に優れ、極めて高い
実用信頼性の磁気記録媒体およびその製造方法を提供す
るものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記、問題点を解決する
ために、本発明の磁気記録媒体は、非磁性基板上に強磁
性金属薄膜からなる磁性層を形成し、その上に硬質炭素
膜からなる保護膜層を形成し、更にその表面上に２つ以
上のアミノ基を有する有機化合物からなるアミン処理層
を形成し、さらにその上に、含フッ素カルボン酸を含む
潤滑剤を順次形成した構成を有しているものである。

【００１０】

【作用】この構成によって、硬質炭素膜表面にアミン処
理層を介してフッ素系潤滑剤を化学吸着させ、長期間保
存後においても、硬質炭素膜の優れた保護効果と共に、
硬質炭素膜上での高い潤滑特性を維持させ、耐久性、耐
蝕性を向上することができるものである。

【００１１】なお、この効果は極性溶媒を用いて塗工、
乾燥して、アミン処理層、潤滑剤層を形成することによ
って、安定に得られるものである。

【００１２】

【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。

【００１３】図１は本発明の実施例で使用した磁気テー
プの構成を示す断面図である。図１において、１は高分
子フィルムからなる基板、２は強磁性金属薄膜からなる
磁気記録層、３は硬質炭素膜からなる保護膜層、４はア
ミン処理層、５は潤滑剤層、６はバックコート層であ
る。

【００１４】本発明の磁気記録媒体に用いる高分子フィ
ルムは、ポリエチレンテレフタレートがよく用いられる
が、ポリエチレンナフタレートなどの他のポリエステル
フィルム、セルロースアセテートなどのセルロース誘導
体、ポリアミド、ポリイミドなどのプラスチックフィル
ムであってもよい。

【００１５】強磁性金属薄膜としては、真空蒸着法、ス
パッタリング法、イオンプレーティング法で形成した
鉄、コバルト、ニッケルまたはそれらを主成分とする合
金、あるいは、それらの部分酸化物、部分窒化物などを
用いることができる。

【００１６】硬質炭素膜から成る保護膜は、炭化水素ガ
ス、あるいは、炭化水素とアルゴンの混合ガスのプラズ
マ重合、あるいはカーボン、グラファイトのスパッタリ
ングによって形成することが出来る。

【００１７】炭化水素ガスのプラズマ重合によって形成
する場合には、真空容器中に炭化水素ガス、または、炭
化水素ガスと不活性ガスの混合ガスを導入し、０．００
１から１Ｔｏｒｒの圧力を保持した状態で、真空容器内
部に放電させて、炭化水素ガスのプラズマを発生させ、
基体表面に硬質炭素膜を形成する。放電形式としては、
外部電極方式、内部電極方式のいずれでもよく、放電周
波数については、実験的に決めることができる。また、
基体側の電極に０から−３ＫＶの電圧を印加する事によ
って、膜の硬度の増大及び密着性を向上させることがで
きる。

【００１８】炭化水素ガスとしては、メタン、エタン、
プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オ
クタン、ベンゼンなどを用いることができる。

【００１９】また、硬質膜を形成するには、できるだけ
放電エネルギーを大きくすることが望ましい。また、基
板の温度もできるだけ高くすることが望ましい。

【００２０】一方、スパッタ法には、直流スパッタ、交
流スパッタ、高周波スパッタ、マグネトロンスパッタ、
イオンビームスパッタなどがあるが、いずれの方法でも
よい。硬質膜を形成するには、圧力は、０．０１Ｔｏｒ
ｒ以下が望ましく、エネルギー密度は高くするのがよ
く、例えば、高周波マグネトロンスパッタでは、ターゲ
ット面積あたり１Ｗ／cm²以上が好ましく、また、基体
を保持する側の電極に０から−３ＫＶの電圧を印加しつ
つ、スパッタする事によって、プラズマ重合の場合と同
様に、膜の硬度の増大、密着性の向上を図ることができ
る。

【００２１】硬質炭素膜の膜厚としては、５０から３０
０Åの範囲が適当で、これよりも、薄い場合には、十分
な保護膜効果が得られず、これよりも大きい場合には、
スペーシングによる出力の低下が大きく、実用性が低下
する。

【００２２】硬質炭素膜は上記方法で形成後、空気を導
入し、表面を自然酸化した物、あるいは、硬質炭素膜が
ダメージを受けない範囲において、酸素グロー処理、ま
たはオゾン処理などによって、表面酸化処理を行なうこ
とができる。

【００２３】本発明で使用する２つ以上のアミノ基を有
する有機化合物としては、エチレンジアミン、プロパン
ジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジ
アミン、ヘキサメチレンジアミンなどのアルキルジアミ
ン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンな
どのポリアミンが有効である。

【００２４】本発明で使用する潤滑剤としては、含フッ
素カルボン酸が有効であり、少なくとも分子末端にパー
フルオロアルキル基、カルボン酸基が各々１つ以上有す
るものが有効である。

【００２５】本発明におけるアミン処理層、潤滑剤層の
形成は、バーコーティング法、リバースロールコーティ
ング法、ダイコーティング法など従来の塗工方法が適用
できる。

【００２６】また、アルコール、ケトン、エステル、水
などの極性溶媒を用いてアミン処理層、潤滑剤層を形成
した場合には、石油ベンジン、トルエンなどの無極性溶
媒を使用した場合に比較して安定した効果が得られるも
のである。

【００２７】本発明のアミン化合物の塗工量は、硬質炭
素膜の表面酸化の度合いに依存し、多くても、少なくて
も十分な効果を示さず、その最適量は実験的に決めるこ
とができる。

【００２８】以下、さらに具体的な実施例を示す。（実施例１）平滑な表面上に粒径１５０Åのシリカ微粒
子を分散させた変性シリコーンと増粘剤とからなる波状
突起と粒状突起を有する厚み８ミクロンのポリエチレン
テレフタレートフィルム上に、酸素を導入しながら電子
ビーム法で連続斜め蒸着を行い、膜厚１６００ÅのＣｏ
−Ｎｉ−Ｏ膜を形成した。

【００２９】ついで、蒸着層と反対側面に、カーボンブ
ラックと炭酸カルシウム１：１重量比の混合物をポリウ
レタンとニトロセルロース３：２重量比の樹脂成分中に
分散させた塗工液をリバースロール方式の塗工機で塗布
し、１００℃の温度で乾燥させ０．５ミクロンの膜厚で
バックコート層を形成した。

【００３０】さらに、蒸着層の上に、メタン、アルゴン
の混合ガスの高周波（１０ＫHz）プラズマにより、電極
と磁気テープ原反自身を対向電極として、磁気テープ原
反に−１．５ＫＶの直流電圧を印加し、放電を行ない２
５０Å膜厚の硬質炭素膜を形成した。硬質炭素膜を形成
後、真空容器内に空気を導入し、表面の自然酸化を行っ
た後、その上に、アミン化合物をイソプロピルアルコー
ルに溶解し、リバースロール方式の塗工機で塗布し、９
０℃の温度で乾燥し、処理層を形成した。

【００３１】さらに、処理層の上に、含フッ素カルボン
酸を含む潤滑剤をリバースロールコータで塗布し、７０
℃の温度で乾燥し、潤滑剤層を形成した。次に、スリッ
ターで磁気テープ原反を８mm幅に裁断し８mmＶＴＲ用磁
気テープ（磁気テープ１から７）とした。

【００３２】また、比較例として、以下の条件以外は実
施例と同様にして磁気テープ８から１１を作成した。硬
質炭素膜の無いもの（磁気テープ８，９）、含フッ素カ
ルボン酸を含まない潤滑剤のもの（磁気テープ１０）、
アミン処理層のないもの（磁気テープ１１）。

【００３３】これらの磁気テープを４０℃８０％の環境
に３ヵ月保存した後の、スチル耐久性、繰り返し走行時
の耐久性を市販の８mmＶＴＲ（ＥＶ−Ｓ９００、ソニー
社製）の改造機を用い、測定した。その結果を（表１）
に示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】スチル耐久性は、５℃８０％ＲＨの環境で
試料数２で５回測定し、初期出力から６ｄＢ低下するま
での時間を測定し、その平均値をテープのスチル寿命と
した。

【００３６】繰り返し走行時の耐久性の測定は、５℃８
０％ＲＨの環境で２００パス繰り返し走行した後、初期
に対する出力低下を測定した。

【００３７】（表１）から明らかなように、本発明の磁
気テープ１から７は、いずれも３０分以上のスチル寿命
を示し、かつ、繰り返し走行後の出力低下も低い値を示
している。しかしながら、硬質炭素膜のない磁気テープ
８，９ではスチル寿命および繰り返し走行後の出力低下
において大幅な低下が見られ、潤滑剤に含フッ素カルボ
ン酸を含まない磁気テープ１０、硬質炭素膜表面にアミ
ン処理層を形成しない磁気テープ１１は、テープ表面に
腐食生成物の発生は観察されなかったもののスチル寿
命、繰り返し走行後の出力低下において不十分な値を示
している。

【００３８】（実施例２）アミン化合物として、ジエチ
レントリアミン、潤滑剤として、ステアリルコハク酸の
フルオロアルコールモノエステルを用い、溶媒としてエ
タノール、メチルエチルケトンを用いて、アミン処理層
（６ｍｇ／ｍ²）、潤滑剤層（１２ｍｇ／ｍ²）を形成し
た以外実施例と同様にして磁気テープ１２，１３を製作
した。比較例として、トルエンを用いたものも同様にし
て磁気テープ１４を製作した。

【００３９】これらの磁気テープを４０℃８０％の環境
に３ヵ月保存した後の、スチル耐久性、繰り返し走行時
の耐久性を市販の８mmＶＴＲ（ＥＶ−Ｓ９００、ソニー
社製）の改造機を用い、測定した。その結果を（表２）
に示す。

【００４０】

【表２】

【００４１】スチル耐久性は、５℃８０％ＲＨの環境で
試料数５で５回測定し、初期出力から６ｄＢ低下するま
での時間を測定し、その平均値をその試料テープのスチ
ル寿命とした。

【００４２】また、繰り返し走行時の耐久性の測定は、
５℃８０％ＲＨの環境で試料数５で２００パス繰り返し
走行した後、初期に対する出力低下を測定した。

【００４３】（表２）から明らかなように、磁気テープ
１２，１３では全試料において、３０分以上のスチル寿
命と、１．５ｄＢ以内の出力低下を示しているのに対
し、磁気テープ１４では、スチル寿命５分から３０分以
上を示し、０．７ｄＢから６ｄＢ以上の出力低下を示し
ている。

【００４４】実施例２から明らかなように、アミン処理
層、潤滑剤層を極性溶媒を用いて形成する事によって、
高温多湿の環境に長期間保存後も安定したスチル耐久
性、走行耐久性が得られる。

【００４５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、硬質炭
素膜表面にアミン処理層を介して、強固に含フッ素カル
ボン酸を含む潤滑剤層を形成する事ができ、長期間の保
存、特に高温多湿の環境下に長期間保存した後の耐久性
の向上をはかる事ができ、極めて高い実用信頼性の磁気
記録媒体およびその製造方法を提供することができ、金
属薄膜型の磁気記録媒体の実用特性を向上させる優れた
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例で使用した磁気テープの
構成を示す模式拡大断面図

【図２】従来の磁気記録媒体の模式拡大断面図

【図３】従来の磁気記録媒体の模式拡大断面図

【符号の説明】

１基板２磁気記録層３保護膜層４アミン処理層５潤滑剤層６バックコート層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性基板上に強磁性金属薄膜からなる磁
性層、前記磁性層上に硬質炭素膜からなる保護膜層、さ
らに前記保護膜上に２つ以上のアミノ基を有する有機化
合物からなる処理層、さらに前記処理層上に含フッ素カ
ルボン酸を含む潤滑剤層を順次形成したことを特徴とす
る磁気記録媒体。
【請求項２】特許請求第１項記載の磁気記録媒体におい
て、硬質炭素膜形成後、２つ以上のアミノ基を有する有
機化合物を極性溶媒に溶解し、塗工、乾燥することによ
って処理層を形成し、その後、含フッ素カルボン酸を含
む潤滑剤を極性溶媒に溶解し、塗工、乾燥することによ
って潤滑剤層を形成したことを特徴とする磁気記録媒体
の製造方法。