JPH0610857B2

JPH0610857B2 - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH0610857B2
Application number: JP59107178A
Authority: JP
Inventors: 正俊中山; 治幸森田; 悠一久保田; 佳子土屋
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1984-05-26
Filing date: 1984-05-26
Publication date: 1994-02-09
Anticipated expiration: 2009-02-09
Also published as: JPS6111922A

Description

【発明の詳細な説明】Ｉ発明の背景技術分野本発明は、磁気記録媒体に関する。さらに詳しくは、耐
久性改善のため、所定のプラズマ処理を施したベースフ
ィルムを用いた磁気記録媒体に関する。

先行技術とその問題点非磁性支持体上に、γ−Ｆｅ_２Ｏ_３、γ−Ｆｅ_２Ｏ_４、
Ｃｏ含有γ−Ｆｅ_２Ｏ_３等の酸化物系磁性粉と結合剤と
を主体とする磁性層を形成した磁気記録媒体が出現して
すでに久しい。

また、最近では、記録密度をさらに向上する目的で、Ｆ
ｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｃｏ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｏ
−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ−Ｂ、Ｍｎ
−Ｂｉ、Ｍｎ−Ａｌ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｖ等の強磁性粉と結
合剤等から成る磁気記録媒体、さらには金属蒸着薄膜や
スパッタ薄膜を磁性層とする磁気記録媒体が実用化さ
れ、脚光をあびつつある。

これらの磁気記録媒体においては、特に磁気テープおよ
び磁気デイスクの用途では、摩擦係数が小さく、円滑で
安定な走行性を示すこと、耐摩耗性に優れ、長時間にわ
たって安定走行を行ないうること、置かれた環境条件に
対して安定でいつでも確実な再生ができること、耐久性
のあること等が強く求められる。

従来より、耐久性を改善する目的で、種々のベースフィ
ルムに対する前処理が行なわれてきた。

前処理としては、薬液処理、コーティング処理、コロナ
放電処理等がある。

薬液処理法としては、酸、アルカリ処理がある。もっと
も効果的な薬液処理方法としては、クロム酸処理液のよ
うな強酸／強酸剤の薬液を用いて表面を酸化させ、カル
ボニル基やカルボキシル基を導入して表面をエッチング
するものがある。

しかしながら、薬液処理方法においては、フィルム表面
の洗浄、乾燥が必要のみならず、廃液処理に多大な投資
を必要とすることが欠点である。特に、クロム酸処理
は、廃液が公害規制の対象となるので、今日では利用が
少なくなってきている。

フィルムのコーティング法においては、アンダーコート
に含まれるバインダー系と磁性層との相互作用が必要で
ある。

すなわち、磁性層のバインダー、顔料の組成の変更があ
れば、それに最適なアンダーコーティング組成の選択が
必要である。コーティング法ににおいては、このような
ソフト技術が必要のみならず、塗布、乾燥のプロセスを
準備することを必要とし、また、コーティング原材料を
消費するため製品のコストアップが避けられない。

コロナ放電処理は、ドライプロセスであるため、洗浄、
乾燥や廃液処理のプロセスを必要としないことが有利で
ある。

このコロナ処理は、古くから行なわれており、接着性、
ぬれ特性、印刷性の改善効果がある。

しかし、コロナ処理では、今後ますます要求が厳しくな
る高性能な磁気記録媒体の特性を満足できないという問
題がある。

その他の方法としては、火炎処理があるが寸法安定性の
要求が厳しく磁気記録媒体には利用できない。

このような実状からベースフィルムに対するプラズマ処
理の提案がなされている。

プラズマ処理法は、一工程のみから成り、ドライプロセ
スであるので乾燥、廃液処理が必要でなく、バインダー
等の原材料を消費しないという利点がある。さらに、プ
ラズマ処理法は、高速での連続生産が可能であるため、
磁気記録媒体製造工程に容易に組み込むことができ、そ
の生産性を阻害しない。

ベースフィルムに対するプラズマ処理としては、例え
ば、特公昭５７−４２８８９号には、空気、酸素、窒
素、水素、ヘリウム、アルゴン等を処理ガスとして、ラ
ジオ波あるいはマイクロ波の周波数のプラズマで処理す
る技術が開示されている。

また、特開昭５８−７７０３０号には、酸素、アルゴ
ン、ヘリウム、ネオン、あるいは窒素を処理ガスとし
て、商用周波数にて所定の印加電流でプラズマ処理する
技術が開示されている。

これらプラズマ処理によれば、磁性層との接着力が向上
し、耐久性が向上する。

しかし、接着強度および耐久性の点では未だ不十分であ
る。

II 発明の目的本発明の目的は、耐久性と磁性層の接着強度とが格段と
向上した、プラズマ処理を施したベースフィルムを用い
た磁気記録媒体を提供することにある。

このような目的は下記の本発明によって達成される。

すなわち本発明は、酸素を含む無機ガスを処理ガスとし、１０KHz〜２００K
Hzの周波数でプラズマ処理したベースフィルム上に、直
接あるいは下地層を介して、磁性粉末をバインダー中に
分散させた磁性層を形成したことを特徴とする磁気記録
媒体である。

III 発明の具体的構成以下、本発明の具体的構成について詳細に説明する。

本発明の磁気記録媒体に用いられるベースフィルム材質
としては、非磁性プラスチックであれば特に制限はない
が、通常は、ポリエチレンテレフタレート等のポリエス
テル等を用いる。また、その形状、寸法、厚さには制限
はなく、用途に応じたものとすればよい。

このようなベースフィルムの少なくとも磁性層形成面に
は、プラズマ処理が施される。

プラズマ処理法は、処理ガスとして無機ガスを用い、こ
のガスの放電プラズマをベースフィルムに接触させるこ
とによりベースフィルム表面をプラズマ処理するもので
ある。

原理について概説すると、気体を低圧に保ち電場を作用
させると、気体中に少量存在する自由電子は、常圧に比
べ分子距離が非常に大きいため、電界加速を受け５〜１
０eVの運動エネルギー（電子温度）を獲得する。

この加速電子が原子や分子に衝突すると、原子軌道や分
子軌道を分断し、これらを電子、イオン、中性ラジカル
など、通常の状態では不安定の化学種に解離させる。

解離した電子は再び電界加速を受けて、別の原子や分子
を解離させるが、この連鎖作用で気体はたちまち高度の
電離状態となる。そしてこれはプラズマガスと呼ばれて
いる。

気体分子は電子との衝突が機会が少ないのでエネルギー
をあまり吸収せず、常温に近い温度に保たれている。

このように、電子の運動エネルギー（電子温度）と、分
子の熱運動（ガス温度）が分離した系は低温プラズマと
呼ばれ、ここでは化学種が比較的原型を保ったまま重合
等の加成的化学反応を進めうる状況を創出しており、本
発明はこの状況を利用してベースフィルムをプラズマ処
理しようとするものである。なお低温プラズマを利用す
るため、ベースフィルムの熱影響は全くない。

プラズマにより、ベースフィルム表面を処理する装置例
が第１図に示してある。第１図は、周波数可変型の電源
を用いたプラズマ処理装置である。

第１図において、反応容器Ｒには、処理ガス源１または
２から処理ガスがそれぞれマスフローコントローラ３お
よび４を経て供給される。ガス源１または２から別々の
ガスを供給する場合は、混合器５において混合して供給
する。

処理ガスは、各々１〜２５０ml／分の流量範囲をとりう
る。

反応容器Ｒ内には、被処理ベースフィルム支持装置が設
置され、ここでは磁気テープ用のフィルムの処理を目的
として、繰出しロール９と巻取りロール１０とが示して
ある。

被処理磁気記録媒体用ベースフィルムの形態に応じて様
々の支持装置が使用でき、例えば載置式の回転支持装置
が使用されうる。

被処理ベースフィルムを間に挟んで対向する電極７、
７′が設けられており、一方の電極７は周波数可変型の
電源６に接続され、他方の電極７′は８にて接地されて
いる。

さらに、反応容器Ｒ内には、容器内を排気するための真
空系統が配備され、そしてこれは液体窒素トラップ１
１、油回転ポンプ１２および真空コントローラ１３を含
む。これら真空系統は反応容器内を０．０１〜１０Torr
の真空度の範囲に維持する。

操作においては、反応容器Ｒ内がまず１０^-3Torr以下に
なるまで油回転ポンプにより容器内を排気し、その後処
理ガスが所定の流量において容器内に混合状態で供給さ
れる。

このとき、反応容器内の真空は０．０１〜１０Torrの範
囲に管理される。

被処理ベースフィルムの移行速度ならびに処理ガスの流
量が安定すると、周波数可変型電源がオンにされる。こ
うして、移行中のベースフィルムがプラズマ処理され
る。

このようなプラズマ処理において、本発明では、処理ガ
スとして、酸素を含む無機ガスを用いる。

この場合、無機ガス中の酸素含有量は５〜１００at%で
ある。これは、５at%未満となると、本発明の実効がな
くなるからである。

なお、無機ガス中に酸素以外のガスが含まれる場合、含
有ガスは、アルゴン、ネオン、ヘリウム、窒素、水素等
の１種ないし２種以上いずれであってもよい。また、無
機ガスとして空気を用いてもよい。

さらに、電源の周波数は、１０KHz〜２００KHzとされ
る。

周波数１０KHzより小、ないし２００KHzより大となる
と、耐久性が急激に減少し、接着強度が急激に低くな
る。

なお、印加電流、処理時間等は通常の条件とすればよ
い。

このように、プラズマ処理を施されたベースフィルムの
表面に形成される磁性層としては、例えば、磁性粉末、
バインダー、有機溶剤、そして必要なその他の成分から
なる磁性塗料を塗布乾燥して設置したものが好ましい。

この場合、磁性粉末としては、 γ−Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｆｅ_３Ｏ_４、Ｃｏ含有γ−Ｆｅ
_２Ｏ_３、Ｃｏ含有Ｆｅ_３Ｏ_４、Ｆｅ等いずれであっても
よい。また、バインダー等にも制限はない。

そして、これらの磁性層は、ベースフィルムのプラズマ
処理面上に直接形成してもよく、あるいは下地層を介し
て設置してもよい。

下地層としては、アルミニウム、銅、チタン、クロム等
の合金をイオンプレーティング、真空蒸着、スパッタリ
ング等によって形成したものであってもよい。

また、樹脂を塗布してもよい。この場合、樹脂層中に微
粒子を含有させることもできる。

IV 発明の具体的作用効果本発明の磁気記録媒体は、各種の用途に用いられる。

本発明によれば、処理ガス中の酸素分圧とプラズマ周波
数を特定範囲に制御するので、耐久性が臨界的に向上す
る。特、スチル特性が格段と向上し、耐久走行性が格段
と向上する。また、直接ないし下地層を介して設置され
る各種磁性層との接着強度も格段と向上する。

Ｖ発明の具体的実施例、比較例および実験例以下、本発明の具体的実施例、比較例、実験例を示し、
本発明をさらに詳細に説明する。

実施例１１０μｍのポリエチレンテレフタレート(PET)製のベー
スフィルムに対して、アルゴン、酸素およびこれらの混
合ガスを処理ガスとしてプラズマ処理した。

プラズマ処理条件は次の通りとした。

ガス流量：１００ｍｌ／分Ａｒ、Ｏ_２の単独ガス、ＡｒとＯ_２の混合ガスのいずれにても１００ｍｌ／分の一定量とする。

真空度：０．５Torr 電源：６０Hz〜２．４５GHz、直流２００Ｗベースフィルム走行速度：３０ｍ／分この処理されたポリエステルフィルムを用い、次の条件
で磁気テープを作製した。なお、下記組成の部は重量部
を表わす。

Ｆｅ−Ｃｏ金属粉１００部研磨剤（Ａｌ_２Ｏ_３）３部ニトロセルロース６部エポキシ樹脂（商品名エピコート１００４）４部ポリウレタン（商品名ニッポラン５０３３）１０
部溶剤２５０部上記組成物をサウンドミルにて５時間分散させ、イソシ
アネート（コロネートＬ）４部を加え、磁性配向処理を
施しながら上記の処理をした１０μｍのポリエステルベ
ースフィルムに塗布し、従来方式にしたがい磁気テープ
を作製した。

比較例１１０μｍのポリエステルベースフィルムに対してコロナ
放電処理を実施した。コロナ放電処理は、ピラー社製コ
ロナ処理機Ｐ−５００ＶＡを用いてフィルム処理速度３
０ｍ／分，電圧２００Ｖで実施した。

このコロナ放電処理ベースフィルムに対して、実施例１
と同一方法で塗布型テープを作製した。

比較例２実施例１において処理ガスをＮ_２とした。その他の条件
は実施例と同一として塗布型磁気テープを作製した。

実験例実施例１と比較例１および２のサンプルについて次の試
験を実施した。

（イ）接着強度作製した１／４インチ幅のテープの磁性塗膜側に接着テ
ープを一定の圧力で接着させ、この接着テープを１８０
゜の角度方向に一定の速度で引き離し、剥離に要した力
を測定した。

（ロ）スチル時間ＶＴＲで静止画像を再生したときに画像が出なくなるま
での時間として測定した。

（ハ）接触角接触角計ＣＡ−Ｐ型（協和化学製）を用いて水の液滴投
影法により測定した。

実施例１および比較例１の塗布型テープの接着強度を第
２図に示す。

第２図において●印によるプロットは、本発明の１００
KHzでプラズマ処理したベースに対するもの、〇印によ
るプロットは、比較のためのＲＦ（高周波１３．５６MH
z）プラズマ処理したベースに対するもの、×印による
プロットは比較のためのマイクロ波（２．４５GHz）プ
ラズマ処理に対するもの、△印によるプロットはコロナ
処理に対するものである。

なお、マイクロ波プラズマ処理は公知の方式に従った。

さらに、表１のサンプルNo.１〜４に、酸素ガス含有量
とスチル時間との関係を示す。なお、サンプルNo.９は
コロナ処理に対するものである。

第２図および表１のサンプルNo.１〜４および９より、
１０〜２００KHzの周波数でプラズマ処理するときの処
理ガスの酸素ガス含有量が５at%以上であると、接着強
度、スチルに大きな改善効果が得られることが認められ
る。

そこで、この原因を究明するために、プラズマ処理した
ポリエステルフィルムの接触角を測定した結果を第３図
に示す。この図において、●印によるプロットは、１０
０KHzプラズマ処理に対するもの、〇印によるプロット
はＲＦ（１３．５６MHz）プラズマ処理に対するもの、
△印はコロナ処理に対するものである。

また、フィルム表面のＥＳＣＡ分析により、ポリエステ
ルの炭素のＣ＝０に帰属される２８９eVのピーク、Ｃ−
Ｏ−に帰属される２８６．４eVのピークの増加およびベ
ンゼン環に帰属される２８５eVのピークの減少が観測さ
れた。

このことにより、PET中のベンゼン環にカルボニル基や
エーテル基が新しく生成したことが示される。

また、この傾向は処理ガス中のＯ_２含有量５at%以上お
よび周波数１０〜２００KHzで著しい。

以上により、１０〜２００KHzにてプラズマ処理する際
の処理ガス中の酸素の含有量が５at%になると、官能基
の生成が著しくなり、接触角が低下しぬれやすくなるこ
とが分る。また、プラズマ処理により表面が浄化され、
WBL（Weak Boundary Layer）が除去される。

これらの効果により、接着力、スチル時間が大幅に改善
される。

さらに、実施例１および比較例１、２の塗布型テープの
接着強度を第４図に示す。

第４図において、●印によるプロットは実施例１のＯ_２
５at%に対するもの、〇印によるプロットは実施例１中
におけるＡｒ１００at%に対するもの、×印によるプロ
ットは比較例２（Ｎ_２１００at%）に対するもの、△印
によるプロットは比較例１に対するものである。

また、周波数とスチル時間との関係を表１のサンプルN
o.１、２、５、６、７および８に示す。第４図および表
１のサンプルNo.１、２、５、６、７および８から、Ｏ
_２を所定の基とし、特に周波数が１０KHz〜２００KHzの
範囲でプラズマ処理したポリエステルベースフィルムを
使用して磁気記録媒体を作製すると、接着強度が増大
し、スチル時間が延長されることが分る。

そこで、再びこの原因を究明するために、プラズマ処理
されたポリエステルフィルムの接触角を測定した。

この場合も、フィルム表面の接触角の急激な低下によ
り、表面のぬれ性が向上され、それがプラズマ処理によ
る表面の浄化と相俟って接着強度を向上させ、スチル時
間を延長させていることが判明した。

以上説明した通り、今後ますます厳しい品質要件と耐久
性を要求される各種磁気記録媒体に対して、本発明は、
ベースフィルム表面をいままでとは異なる方法により処
理することによってこの要求に充分答えうるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は直流、交流および周波数可変型電源を使用した
プラズマ処理装置の概略図、第２図は本発明および従来
技術で処理されたベースフィルムを用る磁気記録媒体の
処理ガス中の酸素含有量と接着強度との関係を示すプロ
ット図、第３図は処理ガス中の酸素含有量と接触角との
関係を示すプロット図、第４図は、プラズマ周波数と接
着強度の関係を示すプロット図である。１、２：処理ガス源３、４：マスフローコントローラ５：混合器６：直流、交流および周波数可変型電源７、７′：電極９、１０：繰出しおよび巻取りロール１１：液体窒素トラップ１２：油回転ポンプ

フロントページの続き (72)発明者土屋佳子東京都中央区日本橋１丁目13番１号テイーデイーケイ株式会社内 (56)参考文献特開昭59−167830（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】酸素を含む無機ガスを処理ガスとし、１０
KHz〜２００KHzの周波数でプラズマ処理したベースフィ
ルム上に、直接あるいは下地層を介して、磁性粉末をバ
インダー中に分散させた磁性層を形成したことを特徴と
する磁気記録媒体。
【請求項２】無機ガス中の酸素含有量が５〜１００at%
である特許請求の範囲第１項に記載の磁気記録媒体