JPH10149540A - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁性層上に形成したカーボン保護膜の表面に
吸着サイトを形成し、潤滑剤がより吸着しやすくする。 【解決手段】 非磁性支持体上の磁性層上に、カーボン
保護膜を形成し、カーボン保護膜の表面を、ＣＯ₂ ガス
と、Ｎ原子を分子中に含むガスとの混合ガスであって、
ＣＯ₂ を５０〜９０％含むガスで、ボンバード表面処理
を行い、その後カルボン酸のアミン塩系潤滑剤を塗布す
ることにより磁気記録媒体を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録媒体とそ
の製造方法に係わる。

【０００２】

【従来の技術】従来より、磁気記録媒体としては、非磁
性支持体上に金属酸化物の磁性粉末、あるいは合金磁性
粉末等の粉末磁性材料を塩化ビニル−酢酸ビニル系共重
合体、ポリエスエル樹脂、ウレタン樹脂、ポリウレタン
樹脂等の有機バインダー中に分散せしめた磁性塗料を塗
布、乾燥することにより作製される塗布型の磁気記録媒
体が、広く使用されている。

【０００３】これに対して、高密度磁気記録への要求の
高まりとともに、Ｃｏ−Ｎｉ合金、Ｃｏ−Ｃｒ合金、Ｃ
ｏ−Ｏ等の金属磁性材料を、メッキや、真空蒸着法、ス
パッタリング法、イオンプレーティング法等の真空薄膜
形成手段によって、ポリエステルフィルム等の非磁性支
持体上に直接被着した、いわゆる金属磁性薄膜型磁気記
録媒体が提案されている。

【０００４】この金属磁性薄膜型磁気記録媒体は、保磁
力や角形比等の磁気特性に優れ、また、磁性層の厚さを
きわめて薄くできるため、記録減磁や再生時の厚み損失
が著しく小さく、短波長領域での電磁変換特性に優れて
いる。また、磁性層中に非磁性材であるバインダーを混
入させる必要がないため、磁性材料の充填密度を高める
ことができるなど、多くの利点を有している。

【０００５】更に、このような金属磁性薄膜型磁気記録
媒体の電磁変換特性を向上させ、より大きな出力を得る
ことができるようにするために、磁性層を形成する際に
は、磁性層を斜めに蒸着するいわゆる斜方蒸着が提案さ
れ、実用化されている。

【０００６】また、今後さらなる高記録密度化を図るた
めに、スペーシング損失を少なくすることを目的とし
て、金属磁性薄膜型磁気記録媒体は平滑化される傾向に
ある。しかし、このような金属磁性薄膜型磁気記録媒体
の平滑化により、磁気ヘッドと磁気記録媒体間の摩擦力
が増大し、磁気記録媒体にかかるせん断応力が大きくな
る。そこで、磁気記録媒体の摺動耐久性の向上を図り、
磁性層の表面に保護膜を形成する技術の検討がなされ
た。

【０００７】このような保護膜としては、カーボン、石
英（ＳｉＯ₂ ）膜、ジルコニア（ＺｒＯ₂ ）膜等が検討
されている。特に最近はカーボン保護膜においてもより
高硬度な膜であるダイヤモンドライクカーボン（ＤＬ
Ｃ）膜等の膜形成の検討も行われている。このダイヤモ
ンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜は、化学的気相成長
（ＣＶＤ）法、真空蒸着法、スパッタリング法等の物理
的気相成長（ＰＶＤ）法により形成される。

【０００８】上記スパッタリング法とは、先ず、電場や
磁場を利用して、Ａｒガス等の不活性ガスの電離（プラ
ズマ化）を行い、更に電離されたＡｒイオンを加速し
て、その運動エネルギーによりターゲットの原子をはじ
き出し、そのはじき出された原子が対向する被膜形成基
板上に堆積し、目的とする膜を形成するものである。こ
のスパッタリング法によるダイヤモンドライクカーボン
膜の形成速度は、一般に遅く、工業的見地からは生産性
に劣る膜形成方法である。

【０００９】これに対し、上記化学的気相成長（ＣＶ
Ｄ）法は、電場や磁場を用いて発生させたプラズマのエ
ネルギーを利用して、原料となる気体の分解、合成等の
化学反応を起こさせて膜を形成する方法である。

【００１０】これらの方法により、磁性層上に形成され
たカーボン保護膜により摺動に対する耐久性は著しく向
上させることが可能となった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
カーボン保護膜には、耐環境性、耐蝕性については、問
題が残されている。すなわち、従来のカーボン保護膜
は、高温多湿環境下やＳＯ₂ ガスなどの腐食性雰囲気環
境下においては、磁性層の酸化や硫化等が進行すること
により、その磁気特性が劣化していた。したがって、カ
ーボン保護膜には耐摺動特性のみならず、耐環境性、耐
蝕性についての改善も要求されている。

【００１２】そこで、カーボン保護膜の上に潤滑剤を塗
布する必要がででくるが、特にこの潤滑剤を吸着しやす
くする必要が生じた。本発明者等は、このカーボン保護
膜の表面性を、潤滑剤に対してより馴染みやすいものに
するべく、鋭意研究を重ねた結果、本発明をするに至っ
た。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明による製造方法
は、非磁性支持体上に形成した磁性層上に、カーボン保
護膜を形成し、カーボン保護膜の表面を、ＣＯ₂ ガス
と、Ｎ原子を分子中に含むガスとの混合ガスであって、
ＣＯ₂ を５０〜９０％含むガスで、ボンバード処理によ
る表面処理を行い、その後トップコート層として潤滑剤
を塗布するものとする。

【００１４】本発明によれば、磁気記録媒体の磁性層上
に形成したカーボン保護膜表面に吸着サイトを形成する
ことができ、カーボン保護膜上に潤滑剤を塗布したと
き、潤滑剤がより吸着されやすくすることができた。こ
れにより耐環境性、耐蝕性についての改善を行い、磁気
記録媒体の信頼性を向上させることができた。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の磁気記録媒体の製造方法
は、非磁性支持体上の磁性層上に、カーボン保護膜を形
成し、このカーボン保護膜の表面を、ＣＯ₂ ガスと、Ｎ
原子を分子中に含むガスとの混合ガスであって、ＣＯ₂
を５０〜９０％含むガスで、ボンバード処理による表面
処理を行い、カーボン保護膜の表面における、酸素の炭
素に対する原子比率が、２０％以上としたもので、その
後トップコート層として潤滑剤を塗布するものである。

【００１６】このように本発明は、カーボン保護膜の表
面を、ＣＯ₂ ガスと、Ｎ原子を分子中に含むガスとの混
合ガスであって、ＣＯ₂ を５０〜９０％含むガスでボン
バード表面処理を行うことにより、カーボン保護膜の表
面にカルボニル基、アミノ基を導入することができ、こ
れによりカーボン保護膜の表面エネルギーが向上し、カ
ルボン酸アミン塩系潤滑剤が馴染みやすくなり、これに
より耐環境性、耐蝕性についての改善を行うものであ
る。

【００１７】以下、本発明の具体的な実施例について説
明するが、本発明は、以下に示す例に限定されるもので
はない。

【００１８】図１は、本発明の実施において、ダイヤモ
ンドライクカーボン保護膜形成に用いたプラズマＣＶＤ
（化学的気相成長）連続膜形成装置の要部の構成図を示
す。図１に示すように、この装置においては、排気系１
０から排気されて内部が真空状態となされた真空室１１
内に、送りロール３と、巻き取りロール４とが設けら
れ、これら送りロール３から巻き取りロール４に、例え
ばテープ状の非磁性支持体上に酸素ガス雰囲気下、金属
磁性薄膜を被着させたもの（以下、被処理体１という）
が順次走行するようになされている。

【００１９】これら送りロール３から巻き取りロール４
に被処理体１が走行する途中には、円筒状の回転可能な
対向電極９が設けられている。

【００２０】被処理体１は、送りロール３から順次送り
出され、対向電極９の周面を通過し、巻き取りロール４
に巻き取られていくようになされている。なお、送りロ
ール３と対向電極９との間、および対向電極９と巻き取
りロール４との間には、それぞれガイドロール２が配置
され、被処理体１に所定のテンションをかけ、被処理体
１が円滑に走行するようになされている。

【００２１】また、真空室１１内には、反応管５が設け
られ、この反応管５内には、電極６が組み込まれてい
る。また、この電極６には直流電源７により＋５００〜
２０００Ｖの電位が加えられる。

【００２２】反応管５には、放電ガス導入口８から炭化
水素系ガスを主成分としたガスが導入される。

【００２３】被処理体１は、送りロール３により送り出
され、対向電極９の周面を通過し、反応管５に送り込ま
れ、この反応管５内において、その表面にカーボン保護
膜が所定の厚さに形成される。

【００２４】さらにカーボン保護膜を表面に形成した
後、被処理体１は、プラズマ表面処理室１２に送り込ま
れる。このプラズマ表面処理室１２内においては、ガス
導入口１４によりボンバードガスが導入される。このボ
ンバードガスは二酸化炭素とＮ原子を分子中に含むガス
との混合ガスであって、二酸化炭素を５０％〜９０％含
有するものである。さらに電極１３により電圧が印加さ
れ、混合ガスはプラズマ状態となっている。このプラズ
マ表面処理室１２内において、被処理体１の表面に形成
されたカーボン保護膜の表面処理が行われる。

【００２５】このカーボン保護膜の表面処理を行った
後、トップコート層として含フッ素カルボン酸アミン塩
からなる潤滑剤を湿式塗布法により形成し、所定の幅に
裁断して金属薄膜型磁気記録媒体を作製する。

【００２６】以下に、〔実施例１〜５〕および〔比較例
１〜５〕を挙げて具体的に説明する。

【００２７】以下においては、上述したカーボン保護膜
のボンバード処理によるプラズマ表面処理、すなわちボ
ンバード処理をする際の、二酸化炭素ガスと、Ｎ原子を
分子中に含むガスとの混合比率を変えてそれぞれ蒸着テ
ープすなわち磁気記録媒体を作製するものである。

【００２８】〔実施例１〜５〕および〔比較例１〜５〕
における蒸着テープの金属磁性薄膜の蒸着条件を以下に
示す。 非磁性支持体 ポリエチレンテレフタレート 磁性層 厚さ２００ｎｍのＣｏ８０Ｎｉ２０（原子数比）磁性材 による磁性層 入射角 ４５°〜９０° 導入ガス 酸素ガス 蒸着時真空度 ２×１０^-2Ｐａ

【００２９】なお、以下の〔実施例１〜５〕および〔比
較例１〜５〕において、磁性層上に形成したカーボン保
護膜はダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜とし
た。〔実施例１〜４〕および〔比較例１〜５〕において
は、ＣＶＤ法により形成した。その形成条件を以下に示
す。 原料ガス エチレン 反応圧力 ３０Ｐａ 導入電力 ＤＣ１．０ｋＶ ＤＬＣ膜厚 １０ｎｍ

【００３０】〔実施例１〕においては、Ｎ原子を分子中
に含むガスとしてアンモニア（ＮＨ₃ ）ガスを用い、Ｃ
Ｏ₂ ／ＮＨ₃ ＝７０／３０（ｍｏｌ％）として、カーボ
ン保護膜のプラズマ表面処理を行った。また、このとき
のガス圧力は３０Ｐａとし、導入電力はＤＣ１．０ｋＶ
とし、処理時間を１（ｓｅｃ）とした。

【００３１】〔実施例２〕においては、Ｎ原子を分子中
に含むガスとしてアンモニアガスを用い、ＣＯ₂ ／ＮＨ
₃ ＝５０／５０（ｍｏｌ％）として、カーボン保護膜の
プラズマ表面処理を行った。その他の条件は〔実施例
１〕と同様とする。

【００３２】〔実施例３〕においては、Ｎ原子を分子中
に含むガスとして窒素ガスを用い、ＣＯ₂ ／Ｎ₂ ＝７０
／３０（ｍｏｌ％）として、カーボン保護膜のプラズマ
表面処理を行った。その他の条件は〔実施例１〕と同様
とする。

【００３３】〔実施例４〕においては、Ｎ原子を分子中
に含むガスとして窒素ガスを用い、ＣＯ₂ ／Ｎ₂ ＝９０
／１０（ｍｏｌ％）として、カーボン保護膜のプラズマ
表面処理を行った。その他の条件は〔実施例１〕と同様
とする。

【００３４】〔実施例５〕においては、以下の条件によ
りＰＶＤ法（カーボンターゲットのスパッタリング法）
でカーボン保護膜を作製し、その後、ＣＯ₂ ／Ｎ₂ ＝６
０／４０（ｍｏｌ％）として、カーボン保護膜のプラズ
マ表面処理を行った。その他の条件は〔実施例１〕と同
様とする。 導入ガス ：アルゴン スパッタリング圧力：０．５Ｐａ 導入電圧 ：７ｋＷ

【００３５】〔比較例１〕においては、カーボン保護膜
のプラズマ表面処理を行わなかった。

【００３６】〔比較例２〕においては、ＣＯ₂ のみを用
いて、カーボン保護膜のプラズマ表面処理を行った。そ
の他の条件は〔実施例１〕と同様とする。

【００３７】〔比較例３〕においては、Ｎ原子を分子中
に含むガスとしてアンモニアガスを用い、このアンモニ
アガスのみでカーボン保護膜のプラズマ表面処理を行っ
た。その他の条件は〔実施例１〕と同様とする。

【００３８】〔比較例４〕においては、Ｎ原子を分子中
に含むガスとしてアンモニアガスを用い、ＣＯ₂ ／ＮＨ
₃ ＝３０／７０（ｍｏｌ％）として、カーボン保護膜の
プラズマ表面処理を行った。その他の条件は〔実施例
１〕と同様とする。

【００３９】〔比較例５〕においては、Ｎ原子を分子中
に含むガスとしてアンモニアガスを用い、ＣＯ₂ ／ＮＨ
₃ ＝４０／６０（ｍｏｌ％）として、カーボン保護膜の
プラズマ表面処理を行った。その他の条件は〔実施例
１〕と同様とする。

【００４０】上述の表面処理の後、〔実施例１〜５〕お
よび〔比較例１〜５〕のそれぞれにおいてトップコート
層として含フッ素カルボン酸アミン塩のＣ₅ Ｆ₁₁（ＣＨ
₂ ）₁₀ＣＯＯＨ：Ｎ（Ｃ₈ Ｈ₁₇）₃ からなる潤滑剤を湿
式塗布法により３ｎｍ程度形成し、８ｍｍ幅に裁断して
８ｍｍＶＴＲ用金属薄膜型蒸着テープを作製する。

【００４１】上述のようにして作製したサンプルテープ
の、スティルライフ、レベルダウン、摩擦係数について
測定した。

【００４２】ここで、スティルライフについては、改造
した８ｍｍＶＴＲを用い、３０℃、１０％ＲＨ（相対湿
度）環境下において測定を行った。測定時間は、再生出
力が３ｄＢ低下するまでの時間とし、１８０分で仕切る
ものとした。

【００４３】レベルダウンについては、改造した８ｍｍ
ＶＴＲを用い、３０℃、１０％ＲＨ環境下において測定
を行った。

【００４４】摩擦係数については、直径３ｍｍ、表面の
最大粗さ０．２Ｓのステンレス（ＳＵＳ４２０Ｊ）製の
円柱に磁気テープの磁性層面側が９０度接触するように
し、重りを３０ｇとし、磁気テープの走行速度を０．５
（ｍｍ／ｓ）とし、３０℃、８０％ＲＨ環境下におい
て、次式により測定を行った。但し、ｘは摩擦力を表
す。 μｋ（摩擦係数）＝（２／π）・ｌｎ（ｘ／３０）

【００４５】上述した〔実施例１〜５〕および〔比較例
１〜５〕のサンプルテープのスティルライフ、レベルダ
ウン、摩擦係数の評価結果を以下の（表１）に示す。

【００４６】

【表１】

【００４７】（表１）によれば、〔実施例１〜５〕は、
いずれもスティルライフは、１８０分以上であり、レベ
ルダウンもわずかしか見られず、摩擦係数についても低
い水準に抑えることができた。

【００４８】一方、〔比較例１〕においては、カーボン
保護膜のプラズマ表面処理を行わなかったため、カーボ
ン保護膜が潤滑剤に対して馴染みにくく、スティルライ
フ、レベルダウン、摩擦係数のそれぞれについて、望ま
しい値はえられなかった。

【００４９】〔比較例２〕については、ＣＯ₂ のみを用
いて、カーボン保護膜のプラズマ表面処理を行ったた
め、スティルライフおよびレベルダウンについては改善
が見られるが、摩擦係数についての改善は不充分であっ
た。

【００５０】〔比較例３〕においては、アンモニアガス
のみでカーボン保護膜のプラズマ表面処理を行ったた
め、スティルライフおよびレベルダウンについて、望ま
しい値は得られなかった。

【００５１】〔比較例４〕においては、ＣＯ₂ ／ＮＨ₃
＝３０／７０（ｍｏｌ％）として、〔比較例５〕におい
ては、ＣＯ₂ ／ＮＨ₃ ＝４０／６０（ｍｏｌ％）とし
て、カーボン保護膜のプラズマ表面処理を行ったもので
あるが、やはりスティルライフおよびレベルダウンにつ
いて、望ましい値は得られなかった。

【００５２】上述した〔実施例１〜５〕および〔比較例
１〜５〕の結果からわかるように、非磁性支持体上に形
成した磁性層上に、カーボン保護膜を形成し、その表面
を、ＣＯ₂ ガスと、Ｎ原子を分子中に含むガスとの混合
ガスであって、ＣＯ₂ を５０〜９０％含むガスで、表面
処理を行うと、カーボン保護膜表面に吸着サイトを形成
することができ、カーボン保護膜が潤滑剤に対して馴染
みやすくなり、スティルライフ、レベルダウン、摩擦係
数のそれぞれについて、改善されることがわかった。

【００５３】上述した例においては、Ｎ原子を分子中に
含むガスとして、アンモニアまたは窒素ガスを用いて、
スティルライフ、レベルダウン、摩擦係数のそれぞれに
ついて、良好な値を得ることができたが、本発明はこの
例に限定されるものではなく、ピリジンやその他のアミ
ン系化合物を使用してもほぼ同様の効果を奏することが
できる。

【００５４】上述したように、非磁性支持体上には、強
磁性金属材料を直接被着することにより、金属磁性薄膜
が磁性層として形成されているが、この金属磁性材料と
しては、通常の蒸着テープに使用されるものであれば、
いかなるものであってもよい。例えば、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎ
ｉ等の強磁性金属、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｃｏ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃ
ｏ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｕ、Ｃｏ−Ｃｕ、Ｃｏ−Ａｕ、Ｃｏ
−Ｐｔ、Ｍｎ−Ｂｉ、Ｍｎ−Ａｌ、Ｆｅ−Ｃｒ、Ｃｏ−
Ｃｒ、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃ
ｒ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ等の強磁性合金が挙げられ
る。これらの単層膜であってもよいし、多層膜であって
もよい。さらには、非磁性支持体と金属磁性薄膜間、あ
るいは、多層膜の場合には、各層間の付着力向上、並び
に保磁力の制御等のため、下地層、または中間層を設け
てもよい。

【００５５】金属磁性薄膜形成方法としては、真空下で
強磁性材料を加熱蒸発させ、非磁性支持体上の沈着させ
る真空蒸着法や、強磁性金属材料の蒸発を放電中で行う
イオンプレーティング法、アルゴンを主成分とする雰囲
気中でグロー放電を起こし生じたアルゴンイオンで、タ
ーゲット表面の原子をたたき出すスパッタリング法等、
いわゆるＰＶＤ技術によればよい。

【００５６】また、非磁性支持体としては、従来公知の
ものがいずれも使用することができる。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
トリアセテート等のセルロース誘導体、ポリ塩化ビニル
等のビニル系樹脂が挙げられる。

【００５７】また、本発明に係る磁気記録媒体の構成
は、上述した例に限定されるものではなく、本発明の要
旨を逸脱しない範囲での変更が可能である。例えば、必
要に応じてバックコート層を形成したり、非磁性支持体
上に下塗層を形成したり、潤滑剤などの層を形成するこ
とは何らさしつかえない。この場合、バックコート層に
含まれる非磁性顔料、樹脂結合剤あるいは潤滑剤に含ま
れる材料としては従来公知のものがいずれも使用するこ
とができる。

【００５８】本発明の磁気記録媒体の製造方法は、非磁
性支持体上に、カーボン保護膜を形成し、カーボン保護
膜の表面を、ＣＯ₂ ガスと、Ｎ原子を分子中に含むガス
との混合ガスであって、ＣＯ₂ を５０〜９０％含むガス
で、表面処理を行い、その後潤滑剤を塗布するものとし
た。

【００５９】本発明によれば、磁気記録媒体の磁性層上
に形成したカーボン保護膜の表面に吸着サイトを形成す
ることができ、カーボン保護膜の表面にカルボン酸のア
ミン塩からなる潤滑剤を塗布したとき、潤滑剤がより吸
着しやすくすることができた。これにより磁気記録媒体
の信頼性を向上させることができた。

【００６０】

【発明の効果】本発明によれば、磁気記録媒体の磁性層
上に形成したカーボン保護膜の表面に吸着サイトを形成
することができ、このカーボン保護膜の表面にカルボン
酸のアミン塩からなる潤滑剤を塗布したとき、潤滑剤が
より吸着しやすくすることができた。これにより磁気記
録媒体の耐環境性、耐蝕性を改善することができ、磁気
記録媒体の信頼性を向上させることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるカーボン保護膜形成装置の一例の
概略図を示す。

【符号の説明】

１ 被処理体、２ ガイドロール、３ 送りロール、４
巻き取りロール、５反応管、６ 電極、７ 直流電
源、８ 放電ガス導入口、９ 対向電極、１０排気系、
１１ 真空室、１２ プラズマ処理室、１３ 電極、１
４ ガス導入管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野寺 誠一 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 森 敬郎 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非磁性支持体上に、磁性層を形成し、 該磁性層上にカーボン保護膜を形成し、 該カーボン保護膜の表面を、 ＣＯ₂ ガスと、Ｎ原子を分子中に含むガスとの混合ガス
   であって、ＣＯ₂ を５０〜９０％含むガスで、ボンバー
   ド処理による表面処理を行い、 その後、カルボン酸アミン塩系の潤滑剤を塗布すること
   を特徴とする磁気記録媒体の製造方法。