JPH11161935A

JPH11161935A - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH11161935A
Application number: JP34584597A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Endo; 克巳遠藤; Satoshi Nagai; 智永井; Takeshi Miyamura; 猛史宮村; Toshio Yamazaki; 登志夫山崎
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1997-12-01
Filing date: 1997-12-01
Publication date: 1999-06-18

Abstract

(57)【要約】【課題】優れた耐久性を示し、磁気ヘッドの目詰まり
を起こさない金属薄膜型の磁気記録媒体を提供する。【解決手段】支持体と、該支持体上に形成された金属
磁性層と、該金属磁性層上に形成された潤滑層とを有す
る磁気記録媒体であって、該媒体の少なくとも一面に、
潤滑剤を保持する多数の微小な溝を特定の比率で有する
磁気記録媒体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録媒体に関
する。更に詳しくは金属薄膜層上に形成された潤滑層を
有する磁気記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】支持体上に真空中で金属を蒸着等により
付着させてなる、いわゆる金属薄膜型の磁気記録媒体
は、磁性層にバインダーを全く含まないことから磁性材
料の密度を高められるため、高密度記録に有望であると
されている。しかしながら、金属薄膜型の磁気記録媒体
の磁性層は、支持体上に金属が付着しているだけなの
で、そのままでは耐食性、耐久性が悪く、これを向上さ
せる目的でパーフルオロポリエーテル等のフッ素系の潤
滑剤、炭化水素系潤滑剤或いはこれらを併用した潤滑剤
を塗布して潤滑層を形成することが行われてきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、金属薄
膜型の磁気記録媒体は、磁性層表面が連続的な平坦面で
あり、また潤滑剤も流動性のあるものが汎用されている
ことから、潤滑剤の移動や脱離が生じ、その結果、耐久
性の低下や磁気ヘッドの目詰まりなどの発生をもたらす
ことがあった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、潤滑剤の
移動や脱離がなく、耐久性に優れ、磁気ヘッドの目詰ま
りを生じない金属薄膜型の磁気記録媒体を得るべく鋭意
研究した結果、磁気記録媒体の少なくとも一面に、潤滑
剤を保持し得る多数の微小なひび割れ状の溝を形成する
ことにより、目的とする磁気記録媒体が得られることを
見出し、本発明を完成するに至った。

【０００５】すなわち、本発明は、支持体と、該支持体
上に形成された少なくとも１層の金属磁性層と、当該磁
性層上に形成された潤滑層とを有する磁気記録媒体であ
って、該媒体の少なくとも一面に、前記潤滑層を形成す
る潤滑剤を保持し得る多数の微小なひび割れ状の溝を有
し、該溝の大きさが幅５〜５０ｎｍ、長さ１０〜６００
ｎｍであり、その個数が単位視野１２００ｎｍ×８８０
ｎｍあたり１０〜８０本であることを特徴とする磁気記
録媒体を提供するものである。

【０００６】本発明の磁気記録媒体の表面に存在する、
潤滑剤を保持し得る多数の微小な溝は、走査型電子顕微
鏡（ＳＥＭ）による観察により確認することができる。
図１に後述の実施例１で得られた本発明の磁気記録媒体
の磁性層側の表面のＳＥＭ写真を示す。図１から明らか
なように、この媒体表面には多数の微小な溝がひび割れ
状に存在している。本発明の磁気記録媒体では、この溝
に潤滑剤が保持され得るため、潤滑剤の移動や脱離が抑
制されるものと考えられる。

【０００７】耐久性と目詰まり防止に優れた効果を得る
ためには、この微小な溝のうち、幅５〜５０ｎｍ、長さ
１０〜６００ｎｍの溝が、ＳＥＭによる観察で、単位視
野１２００ｎｍ×８８０ｎｍあたり、１０〜８０本の比
率で存在することが必要である。図１に示されるよう
に、この溝の形状は不定形であるが、主な形状の型を抽
出し、図４に示す。図４にあるように、これらの溝の形
状は大別してＩ字型（図４ａ）、コの字型（図４ｂ）、
Ｓ字型（図４ｃ）、そしてこれらの型が連続的に繋がっ
た形状である。本発明における溝の長さとは、Ｉ字型で
は直線方向の長さ（図４ａのＬ）であり、コの字型では
最も長い直線長さ（図４ｂのＬ）であり、Ｓ字型や複数
の型が連続的に繋がった形状では、直線に近似させた時
の長さ（図４ｃのＬ）である。また、溝の幅とは溝の最
大幅（図４ａ〜ｃのＷ）をいう。

【０００８】溝の大きさが幅５〜５０ｎｍ、長さ１０〜
６００ｎｍよりも小さく、またその本数が単位視野１２
００ｎｍ×８８０ｎｍあたり、１０〜８０本の比率より
も少ないと、保持できる潤滑剤の量が少なく、耐久性と
目詰まり防止の効果があらわれない。また、逆に溝の大
きさが幅５〜５０ｎｍ、長さ１０〜６００ｎｍよりも大
きく、またその本数が単位視野１２００ｎｍ×８８０ｎ
ｍあたり、１０〜８０本の比率よりも多いと、膜は強度
的にもろくなり、耐久性が悪化する。このような溝の深
さは膜厚により決まるが、２〜３０ｎｍ程度である。

【０００９】このように媒体表面に微小な溝を特定の比
率となるように形成するには、金属磁性層を形成する際
の条件を調節する。具体的には図３に示すような装置を
用いて真空斜方蒸着法により金属薄膜型の磁性層を形成
する際の条件を調節することで、本発明の磁気記録媒体
を得ることができる。

【００１０】図３において、１は支持体、２はキャンロ
ール、３ａは巻出ロール、３ｂは巻取ロール、４ルツ
ボ、５は強磁性金属、６は電子銃、７は防着板、８はガ
スノズル、９はボンバード装置、１０は真空チャンバで
ある。ここで、ルツボ４はアルミナや酸化マグネシウム
などの耐熱性の高いものが使用される。また、ルツボ４
に収容される強磁性金属５としては、例えばＦｅ、Ｃ
ｏ、Ｎｉ等の金属の他に、Ｃｏ−Ｎｉ系合金、Ｃｏ−Ｐ
ｔ系合金、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐｔ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ系合
金、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ
−Ｃｏ−Ｂ系合金、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｆｅ−Ｂ系合金、Ｃｏ
−Ｃｒ系合金、あるいはこれらにＡｌ等の金属を含有さ
せたもの等が用いられる。またこれらの酸化物、窒化
物、炭化物なども用いられる。なお、上記金属薄膜の形
成時に酸化性ガスを供給して、上記金属薄膜の表面を酸
化してもよいが、磁性層の表面状態は最終製品の表面状
態に影響するので、留意する必要がある。また。磁性層
は、１層の金属薄膜から構成されていても又は２層以上
の金属薄膜から構成されていてもよい。上記磁性層が２
層以上の金属薄膜から構成される場合、各金属薄膜の材
質は同一でもよく、又は異なっていてもよい。また、上
記磁性層は、その全体の厚さが一般に５０〜５００ｎｍ
であることが好ましい。

【００１１】真空チャンバ１０内には、巻出ロール３ａ
と巻取ロール３ｂとが設けられ、巻出ロール３ａから巻
出されて巻取ロール３ｂに巻取られる間で、支持体１は
キャンロール２の下側面に巻掛けられて走行するように
なっている。キャンロール２の下方にはルツボ４が置か
れ、この中に強磁性金属５が収容されている。強磁性金
属５に、電子銃６から電子ビームを湾曲させて照射し、
これにより強磁性金属５を加熱して蒸発させるようにな
っている。そして、必要に応じてガスノズル８から酸素
ガスなどを蒸着領域に導入することにより、金属薄膜の
酸化されたコラム構造を形成することができる。

【００１２】上記において、蒸着の際に、下記の条件を
適宜組み合わることにより、本発明で規定する溝を有す
る磁気記録媒体が得られる。・最大入射角：８０〜８４° ・最小入射角：５３〜５７° ・排気真空度：１．２×１０^-5〜２．８×１０^-6Ｔｏｒ
ｒ・電子銃出力：１００〜３００ｋＷ・酸素ガス供給量：８００〜１０００ＳＣＣＭ・支持体走行速度：３０〜５０ｍ／分・キャンロール直径：４０〜６０ｃｍ・キャンロール表面粗さ：０．０５〜０．１Ｓ・キャンロール温度：−６０〜−３０℃ ・支持体テンション：１．０〜２．０ｋｇ／１５５ｍｍ・キャンロールへの抱き角：２６０〜２８０° ・ボンバードガス：酸素、窒素・ボンバード電圧：３５０〜４５０Ｖ・ボンバード電流：３５０〜４５０ｍＡ。

【００１３】特に溝の本数を単位視野１２００ｎｍ×８
８０ｎｍあたり１０〜８０本の間で制御するには、上記
パラメーター中、電子銃出力、それに伴うガス流量、及
びキャンロール温度（基盤温度）を適宜調節する。具体
的には上記範囲において電子銃出力を高く、ガス流量を
多く、そして基盤温度を低くすれば溝の本数は増す。上
記パラメーターが全て上記の範囲にあることが溝の本数
や大きさの制御の面では望ましい。

【００１４】本発明の磁気記録媒体は、上記の磁性層上
に保護層を設けることもできる。この場合、該保護層
は、一般に真空中で、カーボン若しくは炭化物、窒化物
又は酸化物、特に、ダイヤモンドライクカーボン、ダイ
ヤモンド、炭化ホウ素、炭化ケイ素、窒化ホウ素、窒化
ケイ素、酸化ケイ素、酸化クロム又は酸化アルミニウム
等を成膜することにより形成されるのが好ましい。上記
保護層としては、アモルファス状、グラファイト状若し
くはダイヤモンド状又はそれらの混合状態又は積層状態
のカーボン薄膜層を用いることが特に好ましい。上記保
護層の厚さに特に制限はないが、一般的な厚さとして３
〜３０ｎｍであることが好ましい。この範囲の厚みで
は、保護層は磁性層上の溝を反映してその凹凸に即して
成膜される。すなわち、磁性層上の溝の形状及び本数に
影響を与えない。上記保護層の形成法としては、プラズ
マ蒸着法、特にプラズマＣＶＤ法が好ましい。特にマイ
クロ波を用いたＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonanc
e）法や、高周波（ＲＦ）を用いた方法が有効である。
ＣＶＤ法により上記保護層を形成する場合、原料はガス
状、液状及び固体状の何れのものを用いてもよい。

【００１５】また、本発明の磁気記録媒体は、上記の金
属磁性層上に潤滑層を有する。かかる潤滑層は、磁性層
上に直接薄膜状に形成されても、或いは磁性層上に設け
られた保護層などの上に薄膜状に形成されても何れでも
よい。潤滑層を形成する潤滑剤としては、フッ素系潤滑
剤を用いるのが好ましい。フッ素系潤滑剤としては、例
えばHOOC-CF₂(OC₂F₄)_p(OCF₂)_q-OCF₂COOH 、F-(CF₂CF₂CF
₂O)_n-CF₂CF₂COOH といったカルボキシル変性パーフルオ
ロポリエーテル、HOCH₂-CF₂(O-C₂F₄)_p(OCF₂)_q-OCF₂-CH₂
OH といったアルコール変性パーフルオロポリエーテ
ル、又、分子の一方に、又は、一部にアルキル基などの
飽和炭化水素基、あるいは不飽和炭化水素基、若しくは
芳香族炭化水素基、その他の官能基が付いたもの等が挙
げられる。具体的には、モンテカチーニ社の商品名ＦＯ
ＭＢＬＩＮＺＤＩＡＣや商品名ＦＯＭＢＬＩＮＺ
ＤＯＬ、ダイキン工業社の商品名デムナムＳＡ等があ
る。これらのフッ素系潤滑剤は、分子量５００〜５００
００、特に５００〜４０００のものが好ましい。

【００１６】潤滑層は常法によりフッ素系潤滑剤を溶剤
に溶かして大気中で塗布して形成しても良いし、潤滑剤
を噴霧して形成してもよい。特に真空中で噴霧する方法
が好ましい。真空中で潤滑剤を噴霧する方法ではフッ素
系潤滑剤は、超音波発振器を備えた噴霧器（以下、超音
波噴霧器という）により支持体上に形成された磁性層上
に噴霧するのが好ましい。より詳細には、超音波噴霧器
は、潤滑剤の供給手段と、該供給手段から供給された潤
滑剤に超音波を印加して霧化する手段（超音波発振器）
と、霧化された潤滑剤を噴霧するノズルとからなる。ま
た、ノズルタイプの噴霧装置を用いてもよい。ノズルタ
イプの噴霧装置は一般に一流体ノズルと呼ばれる装置が
使用できる。超音波噴霧器を使用して潤滑剤を微細な粒
子として噴霧することにより、高温（２００℃以上）に
弱く蒸気圧が低いため、従来空気中での塗布による潤滑
層の形成に用いられていたパーフルオロポリエーテル等
のフッ素系潤滑剤の真空中での噴霧が可能となる。

【００１７】また、潤滑剤の噴霧にあたっては、潤滑剤
をフッ素系不活性溶媒（例えば住友スリーエム（株）製
「フロリナート」等のパーフルオロカーボン、モンテカ
チーニ（株）製「ガルデン」等のパーフルオロポリエー
テル）、アルコール系溶媒等の適当な溶媒に溶解させた
溶液として用いるのが好ましい。その場合、潤滑剤濃度
は、通常、０．０１〜０．２重量％もしくは０．３〜
３．０重量％である。

【００１８】本発明の磁気記録媒体においては、上記保
護層の他に必要に応じて、他の層を設けることもでき
る。例えば、上記支持体と上記磁性層との間に、両者の
密着性を向上せしめるためのアンダーコート層を設けた
り、上記支持体の面のうち上記磁性層が形成される面と
は反対の面に、磁気記録媒体の走行性や耐久性等を向上
せしめるためのバックコート層を設けることができる。
この場合、該バックコート層としては、塗布型及び金属
薄膜型の何れでもよい。塗布型のバックコート層はカー
ボンブラックなどと結合剤を主成分とする公知のバック
コート層が挙げられる。また、金属薄膜型のバックコー
ト層は、一般に、Ａｌ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｍｎ
若しくはＺｎ等又はこれらの合金若しくは酸化物、窒化
物、炭化物等を真空成膜法により成膜することにより形
成される。バックコート層の厚さは一般に５０〜１００
０ｎｍであることが好ましい。なお、本発明において、
上記の溝はバックコート層が形成されている側の表面に
存在していてもよい。この場合は、バックコート層は金
属薄膜型のバックコート層であり、該バックコート層上
に上記と同様に潤滑層が形成される。

【００１９】また、本発明の磁気記録媒体の支持体とし
ては、公知の非磁性支持体を特に制限なく用いることが
できる。具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポ
リエチレンナフタレート、ポリフェニレンサルファイ
ド、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリ
アミドイミド、ポリスルフォン、アラミド、芳香族ポリ
アミド等の公知の樹脂；アルミニウムや銅等の金属；紙
等を使用することができる。形態は、フィルム、テー
プ、シート、ディスク、ドラム等の何れでもよい。上記
支持体には、磁性層を設ける前に、大気中及び／又は真
空中においてその表面に予めコロナ放電処理、プラズマ
処理、易接着処理、熱処理、除塵処理、ボンバード処理
などを行うこともできる。上記支持体の好ましい厚さ
は、１〜３００μｍである。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下実施例により本発明をより詳
細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定される
ものではない。

【００２１】実施例１（１）磁気テープの製造厚さ６μｍのＰＥＴフィルム上に、図３の装置を用いた
真空斜方蒸着法により、Ｃｏからなる磁性層を形成した
（膜厚：０．１２μｍ）。

【００２２】・最大入射角：８２° ・最小入射角：５５° ・排気真空度：６．２×１０^-6Ｔｏｒｒ・電子銃出力：１００ｋＷ・酸素ガス供給量：８００ＳＣＣＭ・支持体走行速度：３０ｍ／分・ルツボ：アルミナ製ルツボ・キャンロール直径：５０ｃｍ・キャンロール表面粗さ：０．１Ｓ・キャンロール温度：−３０℃ ・支持体テンション：１．５ｋｇ／１５５ｍｍ・キャンロールへの抱き角：２８０° ・ボンバードガス：酸素ガス・ボンバードガス流量：４０ＳＣＣＭ・ボンバード電圧：４００Ｖ・ボンバード電流：２００ｍＡ。

【００２３】次いでこの磁性層上に、ＥＣＲプラズマＣ
ＶＤ法により、ベンゼンを原料として、ベンゼン流量６
０ＳＣＣＭ、マイクロ波出力８００Ｗの条件で、厚さ１
０ｎｍのＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）からな
る保護層を形成した。また、ＰＥＴフィルムの磁性層形
成面とは反対の面に、カーボンブラックとバインダーか
らなるバックコート層を０．５μｍの厚さで塗布により
形成した。次に上記保護層上に、フッ素系潤滑剤（モン
テカチーニ社製、商品名ＦＯＭＢＬＩＮＺＤＯＬ）
からなる厚さ２ｎｍの潤滑層を形成した。

【００２４】上記により得られた、Ｃｏ系磁性層、ＤＬ
Ｃ保護層、フッ素系潤滑層及びバックコート層が形成さ
れたフィルムを８ｍｍ巾に裁断し、カセットケースにロ
ーディングし８ｍｍビデオテープを得た。

【００２５】（２）性能評価上記で得られた８ｍｍビデオテープについて、下記の方
法でスチル耐久性とヘッド目詰まりの有無を評価した。
その結果を表１に示す。

【００２６】＜ＳＥＭ観察＞８ｍｍビデオテープの磁性
層が形成されている側の表面を、ＳＥＭ（倍率１０万
倍）により観察し、単位視野１２００ｎｍ×８８０ｎｍ
あたりの、幅５〜５０ｎｍ、長さ１０〜６００ｎｍの溝
の数を数えた。なお、その際のＳＥＭ写真を図１に示
す。

【００２７】＜スチル耐久性＞スチル耐久性は、市販の
８ｍｍＶＴＲ（型式ＥＶ−Ｓ９００、ソニー株式会社
製）の改造機を用い、出力が初期値から３ｄＢ低下する
までに要した時間を求めた。

【００２８】＜ヘッド目詰まりの有無＞スチル耐久性試
験の後、湿式クリーニングテープを走行させ、出力が回
復すれば「ヘッド目詰まり有」、回復しなければ「ヘッ
ド目詰まり無」と判断する。

【００２９】実施例２実施例１において、電子銃出力を２００ｋＷ、酸素ガス
供給量を９００ＳＣＣＭ、支持体走行速度を４０ｍ／
分、支持体テンションを１．７ｋｇ／１５５ｍｍとした
以外は実施例１と同様にして、８ｍｍビデオテープを作
製し、同様の評価を行った。その結果を表１に示す。

【００３０】実施例３実施例１において、電子銃出力を３００ｋＷ、酸素ガス
供給量を１０００ＳＣＣＭ、支持体走行速度を５０ｍ／
分、支持体テンションを２．０ｋｇ／１５５ｍｍ、キャ
ンロール温度を−６０℃とした以外は実施例１と同様に
して、８ｍｍビデオテープを作製し、同様の評価を行っ
た。その結果を表１に示す。

【００３１】比較例１実施例１において、電子銃出力を３０ｋＷ、酸素ガス供
給量を４００ＳＣＣＭ、支持体走行速度を１０ｍ／分、
ルツボを銅製ルツボ（冷却循環）、支持体テンションを
２．０ｋｇ／１５５ｍｍ、キャンロール温度を−６０℃
とした以外は実施例１と同様にして、８ｍｍビデオテー
プを作製し、同様の評価を行った。その結果を表１に示
す。なお、この８ｍｍビデオテープの磁性層が形成され
ている側の表面のＳＥＭ写真を図２に示すが、このテー
プでは微小なひび割れ状の溝は確認されない。

【００３２】比較例２実施例１において、電子銃出力を８０ｋＷ、酸素ガス供
給量を６００ＳＣＣＭ、支持体走行速度を２０ｍ／分、
ルツボを銅製ルツボ（冷却循環）、支持体テンションを
２．０ｋｇ／１５５ｍｍ、キャンロール温度を２０℃と
した以外は実施例１と同様にして、８ｍｍビデオテープ
を作製し、同様の評価を行った。その結果を表１に示
す。

【００３３】比較例３実施例１において、電子銃出力を５００ｋＷ、酸素ガス
供給量を１２００ＳＣＣＭ、支持体走行速度を６５ｍ／
分、支持体テンションを２．２ｋｇ／１５５ｍｍとした
以外は実施例１と同様にして、８ｍｍビデオテープを作
製し、同様の評価を行った。その結果を表１に示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、耐久性が著しく向上
し、ヘッド目詰まりのない金属薄膜型の磁気記録媒体が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の磁気記録媒体の表面状態を示すＳＥ
Ｍ写真である。

【図２】比較例１の磁気記録媒体の表面状態を示すＳＥ
Ｍ写真である。

【図３】本発明の磁気記録媒体を製造する装置の一例を
示す概略図である。

【図４】溝の形状と大きさを示す概略図である。

【符号の説明】

１：支持体２：冷却キャンロール４：ルツボ６：電子銃

フロントページの続き (72)発明者山崎登志夫栃木県芳賀郡市貝町赤羽2606 花王株式会社研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】支持体と、該支持体上に形成された少な
くとも１層の金属磁性層と、当該磁性層上に形成された
潤滑層とを有する磁気記録媒体であって、該媒体の少な
くとも一面に、前記潤滑層を形成する潤滑剤を保持し得
る多数の微小なひび割れ状の溝を有し、該溝の大きさが
幅５〜５０ｎｍ、長さ１０〜６００ｎｍであり、その個
数が単位視野１２００ｎｍ×８８０ｎｍあたり１０〜８
０本であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】前記金属磁性層上に炭素からなる保護層
が形成されている請求項１記載の磁気記録媒体。
【請求項３】前記金属磁性層が蒸着法により形成さ
れ、前記保護層がプラズマ蒸着法により形成される請求
項２記載の磁気記録媒体。