JPS61145725A - 高トラツク密度記録可能なフロツピ−デイスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、小型で記憶容量の大きな磁気フロッピーディ
スクに関するものである。さらに詳しくいえば１本発明
は、温度や湿度の変化に対して十分な寸法安定性を示し
、高トラツク密度の記録が可能で、しかも磁気ヘッドに
対する追従性、耐摩耗性にも優れた高い信頼性、耐久性
を有する磁気記録フロッピーディスクに関するものであ
る。

従来の技術 磁気記録フロッピーディスクは、ランダムアクセス性、
記憶容量、耐久性に優れ、しかも経済的にも有利な補助
記録媒体として、近年パーソナルコンピューターやワー
ドプロセッサーの普及と共に著しく需要が増大する傾向
にある。そして、これと共に、その小型高密度化への要
求も高まり。

磁性材料、その磁化方法、基板材料、ドライブ装置など
の各面からの品質改良が検討され、ある程度の成果が得
られている。

ＰＩＪえは、これまで基板材料としては、ポリエステル
フィルムを主体としたプラスチックフィルムが用いられ
てきたが、このものは温度や湿度に対する寸法安定性が
低いため、記録時と再生時との間でトラック間隔に変動
を生じやすく、フロッピーディスクドライブ装置にかけ
た場合トラックの位置が磁気ヘッドの位置から外れる、
いわゆるオフトラック現象を起すので、トラック密度を
一定以上上げるためには、磁気ヘッドの位置決めに特殊
で高価なサーボ機構を必要とする。

このような問題を解決するために、ポリエステルフィル
ムの延伸及び熱処理による寸法安定性の改良、ポリエス
テルフィルム表面への吸湿防止コーティング処理、低吸
水性の新規材料の使用などが提案されているが、温度と
湿度に対して十分な寸法安定性を示し、高トラツク密度
化可能な基板はまだ得られていない。

他方において、金属箔は、寸法安定性がよく、異方性が
小さいことから、フロッピーディスク用として好ましい
材料であるが、プラスチックフィルムに比べてたわみ性
に欠は塑性変形しやすいといゲ欠点を有している。この
欠点を補うために、金属箔を芯材とし、その両面にポリ
エステルフィルムを積層したラミネート基板とすること
（よりＭＪ　、Ｒｅｓ　、　Ｄｅｕｌｏｐ、　、第２３
巻、第１号、第６７〜７４ページ）や外表面に磁性層を
設けたプラスチックフィルムを金属箔の片面又は両面に
積層して磁気記録媒体とすること（特開昭５８−１７５
１３２号公報）が提案され、これらのラミネート基板や
磁気記録媒体は、塑性変形しに＜＜、またカールや伸縮
を生じＫくいとい゛う長所を有している。

さらに、金属基板と記録媒体層と？有様系樹脂層を介し
て積層することにより、磁気ヘッドに対する耐衝撃性を
改良したフロッピーディスクも提案されており（特開昭
５９−１８６１２３号公報）、このものは、高トラツク
密度の記録が可能で、長寿命であるとされている。

しかしながら、前記の金属箔又は金属板の表面に、プラ
スチックフィルム層を積層して磁気記録層を設けたもの
や有機系樹脂層を介して記録媒層を積層したものは、記
録再生時のエラー発生率が高い上に−フロノビーディス
ク自体や磁気ヘッドの耐久性が低下し、さらに塑性変形
−しやすく、折れ曲りや損傷を生じやすいという欠点が
ある。

発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、このような従来のフロッピーディスク
がもつ欠点を克服し、温度や湿度に対する寸法安定性が
簀れ、高トラツク密度化を実現でき、かつ磁気ヘッド芒
ノ≠の追従性や耐摩耗性も良好で信頼性及び耐久性の高
い磁気記録フロッピーディスクを提供することである。

問題点を解決するだめの手段 本発明者らは１種々研究を重ねた結果、温度や湿度に対
する寸法安定性を優れたものとし高トラツク密度化を可
能にするには、金８箔の両面にプラスチックフィルムを
積層した複合基板を用いると同時に、金属箔とプラスチ
ックフィルムとを。

それらの厚さ及び引張弾性率との間に特定の関係が保持
されるように、それぞれの材料を選択することが必要で
あることを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに
至った。

すなわち１本発明は、金属箔の両面にプラスチックフィ
ルムを積層した複合基板の少なくとも一方の表面に磁性
層を設けた磁気フロッピーディスクにおいて、該金属箔
の厚さをＴｍ　（ｖａｎ　）−引張弾性率をＹＭｍ　（
Ｋｐ　／　ｔｔｔｄ　）、各プラスチックフィルムの厚
さをＴｆ（Ｍｘ）、引張弾性率をＹＭｆ（Ｋ９／ｍｄ　
）としたとき。

Ｔｍ　−ＹＭｍ　　≦２００　　　　　−−−　（Ｉｔ
）捧ＴｍぐＴｆ−−−（Ｉｌｌ） ０．００５≦Ｔｆ≦０．０５０　　　　−−−　（ＩＶ
）の関係式を満たす構造にしたことを特徴とする磁気記
録フロッピーディスクを提供するものである。

前記式（１）のＴｍ　−ＹＭｍ　／　Ｔｆ　−Ｍｆ　　
の値は、基板の寸法安定性と剛性に関するものであり、
この値が高いほど、温度や湿度の変化に対する寸法安定
性が向上し、また基板の剛性が強くなる。本発明におい
ては、この値は８〜６０．好ましくは１０〜５０の範囲
にあることが必要である。この値が８未満では金属箔に
近い寸法安定性が得られず、また６０を超えると剛性が
強すぎて、磁気ヘッドの追従性が低下し、記録再生の信
頼性が低下する。

前記式（Ｉｔ）のＴｍ　−ＹＭｍ値は、基板の剛性に対
して大きな影響を与え、これがヘッドとの間の追従性と
関係してくる。これまでの普通の金属箔とプラスチック
フィルムとの様合基板は、この数値が２００よシも大き
いが、このようなものは、いったん折シ曲げや衝撃によ
って変形すると、元の平面状に回復するのが困難で、磁
気ヘッドの追従性が低下する。したがって一本発明にお
いては、Ｔｍ−ＹＭｍ値が、２００　（Ｋ９／１１ｍ＋
　）以下、好ましくは１８０　（Ｋ２　／　ｍｕ　）以
下になるように、その材料の物性及び各層の厚さを選択
しなければならない。

次に金属箔の厚さＴｍとプラスチックフィルムの厚さＴ
ｆとは、主として基板の回復性と耐衝撃性に関係してぐ
る。すなわち、フロッピーディスクは固定ディスクと異
なり、使用に際しては１通常の室内で直接に取り扱われ
、しかも磁気ヘッドに直接接触されるだめ、取９扱い時
に誤って折り曲が受けて変形する機会が多い。したがっ
て、フロッピーディスクについては、このような変形や
衝撃に対して、安定な物性を付与することが要求される
が−それには各プラスチックフィルムの厚さＴｆは、金
属箔の厚さＴｍの凭よシも大きくすることが必要である
。

次に、このプラスチックフィルムの厚さＴｆは。

金属箔と、プラスチックフィルムの上にさらに積層され
る磁性層との関係から０　、００５〜ｏ、ｏｓｏｍｍの
範囲で選ぶことが必要である。すなわち、積層基板上に
形成する磁性層は、記録密度向上のためには薄膜である
ことが望ましいが、薄膜になればなるほどその耐久性が
問題となる。この耐久性はプラスチックフィルム層を介
在させることによって向上し、磁気ヘッドを装脱着させ
た実用的な耐久性の試験では、プラスチックフィルム層
（例えばポリスルホン層）の厚さがｏ、ｏｏｓｍｉ！前
後で明らかな効果の差がみられる。また積層されたプラ
スチックフィルム層の厚さが薄すぎると、金属箔が表面
上に形成される磁性層の磁界や磁気ヘッドの磁界の影響
を受けて、電気的効率の低下をもたらし、さらに金属；
省が磁性を帯びた場合、磁性層の磁界や磁性特性に悪影
響を及ぼす。このような点を防止する意味でも、磁性層
と金属箔との間に非磁性層となるプラスチックフィルム
層を介在させることが必要であり、この際の厚さとして
も０．００５ｍｍ以上であることが望ましい。

一万一プラスチックフィルム層の温度や湿度による寸法
変化は、金属箔積層面では金属箔により制限されるとし
ても、金属箔から離れ、該フィルム層の外表面に近づく
ほど、その影響は弱くなる。

そして、該フィルム層の厚さが０．０５０ｍｍを超える
と、フィルム層内部での伸縮応力を抑制することができ
なくなって、フィルム層に寸法変化を生じ。

金属箔との接触面での剥離や反ｂ’を生じる。このだめ
Ｔｆの値は０．０５０朋以下、好ましくは０．０４０ｕ
以下とすることが必要である。またＴｆの上限について
は、式（１）を満足することを前提として、一般にＴｍ
の３．０倍、好ましくは２．５倍以下の厚さで使用する
ことが、金属箔とフィルム層の接触面での剥離や基板の
反りの防止の点で安全である。

本発明において、前記した（１）〜（■）の条件を満た
すだめの金属箔としては、銅、アルミニウム、鉄。

ニッケルなどの金属の単体又はそれらの合金、例えばジ
ュラルミンやステンレスなどを、通常、厚さ０．００３
〜０．０３ｍ１の単−又は複合（貼り合せ）の箔として
用いられる。これらの中で、銅、アルミニウム及びそれ
らの合金は、性能と経済性の面で最もバランスのとれた
素材である。また、フロッピーディスクのドライブ装置
には、一般に１５〜２２　Ｘ　１０−６［１／℃］の熱
線膨張係数の材料が使用されることから、通常熱線膨張
係数が８〜３０×１０、好ましくは１２〜２５Ｘ１０　
　［／℃］である材料が用いられる。

他方、これらの金属箔と組み合わせ、前記（Ｉ）〜奴）
の条件を実現するためのプラスチックフィルム層として
は、例えばポリエステル系、ポリイミド系、ポリエーテ
ルイミド系−ポリアラミド系、ポリスルホン系、ポリエ
ーテルスルホン系、ポリアクリロニトリル系、ポリアク
リロニトリル系。

ボリアリレート系、ポリアミドイミド系、ポリアミド系
、ポリエーテルケトン系、ポリエーテル系。

ポリチオエーテル系−ポリカーボネート系、ポリアクリ
レート系、ポリメタクリレート系、ポリスチレン系、ポ
リハロゲン化ビニル系、ポリハロゲン化ビニリデン系、
ボリウ１／タン系、エポキシ系、セルロース系、アセテ
ート系、フェノール系、メラミン系、ポリエチレン系、
ポリプロピレン系などの重合体の単独又は混合物から成
る単一層あるいは複合層（貼り合せ）のフィルム層が挙
げられる。これらの中で、引張弾性率が２００に９／ｍ
ｄ以上、好ましくは３００に９／ｉｆ以上のプラスチッ
クフィルム層は、薄くても金属箔と積層した際の変形に
対する瞬発的な平面性の回復に優れているため、好適で
ある。

金属箔表面へのプラスチックフィルム層の積層は、あら
かじめ成形されたフィルム状物を加熱に！５熱接着させ
る熱接着法、各種の接着剤を乾式、湿式、あるいは放射
線や紫外線などで硬化させる硬化式などの接着剤法によ
り行うことも、また。

重合体を溶融あるいは溶媒に溶解して流延しフィルム層
を形成させる方法でも、さらには、金属箔表面上で単量
体を重合反応させフィルム層を形成させる方法でも、い
ずれの公知の方法を用いても行うことができる。な）、
プラスチックフィルム層の厚みは、接着剤や下地処理剤
を用いて接着する場合には、これらの厚みも含めたもの
をいう。

接着は、プラスチックフィルム層と金属箔の線膨張の差
で生ずるズレ応力に耐えうるに十分な強度を要するが、
接着剤層の厚みは薄いほうが好ましい。

本発明においては、前記プラスチックフィルム層を、金
属箔の両面に積層するが、この際同一材質で同一厚さの
プラスチックフィルム層ヲ金属箔を中心にして対称的に
積層することが最も好ましい。

ただし１両表面での線膨張の差によるソリやネジレが生
じない限り、所望に応じ、両面におけるプラスチックフ
ィルム層の材質や厚さの組合せを若干変化させても差し
支えない。

本発明のフロッピーディスクにおける磁性層は。

厚さ０．０１〜５ミクロンの鉄、コバルト、ニッケルな
どの強磁性を有する金属雫体、それらの合金や酸化物の
ような化合物を含有する薄膜から、成るが、特に高密度
磁気記録媒体として優れた性能を発揮する磁性層として
は、真空沈着法やめつき法で形成される厚さ０．０２〜
１．０　ミクロン、特に０．２　ｓクロン以下の薄膜磁
性層であることが好ましい。

このような磁性層の形成には、真空蒸着やスパッタリン
グ、イオンブレーティングなどの真空沈着法、めっき法
、さらにはバインダーを用いた塗布法など公知のすべて
の方法の中から任意のものを用いることができる。真空
蒸着法においては１０−’　〜１０−’　Ｔｏｒｒの真
空下で通常鉄、コバルト。

ニッケル及びそれらの合金を加熱し蒸発させ０．０２〜
１．０ミクロンの磁性体層を形成させる。また本発明に
おいては酸素ガス雰囲気中で鉄を蒸着させる反応蒸着法
で形成された酸化鉄薄膜でもよい。

スパッタリング法においてはｌＯ〜１０　　Ｔｏｒｒの
アルゴンを主成分とする雰囲気中でグロー放電で生じた
アルゴンイオンで通常Ｃｏ　−Ｃｒ合金の原子をたたき
出し、０．２〜１．０ミクロ／のＣｏ　−Ｃｒの磁性体
層が形成される。イオンブレーティング法では１０−２
〜１０−’　Ｔｏｒｒの不活性ガス中でグロー放電を起
こし金属を蒸発させて磁性層を形成する。めっき法では
鉄、コバルト、ニッケルなどの磁性体金属塩の水溶層に
Ｎａ２Ｅｆ２０３やＨＣＨＯなどの還元性物質を加え、
金属あるいは金属複合体を基板上に０．０１〜１．０ミ
クロン厚みで析出させる。

その他、特開昭５２−１３４７０６号公報に開示されて
いるような垂直磁化法でＣｏ　−Ｃｒの磁性体層を形成
させでもよいし、あるいは酸素ガスを投入しつつめっき
法でＦｅ　−Ｃｏなどを酸化物として析出させる方法も
行うことができる。塗布法においては、γ−Ｆｅ２Ｏ３
、Ｃｏドープ処理された７−Ｆｅ２Ｏ３、ＣｒＯ２父は
Ｆｅなどの強磁性体粉末を有機系バインダー中に分散し
たものを０．５〜５ミクロンの厚さになるように塗布す
る。またプラスチックフィルム層の上に磁性金属薄膜を
形成させるにあたり、蒸着性やめつき性の改良あるいは
表面平滑性の改良などの目的で、あらかじめプラスチッ
クフィルム層の表面を薬品や非磁性体金属による蒸着や
めつきによる下地処理が施されることがある。

本発明における金属箔の両面にプラスチックフィルム層
全積層した基板は、フロッピーディスクとしての寸法安
定性の付与や塑性変形の防止の利点のみならず、磁性層
を形成する上でも極めて有利である。すなわち、真空蒸
着法やスパッタリング法で磁性層を形成させる際、通常
の基板では基板温度が上り伸びや収縮を起こし５反りや
カーリングを生じやすく、また、めっき法で薬液、特に
加温した薬液中で処理する際も、基板が伸びや収縮を起
こし、めっき後の乾燥時に金属膜と基板の収縮率の差て
よりめっき膜にひび割れを生じることが多い。これに対
し５本発明の積層基板は芯材の金属板が収縮や伸びを抑
制する役割を果たすため、単独では使用することのでき
ない多くの材質をプラスチックフィルム層として用いる
ことができる。特に両表面に一度に磁性層全形成するこ
とができるめっき法をとる場合には極めて有利であり、
磁性金属の無電解めっき性は良好ではあるが。

高温めつき浴液中では伸びや収縮を起こしやすい。

ポリアクリロニトリル系（アクリロニトリル−スチレン
、アクリロニトリル−スチレン−ブタジェン、アクリロ
ニトリル−メチルアクリレートなどの共重合体分含む）
、ポリアミド系、セルロース系などの重合体の使用を可
能とし、高密度記録性に優れためつき法によるフロンピ
ーディスクの作成を容易にする。

プラスチックフィルム層の上に形成された磁性層の上に
は、磁性層の摩耗や化学的変化を防止するだめに、必要
に応じ、非磁性物、例えばウレタン系−やンリコーン系
のトップコート剤、あるいはスパッタリングによるカー
ボン、シリカなどの薄膜コート処理が施すことができる
。

発明の効果 本発明の磁気記録フロッピーディスクは、金属箔を芯材
としたプラスチックフィルム積層基板？用いたものであ
って、高トランク密度の記録が可能であり、かつ磁気ヘ
ッドの追従性や耐摩耗性にも優れ、その上温度や湿度の
変化に対する寸法安定性に漬れることから、厳しい使用
環境条件にも耐えうるものであり、特に使用環境条件の
管理されない屋外での使用、例えば磁気カメラ、言ｆ　
ｔｌｔｌｌ　２５、記録言１．自動車搭載ディスプレー
、ポータプル電子タイプ、ロボットなどの用途において
、信頼性の高い優れた性能を発揮する。

実施例 次に実施例によシ本発明をさらに詳細に説明する。

実施例１ 硬質アルミニウム箔の両表面に対称に、ポリエステル２
軸延伸フイルムをエポキシ系接着剤を用いて積層し１次
いでこの積層基板の両表面に、ウレタン系バインダーを
用いてコーディング法により、　Ｃｏを被覆したｒ　−
Ｆｅ２Ｏ３から成る磁性層を１．５μｍの厚さに塗布し
た。アルミニウム箔とフィルムの積層は第１表に示すよ
うに、各種の組合せで行うとともに、比較のために、ア
ルミニウム箔及ヒポリエステルフイルムに、同様にして
磁性層を直接１．５μｍの厚さに塗布した試料も作成し
た。なお、接着層の厚さはいずれも約２μｍ　に調整し
た。

これらの試料につき、温度及び湿度に対する線膨張係数
、平面回復性を測定し、さらに１３０ｍｍ○フレキシブ
ルテイスクに切り出し表面を同一条件で研摩したのち、
市販ジャケットに挿入し、ドライブ装置にかけてモジュ
レーションを測定した。

なお、平面回復性は各種の直径の丸棒を支点に１８０度
哲９曲げた際、変形の残らない丸棒の最小直径〔龍〕で
評価した。

捷た。フィルム層の引張弾性率については、相当したポ
リエステルフィルムに同一のエポキシ系接着剤を当量塗
布し硬化させたものについて、ＪＩＳ規格に−６７８１
に準じて測定した。その他については、Ｊ工Ｓ規格Ｃ−
６２９１に準じて測定した。これらの結果を第１表に示
す。表中、Ｔ及びＹＭはそれぞれ厚み及び引張弾性率を
、また添字ｍ及びｆｄそれぞれアルミニウム箔及びフィ
ルム層を表わす。試料Ａ１５〜１８は比較例である。

第１表の結果から、アルミニウム箔単独（煮１７）では
平面回復性も低く、また磁気ヘッドの追従性によるモジ
ュレーションも悪いが、フィルム積層によりこれらは大
きく改良される。しかしＴｍ／Ｔｆ比が低くても（Ａ　
１５　）、またＴｆが厚すぎても（＆　１６　）、平面
回復性あるいは寸法安定性が低下し、モジュレーション
が悪い。ナオ、フィルム単独（＆　１８　）では寸法安
定性が悪い。

実施例２ 圧延銅箔の両表面に対称にポリエステル２＠延伸フイル
ムをエポキシ系接着剤（２μｍ）を用いて第２表に示す
ような組合せで積層した。表面粗度Ｒａが２００＾程度
になるようにフィルム表面を研摩したのち、この表面に
、スパッタリング法で４　Ｘ　１０　　ＴｏｒｒのＡｒ
ガス中で０．１μｍのＣｏの磁性層を形成させた。この
試料につき、実施例１と同様の方法で、温度及び湿度に
よる線膨張係数、平面回復性、及びモジュレーションを
測定した。

結果を第２表に示す。なお、試料罵２４及び２５は比敦
例である。この表から分るようにＴｍ−ＹＭｍ／Ｔｆ−
ＹＭｆが低くかつＴｆが厚い煮２４は寸法安定性が悪く
、また、Ｔｆ／Ｔｍが低い煮２５は平面回復性が悪くモ
ジュレーションも低い。−万、煮２１〜２３の試料はい
ずれもほぼバランスよく、取り扱い性も特に問題のない
ものであった。

実施例３ 実施例１の試料煮１３及び屋１８、実施例２の試料ノＦ
ｉ２２及びノＫ　２４　（Ａ　１８と煮２４は比較例）
のディスクにつき、温度５℃で相対湿度１０％の恒温槽
内で３日間放置し、その槽内でトラック密度９６ＴＰＩ
で記録させ、その後、温度３５℃で相対湿度８０係で３
日間放置し、その槽内で２禄時と同条件で再生した。高
温時と低温時の平均出力電圧の比を下記に示す。

試料　ノに１３　　＆１８　　／ＦＬ２２　　Ａ　２４
平均出力比　９２　　　５７　　　９５　　　６４これ
より、本発明品は温度及び湿度の変化に対し安定した出
力が得られ、またさらに高いトラック密度での記録が可
能なことが分る。

実施ｙす４ 圧５ル鋼箔、硬質アルミニウム箔及びステンレス届それ
ぞれの両表面に、ウレタン系接着剤（厚さ２μｍ）を用
いてポリエステル２軸延伸フイルムを第３表に示すよう
な組合せで対称に積層した。

このフィルム表面に、実施例１と同様にｃｏ被被覆たＦ
ｅ２Ｏ３をウレタン系バインダーを用いて塗布し、厚さ
ｉ、ｓμｍの磁性層を形成した。このものについて、実
施例１と同様、線膨張係数、平面回復性及びモジュレー
ションを測定し第３表の結果を得た。試料應４３．扁４
５．及び屋４７は比較例である。この表から、Ｔｍ　−
ＹＭｍが２００ｒＫ２／朋〕を超すと、磁気ヘッドの追
従性が低下し、モジュレーションが悪くなることが分る
。

実施例５ 圧延銅箔（厚さ１０μｍ）の両表面に、ポリエーテルイ
ミドのジメチルアセトアミドの溶ｉｋスヒ。

ンコート法にて塗布し、厚さ３〜１０μｍのフィルム層
を積層した。このフィルム層の表面を表面粗度Ｒａが２
００λ程度になるよう軽く研摩したのち、実施例２と同
様、スパッタリング法でこのフィルム層表面に厚さ０．
１μｍのＣＯの磁性層を形成した。

この試料につき、実施例１と同様に、線膨張係数、平面
回復性及びモジュレーションを測定］〜、第４表の結果
を得た。表中、試料煮５３は比較例である。この表から
、Ｔｆの低下に伴いモジュレーションが下ることが分る
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　金属箔の両面にプラスチックフィルムを積層した複
   合基板の少なくとも一方の表面に磁性層を設けた磁気フ
   ロッピーディスクにおいて、該金属箔の厚さをＴｍ（ｍ
   ｍ）、引張弾性率をＹＭｍ（Ｋｇ／ｍｍ＾３）、各プラ
   スチックフィルムの厚さをＴｆ（ｍｍ）、引張弾性率を
   ＹＭｆ（Ｋｇ／ｍｍ＾３）としたとき、 ８≦（Ｔｍ・ＹＭｍ）／（Ｔｆ・ＹＭｆ）≦６０Ｔｍ・
   ＹＭｍ≦２００ １／２Ｔｍ＜Ｔｆ ０．００５≦Ｔｆ≦０．０５０ の関係式を満たす構造にしたことを特徴とする磁気記録
   フロッピーディスク。