JPS6122435A - 磁気記録媒体の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は強磁性金属薄膜層を磁気記録層とする磁気記
録媒体に関し、さらに詳しくは、耐久性に優れた前記の
磁気記録媒体に関する。

Ｃ従来の技術〕 強磁性金属薄膜層を磁気記録層とする磁気記録媒体は、
通常、金属もしくはそれらの合金などを真空蒸着等によ
って基体フィルム上に被着してつくられ、高密度記録に
適した特性を有するが、反面磁気ヘッドとの摩擦係数が
大き−くて摩耗や損傷を受は易く、また空気中で徐々に
酸化を受けて最大磁束密度などの磁気特性が劣化するな
どの難点がある。

このため、従来から強磁性金属薄膜層上に種々の保護膜
層を設けるなどして耐久性および耐食性を改善すること
が行われており、近年、たとえば、フッ素系有機化合物
のプラズマ重合保護膜層を強磁性金属薄膜層上に設けた
り（特開昭５８−８８８２８号、特開昭５８−１０２３
３０号）、または、ケイ素系有機化合物の七ツマーガス
をプラズマ重合して、ケイ素系有機化合物のプラズマ重
合保護膜層を設ける（特開昭５７−８２２２９号、特開
昭５８−６．０４２７号）ことが提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、これらの有機高分子化合物からなる保護膜層
は、比較的硬く、また空気中での酸化を良好に抑制して
耐久性および耐食性を改善するものの、架橋密度が未だ
充分でなく、摩擦係数が比校的大きいため、膜強度が弱
く、耐摩耗性を充分に改善することができないという難
点がある。

〔問題点をＩＷ決するための手段〕

この発明は、かかる現状に鑑み種々検討を行った結果な
されたもので、強磁性金属薄膜層上に有機高分子化合物
からなる保護膜層を設けた後、この有機高分子化合物か
らなる保護膜層を、不活性ガスでプラズマ処理するか、
あるいは放射線を照射するか、もしくは紫外線を照射し
、しかる後、この上に、さらに潤滑剤を被着することに
よって、有機高分子化合物からなる保護膜層の特に表面
付近の架橋密度を向上し、摩擦係数が小さくて硬い有機
高分子化合物からなる保護膜層を形成するとともに、こ
の保護膜層上に、さらに潤滑剤を被着させて、潤滑剤の
潤滑効果により保護１ｆｉｉＪｆＪの摩擦係数を充分に
低減し、保護Ｉ＊Ｆｉの耐摩耗性を充分に改善したもの
である。

この発明において、有機高分子化合物からなる保護膜層
は、この保護膜層が、プラズマ重合によって形成される
場合は、処理槽内で、炭化水素系化合物、フッ素系有機
化合物およびケイ素系有機化合物等のモノマーガスを、
高周波あるいはマイクロ波等によりプラズマ重合させて
、強磁性金属薄膜層上に被着することによって形成され
る。このプラズマ重合保護膜層を形成するのに使用する
モノマーガスとしては、たとえば、プロパン、工　　　
　　゛チレン、プロピレン、アセトニトリル、フロヒオ
ニトリルなどの炭化水素系化合物のモノマーガス、Ｃ２
Ｆ４．　　Ｃ３ＰＩ、などのフッ素系有機化合物のモノ
マーガスおよびテトラメチルシラン、オクタメチルシク
ロテトラシロキサン、ヘキ号メチルジシラザンなどのケ
イ素系有機化合物のモノマーガス等が好ましく使用され
、これらの有機化合物のモノマーガスは、高周波あるい
はマイクロ波等によりラジカルが生成され、この生成さ
れたラジカルが反応し重合して被膜となる。このラジカ
ルはこれらのフッ素系有機化合物が二重結合または三重
結合を有していたり、また末端に金属元素を有する金属
塩化合物であるかあるいはＯＩ−１基等の官能基を有し
ているほど生成しやすいため、これら不飽和結合、金属
元素および官能基等を有する゛ものがより好ましく使用
される。またこれらのモノマーガスをプラズマ重合する
際、アルゴンガス、ヘリウムガスおよび酸素ガス等のキ
ャリアガスを併存させるとモノマーガスを単独でプラズ
マ重合する場合に比べて３〜５倍の速度で析出されるた
め、これらのキャリアガスを併存させて行うのが好まし
い。これらのキャリアガスと併存させる際、その組成割
合はキャリアガス対前記有機化合物のモノマーガスの比
にして１対１〜２０　対１の範囲内で併存させるのが好
ましく、キャリアガスが少なすぎると析出速度が低下し
、多すぎるとモノマーガスが少なくなってプラズマ重合
反応に支障をきたす。なお、炭化水素系化合物のモノマ
ーガスを使用するときは、酸素ガスをキャリアガスとし
て使用すると酸化反応が生じるため、酸素ガスをキャリ
アガスとして使用するのは好ましくない。

プラズマ重合を行う場合のガス圧および高周波やマイク
ロ波の電力は、ガス圧が高くなるほど被着速度が速くな
る反面モノマーガスが比較的架橋密度低くプラズマ重合
されて硬い保護膜層が得ら　　　　　　′れず、またガ
ス圧を低くして高周波電力を高くすると被着速度が遅く
なる反面架橋密度が比較的高くて硬い保護膜層が得られ
る。ところが、ガス圧を低くして高周波電力を高くしす
ぎると、モノマーガスが粉末化してしまいプラズマ重合
保護Ｉｆ！１ｍが形成されないため、ガス圧をｏ、ｏｏ
ｉ〜５トールの範囲内とし、平方センナあたりの高周波
電力を０．０３〜５　Ｗ／、ｆｆｌの範囲内とするのが
好ましく、ガス圧を０．００３〜１トールとし、平方セ
ンナあたりの高周波電力を０．０５〜３　Ｗ　／　ｃ＋
Ｉｌの範囲内とするのがより好ましい。このようにして
プラズマ重合によって被着形成される有機化合物のプラ
ズマ重合保護膜層は緻密で摩擦係数も小さく、従ってこ
の有機化合物のプラズマ重合保護膜層が形成されると耐
摩耗性が向上される。このような有機化合物のプラズマ
重合保護膜層の膜厚は、２０〜１０００人の範囲内であ
ることが好ましく、膜厚が薄ずぎるとこの保護膜層によ
る耐久性の効果が充分に発揮されず・１．厚すぎるとス
ペーシングロスが大きくなりすぎて電磁変換特性に悪影
響を及ぼす。

また、スパッタリングによって耐熱性樹脂からなる保護
ＩＩＸＩＮを形成する場合は、処理槽内で、耐熱性の良
好な樹脂をアルゴンガス等の存在下で高周波によりスパ
ッタリングさせて、強磁性金属薄膜層上に析出すること
によって形成される。このようなスパッタリングによっ
て保護膜層を形成するのに使用される樹脂は、２００℃
以上の温度で軟化したり分解することのない耐熱性に優
れた樹脂が好ましく使用され、２００℃以下の温度で軟
化したり分解するものではスパッタリング時に分解して
しまうため好ましくない。このような耐熱性樹脂として
は、イミド系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、
フェノール系樹脂、メラミン系１酎脂、ホルマリン系樹
脂、尿素樹脂、フラン系樹脂、工；Ｉミキシ樹脂等が挙
げられ、具体例としては、たとえば、カブ１ン、シリコ
ーン樹脂、テフロン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等
が挙げられる。

スパッタリングを行う場合のアルゴンガス等のガス圧お
よび高周波の電力は、析出速度を良好にしかつ高分子の
分解を防止するため、ガス圧を、０．００１〜０．１ト
ールとし、平方センチあたりの高周波電力を０．１〜２
　Ｗ　／　ｃＪの範囲内とするのが好ましい。このよう
にしてスパッタリングによって析出形成される耐熱性樹
脂からなる保護膜層は緻密で摩擦係数も小さく、従って
この耐熱性樹脂からなる保Ｒ”ｔｍ’ＸＮが形成される
と耐摩耗性および耐食性が一段と向上される。このよう
な耐熱性樹脂からなる保護膜層の膜厚は、２０〜１００
０人の範囲内であることが好ましく、膜厚が薄すぎると
この保護膜層による耐久性および耐食性の効果が充分に
発揮されず、厚すぎるとスペーシングロスが大きくなり
すぎて電磁変換特性に悪影響を及ぼす。

このようにして形成された有機高分子化合物からなる保
護膜層は、次いで、処理槽内で、アルゴンガス、ヘリウ
、ムガス等の不活性ガスのプラズマ中にさらずなどの方
法でプラズマ処理されると、保護膜層の特に表面付近の
架橋密度が向上され、摩擦係数が充分社小さく、かつ緻
密で硬い有機高分子化合物からなる保護膜層が形成され
て、耐摩耗性が一段と向上される。このような不活性ガ
スのプラズマによるプラズマ処理は、保護膜層の特に表
面付近の架橋密度を充分に高くするため、不活性ガスの
ガス圧を０．０１〜３トールの範囲内とし、平方センナ
あたりの高周波電力を０．０８〜２Ｗ／ｃｍｌの範囲内
として行うのが好ましく、ガス圧を、０．０５〜１トー
ルとし、平方センナあたりの高周波電力を０．３〜ＩＷ
／−の範囲内とするのがより好ましい。

また、前記のプラズマ重合やスパッタリングによって形
成された有機高分子化合物からなる保護膜層は、放射線
を照射しても前記のプラズマ処理を行った場合と同様に
、保護膜層の特に表面付近の架橋密度が向上され、摩擦
係数が充分に小さく、かつ緻密で硬い有機高分子化合物
からなる保護膜層が形成されて、耐摩耗性が一段と向上
される。このように、有機高分子化合物からなる保護膜
層を硬化させるに際して使用される放射線としては、電
子線、Ｘ線、α線、β線、γ線および中性子線などがい
ずれも好適に使用される。このような放射線は吸収線量
が０．５〜２０Ｍｒａｄとなるように照射するのが好ま
しく、吸収線量が少なすぎると前記保護膜層の架橋結合
が不充分で充分に硬化されず、所期の効果が得られない
。

さらに、前記のプラズマ重合やスパッタリングによって
形成された有機高分子化合物からなる保護膜層は、紫外
線を照射しても前記のプラズマ処理や、放射線照射処理
を行った場合と同様に、保護膜層の特に表面付近の架橋
密度が向上され、摩擦係数が充分に小さく、かつ緻密で
硬い有機高分子化合物からなる保護膜層が形成されて、
耐摩耗性が一段と向上される。このように、有機高分子
化合物からなる保護膜層を硬化させるに際して使用され
る紫外線としては、水銀ランプ、キセノンランプ、Ａｒ
ＦやＫｒＦ等のエキシマレーザ−およびＮ２レーザーな
どがいずれも好適に使用される。このような紫外線は、
照射量が０．１〜５ｍＷ／ｃＩＩ！の範囲となるように
照射するのが好ましく、照射量が少なずぎると前記保護
膜層の架橋結合が不充分で充分に硬化されず、所期の効
果が得られない。

このようにして不活性ガスでプラズマ処理するか、ある
いは放射線を照射するか、もしくは紫外線を照射して、
硬化された有機高分子化合物からなる保護ｌ１ｊｉ層は
、次いで、潤滑剤が被着され、この潤滑剤層によって保
護膜層表面の摩擦係数はさらに一段と小さくなり、耐摩
耗性が一段と向上される。このような潤滑剤としては、
シリコーン系潤滑剤、炭化水素系潤滑剤、フッ素系潤滑
剤および脂肪族系潤滑剤等がいずれも好適なものとして
使用される。シリコーン系潤滑剤としては、シリコーン
オイル、変性シリコーンオイル等が挙げられ、炭化水素
系潤滑剤としては、パラフィン、スクアラン、ワックス
等が挙げられる。またフッ素系潤滑剤としては、テトラ
フルオロエチレン、へキサフルオロプロピレン、トリク
ロロフルオロエチレン、パーフルオロポリエーテル、パ
ーフルオロアルキルポリエーテルなどが好適なものとし
て使用され、市販品の具体例としては、ダイキン社製グ
イフロイル＃２０、デュポン社製クライトソクスＭ１ク
ライトソクスＨ１バイダノクスＡＲ。

モンテジソン社製フォンブリンＺ等が挙げられる。さら
に脂肪族系潤滑剤としては、ラウリン酸、ミリスチン酸
、バルミチン酸、ステアリン酸等の脂肪酸、ステアリン
酸亜鉛、ステアリン酸コバルト等の脂肪酸の金属塩、ス
テアリン酸−ｎ−ブチル、ミリスチン酸オクチル等の脂
肪酸エステル、ステアリルアルコール、ミリスチルアル
コール等の脂肪族アルコール等が挙げられる。

これらの潤滑剤は、極性を有すると磁気ヘッドと摺接す
る際、磁気ヘッドに付着し易く、摩擦係数を大きくする
場合があるため、非極性のものが好ましく使用され、使
用に際しては、その１種または２種以上を、例えば、フ
レオン、トルエン、メチルイソブチルケトン、メチルエ
チルケトン、シクロヘキサノン、酢酸エチル、テトラヒ
ドロフラン、ジメチルボルムアミド、ジオキサン等の適
当な溶剤に熔解し、熔解によって得られた溶液中に有機
高分子化合物からなる保護膜層を浸漬するか、或いは上
記溶液を予め形成された有機高分子化合物からなる保護
膜層上に塗布または噴霧するなどの方法で被着される。

被着量は、有機高分子化合物からなる保護膜層上に２０
〜２００人の被膜が形成される範囲内で被着させるのが
好ましく、２０人孝り膜厚が薄いと所期の効果が得られ
ず、２００人より膜厚が厚いとスペーシングロスが大き
くなりすぎて電気的特性に悪影響を及ぼす。

強磁性金属薄膜層の形成材料としては、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎ
ｉ、Ｃｏ−Ｎｉ合金、Ｃｏ−Ｃｒ合金、Ｃｏ−Ｐ合金、
Ｃｏ−Ｎ１−Ｐ合金などの強磁性材が使用され、これら
の強磁性材からなる強磁性金属薄膜層は、真空蒸着、イ
オンブレーティング、スパッタリング、メッキ等の手段
によって基体上に被着形成される。

また、磁気記録媒体としては、ポリエステルフィルム、
ポリイミドフィルムなどの合成樹脂フィルムを基体とす
る磁気テープ、合成樹脂フィルム、アルミニウム板およ
びガラス板等からなる円盤やドラムを基体とする磁気デ
ィスクや磁気ドラムなど、磁気ヘッドと摺接する構造の
種々の形態を包含する。

〔実施例〕

次に、この発明の実施例について説明する。

実施例１ 厚さ１０μのポリエステルフィルムを真空蒸着装置に装
填し、ｌＸｌ０−５トールの真空下でコバルトを加熱蒸
発させてポリエステルフィルム上に厚さ１０００人のコ
バルトからなる強磁性金属薄膜層を形成した。次いで、
第１図に示すプラズマ処理装置を使用し、強磁性金属薄
膜層を形成したポリエステルフィルムｌを処理槽２内の
上部に配設した基板３の下面にセントし、処理槽２に取
りつけたガス導入管４がらテトラメチルシランのモノマ
ーガスを１００ｓｃｃＴｒｌの流量で導入し、ガス圧０
．５トール、電極５の高周波電力密度０．５Ｗ／ｃｒＡ
で２０秒間プラズマ重合を行い厚さ２００人のプラズマ
重合保護膜層を形成した。次に、ガス導入下［４からア
ルゴンガスを２００　ｓｃ、ｃｍの流量で導入し、ガス
圧０．０６１−−ル、電極５の高周波電力密度Ｑ、５Ｗ
／ｃｎｌで３０秒間プラズマ処理を行った。次いで、こ
れをミリスチン酸の０．１重量％トルエン溶液中に浸漬
し、乾燥してミリスチン酸からなる厚さが５０人の１Ｉ
ＩｉＩ滑剤層を形成した。しかる後、所定の巾に裁断し
て第２図に示すようなポリエステルフィルム１上に強磁
性金属薄膜層８、プラズマ重合保護膜層９および潤滑剤
層１０を順次に積層形成した磁気テープＡをつくった。

なお、図中６は処理槽２内を減圧するための排気系であ
り、７は電極５に高周波を印加するための高周波電源で
ある。

実施例２ 実施例１におけるプラズマ重合保護膜層の形成において
、テトラメチルシランのモノマーガスに代えて、テトラ
フルオロエチレンのモノマーガスを１００ｓｅｃｍの流
量で導入して、ガス圧を０．３トールとし、高周波電力
密度０．５Ｗ／ｃＪとした以外は実施例１と同様にして
プラズマ重合保護膜層を形成し、磁気テープＡをつくっ
た。このときのプラズマ重合保護膜層の層厚は２００人
であった。

実施例３ 実施例１におけるプラズマ重合保護膜層の形成において
、テトラメチルシランのモノマーガスに代えて、アセト
ニトリルのモノマーガスを８０ｓｅｃｍの流量で導入し
て、ガス圧を０．１トールとし、高周波電力密度０．３
Ｗ／ｃｆｆｌとした以外は実施例１と同様にしてプラズ
マ重合保護膜層を形成し、磁気テープＡをつくった。こ
のときのプラズマ重合保護膜層の層厚は１８０人であっ
た。

実施例４ 実施例１におけるプラズマ重合保護膜層の形成に代えて
、処理槽２内の電極５上にあプトンをターゲットとして
セントし、ガス導入管４からアルゴンガスを２００ｓｃ
ｃｍの流量で真空槽２内に導入し、アルゴンガスのガス
圧３Ｘ１０’ｌ−−ルで、電極５の高周波電力密度をＩ
　Ｗ　／　ｃＪとしてスパッタリングを行い、厚さ２０
０人のカプトンからなる保護膜層を形成した以外は、実
施例１と同様にして磁気テープＡをつくった。

実施例５ 実施例Ｉにおけるプラズマ処理にかえて、電子線照射装
置を用い、プラズマ重合保護ｌ１Ｉｉ層に、加速電圧１
５０　Ｋ　Ｖ、’　１．５　ＭｅＶ、Ｏ，ＥｕｎＡの電
子線を吸収線量が３Ｍｒａｄとなるように２秒間照射し
て、放射線照射処理を行った以外は、実施例１と同様に
して磁気テープＡをつくった。

実施例６ 実施例１におけるプラズマ処理にかえて、紫外線照射装
置を用い、プラズマ重合保護膜層に、４ＫＷの高圧水銀
ランプの光を１分間照射して、紫外線照射処理を行った
以外は、実施例１と同様にして磁気テープＡをつくった
。

実施例７ 実施例１における潤滑剤層の形成において、ミリスチン
酸の０．１重量％トルエン溶液に代えて、クラ・イトノ
クスＭ（デュポン社製、パーフルオロアルキルポリエー
テル）の０．０５重量％フレオン溶液を使用した以外は
、実施例１と同様にして磁気テープＡをつくった。

実施例８ 実施例１における潤滑剤層の形成において、ミリスチン
酸の０．１重量％トルエン溶液に代えて、シリコーンオ
イルの０．０５重量％トルエン溶液を使用した以外は、
実施例１と同様にして磁気テープＡをつくった。

実施例９ 実施例１における潤滑剤層の形成において、ミリスチン
酸の０．１重量％トルエン溶液に代えて、ステアリン酸
−ｎ−ブチルの０．０５重量％トルエン溶液を使用した
以外は、実施例１と同様にして磁気テープＡをつくった
。

実施例ＩＯ 実施例１における潤滑剤層の形成において、ミリスチン
酸の０．１重量％トルエン溶液に代えて、パラフィンの
０，０５重量％トルエン溶液を使用した以外は、実施例
１と同様にして磁気テープＡをっ（った。

実施例１１ 厚さ５０μのポリイミドフィルムを真空蒸着装置に装填
し、ポリイミドフィルムを３００℃に加熱しなから３Ｘ
１０−’）−ルの真空下でコバ用１〜−クロム合金を加
熱蒸発させて、ポリイミドフィルム上に厚さ３５００人
のコバルト−クロム合金（モル比８０：２０）からなる
強磁性全屈薄膜層を形成した。次いで、これに実施例１
と同様にしてプラズマ重合保護膜層を形成し、さらにプ
ラズマ処理を行った後、潤滑剤層を形成し、磁気テープ
Ａをつくった。

比較例１ 実施例１において、プラズマ重合保護膜層のアルゴンガ
スのプラズマによるプラズマ処理を省いた以外は実施例
１と同様にして磁気テープをつくった。

比１咬例２ 実施例２において、プラズマ重合保護膜層のアルゴンガ
スのプラズマによるプラズマ処理を省いた以外は実施例
２と同様にして磁気テープをつくった。

比較例３ 実施例３において、プラズマ重合保護膜層のアルゴンガ
スのプラズマによるプラズマ処理を省いた以外は実施例
３と同様にして磁気テープをつくった。

比較例４ 実施例４において、プラズマ重合保護膜層のアルゴンガ
スのプラズマによるプラズマ処理を省いた以外は実施例
４と同様にして磁気テープをつくった。

比較例５ 実施例１において、ミリスチン酸の０．１重量％トルエ
ン溶液中への浸漬処理を省いた以外は実施例１・と同様
にして磁気テープをつくった。

比較例６ 実施例２において、ミリスチン酸の０．１重量％トルエ
ン溶液中への浸漬処理を省いた以外は実施例２と同様に
して磁気テープをつくった。

比較例７ 実施例３において、ミリスチン酸の０．１ｆｆｌｉ％ト
ルエン溶液中への浸漬処理を省いた以外は実施例３と同
様にして磁気テープをつくった。

比較例８ 実施例４において、ミリスチン酸の０．１重量％トルエ
ン溶液中への浸漬処理を省いた以外は実施例４と同様に
して磁気テープをつくった。

比較例９ 実施例１において、アルゴンガスのプラズマによるプラ
ズマ処理および潤滑剤層の形成を省いた以外は実施例１
と同様にして磁気テープをつくった。

比較例１０ 実施例２において、アルゴンガスのプラズマによるプラ
ズマ処理および潤滑剤層の形成を省いた以外は実施例２
と同様にして磁気テープをつくった。

比較例１１ 実施例３において、アルゴンガスのプラズマによるプラ
ズマ処理および潤滑剤層の形成を省いた以外は、実施例
３と同様にして磁気テープをつくった。

比較例１２ 実施例４において、アルゴンガスのプラズマによるプラ
ズマ処理および潤滑剤層の形成を省いた以外は実施例４
と同様にして磁気テープをつくった。

比較例１３ 実施例１において、プラズマ重合膜層の形成、アルゴン
ガスのプラズマによるプラズマ処理および潤滑剤層の形
成を省いた以外は実施例１と同様にして磁気テープをつ
くった。

各実施例および比較例で得られた磁気テープについて、
摩擦係数を測定し、耐久性を試験した。

耐久性試験は磁気テープを摺動試験し、プラズマ重合保
護膜層に傷がつくまでの摺動回数を測定して行った。

下表はその結果である。

〔発明の効果〕

上表から明らかなように、この発明で得られた磁気テー
プ（実施例１ないし１１）は、いずれも比較例１ないし
１３で得られた磁気テープに比し、摩擦係数が小さく、
また摺動回数が多く、このことからこの発明の製造方法
によれば、一段と耐久性に優れた磁気記録媒体が得られ
ることがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図はプラズマ重合保護膜層を形成する際に使用する
プラズマ処理装置の１例を示す概略断面図、第２図はこ
の発明の製造方法によって得られた磁気テープの部分拡
大断面図である。 １・・・ポリエステルフィルム（基体）、８・・・強磁
性金属薄膜層、９・・・プラズマ重合保護膜層、１０・
・・潤滑剤層、Ａ・・・磁気テープ（磁気記録媒体）第
１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、基体上に金属もしくはそれらの合金からなる強磁性
   金属薄膜層を形成し、この強磁性金属薄膜層上に有機高
   分子化合物からなる保護膜層を設け、さらにこの有機高
   分子化合物からなる保護膜層を不活性ガスでプラズマ処
   理するか、あるいは放射線を照射するか、もしくは紫外
   線を照射したのち、この保護膜層上にさらに潤滑剤を被
   着することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法