JPS61289530A - 磁気記録媒体 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、スパッタ、蒸着やめっき等で磁性層を形成す
る薄膜高記録密度の磁気記録媒体Ｋかかわり、％Ｋｆｆ
ｉ気ヘッドとの摺動に耐える保護層を設けること罠より
長寿命化した磁気記録媒体に関するものである。

〔発明の背景〕

磁気ディスクや磁気テープなどの磁気記録媒体において
は、磁気ヘッドと媒体間の摺動による媒体の摩耗を低減
することが重要な課題である。特に、スパッタ、蒸着や
めっきにより直接磁性層を形成する＊ｇ磁気記録媒体に
おいては、従来の磁性粉をバインダ中に分散させ、塗布
乾燥により磁性層を形成するものと違い、潤滑剤をバイ
ンダ中に混ぜ込む方法をとれないため、前記課題の解決
がさらに困難となる。

薄換磁気記碌媒体の耐摺動性向上のためには、磁性層表
面に潤滑性保護層を設けるのがよく、今でに各種の潤滑
性保護層の形成方法が提案されている。例えば、液状潤
滑油を塗布する方法、有機高分子をスパッタし薄膜化す
る方法（特開昭５７−１１６７７１号公報）、フッ素系
有機化合物や有機シリコン化合物をプラズマ中で重合、
堆積させる方法（特開昭５１−１２７７０２号公報）、
高級脂肪酸を真空蒸着する方法（特開昭５４−１１５０
５号公報）、カーボンをスパッタして薄膜化する方法（
日子ら、第８回日本応用磁気学会学術講演概要集、２２
２頁、１９８４年１１月）などがある。本願発明者らは
、これらの方法を試みたが、確かに保護層のない場合に
比べ寿命は長くなるが、実用レベルには至らなかった。

ただし、カーボンのスパッタ膜ハ摩耗係数が低く、摩耗
しにくい性質を有することを見いだした。

シカシ、カーボンスパッタ膜は磁性層との付着力が弱く
、摺動により容易に剥離してしまうため、そのままでは
十分な効果がなかった。

〔発明の目的〕　　　　。

本発明の目的は、磁気ヘッドとの摺動による摩耗の少な
い保護層を設けて、寿命を飛−的に向上させた磁気記録
媒体を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、カーボン層の付着力向上のためカーボン膜と
磁性層との間に中間層を設け、この中間層の働きでカー
ボン膜の剥離を防ぐことによって耐摺動性に優れた磁気
記録媒体を実現しようとするものである。

本願発明者らは、上記中間層としては有機物を用いるこ
とが効果があることを見いだした。

これは、有機物層とカーボンスパッタ層との親和性が強
いためであり、おそらくスパッタのエネルギーにより有
機物表面の結合が一部切れ、スパッタ粒子であるカーボ
ンとの反応で新たに有機物層とカーボン層間に結合が生
ずるため付着力が向上するものと推定される。

本発明におけるカーボン層の形成方法は、形成初期に有
機物表面の結合を切るに足るエネルギーを有する電子、
イオン、中性粒子が処理表面に入射する条件で形成する
のがよ（、例えば■スパッタ、　高尚ｍスパッタ、マグ
ネトロン型スパッタ、イオンビームスパッタなどにおい
ては炭素質物質をターゲットとしてスパッタすることに
より形成できる。このほか、文献〔毛利ら、表面科学、
第５巻第２号、７５頁（１９８２年）〕に記載され℃い
るイオン化蒸着法や、炭化水素ガスをプラズマ中で分解
して、硬質カーボン層を堆積させるプラズマＣＶＤ法、
あるいは被処理基体にイオンビームを照射しつつ蒸着す
るイオンビーム併用蒸着も用いることができる。

本発明における有機物層に用いる有機物は、０．５μｍ
以下、好ましくは０．１〜０．００１μｍの厚さに薄膜
化できることが必要である。また、有機物層と被処理基
体との間の付着力が小さいと、この面から剥離が生じる
ため、ＪＩＳ規格に６８４９に示される接着強度試験に
おいて１０ＫＰ７”−以上好ましく　ｔ！　５０ＫＰ／
ｅｒＩＩ以上の接着力を有するのがよい。

上記有機物層の形成方法および材料には、以下のものが
ある。

１）塗布法 有機高分子を溶剤に浴かし、回転塗布法または被処理基
体を該溶液に浸した後引き上げる引き上げ法、またはス
プレーにより該溶液を吹きつげ、乾燥させる吹きつけ法
などで塗布膜をつくり、溶剤を揮発させる方法である。

該方法で使用できる有機高分子材料は、沸点が５０〜２
５０℃の範囲の溶剤に体積比０．１％以上の濃度で可溶
なものがよく、例えばポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、
アクリル樹、すｄ、メタクリル樹脂、ポリアミド、熱可
塑性ポリウレタン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポ
リエステルイミド、ポリベンゾイミダゾールなどの熱町
１性高分子、フェノール樹脂、フラン樹脂、尿素樹脂、
メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂
など熱硬化性樹脂の硬化前の低分子量物質などが好適に
用いられる。また、上記有機高分子溶液は、濃度０．１
〜５０ｖｏ１％、好ましくは０．１〜１Ｑｖｏｌ！％と
し、前記した各種塗布方法で塗布した後、溶剤の沸点以
上の温度で加熱し乾燥させるのがよい。

１１）スパッタ法 有機高分子化合物をターゲットとしてスパッタし、被処
理基体上に有機物薄膜を形成する。

スパッタ装置は！全排気可能な容器内にカソード電極を
有するもので、有機高分子の板または任意の材質の板の
表面に有機高分子をコーティングしたものを該カソード
面を覆うように設置し、Ａｙ　、Ｈａ　、Ｎｇ　、Ｋｒ
　、Ｘ−を生成分とするガスを０．００１〜０．１Ｔｏ
ｒｒの圧力範囲に保つように容器内に導入した後、該カ
ソード電極に高°電圧を印加し放′シを発生させて生ず
るイオンのエネルギーを利用して有機高分子をスパッタ
し、該カソードと対向する被処理基体表面に皮膜を形成
するものである。印加する高電圧は、負の直流電圧また
は周波数が１’０１Ｇｌｚ〜１００ＭＨｚの高周波電圧
のいずれでもよいが、高周波電圧を用いた方が再男性よ
く皮膜を形成できる。ターゲットとして用いる有機高分
子は、スパッタ時の高温に耐えるため、融点または熱分
解開始温度が１００℃以上のものを選ぶ必要がある。有
機高分子の種類とじ℃は、例えばフェノール樹脂、７ラ
ン樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル
樹脂、エポキシ樹力旨等の熱硬化性樹脂、および芳香族
ポリアミド、ポリフェニレン、ポリイミド、ポリアミド
イミド、ポリエステルイミド、ポリベンゾイミダゾール
、ポリフェニレンオキシド、シリコーン樹脂などを用い
ることができる。

１１１）プラズマ重合法 有機化合物蒸気をプラズマ中で活性化し、被処理基体表
面に有機物薄膜を形成するものである。使用する有機化
合物は、蒸発気化するものであればプラズマ重合可能で
あるが、蒸気圧の極端に低いものは重合速度が小さくな
るため、室温で飽和蒸気圧０．０５Ｔｏｒｒ以上のもの
が好ましい。有機化合物の種類としては、例えばメタン
、エタン、プロパン、エチレン、プロピレン、アセチレ
ン、ベンゼン、スチレン、トルエンなど一般式Ｃｒ＆Ｈ
ｙｎ　（ｎは７以下の整数）で表わされる炭化水素類、
モノクロロエタン、モノクロロエチレン、１．２−ジク
ロロエチレン、クロロベンゼン、ヨウ化エチレン、臭化
エチレンなどのハロゲン化炭化水素類、メチルエチルケ
トン、ジエチルケトン、メチルビニルケトン、メチルイ
ソプロペニルケトンなどのケトン類、メチルアクリレー
ト、メチルメタクリレート、ビニルアクリレート、ビニ
ルメタクリレート、等のエステル類、７’）ジクロロエ
チレン、パー７０ロシクロフタン、パーフロロベンゼン
等のフッ化炭化水素類、テトラメチルシラン、ヘキサメ
チルジシラザン、テトラビニルシラン、テトラメチルジ
シロキサン等の含ケイ素有機化合物などがあるが、上記
に限られるものではない。

プラズマ重合に用いる装置は、真空排気可能な容器と排
気装置、有機化合物蒸気の導入装置、およびプラズマ発
生機構を有するもので、プラズマ発生方式は、容器内に
電極を設げ℃、直流、交流または高周波の電圧を印加す
る内部電極方式、容器外の電極またはコイルから電界ま
たは磁界を発生させる外部電極または外部誘導方式、マ
イクロ波を用いるマイクロ波方式のいずれでもよいが、
直流、交流の内部電極方式では、電極に有機物が付着し
てプラズマが不安定圧なりやすいため、これ以外の方式
が好ましい。

反応ガスとしては、有機化合物蒸気を単独にまたは希ガ
スや八−Ｎ！　−Ｏｔなどと混合して用いることができ
る。反応容器内圧力は０．０１〜１０Ｔｏｒｒの範囲と
するのがよく、上記反応ガスを一定流量で反応容器内に
導入し、排気速度を調節して所望のガス圧とするのがよ
い。ガス圧調節後前記の方法でプラズマを発生すること
により該容器内に設置された被処理基体表面に有機物層
が形成される。

ＩＶ）　　蒸着法 真空容器内で有機化合物を加熱し、蒸発させて、対向す
る位置におかれた被処理基体表面に該有機物蒸発分子を
付着させ、有機物層を形成する手法である。有機化合物
としては、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、
リノール酸、リルン酸などの高級脂肪酸、およびそれら
のリチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩などを用いる
ことができる。加熱の方法は、抵抗加熱、電子線加熱の
いずれでもよい。

本発明における磁性層は、スパッタや蒸着、めっき法な
どにより強龜性物質を薄膜化したものであり、例えばｒ
　−Ｆｇ、　Ｏ，、Ｃｏ、　Ｃｏ　−Ｎｉ合金、Ｃ０−
Ｃｒ合金、酸化クロム、Ｆａ−Ｃｏ　−Ｃｒ合金、ｃｏ
　　−ｐ合金、Ｃｏ　−Ｎｉ　−Ｐ合金その他の材料を
用いることができる。また、磁性層を設ける基材として
は、磁気テープやフロッピー伍気ディスクの場合はポリ
エステルフィルムやポリイミドフィルム、磁気ディスク
の場合は、表面をアルマイト処理等で硬化させるかまた
はＮ１−Ｐ等の硬質めっき層を設けたアルミニウム基板
が用いられる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例をその比較例とともに説明する。

実施例１ アルミニウム製ディスク用基板の表面をアルマイト化し
、両面に＃累を含むアルゴン芥囲気中でＦ−のスパッタ
リングを行りた後、５００℃で該基板を熱酸化し、ｒ−
Ｆ〜０．磁性層を形成した。ｒ　−Ｆｇ、　０．層の膜
厚は０．２μ痛とした。この基板の両面に、第１表に示
す有機高分子化合物を、やはり第１表に示した条件でス
パッタリングを行い、厚さ０．０２μｍの有機物層を形
成した。

スパッタは、平行電極型高周波スパッタ装置を用い、電
源周波数は１５　、５６Ｍｋｈとした。その後、該基板
両面に、グラ７アイトカーボンをターゲットとして、平
行電極型高周波スパッタ装置によりスパッタリングを行
い、厚さ０．０２μｍのカーボン層を形成した。

このようにして製作した磁気ディスクの表面に実際の磁
気ヘッドを接触させ、ディスクを５００Ｏｒｐｍで回転
させてヘッドを浮上させ、ついで回転を止めて再びヘッ
ドを接触させるというサイクルを繰り返し行い、寿命試
験（コンタクト、スタート／ストップ試験、以下Ｃ８／
Ｓ試験と記す）を行った。ディスク面に傷が入るまでの
回数（Ｃ８／Ｓ回数）を寿命の指標とした。結果は第１
図に示したように、磁性層のみで保護層のない場合や有
機物層がない場合に比べ寿命が長くなった。

比較例１ 実施例１と同様Ｋ１１ａ性層を設けたディスク基板に、
保獲層を設けることな（Ｃ８／Ｓ試験を行い、寿命を調
べた。結果は、第１表に示したよ５に、非常に少ない回
数で磁性層に傷が入り、短寿命であった。

比較例２ 実施例１と同様に磁性層を設げたディスク基板に、有機
物層を設けずにカーボンスパッタ層を形成し、Ｃ８／Ｓ
試験を行った。結果は、第１表に示したように、カーボ
ン層の剥離が起こり短寿命であった。

以下余白 実施例２ 実施例１と同様の方法で磁性層を形成した磁気ディスク
基板の両面に、第２表に示す有機高分子化合物を浴剤に
溶かして回転塗布し、厚さ０．０５μｍ　の有機物層を
形成した。該基板両面に実施例１と同様にカーボンのス
パッタリングを行い、厚さ０．０２μ扉のカーボン層を
形成した。

このようＫして製作した磁気ディスクをＣｓ／Ｓ試験機
Ｋかけた。結果を第２表に示したが、実施例１の場合と
同様に好結果が得られた。

以下余白 実施例５ 実施例１と同様の方法で磁性層を形成した磁気ディスク
基板を、平行電極を有する真空槽内の一方の電極上に設
置し、槽内な第５表に示す各有機化合物の蒸気で満たし
た後、他方の電極との間に１５　、５６ＭＨ２の高周波
電圧を印加し、プラズマを発生させて前記有機化合物を
重合させ、厚さ０．０２μｍ　の有機物層を両面く形成
した。該基板両面に、実施例１と同様な方法でカーボン
のスパッタリングを行い、厚さ０．０５μｍツカ−ボン
層を形成した。このようにして製作した磁気ディスクを
（、’Ｓ／　Ｓ試験機Ｋかげた。結果を第５表に示した
が、前記実施例１，２の場合と同様に好結果が得られた
。

以下余白 実施例４ 厚さ１０μｍのポリエステルフィルムの表面ＫＣｏ　−
Ｎｉ合金を斜め蒸着法により０．１μ隅　の厚さに蒸着
し、母性層を形成した。ついで、磁性層表面に、実施例
１と同様な方法で、第４表に示す有機高分子をターゲッ
トとしてスパッタリングを行い、厚さ０．０１μ隅の有
機物層を形成した。次に、ターゲットをグラファイトに
変え、同様にスパッタリングを行って、厚さ０．０２μ
ｍのカーボン層を形成した。

このようＫｆ１作した蒸着テープをピン摺動試験機にか
けた。そして、実際のビデオテープレコーダに用いられ
ているガイドピンに、磁性体側の面とピンとが接するよ
うにして、巻き角９０°で巻き付け、速度１ｍ　／７ｍ
１ｎ　、荷重２０Ｆで摺動させ、１００回摺動させた後
のテープ表面の傷の入り方および保護膜の剥離の程度を
調べた。

結果は、第４表に示すように、保護膜の剥離は見られず
、磁性層に達する傷も゛なかった。

比較例５ 実施例４と同様にして磁性層を形成した蒸着テープをそ
のままビン摺動試験機Ｋかけた。結果は、８ｇ４表に示
すように、磁性層表面に無数の傷が発生した。

比較例４ 実施例４と同様にして磁性層を形成した蒸着テープの母
性層上に、有機物層を設けることな（カーボンスパッタ
層を設け、ビン摺動試験機Ｋかけた。結果は、第４表に
示すよ５Ｋ、保護膜が剥離し、磁性層にも傷が発生した
。

以下余白 実施例５ 実施例１と同じようＫｒ−Ｆ〜０．磁性層を設けたアル
ミニウム製ディスク用基板を抵抗加熱式真空蒸着装置の
基板ホルダに設置し、蒸着原料容器にステアリン酸を入
れて、蒸着槽を１×１０　　Ｔｏｒｒ以下に排気した。

ついで、該容器を加熱してステアリン酸蒸気を発生させ
、ｒ−Ｆ〜０゜磁性層表面に厚さｏ、ｏｏｓμ扉　の蒸
着膜を形成した。その後、該ディスク用基板を平行電極
散スパッタ装置のターゲット電極に対向させて設置し、
実施例１と同じ条件でカーボンのスパッタリングを行っ
た。カーボン層の膜厚は０．０２μｍとした。このよう
圧して製作した磁気ディスクを、実施例１と同様に（、
’Ｓ／Ｓ試験機にかげたところ、Ｃｓ／Ｓ回数は２０に
回に達し、ステアリン敏蒸７Ｉｔ膜を設けない場合に比
べ寿命が４０倍となった。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように、本発明によれば、磁気記録媒体
とヘッドの摺動時にカーボン保護層の剥離脱落を防ぐこ
とができ、カーボン本来の？１４／ｌ性能を発揮させる
ことができるため、磁気記録媒体の寿命が飛躍的に向上
するという効果が得られる。

、２）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、支持基体上に、強磁性を有する物質からなる磁性層
   と、有機物からなる層と、炭素からなる層とを、この順
   序で設けたことを特徴とする磁気記録媒体。 ２、有機物からなる層が、有機高分子素材を高エネルギ
   ーのイオンによりスパッタして設けたものであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の磁気記録媒体
   。 ３、有機物からなる層が、有機高分子を溶剤に溶かした
   液を磁性層上に塗布した後、溶剤を気化させ乾燥させて
   設けたものであることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の磁気記録媒体。 ４、有機物からなる層が、揮発性有機化合物の蒸気をプ
   ラズマ中で反応させて有機高分子を得ることにより設け
   たものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の磁気記録媒体。 ５、有機物からなる層が、高級脂肪酸またはそのアルカ
   リ塩を真空中で蒸着することにより設けたものであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の磁気記録
   媒体。 ６、有機物からなる層の厚みが０．００１〜０．１μｍ
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第
   ５項のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。 ７、炭素からなる層が炭素からなるターゲット材料をス
   パッタするか、炭化水素を含むガスをプラズマ中で分解
   して堆積させるか、炭素を真空槽内で蒸発させ、蒸発粒
   子をイオン化して電場により加速し、被処理基体表面へ
   入射させるイオン化蒸着法によるか、イオンビームやレ
   ーザ、電子線等のエネルギービームを被処理基体表面へ
   照射しつつ炭素を蒸着するかのいずれかの方法により形
   成されたものであることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項ないし第６項のいずれか１項に記載の磁気記録媒体
   。