JPS62103830A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、真空蒸着やスパッタリング等の真空薄膜形成
技術等の手法により非磁性支持体上に強磁性金属薄膜を
磁性層として形成した、いわゆる強磁性金属′ｇｉ膜型
の磁気記録媒体に関するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、非磁性支持体上に強磁性金属薄ｎ々を磁性層
として形成してなる磁気記録媒体において、磁性層であ
る強磁性金属薄■々にパーフルオロアルキルカルボン酸
エステル及び脂肪酸エステルを潤滑剤として被着し、 広範な使用温度条件に亘り走行性、耐摩耗性。

耐久性を改善するものである。

〔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ｒ　
　Ｆ　ｅ　１０３１　Ｃｏを含有するｒ−Ｆｅ、Ｏ，。

Ｆ６ｓＯａ、Ｃｏを含有するＦ　ｅ　３０ａ＋　’ｒ　
−Ｆ　Ｑ　ｚｏｓとＦｅ３Ｏ４とのベルトライド化合物
、Ｃｏを含有するベルトライド化合物、Ｃｒ０ｔ等の酸
化物強磁性粉末あるいはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等を主成分と
する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、ポリエステル樹脂、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。

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合金等の強磁性金属材料を、メッキや真
空」膜形成技術（真空蒸着法やスパッタリング決、イオ
ンブレーティング法等）によってポリエステルフィルム
やポリイミドフィルム等の非磁性支持体上に直接被着し
た、いわゆる強磁性金属薄膜型の磁気記録媒体が提案さ
れ、注目を集めている。この強磁性金属薄膜型磁気記録
媒体は、抗磁力や角形比等に優れ、短波長での電磁変換
特性に優れるばかりでなく、磁性層の厚みを楕めて薄く
することが可能であるため記！３減磁や再生時の厚み損
失が著しく小さいこと、磁性層中に非磁性材である有機
バイングーを混入す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こと等、数々の利点を有してい
る。

しかしながら、上述の強磁性金属薄膜型の磁気記録媒体
では、磁性層表面の平滑性が極めて良好であるために、
実質的な接触面積が大きくなり、凝着現象（いわゆるは
りつき）が起こり易くなったり摩擦係数が大きくなる等
、耐久性や走行性等に欠点が多く、その改善が大きな課
題となっている。一般に、磁気記録媒体は磁気信号の記
録・再生の過程で磁気へメトとの高速相対運動のもとに
おかれ、その際走行が円滑に、かつ安定な状態で行われ
なければムらない。また、磁気へノドとの接触による摩
耗や損傷はなるべく少ないほうがよい。

そこで例えば、上記磁気記録媒体の磁性層、すなわち強
磁性金属薄膜表面に潤滑剤を塗布して保護膜を形成する
ことにより、上記耐久性や走行性を改善することが試み
られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上述のように潤滑剤を塗布して保護膜を形成
した場合には、この保護膜が磁性層である強磁性金属薄
膜に対して良好な密着性を示し、かつ高い潤滑効果を発
揮することが要求される。

また、これら密着性や潤滑効果は、熱帯、亜熱帯地方等
のように高温多湿の条件下でも、寒冷地のように低温の
条件下でも優れたものでなければならない。

しかしながら、従来広く用いられている潤滑剤の使用温
度範囲は限られており、特に、０〜−５”Ｃのような低
温下では固体または凍結するものが多く、充分にその潤
滑効果を発揮させることができなかった。

そごで本発明は、如何なる使用Ａ度条件下においても密
着性や潤滑性が保たれ、摩擦係数が小さく、耐摩↓し性
や走行性に優れた磁気記録媒体を提（共することを目的
とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者等は、上述の目的を達成せんものと鋭音研究の
結果、パーフルオロアルキルカルボン酸のエステル部に
長鎖のアルキル基、あるいは二重結合を有するフルキル
基、さらには技分かれしたアルキル基の何れかを導入し
たパーフルオロアルキルカルボン酸エステルと、脂肪酸
エステルとを組み合わせることにより、単独で用いる場
合と比較して優れた潤滑作用が発揮され、同時に使用ｌ
態度帯域の拡大を図ることが可能であることを見出し本
発明を完成するに至ったものであって、非（イ１性支持
体上に強磁性金属薄膜を形成し、前記強（ｄ性金ａ　’
ＥＪ　Ｉｌａにパーフルオロアルキルカルボン酸エステ
ル及び脂肪酸エステルを含む潤滑剤層を被着したことを
特徴とするものである。

本発明で使用されるパーフルオロアルキルカルボン酸エ
ステルは、−形式 Ｃ，Ｆ２．、、Ｃ００Ｒ （ただし、式中ｎは６〜ｌＯの整数を表し、Ｒは炭素数
１〜２５の炭化水素基を表す。）で示されるものであっ
て、パーフルオロアルキルカルボン酸と相当するアルコ
ールとを反応させることによって容易に合成することが
できる。

上記パーフルオロアルキルカルボン酸エステルにおいて
、パーフルオロアルキルカルボン酸部の炭素数ｎは、６
〜１０の範囲であることが（Ｉ’Ｆましい。この炭素数
ｎが６未満であると、潤滑効果が不足し、逆に炭素数が
１０を越えると低温域で凝固するようになり、したがっ
て低温条件下での潤滑効果が低下する。また、エステル
部の炭化水素基の炭素数においても同様で、先の一般式
中、炭化水素基Ｒの炭素数が１〜２５であることが好ま
しく、炭素数９〜２５であることがより好ましい。

炭化水素基Ｒの炭素数が９未満であると、潤滑効果が不
足し、２５を越えると低温での潤滑効果がなくなる。な
お、この炭化水素基Ｒは、長鎖のアルキル基であっても
よいし、技分かれしたアルキル基や二重結合を有するア
ルキレン鎖であってもよい。

一方、本発明に用いられる脂肪酸エステルとしては、そ
の脂肪酸残基の炭素原子数が１３ないし２２であって、
そのエステル部分の炭素原子数が好ましくは工ないしＩ
Ｏであるアルキル基からなっている飽和または不飽和脂
肪酸エステルである。

この脂肪酸エステルは、飽和あるいは不飽和脂肪酸を、
アルキルアルコールまたは置換アルキルアルコールと常
法に従って反応させて得ることができる。かかる飽和脂
肪酸としては、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデ
シル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸
、ノナデカン酸、アラキン酸、エイコサン酸、ヘンエイ
コサン酸、ヘヘン酸等が挙げられる。また不飽和脂肪酸
としては、ドデセン酸、テトラデセン酸、ヘキサデセン
酸、オクタデセン酸、オレイン酸、エライジン酸、エイ
コセン酸、トコセン酸、リノール酸、リルン酸等、不飽
和二重結合を１またはそれ以上有するものが挙げられる
。

また、エステル部分を構成するアルキル基または置換ア
ルキルとしては、メチル、エチル、プロピル、ｎ−ブチ
ル、５ｅｃ−ブチル、ｔｅｒＬ−ブチル、アミル、ヘキ
シル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、メトキシ
メチル、エトキシエチル、プロポキシエチル、ｎ−ブト
キシエチル、５ｅＣ−ブトキシエチル、ｔｅｒｔ−ブト
キシエチル、ペンタオキシエチル、ヘキサオキシエチル
、ヘプタオキソエチル、オクタオキンエチル、エトキシ
プロピルブトキシプロピル、ペンタオキシエチル、ヘキ
サオキシプロピル、エトキンブチル、プロポキシエチル
、ブトキシブチル、ペンタオキシエチル、ヘキサオキシ
ブチル、エトキシヘプチル、エトキソオキシル、等のア
ルコキシアルキル等が挙げられる。具体的には、かかる
脂肪酸としては、メチルトリデカノエート、エチルトリ
デカノエート、オクチルトリデカノエート、メチルミリ
ステート、エチルミリステート、プロピルミリステート
、オクチルミリステート、エチルパルミテート、ヘキシ
ルパルミテート、オクチルパルミテート、オクチルベン
タデカッエート、メチルステアレート、エチルステアレ
ート、ｎ−ブチルステアレート、ｓｅｃ−ブチルステア
レート、ｔｅｒ　ｔ−ブチルステアレート、ｎ−アミル
ステアレート、ヘプチルステアレート、オクチルステア
レート、ノニルステアレート、デシルステアレート、オ
クチルベンタデカッエート、ｎ−ブチルアラキ不一ト、
プロビルアラキネート、オクチルノナデカノエート、オ
クチルエイコサネート、オクチルエコサネート、等の脂
肪酸アルキルエステル；メトキシメチルトリデカノエー
ト、エトキシへキシルトリデカノエート、エトキシオク
チルトリデカノエート、エトキソエチルミリステート、
プロポキシエチルペンタデカノエート、ｎ−ブトキシエ
チルパルミテート、ｓｅｃ−ブトキシエチルパルミテー
ト、ｔｅｒｔ　−ブトキシエチルパルミテート、メトキ
ソオクチルパルミテート、ｎ−ブトキシエチルステアレ
ート、ｓｅｃ−ブトキシエチルステアレート、ｔｅｒｔ
−ブトキシエチルステアレート、エトキシへキシルステ
アレート、メトキシブチルステアレート、メトキシオク
チルステアレート、メトキシノニルステアレート、ブト
キシプロピルヘプタデカノエート、ペンタオキシプ口ビ
ルアラキ不−ト、ブトキンプロピルノナデカノエート、
ヘキサオキシプロピルエイ−コサネート、ヘキサオキン
ブチルドコサノエート等の飽和脂肪酸アルコキシアルキ
ルエステル；及び前述したエステル法を有するドデセネ
ート、テトラデセン酸ト、ヘキサデセン酸ト、オクタデ
セン酸ト、オレエート、エライジン酸ト、エイコセン酸
ト、ドコセネート、リノエート等が挙げられる。

上述したパーフルオロアルキルカルボン酸エステルと脂
肪酸エステルの配合比としては、重量比で３０ニア０〜
７０：３０であるのが好ましい。

なお、上述のパーフルオロアルキルカルボン酸エステル
及び脂肪酸エステルの他、従来周知の潤滑剤を併用して
もよい。

これらパーフルオロアルキルカルボン酸エステル及び脂
肪酸エステルを含有する潤滑剤層を強磁性金属薄膜に付
着させる方法としては、上記潤滑剤を溶媒に熔解して得
られた溶液を強磁性金属薄膜の表面に塗布もしくは噴霧
するか、あるいは逆にこの溶液中に強磁性金属薄膜を浸
漬し乾燥すればよい。

ここで、その塗布量は、０．５■／ｒｄ　−１００■／
ｎ（であるのが好ましく、１■／Ｍ〜２０■／イである
のがより好ましい。この塗布量があまり少なすぎると、
摩擦係数の低下、耐摩耗性・耐久性の向上という効果が
顕れず、一方あまり多すぎると、摺動部材と強磁性金属
薄膜との間ではりつき現象が起こり、却って走行性が悪
くなる。

本発明が適用される磁気記録媒体は、非磁性支持体上に
磁性層として強磁性金属薄膜を設けたものであるが、こ
こで非磁性支持体の素材としては、ポリエチレンテレツ
ク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、セルロースダイアセテート、セルロースアセテート
ブチレート等のセルロース誘導体、ポリ塩化ビニル、ポ
リ塩化ビニリデン等のビニル系樹脂、ポリカーボネート
、ポリイミド、ポリアミドイミド等のプラス千ツク、ア
ルミニウム合金、チタン合金等の軽金属、アルミナガラ
ス等のセラミックス等が挙げられる。

この非磁性支持体の形態としては、フィルム、シート、
ディスク、カード、ドラム等のいずれでもよい。

また、上記磁性層である強磁性金属薄膜は、真空ｙ着法
やイオンブレーティング法、スパッタリング法等の真空
薄膜形成技術により連続膜として形成される。

上記真空蒸着法は、１０−４〜１０−８Ｔｏｒｒの真空
下で弾磁性金属材料を抵抗加熱、高周波加熱２１子ビー
ム加熱等により１発させ、ディスク基板上に７発金属（
強磁性金属材料）を沈着するというものであり、一般に
高い抗磁力を得るため基板に対して上記強磁性金属材料
を斜めに蒸着する斜方展着法が保用される。あるいは、
より高い抗磁力を得るために酸素雰囲気中で上記蒸着を
行うものも含まれる。

上記イオンブレーティング法も真空蒸着法の一種であり
、１０−４〜ｌ　Ｏ−’Ｔｏｒｒの不活性ガス雰囲気中
でＤＣグロー放電、ＲＦグロー放電を起こして、放電中
で上記強磁性金属材料を蒸発させるというものである。

上記スパッタリング法は、１０−〜ｌ　Ｏ−’Ｔｏｒｒ
のアルゴンガスを主成分とする雰囲気中でグロー放電を
起こし、生じたアルゴンガスイオンでクーゲット表面の
原子をたたき出すというものであり、グロー放電の方法
により直流２極、３極スパツタ法や、高周波スパッタ法
、またはマグネトロン放電を利用したマグネトロンスバ
フタ法等がある。

このスパッタリングｌ去による場合には、ＣｒやＷ。

■等の下地膜を形成しておいてもよい。

なお、Ｅ記いずれの方ン去におい°でも、基十反」二に
あらかじめＢｉ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｉｎ。

Ｃｄ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｔ１等の下地金属層を被着形成して
おき、基板面に対して垂直方向から成膜することにより
、磁気異方性の配向がな（面内等方法に優れた磁性層を
形成することができ、例えば磁気ディスクとする場合に
は好適である。

このような真空薄膜形成技術により金属磁性薄膜を形成
する際に、使用される強磁性金属材料としては、Ｆｅ、
Ｃｏ、Ｎｉ等の金属の他に、Ｃ０−Ｎｉ合金、Ｃｏ−ｐ
ｔ金合金Ｃｏ−Ｎ１−ｐｔ金合金Ｆｅ−Ｃｏ合金、ｌ”
ｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｃｏ−８
合金、　　Ｃｏ−Ｎｔ−Ｆｅ−Ｂ合金、Ｃｏ−Ｃｒ合金
あるいはこれらにＣｒ、Ａｊ！等の金属が含有されたも
の等が挙げられる。特に、Ｃｏ−Ｃｒ合金を使用した場
合には、垂直磁化膜が形成される。

このような手法により形成される磁性層の膜厚は、０．
０４〜１μｍ程度である。

〔作用〕

パーフルオロアルキルカルボン酸エステルと脂肪酸エス
テルとを含む潤滑剤層は、強磁性金属薄膜に強固に付着
し、良好な潤滑効果を発揮して摩擦係数を低減する。特
に、パーフルオロアルキルカルボン酸エステルは低温下
においても良好な潤滑効果を発揮し、脂肪酸エステルは
常温で良好な潤滑性を発揮するので、使用温度範囲の拡
大が図られる。

〔実施例〕

以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本
発明はこれら実施例に限定されるものではない。

合成例１゜ ノナデカフルオロデカン酸イソステアリルエステルＣＨ
，（ＣＨｚ）　５−ＣＨ−ＣＨｘ−ＯＣＯ−（ＣＦ、）
　ｆｉｃＦ３■ （ＣＨｚ）ｂｃＨｓ イソステアリルアルコールとノナデカフルオロデカン酸
をトルエン中、ｐ−トルエンスルホン酸を触媒としてエ
ステル反応を行った。すなわち、１時間加熱還流後、３
時間かけて溶媒中の水分を除去し、さらにトルエンを減
圧下、エバポレータを用いて除き、真空１留して精製し
た。（なお、インステアリルアルコールは、市販のイソ
ステアリン酸をｎ−ブチルエステル化後、水素化リチウ
ムアルミニウムで還元して合成した。）得られた留分の
沸点ｂｐは１４０〜１４５℃１０．２ｆｆｉＩＩＩＨｇ
であった・ また、生成物の確認は、赤外分光分析（ＩＲ）。

核磁気共鳴分析（ＮＭＲ）、質量分析（ＭＡＳＳ）によ
って行った。その結果、１２１０〜１３８０ｃｍ−’に
かけてＣＦ結合特有の吸収、１７８０ｃｍ−’にエステ
ルの吸収、２９１０ｃｍ−’にＣＨの伸縮振動による吸
収が見られ、また化学イオン法によるマススペクトルで
は、分子イオンピークＭ゛が７６５に見られることから
、この構造を決定した。

合成例２゜ ペンタデカフルオロデカン酸イソステアリルエステルＣ
１１３（ＣＨｚ）　ａ−ＣＨ−ＣＨｚ−ＯＣＯ−（ＣＦ
ｚ）　６Ｃｈ（ＣＨｚ）ｉｃＨｚ 先の合成例１と同様の方法により、イソステアリルアル
コールとペンタデカフルオロオクタン酸をトルエン中、
ｐ−）ルエンスルホン酸を触媒として反応させた。

ｂｐ　　　１２０〜１３４℃（０，２ｍｍＨｇ）ＩＲ１
２００”１４００ｃｍ−’ １７８０ｃｍ−’ ２９２０ｃｍ−’ Ｍ’　　　　６６５ 合成例３゜ ペンタデカフルオロオクタン酸イソノニルエステル（Ｃ
Ｉｉｐ）　ｚＣ（Ｃ）ｌｘ）ＣＨ（Ｃｌｈ）Ｃ）ｌｚｃ
ＨｚＯｃｏ（Ｃｈ）　ｈｃＦｘ先の合成例１と同様の方
法により、イソノニルアルコールとペンタデカフルオロ
オクタン酸をトルエン中、ｐ−）ルエンスルホン酸を触
媒として反応させた。

ｂｐ　　　９４℃（０，２ｍｎ＋Ｈｇ）ＩＲ１２１０−
１３９０ｃｍ−’ １７８５ｃｍ−’ ２８５０〜２９６０ｃｍ−’ Ｍ”　　　　５３９ 合成例４゜ ペンタデカフルオロオクタン酸すルイルエステルＣ１１
ｆｆ（ＣＩ＋り！（ＣＨｔＣ１ｌ＝ＣＨ）、（Ｃ１ｌり
ａＯｃｏ（ＣＦ２）、ＣＦ。

先の合成例１と同様の方法により、リルイルアルコール
とペンタデカフルオロオクタン酸をトルエン中、ｐ−ト
ルエンスルホン酸を触媒として反応させた。

ｂｐ　　　１３５〜１３９℃（０，２ｍｍｌ１ｍｍ１ｌ
　　　１２１０〜１３８０ｃｍ−’１７８０ｃｍ−’ ２８５０〜３０２０ｃｍ−’ Ｍ“　　　６６３ 実施例 １４μｍｐＪのポリエチレンテレフタレートフィルムに
斜め遺著法によりｃｏを被着させ、膜厚１０００人の強
磁性金属薄膜を形成した。

次に、この強磁性金属薄膜表面に、第１表に示すパーフ
ルオロアルキルカルボン酸エステル（先の合成例で合成
したもの）と脂肪酸エステル（重壇比１：Ｉ）を溶媒（
フレオン）で希釈した溶液を塗布量がｌｏｍｇ／ｍとな
るように塗布し、１／２インチ幅に裁断してサンプルテ
ープを作製した。

（以下余白） 第１表 作製された各サンプルテープについて、温度２５°Ｃ１
相対温度（ＲＨ）５０％、および−５°Ｃの各条件下−
での動摩擦係数及びンヤトル耐久性を測定した。この動
摩擦係数は、材質がステンレス（ＳＵＳ３０４）のガイ
ドピンを用い、一定のテンノヨンをかけ５　ｍｍ／ｓｅ
ｃの速度で送り、試験したものである。また、シャトル
耐久性は、１回につき２分間のツヤトル走行を行い、出
力が一３ｄＢ低下までのシャトル回数で評価した。スチ
ル耐久性はポーズ状態での出力の一３ｄＢまでの減衰時
間を評価した。なお、比較例として、全く潤滑剤を被着
しないブランクテープについても測定した。

結果を第２表に示す。

（以下余白） 第２表 （以下余白） この表からも明らかなように、本発明の各実施例は、常
温、低温の各条件下で動摩擦係数が小さく、走行が極め
て安定しており、また１００回往復走行後もテープ表面
の損傷は全く見られなかった。また、耐久性も極めて良
く、１５０回シャトル走行を行っても出力の一３ｄＢ低
下は見られなかった。これに対して、潤滑剤層のない比
較例のテープでは、摩擦係数が往復走行回数が多くなる
につれて大となり、走行も不安定でテープの摩耗が見ら
れ、耐久性も悪いものであった。

〔発明の効果〕

以上の説明からも明らかなように、本発明においては強
磁性金属薄膜型の磁気記録媒体の潤滑剤としてパーフル
オロアルキルカルボン酸エステル及び脂肪酸エステルを
用いているので、如何なる温度条件下においても動摩擦
係数を小さくすることができ、走行安定性や耐Ｊ２耗性
に優れた磁気記録媒体とすることができる。

特に、パーフルオロアルキルカルボン酸エステルの凝固
点温度が低いことから、低温下での使用時に効果が大き
い。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 非磁性支持体上に強磁性金属薄膜を形成し、前記強磁性
   金属薄膜にパーフルオロアルキルカルボン酸エステル及
   び脂肪酸エステルを含む潤滑剤層を被着したことを特徴
   とする磁気記録媒体。