JPS62103835A - 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薄膜型の磁
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膜を磁性層と
して形成してなる磁気記録媒体において、磁性層である
強磁性金属薄膜にパーフルオロアルキルカルボン酸エス
テル及び硫黄化脂肪酸あるいは脂肪族メルカプタンを潤
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５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　ｚｏｚ、　Ｃｏを含有するｒ　−Ｆｅ　２０
３゜ＦｅｚＯ４，Ｃｏを含有するＦ　ｅ　３０４１　Ｔ
　　Ｆ　Ｇ　ｚＯ＋とＦｆＯａとのへルトライド化合物
、Ｃｏを含有するベルトライド化合物、ＣｒＯ□等の酸
化物強磁性粉末あるいはｌ”ｅ、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。

これに月して、高密度破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
空薄膜形成技術（真空蒸着法やスパッタリング法、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従業さ
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（几変
換特性に優れるばかりでなく、磁性層の厚みをＩｋめて
藩くすることが可能であるため記録’ｔｒ＆　Ｅｆｔや
再生時の厚み損失が著しく小さいこと、磁性層中にＪ目
ａ性材である有機バインダ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ＦＺＩｆｆ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（６貴
信号の記録・再生の過程で磁気へ・ノドとの高速相対運
動のもとユごおかれ、その際走行が円滑に、かつ安定な
状態で行われなければならない。また、磁気ヘットとの
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
磁性全屈薄膜表面にｉＲ’ｌ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心すること
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：１Ｆ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机ばなろない。

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１【かった。

そこで本発明は、！Ｉｔ］何なる使用温度条件下におい
ても密着性や潤滑性が保たれ、摩擦係数が小さく、耐摩
耗性や走行性乙こ擾れた磁気記録媒体を提供することを
目的とする。

〔問題シｉ、を解決するための手段〕

木定明者等は、上述の目的を達成せんものと鋭き研究の
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１．！１のアルキル基、あるいは二重結合を有するア
ルキル梧、さらには枝分かれしたアルキル法の何れかを
導入したパーフルオロアル−１−ルカルポン酸エステル
と、硫黄化脂肪酸あるいは脂肪族メルカプタンとを組み
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、同時に使用温度帯域の拡大を図
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［（ｆ性支持体上に強磁性金属１
膜を形成し、前記強も全を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硫黄化脂肪酸あるいは脂
肪族メルカプタンを含む潤滑剤層をン皮着したことを特
（枚とするものである。

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、一般式 ％式％ （ただし、式中ｎは６〜１０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。

上記パーフルオロフ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Ｌｎ囲であることが好ましい。この炭素数ｎが
６未満であるど、Ｉｒ’Ｉ？Ｈ効果が不足し、逆に炭素
数がｌＯを越えると４７Ｒ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ｉＲ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硫黄化脂肪酸としては、−儀
式 ％式％ （ただし、式中ｎは１０以上の整数を表す、）で示され
るものであって、例えばドデカンチオン酸、テトラデカ
ンチオン酸、ヘキサデカンチオン酸、オクタデカンチオ
ン酸、オクタデセンチオン酸、等のモノ硫黄化脂肪酸が
挙げられる。

また、本発明に用いられる脂肪族メルカプタンとしては
１、一般式 ％式％（ （ただし、式中ｎは１０以上の整数を表し、ｍは２０以
上の整数を表す。） で示されるものであって、例えばラウリルメルカプクン
、ミリスチルメルカプタン、パルミチルメル力ブタン、
オレイルメルカプタン、ステアリルメルカプタン、等の
飽和脂肪族メルカプタンまたは脂肪族メルカプタンが挙
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硫
黄化脂肪酸あるいは脂肪族メルカプタンの配合比として
は、ｉ１量比で３０　：　７０〜７０；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
酸エステル及び硫黄化脂肪酸あるいは脂肪族メルカプタ
ンの他、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硫
黄化脂肪酸あるいは脂肪族メルカプタンを含有する潤滑
剤層を強磁性金属薄■りに付着させる方法としては、上
記潤滑剤を溶媒に溶解して得られた溶液を強磁性金属ａ
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呵／ｒ＋？〜１００■／
ｄであるのが好ましく、１■／ｒ＋ｆ〜２０■／ｄ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、ポリエチレンテレフ
タ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、ソートデ
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、真空蒸着法
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ＷＶＣ膜として形成される。

上記真空蒸着法は、１０１〜１０−”Ｔｏｒｒの真空下
で強磁性金属材料を抵抗加熱、高周波加熱、′Ｊ＋Ｓ。

子ビーム加熱等により１発させ、ディスク基板上に蒸発
金属（強磁性金属材料）を沈広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
属材料を斜めにア着する斜方医着法が採用される。ある
いは、より高い抗（ｆ（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−種であり
、１０−〜ｌ　Ｏ−”Ｔｏｒｒの不活性ガス雰囲蒐中で
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−’Ｔｏｒ
ｒのアルゴンガスを主成分とする雰囲気中でグローＪｉ
９電を起こし、生したアルゴンガスイオンでターゲット
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、り法や、高周波スパ
ッタ法、またはマグ翠トロン放電を利用したマグネトロ
ンスパッタ法等がある。

このスパッタリング法による場合には、ＣｒやＷ。

■等の下地膜を形成しておいてもよい。

なお、上記いずれの方法においても、基板上にあらかし
めＢｉ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｉｎ。

Ｃｄ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｔ７！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、磁気異方性の配向かなく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１模を形
成する際に、使用される強磁性金属（オオ′１［として
は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等の金属の他に、ｃ。

−Ｎｉ合金、Ｃｏ−Ｐｔ合金、Ｃｏ−Ｎ１−ｐＬ合金、
Ｆｅ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ合
金、Ｆｃ−Ｃｏ−Ｂ合金、Ｃｏ−Ｎ１−Ｆｅ−Ｂ合金、
Ｃｏ−Ｃｒ合金あるいはこれらにＣｒ、ＡＩｌ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Ｃｎ化ｎ９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硫黄化脂肪
酸あるいは脂肪族メルカプタン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１ｉＬ、硫黄化脂肪酸あるいは脂肪族メルカプタンは
常温で良好な潤滑性を発１■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ＣＩ
＋３　（ＣＨ２）　８−ＣＩｌ−ＣＩｌ２−ＯＣＯ−（
ＣＦｚ）　５ＣＦ３「 （ＣＬＬＣＩＩＪ 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−トルエンスルボ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、真空蒸留して精製し
た。（なお、イソ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’Ｃ１０、２ｍｍＨｇ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結合特をの吸収、＋７８０ｃｍ　’にエステ
ルの吸収、２９１０ｃｍ−’ニｃ　Ｈ（７）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
とがら、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
Ｌ　（ＣＨ２）　ｅ−ＣＩｌ、ＣＩ（ｚ−ＯＣＯ−（Ｃ
Ｆ、）　６ＣＦ１（ＣＨｚ）　６Ｃ）１３ 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−）ルエンスルホン酸ヲ触媒トして反応させた。

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
Ｈｚ）ｓｃ’（ＣＨｔ）ＣＨ（Ｃ）ｌ□）ＣＨ２ＣＨｚ
ＯＣＯ（Ｃｈ）　６ＣＦ３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℃（０，２ｍｍＨｇ） ＩＲ１２１０〜１３９０ｃ＋＊−’ 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Ｃｌ１
ｚ　（Ｃ１ｉｚ）　ｓ　（Ｃｌｌ□Ｃｌ１＝Ｃｔｌ）　
ｚ　（Ｃｌｌ□）　ＲＯＣＯ（ＣＦ　ｚ）　ｂＣＦ　＊
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℃（０，２ｍｍ）Ｉｇ）ＩＲ
１２１０〜１３８０ｃｍ−’ １７８０ｃｍ−’ ２８５０〜３０２０ｃｍ−’ Ｍ”　　　６６３ 実施例 １４μｍ厚のポリエチレンテレフタレートフィルムに斜
め蒸着法によりＣｏを被着させ、膜ｒｇｔ０００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）と硫黄化脂肪酸あるいは脂肪族メルカプタン
（重量比１：１）を溶媒（フレオン）で希釈した溶液を
塗布量が１０喀／耐となるように塗布し、ｌ／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 （以下余白） 作製された各サンプルテープについて、温度２５°Ｃ１
相月湿度（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／ｓｅｃ
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
耐久性はポーズ状聾での出力の一３ｄＢ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 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（３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、Ｉｓ！＋？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
１しが見られ、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
磁性合圧薄膜型の磁気記録媒体の、Ｉη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硫黄化脂肪酸
あるいは脂ｔｌＪｊ族メルカプタンを用いているので、
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、走行安定性や耐摩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
   び硫黄化脂肪酸あるいは脂肪族メルカプタンを含む潤滑
   剤層を被着したことを特徴とする磁気記録媒体。