JPS62117127A - 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
テル及びキノン類を主成分とする保護層を被着させるこ
とにより、走行性、耐摩耗性、耐久性、耐蝕性を改善し
ようとするものである。

〔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−
Ｆｅ、Ｏ，、Ｃｏを含有するｒ−Ｆｅ、Ｏ＝。

Ｆ　ｅｓｏ　４１　Ｃｏを含有するＦ　ｅ　ｓ　０４１
　Ｔ　　Ｆ　ｅＺ　ＯｓとＦｅ、Ｏ，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、ｃｒｏｗ
等の酸化物強磁性粉末あるいはＦｅ、Ｇｏ、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、メブキや真
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捷寓さ
れ、注目を集めている。この強磁性金属ｇｉ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、磁性層の厚みを極めて薄
くすることが可能であるため記ｔ！　ｉｌ　１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
ある有機バインダーを混入する必要がないため磁性材料
の充填Ｅ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、ド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
なければならない。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。

あるいは、磁性層が金属材料より構成されることから、
保存中、特に高温、高湿下にさらされた場合、磁性層表
面に腐食を生じやすく、このため飽和磁化量や抗磁力等
が経口的に劣化する等の問題があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように、上述の強磁性金属薄膜型の磁気記録媒体で
は、走行性、耐久性、耐蝕性等の実用特性に問題が多く
、したがって従来、潤滑剤や防錆剤等の被着による改善
が試みられている。

しかしながら、これら従来の試みも未だ充分なものとは
言い難く、例えば、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℃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いという問題がある
。

本発明は、かかる実用特性のより一層の改善を目的とす
るもので、走行性、耐久性、耐蝕性に優れるとともに、
これら実用特性が広い使用温度条件下においても保たれ
る磁気記録媒体の提供を目的とする。

〔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意研究の
結果、パーフルオロアルキルカルボン酸エステルが広い
温度範囲に亘って優れた潤滑効果を発揮すること、また
キノン類が耐蝕性の改善に有効であること、さらにこれ
らを組み合わせることにより相乗的に実用特性が改善さ
れること等を見出し本発明を完成するに至ったものであ
る。すなわち、本発明は、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キノン類を主成分とする保
護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、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好ましい。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ＩＯ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キノン類としては、ｐ−ベン
ゾキノン、０−ベンゾキノン、１．２−ナフトキノン、
１．４−ナフトキノン、２．６−ナフトキノン。

アントラキノン、　９．１０−フェナントレンキノン、
ジフェノキノン等の置換基のないキノン類、メチル−ｐ
−ベンゾキノン、２．３−ジメチル−ｐ−ベンゾキノン
。

２−メチル−１，４−ナフトキノン、２−メチルアント
ラキノン等のメチルキノン類、２．５−ジヒドロキシ−
ｐ−ベンゾキノン、テトラヒドロキシ−ｐ−ベンゾキノ
ン、５−ヒドロキシ−１，４−ナフトキノン５２．３−
ジヒドロキシ−１，４−ナフトキノン、５．８−ジヒド
ロキシ−１，４−ナフトキノン、２−ヒドロキシアント
ラキノン、１．２−ジヒドロキシアントラキノン、　１
，２．３−トリヒドロキシアントラキノン、　１，２．
４−　）ジヒドロキシアントラキノン、　１．２．５−
１−ジヒドロキシアントラキノン、　１，２．６−　）
ジヒドロキシアントラキノン、１，２．７−　トリヒド
ロキシアントラキノン等のヒドロキシキノン類、２゜ア
ミノアンｌ−セキノン、１゜２〜ジアミノアントラキノ
ン等のアミノキノン類、１−ニトロアントラキノン、１
，５−ジニトロアントラキノン等のニトロキノン類、２
．６−ジクロｌコーｐ−ヘンヅキノン、テトラクロロ、
ｐ−ベンゾキノン、テトラブロモ−ｐ−ベンゾキノン等
のハロゲノキノン類、あるいは２種以上の置換基を有す
るキノン類、例えば２．５−ジクロロ−３，６−シヒド
ロキシーｐ−ヘンゾキノン９１−メチル−２−ヒドロキ
シ−１，４−ナフトキノン等が挙げられる。

上述したパーフルオロアルキルカルボン酸エステルとキ
ノン類との配合比としては、重量比で１０；２〜１０１
０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キノン類の他、従来公知の
潤滑剤及防錆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防
錆剤（キノン類）を強磁性金属薄膜に付着させる方法と
しては、上記パーフルオロアルキルカルボン酸エステル
及び防錆剤を溶媒に溶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曙／ｄ〜１００曙／ｄで
あるのが好ましく、１■／ｄ〜２０■／Ｍ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。

耐蝕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１　
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、クス等が挙げられろ。

この非磁性支持体の形態としては、フィルム、ン−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、真空下着法
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。

上記真空英着法は、１０−’〜ｌ　Ｏ−”Ｔｏｒｒの真
空下で強磁性金属材料を抵抗加熱、高周波加熱、電子ビ
ーム加熱等により蒸発させ、ディスク基板上に蒸発金属
（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番こ対して上記強磁性金属
材料を斜めに下着する斜方奈着法が採用される。あるい
は、より高い抗磁ノＪを得るために酸素雰囲気中で上記
Ｔ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
、１０−４〜１０−３Ｔｏｒｒ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、１０−３〜１０−’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。

Ｖ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、基板上にあらかじ
めＢｉ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｉｎ。

Ｃｄ、Ｇｅ、Ｓｔ、ＴＱ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、Ｃ。

−Ｎｉ合金、Ｃｏ−Ｐｔ合金、Ｇｏ−Ｎｉ−Ｐｔ合金、
Ｆｅ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ合
金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ合金、Ｃｏ−Ｎ１−Ｆｅ−Ｂ合金、
Ｃｏ−Ｃｒ合金あるいはこれらにＣｒ、Ａ１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及びキノン類
を主成分とする保護層は、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とと
もに、強磁性金属薄膜での清の発生を防止する。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
（ａ　（ＣＨｚ）　ｅ−Ｃｌｌ−ＣＨｚ−ＯＣＯ（ＣＦ
ｚ）　ｅｃＦｓ（ＣＩり６Ｃｌｈ 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、真空茎留して精製し
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、水素化すチウ
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、２ｍｍ）Ｉｇ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、分子イオンビーク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ンステアリルエステルＣ
Ｈ３（ＣＨ２）　ａ−Ｃ１ｌ−ＣＪＩｚ〜０ＣＯ（ＣＦ
２）　ｂｃＦｓ（Ｃ）！、）６Ｃ１ｂ 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、
ｌ−）ルエンスルホン酸ヲ触媒として反応させた。

ｂｐ　　　１２０〜１３４℃（０，２ｍｍＨｇ）ＩＲ１
２００〜１４００ｃｍ−’ １７８０ｃｍ−’ ２９２０ｃｎ＋−” 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
Ｈｓ）　ＩＣ（ＣＨＩ）Ｃ１ｌ（ＣＨｆｆ）ＣＨＩＣＨ
！０ＣＯ（ＣＦり　６ＣＦゴ先の合成例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−）ルエンスルホン酸ヲ触
媒として反応させた。

ｂｐ　　　９４℃（０，２ｍｍＨｇ） ＩＲ１２１０〜１３９０ｃｍ−’ １７８５ｃｍ−１ 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ＣＨ３
（ＣＨｌ）！（Ｃ）１．ＣＨ＝ＣＨ）！（Ｃ１１２）ａ
Ｏｃｏ（ＣＦり、ＣＦｆｆ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℃（０，２ｍｍＨｇ）ＩＲ１
２１０〜１３８０ｃｍ−’ １７８０ｃｍ−１ 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（Ａ）及ヒ第
１表（Ｂ）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）と防錆剤（重量比２
：１）を溶媒（アセトン：エチルエーテル−１：工）で
希釈した溶液を塗布量が１０■／ｄとなるように塗布し
、１７２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（Ａ） 第１表（Ｂ） 作製された各サンプルテープについて、初期の保持力（
Ｏｃｔ）と飽和磁化１１（Ｔｓ＋）　、及び４５℃。

８０％ＲＨ下に１週間放置した後保持力（ＨＣｌ）と飽
和磁化１ｉ（Ｉｓｚ）を測定し、その変化率を次式にし
たがって求めた。なお、比較例として、全く保護層を被
着しないブランクテープについても変化率を調べた。結
果を第２表に示す。

Ｈｃの変化率−（Ｏｃｔ　−１（ｃｚ）　／　Ｈｃ、Ｘ
　１ｏｏ（％）Ｉｓの変化率＝　（Ｉｓｌ　　＋３２）
　／　Ｉｓ＋Ｘ１００（％）（以下余白） 第２表 なお、実施例の各サンプルテープには錆の発生は認めら
れなかったが、比較例のブランクテープにはかなり請が
発生した。

次に、作製された各サンプルテープについて、温度２５
℃、相対湿度（ＲＨ）５０％、および−５℃の各条件下
での動摩擦係数及びシャ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、一定のテンションをかけ５　ｍｍ１ｓｅ
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分間のシャトル走行を行い、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、全く保護層を被着
しないブランクテープについても測定した。結果を第３
表（Ａ）及び第３表（Ｂ）に示す。

（以下余白） 第３表（Ａ） 第３表（Ｂ） 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、保護層のない比較
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保護層としてパーフル
オロアルキルカルボン酸エステル及びキノン類を用いて
いるので、実用特性の大幅な改善を図ることが可能とな
り、走行安定性や耐摩耗性、耐蝕性に優れた磁気記録媒
体とすることができる。

また、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も上述
の実用特性は確保され、磁気記録媒体の使用温度帯域の
拡大を図ることが可能となる。

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
   びキノン類を主成分とする保護層を被着したことを特徴
   とする磁気記録媒体。