JPS62188024A - 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、コバルトを主成分とする強磁性金属薄膜層
を磁気記録層とした磁気記録媒体の製造方法に関し、さ
らに詳しくは、耐食性に優れかつ摩擦係数が小さくて走
行安定性および耐久性に優れた前記の磁気記録媒体の製
造方法に関する。

〔従来の技術〕

コバルトを主成分とする強磁性金属薄膜層を磁気記録媒
体とした磁気記録媒体は、通常、コバルトもしくはコバ
ルト合金などを真空蒸着、スパッタリング等によって基
体フィルム上に被着してつくられ、高密度記録に通した
特性を有するが、反面、表面に金属が露出して、いるた
め空気中の酸素によって酸化されやすく、磁気特性が低
下したり、また腐食生成物の成長によって磁気記録媒体
の走行不良を生じるなどの欠点がある。また磁気ヘッド
との摩擦係数が大きくて摩耗や損傷を受は易く、走行安
定性や耐久性に劣るという難点がある。

このため、従来からこの種のコバルトを主成分とする強
磁性金属薄膜層の耐食性および走行安定性を改善すべく
、強磁性金属薄膜層の表面を酸化性ガスまたは酸素を含
むガスによりグロー放電処理（特開昭５８−１７５４４
号、特開昭５８−４１４３９号）したり、オゾン雰囲気
に曝してＣＯ３Ｏ４を形成（特開昭５８−２６３１９号
、特開昭５８−２６３２２号）したり、また強磁性金属
薄膜層を高温多湿雰囲気に曝してＣｏ３Ｏ４を表面に形
成する（特公昭４２−２００２５号公報）ことが行われ
ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、グロー放電処理やオゾン雰囲気に曝す方法で
はＣｏ３Ｏ４を形成するのに時間がかかるため実用性に
乏しく、また高温多湿雰囲気に曝す方法ではアモルファ
スのＣｏ（０１４）２が形成されやすく、安定に再現性
よ（Ｃｏ３０４を形成することが難しい。さらにこれら
の方法で形成されたＣＯ３Ｏ４等のＣＯ不Ｉ）Ｊ態膜は
、摩擦係数が高いため良好な走行安定性が得られず、走
行安定性を改善するため、これらの上に潤滑剤層を設け
ようとしても、潤滑剤層を可及的に薄くかつ均一に接着
性よく被着形成することが難しく、走行安定性を充分に
改善することができない。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明はかかる現状に鑑み、鋭意研究を重ねた結果な
されたもので、基体上にコバルトを主成分とする強磁性
金属薄膜層を形成し、次いで、この強磁性金属薄膜層の
少なくとも表面側部分にＣｏ２Ｏ３の水和物またはＣＯ
３Ｏ４の水和物を形成した後、この強磁性金属薄膜層を
水分付着処理することによって、強磁性金属薄膜層の耐
食性を充分に向上させるとともに、吸着水による潤滑効
果を充分に発揮させて、摩擦係数を充分に小さくし、走
行安定性および耐摩耗性を充分に向上させたものである
。また水分付着処理後、さらにその上に潤滑剤層を形成
することによって、摩擦係数をさらに一段と小さくし、
走行安定性および耐摩耗性をさらに一段と向上させたも
のである。

この発明において、強磁性金属薄膜層の少なくとも表面
側部分に形成されるＣｏ２Ｏ３の水和物またはＣＯ３Ｏ
４の水和物は、コバルトもしくはコバルト合金を酸素ガ
ス存在下に真空蒸着するなどして、コバルトを主成分と
し、少なくとも表面側部分にＣｏＯからなるコバルトの
酸化物層を有する強磁性金属薄膜層を形成し、しかる後
、これを少な（とも酸素と水分の存在下で加熱処理する
か、酸素と水蒸気の存在下でグロー放電処理するなどの
方法で形成される。

このＣＯ２Ｏ３の水和物またはＣＯ３Ｏ４の水和物は、
ＣＯ２０３・ｎＨ２０またはＣＯ３Ｏ４・ｎＨ２Ｏで表
され、式中のｎは０．１〜８の範囲内であることが好ま
しく、さらに０．１〜２の範囲内であることがより好ま
しい。またこのＣｏ２Ｏ３の水和物またはＣＯ３Ｏ４の
水和物は、酸素ガスと水分の存在下での加熱処理条件、
あるいは酸素と水蒸気の存在下でのグロー放電処理条件
などにより、強磁性金属薄膜層を構成するコバルトもし
くはコバルト合金の柱状粒子の周囲全体に形成されたり
、あるいは柱状粒子の表面部分にのみ形成される。酸素
ガスと水分の存在下で加熱処理する際の熱処理温度は、
約１４０℃以下、特に約３５〜１００℃の範囲内とする
のがこのましく、さらに約４０〜９０℃の範囲内にする
のがより好ま、しい。また熱処理時における湿度は７０
％ＲＨ以下が好ましく、湿度がこれ以上高くなると、強
磁性金属層の表面側部分にアモルファスのＣｏ（ＯＨ）
２が生成しやすくなるため好ましくない。また酸素と水
蒸気の存在下でグロー放電処理する際の酸素と水蒸気の
比率は、容積比（酸素対水蒸気）にして１．０対０．０
５〜１．０対１．０の範囲内にするのが好ましく酸素が
少なすぎると酸化反応の進行が充分でなくなり、水蒸気
が少なすぎると水和反応が効率良く進まない。

このようにしてＣｏ２Ｏ３の水和物またはＣ。

３０４の水和物が、強磁性金属薄膜層の少なくとも表面
側部分に形成されると、強磁性金属薄膜層の少なくとも
表面側部分は、Ｃｏｏからなるコバルトの酸化物層と、
ＣＯ２Ｏ３・ｎＨ２ＯまたはＣ０３０４・ｎ　Ｈ２０で
表されるＣｏ２Ｏ３の水和物またはＣｏ３Ｏ４の水和物
の２層構造となり、腐食のメカニズムであるコバルトカ
チオンの拡散が阻止されて、腐食が良好に阻止され、強
磁性金属薄膜層の耐食性が充分に向上される。また、高
温多湿下に放置した場合に腐食生成物によって生じる走
行性の劣化も防止され、摩擦係数が充分に低減されて走
行安定性が充分に向上される。

このようにして少なくとも表面側部分にＣｏ２Ｏ３の水
和物またはＣＯ３０，の水和物が形成された強磁性金属
薄膜層への水分付着処理は、このＣｏ２Ｏ３の水和物ま
たはＣｏ３Ｏ４の水和物が形成された強磁性金属薄膜層
を、相対湿度が６５％以上の水蒸気中にさらすか、ある
いはこの強磁性金属薄膜層に水粒を吹きつけるか、もし
くはこの強磁性金Ｊｉ！薄膜層を水中に浸漬するか、ま
たはこの強磁性金属薄膜層に水を塗布するなどして行わ
れ、このような水分付着処理が行われると、Ｃｏ２Ｏ３
の水和物またはＣｏ３．０４の水和物が形成された強磁
性金属薄膜層に水が良好に吸着され、この吸着水によっ
て優れた潤滑効果が発揮されるため、摩擦係数が充分に
低減されて、走行安定性および耐摩耗性が充分に向上さ
れる。

このような水分付着処理は、常温で行っても水分の付着
、保持が良好に行われ、充分な効果が発揮されるが、温
度を４０℃以上にして行うとＣ。

２ｏ３の水和物またはＣｏ３Ｏ４の水和物が形成された
強磁性金属層膜層上への水分の付着、保持が一段と良好
になり、吸着水による潤滑効果がさらに向上して摩擦係
数が一段と低減されるため、４０℃以上の温度で行うの
が好ましく、温度が高いほど良好な結果が得られる。特
に水蒸気中にさらして行う場合は、強磁性金属薄膜層表
面に充分な水分の付着、保持が行われるように、温度が
４０℃以上で、相対湿度が６５％以上の水蒸気中にさら
して行うのが好ましく、相対湿度が高いほど、また温度
が高いほど良好な結果が得られる。

このように、Ｃｏ２Ｏ３の水和物またはＣｏ３Ｏ４の水
和物が形成された強磁性金属薄膜層に、水分付着処理を
行うと摩擦係数が充分に低減されて走行安定性および耐
摩耗性が充分に向上されるが、この上にさらに潤滑剤層
を形成すると、このＣｏ２Ｏ３の水和物またはＣｏ３Ｏ
４の水和物が形成された強磁性金属薄膜層に付着した水
分と、この上に被着形成された潤滑剤層とが、相乗的に
相互作用して、潤滑剤層の強磁性金属薄膜層に対する接
着性が改善されるとともに、吸着水および：ａ滑剤層の
潤滑効果が極めて良好に発揮され、摩擦係数がさらに一
段と低減されて、走行安定性および耐摩耗性がさらに一
段と向上される。

このような潤滑剤層は、潤滑剤を、たとえば、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、イソプロピルアルコール、
フレオン、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド
、ジオキサン等の適当な溶剤に熔解し、溶解によって得
られた溶液をＣｏ２Ｏ３の水和物またはＣｏ３Ｏ４の水
和物を形成しかつ水分付着処理を行った強磁性金部薄膜
層上に塗布または噴霧するか、あるいは前記溶液中に、
Ｃｏ２Ｏ３の水和物またはＣｏ３Ｏ４の水和物を形成し
かつ水分付着処理を行った強磁性金属薄膜層を浸漬する
などの方法で形成され、さらにＣｏ２Ｏ３の水和物また
はｃｏ３ｏ４の水和物を形成しかつ水分付着処理を行っ
た強磁性金属薄膜層上に潤滑剤を真空蒸着するなどの方
法でも形成される。このようにして形成される潤滑剤層
の層厚は、５０〜３００人の範囲内にするのが好ましく
、５０人より膜厚が薄いとその優れた潤滑効果を充分に
発揮させて摩擦係数を充分に低減することができず、３
００人より厚くす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。

使用される潤滑剤としては、脂肪族系潤滑剤、フッ素系
潤滑剤、シリコーン系潤滑剤および炭化水素系潤滑剤等
がいずれも好適なものとして使用され、脂肪族系潤滑剤
としては、脂肪酸、脂肪酸の金属塩、脂肪酸エステル、
脂肪酸アミド、脂肪族アルコールなどが使用される。

脂肪酸としては、たとえば、ラウリン酸、ミリスチン酸
、パリミチン酸、オレイン酸、ステアリン酸、ベヘン酸
などが好ましく使用され、またこれらの金属塩としては
、たとえば、これらのリチウム塩、ナトリウム塩、カル
シウム塩、マグネシウム塩、アルミニウム塩、鉄塩、コ
バルト塩、亜鉛塩、バリウム塩ならびに鉛塩などが好適
なものとして使用される。さらに脂肪酸エステルとして
は、たとえば、ステアリン酸ブチル、ミリスチン酸オク
チル、ステアリン酸モノグリセリド、パリミチン酸モノ
グリセリド、オレイン酸モノグリセリド、ペンタエリス
リトールテトラステアレートなどが好ましく使用され、
脂肪酸アミドとしては、たとえば、・カプロン酸アミド
、カプリン酸アミド、ラウリン酸アミド、バルミチン酸
アミド、ベヘン酸アミド、オレイン酸アミド、リノール
酸アミド、メチレンビスステアリン酸アミドなどが好ま
しく使用される。また脂肪族アルコールとしては、たと
えば、ステアリルアルコール、ミリスチルアルコールな
どが好ましく使用され、この他、トリメチルステアリル
アンモニウムクロライド、塩化ステアロイル等の塩化物
、ステアリルアミン、ステアリルアミンアセテート、ス
テアリルアミンハイドロクロライド等のアミンなども好
適なものとして使用される。

またフッ素系潤滑剤としては、例えばトリクロロフルオ
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、パーフルオロアルキルカルボン
酸などが好ましく使用され、市販品の具体例としては、
ダイキン社製グイフロン＃２０、デュポン社製タライト
フクスＭ１クライトックスＨ，パイダックスＡＲ，モン
テジソン社製フォンブリンＺなどが挙げられる。さらに
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好適なものとして使用され、炭化
水素系潤滑剤としては、パラフィン、スクアラン、ワッ
クス等が好適なものとして使用される。

強磁性金属薄膜層の形成材料としては、Ｃｏ単体の他、
Ｃｏを主成分として含むＣｏ−Ｃｒ合金、Ｇｏ−Ｎｉ合
金、Ｃｏ−Ｐ合金、Ｇｏ−Ｆｅ合金、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｃｒ
合金等のＧｏ金合金好適なものとして使用され、これら
の強罐性材は、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フィルム上に
被着され、Ｇｏを主成分とした金属から゛なる強磁性金
属薄膜層が形成される。

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、さらに磁気カードなど、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 第１図に示す真空蒸着装置を使用し、厚さ１２μｍのポ
リエステルフィルム１を、真空槽２内の原反ロール３か
らガイドロール４を介して円筒伏キャン５の周側面に沿
って走行させ、ガイドロール６を介して巻取りロール７
に巻き取るようにセットした。同時に真空槽２内下部に
配置した強磁性材蒸発源８内に、コバルト−ニッケル合
金（重量比８０：２０）９をセットした。次いで、真空
槽２に連結した排気系ｌＯで真空槽２内を５×１０−６
トールまで減圧したのち、酸素ガス導入管１１から酸素
ガスを０．４β／分の流量で導入し、強磁性材蒸発源８
内のコバルト−ニッケル合金９を加熱蒸発して真空蒸着
を行い、ポリエステルフィルム１上にｌｌ：１５００人
のコバルト−ニッケル合金からなる強磁性金属薄膜層を
形成した。

次いで、このコバルト−ニッケル合金からなる強磁性金
属薄膜層を形成したポリエステルフィルム１を、真空槽
２から取り出し、大気圧に保たれた熱処理槽において、
６０℃、３０％ＲＨの条件下で３時間加熱処理を行った
。

次ぎに、この加熱処理を終えたポリエステルフィルム１
を、６０℃、７５％ＲＨに保たれた水分付着処理槽にお
いて、２４時間さらして水分付着処理を行い、この水分
付着処理を行った強磁性金属薄膜層上に、さらにフッ素
系脂肪酸エステル〔ＣＦ３−　（ＣＦ２　）　ｓ　−（
ＣＨ２）　ＯＨ）の０．１重量％フレオン溶液を塗布し
、乾燥してフ・ノ素系脂肪酸エステルからなる厚さが１
５０人の潤滑剤層を形成した。しかる後、所定の幅に裁
断して磁気テープをつくった。

実施例２ 実施例１における水分付着処理において、処理条件を６
０℃、７５％ＲＨ１２４時間から８０℃、８０％ＲＨ１
３時間に変更した以外は実施例１と同様にして磁気テー
プをつくった。

実施例３ 実施例１における水分付着処理において、６０℃、７５
％ＲＨで２４時間さらす代わりに、８０℃の水粒吹付け
を１５分間行った以外は、実施例１と同様にして磁気テ
ープをつくった。

実施例４ 実施例１における水分付着処理において、６０℃、７５
％ＲＨで２４時間さらす代わりに、６０℃の水中に３０
分間浸漬した以外は、実施例１と同様にして磁気テープ
をつくった。

実施例５ 実施例１における水分付着処理において、６０℃、７５
％ＲＨで２４時間さらす代わりに、６０℃の水を塗布し
た以外は、実施例１と同様にして磁気テープをつくった
。

実施例６ 実施例１において、フッ素系脂肪酸エステルからなる潤
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。

実施例７ 実施例２において、フッ素系脂肪酸エステルからなる潤
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。

実施例８ 実施例３において、フッ素系脂肪酸エステルからなる潤
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。

実施例９ 実施例４において、フッ素系脂肪酸エステルからなる潤
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。

実施例１０ 実施例５において、フッ素系脂肪酸エステルからなる潤
滑剤層の形成を省いた以外は、実施例５と同様にして磁
気テープをつくった。

比較例１ 実施例１において、水分付着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２ 実施例１において、加熱処理および水分付着処理を省い
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３ 実施例１において、水分付着処理およびフッ素系脂肪酸
エステルからなる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（った。

比較例４ 実施例１において、加熱処理、水分付着処理およびフッ
素系脂肪酸エステルからなる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−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、
強磁性金属薄膜層表面のｘｐｓ分析を行った。ｘｐｓ分
析にはＶＧ　　５ｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　Ｌｉｍｌｔｅｄ
社製、製品名ＥＳＣＡＬＡＢ５の分析機器を使用し、Ｘ
線出力がｌ０ＫＶ、２０ｍＡで、ＣＩ’Ｓピーク値を２
８４．６　ｅＶにセットし、Ｊｊ＆出角を０度にして分
析した。第２図はこの文ＰＳ分析に基づくＣＯ２Ｐ　３
／２のスペクトル図で、この第２図に示すスペクトルの
サテライトピークから明らかなように、ｃｏはＣｏｏの
状態ではな（Ｃｏ２０３またはＣｏ３Ｏ４の状態で存在
していることがわかる。

また、各実施例および比較例で得られた磁気テープにつ
いて、スチール試験を行い、スチルライフを測定した。

スチール試験は得られた磁気テープを室温、５０％ＲＨ
の条件下で、日立製作所社製ＶＴＲを用いて行い、入力
５Ｍｌ−１２の信号の出力が６ｄＢ低下したときまでの
時間を測定して行った。また摩擦係数は、摺動式動摩擦
係数測定機を用い、固定摺動ピンにＲａが０．０２のス
テンレスを用い、摺動速度１０００ｍ／分で摺動させた
ときの、製造直後と６０℃、９０％ＲＨの環境下に５週
間静置した後の摩擦係数を測定した。

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１０）は、いずれも比較例工ないし
４で得られた磁気テープに比し、製造直後および静置後
の摩擦係数が小さくて、スチル寿命が長く、このことか
らこの発明の製造方法によれば、耐食性に優れ、摩擦係
数が小さくて走行安定性および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図はこの発明で使用する真空蒸着装置の概略断面図
、第２図は各実施例および比較例で得られた磁気テープ
のＸＰＳ分析によるスペクトル図である。 特許出願人　　日立マクセル株式会社 第１図 第２図 Ｂ、Ｅ　（ｅＶ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基体上に、コバルトを主成分とする強磁性金属薄膜
   層を形成し、この強磁性金属薄膜層の少なくとも表面側
   部分にＣｏ＿２Ｏ＿３の水和物またはＣｏ＿３Ｏ＿４の
   水和物を形成した後、この強磁性金属薄膜層を水分付着
   処理することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法 ２、水分付着処理を、相対湿度が６５％以上の水蒸気中
   に強磁性金属薄膜層を曝して行う特許請求の範囲第１項
   記載の磁気記録媒体の製造方法 ３、水分付着処理を、強磁性金属薄膜層に水粒を吹きつ
   けて行う特許請求の範囲第１項記載の磁気記録媒体の製
   造方法 ４、水分付着処理を、水中に強磁性金属薄膜層を浸漬し
   て行う特許請求の範囲第１項記載の磁気記録媒体の製造
   方法 ５、水分付着処理を、強磁性金属薄膜層に水を塗布して
   行う特許請求の範囲第１項記載の磁気記録媒体の製造方
   法 ６、基体上に、コバルトを主成分とする強磁性金属薄膜
   層を形成し、この強磁性金属薄膜層の少なくとも表面側
   部分にＣｏ＿２Ｏ＿３の水和物またはＣｏ＿３Ｏ＿４の
   水和物を形成した後、この強磁性金属薄膜層を水分付着
   処理し、さらにこの上に潤滑剤層を形成することを特徴
   とする磁気記録媒体の製造方法 ７、水分付着処理を、相対湿度が６５％以上の水蒸気中
   に強磁性金属薄膜層を曝して行う特許請求の範囲第６項
   記載の磁気記録媒体の製造方法 ８、水分付着処理を、強磁性金属薄膜層に水粒を吹きつ
   けて行う特許請求の範囲第６項記載の磁気記録媒体の製
   造方法 ９、水分付着処理を、水中に強磁性金属薄膜層を浸漬し
   て行う特許請求の範囲第６項記載の磁気記録媒体の製造
   方法 １０、水分付着処理を、強磁性金属薄膜層に水を塗布し
   て行う特許請求の範囲第６項記載の磁気記録媒体の製造
   方法