JPS6231024A - 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〕 この発明は磁気記録媒体の製造方法に関し、さらに詳し
くは耐久性および耐食性に優れた磁気記録媒体の製造方
法に関する。

〔従来の技術〕

一般に、金属もしくはそれらの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するか、
あるいは磁性粉末を結合剤成分とともに基体フィルム上
に結着してつくられる磁気記録媒体は、記録再生時に磁
気ヘッド等と激しく摺接するため磁性層が摩耗されやす
く、特に真空蒸着等によって形成される強磁性金属薄膜
層は、高密度記録に適した特性を有する反面、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、また
空気中で徐々に酸化を受けて最大磁束密度などの磁気特
性が劣化するなどの難点がある。

このため、従来から磁性層上に種々の保護膜層を設ける
などして耐久性および耐食性を改善することが行われて
おり、たとえば、フッ素系有機化合物やケイ素系有機化
合物のプラズマ重合保護膜層を磁性層上に設けたり（特
開昭５８−８８８２８号、特開昭５８−６０４２７号）
、さらにはプラズマ重合保護膜層上に炭素炭素不飽和基
を有する化合物からなる潤滑剤層を設ける（特開昭５９
−１５４６４３号）ことが提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、これらのプラズマ重合保護膜層を磁性層上に
設けたもの、さらにはプラズマ重合保護膜層上に炭素炭
素不飽和基を有する化合物からなる／Ｉ２１滑剤層を設
けたものは、耐久性および耐食性を改善するものの未だ
充分でなく、磁気ヘッドとの摺動により短期間で摩耗し
易くて、未だ、充分に良好な耐久性が得られないという
難点がある。

ｃ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、磁性層上に、少なくとも炭素原子と水素
原子とを含む有機高分子化合物からなる保護膜層、ある
いはさらにケイ素原子、金属原子等を含む有機高分子化
合物からなる保護膜層を設け、さらにこの有機高分子化
合物からなる保護膜層上に直接潤滑剤層を設けるか、あ
るいは有機高分子化合物からなる保護膜層を酸素ガスで
プラズマ処理した後、この上に潤滑剤層を設け、しかる
後、この潤滑剤層を酸素ガスもしくは不活性ガスでプラ
ズマ処理することによって、有機高分子化合物からなる
保護膜層もしくは酸素ガスでプラズマ処理された有機高
分子化合物からなる保護膜層に、潤滑剤層を強固に被着
させ、摩擦係数を充分に小さくして耐摩耗性を充分に向
上させるとともに、耐食性を充分に改善したものである
。

この発明において、磁性層上に被着形成される有機高分
子化合物からなる保護膜層は、この保護膜層が、プラズ
マ重合によって形成される場合は、処理槽内で、炭化水
素系化合物、ケイ素系有機化合物および有機金属化合物
等の七ツマーガスを、高周波あるいはマイクロ波等によ
りプラズマ重合させて、磁性層上に被着することによっ
て形成される。このプラズマ重合保護膜層を形成するの
に使用するモノマーガスとしては、たとえば、メタン、
プロパン、エチレン、プロピレンなどの炭化水素系化合
物のモノマーガス、テトラメチルシラン、ヘキサメチル
ジシラン、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサメチルシロ
キサン、オクタメチルシクロテトラシロキサンなどのケ
イ素系有機化合物のモノマーガス、テトラメチルスズ、
テトラメチルゲルマニウム、フェロセン、ペンタエトキ
シタンタル、チタニウムテトライソプロポキサイドなど
の有機金属化合物等が好ましく使用され、これらの有機
化合物のモノ”７−ガスは、高周波あるいはマイクロ波
等によりラジカルが生成され、この生成されたラジカル
が反応し重合して被膜となる。これらの有機化合物の七
ツマーガスは、それぞれ単独で使用する他、混合して使
用してもよく、またこれらの有機化合物のモノマーガス
をプラズマ重合する際、アルゴンガス、ヘリウムガスお
よび酸素ガス等のキャリアガスを併存させると七ツマー
ガスを単独でプラズマ重合する場合に比べて３〜５倍の
速度で析出されるため、これらのキャリアガスを併存さ
せて行うのが好ましい。これらのキャリアガスと併存さ
せる際、その組成割合はキャリアガス対前記有機化合物
のモノマーガスの比にして１対２０〜１対１の範囲内で
併存させるのが好ましく、キャリアガスが少なすぎると
析出速度が低下し、多すぎるとモノマーガスが少なくな
ってプラズマ重合反応に支障をきたす。特に、酸素ガス
を併存させてプラズマ重合する場合は、全体に酸素原子
を含有したプラズマ重合保護膜層が得られ、保護膜層の
架橋密度が向上するとともに、この上にさらに形成され
る潤滑剤層との接着性が向上される。

プラズマ重合を行う場合のガス圧および高周波やマイク
ロ波の電力は、ガス圧が高くなるほど被着速度が速くな
る反面モノマーガスが比較的架橋密度低くプラズマ重合
されて硬い保護膜層が得られず、またガス圧を低くして
高周波電力を高くすると被着速度が遅くなる反面架橋密
度が比較的高くて硬い保護膜層が得られる。ところが、
ガス圧を低くして高周波電力を高くしすぎると、七ツマ
ーガスが粉末化してしまいプラズマ重合保護膜層が形成
されないため、ガス圧を０．００１〜５トールの範囲内
とし、平方センチあたりの高周波電力を０．０３〜５　
Ｗ／ｃｊＡの範囲内どするのが好ましく、ガス圧を０．
００３〜１トールとし、平方センナあたりの高周波電力
を０．０５〜３　Ｗ　／　ｃＩａの範囲内とするのがよ
り好ましい。このようにしてプラズマ重合によって被着
形成される有機化合物のプラズマ重合保護膜層は緻密で
摩擦係数も小さく、従ってこの有機化合物のプラズマ重
合保護膜層が形成されると耐摩耗性が向上される。この
ような有機化合物のプラズマ重合保護膜層の膜厚は、２
０〜１０００人の範囲内であることが好ましく、膜厚が
薄すぎるとこの保護膜層による耐久性の効果が充分に発
揮されず、厚すぎ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。

また、有機高分子化合物からなる保護膜層をスパッタリ
ングによって形成する場合は、処理槽内で、耐熱性の良
好な樹脂をアルゴンガス等の存在下で高周波によりスパ
ッタリングさせて、磁性層上に析出することによって形
成される。特に、酸素原子を含有する化学構造の樹脂を
用いたり、アルゴンガスに酸素ガスを混合してスパッタ
リングを行う場合は、全体に酸素原子を含有した保護膜
層が得られ、保護膜層の架橋密度が向上するとともに、
この上にさらに形成される潤滑剤層との接着性が向上さ
れる。このようなスパッタリングによって保護膜層を形
成するのに使用される樹脂としては、２００℃以上の温
度で軟化したり分解することのない耐熱性に優れた樹脂
が好ましく使用され、たとえば、イミド系樹脂、シリコ
ーン系樹脂、フェノール系樹脂、メラミン系樹脂、ホル
マリン系樹脂、尿素系樹脂、フラン系樹脂、エポキシ系
樹脂等が好適なものとして使用される。

スパッタリングを行う場合のアルゴンガス等のガス圧お
よび高周波の電力は、析出速度を良好にしかつ高分子の
分解を防止するため、ガス圧を、０．００１〜０．１ト
ールとし、平方センチあたりの高周波電力を０．１〜２
　Ｗ／ｃｄの範囲内とするのが好ましい。このようにし
てスパッタリングによって析出形成される耐熱性樹脂か
らなる保護膜層は緻密で摩擦係数も小さく、従ってこの
耐熱性樹脂からなる保護膜層が形成されると耐摩耗性お
よび耐食性が向上される。このような耐熱性樹脂からな
る保護膜層の膜厚は、２０〜１０００人の範囲内である
ことが好ましく、膜厚が薄すぎるとこの保護膜層による
耐久性および耐食性の効果が充分に発揮されず、厚すぎ
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。

このようにして、形成された有機高分子化合物からなる
保護膜層上に、さらに、形成される潤滑剤層は、潤滑剤
を、たとえば、メチルイソブチルケトン、メチルエチル
ケトン、イソプロピルアルコール、ベンゼン、トルエン
、フレオン、シクロヘキサノン、酢酸エチル、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
当な溶剤に溶解し、溶解によって得られた溶液中に有機
高分子化合物からなる保護膜層を浸漬するか、或いは上
記溶液を予め形成された有機高分子化合物からなる保護
膜層上に塗布または噴霧するなどの方法で被着され、さ
らに潤滑剤を真空蒸着等によって有機高分子化合物から
なる保護膜層上に被着する方法でも被着される。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、ラウリン酸、ミリスチン酸、バルミチン酸、ステア
リン酸、ベヘン酸等の脂肪酸、ステアリン酸亜鉛、ステ
アリン酸コバルト等の脂肪酸の金属塩、ステアリン酸−
ｎ−ブチル、ミリスチン酸オクチル等の脂肪酸エステル
、ステアリルアルコール、ミリスチルアルコール等の脂
肪族アルコール、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等が挙げられる。またフ
ッ素系潤滑剤としては、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などが好適なものとし
て使用され、市販品の具体例としては、ダイキン社製ダ
イフロイル＃２０、デュポン社製クライトツクスＭ１ク
ライトックスＨ，パイダソクスＡＲ，モンテジソン社製
フォンブリンＺ等が挙げられる。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
ル等が挙げられ、炭化水素系潤滑剤としては、パラフィ
ン、スクアラン、ワックス等が挙げられる。なお、これ
らの潤滑剤のうち、極性基を有するものは有機高分子化
合物からなる保護膜層との密着性がよく、特に摩擦係数
を下げる効果があるためより好ましく使用される。

使用に際しては、その１種または２種以上が混合して使
用され、また被着量は、有機高分子化合物からなる保護
膜層上に２０〜２００人の被膜が形成される範囲内で被
着させるのが好ましく、２０人より膜厚が薄いと所期の
効果が得られず、２００人より膜厚が厚いとスペーシン
グロスが大キくなりすぎて電気的特性に悪影響を及ぼす
。

このようにして有機高分子化合物からなる保護膜層上に
形成された潤滑剤層は、次いで、処理槽内で、高周波電
極で発生させた酸素ガスのプラズマもしくは不活性ガス
のプラズマ中にさらすなどの方法でプラズマ処理される
と、プラズマ化した酸素ガスおよび不活性ガスが高エネ
ルギーを有しているため、有機高分子化合物からなる保
護膜層と潤滑剤層との間で新たな化学結合が形成され、
潤滑剤層が有機高分子化合物からなる。保護膜層に強固
に被着する。従って、有機高分子化合物からなる保護膜
層と潤滑剤層とが相乗的に作用して、耐摩耗性および耐
食性が改善されるとともに、潤滑剤層の優れた潤滑効果
が充分に発揮され、摩擦係数が充分に低減されて耐摩耗
性が一段と向上され、耐食性も改善される。特に、潤滑
剤層を形成する潤滑剤が分子内に二重結合を有している
と、この二重結合が開環し、化学結合して有機高分子化
合物からなる保護膜層の表面に、一段と良好に被着し、
潤滑剤層が強固に被着されて耐摩耗性および耐食性がさ
らに一段と向上される。また、酸素ガスもしくは不活性
ガスのプラズマ処理によって、有機高分子化合物からな
る保護膜層の特に表面付近の架橋密度がより高くなり、
摩擦係数が小さく、かつ緻密で硬い有機高分子化合物か
らなる保護膜層が形成されて耐摩耗性が一段と向上され
る。

このような酸素ガスもしくは不活性ガスのプラズマによ
るプラズマ処理は、有機高分子化合物からなる保護膜層
に対する潤滑剤層の接着性を充分に向上させ、さらに有
機高分子化合物からなる保護膜層の特に表面付近の架橋
密度を充分に高（するため、酸素ガスもしくは不活性ガ
スのガス圧を０．００３〜１トールの範囲内とし、平方
センナあたりの高周波電力を０．０３〜５　Ｗ／ｃｏｔ
の範囲内として行うのが好ましく、ガス圧を０．０１〜
０．５トールとし、平方センナあたりの高周波電力を０
．０５〜３Ｗ／−の範囲内とするのがより好ましい。こ
のようなプラズマ処理に使用される不活性ガスとしては
、アルゴンガス、ネオンガス、ヘリウムガス、窒素ガス
などが好適なものとして使用される。

基体上に形成される磁性層は、γ−Ｆｅ２０３粉末、Ｆ
ｅ３Ｏ４粉末、Ｃｏ含有ｒ−Ｆｅ２０３粉末、Ｃｏ含有
Ｆｅ３Ｏ４粉末、Ｆｅ粉末、Ｃ。

粉末、Ｆｅ−Ｎｉ粉末などの磁性粉末を結合剤成分およ
び有機溶剤等とともに基体上に塗布、乾燥するか、ある
いは、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ−Ｎｉ合金、Ｃｏ−Ｃｒ
合金、Ｃｏ−Ｐ合金、Ｃｏ−Ｎ１−Ｐ合金などの強磁性
材を、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上に被着するなどの方
法で形成される。

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イルムを基体とす
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 厚さ１０μｍのポリエステルフィルムを真空蒸着装置に
装置し、ｌＸｌ０−５）−ルの真空下でコバルトを加熱
蒸発させてポリエステルフィルム上に厚さ１０００人の
コバルトからなる強磁性金属薄膜層を形成した。次いで
、第１図に示すプラズマ処理装置を使用し、強磁性金属
薄膜層を形成したポリエステルフィルム１を処理槽２内
の上部に配設した基板３の下面にセットし、処理槽２に
取りつけたガス導入管４からテトラメチルシランのモノ
マーガスを１００ｓｅｃｍの流量で導入し、ガス圧０．
０５　）−ル、電極５の高周波電力密度０．５Ｗ／ｃ１
１１で１０秒間プラズマ重合を行い厚さ８０人のプラズ
マ重合保護膜層を形成した。次いで、これをステアリン
酸の０．１重量％トルエン溶液中に浸漬し、乾燥してス
テアリン酸からなる厚さ力く５０人の潤滑剤層を形成し
た。さらにこの潤滑剤層を形成したポリエステルフィル
ム１を、処理槽２内の上部に配設した基板３の下面にセ
ットし、ガス導入管４から酸素ガスを２００ｓｅｃｍの
流量で導入し、ガス圧０．１０１−−ル、電極５の高周
波電力密度０．５Ｗ／ｃｆＡで１分間プラズマ処理を行
った。しかる後、所定の巾に裁断して第２図に示すよう
なポリエステルフィルム１上に強磁性金属薄膜層８、プ
ラズマ重合保護膜層９および潤滑剤層１０を順次に積層
形成した磁気テープＡをつ（った。なお、第１図中６は
処理槽２内を減圧するための排気系であり、７は電極５
に高周波を印加するための高周波電源である。

実施例２ 実施例１において、プラズマ重合保護膜層を形成した後
、ステアリン酸からなる潤滑剤層を形成する前に、ガス
導入管４から酸素ガスを２００ｓｃｃｍの流量で導入し
、ガス圧０．１０トール、電極５の高周波電力密度０．
５Ｗ／ｃＪで１分間プラズマ処理を行った以外は、実施
例１と同様にしてプラズマ重合保護膜層および潤滑剤層
を形成し、磁気テープＡをつ（った。

実施例３ 実施例１における潤滑剤層形成後のプラズマ処理におい
て、酸素ガスに代えてアルゴンガスを１８０　ｓｅｃｍ
の流量で導入し、ガス圧０．１０）−ル、電極５の高周
波電力密度０．５Ｗ／ｃｎｆで１分間プラズマ処理を行
った以外は実施例Ｉと同様にして磁気テープＡをつくっ
た。

実施例４ 実施例１におけるプラズマ重合保護膜層の形成において
、テトラメチルシランのモノマーガスに代えて、メタン
の七ツマーガスを５０ｓｅｃｍの流量で導入して、ガス
圧を０．０５　）−ルとし、高周波電力密度を０．６Ｗ
／ｃｎ！とした以外は実施例１と同様にしてプラズマ重
合保護膜層を形成し、磁気テープＡをつくった。このと
きのプラズマ重合保護膜層の層厚は１００人であった。

実施例５ 実施例１におけるプラズマ重合保護膜層の形成において
、テトラメチルシランのモノマーガスに代えて、テトラ
メチルスズのモノマーガスを８０３ｃｃＩ１１の流量で
導入した以外は、実施例１と同様にしてプラズマ重合保
護膜層を形成し、磁気テープＡをつくった。このときの
プラズマ重合保護膜層の層厚は１００人であった。

実施例６ 実施例１におけるプラズマ重合保護膜層の形成に代えて
、処理槽２内の電極５上にカプトンをターゲットとして
セットし、ガス導入管４からアルゴンガスを２００ｓｃ
ｃｍの流量で真空槽２内に導入し、アルゴンガスのガス
圧３Ｘ１０−１−ルで、電極５の高周波電力密度をＩＷ
／−としてスパッタリングを行い、厚さ１００人の保護
膜層を形成した以外は、実施例１と同様にして磁気テー
プＡをつくった。

実施例７ 実施例１における潤滑剤層の形成において、ステアリン
酸の０．１重量％トルエン溶液に代えて、ビニルオクタ
デシルエーテルの０．１重ｆｆｉ％メチルイソブチルケ
トン溶液を使用した以外は、実施例１と同様にして厚さ
４０人の潤滑剤層を形成し、磁気テープＡをつくった。

実施例８ 実施例１における潤滑剤層の形成において、ステアリン
酸の０．１重量％トルエン溶液中への浸漬処理に代えて
、プラズマ重合保護膜層が形成されたポリエステルフィ
ルムを真空蒸着装置に装填し、ｌＸｌ０−５トールの真
空下でステアリン酸を加熱蒸発させて真空蒸着を行い、
プラズマ重合保護膜層上にステアリン酸からなる厚さが
６０人の潤滑剤層を形成した以外は、実施例１と同様に
して磁気テープＡをつくった。

実施例９ α−Ｆｅ磁性粉末　　　　　　　６００重量部エスレソ
クＣＮ（積木化学工業　　８０〃社製、塩化ビニル−酢
酸ビニ ル共重合体） バンデソクスＴ−５２５０（大　　３０〃日本インキ化
学工業社裂、ウ レタンエラストマー） コロネートし　（日本ポリウレタ　　１０〃ン工業社製
、三官能性低分子 量イソシアネート化合物） メチルイソブチルケトン　　　　４００〃トルエン　　
　　　　　　　　　４００〃この組成物をボールミル中
で７２時間混合分散して磁性塗料を調製し、この磁性塗
料を厚さ１０μｍのポリエステルフィルム上に乾燥圧が
４μｍとなるように塗布、乾燥して磁性層を形成した。

次いで、これに実施例１と同様にしてプラズマ重合保護
膜層および潤滑剤層を形成し、プラズマ処理を行って磁
気テープをつくった。

比較例１ 実）％例工において、潤滑剤層の酸素ガスのプラズマに
よるプラズマ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、潤滑剤層の形成および酸素ガスのプ
ラズマによるプラズマ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。

各実施例および比較例で得られた磁気テープについて、
摩擦係数を測定し、耐久性および耐食性を試験した。耐
久性試験は磁気テープを摺動試験し、プラズマ重合保護
膜層に傷がつくまでの摺動回数を測定して行った。また
、耐食性試験は、得られた磁気テープを６０℃、９０％
ＲＨの条件下に７日間放置して最大磁束密度を測定し、
放置前の磁気テープの最大磁束密度を１００％としてこ
れと比較した値でその劣化率を調べて行った。

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（実施例工ないし９）は、いずれも比較例１および２
で得られた磁気テープに比し、摩擦係数が小さく、また
摺動回数が多くて劣化率が小さく、このことからこの発
明によって得られる磁気記録媒体は、一段と耐久性およ
び耐食性に優れていることがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図はプラズマ重合保護膜層を形成する際に使用する
プラズマ処理装置の１例を示す概略断面図、第２図はこ
の発明の製造方法によって得られた磁気テープの部分拡
大断面図である。 １・・・ポリエステルフィルム（基体）、８・・・強磁
性金属薄膜Ｎ（磁性層）、９・・・プラズマ重合保護膜
層（有機高分子化合物からなる保護膜層）１，１０・・
・潤滑剤層、Ａ・・・磁気テープ（磁気記録媒体）特許
出願人　　日立マクセル株式会社 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基体上に磁性層を形成し、次いで、この磁性層上に
   少なくとも炭素原子と水素原子とを含む有機高分子化合
   物からなる保護膜層を設け、さらにこの高分子化合物か
   らなる保護膜層上に潤滑剤層を設けたのち、酸素ガスも
   しくは不活性ガスでプラズマ処理することを特徴とする
   磁気記録媒体の製造方法 ２、磁性層上に形成した有機高分子化合物からなる保護
   膜層中にさらにケイ素原子を含む特許請求の範囲第１項
   記載の磁気記録媒体の製造方法 ３、磁性層上に形成した有機高分子化合物からなる保護
   膜層中にさらに金属原子を含む特許請求の範囲第１項記
   載の磁気記録媒体の製造方法 ４、基体上に磁性層を形成し、次いで、この磁性層上に
   少なくとも炭素原子と水素原子とを含む有機高分子化合
   物からなる保護膜層を設けた後、この有機高分子化合物
   からなる保護膜層を酸素ガスでプラズマ処理し、さらに
   この高分子化合物からなる保護膜層上に潤滑剤層を設け
   、しかる後、酸素ガスもしくは不活性ガスでプラズマ処
   理することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法 ５、磁性層上に形成した有機高分子化合物からなる保護
   膜層中にさらにケイ素原子を含む特許請求の範囲第４項
   記載の磁気記録媒体の製造方法 ６、磁性層上に形成した有機高分子化合物からなる保護
   膜層中にさらに金属原子を含む特許請求の範囲第４項記
   載の磁気記録媒体の製造方法