JPS6234323A - 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〕 この発明は強磁性金属薄膜層を磁気記録層とする磁気記
録媒体に関し、さらに詳しくは、耐久性および耐食性に
優れた前記の磁気記録媒体に関する。

〔従来の技術〕

強磁性金属薄膜層を磁気記録層とする磁気記録媒体は、
通常、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してつくら
れ、高密度記録に通した特性を有するが、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、従来から強磁性金属薄膜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、チタンからなる金属薄膜
層を被着形成することが行われている。（特開昭５８−
２６３２０号）〔発明が解決しようとする問題点〕 ところが、このチタンからなる金属薄膜層は、非常に耐
食性に優れる反面、極めて酸化されやすく、強磁性金属
薄膜層中の酸素を奪って、強磁性金属薄膜層の耐久性を
急激に劣化してしまうという難点がある。

（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種々検討を行った結果なさ
れたもので、強磁性金属薄ＩＧＩＮ上に金属酸化物もし
くは有機高分子化合物からなる保護膜層を設け、さらに
この保護膜層上にチタンもしくはチタンを主成分とする
合金からなる金属薄膜層を設けることによって、強磁性
金属薄膜層中の酸素が保護膜層を介して設けられたチタ
ンもしくはチタンを主成分とする合金からなる金属薄膜
層に奪われるのを抑制し、強磁性金属薄膜層の劣化を防
止して耐久性を改善するとともに、チタンもしくはチタ
ンを主成分とする合金からなる金属薄膜層の優れた耐食
効果を充分に発揮させて耐食性を充分に向上させたもの
である。また、チタンもしくはチタンを主成分とする合
金からなる金属薄膜層上にさらに潤滑剤層を設けること
によって、耐摩耗性をさらに改善し、耐久性および耐食
性を一段と向上させたものである。

この発明において、強磁性金属薄膜層上に形成される金
属酸化物からなる保護膜層は、金属酸化物を、真空蒸着
、スパッタリング、イオンブレーティング等の方法で強
磁性金属薄膜層上に被着して形成され、金属酸化物とし
ては、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｎｉ５Ａｌ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｔ
ａ、ｈａ、Ｃｕ、Ｗ、Ｆｅなどの金属の酸化物が好適な
ものとして使用される。このようにして形成されるこの
種の金属酸化物からなる保護膜層は、この上にさらに形
成されるチタンもしくはチタンを主成分とする合金から
なる金属薄膜層と、強磁性金属薄膜層との間に介在して
、強磁性金属薄膜層中の酸素が、チタンもしくはチタン
を主成分とする合金からなる金属薄膜層に奪われるのを
抑制する。特にこの金属酸化物からなる保護膜層は、保
護膜層を構成する金属酸化物が酸素供給源として作用す
るため、チタンもしくはチタンを主成分とする合金から
なる金属薄膜層に、金属酸化物からなる保護膜層から酸
素が充分に供給され、強磁性金属薄膜層中の酸素が、チ
タンもしくはチタンを主成分とする合金からなる金属薄
膜層に奪われたりすることもなく、強磁性金属薄膜層の
劣化が充分に防止されて、耐久性が充分に向上される。

またこの種の金属酸化物からなる保護膜層は、金属磁性
材からなる強磁性金属薄膜層との接着性が極めてよく、
強磁性金属薄膜層上に強固に被着形成され、さらにこの
上に被着形成されるチタンもしくはチタンを主成分とす
る合金からなる金属薄膜層との接着性も極めて良好で強
固に積層され、チタンもしくはチタンを主成分とする合
金からなる金属薄膜層の優れた耐食性も充分に発揮され
て、耐久性および耐食性が充分に向上される。層厚は強
磁性金属薄膜層とチタンもしくはチタンを主成分とする
合金からなる金属薄膜層との間にあって、強磁性金属薄
膜層中の酸素が奪われるのを効果的に抑制し、耐久性を
充分に向上させるため２０Å以上にするのが好ましい。

しかし、この上にさらに積層されるチタンもしくはチタ
ンを主成分とする合金からなる金属薄膜層との合計厚が
５００人より厚くなると、スペーシングロスが大きくな
って、電磁変換特性が劣化するおそれがあるため、チタ
ンもしくはチタンを主成分とする合金からなる金属薄膜
層との合計厚が５００Å以下となるようにするのが好ま
しい。

また、強磁性金属薄膜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、フッ素系有機化合物およびケイ素系有機化合
物等の七ツマーガスを、高周波によりプラズマ重合させ
て前記の金属薄膜層上に析出形成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、プロパン、エチ
レン、プロピレン等の炭化水素系化合物の七ツマーガス
、０２Ｆ４．０３Ｆ６等のフッ素系有機化合物のモノマ
ーガスおよびテトラメチルシラン、オククメチルシクロ
テトラシロキサン、へキサメチルジシラザン等のケイ素
系有機化合物のモノマーガス等が好ましく使用され、こ
れらの有機化合物のモノマーガスは、高周波によりラジ
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。このラジカルはこれらの有機化合物が
二重結合または三重結合を有していたり、また末端に金
属元素を有する金属塩化合物であるかあるいはＯＨ基等
の官能基を有しているほど生成しやすいため、これら不
飽和結合、金属元素および官能基等を有するものがより
好ましく使用される。またこれらのモノマーガスをプラ
ズマ重合する際、アルゴンガス、ヘリうムガスおよび酸
素ガス等のキャリアガスを併存させるとモノマーガスを
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
マーガスの容積比にして１対２０〜１対１の割合で併存
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、多すぎると七ツ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。なお、炭化水素系化
合物の七ツマーガスを使用するときは、酸素ガスをキャ
リアガスとして使用すると酸化反応が生じるため、酸素
ガスをキャリアガスとして使用するのは好ましくない。

プラズマ重合を行う場合のガス圧および高周波の電力は
、ガス圧が高くなるほどプラズマ重合保護膜層の被着速
度が速くなる反面モノマーガスが架橋密度低くプラズマ
重合されて硬いプラズマ重合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プラズマ重合保
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、モノ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
０．００５〜３トールの範囲内とし、高周波電力を０．
０３〜３　Ｗ　／　ｃｒａの範囲内とするのが好ましく
、ガス圧を０．０１〜ｌトールとし、高周波電力を０．
０５〜２　Ｗ　／　Ｃ！Ｊの範囲内とするのがより好ま
しい。また、このようなプラズマ重合保護膜層の形成は
、高周波を印加した電極側で行うのがより好ましい。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、緻密で摩擦係数が小
さく、強磁性金属薄膜層とチタンもしくはチタンを主成
分とする合金からなる金属薄膜層との間にあって、強磁
性金属薄膜層中の酸素が奪われるのを良好に抑制すると
ともに、耐摩耗性および耐食性を向上する。

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バ
・ツタリングさせて、磁性層上に析出させることによっ
て形成される。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、平方センナあたりの高周波電力を０．１
〜２Ｗ／Ｃ１１＋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、緻密で摩擦係数が小さく、強
磁性金属薄膜層とチタンもしくはチタンを主成分とする
合金からなる金属薄膜層との間にあって、強磁性金属薄
膜層中の酸素が奪われるのを良好に抑制するとともに、
耐摩耗性および耐食性を向上する。

このような有機化合物のプラズマ重合保護膜層または耐
熱性樹脂からなる保護膜層の層厚は、強磁性金属薄膜層
とチタンもしくはチタンを主成分とする合金からなる金
属薄膜層との間にあって、磁性層中の酸素が奪われるの
を効果的に抑制し、耐久性を充分に向上させるため２０
Å以上にするのが好ましい。しかし、この上にさらに積
層されるチタンもしくはチタンを主成分とする合金から
なる金属薄膜層との合計厚が５００人より厚くなると、
スペーシングロスが大きくなって、電磁変換特性が劣化
するおそれがあるため、チタンもしくはチタンを主成分
とする合金からなる金属薄膜層との合計厚が５００Å以
下となるようにするのが好ましい。

このようにして形成された金属酸化物もしくは有機高分
子化合物からなる保護膜層上に、さらに形成されるチタ
ンもしくはチタンを主成分とする金属薄膜層は、Ｔｉま
たはＴｉを主成分とした合金を、真空蒸着、スパッタリ
ング、イオンブレーティング等の方法で保護膜層上に被
着して形成され、Ｔｉを主成分とする合金としては、Ｔ
ｉにＣＯ３Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｏｓなどを添加し
た合金などが好適なものとして使用される。このように
して形成されるこの種の金属薄膜層は、極めて耐食性に
優れ、また金属酸化物および有機高分子化合物からなる
保護膜層との接着性が極めてよく、強固に被着形成され
て、強磁性金属薄膜層の耐食性を充分に向上する。また
、このチタンもしくはチタンを主成分とする金属薄膜層
は、金属酸化物もしくは有機高分子化合物からなる保護
膜層を介して、強磁性金属薄膜層上に設けられているた
め強磁性金属薄膜層中の酸素を奪うこともなく、この種
の金属薄膜層による強磁性金属薄膜層の劣化が効果的に
抑制され、耐久性も向上される。層厚は、耐食性を充分
に向上させるため１０Å以上にするのが好ましく、前記
の強磁性金属薄膜層との間に介在させた金属酸化物もし
くは有機高分子化合物からなる保護膜層との合計厚が５
００人より厚くなると、スペーシングロスが大きくなっ
て、電磁変換特性が劣化するおそれがあるため、前記保
護膜層との合計厚が５００Å以下となるようにするのが
好ましい。

このように、強磁性金属薄膜層」二に金属酸化物もしく
は有機高分子化合物からなる保護膜層を形成し、この保
護膜層上にさらにチタンもしくはチタンを主成分とする
金属薄膜層を形成すると、強磁性金属薄膜層中の酸素が
金属薄膜層によって奪われて強磁性金属薄膜層が劣化す
ることもなく、耐久性および耐食性が充分に向上される
が、チタンもしくはチタンを主成分とする金属薄膜層上
に、さらに潤滑剤層を形成すると、潤滑剤層の潤滑効果
が発揮され、摩擦係数が充分に低減されて、耐摩耗性が
一段と向上される。

このような潤滑剤層は、潤滑剤を、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、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前記の金属薄膜層を浸漬するか、
あるいはこの溶液を前記の金属薄膜層上に塗布または噴
霧するなどの方法で形成され、この他、潤滑剤を前記の
金属薄膜層上に真空蒸着するなどの方法でも形成される
。このようにしてチタンもしくはチタンを主成分とする
合金からなる金属薄膜層上に、潤滑剤層が形成されると
、潤滑剤層の潤滑効果が充分に発揮されて、摩擦係数が
充分に低減され、耐摩耗性が一段と向上される。

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、パルミチン酸、
ステアリン酸、ヘヘン酸等の脂肪酸、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
社製グイフロイル＃２０、デュポン社製タライトンクス
Ｍ、タライトソクス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’／ｌＥ？’Ａ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／１１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、ａ滑剤のうち、極性基を有
するものは金属薄膜層中の金属原子と有効に化学吸着し
、金属薄膜層との密着性がよいためより好ましく使用さ
れる。

このような潤滑剤を用いて形成される潤滑剤層の層厚は
、／１２Ｉ滑効果を充分に発揮させて耐摩耗性を充分に
向上させるため２０Å以上にするのが好ましい。しかし
、前記の強磁性金属薄■々層上に積層形成した金属酸化
物もしくは有機高分子化合物からなる保護膜層、および
チタンもしくはチタンを主成分とする合金からなる金属
薄膜層との合計厚めく５００人より厚くなると、スペー
シングロスが大きくなって、電磁変換特性が劣化するお
それがあるため、前記保護膜層および金属薄膜層との合
計厚が５００Å以下となるようにするのが好ましい。

強磁性金属薄膜層の形成材料としては、Ｃｏ。

Ｆｅ、Ｎｉ等の金属、Ｃｏ−Ｎｉ、　　Ｃｏ−Ｃｒ。

Ｆｅ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ、Ｃｏ−ＰＬ、Ｃｏ−Ｔ
ｉ等の合金、あるいはこれらの金属および合金の酸化物
、およびＣｏ−Ｐ、　　Ｃｏ−Ｎ１−Ｐなどの強磁性材
が使用され、これらの強磁性材からなる強磁性金属薄膜
層は、真空芸着、イオンブレーティング、スパックリン
グ、メンキ等の手段によって基体上に被着形成される。

また、基体としては、ポリエステル、ポリイミド、ポリ
アミド、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネートなどのプラ
スチックフィルム、またこれらのプラスチックフィルム
中に炭素繊維、Ｃｕなどを混入した複合フィルム、Ｃｕ
、Ｚｎなどの非磁性金属フィルム、アルミニウム板およ
びガラス板等、従来から使用されているものがいずれも
好適なものとして使用され、磁気記録媒体としては、こ
れらのプラスチックフィルム等を基体として用いた磁気
テープ、プラスチックフィルム、アルミニウム板および
ガラス板などからなる円盤を基体として用いた磁気ディ
スクや磁気ドラムなど、磁気へノ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
装填し、５Ｘ１０−’）−ルの真空下でコバルトを加熱
蒸発させ、５０人／ｓｅｅの析出速度で斜め入射蒸着し
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、２Ｘ１
０−５トールの真空下でニッケルを加熱蒸発させ、同時
に酸素ガスを３０ｍ１／ｍｉｎの割合でニッケルの蒸気
流に差し向けて、５人／ｓｅｃの析出速度で、コバルト
からなる強磁性金属薄膜層上に厚さ８０人のニッケルの
酸化物からなる保護膜層を形成した。次ぎに、こののニ
ッケルの酸化物からなる保護膜層を形成したポリエステ
ルフィルムを高周波スパックリング装置に装填し、５×
１０−５トールのアルゴンガス雰囲気下で３００Ｗの電
圧を加えて、チタンを５人／ｓｅｃの析出速度でスパッ
クリングし、ニッケルの酸化物からなる保護膜層上に厚
さ８０人のチタンからなる金属薄膜層を形成した。次い
で、このチタンからなる金属薄膜層上に、ステアリン酸
の０．１ｉｉ％メチルイソブチルケトン溶液を塗布し、
乾燥してステアリン酸からなる厚さが１００　　　　　
　人の潤滑剤層を形成した。しかる後、所定の巾に裁断
して第１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２、保護膜層３、金属薄膜層４、潤滑剤
層５を順次に積層形成した磁気テープＡをつくった。

実施例２ 実施例１の金属薄膜層の形成において〜チタンに代えて
チクンーパラジウム合金（ＰｄＯ，１重量％）を使用し
た以外は実施例１と同様にしてチタン−パラジウム合金
からなる厚さが８０人の金属薄膜層を形成し、磁気テー
プＡをつくった。

実施例３ 実施例１における保護膜層の形成において、金尿酸化物
からなる保護膜層を形成する代わりに、コバルトからな
る強磁性金属薄膜層を形成したポリエステルフィルムを
プラズマ処理装置に装填し、５ｘｔｏ−ｓトールの真空
下で、０２Ｆ４のモノマーガスを１０ｍ１／ｍｉｎの割
合で導入するとともにアルゴンガスを４０ｍ１／ｍｉｎ
の割合で導入シ、ガス圧２Ｘ１０−２）−ルで、５０Ｗ
の高周波を１分間印加してプラズマ重合を行い、厚さ８
０人のプラズマ重合保護膜層を形成した以外は、実施例
１と同様にして保護膜層を形成し、磁気テープＡをつく
った。

実施例４ 実施例３の金属薄膜層の形成において、チタンに代えて
ヂクンーパラジウム合金（Ｐｄ０．１重量％）を使用し
た以外は実施例３と同様にしてチタン−パラジウム合金
からなる厚さが８０人の金属薄膜層を形成し、磁気テー
プＡをつくった。

実施例５ 実施例１において、ステアリン酸からなる／１２Ｉ滑剤
屓の形成を省いた以外は、実施例１と同様にして、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２、保護膜層３、金属薄膜層４を順次に積層形成
した磁気テープＢをつくった。

実施例６ 実施例２において、ステアリン酸からなる潤滑剤層の形
成を省いた以外は実施例２と同様にして第２図に示すよ
うな磁気テープＢをつくった。

実施例７ 実施例３において、ステアリン酸からなる／Ｉ２１滑剤
層の形成を省いた以外は実施例３と同様にして第２図に
示すような磁気テープＢをつくった。

実施例８ 実施例４において、ステアリン酸からなるＱ？’に剤層
の形成を省いた以外は実施例４と同様にして第２図に示
すような磁気テープＢをつくった。

比較例１ 実施例５において、ニッケルの酸化物からなる保護膜層
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２ 実施例５において、チタンからなる金属薄膜層の形成を
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３ 実施例６において、ニッケルの酸化物からなる保護膜層
の形成を省いた以外は実施例６と同様にして磁気テープ
をつくった。

比較例４ 実施例７において、チタンからなる金属薄膜層の形成を
省いた以外は実施例７と同様にして磁気テープをつくっ
た。

比較例５ 実施例１において、保護膜層の形成および金属薄膜層の
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。

各実施例および比較例で得られた磁気テープについて、
耐久性および耐食性を試験した。耐久性試験は、市販の
ＶＴＲテープデツキを用いて、２０°Ｃ１５０％ＲＨの
条件下で得られた磁気テープのスチル試験を行い、スチ
ル再生寿命を測定して行った。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、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、実施例１ないし８で得られた
磁気テープは、比較例１ないし５で得られた磁気テープ
に比し、いずれもスチル再生寿命が長くて、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、耐久性および耐食性が一段と向上されているこ
とがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、この発明によって得られた磁気
テープの部分拡大断面図である。 ■・・・ポリエステルフィルム（基体）、２・・・強磁
性金属薄膜層、３・・・保護膜層、４・・・金属薄膜層
、５・・・潤滑剤層、八２　Ｂ・・・磁気テープ（磁気
記録媒体）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基体上に金属もしくはそれらの合金からなる強磁性
   金属薄膜層を形成し、この強磁性金属薄膜層の表面に金
   属酸化物もしくは有機高分子化合物からなる保護膜層を
   設け、さらにこの保護膜層上にチタンもしくはチタンを
   主成分とする合金からなる金属薄膜層を設けたことを特
   徴とする磁気記録媒体 ２、基体上に金属もしくはそれらの合金からなる強磁性
   金属薄膜層を形成し、この強磁性金属薄膜層の表面に金
   属酸化物もしくは有機高分子化合物からなる保護膜層を
   設け、さらにこの保護膜層上にチタンもしくはチタンを
   主成分とする合金からなる金属薄膜層を設け、この金属
   薄膜層上にさらに潤滑剤層を設けたことを特徴とする磁
   気記録媒体