JPS6292114A - 磁気記録媒体及びその製造方法 - 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） 本発明は磁気的記憶装置（磁気ディスク装置、フレキシ
ブルディスク装置、磁気テープ装置等）に用いられる磁
気記録媒体及びその製造方法に関する。

（従来の技術） 近年、コンピー−ター用リジッド磁気ディスク装置を始
めフレキシブル磁気ディスク装置、オーディオ用磁気テ
ープ装置、ＶＴＲ用磁気テープ装置等各徨の磁気記録装
置において、高記録密度化、高信頼性化が進められてい
る。磁気記録における高記録密度化は主として磁気記録
媒体の磁性層の高保持力化と薄層化によって実現される
が、従来使用されている磁性体微粒子を高分子バインダ
中に分散させたものを基体上に塗布した構造のいわゆる
塗布型磁気記録媒体に比べて、高保磁力化が容易で薄層
化に適した媒体としてＣｏ　　Ｎｉ合金、Ｃｏ−Ｐｔ合
金の蒸着膜やスパッタ膜等を磁性体として用いた薄膜型
磁気記録媒体が注目されている。

一方、磁気記録媒体の面内方向に記録を行う従来の長手
記録方式に比較して高い記録密度が得られるという理由
で、磁気記録媒体の厚さ方向に残留磁化を形成して信号
の記録を行う垂直磁気記録方式がｃｏ　−Ｃｒ合金の蒸
看膜またはスパッタ膜を磁気記録媒体として研究されて
いる。

これら筒密度磁気記録用薄膜型磁気記録媒体を実用化す
るためには機械的耐久性を向上させることが必要である
。一般に磁気テープ装置、フレキシブル磁気ディスク装
置では磁気記録媒体と磁気ヘッドは境界ＭＷ１．状態に
ある。またリジッド磁気ディスク装置においては、その
使用状態では磁気ヘッドは浮上しているものの、磁気デ
ィスクの回転開始時と停止時には境界摩擦状態にある。

よって磁気記録装置の高信頼性を実現するために磁気記
録媒体は、磁気ヘッドとの摺動に対する機械的耐久性に
優れていることが要求される。

また、記録した信号を長期間保存できるように、空気中
の水分等によって化学的な変化を起こさない、化学的安
定性が要求される。

従来、磁気記録媒体の機械的耐久性、化学的安定性を向
上させる手段として、強磁性薄膜より成る磁気記録層の
上に、機械的耐久性に優れ、潤滑性を有し、緻密で水分
を通しにくい保護層を設ける方法が広く行なわれている
。

その時の保護層の材料としては、スパッタリング、真空
蒸着ＣＶＤ等で形成したカーボン膜を用いるもの、プラ
ズマ重合、スパッタリング、真空蒸着等で形成したＰＴ
ＦＥ　（ポリテトラフルオロエチレン）膜等が知られて
いる。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、カーボン膜は潤滑性が不充分で摩擦係数が大き
く、これを補うだめに潤滑性に潰れたフッ化炭素系の潤
滑剤を塗布すると、カーボン膜表面と潤滑剤の親和力が
小さいため潤滑剤が取れ易く、耐久性が不充分であると
いった問題点があった。また撥水性が不充分で例えば強
磁性金属薄膜を用いそれが腐食し易い組成の時には化学
的安定性が実現できないという問題点があった。

また、ＰＴＦＥ膜は潤滑性に富み、摩擦係数が小さく、
擦水性も優れているが、機械強度が充分でなく、摩耗量
が大きく、長時間使用していると摩滅してしまうといっ
た問題点があった。

さらに、カーボン膜、ＰＴＦＥ膜の長所を合わせ持つよ
うに、カーボン膜の上にプラズマ重合、スパッタリング
、真空蒸着等の方法でＰＴＦＥ膜を形成した場合には、
カーボン膜とＰＴＦＥ膜との密層性が弱く、摺動によっ
て容易にＰＴＦＥ膜が剥離し、充分な耐久性が得られな
いといった問題点があった。

本発明の目的はかかる問題点を解決し、機械強度と潤滑
性及び擦水性を兼ね備え、機械的耐久性、化学的安定性
に優れた磁気記録媒体を提供することにある。

（問題点を解決するだめの手段） 本発明の磁気記録媒体の要旨とするところは、基体上に
強磁性薄膜を形成し、該強磁性薄膜上に炭素を主成分と
する保護層を有する構造の磁気記録媒体において、該保
護層の少くとも表面が７ツ素化されていることにある。

また該保護層の上に潤滑層を設けることにより、さらに
耐久性の高い磁気記録媒体が得られる。壕だ本発明の磁
気記録媒体の製造方法としては、基体上に強磁性薄膜を
形成し、該強磁性薄膜上知炭素を主成分とする保護層を
形成し、さらに該保獲層表面をフッ素ガス、もしくは７
ノ素ガスを含む混合ガスにさらしてフッ素化処理を施す
こと全特徴とする。

次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の磁気記録媒体の一例を示す部分断面図
で、１は基体であり、２は強磁性薄膜、３は炭素を主成
分とする保護層、４はフッ素化された表向処理層、５は
潤滑層である。

本発明による基体は、ノ・−ドディスク用の基体として
はアルミ合金、表面をアルマイト処理したアルミ合金、
表面にＮｉ　　Ｐメッキを施したアルミ合金、ガラス、
ＡＩ　０３　、　ＴｉＣ、Ｓ　ｉ等が用いられる。

また磁気テープ、フレキシブルディスク用の可撓性基体
トシては酢酸セルロース、ニトロセルロース、ポリアミ
ド、ポリメチルメタクリレート、ポリテトラフルオリエ
チレン、ポリトリフルオルエチレン、エチレン、フロピ
レン等α−オレフィンの重合体あるいは共重合体、塩化
ビニルの重合体あるいは共重合体、ポリ塩化ビニＩＪデ
ン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエチレンテレ
フタレート、ポリエチレンナフタレート、等の有機高分
子フィルムが用いられる。

本発明に係る強磁性薄膜にはＦ’ｅ　、　Ｃｏ　、　Ｎ
ｉその他の強磁性金属、あるいはＦｅ　−Ｃｏ、　Ｆｅ
−Ｎｉ　、　Ｃ。

−Ｎｉ、Ｆｅ−８ｉ、Ｆｅ−Ｃｒ）、　Ｃｏ−Ｃｒ、　
Ｃｏ　　Ｖ。

Ｃｏ　−Ｓｍ　、　Ｃｏ−Ｐｔ、　Ｃｏ　　ＰｌＣｏ　
　Ｎｉ　　Ｐ、　　Ｆｅ−０ｒ−Ｃｏ等の強磁性合金、
あるいはこれらに添加物を加えたものを真空蒸着法、ス
パッタリング法、イオンブレーティング法、電気メツキ
法、無電解メッキ法、等によって薄膜状に形成したもの
であり、その他に強磁性フェライト薄膜、強磁性窒化物
薄膜等がある。強磁性薄膜の厚さｌｄ　０．０１〜２μ
ｍが好ましい。

本発明では該強磁性薄膜上に炭素を主成分とする保護層
を形成し、さらに該保護層の少くとも表面をフッ素化す
る。

炭素を主成分とする保護層は炭素、もしくはこれに添加
物を加えたものをターゲットとしたスパッタリング法、
炭素、もしくはこれに添加物を加えたものを蒸発諒とす
る真空蒸着法、ＣＨ４、Ｈ，ガガスを用いたＣＶＤ（化
学的気相成長法）法等によって形成される。このような
方法で形成した炭素を主成分とした薄膜はその成膜条件
によってグラファイト構造、ダイヤモンド構造、アモル
ファス構造、またはこれらが混じり合った構造となる。

これらの内いずれの構造をとっても本発明の保護層とし
て使用可能であるが、機械的強度からはダイヤモンド構
造もしくはアモルファス構造が望ましい。保護層の厚さ
は１０〜１００ＯＸの範囲が望ましい。

本発明においては、さらに該保護Ｊ−の少くとも表面を
フッ素化する。フッ素化は保護層表面をフッ素ガス、も
しくはフッ素ガスをヘリウムガス、アルゴンガス、窒素
ガス等で希釈した混合ガスに一定時間さらす事によって
行なわれる。フッ素ガスの濃度、処理時間は下地の炭素
を主成分とする保護膜の性質によるが、一般にフッ素化
される層の厚さはフッ素ガスの濃度が高い程、処理時間
が長い程、厚くなる。また保護膜の性質によっては処理
中に保護膜表面を加熱する事により、フッ素化が促進さ
れることもあるが、加熱は必ずしも必要ない。

以上のような表面にフッ素化処理を施した保護層だけで
も、実用上充分な機械的耐久性が得られるが、この上に
潤滑層を形成することにより、更に耐久性を向上させる
ことができる。潤滑層としては脂肪酸、金属石けん等の
炭化水素系の潤滑剤、シリコーンオイル、フロロシリコ
ンオイル、パーフロロアルキルポリエーテル等の潤滑油
、テトラ７０コ工チレン低重合体、カーボン、二硫化モ
リブデン等の固体潤滑剤、もしくはこれらの混合物を直
接、または適当な溶解もしくは分散させたものを前記保
護膜上に浸漬法、スプレー法、蒸着法、ローラーコート
法、スピンコード法等の塗布方法によって塗布して形成
する。このような＠滑層はいずれも潤滑層の無い場合に
比べて耐久性を向上させるが、中でもパー７０ロアルキ
ルボリエーテルは特に優れた機械的耐氷性を実現できる
。

（作用） 以上のように、本発明の炭素を主成分とした保護層の少
くとも表面をフッ素化した磁気記録媒体は、保護層自身
は高い機械強度を有し、しかも表面は直接フッ素化され
ているのでフッ化炭素特有の低い摩擦係数、接水性を示
す表面層が下地と強固に結合しており、機械的耐久性、
化学的安定性に潰れている。また該保膜層上に潤滑層を
設けるとさらに耐久性が向上するが、特にパー７０ロア
ルキルボリエーテルを潤滑剤として用いると、下地のフ
ッ素化された表面と同種のフッ化炭水を主成分とするた
め下地との親和力が強く、優れた耐久性を示す。また本
発明の保護層の製造方法としては炭素を主成分とする保
護層の表面をフッ素ガスもしくはフッ素ガスを含む混合
ガスにさらす事により、表面の炭素の　対電子が化学的
に活性なフッ素と結合し、フッ素化される方法を用いる
。

本製造方法によれば保護層全体の構造は変化せず、その
表面のみが直接フン素化されるため、炭素を主成分とし
た保護層上に耕たにフ、化炭素層を形成したものに比べ
て機械的強度が優れている。

（実施例） 以下に実施例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。

厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）
フィルム上に強磁性薄膜としてＣｏＣｒ合金をターゲッ
トとしだＡ「ガス中でのスパッタリングにより厚さ３０
００人のＣｏＣｒ強磁性強磁性金属薄底した。この上に
ＣをターゲットとしたＡ「ガス中でのスパッタリングに
よう厚さ２００Ｘの保護層を形成した。さらにこれをポ
リテトラフロロエチレン（ｐ’ｒｐＥ）ｇの密閉容器中
でＦ、５％、Ａｒ９５％の混合ガスに１０分間さらして
試料１とした。次にこれと同じ工程でＰＥＴフィルム上
に形成したＣｏＣｒ薄膜上ＫＣをターゲットとしたＡｒ
ガス中でのスパッタリングにより厚さ２００Ｘの保護層
を形成し、これを比較試料ｌとした。また試料１と同じ
工程でＰＥＴフィルムに形成したＣｏＣｒ薄膜上にＰＴ
ＦＥをターゲットとしたＡｒガス中のスパッタリングに
より厚さ２００Ｘの保護層を形成し、比較試料２とした
。さらに試料１と同じ工程でＰＥＴフィルム上に形成し
たＣｏＣｒ薄膜上にＣをターゲットとしたＡｒガス中の
スパッタリングによυ厚さ１５０人の保護層を形成し、
さらにこの上にＩ）ＴＦＥｆｃターゲットとしたＡｒガ
ス中でのスパッタリングにより厚さ５０ＸのＰＴＦ’Ｅ
層を形成し、比較試料３とした。各試料の表面に純水の
水滴を垂らしてその接触角を測定した。その後裔試料を
５１／４インチ径のフレキシブルディスクの形状に加工
した後、市販のチタン酸バリウム製フロッピーディスク
用へラドスライダを荷重１５ｇでディスク表面に押し付
け、市販の５１Ｘ４インチフレキシブル磁気ディスク装
置と同等の条件で回転摺動させた。この時、ヘッドスラ
イダに荷重変換器を取り付け、ヘッドスライダの受ける
動摩擦力を測定し、動摩擦係数を求めた。また、ヘッド
スライダによりディスク表面に傷が生じるまでの回転数
を測定することにより、ディスクの摺動耐久性を比較し
た。以上の結果を第１表に示す。

第１表にみられるように、本発明の保護層はＰＴＦＥ以
上の接触角で高い撥水性を示し、動摩擦内に示した時間
表面をさらして行った。これらの試料について、試料１
と同様な方法で、純水の接触角、動摩擦係数、摺動耐久
性を評価し、結果を第２表にまとめた。

、・′−） （以　子　余　白う 第　　２　　表 第２表により、本発明の構成によれば、炭素を主成分と
する保護層の製法、膜厚、フッ素化に用いるガスの組成
、処理時間に依らず、高い撥水性、低い動摩擦係数、優
れた摺動耐久性が実現できることがわかる。

次に、厚さ５０μｍのポリイミドフィルム上にＣ。

Ｃｒ合金をターゲットとするＡｒガス中でのスパッタリ
ングにより厚さ３０００　ＸのＣｏＣｒ強磁性金属薄膜
を形成した。次にこの上にＣをターゲットとするＡｒガ
ス中でのスパッタリングによシ厚さ２００Ｘの保積層を
形成し、さらにこの表面をＰＴＦＦｉ製の密閉容器中で
Ｆ２ガス２％、Ｈｅガス９８チの混合ガスに１０分間さ
らしてフッ素化処理を行った。この上に第３表に示した
潤滑剤を塗布して試料８〜１２とした。このうちモノス
テアリンは０．１　％　）ルエン溶液、ポリテトラフル
オロエチレンは０．１ｅｓトリフロロトリクロルエタン
分散液、直鎖ハーフ０ロアルキルポリエ−ｆル、側鎖パ
ー７０ロアルキルボリエーテルは０．１チドリフロロト
リクロルエタン溶液をそれぞれスピンコード法によって
塗布した後乾燥させて潤滑層を形成した。第３表は以上
の試料を試料１と同様の方法で摺動耐久性を評価した結
果をまとめたものである。

第３表より、フッ素化した保諌膜表面に潤滑層を形成す
ると、さらに摺動耐久性が向上すること、まり特に潤滑
剤としてパーフロロアルキルポリエーテルを用いると優
れた耐久性を示すことがわかる。

（発明の効果） 以上のように、本発明の構成、製造方法により作製した
磁気記録媒体は、撥水性、潤滑性、摺動耐久性に優ｎて
いることがわかる。本発明はこのように、後傾的耐久性
、化学的安定性に優れた磁気記録媒体全提供することが
できる。なお保護膜がすべてフッ素化されても本発明の
効果は変らない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の磁気記録媒体の一例を示す部分ｔ’ｌ
Ｊ’ｒ面図で、１は基体であり、２は強磁性薄膜、３は
炭素を主成分とする保護層、４はフッ素化された表面処
理層、５は潤滑層である。 第Ｚ図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基体上に強磁性薄膜が形成され、該強磁性薄膜上
   に炭素を主成分とする保護層が形成された構造を有する
   磁気記録媒体において、該保護層の少くとも表面がフッ
   素化されていることを特徴とする磁気記録媒体。
2. （２）基体上に強磁性薄膜を形成し、該強磁性薄膜上に
   炭素を主成分とする保護層を形成し、さらに該保護層表
   面をフッ素ガスもしくはフッ素ガスを含む混合ガスにさ
   らしてフッ素化処理を施すことを特徴とする磁気記録媒
   体の製造方法。