JPS63188823A - 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、ポリイミドフィルムを基体に用いた磁気記録
媒体に関する。

［従来の技術］ 従来、磁気記録媒体としては、真空蒸着法、スパッタリ
ング法、あるいはメッキ法等の薄膜堆積法を用いた薄膜
型磁気記録媒体と、磁性粉塗布型磁気記録媒体が知られ
ている。特に薄膜型磁気記録媒体は、現在汎用されてい
る磁性粉塗布型記録媒体に比べ、記録密度の向上が可使
であり、次世代の記録媒体として有望視されている。

一方、この薄膜型磁気記録媒体の製造に際しては、蒸発
源からの輻射熱や入射粒子エネルギーによる基体フィル
ムの熱負けがある。また、垂直磁気記録媒体のＣｏ−Ｃ
ｒ合金のように、十分な磁気特性を得るためには高温で
の成膜が必要な場合も有る。この様に、基体には耐熱性
の良い事が要求されるため、テープやフロッピーディス
ク用のフレキシブルな基体には、一般のポリエステルよ
りさらに耐熱性の良い、例えばポリイミドフィルムが適
するとされている。

一方、磁気記録媒体におかては、記録層の性能を引き出
し、かつそれを長期間維持することが必要であることは
言うまでもない、それ故、磁気記録層の特性以外にも、
磁気記録媒体の表面性や保護あるいは潤滑１１伎が重要
である。特に薄膜型磁気記録媒体の表面性は、基体の表
面性が反映され易いため、基体の表面凹凸の微細な制御
が磁気記録媒体の出力向上、耐久性、走行性向上の点で
極めて重要である。

そこで基体上にシリコーン系等のエマルジミンを塗布し
、ミミズ状あるいは山脈状の凹凸を形成する等の方法が
提案されている（特開昭５６−１０４５５号）。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、ポリエステルフィルムに対しては上記方
法が使用できるが、ポリイミドフィルムには適用できな
いため、ポリイミドフィルムに対して有効な表面凹凸形
成法が要望されている。

本発明は、上記問題点を解決すべくなされたもので、録
再特性のみならず耐久性、走行性に優れた薄膜型磁気記
録媒体を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明において講じられた手
段を、添付の図面を参照しつつ説明すると、本発明は、
片面に無機粒子が分散されたポリイミドコーティング層
を有するポリイミドフィルムの当該ポリイミドコーティ
ング層上に磁気記録層が設けられている磁気記録媒体と
するという手段を１溝じているものである。

一ヒ記本発明の磁気記録媒体は、芳香族ジアミンと芳香
族テトラカルボン酸を溶媒中で重合したポリアミック酸
溶液を平面上に流延して脱溶媒して作製したポリアミッ
ク酸フィルム上に、無機粒子を分散したポリアミック酸
溶液を塗布したのち脱溶媒およびイミド化して得た、片
面に無機粒子が分散されたポリイミドコーティング層２
を有するポリイミドフィルムｌの無機粒子分散面に磁気
記録Ｆ！：３を形成することによって製造することがで
きる。

第１図に示した以外の構成例としては、磁気記録層３を
ポリイミドフィルムｌとポリイミドコーティング層２か
らなる基体の両面に形成したもの、磁気記録層３上に保
護層あるいは潤滑層またはその両方を有するもの、基体
の磁気記録層３と反対の面に、走行性改善を目的とした
バックコート層を有する構成等が挙げられる。

ポリイミドフィルム１は、通常、芳香族テトラカルボン
酸と芳香族ジアミンを重合したポリアミック酸溶液を平
面上に流延し、脱溶媒ののち高温でイミド化して作製さ
れる。芳香族テトラカルボン酸としては、例えばピロメ
リット酸二無水物、３．３’、４．４’−ビフェニルテ
トラカルボン酸二無水物、ピリジン−２，３，５，６−
テトラカルボン酸二無水物、２，３，６．７−ナフタレ
ンジカルボン酸二無水物等、芳香族ジアミンとしては、
例えばパラフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルエ
ーテル、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニ
ルスルホン、ジアミノナフタレン等があげられる。中こ
とが好ましい、これらを単独ずつで重合しても良いが、
さらに前記４つの成分の３種あるいは４種を共重合させ
ることにより、磁気記録媒体として所望の機械物性ある
いは熱物性を有するポリイミドフィルムｌの製造が可能
である。

機械的及び熱的性質などを磁気記録媒体にとつて好適に
するためには、芳香族ポリアミック酸を生成するために
使用されているジアミン成分は、全ジアミン成分に対し
て約４０〜９５モル％、特に４５〜９０モル％範囲の使
用量割合のＰＰＤと、全ジアミン成分に対して約５〜６
０モル％、特に１０〜５５モル％の使用量割合のＤＡＤ
Ｅとの２成分からなることが好ましい、また、芳香族ポ
リアミック酸を生成するためのテトラカルボン酸成分は
、全テトラカルボン酸成分に対して約１０〜９０モル％
、特に１５〜８５モル％の使用量割合のＢＰＤＡと、全
テトラカルボン酸成分に対して約１０〜９０モル％、特
に１５〜８５モル％の使用量割合のＰＭＤＡとからなる
ことが好ましいのである。

ポリアミック酸フィルム（イミド化ののちはポリイミド
フィルム１）上に、コーティングされる無機粒子を含む
ポリアミック酸溶液（イミド化ののちはポリイミドコー
ティング層２）のポリアミック酸は、ポリイミドフィル
ム１と同質の材料であっても良いし、あるいは異なった
ものでも同様の効果が得られる。ポリアミック酸溶液を
すでに重合イミド化が完了したポリイミドフィルム１上
に塗布すると十分な付着力を有するものが得にくい、そ
のためテトラカルボン酸とジアミンを溶媒中に混合した
ポリアミック酸溶液を平坦な金属あるいはガラス上に流
延した後溶媒を蒸発除去して形成したポリアミック酸フ
ィルム上にポリイミドコーティング層２となる無機粒子
を含むポリアミック溶液を塗布し、その後高温で重合イ
ミド化をすると、ポリイミドフィルム１とポリイミドコ
ーティング層２の強い付着が得られるので好ましい。

ポリイミドコーティング層２の形成法としては、グラビ
アやリバース等のロールコート法やバーコード法、スピ
ンコード法等の塗布方法が使用可能である。そして、そ
の後の重合イミド化によって形成される無機粒子を含む
ポリイミドコーティング層２により、基体（１と２の積
層フィルム）上に一定の表面粗度が形成される。

無機粒子としては、カーボンや金属の微粒子、Ａｇ２Ｏ
３，５ｉ０２．ＴｉＯ２，ＭｇＯ等の金属酸化物の微粒
子が用いられる。無機粒子の粒径と含有量は、形成する
表面粗度の値により調整されるものであり、磁気記録媒
体用基体の表面粗度としては、十点平均粗さＲｚ（テー
ラーホブソン製、タリステップにテＪ１１定）で１００
〜６００Ａでかつ突起密度が１０５〜１０”個／ｍ■２
のものが好ましい、この様な表面粗度を有する基体上に
磁気記録層３を形成した磁気記録媒体は、摩擦の低減に
より、走行性が向上しかつ耐久性も向上するものである
。　Ｒｚが上記値以下では、摩擦の低減もしくは耐久性
向上の効果が低く、また、Ｒｚが上記値以上の場合は、
ヘッドと磁気記録媒体間のスペーシングロスが大きくな
り、えると、粒子の凝集により、粗大な突起を生じ易く
なり、これがドロップアウトの原因となる。上記表面粗
度を形成するために使用される無機微粒子は、平均粒径
０．０２μから０．１　ｇの範囲が好ましく、０．０３
ｇから０．０７ｐの範囲のものがさらに好ましい。

以上に説明した方法により、表面に微細な凹凸を有する
基体上に形成する磁気記録層３としては、Ｆｅ、旧、　
Ｇｏ等を主成分とする強磁性合金あるいは強磁性酸化物
、強磁性窒化物薄膜が好ましい。すなわちＦｅ、　Ｇｏ
、　Ｇｏ−Ｘｉ、　Ｇｏ−Ｐ、　Ｇｏ−Ｐｔ。

メッキ法で形成した保磁力が３０００膜以上、膜厚０．
０５〜１鉢の強磁性薄膜である。中でも膜面に垂直方向
が容易軸方向の垂直磁気異方性を有するＣｏ−Ｃｒ、　
Ｃｏ−０ｒ−Ｔａ、　ｃｏ−Ｖ、　Ｇｏ−Ｒｈ、　Ｇｏ
−０膜等は高密度記録特性が良く、磁気記録媒体として
有用である。磁気記録層３は、単一層でも良いし、磁性
あるいは非磁性層と積層されている構成でももちろん良
い。

磁気記録層３の熱膨張係数αは、大略１〜２、ＯＸ　１
０−５であり基体ポリイミドフィルム１のαも前記値に
近いもの、具体的には０．７〜２．５　Ｘｌ０−５の範
囲が好ましい。

金属あるいは酸化物あるいは窒化物薄膜磁気記録層３は
それ自体では耐食性やヘッドもしくは記録ｌｒｇ生機生
機材部材摺動に対する耐摩耗性が十分とはいえない。そ
のため磁気記録層３上に金属酸化物、窒化物、炭化物、
ホウ化物あるいはカーボン膜や、高級脂肪酸、高級脂肪
酸エステル、フッ素オイル、パーフルオロカルボン酸、
フッ素樹脂等の保護層又は潤滑層を形成することが好ま
しい、具体的には、５ｉ０２．　Ａｉ’２０＋、　Ｃｏ
３０ｎ、　Ｔｉｅ。

Ｓ　ｉ　３　Ｎ　ａ　＋　Ｂ　Ｎ　＋　Ｓ　ｉ　Ｃ＊　
Ｗ　Ｃｒ　Ｚ　ｒ　Ｂ　２　！　Ｈｒ　Ｂ　２１　ステ
アリン酸、ステアリン酸金属塩、パーフルオロアルキル
ポリエーテル、　ＰＴＦＥ、　ＦＥＰ、アクリルエステ
ル化合物等の層を挙げることができる。保護層あるいは
潤滑層材料は単独で用いられることもあるが、複数組み
合わせて使用し°ても良い。

磁気記録層３側の摩擦係数は、ポリイミドフィルム表面
に形成したポリイミドコーティング層２による微細な凹
凸と潤滑層の形成等により実用的な値にすることが可能
であるが、磁気テープとして使用する場合は、磁気記録
層３と反対面についても適当なバックコート層を形成し
、摩擦係数の低減をはかることが望ましい、バックコー
ト層としては、カーボンブラック、グラファイト、５ｉ
０２．　ＡＩｈ０３．　ＴｉＯ２，ＣａＣＯ３等の微粒
子を、ポリウレタン、ポリエステル、塩化ビニル、硝化
綿等の結合剤中に分散させた塗布膜が一般的に用いられ
る。

［作　用］ 本発明の様に、基体を無機粒子を含まない層と無機粒子
を分散させた層の積層構造とすることの利点は、ポリイ
ミドフィルム１全体に無機粒子を多量に分散させること
により生ずるフィルムの機械強度の低下を招かないこと
である。すなわち所望の表面性（表面粗度）を実現する
ために無機粒子を体積比で数パーセントを越えてフィル
ム全体に混入させるとフィルムの引張強度が低下し磁気
記録媒体として好ましくないものとなる。一方本発明の
構成によれば、機械強度は厚みの大部分を占める無機粒
子を含まないポリイミドフィルムｌの層に依存するため
、所望の表面性を有し十分な機械強度の磁気記録媒体が
実現可能である。

［実施例コ 以下、実施例にもとずき、本発明の詳細な説明する。

実施例１ パラフェニレンジアミン３０モル％、ジアミノジフェニ
ールエーテル７０モル％、ビフェニルテトラカルボン酸
二無水物５０モル％、ピロメリット酸二無水物５０モル
％をＮ、Ｎ−ジメチルアセトアミドに溶解して得たポリ
アミック酸溶液を、平滑なステンレスベルトに流延し、
１２０℃で溶媒を除去し、約１５ＪＬ厚のポリアミック
酸フィルムを形成した。

このポリアミック酸フィルム上に、平均粒径２０ＯＡ　
、　４００　Ａ　、　７００　Ａ　、　１００ＯＡ（７
）Ｓｉ（ｈ微粒子を分散させた前記ポリアミック酸溶液
をマイクログラビアロールで塗布し、１２０℃で乾燥し
た。その後、４００℃の加熱炉中で完全にイミド化し、
全厚９壓のポリイミドフィルムを得た。、５ｉ０２微粒
子により、このポリイミドフィルム上には表に示す突起
高さと突起の密度の凹凸が形成された。こうして得られ
たポリイミドフィルムの表面凹凸形成面に、ポリイミド
を１５０℃に加熱しつつＣｏ　８０＄　−Ｃｒ　２０％
からなる磁性層を高周波スパッタ法で０．３５ｇ形成し
た。さらに、　Ｃｏ−Ｃｒ　ｌｌｌ上にＧｏ酸化膜を１
２ＯＡ、　ＦＥＰを平均厚みＩＯＡで形成し磁気テープ
を作製した。こうして作製した磁気テープについて磁性
層面側の４φステンレス棒に対する摩擦係数路（初回と
１００回摺動後の値）および市販８ｍ厘ビデオデツキを
改造したデツキを用いたＲＦ出力値とスチル耐久時間を
測定した結果を表に示す、いずれの磁気テープも２０分
以上出力の大きな低下（３ｄＢ以上の低下）がなく、良
好な耐久性を示した。さらにプラスチックフィルムの粘
着テープによる磁性層面の付着力テスト（ビーリングテ
スト）においても、磁気記録層のはがれを生じなかった
。

比較例１ 実施例１と同じジアミン成分とテトラカルボン酸成分に
より７．５牌厚のイミド化の完了したポリイミドフィル
ムを作製し、その後実施例１と同じく平均粒径４０ＯＡ
の微粒子を分散させたポリアミック酸溶液を塗布、溶媒
乾燥後さらに４００℃で熱処理し、全厚９ｐのポリイミ
ドフィルムを得た。このフィルム上に実施例１と同一の
磁気記録層、保護層、潤滑層を形成し、磁気テープを作
製した。摩擦係数は実施例１と同様に良い結果を示した
が、ビーリングテストで磁気記録層の剥離を生じた。剥
離状７ｇを観察したところ、ポリイミドフィルムと磁気
記録層の界面で剥離しているのではなく、ポリイミドコ
ーティング層下面、すなわちポリイミド層間で剥離して
いることが判明した。

実施例２ 芳香族ジアミン成分として、パラフェニレンジアミンを
６０モル％、ジ′アミノジフェニールエーテルを４０モ
ル％、芳香族テトラカルボン酸として、ビフェニールテ
トラカルボン酸二無水物を７０モル％、ピロメリット酸
二無水物を３０モル％とし、さらに５ｉＯｚ＊粒子に代
えて、ＴｉＯ２微粒子を用いて実施例１と同一方法によ
り全厚９ルのポリイミドフィルムを作製した。このポリ
イミドフィルム上にプラズマ表面処理を施した後、室温
でＦｅ−Ｘ１８０ｗｔ％膜を０．３１１．、ひきつづき
ポリイミドフィルムを２２０℃に昇温し、Ｃｏ−Ｃｒ　
２１ｗｔ％膜を０．１５−をともに電子ビーム加熱真空
蒸着法により形成した。さらにＣｏ−Ｃ：ｒ　ｉｌｌ上
に保護および潤滑を目的としてＣｏ酸化物膜とパーフロ
ロ基を側鎖に持つアクリルエステルオリゴマー膜をそれ
ぞれ１００Ａ。

２ＯＡの厚み形成し、磁気テープを作製した。この磁気
テープについて実施例１と同様に付着性、摩擦係数、ス
チル耐久時間を測定した結果、膜はがれはなく、摩擦係
数０．２１、スチル６０分以上、３ｄＢを越える出力低
下がなく、良い走行性、耐久性を示した。

実施例３ 芳香族ジアミン成分としてバラフェニレンジアミンのみ
を用い、芳香族テトラカルボン酸としてビフェニルテト
ラカルボン酸二無水物８０モル％とピロメリット酸二無
水物２０モル％を用い、完全イミド化まで熱処理してい
ない約７０ＪＬ厚のポリアミック酸フィルムを作製し、
この表面に平均粒径３５０ＡのＳｉＯ＋微粒子を分散し
た上記組成のポリアミック酸溶液を塗布したのち４００
℃で加熱処理し、全４３６μのポリイミドフィルムを作
製した。ポリイミドコーティング層中に分散した５ｉ０
２微粒子により、平均高さ１７０Ａ、突起の密度７　Ｘ
　１０６個／ｌｌｌＩ２の微細な凹凸がポリイミドフィ
ルム上に形成された。このポリイミドフィルムの凹凸形
成面上にスパッタ法でＣｏ−Ｃｒ　２０ｗｔ％膜を１５
０℃で０．４ル形成し、ひきつづきスパッタ法でカーボ
ン膜を３０ＯＡ形成した。ピーリングテストで付着性を
検討した結果、ポリイミド間あるいは磁気記録層部分か
らのはがれはなく、実用上十分な付着性があった。また
カーボン膜上に潤滑剤とシテパーフロロアルキルボリエ
ーテル溶液ヲｗｓし、３．５インチフロッピーディスク
装置でパス耐久を測定したところ、１００万パスのヘッ
ド摺動後の出力低下が０．６ｄＢで、耐久性も極めて良
好であった。

（以下余白） ［発明の効果］ 以上説明した様に、ポリアミック酸フィルム上に無機微
粒子を分散させたポリアミック溶液を塗布し、これをイ
ミド化して表面に微細な凹凸を有するポリイミドフィル
ムを作製し、このポリイミドフィルムの微細凹凸面側に
磁気記録層を形成した本発明の磁気記録媒体は、磁気記
録層の脱離に対して強くかつ走行性耐久性に優れたもの
である。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の磁気記録媒体の断面概略図の一例である。 １・・・ポリイミドフィルム、 ２・・・ポリイミドコーティング層、 ３・・・磁気記録層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）片面に無機粒子が分散されたポリイミドコーティン
   グ層を有するポリイミドフィルムの当該ポリイミドコー
   ティング層上に磁気記録層が設けられていることを特徴
   とする磁気記録媒体。