JPS6353716A - 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、真空蒸着やスパッタリング等の真空薄膜形成
技術等の手法により非磁性支持体上に強磁性金属薄膜を
磁性層として形成した、いわゆる強磁性金属薄膜型の磁
気記録媒体に関するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、非磁性支持体上に強磁性金属薄膜を磁性層と
して形成してなる磁気記録媒体において、磁性層である
強磁性金属薄膜にパーフルオロカルボン酸アミドを被着
し、 あらゆる使用条件下においても優れた走行性。

耐摩耗性、耐久性を発揮する磁気記録媒体を提供しよう
とするものである。

〔従来の技術〕

従来より磁気記録媒体としては、非磁性支持体上にｒ　
　Ｆ　ｅ　ｚｏｓ＋　Ｇ　ｏを含有する７−Ｆｅ、ｏ３
゜Ｆ　ｅ　３０　ａ　＋　Ｃｏを含有するＦｅ１０４．
ｙ−Ｆｅ、Ｏ。

とＦｅ５ｏｓとのベルトライド化合物、ｃｏを含有する
ベルトライド化合物、ＣｒＯ２等の酸化物強磁性粉末あ
るいはＦｓ、Ｃｏ、Ｎｉ等を主成分とする合金磁性粉末
等の粉末磁性材料を塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体
、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂等の有機バイン
ダー中に分散せしめた磁性塗料を塗布・乾燥することに
より作製される塗布型の磁気記録媒体が広く使用されて
いる。

これに対して、高密度磁気記録への要求の高まりととも
に、Ｃｏ−Ｎｉ合金等の強磁性金属材料を、メッキや真
空薄膜形成技術（真空薄着法やスパッタリング法、イオ
ンブレーティング法等）によってポリエステルフィルム
やポリイミドフィルム等の非磁性支持体上に直接被着し
た、いわゆる強磁性金属薄膜型の磁気記録媒体が提案さ
れ、注目を集めている。この強磁性金属薄膜型磁気記録
媒体は、抗磁力や角形比等に優れ、短波長での電磁変換
特性に優れるばかりでなく、磁性層の厚みを掻めて薄く
することが可能であるため記録減磁や再生時の厚み損失
が著しく小さいこと、磁性層中に非磁性材である有機バ
インダーを混入する必要がないため磁性材料の充填密度
を高めることができること等、数々の利点を有している
。

しかしながら、上述の強磁性金属薄膜型の磁気記録媒体
では、磁性層表面の平滑性が極めて良好であるために実
質的な接触面積が大きくなり、凝着現象（いわゆるはり
つき）が起こり易くなったり摩擦係数が大きくなる等、
耐久性や走行性等に欠点が多く、その改善が大きな課題
となっている。

一般に、磁気記録媒体は磁気信号の記録・再生の過程で
磁気ヘッドとの高速相対運動のもとにおかれ、その際走
行が円滑に、かつ安定な状態で行われなければならない
。また、磁気ヘッドとの接触による摩耗や…傷はなるべ
く少ないほうがよい。

そこで例えば、上記磁気記録媒体の磁性層、すなわち強
磁性金属薄膜表面に潤滑剤を塗布して保護膜を形成する
ことにより、上記耐久性や走行性を改善することが試み
られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上述のように潤滑剤を塗布して保護膜を形成
した場合には、この保護膜が磁性層である強磁性金属薄
膜に対して良好な密着性を示し、かつ高い潤滑効果を発
揮することが要求される。

また、これら密着性や潤滑効果は、熱帯、亜熱帯地方等
のように高温多湿の条件下でも、寒冷地のように低温の
条件下でも優れたものでなければならない。

しかしながら、従来広く用いられている潤滑剤の使用温
度範囲は限られており、特に、０〜−５℃のような低温
下では固体化または凍結するものが多く、充分にその潤
滑効果を発揮させることができなかった。

そこで本発明は、如何なる使用条件下においても密着性
や潤滑性が保たれ、かつ長期に亘り潤滑効果が持続する
潤滑剤を提供し、走行性、耐久性に優れた磁気記録媒体
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〕

本発明者は、上述の目的を達成せんものと鋭意研究の結
果、パーフルオロカルボン酸アミドが広い温度範囲に亘
って良好な潤滑効果を発揮することを見出し本発明を完
成するに至ったものであって、非磁性支持体上に強磁性
金属薄膜を形成し、上記強磁性金属薄膜にパーフルオロ
カルボン酸アミドを被着したことを特徴とするものであ
る。

本発明で潤滑剤として使用されるパーフルオロカルボン
酸アミドは、一般式 ％式％（１） （但し、式中ｎは５以上の整数である。）で表される化
合物である。

上記パーフルオロカルボン酸アミドは、相当するパーフ
ルオロカルボン酸（ＣｌｌＦｚ−＋Ｃ００）りをジメチ
ルホルムアミド（ＤＭＦ）の存在下でチオニルクロライ
ド（ＳＯＣｆｆｉ　）と反応させ酸クロライドとした後
、オーガニック・シンセシス　Ｔ’／　　５６４　（１
９６３）を参考にしてアンモニア水と反応させることに
よって容易に得ることができる。反応を示せば次の通り
である。

ＤＭＦ Ｈ３ａＱ −→　Ｃ，１Ｆｚｌｌ、ｌ＋Ｃ０ＮＨｚここで、上記一
般式（１）において、パーフルオロカルボン酸アミドの
パーフルオロ基の炭素数ｎは５以上の整数であることが
望ましく、パーフルオロ基の炭素数が５未満の場合には
所定の潤滑効果を期待することができない。

上述のようにして合成されるバーフルオロカルボン酸ア
ミドは、単独で潤滑剤として用いてもよいが、従来公知
の潤滑剤と混合して用い、さらに使用温度帯域の拡大を
図るようにしてもよい。

使用される潤滑剤としては、脂肪酸またはその金属塩、
脂肪酸アミド、脂肪酸エステル、脂肪族アルコールまた
はそのアルコキシド、脂肪族アミン、多価アルコール、
ソルビタンエステル、マンニソクンエステル、硫黄化脂
肪酸、脂肪族メルカプタン、変性シリコーンオイル、パ
ーフルオロアルキルエチレンオキシド、パーフルオロポ
リエーテル類、高級アルキルスルホン酸またはその金属
塩、パーフルオロアルキルスルホン酸またはそのアンモ
ニウム塩あるいはその金属塩、パーフルオロアルキルカ
ルボン酸またはその金属塩等が例示される。

特に、−触式Ｃ−Ｆｚ−＋Ｃ０ＯＲ’　　（但し、式中
ｍは６〜１０の整数を表し、Ｒｏは炭素数１〜２５の炭
化水素基を表す。）で示されるパーフルオロアルキルカ
ルボン酸エステルや一般式Ｒ”Ｃ００（Ｃ００（ＣＨｚ
）ｊ＊−＋　（但し、Ｒ”は炭素数ｌ〜２５の炭化水素
基を表し、０≦ｊ≦５、ｋ≧３である。）も低温特性が
良好であることから上記不飽和脂肪酸アミドと併用する
のに好適である。

さらには、より厳しい使用条件に対処し、かつ潤滑効果
を持続するために、上記カルボン酸パーフルオロアルキ
ルエステル中に重量比で３０ニア０〜７０：３０程度の
配合比で極圧剤を併用してもよい。

上記極圧剤は、境界潤滑領域において部分的に金属接触
を生じたとき、これに伴う摩擦熱によって金属面と反応
し、反応生成物被膜を形成することにより摩擦・摩耗防
止作用を行うものであって、リン酸エステル、亜リン酸
エステル又はリン酸エステルアミン塩等のリン系極圧剤
、硫化油脂、モノサルファイド又はポリサルファイド等
のイオウ系極圧剤、ヨウ素化合物、臭素化合物又は塩素
化合物等のハロゲン系極圧剤、チオリン酸塩、チオカル
バミン酸塩又は金属アルキルジチオカルバミン酸塩等の
有機金属系極圧剤、ジアルキルチオリン酸アミン、チオ
フォスフェート又はチオフォスファイト等の複合型極圧
剤等が知られている。

また、上述の潤滑剤、極圧剤の他必要に応じて防錆剤を
併用してもよい。

使用可能な防錆剤としては、通常この種の磁気記録媒体
の防錆剤として使用されるものであれば如何なるもので
もよく、例えば二価フェノール。

アルキルフェノールあるいはニトロソフェノール等のフ
ェノール類、純ナフトール又はニトロ、ニトロソ、アミ
ノ、ハロゲノ置換ナフトール等のナフトール類、メチル
キノン、ヒドロキシキノン。

アミノキノン、ニトロキノン又はハロゲキノキン等のキ
ノン類、ベンゾフェノン及びその誘導体であるヒドロキ
シベンゾフェノン、アミノベンゾフェノン等のジアリー
ルケトン、アクリジン、４−キノリツール、キヌレン酸
又はリボフラビン等の窒素原子を含む複素環化合物、ト
コフェロール又はグアノシン等の酸素原子を含む複素環
化合物、スルホラン、スルホレン又はビチオン等の硫黄
原子を含む複素環化合物、チオフェノール、ジチゾン又
はチオオキシン等のメルカプト基を有する化合物、エン
タチオ酸又はルベアン酸等のチオカルボン酸またはその
塩、ジアゾスルフィド又はベンゾチアゾリン等のチアゾ
ール系化合物等が挙げられる。上記防錆剤は、潤滑剤と
混合させて用いても良いが、例えば強磁性金属薄膜の表
面に先ず上記防錆剤を塗布し、しかる後潤滑剤を塗布す
るというように、２層以上に分けて被着すると効果が高
い。

これらパーフルオロカルボン酸アミドを含有する潤滑剤
層を強磁性金属薄膜上に付着させる方法としては、上記
潤滑剤を溶媒に溶解して得られた溶液を強磁性金属薄膜
の表面に塗布もしくは噴霧するか、あるいは逆にこの溶
液中に強磁性金属薄膜を浸漬し乾燥すればよい。

ここで、その塗布量は、０．５＋＋＋ｇ／ｍ〜１００ｍ
ｇ／ｄであるのが好ましく、１■／Ｍ〜２０■／Ｍであ
るのがより好ましい。この塗布量があまり少なすぎると
、摩擦係数の低下、耐摩耗性・耐久性の向上という効果
が顕れず、一方あまり多すぎると、摺動部材と強磁性金
属薄膜との間ではりつき現象が起こり、却って走行性が
悪くなる。

本発明が適用される磁気記録媒体は、非磁性支持体上に
磁性層として強磁性金属薄膜を設けたものであるが、こ
こで非磁性支持体の素材としては、ポリエチレンテレフ
タレート等のポリエステル類、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン等のポリオレフィン類、セルローストリアセテー
ト、セルロースダイアセテート、セルロースアセテート
ブチレート等のセルロース誘導体、ポリ塩化ビニル、ポ
リ塩化ビニリデン等のビニル系樹脂、ポリカーボネート
、ポリイミド、ポリアミドイミド等のプラスチック、ア
ルミニウム合金、チタン合金等の軽金属、アルミナガラ
ス等のセラミックス等が挙げられる。

この非磁性支持体の形態としては、フィルム、シートデ
ィスク、カード、ドラム等のいずれでもよい。

上記非磁性支持体には、その表面に山状突起やしわ状突
起１粒状突起等の突起を１種以上を形成し、表面粗さを
コントロールしてもよい。

上記山状突起は、例えば高分子フィルム製膜時に粒径５
００〜３０００人程度の無機微粒子を内添することによ
り形成され、高分子フィルム表面からの高さは１００〜
１０００人、密度はおよそｌＸ１０’〜ｌ０ＸＩＯ’個
／１諺２とする。山状突起を形成するために使用される
無機微粒子としては、炭酸カルシウム（ＣａＣＯｚ）や
シリカ、アルミナ等が好適である。

上記しわ状突起は、例えば特定の混合溶媒を用いた樹脂
の希薄溶液を塗布乾燥することにより形成される起伏で
あって、その高さは０．０１〜１０μｍ、好ましくは０
．０３〜０．５μｍ、突起間の最短間隔は０．１〜２０
μｍとする。このしわ状突起を形成するための樹脂とし
ては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフ
タレート等の飽和ポリエステル、ポリアミド、ポリスチ
ロール、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリス
ルホン、ポリエーテルスルホン、ポリ塩化ビニル、ポリ
塩化ビニリデン、ポリビニルブチラール、ポリフェニレ
ンオキサイド、フェノキシ樹脂等の各種樹脂の単体、混
合体または共重合体であり、可溶性溶剤を有するものが
適している。そして、これらの樹脂をその良溶媒に溶解
せしめた樹脂濃度１〜１１０００ｐｐの溶液に、その樹
脂の貧溶媒であって前記良溶媒より高い沸点を有する溶
媒を樹脂に対して１０〜１００倍量添加した溶液を、高
分子フィルムの表面に塗布・乾燥することにより、非常
に微細なしわ状凹凸を有する１層を得ることができる。

粒状突起は、アクリル樹脂等の有機超微粒子またはシリ
カ、金属粉等の無ａ微粒子を球状あるいは半球状に付着
させることにより形成される。この粒状突起の高さは、
５０〜５００人、密度は１×１０６〜５０Ｘ１０ｈ個／
璽謹２程度とする。

これら突起の少なくとも一種以上を形成すれば磁性層で
ある強磁性金属ｇｉ膜の表面性が制御されるが、２種以
上を組み合わせることにより効果が増し、特に山状突起
を設けたベースフィルム上にしわ状突起とつぶ状突起を
形成すれば、掻めて耐久性、走行性が改善される。

この場合、突起の全体としての高さは、１００〜２００
０人の範囲内であることが好ましく、その密度は１ｍｍ
”当り平均でｌＸｌ０’〜ｌＸｌ０’個であることが好
ましい。

また、上記磁性層である強磁性金属薄膜は、真空蒸着法
やイオンブレーティング法、スパッタリング法等の真空
薄膜形成技術により連続膜として形成される。

上記真空蒸着法は、１０−’〜１０−’Ｔｏｒｒの真空
下で強磁性金属材料を抵抗加熱、高周波加熱、電子ビー
ム加熱等により蒸発させ、ディスク基機上に蒸発金属（
強磁性金属材料）を沈着するというものであり、一般に
高い抗磁力を得るため基板に対して上記強磁性金属材料
を斜めに蒸着する斜方蒸着法が採用される。あるいは、
より高い抗磁力を得るために酸素雰囲気中で上記蒸着を
行うものも含まれる。

上記イオンブレーティング法も真空蒸着法の一種であり
、１Ｏ−４〜１０−’Ｔｏｒｒの不活性ガス雰囲気中で
ＤＣグロー放電、ＲＦグロー放電を起こして、放電中で
上記強（Ｒ性金属材料を７発させるというものである。

上記スパッタリング法は、１０−３〜１０−’Ｔｏｒｒ
のアルゴンガスを主成分とする雰囲気中でグロー放電を
起こし、生じたアルゴンガスイオンでターゲット表面の
原子をたたき出すというものであり、グロー放電の方法
により直流２極、３極スパツタ法や、高周波スパッタ法
、またはマグネトロン放電を利用したマグネトロンスパ
ッタ法等がある。

このスパッタリング法による場合には、Ｃ「やＷ、。

Ｖ等の下地膜を形成しておいてもよい。

なお、上記いずれの方法においても、基板上にあらかじ
めＢｉ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｉｎ。

Ｃｄ、Ｇｏ、Ｓｉ、Ｔ１等の下地金属層を被着形成して
おき、基板面に対して垂直方向から成膜することにより
、磁気異方性の配向かなく面内等方法に優れた磁性層を
形成することができ、例えば磁気ディスクとする場合に
は好適である。

このような真空薄膜形成技術により金属磁性薄膜を形成
する際に、使用される強磁性金属材料としては、Ｆｅ、
Ｃｏ、　　Ｎｉ等の金属の他に、Ｃ。

Ｎｉ合金、Ｃｏ−Ｐｔ合金、Ｃｏ−ｒＮｉ−Ｐｔ合金、
Ｆｅ−Ｇｏ金合金Ｆｓ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−ＣｏＮｉ合金
、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ合金、Ｃｏ−Ｎ１−Ｆｅ−Ｂ合金、Ｃ
ｏ−Ｃｒ合金あるいはこれらにＣｒ、Ａｊ！等の金属が
含有されたもの等が挙げられる。特に、Ｇｏ−Ｃｒ合金
を使用した場合には、垂直磁化膜が形成される。

このような手法により形成される磁性層の膜厚は、０．
０４〜１μｍ程度である。

また、非磁性支持体の磁性層が設けられる面とは反対側
に、いわゆるバックコート層を形成してもよい、バンク
コート層は、塩化ビニル−酢酸ビニル、フェノール樹脂
又はポリフッ化ビニル並びにポリウレタン樹脂又はブタ
ジェン系共重合体等の結合剤樹脂と導電性を付与するた
めのカーボン系微粉末又は表面粗度のコントロール及び
耐久性向上のために添加される無機顔料等の粉末成分と
をアセトン、メチルエチルケトン又はベンゼン等の有機
溶媒に混合分散させたバックコート用塗料を非磁性支持
体面に塗布することにより形成され前述のバンクコート
層には潤滑剤を使用してもよい、この場合、上記バック
コート層中に潤滑剤を内添する方法、あるいはバックコ
ート層上に潤滑剤を被着する方法がある。いずれにして
も、上記潤滑剤としては、脂肪酸、脂肪酸エステル、脂
肪酸アミド、金属石鹸、脂肪族アルコール、パラフィン
、シリコーン等従来より周知の潤滑剤が使用できる。

〔作用〕

パーフルオロカルボン酸アミドを強磁性金属薄膜に被着
することにより良′好な潤滑作用を発揮して摩擦係数を
低減する。

特に、パーフルオロカルボン酸アミドは、低温下におい
ても良好な潤滑効果を発揮する。

〔実施例〕

以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本
発明はこれら実施例に限定されるものではない。

先ず、以下の合成例に従ってパーフルオロカルボン酸ア
ミドを合成した。

合成例１ ペンタデカフルオロオクタン酸をジメチルホルムアミド
（ＤＭＦ）の存在下でチオニルクロライド（ＳＯＣｌ　
）　と反応させ酸クロライドとした後、アンモニア水と
反応させることによってペンタデカフルオロオクタン酸
アミド（Ｃ？Ｆ　Ｉ　５ＣＯＮＨ２）を得た。

合成例２ ノナデカフルオロデカン酸をジメチルホルムアミ）’　
（ＤＭＦ）の存在下でチオニルクロライド（ＳＯＣｌ）
と反応させ酸クロライドとした後、アンモニア水と反応
させることによってノナデカフルオロデカン酸アミド（
ＣｑＦ＋ｗＣＯＮＨｚ）を得た。

次いで、これらパーフルオロカルボン酸アミドを用いて
強磁性金属薄膜型の磁気記録媒体を作製した。

実施例１゜ １４μｍ厚のポリエチレンテレフタレートフィルムに斜
め蒸着法によりＣＯを被着させ、膜厚１０００人の強磁
性金属ｙＩ膜を形成した。

次に、この強磁性金属薄膜表面に、ペンタデカフルオロ
オクタン酸アミド（ＣＪ　１ｓｃＯＮｔＬｚ）をフレオ
ン溶液に溶解し、塗布量が５■／ｄとなるように塗布し
、１／２インチ幅に裁断してサンプルテープを作製した
。

実施例２ １４μｍ厚のポリエチレンテレフタレートフィルムに斜
め蒸着法によりＣＯを被着させ、膜厚１０００人の強磁
性金属薄膜を形成した。

次に、この強磁性金属薄膜表面に、ノナデカフルオロデ
カン成子ミド（ＣｑＦ＋、Ｃ０Ｎ）Ｉｔ）をフレオン溶
液に溶解し、塗布量が５■／Ｍとなるように塗布し、１
／２インチ幅に裁断してサンプルテープを作製した。

作製された各サンプルテープについて、温度２５℃、相
対湿度（ＲＨ）６０％、および−５℃の各条件下での動
摩擦係数及びシャトル耐久性を測定した。この動摩擦係
数は、材質がステンレス（ＳＵＳ３０４）のガイドピン
を用い、一定のテンシランをかけ５　ｍｎ＋７ｓｅｃの
速度で送り、試験したものである。また、シャトル耐久
性は、１回につき２分間のシャトル走行を行い、出力が
一３ｄＢ低下までのシャトル回数で評価した。スチル耐
久性はポーズ状態での出力の一３ｄＢまでの減衰時間を
評価した。なお、比較例として、全く潤滑剤を被着しな
いブランクテープについても測定した。

結果を次表に示す。

（以下余白） 上記表から明らかなように、本発明の各実施例の条件下
で動摩擦係数が小さく、走行が極めて安定しており、ま
た１００回往復走行後もテープ表面の損傷は全く見られ
なかった。また、スチル耐久性も極めて良く、１５０回
シャトル走行を行っても出力の一３ｄＢ低下は見られな
かった。これに対して、潤滑剤層のない比較例のテープ
では、摩擦係数が往復走行回数が多くなるにつれて大と
なり、走行も不安定でテープの摩擦が見られ、耐久性も
悪いものであった。

〔発明の効果〕

以上の説明からも明らかなように、本発明においては、
強磁性金属薄膜型の磁気記録媒体の潤滑剤としてパーフ
ルオロカルボン酸アミドを用いているので、如何なる温
度条件下においても動摩擦係数を小さくすることができ
、走行安定性や耐摩耗性に優れた磁気記録媒体とするこ
とができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 非磁性支持体上に強磁性金属薄膜を形成し、上記強磁性
   金属薄膜にパーフルオロカルボン酸アミドを被着したこ
   とを特徴とする磁気記録媒体。