JPH04311813A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は強磁性金属薄膜を磁性層
として備えてなる磁気記録媒体に関し、特に広範囲の温
湿度条件において走行耐久性に優れる金属薄膜型磁気記
録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より磁気記録媒体としては、非磁性
支持体上に強磁性粉末の磁性材料を有機高分子結合剤中
に分散せしめたものを塗布し乾燥させる塗布型のものが
広く使用されてきている。近年ハイバンド８ミリビデオ
やデジタルビデオに代表される高密度記録の必要から真
空蒸着、スッパタリング、イオンプレーティング等のベ
ーパーデポジション法あるいは電気メッキ法、無電解メ
ッキ法等のメッキ法により形成される強磁性金属薄膜を
磁性層とする、バインダーを使用しない、いわゆる金属
薄膜型磁気記録媒体が、鋭意研究され一部実用化されて
いる。特に真空蒸着による方法はメッキの場合のような
廃液処理を必要とせず製造工程も簡単で膜の析出速度も
大きくできるため非常にメリットが大きい。真空蒸着に
よって磁気記録媒体に望ましい抗磁力および角型性を有
する磁性膜を製造する方法としては米国特許３３４２６
３２　号公報、米国特許３３４２６３３号公報等に開示
されている斜め蒸着法が知られている。さらに強磁性金
属薄膜からなる磁気記録媒体にかかわる大きな問題とし
て耐候性、走行耐久性がある。すなわち、磁気記録媒体
は磁気信号情報の記録、再生および消去の過程において
磁気ヘッドと高速相対運動のもとにおかれるが、その際
走行がスムーズにしかも安定におこなわれねばならない
し、同時にヘッドとの接触、磨耗もしくは破壊が起こっ
てはならない。 このような走行耐久性を向上させる方法として潤滑層や
保護層を設けることが検討されてきている。金属薄膜型
磁気記録媒体の保護・潤滑層としては、熱可塑性樹脂、
熱硬化性樹脂、脂肪酸、脂肪酸の金属塩、脂肪酸エステ
ル、アルキル燐酸エステル、ペルフルオロポリエーテル
系化合物等を有機溶剤に溶解して塗布したものがある。 （例えば、特開昭６０−６９８２４号公報、特開昭６０
−８５４２７号公報に開示されている。）また、最近で
は分岐パーフルオロアルケニル基を持つ化合物を用いる
ことにより、走行耐久性を向上する技術なども開発され
ている。（特開昭６１−１０７５２８号公報）しかしな
がら、こうして得られた金属薄膜型磁気記録媒体の走行
耐久性は低湿度、高湿度等の過酷条件下では不十分であ
る。特に、機構部品や磁気ヘッドさらにＶＴＲ等の記録
・再生用機のガイド部材等に対する摩擦においてスティ
ックが発生する問題がある。また、これらの問題を解決
するために設けた保護・潤滑層の厚みによるヘッド−テ
ープ間のスペーシング損失のため電磁変換特性が劣化す
るなどの問題があり、なお改良が望まれていた。特に、
ＶＴＲのように低速から高速まで広範囲の走行速度で走
行耐久性を維持する要求に充分に対応することが難しか
った。即ち、テトラフルオロエチレンや弗化ビニリデン
、そのほか上記特開昭６０−６９８２４号公報に開示さ
れている弗化ビニリデンとトリフルオロエチレンの共重
合体等の弗素系樹脂が摩擦係数低下の点で有効であるこ
とが示されたものの上記の如く過酷条件下における電磁
変換特性の不十分性、特に高速走行における耐久性に劣
ることが確認された。この原因は、このような弗素系樹
脂は適切な溶剤がないために溶解性が劣り均一な保護・
潤滑層が形成されにくいためと考えられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、走行
耐久性、特に、電磁変換特性に優れた金属薄膜型磁気記
録媒体を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記本発明の目的は、非
磁性支持体上に強磁性金属薄膜からなる磁性層を形成し
た磁気記録媒体において、該磁性層上に少なくともテト
ラフルオロエチレンおよび弗化ビニリデンをモノマー組
成として形成した共重合体を含む樹脂からなる保護層を
形成したことを特徴とする磁気記録媒体により達成され
る。本発明者は、少なくともテトラフルオロエチレンお
よび弗化ビニリデンをモノマー組成として形成した共重
合体を含む樹脂を磁性層上に設けることにより、低湿度
、高湿度等の厳しい条件下での磁気ヘッド、ガイドポー
ル等の部材に対する摩擦係数が低減されることを見出し
、本発明をなすに至ったものである。即ち、本発明にお
いて保護層を構成する樹脂は、溶剤に対し優れた溶解性
を有するため、強磁性金属薄膜上に容易に且つ均一に塗
設することができるために、均一で機械的強度にすぐれ
た被膜を形成することができる。ここでいう均一とは、
磁性層表面を隈なく被覆できることと保護層内での分子
の配列形態も結晶部分、配向部分と非晶質部分とが混在
することなく、全体が非晶質で均一になることである。 そのため、保護効果が大きくかつ磁気ヘッドとの界面で
剥離するようなことが起きにくくなるものと考えられる
。本発明の保護層に使用される樹脂（以下、本発明の樹
脂と称す）は、少なくともテトラフルオロエチレン（即
ち、ＣＦ２　＝ＣＦ２　）および弗化ビニリデン（即ち
、ＣＨ２　＝ＣＦ２　）をモノマー組成として形成した
共重合体（以下、本発明の共重合体と称す）を含む樹脂
からなる。本発明の共重合体は、モノマー組成としてテ
トラフルオロエチレンと弗化ビニリデンの各モノマーを
少なくとも含むものから合成されたものであれば、特に
制限はなく、任意の他の共重合性モノマーをモノマー組
成とすることができる。従って、本発明の共重合体とし
ては、テトラフルオロエチレンおよび弗化ビニリデンと
の共重合体、テトラフルオロエチレンと弗化ビニリデン
と他の共重合性モノマーとの共重合体、例えば、他のモ
ノマーとしては、トリフルオロエチレン、塩化ビニリデ
ン、塩化ビニル、スチレン等が挙げられる。本発明の樹
脂は、本発明の共重合体のみから構成されても本発明の
共重合体を主体とし他の任意の樹脂をブレンドしたもの
でもよい。本発明の共重合体のモノマー組成は、テトラ
フルオロエチレンと弗化ビニリデンの構成の場合は、共
重合比（重量比）は、テトラフルオロエチレン：弗化ビ
ニリデン＝２０：８０〜９９：１が好ましく、他のモノ
マーを加えた場合は、テトラフルオロエチレン：弗化ビ
ニリデン：他のモノマー＝１０：４０：５０〜９９：１
：１が好ましい。共重合比がこの範囲をはずれると溶解
性が低下し、均一な構造の保護層が形成できなくなる。 また、本発明の共重合体の該モノマー成分の具体的配列
構造は任意であり、ランダム型でもグラフト型でもかま
わないが、好ましくはランダム型である。また、本発明
の共重合体の重量平均分子量は１０００〜２０万、望ま
しくは１万〜１０万であり、大きすぎると溶解性及び保
護層被膜の均一性に影響を与え、小さ過ぎると走行耐久
性の点で問題である。本発明の共重合体としては具体的
にはペンウォルト社が販売しているカイナーシリーズが
ある。

【０００５】本発明の磁気記録媒体における前記保護層
の厚みは、０．５ｎｍ〜２０ｎｍが好ましく、より好ま
しくは１ｎｍ〜１０ｎｍである。厚みが０．５ｎｍ以下
だと均一な膜として形成するのが困難であり、走行性、
耐久性が十分でない。また、厚みが２０ｎｍ以上の場合
は、ヘッド−テープ間のスペーシング損失のため電磁変
換特性が劣化する問題がある。本発明の磁気記録媒体の
前記保護層の強磁性金属薄膜の磁性層に対する密着性を
向上させるために、前記保護層を形成する前に強磁性金
属薄膜表面をグロー放電やエネルギービームで活性化し
たり脂肪酸などの界面活性剤や各種カップリング剤で改
質しておくこともできる。また本発明の保護層は、少な
くとも本発明の樹脂を含めばその構成は任意である。例
えば、保護層は、本発明の樹脂からなる一層でも良いし
、本発明の樹脂の種類を異にした複数の層からなってい
ても良い。更に、本発明の保護層は、本発明の樹脂に他
の潤滑剤を混在させて構成したものでも、本発明の樹脂
層の上又は樹脂層と磁性層表面との間（樹脂層の中、あ
るいは磁性層表面上で樹脂層の下を含む）に任意の潤滑
剤を積層させたものでもよい。混入または積層できる潤
滑剤としては、脂肪酸、金属石鹸、脂肪酸アミド、脂肪
酸エステル、高級脂肪族アルコール、モノヒドロカルビ
ルフォスフェート、ジヒドロカルビルフォスフェート、
トリヒドロカルビルフォスフェート、パラフィン類、シ
リコーンオイル、動植物油、鉱油、高級脂肪族アミン；
グラファイト、シリカ、二硫化モリブデン、二硫化タン
グステン等の無機微粉末；ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリ塩化ビニル、エチレン−塩化ビニル共重合体、
ポリテトラフルオロエチレン等の樹脂微粉末；αオレフ
ィン重合物；常温で液体の不飽和脂肪族炭化水素等が挙
げられる。中でも本発明の効果をより一層高めるために
は、弗素系潤滑剤と併用することが望ましい。弗素系潤
滑剤の中でも融点が２０℃以下の常温で液状の潤滑剤が
好ましい。その弗素系潤滑剤としては、フルオロポリエ
ーテルであれば、分子量１５００〜１５０００までの変
成または未変成ペルフルオロポリエーテルが挙げられる
。具体的にはデュポン社のクライトックス１４３シリー
ズ（ポリフルオロプロピレンオキシド）、モンテフルオ
ス製のフォンブリンＹシリーズ（ペルフルオロプロピレ
ンオキシド・ペルフルオロメチレンオキシド共重合体）
、フォンブリンＺシリーズ（ペルフルオロエチレンオキ
シド・ペルフルオロメチレンオキシド共重合体）および
これらの片末端あるいは両末端に官能基（例えば、−Ｃ
ＯＯＨ　、−ＯＨ　、−ＣＯＮＨ２　等）を導入したも
の、あるいは中心原子団から複数のペルフルオロポリエ
ーテル鎖が延びた形の化合物等が用いられる。なかでも
中心原子団から複数のペルフルオロエ−テル鎖が延びた
形の化合物等が摩擦係数が低く、耐久性も極めて優れる
。その具体的分子構造を例示すると、化１〜３に記載も
のが挙げられる。何れの式中もｎは、６〜３０が代表的
である。

【０００６】

【化１】

【化２】

【化３】 これら潤滑剤は、そのまま又は有機溶媒に溶解して使用
することができる。該有機溶媒は、本発明の樹脂の溶解
に用いるものと同じものを使用することができる。

【０００７】本発明において、保護層を形成する方法と
しては、材料（本発明の樹脂、潤滑剤等）をアセトン、
メチルエチルケトン（ＭＥＫ）等の有機溶剤または特殊
フッ素溶剤（フレオン１１３等のフッ素、塩素置換アル
カン、フッ素置換アルコール、フッ素置換エーテル等）
に溶解して基板に塗布あるいは噴霧したのち乾燥する方
法、材料を含浸した物体を基板（金属薄膜型磁気記録媒
体）表面にこすりつける方法、有機溶剤に材料を溶解し
た溶液に磁気記録媒体を浸漬して磁性層表面に吸着させ
る方法、ラングミュアーブロジェット法などにより磁性
層表面に材料の単分子膜を形成する方法等が挙げられる
。

【０００８】本発明の磁気記録媒体の前記強磁性金属薄
膜としては、電気メッキ、無電解メッキ、気相メッキ、
スパッタリング、蒸着、イオンプレーティング等の方法
により形成された強磁性金属薄膜等である。強磁性金属
薄膜の材料としては鉄、コバルト、ニッケルその他の強
磁性金属、あるいはＦｅ−Ｃｏ、　　Ｆｅ−Ｎｉ、Ｃｏ
−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｒｈ、Ｃｏ−Ｐ、Ｃｏ−Ｂ、Ｃｏ−Ｙ、
Ｃｏ−Ｌａ、Ｃｏ−Ｃｅ、Ｃｏ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｓｍ、Ｃ
ｏ−Ｍｎ、Ｃｏ−Ｃｒ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ、Ｃｏ−Ｎｉ
−Ｐ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｂ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ａｇ、Ｃｏ−Ｎｉ
−Ｎｄ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｅ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｚｎ、Ｃｏ−
Ｎｉ−Ｃｕ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｗ、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｒｅ等の強
磁性合金が挙げられ、上記方法により強磁性金属薄膜が
非磁性支持体上に形成される。その膜厚は磁気記録媒体
として使用する場合０．０２〜２μｍの範囲であり、特
に０．０５〜１．０　μｍの範囲が望ましい。上記の強
磁性金属薄膜は他にＯ、Ｎ、Ｃｒ、Ｇａ、Ａｓ、Ｓｒ、
Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｐ
ｍ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ａｕ、Ｈｇ、Ｐｂ、Ｂｉ等を含
んでいてもよい。上記の磁性層の表面形状は特に規定さ
れないが、１〜１００ｎｍの高さの突起を有している場
合特に走行性、耐久性に優れる。

【０００９】支持体の厚さは４〜５０μｍが好ましい。 また強磁性薄膜の密着向上・磁気特性の改良の為に支持
体上に下地層を設けてもよい。このような下地層として
は例えば、ＳｉＯ２　やＣａＣＯ３　の微粒子が均一に
分散されているフィラー含有樹脂層が挙げられる。本発
明に用いられる支持体としてはポリエチレンテレフタレ
ート、ポリイミド、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、三酢
酸セルロース、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタ
レート、ポリフェニレンサルファイドのようなプラスチ
ックベース、又はＡｌ、Ｔｉ、ステンレス鋼などが用い
られる。 本発明の磁気記録媒体の形状はテープ、シート、カード
、ディスク等いずれでもよいが、特に好ましいのはテー
プ状、ディスク状である。

【００１０】

【実施例】次に実施例をもって本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。実施
例１１３μｍ厚のポリエチレンテレフタレートフィルム
上にコバルト−ニッケル磁性膜（膜厚１５０ｎｍ）を斜
め蒸着し、磁気記録媒体の原反を調製した。蒸発源とし
ては電子ビーム蒸発源を使用し、これにコバルト−ニッ
ケル合金（Ｃｏ：８０ｗｔ％、Ｎｉ：２０ｗｔ％）をチ
ャージし、真空度５×１０−５Ｔｏｒｒ中にて入射角が
５０度となるよう酸素気流中で斜め蒸着を行った。得ら
れた磁気記録媒体の原反の磁性金属薄膜上に、各種樹脂
材料を各溶剤に溶解あるいは分散して塗布、乾燥し調製
したサンプルを作製し試料＃１〜９（表１参照、尚、＃
１〜４、８は実施例、＃５〜７、９は比較例）とした。

【００１１】表１ 表１のつづき 　　＊　：ｍｇ／ｍ２　　　＊＊：ペルフルオロ（ブチ
ルテトラヒドロフラン）

【００１２】得られた磁気テープの条件（Ａ）：２５℃
、１０％相対湿度および条件（Ｂ）：４０℃、８０％相
対湿度におけるステンレス棒に対する摩擦係数すなわち
μ値および条件（Ａ）における８ミリ型ＶＴＲでの繰り
返し走行耐久性およびスチル耐久性を以下の方法により
調べたところ表２のようになった。摩擦係数は、磁気テ
ープサンプルの磁性層面とステンレスポールとを５０ｇ
の張力（Ｔ１　）、巻つけ角　１８０°で接触させ、磁
気テープを　３．３ｃｍ／秒の速度で走行させるために
必要な張力（Ｔ２　）を測定し、この測定値より、下記
式に基づき摩擦係数μを計算した。 μ＝（１／π）・ｌｎ（Ｔ２　／Ｔ１　）また、低速摩
擦係数は、（Ａ）条件で０．１ｃｍ／秒の速度で走行さ
せて測定した。ここで、繰り返し走行耐久性とは、５０
ｍ長のテープを８ミリ型ＶＴＲ（富士写真フイルム（株
）製　ＦＵＪＩＸ−８　Ｍ６　型）で繰り返し再生し、
走行不安定による画面の乱れや摩擦係数の上昇による走
行の停止が起こるまでの再生回数である。また、スチル
耐久性は、同型のＶＴＲ（ただしスチル再生時間を制限
する機能を取り去ってある）で画像再生時にポーズボタ
ンを押し、画像が出なくなるまでの時間を測定して評価
した。このようにして一般式：−（ＣＦ２　−ＣＦ２　
）ｎ　−（ＣＨ２　−ＣＦ２　）　ｍ−等で示される本
発明の共重合体を表面に配した金属薄膜型磁気記録媒体
はμ値、繰り返し走行耐久性、スチル耐久性において優
れ、且つその特徴が高湿から低湿までの広範囲な条件の
中で実現されていることが明らかである。

【００１３】表２

【００１４】

【発明の効果】強磁性金属薄膜上に前記一般式で示され
る樹脂を表面に設けてなる金属薄膜型磁気記録媒体は、
比較例に示すような従来検討されてきた潤滑剤に比べ、
著しく優れた温湿度適応性、走行性、耐久性を持つこと
が明らかである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　非磁性支持体上に強磁性金属薄膜から
   なる磁性層を形成した磁気記録媒体において、該磁性層
   上に少なくともテトラフルオロエチレンおよび弗化ビニ
   リデンをモノマー組成として形成した共重合体を含む樹
   脂からなる保護層を形成したことを特徴とする磁気記録
   媒体。
2. 【請求項２】　　前記共重合体の重量平均分子量が１０
   ００乃至２０万であり、テトラフルオロエチレンと弗化
   ビニリデンの共重合比が重量比で２０：８０乃至９９：
   １である請求項１記載の磁気記録媒体。
3. 【請求項３】　　前記保護層中に融点が２０℃以下であ
   る弗素系潤滑剤が含有されている請求項１または２記載
   の磁気記録媒体。