JPH06236545A

JPH06236545A - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH06236545A
Application number: JP5019829A
Authority: JP
Inventors: Kunio Hibino; 邦男日比野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-02-08
Filing date: 1993-02-08
Publication date: 1994-08-23

Abstract

(57)【要約】【目的】高密度磁気記録が可能な、強磁性金属薄膜を
磁気記録層とする磁気記録媒体において、長期間の保
存、特に高温高湿の環境下に長期間保存した後の耐久性
の向上をはかり、極めて高い実用信頼性の磁気記録媒体
の提供を目的とする。【構成】非磁性基板１上に強磁性金属薄膜２からなる
磁性層を形成し、その上に硬質炭素膜３からなる保護膜
層を形成し、更にその表面上に含フッ素カルボン酸アミ
ン塩を含む潤滑剤層４を順次形成したことによって、含
フッ素カルボン酸アミン塩化合物の分子末端に少なくと
も１つ以上の炭化水素基とパーフルオロアルキル基とを
有することと分子内部にエステル基とカルボン酸アミン
塩構造を有することにより良好な潤滑効果し、長期間保
存後においても、硬質炭素膜の優れた保護効果と共に、
硬質炭素膜上での高い潤滑特性を維持させ、耐久性、耐
食性を向上することができるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高密度磁気記録に適した
金属薄膜型磁気記録媒体、さらに詳しくは磁気テープ、
磁気ディスクなどの磁気記録媒体に関するものであり、
特に保護膜上に含フッ素カルボン酸アミン塩化合物を含
む潤滑剤層を順次形成した磁気記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気記録の分野においては、近年デジタ
ル化、小型化、長時間化などの高性能化が進んでいる
が、それに伴って、高密度磁気記録媒体への要求が高ま
り、磁気記録層を強磁性金属薄膜で構成した金属薄膜型
磁気記録媒体が、短波長記録に極めて有利なことから盛
んに検討されている。

【０００３】以下に従来の磁気記録媒体について説明す
る。図２は従来の磁気記録媒体の拡大断面図を示すもの
である。図２において、１はポリエステルフィルム、ポ
リイミドフィルムなどの高分子フィルムやアルミニュー
ム薄膜などの非磁性金属薄膜からなる基板である。２は
強磁性金属薄膜からなる磁気記録層でコバルト、ニッケ
ル、鉄またはそれらを主成分とする合金を電子ビーム蒸
着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法など
の真空蒸着法によって、基板１の上に形成されている。
４は潤滑剤層で、有機化合物を常法のコーティング法ま
たは真空蒸着法によって２の磁気記録層の上に形成され
ている。

【０００４】以上のように構成された磁気記録媒体にお
いて、例えば、磁気テープでは、高密度磁気記録を達成
するため、磁性層表面は極めて良好な表面性を形成して
いる。そのために、磁気信号の記録再生過程における磁
気ヘッドとの高速しゅう動下での摩擦、摩耗により、走
行耐久性において大きな影響を受けており、その改善は
大きな課題となっている。

【０００５】そのため潤滑特性の優れたフッ素系潤滑剤
が開発、検討されている。例えば、強磁性金属薄膜への
密着性を向上させ、かつ優れた潤滑性を発揮させるため
分子末端に、カルボキシル基、アミノ基、リン酸基、ヒ
ドロキシル基、メルカプト基などの極性基と、フルオロ
アルキル基と、脂肪族アルキル基とを少なくとも各１個
以上を有するフッ素系潤滑剤（特開昭６１−１０７５２
９号公報、特開昭６２−９２２２５号公報、特開昭６２
−９２２２６号公報、特開昭６２−９２２２７号公報、
特開昭６１−１０７５２７号公報、特開昭６１−１０７
５２８号公報、特開昭６０−２２９２２１号公報）、カ
ルボン酸アミン塩からなる潤滑剤（特開平４−２７１０
１２号公報、特開平４−２７１０１３号公報、特開平４
−２７４０２０号公報、特開平４−２７４０１９号公
報、特開平４−２７４０１８号公報、特開平４−２７４
０１７号公報、特開平４−２７４０１６号公報）があ
る。

【０００６】しかしながら、磁気記録媒体の性能向上に
対する要求は厳しく、上記した構成では十分な特性であ
るといえず、耐久性、耐蝕性において一層の改善が望ま
れている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情を
鑑みてなされたもので、長期間の保存、特に高温高湿の
環境下に長期間保存した後の耐久性に優れ、極めて高い
実用信頼性の磁気記録媒体を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記、問題点を解決する
ために、本発明の磁気記録媒体は、非磁性基板上に強磁
性金属薄膜からなる磁性層において、前記磁性層上に硬
質炭素膜からなる保護膜層、さらに前記保護膜上に一般
式（化１）（Ｒ₁、Ｒ₂：飽和または不飽和の炭化水素
基、Ｒｆ：パーフルオロアルキル基、ｎ：２〜１０の整
数）で表される含フッ素カルボン酸アミン塩化合物を含
む潤滑剤層、または、一般式（化２）（Ｒ ₁、Ｒ₂：飽和
または不飽和の炭化水素基、Ｒｆ：パーフルオロアルキ
ル基、ｎ：２〜１０の整数）で表される含フッ素カルボ
ン酸アミン塩化合物を含む潤滑剤層、または、一般式
（化３）（Ｒ₁：飽和または不飽和の炭化水素基、Ｒ
ｆ₁、Ｒｆ ₂：パーフルオロアルキル基、ｎ：２〜１０の
整数）で表される含フッ素カルボン酸アミン塩化合物を
含む潤滑剤層を順次形成した構成を有しているものであ
る。

【０００９】Ｒ₁、Ｒ₂の鎖長については特に制限はない
が、炭素数８から２２が良い。また、Ｒｆ、Ｒｆ₁、Ｒ
ｆ₂の鎖長についても、特に制限はないが炭素数４から
１０が良い。

【００１０】

【作用】この構成によって、硬質炭素膜の優れた保護効
果と共に表面に含フッ素カルボン酸アミン塩化合物を含
む潤滑剤層との相乗効果により、良好な潤滑効果により
摩擦係数を低減する。この潤滑効果は高温高湿などの厳
しい条件下の長期保存においても損なわれることはな
い。含フッ素カルボン酸アミン塩化合物を含む潤滑剤
は、分子末端に少なくとも１つ以上の炭化水素基とパー
フルオロアルキル基とを有することと分子内部にエステ
ル基とカルボン酸アミン塩構造を有することにより良好
な潤滑効果し、長期間保存後においても、硬質炭素膜の
優れた保護効果と共に、硬質炭素膜上での高い潤滑特性
を維持させ、耐久性、耐食性を向上することができるも
のである。

【００１１】

【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。

【００１２】図１は本発明の実施例で使用した磁気テー
プの構成を示す断面図である。図１において、１は高分
子フィルムからなる基板、２は強磁性金属薄膜からなる
磁気記録層、３は硬質炭素膜からなる保護膜層、４は潤
滑剤層、５はバックコート層である。

【００１３】本発明の磁気記録媒体に用いる高分子フィ
ルムは、ポリエチレンテレフタレートがよく用いられる
が、ポリエチレンナフタレートなどの他のポリエステル
フィルム、セルロースアセテートなどのセルロース誘導
体、ポリアミド、ポリイミドなどのプラスチックフィル
ムであってもよい。

【００１４】強磁性金属薄膜としては、真空蒸着法、ス
パッタリング法、イオンプレーティング法で形成した
鉄、コバルト、ニッケルまたはそれらを主成分とする合
金、あるいは、それらの部分酸化物、部分窒化物などを
用いることができる。

【００１５】硬質炭素膜からなる保護膜は、炭化水素ガ
ス、あるいは、炭化水素とアルゴンの混合ガスのプラズ
マ重合、あるいはカーボン、グラファイトのスパッタリ
ングによって形成することが出来る。

【００１６】炭化水素ガスのプラズマ重合によって形成
する場合には、真空容器中に炭化水素ガス、または、炭
化水素ガスと不活性ガスの混合ガスを導入し、０．００
１から１Ｔｏｒｒの圧力を保持した状態で、真空容器内
部に放電させて、炭化水素ガスのプラズマを発生させ、
基体表面に硬質炭素膜を形成する。放電形式としては、
外部電極方式、内部電極方式のいずれでもよく、放電周
波数については、実験的に決めることができる。また、
基体側の電極に０から−３ＫＶの電圧を印加することに
よって、膜の硬度の増大及び密着性を向上させることが
できる。

【００１７】炭化水素ガスとしては、メタン、エタン、
プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オ
クタン、ベンゼンなどを用いることができる。

【００１８】また、硬質膜を形成するには、できるだけ
放電エネルギーを大きくすることが望ましい。また、基
板の温度もできるだけ高くすることが望ましい。

【００１９】一方、スパッタ法には、直流スパッタ、交
流スパッタ、高周波スパッタ、マグネトロンスパッタ、
イオンビームスパッタなどがあるが、いずれの方法でも
よい。硬質膜を形成するには、圧力は、０．０１Ｔｏｒ
ｒ以下が望ましく、エネルギー密度は高くするのがよ
く、例えば、高周波マグネトロンスパッタでは、ターゲ
ット面積あたり１Ｗ／cm²以上が好ましく、また、基板
を保持する側の電極に０から−３ＫＶの電圧を印加しつ
つ、スパッタすることによって、プラズマ重合の場合と
同様に、膜の硬度の増大、密着性の向上を図ることがで
きる。

【００２０】硬質炭素膜の膜厚としては、５０から３０
０Ａの範囲が適当で、これよりも、薄い場合には、十分
な保護膜効果が得られず、これよりも大きい場合には、
スペーシングによる出力の低下が大きく、実用性が低下
する。

【００２１】本発明で使用する潤滑剤の含フッ素カルボ
ン酸アミン塩化合物（化１）は、常法により反応式（化
４）〜（化７）に従って容易に合成されるものである。

【００２２】

【化４】

【００２３】

【化５】

【００２４】

【化６】

【００２５】

【化７】

【００２６】即ち、長鎖炭化水素アルコールと長鎖炭化
水素無水コハク酸とを、例えば、トルエンなどの溶媒中
で加熱反応させることにより、コハク酸の部分エステが
得られる（反応式（化４））。この反応は通常用いられ
るＰ−トルエンスルホン酸などのエステル化触媒を用い
て反応を加速しても良い。長鎖炭化水素アルコールと長
鎖炭化水素無水コハク酸は、通常市販されているものを
用いることができる。パーフルオロアルキルアミン塩化
合物はOrganic Synthesis Col.Vol.IV pp564の方法（反
応式（化５）〜（化６））で合成することができる。さ
らに、含フッ素カルボン酸アミン塩化合物（化１）は、
得られたコハク酸部分エステルとパーフルオロアルキル
アミンとを例えばトルエン中で加熱反応させることによ
り得られる（反応式（化７））。

【００２７】含フッ素カルボン酸アミン塩化合物（化
２），（化３）も、同様の方法で合成することができ
る。

【００２８】本発明における潤滑剤層の形成は、バーコ
ーティング法、リバースロールコーティング法、ダイコ
ーティング法など従来の塗工方法が適用できる。この場
合の塗布量は１〜２０ｍｇ／ｍ²であることが望まし
い。含フッ素カルボン酸アミン塩化合物は単独で用いて
も良いが、従来公知の潤滑剤と組み合わせて用いても良
い。また、必要に応じて防錆剤を併用しても良い。

【００２９】以下、さらに具体的な実施例を示す。（合成例）トルエン中に溶解した和光純薬社製オクチル
無水コハク酸に等モル量のドデカアルコールを滴下しな
がら１０時間加熱還流した後、単離し、オクチルコハク
酸のモノエステル化物を得た。反応の確認は、島津製作
所社製のフーリエ変換赤外分光分析器で行い、赤外吸収
スペクトルにおける１７８０cm^-1の無水カルボン酸によ
る吸収の消失と共に１７２０cm^-1のエステル基による吸
収と１７００cm^-1によるカルボン酸による吸収の出現に
より行った。

【００３０】ヘプタデカフルオロオクタデカン酸に塩化
チオニルを加え、加熱後カルボン酸クロリドを得、アン
モニアガスをバブルし、カルボン酸アミドとする。この
カルボン酸アミドをリチウムアルミニウムハイドライド
によって、還元し、パーフルオロアルキルアミンを得
た。

【００３１】ついでトルエン中に先に合成したオクチル
コハク酸モノエステル化物と等モル量のパーフルオロア
ルキルアミンを加え３時間加熱した後、反応物を単離し
た。合成物の確認は、赤外吸収スペクトルにおける、１
７００cm^-1のカルボン酸による吸収の消失と共に、１６
５０cm^-1〜１５００cm^-1、１４００cm^-1のカルボン酸ア
ミン塩による吸収と１２００cm^-1〜１１００cm^-1のＣ−
Ｆによる吸収の出現により行った（合成物１）。

【００３２】上述の合成法にしたがい、同様に合成した
含フッ素カルボン酸アミン塩を（表１）〜（表３）に示
す。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【表２】

【００３５】

【表３】

【００３６】（実施例１）平滑な表面上に粒径１２０Ａ
のシリカ微粒子を分散させた変性シリコーンと増粘剤と
からなる波状突起と粒状突起を有する厚み６ミクロンの
ポリエチレンテレフタレートフィルム上に、酸素を導入
しながら電子ビーム法で連続斜め蒸着を行い、膜厚１７
５０ＡのＣｏ−Ｏ膜を形成した。

【００３７】ついで、蒸着層と反対側面に、カーボンブ
ラックと炭酸カルシウム１：１重量比の混合物をポリエ
ステルとニトロセルロース２：１重量比の樹脂成分中に
分散させた塗工液をリバースロール方式の塗工機で塗布
し、１０５℃の温度で乾燥させ０．４５ミクロンの膜厚
でバックコート層を形成した。

【００３８】さらに、蒸着層の上に、メタン、アルゴン
の混合ガスの高周波（１０ＫＨｚ）プラズマにより、電
極と磁気テープ原反自身を対向電極として、磁気テープ
原反に−１．４５ＫＶの直流電圧を印加し、放電を行い
２２０Ａ膜厚の硬質炭素膜を形成した。

【００３９】さらに、硬質炭素膜の上に、（表１）の含
フッ素カルボン酸アミン塩化合物を含む潤滑剤をリバー
スロールコータで塗布し、７５℃の温度で乾燥し、潤滑
剤層を形成した。次に、スリッターで磁気テープ原反を
８mm幅に裁断し８mmＶＴＲ用磁気テープ（磁気テープ１
から７）とした。

【００４０】（実施例２）実施例１と同様にして（表
２）の含フッ素カルボン酸アミン塩化合物を含む潤滑剤
層を形成して、スリッタで磁気テープ原反を８mm幅に裁
断し８mmＶＴＲ用磁気テープ（磁気テープ８から１４）
とした。

【００４１】（実施例３）実施例１と同様にして（表
３）の含フッ素カルボン酸アミン塩化合物を含む潤滑剤
層を形成して、スリッタで磁気テープ原反を８mm幅に裁
断し８mmＶＴＲ用磁気テープ（磁気テープ１５から２
１）とした。

【００４２】また、比較例として、以下の条件以外は実
施例と同様にして磁気テープ２２から２８を作成した。
硬質炭素膜の無いもの（磁気テープ２２から２７）、含
フッ素カルボン酸を含まない潤滑剤のもの（磁気テープ
２８）。

【００４３】これらの磁気テープを３５℃８０％の環境
に３ヵ月保存した後の、スチル耐久性、繰り返し走行時
の耐久性を市販の８mmＶＴＲ（ＥＶ−Ｓ９００、ソニー
社製）の改造機を用い、測定した。その結果を（表４）
〜（表６）に示す。

【００４４】

【表４】

【００４５】

【表５】

【００４６】

【表６】

【００４７】スチル耐久性は、５℃８０％ＲＨの環境で
試料数２で５回測定し、初期出力から６ｄＢ低下するま
での時間を測定し、その平均値をテープのスチル寿命と
した。

【００４８】繰り返し走行時の耐久性の測定は、５℃８
０％ＲＨの環境で２００パス繰り返し走行した後、初期
に対する出力低下を測定した。

【００４９】（表４）〜（表６）から明らかなように、
本発明の磁気テープ１から２１は、いずれも３０分以上
のスチル寿命を示し、かつ、繰り返し走行後の出力低下
も低い値を示している。しかしながら、硬質炭素膜のな
い磁気テープ２２から２７ではスチル寿命および繰り返
し走行後の出力低下において大幅な低下が見られ、潤滑
剤に含フッ素カルボン酸アミン塩化合物を含まない磁気
テープ２８は、テープ表面に腐食生成物の発生は観察さ
れなかったもののスチル寿命、繰り返し走行後の出力低
下において不十分な値を示している。

【００５０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、硬質炭
素膜の優れた保護効果と共に表面に含フッ素カルボン酸
アミン塩化合物を含む潤滑剤層との相乗効果により、長
期間の保存、特に高温高湿の環境下に長期間保存した後
の耐久性、特にスチル寿命および繰り返し走行後の出力
低下において大幅な改善をはかる事ができ、極めて高い
実用信頼性の磁気記録媒体を提供することができ、金属
薄膜型の磁気記録媒体の実用特性を向上させる優れた効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１から第３の実施例で使用した磁気
テープの構成を示す模式拡大断面図

【図２】従来の磁気記録媒体の模式拡大断面図

【符号の説明】

１基板２磁気記録層３保護膜層４潤滑剤層５バックコート層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ１０Ｎ 50:02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性基板上に強磁性金属薄膜からなる
磁性層において、前記磁性層上に硬質炭素膜からなる保
護膜層、さらに前記保護膜上に一般式で【化１】（Ｒ₁、Ｒ₂：飽和または不飽和の炭化水素基、Ｒｆ：パ
ーフルオロアルキル基、ｎ：２〜１０の整数）で表され
る含フッ素カルボン酸アミン塩化合物を含む潤滑剤層を
順次形成したことを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】非磁性基板上に強磁性金属薄膜からなる
磁性層において、前記磁性層上に硬質炭素膜からなる保
護膜層、さらに前記保護膜上に一般式で【化２】（Ｒ₁、Ｒ₂：飽和または不飽和の炭化水素基、Ｒｆ：パ
ーフルオロアルキル基、ｎ：２〜１０の整数）で表され
る含フッ素カルボン酸アミン塩化合物を含む潤滑剤層を
順次形成したことを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項３】非磁性基板上に強磁性金属薄膜からなる
磁性層において、前記磁性層上に硬質炭素膜からなる保
護膜層、さらに前記保護膜上に一般式で【化３】（Ｒ₁：飽和または不飽和の炭化水素基、Ｒｆ₁、Ｒ
ｆ₂：パーフルオロアルキル基、ｎ：２〜１０の整数）
で表される含フッ素カルボン酸アミン塩化合物を含む潤
滑剤層を順次形成したことを特徴とする磁気記録媒体。