JPH0686535B2 - 無機物微粒子超薄膜およびその製造方法およびそれを応用した磁気記録媒体およびその製造方法 - Google Patents

無機物微粒子超薄膜およびその製造方法およびそれを応用した磁気記録媒体およびその製造方法

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JPH0686535B2
JPH0686535B2 JP4599989A JP4599989A JPH0686535B2 JP H0686535 B2 JPH0686535 B2 JP H0686535B2 JP 4599989 A JP4599989 A JP 4599989A JP 4599989 A JP4599989 A JP 4599989A JP H0686535 B2 JPH0686535 B2 JP H0686535B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は無機物微粒子からなる超薄膜およびその製造方
法に関し、さらにその応用として、前記無機物微粒子か
らなる超薄膜を記録層とする磁気記録媒体およびその製
造方法に関するものである。
従来の技術 従来より、無機物微粒子超薄膜は配線材料、加工材料、
記録材料、印刷材料などとして広く用いられている。以
下、従来の技術の一例として磁気記録媒体およびその製
造方法について説明する。
従来の磁気記録媒体の製造方法は、磁性無機物微粒子を
バインダーと呼ばれる合成樹脂の中に分散させて磁性ペ
イントを作成し、この磁性ペイントを基板上に薄く均一
に塗工することにより記録層を形成する方法が多く用い
られている。また、保磁力を大きくするために、磁性ペ
イントを基板上に塗工してから乾く前に磁場をかけて磁
性無機物微粒子の配向を揃える工程がある。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、従来の磁気記録媒体の製造方法では、磁
性のない合成樹脂からなるバインダーが多く含まれてお
り高密度化には好ましくなかった。また、バインダーの
粘性のため磁性無機物微粒子の配向を完全に揃えること
は容易ではなかった。さらに、磁気記録媒体の表面は平
坦でかつ滑らかである必要があるが、従来の製造方法で
は平坦でかつ滑らかな表面を得ることが難しかった。
課題を解決するための手段 本発明の無機物微粒子超薄膜は、薄膜状に固定された無
機物微粒子と、前記無機物微粒子の表面に形成された有
機化合物分子よりなる有機薄膜とからなり、かつ前記有
機化合物分子同志が化学結合していることを特徴とする
ものである。
上記構成の無機物微粒子超薄膜を製造するために、本発
明の無機物微粒子超薄膜の製造方法は、無機物微粒子表
面に均一に有機化合物分子からなる単分子膜を形成する
工程と、前記無機物微粒子を気水界面に展開し基板に移
し取る工程と、前記基板に移し取られた前記無機物微粒
子に前記有機化合物分子同志を化学結合させるための化
学的処理または物理的処理を施す工程とからなることを
特徴とするものである。
さらに本発明の磁気記録媒体は、無機物微粒子として磁
性無機物微粒子を用いて本発明の無機物微粒子超薄膜を
形成し、前記超薄膜を記録層としたものである。
作用 本発明の無機物微粒子超薄膜およびその製造方法は上記
の構成によって、より新しく容易な無機物微粒子の取扱
方法により無機物微粒子の超薄膜を形成することが出来
る。さらに、本発明の磁気記録媒体およびその製造方法
は、バインダーにあたるものがまったく無いため高密度
化が実現でき、かつ磁性無機物微粒子の配向を揃えるこ
とも容易である。
実施例 以下、本発明の無機物微粒子超薄膜の一実施例を第１図
および第２図を用いて詳細に説明する。ここで、第１図
は無機物微粒子超薄膜の模式断面図であり、第２図は第
１図の円Ａで囲む部分の拡大図である。
１は直径約100Aの無機物微粒子である。無機物微粒子１
の周囲には前記無機物の構成元素の酸化物膜が形成され
ており、前記酸化物膜上には直鎖状炭化水素基を有する
有機化合物分子２が吸着している。前記直鎖状炭化水素
基を有する有機化合物分子２は隣接している直鎖状炭化
水素基を有する有機化合物分子と互いに化学結合してい
る。３はエチレン結合からなる化学結合部をさす。４は
基板である。第２図で示すように直鎖状炭化水素基を有
する有機化合物分子２は無機物微粒子１と なるシロキサン結合５を形成している。従って、無機物
微粒子１は直鎖状炭化水素基を有する有機化合物分子２
で固定されており、また、直鎖状炭化水素基を有する有
機化合物分子２はエチレン結合からなる化学結合部３で
固定されている。そのため、無機物微粒子１の保持性が
優れている。また、ラングミュア・ブロジェット法を使
用できるため無機物微粒子超薄膜を層状に形成でき、そ
の厚みを一様にすることができる。
なお、本実施例では無機物微粒子超薄膜は一層だけの例
を示したが、必要に応じて累積層にしてもよい。
また、本実施例では直鎖状炭化水素基を有する有機化合
物分子同志の結合がエチレン結合である例を示したが、
これだけに限らないことは言うまでもない。
さらに、本実施例では無機物微粒子と直鎖状炭化水素基
を有する有機化合物分子との結合がシロキサン結合であ
る例を示したが、他の結合、例えば、−Ｓ−無機物結合
などであっても構わない。
以下、本発明の無機物微粒子超薄膜の製造方法の第１の
実施例を第３図を用いて段階的に詳細に説明する。な
お、第３図はすべて断面図である。
無機物微粒子に吸着させる有機化合物分子として、例え
ば、 CH3−Ｃ≡Ｃ−(CH2)17−SiCl3 のようなクロルシラン基およびアセチレン結合を含む直
鎖状炭化水素基を有する有機化合物分子を10をクロロホ
ルムを主体とする非水系溶媒に溶かし、その中に無機物
微粒子11を入れて攪拌する。無機物微粒子11の周囲に形
成された前記無機物の構成元素の酸化物膜にクロルシラ
ン基が反応し、シロキサン結合が形成され、直鎖状炭化
水素基を有する有機化合物10が吸着される。吸着処理を
施した無機物微粒子11を気水界面12上に展開し、バリア
13によって無機物微粒子11をかき集め、さらに、適宜な
圧力を加え無機物微粒子超薄膜14を形成する。前記無機
物微粒子超薄膜14を任意の基板15例えばシリコン基板に
移し取る。ここで、無機物微粒子11の周囲に吸着された
直鎖状炭化水素基を有する有機化合物分子10はもちろん
無機物微粒子11の周囲全面にわたって形成されるが図面
では煩雑になるため三次元的に記載していない（第３図
（Ａ））。
次に、前記基板15上に形成された無機物微粒子超薄膜14
に不活性ガス雰囲気中でエネルギービーム16例えば電子
線を照射する（第３図（Ｂ））。
電子線等のエネルギービーム16を照射することにより無
機物微粒子11の周囲に吸着した直鎖状炭化水素基を有す
る有機化合物分子10のアセチレン結合が隣接する直鎖状
炭化水素基を有する有機化合物分子10のアセチレン結合
と化学反応を生じ、エチレン結合17を形成する。ここ
で、エチレン結合17は同一の無機物微粒子11の周囲に吸
着した直鎖状炭化水素基を有する有機化合物分子10のア
セチレン結合間、または、隣接する無機物微粒子11の周
囲に吸着した直鎖状炭化水素基を有する有機化合物分子
10のアセチレン結合間の反応で形成されるが、図面では
煩雑になるため模式的に示してある（第３図（Ｃ））。
なお、本実施例では無機物微粒子超薄膜を一層だけ形成
したが、同様の方法を用いて累積膜にすることもでき
る。
また、本実施例では直鎖状炭化水素基を有する有機化合
物分子中の不飽和結合基としてアセチレン結合を用いた
が、他の不飽和結合基、例えばエチレン結合、ジアセチ
レン結合などであってもよい。
さらに、本実施例では直鎖状炭化水素基を有する有機化
合物分子として末端基がクロルシラン基であるものを使
用したが、他に例えば、トリアジンジチオール誘導体を
使うことも可能である。トリアジンジチオール誘導体を
使用する時は非水系溶剤を使う必要もなく、また、シロ
キサン結合を形成しない。
さらになお、本実施例では基板に無機物微粒子を移し取
った後にエネルギービームを照射したが、気水界面上で
エネルギービームを照射し、その後移し取ってもよい。
さらにまた、無機物微粒子の配向性を高めるため、無機
物微粒子が磁場に感応するときは気水界面上で超薄膜を
形成するとき、もしくはエネルギービームを照射すると
きに磁場もしくは電場をかけてもよい。
以下、本発明の無機物微粒子超薄膜の製造方法の第２の
実施例を第３図を用いて段階的に詳細に説明する。な
お、第３図はすべて断面図である。
ここで、無機物微粒子の周囲に直鎖状炭化水素基を有す
る有機化合物分子を吸着させる工程、並びに、気水界面
上に前記無機物微粒子の超薄膜を形成し、基板に移し取
る工程は第１の実施例と同じであるので省略する。
次に、５族もしくは６族遷移金属もしくは前記金属の化
合物よりなる触媒、例えば塩化タンタルを適宜非水系溶
媒に溶解し、その中に前記基板上に形成された無機物微
粒子超薄膜を浸漬する。浸漬によって直鎖状炭化水素基
を有する有機化合物分子中のアセチレン結合は隣接する
直鎖状炭化水素基を有する有機化合物分子中のアセチレ
ン結合と化学反応を生じ、エチレン結合を形成する（第
３図（Ｃ））。
なお、本実施例では５族もしくは６族遷移金属もしくは
前記金属の化合物よりなる触媒を用いたが、有機化合物
分子同志を化学結合させるための触媒ならばいずれを使
用してもよい。
また、無機物微粒子の配向性を高めるため、無機物微粒
子が磁場に感応するときは気水界面上で超薄膜を形成す
るとき、もしくは触媒溶液に浸漬するときに磁場もしく
は電場をかけてもよい。
以下、本発明の磁気記録媒体の一実施例を第４図および
第５図を用いて説明する。なお、第４図は磁気記録媒体
の模式断面図であり、第５図が第４図の円Ｂで囲む部分
の拡大図である。
20は直径約100Aの磁性無機物微粒子である。磁性無機物
微粒子20の周囲には前記磁性無機物の構成元素の酸化物
が形成されており、前記酸化物膜上には直鎖状炭化水素
基を有する有機化合物分子21が吸着している。前記直鎖
状炭化水素基を有する有機化合物分子21は隣接している
直鎖状炭化水素基を有する有機化合物分子と互いに化学
結合している。22は前記直鎖状炭化水素基を有する有機
化合物分子21間のエチレン結合からなる化学結合部をさ
す。また、23は前記直鎖状炭化水素基を有する有機化合
物分子21の末端部に設けられたフッ素置換部である。24
は基板である。第５図で示すように直鎖状炭化水素基を
有する有機化合物分子21は磁性無機物微粒子20と なるシロキサン結合25を形成している。従って、磁性無
機物微粒子20は直鎖状炭化水素基を有する有機化合物分
子21で固定されており、また、直鎖状炭化水素基を有す
る有機化合物分子21はエチレン結合からなる化学結合部
22で固定されている。そのため、磁性無機物微粒子の保
持性が優れている。また、ラングミュア・ブロジェット
法を使用できるため磁性無機物微粒子超薄膜を層状に形
成でき、その厚みを一様にすることができる。
さらに、直鎖状炭化水素基を有する有機化合物分子21の
末端部の水素原子をフッ素原子で置換しておくことによ
り磁性無機物微粒子超薄膜の表面が常にフッ素原子で覆
われているため、磁気ヘッドなどの摩擦に対する耐摩耗
性が優れている。さらにまた、層状に磁性無機物微粒子
超薄膜を形成できるため、必要とする磁気特性を得易
い。
また、本実施例では直鎖状炭化水素基を有する有機化合
物分子間の結合がエチレン結合である例を示したが、こ
れだけに限らないことは言うまでもない。
以下、本発明の磁気記録媒体の製造方法の一実施例を第
６図を用いて段階的に詳細に説明する。なお、第６図は
すべて断面図である。
磁性無機物微粒子に吸着させる有機化合物分子として、
例えば、 CF3−Ｃ≡Ｃ−(CH2)17−SiCl3 のようなクロルシラン基、トリフルオロメチル基および
アセチレン結合を含む直鎖状炭化水素基を有する有機化
合物分子30をクロロホルムを主体とする溶媒に溶かし、
その中に磁性無機物微粒子31を入れて攪拌する。磁性無
機物微粒子31の周囲に形成された前期磁性無機物の構成
元素の酸化物膜にクロルシラン基が反応し、シロキサン
結合が形成され、直鎖状炭化水素基を有する有機化合物
30が吸着される。吸着処理を施した磁性無機物微粒子31
を気水界面32上に展開し、バリア33によって磁性無機物
微粒子31をかき集め、さらに、適宜な圧力を加え磁性無
機物微粒子超薄膜34を形成する。このとき、さらに、磁
性無機物微粒子31の配向性をよくするため磁場35を加え
る。前記磁性無機物微粒子超薄膜34を任意の基板36例え
ばシリコン基板に移し取る。ここで、磁性無機物微粒子
31の周囲に形成された直鎖状炭化水素基を有する有機化
合物分子30はもちろん磁性無機物微粒子31の周囲全面に
わたって形成されるが図面では煩雑になるため三次元的
に記載していない（第６図（Ａ））。
次に、前記基板36上に形成された磁性無機物微粒子超薄
膜34にエネルギービーム37例えば電子線を照射する（第
６図（Ｂ））。
電子線等のエネルギービーム37を照射することにより磁
性無機物微粒子31の周囲に吸着した直鎖状炭化水素基を
有する有機化合物分子30のアセチレン結合が隣接する直
鎖状炭化水素基を有する有機化合物分子30のアセチレン
結合と化学反応を生じ、エチレン結合38を形成する。こ
こで、エチレン結合38は同一の磁性無機物微粒子31の周
囲に吸着した直鎖状炭化水素基を有する有機化合物分子
30のアセチレン結合間、または、隣接する磁性無機物微
粒子31の周囲に吸着した直鎖状炭化水素基を有する有機
化合物分子30のアセチレン結合間の反応で形成される
が、図面では煩雑になるため模式的に示してある（第６
図（Ｃ））。
次に、第６図（Ａ）および（Ｂ）で示したのと同様の方
法により磁性無機物微粒子超薄膜34を被着した基板36上
にさらに磁性無機物微粒子超薄膜34を被着し、累積膜を
形成して本実施例の磁気記録媒体が作成される（第６図
（Ｄ））。
なお、本実施例ではエネルギービームによるエチレン結
合形成の例を示したが、無機物微粒子超薄膜の製造方法
の実施例で示すように金属もしくは前記金属の化合物よ
りなる触媒による方法を用いてもよい。
また、本実施例では基板に磁性無機物微粒子を移し取っ
た後にエネルギービームを照射したが、気水界面上でエ
ネルギービームを照射し、その後移し取ってもよい。
さらに、本実施例では直鎖状炭化水素基を有する有機化
合物中の不飽和結合基としてアセチレン結合を用いた
が、他の不飽和結合基例えばエチレン結合、ジアセチレ
ン結合などであってもよい。
さらになお、本実施例では配向性を高めるための磁場を
気水界面上に磁性無機物微粒子超薄膜を形成したときに
かけたが、エネルギービームを照射するときにもかけて
もよい。
さらにまた、本実施例では磁場を用いたが電場であって
もよい。
発明の効果 本発明の無機物微粒子超薄膜およびその製造方法は無機
物微粒子の新しい取扱方法を提供するものである。さら
にその応用として、前記無機物微粒子からなる超薄膜を
記録層とする磁気記録媒体およびその製造方法は従来の
磁気記録媒体の持つ問題点であるバインダーにあたるも
のがまったくないため高密度化が実現できる。さらに、
無機物微粒子の保持性に優れており、かつ、従来の潤滑
剤にあたるものを新たに添加する必要がない。さらにま
た、無機物微粒子は撥水性の単分子膜で覆われているた
めに耐候性が非常に高い。さらにまた、本発明を垂直磁
気記録媒体に用いると高性能の磁気記録媒体を得ること
ができ、その製造も非常に容易になる。また、本発明の
無機物微粒子超薄膜およびその製造方法を用いる磁気記
録媒体以外の応用として配線材料、砥石などの加工材
料、感光性記録材料、印刷材料などの用途が考えられ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の無機物微粒子超薄膜の一実施例の模式
断面図、第２図は第１図の円Ａで囲む部分の拡大図、第
３図は本発明の無機物微粒子超薄膜の製造方法の一実施
例を段階的に説明する模式断面図、第４図は本発明の磁
気記録媒体の一実施例を説明する模式断面図、第５図は
第４図の円Ｂで囲む部分の拡大図、第６図は本発明の磁
気記録媒体の製造方法の一実施例を段階的に説明する模
式断面図である。 1,11……無機物微粒子、2,10,21,30……直鎖状炭化水素
基を有する有機化合物分子、3,22……化学結合部、5,25
……シロキサン結合、16,37……エネルギービーム、17,
38……エチレン結合、20,31……磁性無機物微粒子、23
……フッ素置換部、35……磁場。

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】薄膜状に固定された無機物微粒子と、前記
    無機物微粒子の表面に形成された有機化合物分子よりな
    る有機薄膜とを含み、かつ前記有機化合物分子同志が化
    学結合していることを特徴とする無機物微粒子超薄膜。
  2. 【請求項２】無機物微粒子表面に、前記無機物の構成元
    素の酸化物膜が形成されていることを特徴とする請求項
    １に記載の無機物微粒子超薄膜。
  3. 【請求項３】有機化合物分子の一方の末端基と無機物微
    粒子との化学結合が 結合（シロキサン結合）または −Ｓ−無機物 結合であることを特徴とする請求項１もしくは２に記載
    の無機物微粒子超薄膜。
  4. 【請求項４】無機物微粒子表面に均一に有機化合物分子
    よりなる単分子膜を形成する工程と、前記無機物微粒子
    を気水界面に展開し基板に移し取る工程と、前記基板に
    移し取られた前記無機物微粒子に前記有機化合物分子同
    志を化学結合させるための化学的処理または物理的処理
    を施す工程とを含むことを特徴とする無機物微粒子超薄
    膜の製造方法。
  5. 【請求項５】無機物微粒子表面に有機化合物分子よりな
    る単分子膜を形成する工程が化学吸着法を用いた工程で
    あることを特徴とする請求項４に記載の無機物微粒子超
    薄膜の製造方法。
  6. 【請求項６】有機化合物分子が、CH2基の数が10以上
    で、かつ中に重合反応を行なう基を有する直鎖状炭化水
    素基と、前記有機化合物分子の一方の末端に無機物微粒
    子表面と吸着反応を行なう基とを有することを特徴とす
    る請求項４もしくは５に記載の無機物微粒子超薄膜の製
    造方法。
  7. 【請求項７】無機物微粒子表面と吸着反応を行なう基が
    （モノ，ジもしくはトリ）クロルシラン基もしくはトリ
    アジンジチオール基であることを特徴とする請求項６に
    記載の無機物微粒子超薄膜の製造方法。
  8. 【請求項８】重合反応を行なう基が不飽和結合基である
    ことを特徴とする請求項６もしくは７に記載の無機物微
    粒子超薄膜の製造方法。
  9. 【請求項９】無機物微粒子を基板上に移し取る工程がラ
    ングミュア・ブロジェット法を用いた工程であることを
    特徴とする請求項４から８のいずれかに記載の無機物微
    粒子超薄膜の製造方法。
  10. 【請求項１０】有機化合物分子同志を化学結合させるた
    めの物理的処理を施す工程が紫外線、遠紫外線、電子
    線、Ｘ線等のエネルギービームを照射する工程であるこ
    とを特徴とする請求項４から９のいずれかに記載の無機
    物微粒子超薄膜の製造方法。
  11. 【請求項１１】有機化合物分子同志を化学結合させるた
    めの化学的処理を施す工程が触媒反応を施す工程である
    ことを特徴とする請求項４から９のいずれかに記載の無
    機物微粒子超薄膜の製造方法。
  12. 【請求項１２】薄膜状に固定された磁性無機物微粒子
    と、前記磁性無機物微粒子の表面に形成された有機化合
    物分子よりなる有機薄膜とを含み、かつ前記有機化合物
    分子同志が化学結合していることを特徴とする磁気記録
    媒体。
  13. 【請求項１３】有機化合物分子が、中に重合反応を行な
    う基を有する直鎖状炭化水素基を有し、かつ前記有機化
    合物分子の一方の末端基と磁性無機物微粒子との化学結
    合が 結合（シロキサン結合）または −Ｓ−無機物 結合であり、もう一方の末端におけるメチル基の水素原
    子がフッ素原子に１つ以上置換されており、かつ前記重
    合反応を行なう基間で重合反応して化学結合しているこ
    とを特徴とする請求項12に記載の磁気記録媒体。
  14. 【請求項１４】磁性無機物微粒子表面に有機化合物分子
    よりなる単分子膜を均一に形成する工程と、前記磁性無
    機物微粒子を気水界面に展開し基板に移し取る工程と、
    前記基板に移し取られた前記磁性無機物微粒子に前記有
    機化合物分子同志を化学結合させるための化学的処理ま
    たは物理的処理を施す工程とを含むことを特徴とする磁
    気記録媒体の製造方法。
  15. 【請求項１５】有機化合物分子よりなる単分子膜で覆わ
    れた磁性無機物微粒子を気水界面上に展開し基板に移し
    取る工程において、気水界面上に展開する際に磁場をか
    けることを特徴とする請求項14に記載の磁気記録媒体の
    製造方法。
JP4599989A 1988-06-07 1989-02-27 無機物微粒子超薄膜およびその製造方法およびそれを応用した磁気記録媒体およびその製造方法 Expired - Lifetime JPH0686535B2 (ja)

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JP4599989A JPH0686535B2 (ja) 1989-02-27 1989-02-27 無機物微粒子超薄膜およびその製造方法およびそれを応用した磁気記録媒体およびその製造方法
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