JPS62112215A - 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、真空蒸着やスバ・７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（イｌ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６ｆｆ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アルキルカルボン酸
エステル及びアルミニウムカッ　。

プリング剤を潤滑剤として被着し、あらゆる使用条件下
においても優れた走行性、耐摩耗性、耐久性を発揮し、
かつこれら潤滑効果が持続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−
Ｆｅ２０．Ｃｏを含有するｒ　　ＦｅｚＯ３＋Ｆｅ１０
ａ＋Ｃｏを含有するＦｅｙＯａ、ｒ−ＦｅｚＯｚとＦｅ
、Ｏ，とのへルトライド化合物、Ｃｏを含有するヘルド
ライド化合物、ＣｒＯ２等の酸化物強磁性粉末あるいは
Ｆｅ、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１１（せしめた６？ｆ性塗料を塗布・乾燥するごと
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ｇ！膜形成技術（真空蒸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ｗ！
、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、磁性層の厚みを極め
て薄くすることが可能であるため記！３減磁や再生時の
厚み侑失が著しく小さいこと、磁性Ｚ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、数々の利点を存
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もの高速相対運動のもとに
おかれ、その際走行が円滑に、かフ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
耗や損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。さらには、上記
潤滑剤の強磁性金属薄膜に対する付着力の不足に起因し
て、次第にこの潤滑剤が磁気ヘッドで削り取られ、急激
に効果が低下するという問題があった。

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
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〕

本発明者等は、上述の目的を達成せんものと鋭意研究の
結果、パーフルオロアルキルカルボン酸のエステル部に
長鎖のアルキル基、あるいは二重結合を存するアルキル
基、さらには技分かれしたアルキル基の何れかを導入し
たパーフルオロアルキルカルボン酸エステルと、アルミ
ニウムカップリング剤とを組み合わせることにより、単
独で用いる場合と比較して広い温度範囲に亘って優れた
潤滑作用が発１■され、同時にこの潤滑作用の持続性が
向上して耐久性が増す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、前記強磁性金属薄膜にパーフルオロアルキル
カルボン酸エステル及びアルミニウムカップリング剤を
含む潤滑剤層を被着したことを特徴とするものである。

本発明で使用されるパーフルオロアルキルカルボン酸エ
ステルは、一般式 ％式％ （ただし、式中ｎは６〜ｌＯの整数を表し、Ｒは炭素数
１〜２５の炭化水素基を表す。）で示されるものであっ
て、パーフルオロアルキルカルボン酸と相当するアルコ
ールとを反応させることによって容易に合成することが
できる。

上記パーフルオロアルキルカルボン酸エステルにおいて
、パーフルオロアルキルカルボン酸部の炭素数ｎは、６
〜１０の範囲であることが好ましい。この炭素数ｎが６
未満であると、潤滑効果が不足し、逆に炭素数がｌＯを
越えると低温域で凝固するようになり、したがって低温
条件下での潤滑効果が低下する。また、エステル部の炭
化水素基の炭素数においても同様で、先の一般式中、炭
マヒ水素基Ｒの炭素数が１〜２５であることが好ましく
、炭素数９〜２５であることがより好ましい。

炭化水素基Ｒの炭素数が９未満であると、潤滑効果が不
足し、２５を越えると低温での潤滑効果がなくなる。な
お、この炭化水素５Ｒは、長鎖のアルキル基であっても
よいし、技分かれしたアルキル基や二重結合を有するア
ルキレン鎖であってもよい。

一方、本発明において使用されるアルミニウムカップリ
ング剤としては、一般式 （式中、Ｒ３及びＲ２は同一または異なっていて、何れ
も炭素数１から１０までの炭化水素基を表わし、Ｒ１は
炭素数５から２５までの炭化水素基を表す。） 上記一般式において、Ｒ１，Ｒ２及びＲ３として示され
る炭化水素基としては、直鎖状または分枝状の飽和ｊた
は不飽和の炭化水素残基が挙げら　　　“れ、例えば飽
和または不飽和の脂肪族炭化水素基、さらに詳細には、
アルキル基またはアルケニル基等が挙げられる。なお、
Ｒ１及びＲ２で示される炭化水素基の例としては、メチ
ル基、エチル基。

プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基
、、オクチル基、デシル基等のアルキル基、ビニル基、
プロペニル基、メチルビニル基、ブテニル基、ヘキセニ
ル基等のアルケニル基等が挙げられる。また、Ｒ３で示
される炭化水素基の例としては、ペンチル基、メチルブ
チル基、ヘキシル基、オクチル基、エチルオクチル基、
デシル基５ドデシル基、ペンタデシル基、オクタデシル
基。

メチルヘプタデシル基、エイコシル基、トリコシル基等
のアルキル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、メチルペ
ンテニル基、デセニル基、オクタデセニル基等のアルケ
ニル基等が挙げられる。なお、Ｒ５及びＲ２で表される
炭化水素基は炭素原子数が１ないし５のものが好ましく
、また、Ｒ３で表される炭化水素基は炭素原子数が８な
いし２０のものが好ましい。

上述したパーフルオロアルキルカルボン酸エステルとア
ルミニウムカップリング剤の配合比としては、重量化で
２０：８０〜８０：２０であるのが好ましい。なお、上
述のパーフルオロアルキルカルボン酸エステル及びアル
ミニウムカップリング剤の他、従来周知の潤滑剤を併用
してもよい。

これらパーフルオロアルキルカルボン酸エステル及びア
ルミニウムカップリング剤を含有する潤滑剤層を強磁性
金属ａｖ、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、あるいは逆にこのン容ン夜中に
’Ｊｉ任１生金属薄膜を浸ン貞し乾燥すればよい。

ここで、その塗布量は、０．５　ｍｇ／　ｒｔ？　−１
００１１Ｗ／ｌｄであるのが好ましく、Ｉｍｇ／ｍ〜２
０＋ｎｇ／ｍであるのがより好ましい。この塗布１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−ト５
ディスク２　カード５　ドラム等のいずれでもよい。

また、上記磁性層である強磁性金運７ｉｊ、膜は、真空
蒸着法やイオンブレーティング法２　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。

上記真空仄着法は、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＋？ｉｔ子
ビーム加熱等により蒸発させ、ディスク基板上に蒸発金
属（強磁性金属材料）を沈着するというものであり、−
ｉに高い抗磁力を得るため基板に対して上記強磁性金属
材料を斜めに薄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
、ｌ　Ｏ−’〜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
で上記強磁性金属材料を揮発させるというものである。

上記スパックリング法は、１０−’〜ｌ　Ｏ−’Ｔｏｒ
ｒ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、生し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穫スパツク法や、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、ＣｒやＷ。

■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、ｌｎ。

Ｃｄ、Ｇｅ、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、Ｃ０−Ｎｉ合金、Ｃｏ−Ｐ
Ｌ金合金Ｃｏ−Ｎ１−ｐｔ金合金Ｆｅ−Ｃｏ合金、Ｆｅ
−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｃｏ　−Ｎ　ｉ合金、Ｆｅ−Ｃｏ−
Ｂ合金、Ｃｏ−Ｎ１−Ｆｅ−Ｂ合金、Ｃｏ−Ｃｒ合金あ
るいはこれらにＣｒ、ＡＩＩ！等の金属が含存されたも
の等が挙げられる。特に、Ｃｏ−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。

（作用〕 パーフルオロアルキルカルボン酸エステルとアルミニウ
ムカップリング剤とを含む潤滑剤層は、強磁性金属薄膜
に付着し良好な潤滑効果を発揮して摩擦係数を低減する
。特に、パーフルオロアルキルカルボン酸エステルは低
温下においても良好な潤滑効果を発揮し、またアルミニ
ウムカップリング剤の併用により強磁性金属薄膜に対す
る付着力が向上し潤滑性が持続する。

〔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。

合成例１゜ ノナデカフルオロデカン酸イソステアリルエステルＣＩ
＋３　（Ｃｌｈ）　ａ−Ｃｌｌ−Ｃｌｌ□−０ＣＯ−（
ＣＦｚ）　ａｃＦｚ（ＣＨｚ）　ｂｃＩｈ イソステアリルアルコールとノナデカフルオロデカン酸
をトルエン中、ｐ−トルエンスルホン酸を触媒としてエ
ステル反応を行った。すなわち、１時間加熱還流後、３
時間かけて溶媒中の水分を除去し、さらにトルエンを減
圧下、エバポレータを用いて除き、真空蒸留して精製し
た。（なお、イソステアリルアルコールは、市販のイソ
ステアリン酸をｎ−ブチルエステル化後、水素化リチウ
ムアルミニウムで還元して合成した。）得られた留分の
沸点ｂｐは１４０〜１４５℃１０、２　ｍｍ１１ｇであ
った。

また、生成物の確認は、赤外分光分析（ＩＲ）。

核磁気共鳴分析（ＮＭＲ）、質量分析（ＭＡＳＳ）によ
って行った。その結果、１２１０〜１３８０ｃｍ−’に
かけてＣＦ結合特有の吸収、１７８０ｃｍ−’にエステ
ルの吸収、２９１０ｃｍ−’にＣＨの伸縮振動による吸
収が見られ、また化学イオン法によるマススペクトルで
は、分子イオンピークＭ゛が７６５に見られることから
、この構造を決定した。

合成例２゜ ペンタデカフルオロデカン酸イソステアリルエステルＣ
Ｈｚ（Ｃｌｌ□）　ｌｌ−ＣＩＬＣＩＩ□−０ＣＯ−（
ＣＦ、）　＝Ｃｈ噸 （Ｃ）１□）、Ｃ１＋。

先の合成例１と同様の方法により、イソステアリルアル
コールとペンタデカフルオロオクタン酸をトルエン中、
ｐ−）ルエンスルホン酸ヲ触媒として反応させた。

ｂｐ　　　１２０〜１３４℃（０，２ｍｍＨｇ）ＩＰ　
　　１２００〜１４００ｃｍ−’］　７８０ｃｍ−’ ２　９　２　０ｃｍ−’ Ｍ”　　　　　６６５ 合成例３゜ ペンタデカフルオロオクタン酸イソノニルエステル（Ｃ
１ｈ）３Ｃ（ＣＨ２）ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ２０Ｃ
Ｏ（ＣＦ２ンｂｃＦｘ先の合成例１と同様の方法により
、イソノニルアルコールとペンタデカフルオロオクタン
酸をトルエン中、ｐ−トルエンスルホン酸を触媒として
反応させた。

ｂｐ　　　９４℃（０，２ｍｍＨｇ） ＩＲ１２１０〜１３９０ｃｍ−’ １７８５ｃｍ−’ ２８５０〜２９６０ｃｍ”’ Ｍ’　　　　５３９ 合成例４゜ ペンタデカフルオロオクタン酸すルイルエステルＣＩｌ
＋　（ＣＨ２）　＊　（Ｃ１ｂＣＩＩ＝Ｃｔｌ）　ｚ　
（Ｃ１ｌ　２）　ａＯｃｏ　（ＣＦ　２）　６ＣＦ　ｘ
先の合成例１と同様の方法により、リルイルアルコール
とペンタデカフルオロオクタン酸をトルエン中、ｐ−）
ルエンスルホン酸を触媒として反応させた。

ｂｐ　　１３５〜１３９°Ｃ（０，２ｍｍＨｇ）ＩＲ１
２１０〜１３８０ｃｍ−’ １７８０ｃｍ−’ ２８５０〜３０２０ｃｍ伺 Ｍ“　　　６６３ 実施例 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、第１表に示すバーフ
ルオコアルキルカルボン酸エステル（先の合成例で合成
したもの）とアルミニウムカップリング剤（重量比ｌ；
１）をトルエンで希釈したｌ８液を塗布量が１ｏＫｒ／
ｍとなるように傅布し、１ｌ２インチ幅に裁断してり°
ンプルテーブを作製した。

第１表 （以下余白） 作製された各サンプルテープについて、温度２５℃、相
対温度（ＲＨ）５０％、および−５°Ｃ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［擦
係数は、材質がステンレス（ＳＵＳ３０４）のガイドビ
ンを用い、一定のテンションをかけ５　ｍｍ／ｓｅｃ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。

結果を第２表に示す。

（以下余白） 第２表 この表からも明らかなように、本発明の各実施例は、常
温、低温の各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、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耗が見ら
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Ｒｇｉ膜型の磁気記録媒体の潤滑剤としてパーフ
ルオロアルキルカルボン酸エステル及びアルミニウムカ
ップリング剤を用いているので、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
。

特に、パーフルオロアルキルカルボン酸エステルの凝固
点温度が低いことから、低温下での使用時に効果が大き
い。

さらには、アルミニウムカップリング剤の併用によって
強磁性全屈薄膜に対する付着力が増し、潤滑効果が長！
■に亘って持続される。したがって、磁気記録媒体の耐
久性が大幅に向上する。

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、前記強磁性
   金属薄膜にパーフルオロアルキルカルボン酸エステル及
   びアルミニウムカップリング剤を含む潤滑剤層を被着し
   たことを特徴とする磁気記録媒体。