JPS6246431A - 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ｍ＊を
磁性層として形成した、いわゆる強磁性金属薄膜の磁気
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、パーフルオロ
カルボン酸エステルを潤滑剤として被着し、 特に低温域での使用条件下における耐摩耗性や走行性の
改善を図ろ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Ｔ−
Ｆｅ、Ｏ，Ｃｏを含有するｒ−ＦｅｚＯｚ＋Ｆｅ、Ｏ，
、、Ｃｏを含有するＦｅ３Ｏ４＋ｒ　　ＦｅｇｏｚとＦ
ｅｘＯａ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、Ｃｒｕｘ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、磁性層の厚みを極めて薄く
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
耗や損傷が起こってはならない。

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、脂肪酸、脂肪酸エステル等の潤滑
剤を塗布して保護膜を形成することによって上記耐久性
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、必ずしもこのような要求を満足するよう
な潤滑剤は知られておらず、どちらか一方の性質が劣り
、そのため磁気記録媒体の寿命が短いという欠点があっ
た０例えば、潤滑剤の密着性が悪いと、次第にこの潤滑
剤が磁気ヘッド等により削り取られ、急激に効果が低下
する。また、特に、従来の潤滑剤はＯ〜−５℃のような
低温下では固体または凍結するものが多く、低温での走
行性に優れたものが必要とされている０例えば、合成潤
滑油として広く使用されているリン酸トリエステル系化
合物（はとんどは飽和アルキル基を有するものかフェニ
ル基を有するものである。）はθ〜−５℃の低温下では
ほとんど凍結してしまい、低温での走行性に劣る。

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、摩擦係数が小さく、耐ｗｌ耗性や走
行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、パーフルオロカルボン酸のエステル部に長鎖のア
Ｑｔキル基、あるいは二重結合を有するアルキル基、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
フルオロカルボン酸エステルがこの目的に対して有用で
あ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、この強
磁性台［薄膜に一般式 ％式％ （ただし、式中ｎは６〜１０の整数を表し、Ｒは炭素数
９〜２５の炭化水素基を表す。）で示されるパーフルオ
ロカルボン酸エステルを被着したことを特徴とするもの
である。

このパーフルオロカルボン酸エステルは、パーフルオロ
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。

上記パーフルオロカルボン酸エステルにおいて、パーフ
ルオロ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１０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。

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、Ｒの炭素数が９〜２５であることが好まし
い。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
の炭化水素基Ｒは、長鎖のアルキル基であってもよいし
、枝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。

これらパーフルオロカルボン酸エステル全強磁性金属薄
膜に付着させる方法としては、上記パーフルオロカルボ
ン酸エステル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、パーフルオロカルボン酸エステルの塗布量とし
ては、０．５■／イ〜１００■／ｄであるのが好ましく
、１■／ｄ〜２０■／ｒｒｒ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。

一方、本発明が通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。

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、ディスク基板上に蒸発金Ｘｉ
（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
、１０−４〜１０−’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
中ディスク上記強磁性金属材料を蒸発させるというもの
である。

上記スパッタリング法は、１０４〜１０−’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極スパンタ法や、高周波スパック法、
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、Ｉｎ。

Ｃｄ、Ｇｅ、Ｓ　ｔ、Ｔ７！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セしては、Ｆｅ、
Ｃｏ、Ｎｉ等の金属の他に、Ｃ。

−Ｎｒ金合金Ｃｏ−Ｐｔ合金、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐｔ合金、
Ｆｅ−Ｇｏ金合金Ｆａ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎ１合
金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ合金、Ｃｏ−Ｎ１−Ｆｓ−Ｂ合金、
Ｇｏ−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、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〕

パーフルオロカルボン酸エステルは、強磁性金属薄膜に
強固に付着し、良好な潤滑効果を発揮して摩擦係数を低
減する。また、このパーフルオロ−カルボン酸エステル
は、如何なる条件下（特に低温下）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
発明が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−）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℃７０、２　ｖ＋＋Ｈｇであうた
。

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、１７８０Ｃａｌ”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Ｍ９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
ｌ１ｚ　（ＣＨｔ）　５−ＣＦＩ−ＣＨｔ−ＯＣＯ−（
ＣＦｌ）　１ｃｅｓ（Ｃ１ｉｃｕｓ 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−）ルエンスルホン酸を触媒として反応させた。

ｂｐ　　　　　　１２０〜１３４　℃　（０，２ｓｍｌ
ｇ）ＩＲ１２Ｇ９〜１４００ｃ＋ｓ−’ １７８０ｃｍ−皇 ２９２０ｃｍ−’ 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Ｊしく
ＣＨｓ）　５Ｃ（Ｃ１ｈ）ＣＩ（ＣＨｓ）ＣＨｔＣＴｏ
ＯＣＯ（Ｃｈ）　１ｃＦｓ先の合成例１キ同様の方法に
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−）ルエンスルホン酸を触媒と
して反応させた。

ｂｐ　　　９４℃（０，２ｅｉｍＨｇ）ＩＲ１２１０〜
１３９０ｃｍ−’ １　７　８　５ｃｍ−’ ２８５０〜２９６０ｃ−一１ 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Ｃ１１
ｓ（ＣＨｔ）ｓ（ＣＨｔＣＨ＝ＣＩ）ｔ（ＣＩり・ＯＣ
Ｏ（ＣＦ意）＆Ｃｈ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−トルエンスルホン酸を触媒として反応
させた。

ｂｐ　　　　１３５〜１３９℃　（０，２ｍｍ）Ｉｇ）
ＩＲ１２１０〜１　３８０ｃｍ−’ １　７８０ｃｍ−’ ２　８　５　０　〜３　０　２　０ｃｍ−’Ｍ”　　　
　　６６３ 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
性金属薄膜を形成した。

次に、この強磁性金属薄膜表面に先の合成例１で得られ
たノナデカフルオロデカン酸イソステアリルエステルの
１％フレオン溶液を、このノナデカフルオロデカン酸イ
ンステアリルエステルの塗布量が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゜ ノナデカフルオロデカン酸イソステアリルエステルのか
わりに先の合成例２で得られたペンタデカフルオロオク
タン酸イソステアリルエステルを用い、他は実施例１と
同様の方法によりサンプルテープを作製した。

実施例３゜ ノナデカフルオロデカン酸イソステアリルエステルのか
わりに先の合成例３で得られたペンタデカフルオロオク
タン酸イソノニルエステルを用い、他は実施例１と同様
の方法によりサンプルテープを作製した。

実施例４゜ ノナデカフルオロデカン酸イソステアリルエステルのか
わりに先の合成例４で得られたペンタデカフルオロオク
タン酸すルイルエステルを用い、他は実施例１と同様の
方法によりサンプルテープを作製した。

上述の各実施例で作製されたサンプルテープについて、
温度２５℃、相対湿度（ＲＨ）５０％、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（３０３３０４
）のガイドビンを用い、一定のテンションをかけ５　ｍ
ｍ１ｓｅｃの速度で送り、試験したものである６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。

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） この表からも明らかなように、本発明の各実施例は、常
温、高温高温、低温の各条件下で動Ｊｔｌ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（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
オロカルボン酸エステルを用いているので、如何なる条
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、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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 非磁性支持体上に強磁性金属薄膜を形成し、この強磁性
   金属薄膜に一般式 Ｃ＿ｎＦ＿２＿ｎ＿＋＿１ＣＯＯＲ （ただし、式中ｎは６〜１０の整数を表し、Ｒは炭素数
   ９〜２５の炭化水素基を表す。） で示されるパーフルオロカルボン酸エステルを被着した
   ことを特徴とする磁気記録媒体。