JPS62103834A - 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、真空蒸着やスパンタリング等の真空薄■り形
成技術等の手ア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、いわゆる強磁性金属薄膜型の
磁気記録媒体に関するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、非磁性支持体上に強磁性金属７！ｖ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
エステル及びソルビタンエステルあるいはマンニソクン
エステルを潤滑剤として被着し、 広範な使用温度条件に亘り走行性、耐摩１し性２耐久性
を改善するものである。

〔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　
−Ｆ　ｅ、０．、Ｃｏを含有するｒ−ＦｅｚＯ１゜”　
ｅ：ｌＯａ　＋　Ｃｏを含有するＦ　ｅ　ｔｏｐ、　７
　　Ｆ　Ｌ！　２０３とＦｅ３０ａとのへルトライド化
合物、Ｃｏを含有するベルトライド化合物、　　Ｃｒ　
Ｏｚ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Ｔｅｌ性材１′４
を塩化ビニル一＃酸ビニル系共重合体５ポリエステル樹
脂、ポリウレタン樹脂等の有機ハ・Ｃアダー中に分（１
シ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、高富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ａ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りに直接被着し
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（
負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ｉＪ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Ｆ４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、イ疑着現象（いわゆ
るはりつき）が起こり易（なったり）Ｉ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Ｆ
ｊｌ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゛Ｃ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。

そこで本発明は、如何なる使用温度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、耐摩耗性や
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
たパーフルオロアルギルカルボン酸エステルと、ソルビ
タンエステルあるいはマンニッタンエステルとを組み合
わせることにより、単独で用いる場合と比較して優れた
潤滑作用が発揮され、同時に使用温度帯域の拡大を図る
ことが可能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、前記強磁性金属ｇＩ膜にパーフルオロアルキルカ
ルボン酸エステル及びソルビタンエステルあるいはマン
ニッタンエステル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６〜１０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；ド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、
炭化水素基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、この炭化水素基Ｒ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、本発明に用いられるソルビタンエステルまたはマ
ンニソタンエステルとしては、モノラウリン酸エステル
、モノパルミチン酸エステル、モノミスチリン酸エステ
ル、モノステアリン酸エステル、モノオレイン酸エステ
ル、等のモノソルビタンエステルまたはモノマンニッタ
ンエステル；トリステアリン酸エステル、トリオレイン
酸エステル、等の多価ソルビタンエステルまたは多価マ
ンニッタンエステルが挙げられる。

上述したパーフルオロアルキルカルボン酸エステルとソ
ルビタンエステルあるいはマンニッタンエステルの配合
比としては、重量比で３０ニア０〜７０　：　３０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ヒソルビタンエステルあるいはマン
ニッタンエステルの他、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ソ
ルビタンエステルあるいはマンニッタンエステルを含有
する潤滑剤層を強磁性金属材料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、その塗布量は、０．５■／イ〜１００■／ｒ＋
（であるのが好ましく、１■／ｄ〜２０■／イであるの
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・耐久性の向上上いう効果が顕
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、真空痕着法
やイオンブレーティング法、スパッタリング法等の真空
ａ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−ＩＩＴｏｒｒ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属
（強磁性金属材料）を沈着するというものであり、−最
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装着法の一種であり
、ＩＯ−′〜Ｉ　Ｏ−”Ｔｏｒｒの不活性ガス雰囲気中
でＤＣグロー放ＩＪ、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蒸発させるというものである
。

上記スパッタリング法は、ｌ　Ｏ−３〜Ｉ　Ｏ−’Ｔｏ
ｒｒ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１３極スパツタ法や、高周波スバ、
り法、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ｌｔ！！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、基板上にあらかし
めＢｉ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｉｎ。

ｃｄ、（：、ｅ、Ｓｉ、Ｔｅ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、ｃ。

−Ｎｉ合金、Ｃｏ−Ｐｔ合金、Ｃｏ−Ｎ１−Ｐｔ合金、
Ｆｅ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎ　ｉ
合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ合金、Ｃｏ−Ｎｉ　−Ｆ　ｅ　−
Ｂ合金、Ｃｏ−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〕 パーフルオロアルキルカルボン酸エステルとソルビタン
エステルあるいはマンニッタンエステルとを含む潤滑剤
層は、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。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、ソルビタンエステルあるいはマンニソ
クンエステルは常温で良好な潤滑性を発揮するので、使
用温度範囲の拡大が図られる。

〔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ンステアリルエステルＣ）
Ｉ：ｌ　（Ｃ１１２）　５−Ｃ）Ｉ−ＣＨｚ−ＯＣＯｌ
（ＣＦ、）８ＣＦ３（Ｃ１＋□）６ｃＨ３ イン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、Ｉ）−）ルエンスルボン酸を触媒として
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２エバポレータを用いて除き、真空蒸留してＩｎ
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ｔａｐは１４０−１４５℃１０、２　ｍｍ１１
ｇであった。

また、生成物の確認は、赤外分光分析（ＩＲ）。

核磁気共１１へ分析（ＮＭＲ）、質量分析（ＭＡＳＳ）
によって行った。その結果、１２１０〜１３８０ｃｍ−
’にかけてＣＦ拮会合特有吸収、１７８゜ｃＦ’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１−
ルでは、分子イオンビーク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
Ｉ＋３（Ｃ１ｌ□）ａ−Ｃ１ｌ−Ｃｆｌｚ−ＯＣＯ−（
ＣＦ、）　ｂｃＦ３（Ｃ１１□）、Ｃ１ｈ 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℃（０，２ｍｍＨｇ）ＩＲ１
２００−１４００ｃｍ−’ １７８０ｃｍ”’ ２９２０ｃｒ＝ 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
１１３）　３Ｃ（ＣＬ）Ｃ１１（Ｃ１１３）ＣＩｌ□Ｃ
Ｈ２０ＧＯ（ＣＦｚ）　６ＣＦ３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℃（０，２ｍｍｌ１ｍｍ１ｌ　　　１２
１０〜１３９０ｃｍ−’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ＣＨａ
（ＣＨｚ）ｚ（ＣＨｘＣＨ＝Ｃ）Ｉ）ｚ（ＣＨｚ）＋＋
０ＣＯ（ＣＦｚ）ａｃＦ３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−）ルエンスルホン酸ヲ触媒とし
て反応させた。

ｂｐ　　　　１３５−１３９°Ｃ（０，２ｍｍｌ１ｍｍ
１ｌ　　　　１２１０〜１３８０ｃｍ−’１　７　８　
０ｃｍ−’ ２８５０〜３０　２　０ｃｍ−’ 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表に示すパーフ
ルオロ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）とソルビクンエステルあるいはマンニッタン
エステルｌｉ比１　：　１　）を溶媒（フレオン）で希
釈した溶液を塗布量が１０ｎｖ／ｍ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
。

（以下余白） 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
対湿度（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。この動摩擦
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５ＬｎＩＩｌ／ｓｅ
ｃ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隻 （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、低／！Ｘｉ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一３ｄ
Ｂ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１．★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ヒソルビタンエ
ステルあるいはマンニッタンエステルを用いているので
、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。

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
   びソルビタンエステルあるいはマンニッタンエステルを
   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
   。