JPH0610858B2

JPH0610858B2 - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH0610858B2
Application number: JP59278811A
Authority: JP
Inventors: 正俊中山; 治幸森田; 悠一久保田; 佳子土屋
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1984-12-29
Filing date: 1984-12-29
Publication date: 1994-02-09
Anticipated expiration: 2009-02-09
Also published as: JPS61158026A

Description

【発明の詳細な説明】Ｉ発明の背景技術分野本発明は、磁気記録媒体に関する。さらに詳しくは、耐
久性改善のため、所定のプラズマ処理を施したベースフ
ィルムを用いた磁気記録媒体に関する。

先行技術とその問題点非磁性支持体上に、γ−Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｃｏ含有γ−Ｆｅ
_２Ｏ_３等の酸化物系磁性粉と結合剤とを主体とする磁性
層を形成した磁気記録媒体が出現してすでに久しい。

また、最近では、記録密度をさらに向上する目的で、Ｆ
ｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｃｏ−Ｎｉ、Ｒｅ−Ｃｏ
−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ−Ｂ、Ｍｎ
−Ｂｉ、Ｍｎ−Ａｌ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｖ等の強磁性粉と結
合剤等から成る磁気記録媒体、さらには金属蒸着薄膜や
スパッタ薄膜を磁性層とする磁気記録媒体が実用化さ
れ、脚光をあびつつある。

これらの磁気記録媒体においては、特に磁気テープおよ
び磁気ディスクの用途では、摩擦係数が小さく、円滑で
所定な走行性を示すこと、耐摩耗性に優れ、長時間にわ
たって安定走行を行ないうること、置かれた環境条件に
対して安定でいつでも確実な再生ができること、耐久性
のあること等が強く求められる。

従来より、耐久性を改善する目的で、種々のベースフィ
ルムに対する前処理が行なわれてきた。

前処理としては、薬液処理、コーティング処理、コロナ
放電処理等がある。

薬液処理法としては、酸、アルカリ処理がある。もっと
も効果的な薬液処理方法としては、クロム酸処理液のよ
うな強酸／強酸剤の薬液を用いて表面を酸化させ、カル
ボニル基やカルボキシル基を導入して表面をエッチング
するものがある。

しかしながら、薬液処理方法においては、フィルム表面
の洗浄、乾燥が必要のみならず、廃液処理に多大な投資
を必要とすることが欠点である。特に、クロム酸処理
は、廃液が公害規制の対象となるので、今日では利用が
少なくなってきている。

フィルムのコーティング法においては、アンダーコート
に含まれるバインダー系と磁性層との相互作用が必要で
ある。

すなわち、磁性層のバインダー、顔料の組成の変更があ
れば、それに最適なアンダーコーティング組成の選択が
必要である。コーティング法においては、このようなソ
フト技術が必要のみならず、塗布、乾燥のプロセスを準
備することを必要とし、また、コーティング原材料を消
費するため製品のコストアップが避けられない。

コロナ放電処理は、ドライプロセスであるため、洗浄、
乾燥や廃液処理のプロセスを必要としないことが有利で
ある。

このコロナ処理は、古くから行なわれており、接着性、
ぬれ特性、印刷性の改善効果がある。

しかし、コロナ処理では、今後ますます要求が厳しくな
る高性能な磁気記録媒体の特性を満足できないという問
題がある。

その他の方法としては、火炎処理があるが寸法安定性の
要求が厳しく磁気記録媒体には利用できない。

このような実状からベースフィルムに対するプラズマ処
理の提案がなされている。

プラズマ処理法は、一工程のみから成り、ドライプロセ
スであるので乾燥、廃液処理が必要でなく、バインダー
等の原材料を消費しないという利点がある。さらに、プ
ラズマ処理法は、高速での連続生産が可能であるため、
磁気記録媒体製造工程に容易に組み込むことができ、そ
の生産性を阻害しない。

ベースフィルムに対するプラズマ処理としては、例え
ば、特公昭５７−４２８８９号には、空気、酸素、窒
素、水素、ヘリウム、アルゴン等を処理ガスとして、ラ
ジオ波あるいはマイクロ波の周波数のプラズマで処理す
る技術が開示されている。

また、特開昭５８−７７０３０号には、酸素、アルゴ
ン、ヘリウム、ネオン、あるいは窒素を処理ガスとし
て、商用周波数にて所定の印加電流でプラズマ処理する
技術が開示されている。

これらプラズマ処理によれば、磁性層との接着力が向上
し、耐久性が向上する。

しかし、接着強度および耐久性の点では未だ不十分であ
る。

II 発明の目的本発明の目的は、耐久性と磁性層の接着強度とが格段と
向上した、プラズマ処理を施したベースフィルムを用い
た磁気記録媒体を提供することにある。

III 発明の開示このような目的は下記の本発明によって達成される。

すなわち本発明は、ＮとＨとＯとを含む無機ガスを処理ガスとし、プラズマ
処理したベースフィルム上に、直接あるいは下地層を介
して、磁性層を形成したことを特徴とする磁気記録媒体
である。

IV 発明の具体的構成以下、本発明の具体的構成について詳細に説明する。

本発明の磁気記録媒体に用いられるベースフィルム材質
としては、非磁性プラスチックであれば特に制限はない
が、通常は、ポリエチレンテレフタレート等のポリエス
テル等を用いる。また、その形状、寸法、厚さには制限
はなく、用途に応じたものとすればよい。

このようなベースフィルムの少なくとも磁性層形成面に
は、プラズマ処理が施される。

プラズマ処理法は、処理ガスとして無機ガスを用い、こ
のガスの放電プラズマをベースフィルムに接触させるこ
とによりベースフィルム表面をプラズマ処理するもので
ある。

原理について概説すると、気体を低圧に保ち電場を作用
させると、気体中に少量存在する自由電子は、常圧に比
べ分子距離が非常に大きいため、電界加速を受け５〜１
０eVの運動エネルギー（電子温度）を獲得する。

この加速電子が原子や分子に衝突すると、原子軌道や分
子軌道を分断し、これらを電子、イオン、中性ラジカル
など、通常の状態では不安定の化学種に解離させる。

解離した電子は再び電界加速を受けて、別の原子や分子
を解離させるが、この連鎖作用で気体はたちまち高度の
電離状態となる。そしてこれはプラズマガスと呼ばれて
いる。

気体分子は電子との衝突の機会が少ないのでエネルギー
をあまり吸収せず、常温に近い温度に保たれている。

このように、電子の運動エネルギー（電子温度）と、分
子の熱運動（ガス温度）が分離した系は低温プラズマと
呼ばれ、ここでは化学種が比較的原型を保つたまま重合
等の加成的化学反応を進めうる状況を創出しており、本
発明はこの状況を利用してベースフィルムをプラズマ処
理しようとするものである。なお低温プラズマを利用す
るため、ベースフィルムの熱影響は全くない。

プラズマにより、ベースフィルム表面を処理する装置例
が第１図に示してある。第１図は、周波数可変型の電源
を用いたプラズマ処理装置である。

第１図において、反応容器Ｒには、処理ガス源１または
２から処理ガスがそれぞれマスフローコントローラ３お
よび４を経て供給される。ガス源１または２から別々の
ガスを供給する場合は、混合器５において混合して供給
する。

処理ガスは、各々１〜２５０ml／分の流量範囲をとりう
る。

反応容器Ｒ内には、被処理ベースフィルム支持装置が設
置され、ここでは磁気テープ用のフィルムの処理を目的
として、繰出しロール９と巻取りロール１０とが示して
ある。

被処理磁気記録媒体用ベースフィルムの形態に応じて様
々の支持装置が使用でき、例えば載置式の回転支持装置
が使用されうる。

被処理ベースフィルムを間に挟んで対向する電極７、
７′が設けられており、一方の電極７は周波数可変型の
電源６に接続され、他方の電極７′は８にて接地されて
いる。

さらに、反応容器Ｒ内には、容器内を排気するための真
空系統が配備され、そしてこれは液体窒素トラップ１
１、油回転ポンプ１２および真空コントローラ１３を含
む。これら真空系統は反応容器内を０．０１〜１０Torr
の真空度の範囲に維持する。

操作においては、反応容器Ｒ内がまず、１０^-3Torr以下
になるまで油回転ポンプにより容器内を排気し、その後
処理ガスが所定の流量において容器内に混合状態で供給
される。このとき、反応容器内の真空は０．０１〜１０
Torrの範囲に管理される。

被処理ベースフィルムの移行速度ならびに処理ガスの流
量が安定すると、周波数可変型電源がオンにされる。こ
うして、移行中のベースフィルムがプラズマ処理され
る。

このようなプラズマ処理において、本発明では、処理ガ
スとして、ＮとＨとＯとを含む無機ガスを用いる。

これらの無機ガスは、Ｎ_２，Ｈ_２，ＮＨ_３，Ｏ_２，
Ｏ_３，Ｈ_２Ｏ，ＮＯ，Ｎ_２Ｏ，ＮＯ_２などＮＯｘ等の中
から適宜選定し、混合したものを用いればよい。

この場合、無機ガス中のＮの含有量は５〜８０at%、Ｈ
の含有量は５〜８０at%、Ｏの含有量は０〜５０at%であ
る。上記無機ガス中の含有物の含有量範囲が、上記範囲
をはずれると、本発明の実効はなくなる。

なお、上記の無機ガス中に、Ｎ，Ｈ，Ｏ以外のガスが含
まれる場合、Ａｒ，Ｎｅ，Ｈｅ等の１種ないし２種以上
いずれであつてもよい。

さらに、電源の周波数は、１０KHz〜２００KHzとされ
る。

周波数１０KHzより小、ないし２００KHzより大となる
と、耐久性が急激に減少し、接着強度が急激に低くな
る。

なお、印加電流、処理時間等は通常の条件とすればよ
い。

このようなプラズマ処理を施されたベースフィルムは、
接触角が低下し、しかもＦＴＩＲ（フーリエ変換赤外吸
収スペクトル）により、表面が改質され、Ｎ−Ｈ結合が
生じていることが確認できるものである。

このように、プラズマ処理を施されたベースフィルムの
表面に形成される磁性層としては、種々のものが可能で
ある。

例えば、鉄、コバルト、ニッケル等の磁性金属ないしそ
れらの合金を、真空蒸着、イオンプレーティング、スパ
ッタリング、メッキ等の手段によって被着するものであ
ってもよい。

また、磁性粉末、バインダー、有機溶剤、そして必要な
その他の成分からなる磁性塗料を塗布菓燥して設置した
ものであってもよい。

この場合、磁性粉末としては、 γ−Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｆｅ_３Ｏ_４、Ｃｏ含有γ−Ｆｅ
_２Ｏ_３、Ｃｏ含有Ｆｅ_３Ｏ_４、Ｆｅ等いずれであっても
よい。また、バインダー等にも制限はない。

そして、これらの磁性層は、ベースフイルムのプラズマ
処理面上に直接形成してもよク、あるいは下地層を介し
て設層してもよい。

下地層としては、アルミニウム、銅、チタン、クロム等
の合金をイオンプレーティング、真空蒸着、スパッタリ
ング等によって形成したものであってもよい。

また、樹脂を塗布してもよい。この場合、樹脂層中に微
粒子を含有させることもできる。

Ｖ発明の具体的作用効果本発明の磁気記録媒体は、各種の用途に用いられる。

本発明によれば、Ｎ，Ｈ，Ｏを用い、より好ましくはプ
ラズマ周波数を特定範囲に制御するので、接触角が大き
く低下し、耐久性が臨界的に向上する。特に、スチル特
性が格段と向上し、耐久走行性が格段と向上する。ま
た、直接ないし下地層を介して設置される各種磁性層と
の接着強度も格段と向上する。

VI 発明の具体的実施例以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明をさらに詳
細に説明する。

実施例１１０μｍのポリエチレンテレフタレート(PET)製のベー
スフィルムに対して、下記に示すような混合ガスを処理
ガスとしてプラズマ処理した。

プラズマ処理条件は下記に示す通りとした。

処理条件１処理ガス：ＮＨ_３：Ａｒ＝１０：１の混合ガスとした。

ガス流量：５０ｍｌ／分真空度：０．１Torr 電源：１００KHz ベースフィルム走行速度：３０ｍ／分処理条件２処理ガス：ＮＨ_３ガス流量：１００ｍｌ／分真空度：０．１Torr 電源：１００KHz ベースフィルム走行速度：３０ｍ／分処理条件３処理ガス：ＮＯ_２：Ｈ_２＝３：１の混合ガスとした。

ガス流量：１００ｍｌ／分真空度：０．１Torr 電源：１５０KHz ベースフィルム走行速度：３０ｍ／分処理条件４処理ガス：ＮＨ_３：Ｏ_２＝５：１の混合ガスとした。

ガス流量：５０ｍｌ／分真空度：０．０１Torr 電源：５０KHz ベースフィルム走行速度：３０ｍ／分処理条件５処理条件１において、電源を１３．５６MHzとし。その
他の条件は処理条件１の場合と同様した。

処理条件６処理条件１において、電源を５００KHzとし。その他の
条件は処理条件１の場合と同様とした。

処理条件７コロナ放電処理を実施した。コロナ放電処理は、ピラー
社製コロナ処理機Ｐ−５００ＶＡを用いてフィルム処理
速度３０ｍ／分、電圧２００Ｖで実施した。

処理条件８処理条件１において、処理ガスをＡｒとした。

処理条件９処理条件５において、処理ガスをＡｒとした。

処理条件１０処理条件６において、処理ガスをＡｒとした。

さらに、このように処理された各ポリエステルフィルム
上に、下記に示すような方法で磁性層を設け、下記表１
〜３に示される各種磁気テープを作製した。

磁性層１Ｆｅ−Ｃｏ金属粉１００部研磨剤（Ａｌ_２Ｏ_３３部ニトロセルロース６部エポキシ樹脂（商品名エピコート１００４）４部ポリウレタン（商品名ニッポラン５０３３）１０部溶剤２５０部上記組成物をサウンドミルにて５時間分散させ、イソシ
アネート（コロネートＬ）４部を加え、磁性配向処理を
施しながら上記の処理をした１０μｍのポリエチレンテ
レフタレートに塗布した。

得られた各サンプルについて下記（イ）、（ロ）、
（ハ）および（ホ）の試験を実施した。処理条件と試験
結果をまとめて表１に示す。

磁性層２Ｃｏ−Ｎｉ（組成Ｃｏ９５wt%−Ｎｉ５wt%）を原料とし
て０．１μｍの厚さにスパッタした。

得られた各サンプルについて、下記（ロ）、（ハ）、
（ニ）および（ホ）の試験を実施した。処理条件と試験
結果とをまとめて表３に示す。

磁性層３Ｃｏ８０wt%とＮｉ２０wt%のインゴットから０．１μｍ
の磁性層を、酸素含有雰囲気中で斜め蒸着した。

得られた各サンプルについて、下記（ロ）、（ハ）、
（ニ）および（ホ）の試験を実施した。処理条件と試験
結果とをまとめて表２に示す。

（イ）接着強度(1) 作製した１／４インチ幅テープの磁性塗膜側に接着テー
プを一定の圧力で接着させ、この接着テープを１８０゜
の角度方向に一定の速度で引き離し、剥離に要した力を
測定した。

（ロ）スチル時間(1) 温度２０℃、湿度６０％の条件下で、ＶＴＲで静止画像
を再生したときに画像が出なくなるまでの時間として測
定した。

（ハ）接触角接触角柱ＣＡ−Ｐ型（協和化学製）を用いて水の液滴投
影法により測定した。

（ニ）接着強度(2) 作成したテープを１cm×１cmに切断する。接着試験とし
て底が１cm×１cmで長さ５cmの鉄製の四角柱の底にエポ
キシ樹脂をつけ、テープをはる。テープの上面にエポキ
シ樹脂をつけ、その上に底が１cm×１cmで長さ５cmの鉄
製の四角柱をはりつける。次いで、エポキシ樹脂が硬化
後、テンシロン装置を用いて、上下の四角柱を引っ張
り、そのときの剥離所を調べる。

磁性層とベースフィルム面との剥離を×とし、磁性層とベースフィルム面は剥離せず、エポキシ樹脂接
着面の剥離またはベースフィルムが破壊した場合を〇で
示した。

（ホ）スチル時間(2) 接触角や接着強度の差をより一層明瞭なものとするスチ
ル特性として、温度６０℃、湿度９０％の高温多湿下
で、ＶＴＲで静止画像を再生した時に画像が出なくなる
までの時間を測定した。

結果を表１〜３に示した。

表１〜３に結果より本発明の効果が明らかである。

なお、本発明の処理によるサンプルでは、ＦＴＩＲの結
果、表面にＮ−Ｈ結合が確認された。

【図面の簡単な説明】

第１図はプラズマ処理装置の概略図である。１、２：処理ガス源３、４：マスフローコントローラ５：混合器６：直流、交流および周波数可変型電源７、７′：電極９、１０：繰出しおよび巻取りロール１１：液体窒素トラップ１２：油回転ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者土屋佳子東京都中央区日本橋１丁目13番１号テイーデイーケイ株式会社内 (56)参考文献特開昭60−228545（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＮとＨとＯとを含む無機ガスを処理ガスと
し、プラズマ処理したベースフィルム上に、直接あるい
は下地層を介して、磁性層を形成したことを特徴とする
磁気記録媒体。
【請求項２】プラズマ処理が、１０KHz〜２００KHzの周
波数で行われる特許請求の範囲第１項に記載の磁気記録
媒体。