JPS60121521A - 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】 この発明は強磁性金属薄膜層を磁気記録層とする磁気記
録媒体に関し、その目的とするところは、耐久性および
耐食性に優れた前記の磁気記録媒体を提供することにあ
る。

強磁性金属薄膜層を磁気記録層とする磁気記録媒体は、
通常、金属もしくはそれらの合金などを真空蒸着、スパ
フタリング等によって基体フィルム上に被着してつくら
れ、高密度記録に適した特性を有するが、反面磁気ヘッ
ドとの摩擦係数が太き（て摩耗や損傷を受け易く、また
空気中で除々に酸化を受けて最大磁束密度などの磁気特
性が劣化するなどの難点がある。

このため、従来から強磁性金属薄１漠層上に種々の有機
化合物からなる保護膜層を設けて耐久性および耐食性を
改善することが行われており、たとえば、種々の１ｆｌ
Ｉ滑剤または被膜性のよい樹脂を溶剤に溶解して塗布し
たり、あるいは近年においては、潤滑剤等を真空蒸着し
たり有機化合物のモノマーガスをプラズマ重合したりし
て有機化合物からなる保護膜層を強磁性金属薄膜層上に
設けることが試みられている。

ところが、これらの有機化合物からなる保護膜層は、強
磁性金属薄膜層に対する接着性が良好でなく、磁気ヘッ
ドとの摺接によって比較的短時間で保護膜層が剥離、破
壊したり、高温多湿の条件下では保護膜層下の強磁性金
属薄膜層が比較的短時間で腐食したり保護膜層が剥離し
たりする場合があり、未だ耐久性および耐食性は充分に
改善されていない。

この発明者らは、かかる現状に鑑み種々検討を行った結
果、まず、強磁性金属薄膜層の表面を水蒸気のプラズマ
でプラズマ処理し、次いでこの上に、潤滑剤等を真空蒸
着するかもしくは有機化合物のモノマーガスをプラズマ
重合するがあるいは／ｌｉ！Ｉ滑剤や被膜性のよい樹脂
等を塗布するなどして有機化合物からなる保護膜層を形
成すると、強磁性金属薄膜層の表面にプラズマ処理によ
り強磁性金属の酸化物ないし水酸化物等が生じてこれら
の有機化合物からなる保護膜層との接着性が改善され、
これらの有機化合物からなる保護膜層が強磁性金属薄膜
層上に強固に被着されて耐久性および耐食性が充分に改
善されることを見いだし、この発明をなすに至った。

この発明において、強磁性金属薄膜層の表面の水蒸気の
プラズマによるプラズマ処理は、強磁性金属薄膜層を、
高周波電極または交流電極もしくは直流電極で発生させ
た水蒸気のプラズマ中にさらすか、あるいはイオン源が
らイオン化した水蒸気を強磁性金属薄膜層の表面に差し
向けるなどの方法で行われ、このようなプラズマ処理が
行われると、強磁性金属薄膜層の表面に強磁性金属の酸
化物ないし水酸化物等が生じて、強磁性金属薄膜層の表
面がこれらの強磁性金属の酸化物ないし水酸化物等によ
って被覆される。従って、有機化合物からなる保護膜層
は、強磁性金属薄膜層の表面に被覆された強磁性金属の
酸化物ないし水酸化物等を介して強磁性金属薄膜層上に
形成され、このようなプラズマ処理によって生じた強磁
性金属の酸化物ないし水酸化物は有機化合物との接着性
が良好なため、有機化合物からなる保護膜層と強磁性金
属薄膜層との接着性が改善され、有機化合物からなる保
護膜層が強磁性金属薄膜層上に強固に被着されて、耐久
性および耐食性が充分に向上される。このような水蒸気
のプラズマ処理によって強磁性金属薄膜層の表面を被覆
する強磁性金属の酸化物ないし水酸化物等の被覆の厚み
は、この上にさらに形成される、有機化合物の保護膜層
を接着性よく良好に被着形成させるため、２〜１００人
の範囲内にするのが好ましく、３〜３０人の範囲内にす
るのがより好ましい。またプラズマ化した水蒸気を強磁
性金属薄膜層の表面に接触させる場合、処理槽内におけ
る水蒸気のガス圧は、高周波電極または交流電極もしく
は直流電極で水蒸気のプラズマを発生させる場合、さら
にはイオン源で水蒸気をイオン化する場合でそれぞれ若
干の違いはあるが、ｌＸｌ０−５トールより低くすると
放電せず、１トールより高くしてもまた放電がおこらな
いため、ｌＸｌ０−５〜１トールの範囲内にするのが好
ましく、５×１０４〜５Ｘ１０−’　トールの範囲内に
するのがより好ましい。また、これらのプラズマ処理の
処理時間は、前記の水蒸気のガス圧と同様に高周波電極
または交流電極もしくは直流電極で水蒸気のプラズマを
発生させる場合、さらにはイオン源を使用する場合でそ
れぞれ若干の違いはあるが、０．５秒間より短いと所期
の効果が得られず、６０秒間より長いと強磁性金属薄膜
層に錆が生じたりするおそれがあるため０．５〜６０秒
間の範囲内で行うのが好ましく、１〜１０秒間の範囲内
で行うのがより好ましい。

このようにして水蒸気のプラズマ処理によって表面が強
磁性金属の酸化物ないし水酸化物等で被覆された強磁性
金属薄膜層上に、さらに被着形成される有機化合物の保
護膜層は、この保護膜層が潤滑剤等の真空蒸着によって
形成される場合は、一般に磁気記録媒体に使用される潤
滑剤等を真空雰囲気下で加熱蒸発させて、前記の強磁性
金属薄膜層上に析出することによって形成される。真空
蒸着はｌＸｌ０−５以下の真空雰囲気下で行うのが好ま
しく、このような真空蒸着によって保護膜層を形成する
のに使用される潤滑剤としては、炭化水素系潤滑剤、脂
肪族化合物、フッ素系？ｗＪ滑剤、シリコーン系潤滑剤
等が好ましく使用され、これらの潤滑剤はいずれか一種
を単独で真空蒸着するかあるいは二種以上を同時に真空
蒸着するなどして前記の強磁性金属薄膜層上に被着され
る。このように真空蒸着によって形成される潤滑剤等か
らなる保護膜層は、潤滑性に優れ、従って、この潤滑剤
等の有機化合物からなる保護膜層が強磁性金属薄ｌ！層
表面に被覆された強磁性金属の酸化物ないし水酸化物等
を介して強磁性金属薄膜層上に形成されると、強磁性金
属薄膜層との接着性が改善され、摩擦係数も低減されて
耐摩耗性および耐食性が充分に向上される。このような
潤滑剤等からなる保護膜層の膜厚は、３人より薄いと耐
摩耗性および耐食性が充分に改善されず、２０００人よ
り厚くするとスペーシングロスが大きくなって電磁変換
特性に悪影響を及ぼすおそれがあるため、３〜２０００
人の範囲内となるようにするのが好マシク、５〜５００
人の範囲内となるようにするのがより好ましい。

また、有機化合物のモノマーガスのプラズマ重合によっ
て有機化合物からなる保護膜層が形成される場合は、処
理槽内で、炭化水素系化合物、フッ素系有機化合物およ
びケイ素系有機化合物等のモノマーガスを、高周波によ
りプラズマ重合させて、前記の表面が強磁性金属の酸化
物ないし水酸化物等で被覆された強磁性金属薄膜層上に
析出することによって形成される。このプラズマ重合保
護膜層を形成するのに使用するモノマーガスとしては、
たとえば、プロパン、エチレン、プロピレンなどの炭化
水素系化合物のモノマーガス、０２Ｆ４等のフッ素系有
機化合物のモノマーガスおよびテトラメチルシラン、オ
クタメチルシクロテトラシロキサン、ヘキサメチルジシ
ラザン等のケイ素系有機化合物のモノマーガス等が好ま
しく使用され、これらの有機化合物のモノマーガスは、
高周波によりラジカルが生成され、この生成されたラジ
カルが反応し重合して被膜となる。このようなプラズマ
重合を行う場合のガス圧および高周波の出力は、ガス圧
が高（なるほど析出速度が速くなる反面上ツマーガスが
比較的低分子量でプラズマ重合されて硬い保護膜層が得
られず、またガス圧を低くして高周波出力を高くすると
析出速度が遅くなる反面高分子化された比較的硬い保護
膜層が得られるが、ガス圧を低くして高周波出力を高く
しすぎると、モノマーガスが粉末化してしまいプラズマ
重合保護膜層が形成されないため、ガス圧を０．０３〜
５トールの範囲内とし、高周波出力を０．０３〜Ｉ　Ｗ
／ｃｊＡの範囲内とするのが好ましく、ガス圧を０．０
５〜１トールとし、高周波出力を０．０５〜０．３　Ｗ
／ＣＩＡの範囲内とするのがより好ましい。このように
してプラズマ重合によって析出形成される有機化合物の
プラズマ重合保護膜層は緻密で摩擦係数も小さく、従っ
て、この有機化合物のプラズマ重合保護膜層が前記の強
磁性金属薄膜層表面に被覆された強磁性金属の酸化物な
いし水酸化物等を介して強磁性金属薄膜層上に形成され
ると、強磁性金属薄膜層との接着性が改善され、耐摩耗
性および耐食性が一段と向上される。このような有機化
合物のプラズマ重合保護膜層の膜厚は、２ｏ−ｉｏｏｏ
人の範囲内であることが好ましく、膜厚が薄すぎるとこ
の保護膜層による耐久性および耐食性の効果が充分に発
揮されず、厚すぎるとスペーシングロスが大きくなりす
ぎて電磁変換特性に悪影響を及ぼす。

さらに、有機化合物からなる保護膜層が潤滑剤を溶剤に
溶解し塗布するなどして形成される場合は、炭化水素系
潤滑剤、脂肪族化合物、フッ素系潤滑剤、シリコーン系
潤滑剤等の一般に磁気記録媒体に使用される潤滑剤を、
適当な溶剤に溶解し、溶解によって得られた溶液を前記
の表面が強磁性金属の酸化物ないし水酸化物等で被覆さ
れた強磁性金属薄膜層上に塗布もしくは噴霧するか、あ
るいはこの溶液中に強磁性金属の酸化物ないし水酸化物
等で被覆された強磁性金属薄膜層を浸漬するなどの方法
で被着、される。このようにして形成される潤滑剤から
なる保護膜層は被膜性が良好で潤滑性に優れ、従って、
この潤滑剤からなる保護膜層が前記の強磁性金属薄膜層
表面に被覆された強磁性金属の酸化物ないし水酸化物等
を介して強磁性金属薄膜層上に形成されると、強磁性金
属薄膜層との接着性が改善され、摩擦係数も充分に低減
されて耐摩耗性および耐食性が充分に向上される。被着
量は前記の強磁性金属薄膜層上に３〜２０００人の被膜
が形成される範囲内で被着させるのが好ましく、膜厚が
薄すぎると保護膜層による耐久性および耐食性の効果が
充分に発揮されず、厚すぎるとスペーシングロスが大き
くなって電磁変換特性に悪影響を及ぼす。

また、有機化合物からなる保護膜層が樹脂を溶剤に熔解
し塗布して形成される場合は、塩化ビニル−酢酸ビニル
系共重合体、ポリビニルブチラール樹脂、繊維素系樹脂
、ボリウレクン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ＡＢＳ樹
脂、メチルメクアクリレート等の被膜性の良好な樹脂を
適当な有機溶剤に熔解し、前記の表面が強磁性金属の酸
化物ないし水酸化物等で被覆された強磁性金属薄膜層上
に塗布し、乾燥して形成される。このようにして形成さ
れる樹脂からなる保護膜層は被膜性が良好で自己潤滑性
を有するとともに適度な硬さを有し、従ってこの樹脂か
らなる保護膜層が前記の強磁性金属薄膜層表面に被覆さ
れた強磁性金属の酸化物ないし水酸化物等を介して強磁
性金属薄膜層上に形成されると、強磁性金属薄膜層上に
接着性よく被着されて耐摩耗性および耐食性が向上され
る。このような樹脂からなる保護膜層の膜厚は、２０〜
１０００人の範囲内であることが好ましく、膜厚が薄ず
ぎるとこの保護膜層による耐久性および耐食性の効果が
充分に発揮されず、厚すぎるとスペーシングロスが大き
くなりすぎて電磁変換特性に悪影響を及ばず。

強磁性金属薄膜層の形成材料としては、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎ
ｉｓ　Ｃｏ−Ｎｉ合金、Ｃ，ｏ−Ｃｒ合金、Ｃｏ−Ｐ合
金、Ｃｏ−Ｎ１−Ｐ合金などの強磁性材が使用され、こ
れらの強磁性材からなる強磁性金属薄膜層は、真空蒸着
、イオンブレーティング、スパッタリング、メッキ等の
手段によって基体上に被着形成される。

また、磁気記録媒体としては、ポリエステルフィルム、
ポリイミドフィルムなどの合成樹脂フィルムを基体とす
る磁気テープ、合成樹脂フィルム、アルミニウム板およ
びガラス板等からなる円盤やドラムを基体とする磁気デ
ィスクや磁気ドラム、さらに磁気カードなど、磁気ヘッ
ドと摺接する構造の種々の形態を包含する。

次に、この発明の実施例について説明する。

実施例１ 第１図に示すように、真空槽１および２を隣接し、かつ
真空槽２内を隔壁３で区画分離して区画室４および５を
設けた磁気記録媒体製造装置を使用し、厚さ１０μのポ
リイミドフィルム６を真空槽１の原反ロール７からガイ
ドロール８を介して円筒状キャン９の周側面に沿って移
動させるとともに、さらにガイドロールｌＯおよび１１
を介して真空槽２内の円筒状キャン１２の周側面に沿っ
て移動させ、ガイドロール１３を介して巻き取りロール
１４に巻き取るようにセットした。同時に真空槽２の区
画室５内に配設したタングステンボード１５にデシル硫
酸ナトリウム１６をセットした。次いで、排気系１７，
１８．１９で真空槽１および真空槽２内の区画室４，５
を真空排気し、真空槽１に取りつけたガス導入管２０か
ら真空槽ｌ内アルゴンガスを導入してアルゴンガスのガ
ス圧を２Ｘ１０−５）−ルとし、コバルト−クロム合金
（重量比８：２）からなる電極２１に高周波を出力３０
０Ｗで印加し、スパッタリングを行って、ポリイミドフ
ィルム６上にコバルト−クロム合金からなる厚さ１．５
μの強磁性金属薄膜層を形成した。引き続いて、ｌＸｌ
０’）−ルに真空排気した真空槽２の区画室４内に、ガ
ス導入管２２から水蒸気を導入して水蒸気のガス圧を５
Ｘ１０−２トールとし、ステンレスからなる電極２３に
１３．５６ＭＨｚの高周波を印加して５秒間プラズマ処
理を行った。さらに引き続いて、ｌＸｌ０′５）−ルに
真空排気した真空槽２の区画室５内で、タングステンボ
ード１５中にセットしたデシル硫酸ナトリウム１６を加
熱蒸発して真空蒸着を行い、前記の表面がプラズマ処理
されたコバルト−クロム合金からなる強磁性金属薄膜層
上に、デシル硫酸ナトリウムからなる厚さが１００人の
保護膜層を形成した。しかる後、円板状に打ち抜いて第
２図に示すようなポリイミドフィルム６上に強磁性金属
薄膜層２４、強磁性金属の酸化物ないし水酸化物からな
る被覆層２５およ、びデシル硫酸ナトリウムからなる保
護膜層２６を順次に積層形成した磁気ディスクＡをつく
った。なお、図中２７および２８は電極２１および２３
に高周波を印加するための高周波電源であり、２９は電
極２１のアースシールドである。

実施例２ 実施例１における区画室５での真空蒸着において、タン
グステボード１５に、デシル硫酸ナトリウムに代えてラ
ウリル硫酸ナトリウム１６をセットした以外は実施例１
と同様にして真空蒸着を行い、ラウリル硫酸ナトリウム
からなる厚さが１００人の保護膜層を形成した磁気ディ
スクをつくった。

実ｈｉ例３ 実施例１で使用した磁気記録媒体製造装置に代えて、第
３図に示すように真空槽２の区画室５内に電極３０を配
設し、ガス導入管３１を区画室５に取りつけた以外は第
１図に示すものと同じ磁気記録媒体製造装置を使用し、
区画室５に取りつけたガス導入管３１からヘキサメチル
ジシラザンのモノマーガスを導入し、ガス圧０．３トー
ル、電極３０の高周波出力０．３Ｗ／ｃＪで１分間プラ
ズマ重合を行い厚さ１００人のプラズマ重合保護膜層を
形成した以外は実施例１と同様にして磁気ディスクをつ
くワた。なお、３２は電極３０に高周波を印加するため
の高周波電源である。

実施例４ 実施例１において、真空槽２の区画室５での真空蒸着を
省き、デシル硫酸ナトリウムからなる保ＷＩＭ’Ａ層に
代えて、ニトロセルロースの０．２重量％メチルイソブ
チルケトン溶液を、実施例１と同様にして表面が水蒸気
のプラズマでプラズマ処理された強磁性金属薄膜層上に
塗布、乾燥し、厚さ２００人のニトロセルロースからな
る保護膜層を形成した以外は実施例１と同様にして磁気
ディスクをつくった。

実施例５ 実施例１において、真空槽２の区画室５での真空蒸着を
省き、デシル硫酸ナトリウムからなる保護膜層に代えて
、パーフルオロポリエーテルの０．１重量％フレオン溶
液を、実施例１と同様にして表面が水蒸気のプラズマで
プラズマ処理された強磁性金属薄膜層上に塗布、乾燥し
、厚さ１００人のパーフルオロポリエーテルからなる保
護膜層を形成した以外は実施例１と同様にして磁気ディ
スクをつくった。

比較例１ 実施例１において、真空槽２の区画室４での水蒸気のプ
ラズマ処理を省いた以外は実施例１と同様にして磁気デ
ィスクをつくった。

比較例２ 実施例２において、真空槽２の区画室４での水蒸気のプ
ラズマ°処理を省いた以外は実施例２と同様にして磁気
ディスクをつくった。

比較例３ 実施例３において、真空槽２の区画室４での水蒸気のプ
ラズマ処理を省いた以外は実施例３と同様にして磁気デ
ィスクを９くった。

比較例４ 実施例４において、真空槽２の区画室４での水蒸気のプ
ラズマ処理を省いた以外は実施例４と同様にして磁気デ
ィスクをつくった。

比較例５ 実施例５において、真空槽２の区画室４での水蒸気のプ
ラズマ処理を省いた以外は実施例５と同様にして磁気デ
ィスクをつくった。

比較例６ 実施例１において、真空槽２の区画室４での水蒸気のプ
ラズマ処理および区画室５での真空蒸着を省いた以外は
実施例１と同様にして磁気ディスクをつくった。

各実施例および各比較例で得られた磁気ディスクについ
て、保護膜層の接着強度を測定し、耐久性および耐食性
を試験した。保護膜層の接着強度は剥離試験機を用いて
剥□離試験を行って測定し、耐久性試験は、得られた磁
気ディスクを、１０ｇの荷重を加えたアルミナ摺動子（
半径３０ｍｍの球面摺動子）を用いて５ｍ／ｓｅｃの走
行速度でくりかえし摺動させ、強磁性金属薄Ｈ’ＡＩＩ
！ｉに傷が発生ずるまでの回数を測定して行った。また
、耐食性試験は得られた磁気テープを６０℃、９０％Ｒ
Ｈの条件下に７日間放置して最大磁束密度を測定し、放
置前の磁気テープの最大磁束密度を１００％とし、これ
と比較した値でその劣化率を調べて行った。

下表はその結果である。

上表から明らかなように、この発明で得られた磁気ディ
スク（実施例１〜５）は、いずれも比較例１ないし６で
得られた磁気ディスクに比し、接着強度が強く、摺動回
数が極めて多（て劣化率が小さく、このことからこの発
明によって得られる磁気記録媒体は、有機化合物からな
る保護膜層の強磁性金属薄膜層に対する接着性が良好で
、その結果、耐久性および耐食性が一段と向上されてい
ることがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の磁気記録媒体を製造するのに使用す
る磁気記録媒体製造装置の１例を示す概略断面図、第２
図はこの発明で得られた磁気ディスクの部分拡大断面図
、第３図はこの発明の磁気記録媒体を製造するのに使用
する磁気記録媒体製造装置の他の例を示す概略断面図で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、基体上に金属もしくはそれらの合金からなる強磁性
   金属薄膜層を形成し、この強磁性金属薄膜層の表面を水
   蒸気のプラズマでプラズマ処理し、さらにこの上に有機
   化合物からなる保護膜層を設けたことを特徴とする磁気
   記録媒体