JPS6111922A - 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】 工　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ルたベ
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−Ｆｅ２Ｏ３、 ？−Ｆｅ３０４　、Ｃｏ含侵ｙ　−Ｆ　ｅ、２．０８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
ｅ２、Ｃｏ、Ｎｉ１、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｃ，。

−Ｎｆ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ、Ｆｅ−Ｃ
ｏ−Ｃｒ−Ｂ、Ｍｎ−Ｂ１、 Ｍｎ−Ａｎ、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
安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、種々のペースフィ
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ツチン
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、廃液外ｉに多大な投資
を必要とすることが欠点である。　特に、クロム醜処理
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。

フィルムのコーチインク法においては、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、−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ープが避けら
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゛シ〈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。

■　発明の目的 本発明の目的は、耐久性と磁性層の接着強１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。

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、・ 酸素を含む無機ガスを処理ガスとし、１０３Ｈ２〜２０
０ＫＨｚの周波数のプラズマで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。

■　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ｌ　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１、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〜
１０ｅＶ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ったまま重合
等の加酸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図に示しである。　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ｌ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１〜２５０ｍＪｌ／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ｌＯとが示し
である。

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讐対向する電極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１．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　、０１−１０
　　Ｔｏｒｒ　（１）真、突変の範囲に維持する。

操作においては、反応容器Ｒ内がまず１０３Ｔｏｒｒ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ｏ、ｏｉ〜１０Ｔｏｒｒ
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、酸素を含む無機ガスを用いる。

この場合、無機ガス中の酸素含有量は５〜１００％であ
る。　これは、５％未満となると、本発明の実効がなく
なるからである。

なお、無纂ガス小に酸素以外のガスが含まれる場合、含
有ガスは、アルゴン、ネオン、ヘリウム、窒素、水素等
の１種ないし２種以上いずれであってもよい。　また、
無機ガスとして空気を用いてもよい。

さらに、電源の周波数は、２０ＫＨｚ〜１ｏ。

ＫＨｚとされる。

周波数２０ＫＨｚより小、ないし１００ＫＨｚ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乾燥して設層した
ものであってもよい。

この場合、磁性粉末として１士、 ｙ−Ｆｅ２０３　、Ｆｅ３０４　、Ｃｏ含含有−Ｆｅ２
０３．ＧＯ含有Ｆｅ３０４　、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、ベースフィルムのプラズマ
処理面上に直接形成してもよく、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
の合金をイオンブレーティング、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、　こめ場合、樹脂層中に
微粒子を含有させることもできる。

■　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、処理ガス中の酸素分圧とプラズマ周波
数を特定範囲に制御するので、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層される各種磁性層
との接着強度も格段と向上する。

■　発明の具体的実施例、比較例 および実験例 以下、本発明の具体的実施例、比較例、実験例を示し、
本開明をさらに詳細に説明する。

実施例１ １０、ｐｍ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、アルゴン、酸素およびこ
れらの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次の通りとした。

ガス流量：１００ｍ立／分 Ａｒ、０２の単独ガス、Ａｒと０２ の混合ガスのいずれにても１００ ｍ文／分の一定量とする。

真空度：θ、　５　Ｔｏｒｒ 電　　　源　：　　６．ＯＨｚ　　〜２　　、　４５　
　ＧＨｚ、直流２００Ｗ ベースフィルム走行速度：３０ｍ／分 この処理されたポリエステルフィルムに、Ｃｏ　　８０
ｗｔ％とＮｉ　　２０ｗｔ％のインゴットから０．１＃
Ｌｍの磁性層を、酸素含有雰囲気中で斜め蒸着し磁気記
録媒体を作製した。

実・雄側２ 実施例１と同一条件で処理したベースフィルム（１０ｐ
ｍのポリエステルフィルム）上にＣｏ−Ｎ１（組成Ｃｏ
９５ｗｔ％−Ｎｉ５ｗｔ％）を原料としてＯ，１ｇｍの
厚さにスパッタした磁気テープを作製した。

実施例３ 実施例１と同一条件において処理したベースフィルム上
に次の条件で磁気テープを作製した。

Ｆｅ−Ｃｏ金属粉　　　　　　１００部研磨剤（Ａ文２
０３）　　　　　　　　３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＝−／ボラｙ５０３３）　　１０１１８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１０ＩＬｍのポリエステルベースフィルムに塗
布し、従来方式にしたがい磁気テープを作製した。

比較例１ １０　ＩＬｍのポリエステルベースフィルムに対してコ
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９．電圧２００ｖで実施した。

このコロナ放電処理ベースフィルムに対して、実施例１
．２．３と同一方法でそれぞれ蒸着テープ、スパッタテ
ープ、塗布型テープを作製した。

比較例２ 実施例１において処理ガスをＮ２とした。その他の条件
は実施例と同一として蒸着テープを作製した。

比較例３ 比較例２と同一条件で処理したベースフィルム上に実施
例２の条件でスパッタ磁気テープを作製した。

比較例４ 比較例２と同一条件において処理したベースフィルム上
に実施例３の条件で塗布型磁気テープを作製した。

実験例 実施例１〜３と比較例１〜４のサンプルについて次の試
験を実施した。

（イ）接着強度 作製したｌ／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 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 接触角計ＣＡ−Ｐ型（協和化学製）を用いて水の液滴投
影法に５−より測定した。。

実施例３および比較例１の塗布型テープの接着強度を第
２図に示す。

第２図において・印によるプロットは、本発明の１００
ＫＨｚでプラズマ処理したベースに対するもの、０印に
よるプロットは、比較のためのＲＦ（高周波１３．５６
ＫＨｚ）プラズマ処理したベースに対するもの、ｘ印に
よるプロットは比較のためのマイクロ波（２、４５ＧＨ
ｚ）プラズマ処理に対す′るもの、Δ印によるプロ７ｒ
はコロナ処理に対するものである。

なお、マイクロ波プラズマ処理は公知の方式さらに４蒸
着およびスパッタテープのスチル時間を第３図に示す。

第３′図において、・印、Ｏ印および０印によるプロッ
トは、実施例１の蒸着テープに対するもの〔Φ印は２０
ＫＨｚ・プラズマ処理、０印はＲＦ（１３，５６ＭＨ２
）プラズマ処理、Ｏ印はマイクロ波（２、４５ＧＨｚ　
）プラズマ処理〕、×印および０印によるプロットは実
施例２のスパッタテープに対するもの〔［株］印は５０
ＫＨｚプラズマ処理、Ｘ印はＲＦ（１３，５６ＭＨｚ）
プラズマ処理、０印はマイクロ波（２，４５ＧＨ２〕プ
ラズマ処理〕、Δ印およびΔ印によるプロットはコロナ
処理に対するもの（Δ印はスパッタテープに対するもの
、Δ印は蒸着テープに対するもの）である。

第２図および第・３図より、　　１０〜２００　ＫＨｚ
の周波数でプラズマ処理するときの処理ガス中の酸素ガ
ス含有量が５％以上であると、接着強度、スチルに大き
な改着効来が得られることが認められる。

そこで、この原因を究明するために、プラズマ処理した
ポリエステルフィルムの接触角を測定した結果を第４図
に示す、　この図において、φ印によるプロットは、１
００ＫＨｚプラズマ処理に対するもの、０印によるプロ
ットはＲＦ（１３，５６ＭＨｚ）プラズマ処理に対する
もの、Δ印はコロナ処理に対するものである。

また、フィルム表面のＥＳＣＡ分析により、ポリエステ
ルの炭素のＣ０＝０に帰属される２８９　ｅｖのピーク
、Ｃ−０−に帰属される２８Ｂ、４ｅＶのピークの増加
およびベンゼン環に帰属される２８５ｅＶのピークの減
少が観測された。

このことにより、ＰＥＴ中のベンゼン環にカルボニル基
やエーテル基が新しく生成したことが示される。

また、この傾向は処理ガス中の０２含有量５％以上およ
び周波数１０〜２００ＫＨｚで著しい。

以上により、ｌＯ〜２００ＫＨｚにてプラズマ処理する
際の処理ガス中の酸素の含有量が５％以上になると、官
能基の生成が著しくなり、接触角が低下しぬれやすくな
ることが分る。　また、プラズマ処理により表面が浄化
され、ＷＢＬ（Ｗｅａｋ　　Ｂｏｕｎｄａｒｙ　　Ｌａ
ｙｅｒ　）が除去される。

これらの効果により、接着力、スチル時間が大幅に改善
される。

さらに、実施例１および比較例１．２の塗布型テープの
接着強度を第５図に示す。

第５図において、・印によるプロットは実施例１の０２
５％に対するもの、０印によるプロットは実施例１中に
おけるＡｒ１０Ｏ％に対するもの、ｘ印によるプロット
は比較例２（Ｎ２１００％）に対するもの、Δ印による
プロットは比較例１に対するものである。

蒸着およびスパッタテープのスチル時間を第６図に示す
、・　この図に慰いて、拳、０．０゜０、×、口、Δ印
によるプロットは、それぞれ実施例１中における、ｏ２
ｉｏ％、Ａｒ１ｏ。

％、実施例２中における０２１０％、Ａｒ１００％、お
よび比較例２．３．１に対するものである。　これらの
図から、０２を所定の基とし、特に周波数が１０　ＫＨ
２〜２００ＪＨｚの範囲でプラズマ処理したポリエステ
ルベースフィルムを使用して磁気記録媒体を作製すると
、接着強度が増大し、スチル時間が延長されることが分
る。

そこで、再びこの原因を究明するために、プラズマ処理
されたポリエステルフィルムの接触角を測定した。

この場合上、フィルム表面の接触角の急激な低下により
、表面のぬれ性が向上され、それがプラズマ処理による
表面の浄化と相俟って接着強度を向上させ、スチル時間
を延長させていることが判明した。

以上説明した通り、今後ますます厳Ｌ７い品質要件と耐
久性を要求される各種磁気記録媒体に対して、本発明は
、ベースフィルム表面をいままでとは異なる方法により
処理することによってこの要求に充分答えうるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は直流、交流および周波数可変型電源。を使用し
たプラズマ処理装置の概略図、第２図は本発明および従
来技術で処理されたベースフィルムを用る磁気記録媒体
の処理ガス中の酸素含有量と接着強度との関係を示すプ
ロット図、第３図は処理ガス中の酸素含有量とスチル時
間との関係を示すプロット図、第４図は処理ガス中の酸
素含有量と接触角との関係を示すプロット図、第５図は
、プラズマ周波数と接着強度の関係を示すプロット図、
第６図はプラズマ周波数とスチル時間の関係を示すプロ
ット図である。 ｌ、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、ｌＯ：繰出しおよび巻取りロール １１：液体窒素トラップ 出　　願　　人　ティーディーケー株式会社第６図 手続補正書（１釦 昭和６０年８月２日 １、事件の表示 昭和５９年特許願第１０７１７８号 ２、発明の名称 磁気記録媒体 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住　　所　　東京都中央区日本橋−丁目１３番１号氏　
　名　（３０６）ティーディーケイ株式会社代表者　大
　歳　　　寛 ４、代理人　〒１０１電話８６４−４４９８住　　所　
　東京都千代田区岩本町３丁目２番２号明細書の「発明
の詳細な説明」の欄右よび図面６、補正の内容 （１）明細書第１０頁第１７行目のｒ１０３Ｊをｒｌｏ
’Ｊと補正する。 （２）同第１１頁第１８〜１９行目のｒ　２０　ＫＨｚ
〜１００ＫＨｚＪをｒ　１０ＫＨｚ　〜２００ＫＨｚ　
Ｊと補正する。 （３）同第１１頁第２０行目の「２０にＨｚより小、な
いし１００ＫＨ２Ｊをｒ　１０　Ｋ）ｌｚより小、ない
し２００ＫＨ２Ｊと補正する。 （４）図面第３図を別添のものと差し力這える。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸素を含む無機ガスを処理ガスとし、１０ＫＨｚ
   〜２００ＫＨｚの周波数のプラズマで処理したベースフ
   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。
2. （２）無機ガス中の酸素含有量が５〜１００％である特
   許請求の範囲第１項に記載の磁気記録媒体