JPS62167616A - 磁気記録媒体およびその製造方法 - 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〕 この発明は磁気記録媒体およびその製造方法に関し、さ
らに詳しくは走行性および耐久性に優れた磁気記録媒体
およびその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

一般に、金属もしくはそれらの合金などを貫空蒸着、ス
パッタリング等によって基体フィルム上に被着するか、
あるいは磁性粉末を結合剤成分とともに基体フィルム上
に結着してつ（られる磁気記録媒体は、記録再生時に磁
気ヘッド等と激しく摺接するため磁性層が摩耗されやす
く、特に真空蒸着等によって形成される強磁性金属薄膜
層は、高密度記録に適した特性を有する反面、磁気ヘッ
ドとの摩擦係数が大きくて摩耗や損傷を受けやすい。

このため、従来から磁性層上に種々の保護膜層を設ける
などして走行性および耐久性を改善することが行われて
おり、たとえば、グラファイト状カーボンやダイヤモン
ド状カーボンからなる保護膜層を磁性層上に設ける（特
開昭５３−１４３２０６号、特開昭５９−１２７２３２
号）ことが提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、これらのカーボンからなる保護膜層を磁性層
上に設けたものは、カーボンからなる保護膜層が磁性層
との接着性に欠け、磁気ヘッドとの摺動により短期間で
摩耗し易く、未だ、充分に良好な耐久性が得られないと
いう難点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、かかる現状に鑑み鋭意研究を重ねた結果な
されたもので、磁性層上に、少なくとも炭素原子とケイ
素原子と酸素原子とを含む高分子化合物からなる保護膜
層を設け、さらに、この高分子化合物からなる保護膜層
上に、カーボンからなる保護膜層を設けることによって
、カーボンからなる保護膜層を強固に高分子化合物から
なる保護膜層を介して磁性層上に被着させ、耐久性およ
び走行性を充分に改善したものである。また、高分子化
合物からなる保護膜層を酸素ガスないし酸素ガスを含む
ガスでプラズマ処理して、磁性層上に、少なくとも炭素
原子とケイ素原子と酸素原子とを含みかつ酸素原子の含
有量をカーボンからなる保護膜層に近い表面層ほど多く
した高分子化合物からなる保護膜層を設け、高分子化合
物からなる保護膜層の特に表面付近をより強固にすると
ともに、カーボンからなる保護膜層との接着性を向上さ
せてカーボンからなる保護膜層をさらに強固に被着させ
、耐久性および走行性をさらに一段と向上させたもので
ある。

この発明において、磁性層上に被着形成される高分子化
合物からなる保護膜層は、処理槽内で、ケイ素系有機化
合物のモノマーガスを、高周波あるいはマイクロ波等に
よりプラズマ重合させて、磁性層上に被着することによ
って形成される。このプラズマ重合保護膜層を形成する
のに使用するケイ素系有機化合物のモノマーガスとして
は、たとえば、テトラメチルシラン、ヘキサメチルジシ
ロキサン、ヘキサメチルジシラン、ヘキサメチルジシラ
ザン、ヘキサメチルシロキサン、オクタメチルシクロテ
トラシロキサンなどが好ましく使用され、これらのケイ
素系有機化合物のモノマーガスは、高周波あるいはマイ
クロ波等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。これらのケイ素系
有機化合物のモノマーガスは、それぞれ単独で使用する
他、混合して使用してもよく、またこれらのケイ素系有
機化合物のモノマーガスをプラズマ重合する際、アルゴ
ンガス、ヘリウムガスおよび酸素ガス等のキャリアガス
を併存させるとモノマーガスを単独でプラズマ重合する
場合に比べて３〜５倍の速度で析出されるため、これら
のキャリアガスを併存させて行うのが好ましい。これら
のキャリアガスと併存させる際、その組成割合はキャリ
アガス対前記ケイ素系有機化合物のモノマーガスの比に
して１対１〜１対２０の範囲内で併存させるのが好まし
く、キャリアガスが少なすぎると析出速度が低下し、多
すぎるとモノマーガスが少な（なってプラズマ重合反応
に支障をきたす。特に、酸素ガスを併存させてプラズマ
重合する場合は、全体に酸素原子を含有したプラズマ重
合保護膜層が得られ、保護膜層の架橋密度が向上すると
ともに、この上にさらに形成されるカーボンからなる保
護膜層との接着性が向上される。

プラズマ重合を行う場合のガス圧および高周波やマイク
ロ波の電力は、ガス圧が高（なるほど被着速度が速くな
る反面モノマーガスが比較的架橋密度低くプラズマ重合
されて硬い保護膜層が得られず、またガス圧を低くして
高周波電力を高くすると被着速度が遅くなる反面架橋密
度が比較的高（て硬い保護膜層が得られる。ところが、
ガス圧を低くして高周波電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０．００１〜５トールの範囲内
とし、平方センチあたりの高周波電力を０．０３〜５　
Ｗ　／　ｃａの範囲内とするのが好ましく、ガス圧を０
．００３〜ｌトールとし、平方センナあたりの高周波電
力を０．０５〜３Ｗ／ｃ［ｌＩ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被着形
成されろう一イ素系有機化合物のプラズマ重合保護膜層
は緻密でＦＪｔ＝係数も小さく、従ってこのケイ素系有
機化合物のプラズマ重合保護膜層が形成されると耐摩耗
性が向上される。このようなケイ素系有機化合物のプラ
ズマ重合保護膜層の膜厚は、２０〜１０００人の範囲内
であることが好ましく、膜厚が薄すぎるとこの保護膜層
による耐久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。

このようにして形成された高分子化合物からなる保護膜
層は、次いで、処理槽内で、高周波電極で発生させた酸
素ガスや酸素ガスと希ガスとの混合ガスのプラズマ中に
さらすなどの方法でプラズマ処理されると１．プラズマ
化した酸素ガスが高エネルギーを有しているため保護膜
層の表面が良好に酸化され、保護膜層の特に表面付近の
架橋密度がより高くなり、摩擦係数が小さく、かつ緻密
で硬い高分子化合物からなる保護膜層が形成されて、耐
摩耗性が一段と向上される。また、この酸化された保護
膜層の表面は親水性が強くて接着性に２優れ、この上に
さらにカーボンからなる保護膜層を形成すると、高分子
化合物からなる保護膜層の表面に強固に被着されるとと
もに、カーボンからなる保護膜層によって摩擦係数が充
分に低減され、走行性および耐摩耗性がさらに一段と向
上される。このような酸素ガスや酸素ガスと希ガスとの
混合ガスのプラズマによる酸化処理を施して得られる高
分子化合物からなる保護膜層における酸素原子の濃度分
布は、保護膜層の特に表面付近の架橋密度を充分に高く
し、かつこの上にさらに被着形成されるカーボンからな
る保護膜層に対する接着性を充分に向上させるため、表
面から２０人の間に５〜７０重量％含有されていること
が好ましく、またこの酸素原子は高分子化合物からなる
保護膜層の表面層とともに、全体に含有されるとさらに
良好な効果が得られ、この場合は酸素原子を表面から２
０人の間に５〜７０重量％含有されるとともに、全体で
５〜５０重量％含有されていることが好ましい。また、
このような高分子化合物からなる保護膜層中における炭
素原子およびケイ素原子は、炭素原子が５〜４０重量％
、ケイ素原子が１０〜５０重量％含有されていることが
好ましく、さらに保護膜層が水素原子を含む場合は、水
素原子が２〜２０重量％含有されていることが好ましい
。

このような酸素ガスないし酸素ガスを含むガスのプラズ
マによる酸化処理は、保護膜層の表面を良好に酸化し、
特に表面付近の架橋密度を充分に高くするとともに、こ
の上にさらに被着形成されるカーボンからなる保護膜層
に対する接着性を充分に向上させるため、酸素ガスのガ
ス圧を０．００３〜１トールの範囲内とし、平方センナ
あたりの高周波電力を０．０３〜５　Ｗ　／　Ｃ１１１
の範囲内として行うのが好ましく、ガス圧を０．０１〜
０．５トールとし、平方センナあたりの高周波電力を０
．０５〜３　Ｗ　／　ｃＪの範囲内とするのがより好ま
しい。

このようにして、磁性層上に形成した前記の高分子化合
物からなる保護膜層、さらには表面を酸素ガスないし酸
素ガスを含むガスでプラズマ処理した高分子化合物から
なる保護膜層上に、さらに、カーボンからなる保護膜層
が形成されると、このカーボンからなる保護膜層によっ
て摩擦係数が充分に低減され、走行性および耐摩耗性が
さらに一段と向上される。このようなカーボンからなる
保護膜層は、スパッタリング、プラズマＣＶＤ法等によ
って形成され、スパッタリングによる場合は、処理槽内
でグラファイトを、アルゴンガス、ヘリウムガス等の存
在下で高周波によりスバ・ツタリングさせ、磁性層上に
析出させて形成される。

このようにスパッタリングを行う場合、アルゴンガス等
のガス圧および高周波の電力は、析出速度を良好にし、
形成されたカーボンからなる保護膜層の過剰な分解を防
止するため、ガス圧を０．００１〜０．１トールとし、
平方センナあたりの高周波電力を０．１〜’ｌ　Ｗ　／
　ｃＪの範囲内とすることが好ましい。

また、プラズマＣＶＤ法によって形成される場合は、処
理槽内にメタン、エタン、エチレン、ベンゼン等の炭化
水素ガスを導入し、高周波によりプラズマを発生し、炭
化水素分子を分解させることにより磁性層上にカーボン
からなる保護膜層を析出形成させる。この際、プラズマ
中に水素原子、水素分子及び水分子が存在するため、カ
ーボンからなる保護膜層中に水素や酸素が若干台まれる
ことがあるが、析出速度を良好にするため、炭化水素ガ
スのガス圧を０．００１〜０．０１　）−ルとし、高周
波電力を０．５〜３Ｗ／Ｃｌ１１の範囲内とすることが
好ましい。

このようにして形成されるカーボンからなる保護膜層は
、特に炭素原子とケイ素原子と酸素原子とを含む高分子
化合物からなる保護膜層との接着性にすぐれ、また摩擦
係数が小さい。従って、このようなカーボンからなる保
護膜層が、炭素原子とケイ素原子と酸素原子とを含む高
分子化合物からなる保護膜層上に形成されると、走行性
および耐摩耗性が一段と向上される。このようなカーボ
ンからなる保護膜層は、ダンヤモンド状カーボン、グラ
ファイト状カーボン、アモルファス状カーボンのいずれ
であってもよく、さらにこれらが混合されたものであっ
てもよい。またこのカーボンからなる保護膜層の膜厚は
、１０〜２００人の範囲内であることが好ましく、１０
人より薄いとこのカーボンからなる保護膜層による耐久
性の効果が充分に発揮されず、２００人より厚くすると
スペーシングロスが大きくなりすぎて電気的特性に悪形
響を及ぼす。

このように、磁性層上に前記の高分子化合物からなる保
護膜層を形成し、この保護膜層の表面を酸素ガスでプラ
ズマ処理すると、耐久性および耐食性が向上され、さら
に酸素ガスでプラズマ処理後、カーボンからなる保護膜
層を形成すると耐久性がさらに一段と向上されるが、こ
れらの保護膜層を形成する前に、例えば、コバルトを主
成分として含む強磁性金属薄膜層を、少なくとも酸素と
水分の存在下において熱処理し、強磁性金属薄膜層の表
面に主にアモルファスの３価コバルトの含水酸化物を生
成するなどして、磁性層の表面を緩やかに酸化すると、
耐久性がさらに向上される。

基体上に形成される磁性層は、γ−Ｆｅ２０３扮末、Ｆ
ｅ３Ｏ４粉末、ＣＯ含有７−Ｆｅ２Ｏ３粉末、Ｃｏ含有
Ｆｅ３Ｏ４粉末、Ｆｅ粉末、Ｃ。

粉末、Ｆｅ−Ｎｉ粉末などの磁性粉末を結合剤成分およ
び有機溶剤等とともに基体上に塗布、乾燥するか、ある
いは、Ｃ０１Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ−Ｎｉ合金、Ｃｏ−Ｃｒ
合金、Ｃｏ−Ｐ合金、Ｃｏ−Ｎ　ｉ　−Ｐ合金などの強
磁性材を、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基体上に被着するなど
の方法で形成される。

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。

〔実施例〕

次に、この発明の実施例について説明する。

実施例１ 厚さ１０μｍのポリエステルフィルムを真空蒸着装置に
装填し、１×１０−５トールの真空下でコバルトを加熱
蒸発させてポリエステルフィルム上に厚さｔｏｏｏ人の
コバルトからなる強磁性金属薄膜層を形成した。次いで
、第１図に示すプラズマ処理装置を使用し、強磁性金属
薄膜層を形成したポリエステルフィルム１を処理槽２内
で供給ロール３から巻き取りロール・ｔに巻き取るよう
にセツトした。次いで、処理槽２に取りつけたガス導入
管５からテトラメチルシランのモノマーガスを１００ｓ
ｅｃｍの流量で導入し、ガス圧０．０３　）−ル、処理
槽２内中央部の供給ロール３および巻き取りロール４間
を移動するポリエステルフィルム１の直下に配設した下
部電極６の高周波電力密度０．５Ｗ　／　ｃｎｔでプラ
ズマ重合を行い、厚さ５０人のプラズマ重合保護膜層を
形成した。次ぎに、このプラズマ重合保護膜層を形成し
たポリエステルフィルム１を、巻き取りロール４から供
給ロール３側に供給し、ガス導入管５からメタンガスを
５９ｓｅｃｍの流量で導入し、ガス圧０．００５　トー
ル、下部電極６の高周波電力密度Ｉ　Ｗ　／　ａδでプ
ラズマＣＶＤを行い、厚さ５０人のカーボンからなる保
護膜層を形成した。しかる後、所定のｌ】に裁断して第
２図に示すようなポリエステルフィルム１上に強磁性金
属薄膜層１０、プラズマ重合保護膜層１１およびカーボ
ンからなる保護膜層１２を順次に積層形成した磁気テー
プＡをつ（った。なお、第１図中７は供給ロール３およ
び巻き取りロール４間を移動するポリエステルフィルム
１の直上に配設した上部電極であり、８は処理槽２内を
減圧するための排気系、９は下部電極６に高周波を印加
するだめの高周波電源である。

実施例２ 実施例１におけるプラズマ重合保護膜層の形成において
、プラズマ重合に引続き、処理槽２に取りつけたガス導
入管５から酸素ガスを２００ｓｅｃｍの流量で導入し、
ガス圧０．０６　トール、下部電極６の高周波電力密度
０．５Ｗ／ｃｎｌでプラズマ処理を行った以外は、実施
例１と同様にしてプラズマ重合保護膜層を形成し、磁気
テープＡをつくった。

実施例３ α−Ｆｅ磁性粉末　　　　　　　６００重量部エスレソ
クＣＮ（積木化学工業　　８０〃社製、塩化ビニル−酢
酸ビニ ル共重合体） バンデソクスＴ−５２５０（大　　３０〃日本インキ化
学工業社製、ウ レタンエラストマー） コロネートし　（日本ボリウレタ　　１０〃ン工業社製
、三官能性低分子 ■イソシアネート化合物） メチルイソブチルケトン　　　　４００〃トルエン　　
　　　　　　　　　４００〃この組成物をボールミル中
で７２時間混合分散して磁性ケ料を調装し、この磁性塗
料を厚さ１０μｍのポリエステルフィルム上に乾燥厚が
４μｍとなるように塗布、乾燥して磁性層を形成した。

次いで、これに実施例１と同様にしてプラズマ重合保護
膜層およびカーボンからなる保護膜層を形成し、磁気テ
ープをつくった。

実施例４ 実施例１において、コバルトからなる強磁性金属薄膜層
を形成した後、これを真空蒸着装置から取り出し、大気
圧に保たれた熱処理槽において処理温度６０°Ｃ１相対
湿度３０％で、３時間加熱処理シた以外は、実施例１と
同様にしてプラズマ重合保護膜層およびカーボンからな
る保護膜層を形成し、磁気テープＡをつくった。

比較例１ 実施例１において、プラズマ重合保護膜層の形成および
カーボンからなる保護膜層の形成を省いた以外は、実施
例１と同様にして磁気テープをつく　っ　た。

比較例２ 実施例１において、カーボンからなる保護膜層の形成を
省いた以外は実施例１と同様にして磁気テープをつくっ
た。

各実施例および比較例で得られた磁気テープについて、
摩擦係数をヨリ定し、耐久性を試験した。

耐久性試験は磁気テープを摺動試験し、プラズマ重合保
護膜層もしくは磁性層に傷がつくまでの摺動回数を測定
して行った。

下表はその結果である。

〔発明の効果〕

上表から明らかなように、この発明で得られた磁気テー
プ（実施例１ないし４）は、いずれも比較例１および２
で得られた磁気テープに比し、摩擦係数が小さくて、摺
動回数が多く、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、一段と走行性および耐久性に優れてい
ることがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図はプラズマ重合保護膜層およびカーボンからなる
保護膜層を形成する際に使用するプラズマ処理装置の１
例を示す概略断面図、第２図はこの発明の製造方法によ
って得られた磁気テープの部分拡大断面図である。 ｌ・・・ポリエステルフィルム（基体）、１０・・・強
磁性金属薄膜層（磁性層）、１１・・・プラズマ重合保
護膜層（有機高分子化合物からなる保護膜層）、１２・
・・カーボンからなる保護膜層、Ａ・・・磁気テープ（
磁気記録媒体） 特許出願人　　口立マクセル株式会社 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基体上に磁性層を形成し、この磁性層上に少なくと
   も炭素原子とケイ素原子と酸素原子とを含む高分子化合
   物からなる保護膜層を設け、さらにこの上に、カーボン
   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 ２、磁性層上に形成した高分子化合物からなる保護膜層
   中に含まれる酸素原子の含有量をカーボンからなる保護
   膜層に近い表面層ほど多くした特許請求の範囲第１項記
   載の磁気記録媒体 ３、基体上に磁性層を形成し、次いで、この磁性層上に
   少なくとも炭素原子とケイ素原子と酸素原子とを含む有
   機化合物のモノマーガスをプラズマ重合させて、少なく
   とも炭素原子とケイ素原子と酸素原子とを含む高分子化
   合物からなる保護膜層を形成し、さらにこの高分子化合
   物からなる保護膜層上に、カーボンからなる保護膜層を
   形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法 ４、基体上に磁性層を形成し、次いで、この磁性層上に
   少なくとも炭素原子とケイ素原子とを含む有機化合物の
   モノマーガスをプラズマ重合させて、少なくとも炭素原
   子とケイ素原子とを含む高分子化合物からなる保護膜層
   を形成し、しかる後、この高分子化合物からなる保護膜
   層を酸素ガスないし酸素ガスを含むガスでプラズマ処理
   して、少なくとも炭素原子とケイ素原子と酸素原子とを
   含みかつ酸素原子の含有量を表面層ほど多くした高分子
   化合物からなる保護膜層を形成し、さらにその上に、カ
   ーボンからなる保護膜層を形成することを特徴とする磁
   気記録媒体の製造方法