(57)【要約】【課題】磁気テープを巻回すると、磁性層表面に塗布した潤滑剤がバックコート層に転写し、転写した潤滑剤が記録再生装置のポストで蓄積し、粉落ちの原因となる。【解決手段】非磁性支持体上に強磁性金属材料からなる磁性層１が形成され、非磁性支持体の磁性層１とは反対側にバックコート層５が形成されてなる磁気記録媒体であって、バックコート層５上の少なくとも凸部６に表面エネルギーが小さいフロロ基をドライプロセスにて形成した撥水撥油層１１を備える。【選択図】図１Ａ
2010020831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性支持体上に強磁性金属材料からなる磁性層が形成され、当該非磁性支持体の磁性層とは反対側にＲａ１０以上の媒体走行性に優れた表面を有したバック層が形成されてなる薄膜型の磁気記録媒体であって、上記バック層上の少なくとも凸部に表面エネルギーが小さいフロロ基をドライプロセスにて形成したことを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
バック層上の少なくとも凸部に表面エネルギーが小さいフロロ基をドライプロセスにて形成した磁気記録媒体であって、フロロ基以外の官能基が炭化水素または炭素である有機物をプラズマ処理にて形成したことを特徴とする磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高精度な潤滑性が要求される精密機械や精密部品の潤滑層、防錆層などに有用な含フッ素化合物からなる表面とそれを有する次世代高密度磁気記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械装置、部品の小型化、高精度化に伴いそれらの摺動部における潤滑形態も流体潤滑から境界潤滑へと移行してきている。とりわけ、ＶＴＲ、磁気ディスクなどの電子機器、電子部品においては、記録精度の向上を目的とした強磁性金属薄膜の採用により、磁気テープや磁気ディスクと磁気ヘッドとの摺動には高精度の潤滑が必要となってきた。例えば、蒸着テープやハードディスクでは耐久性と信頼性を確保しながら磁気記録媒体と磁気ヘッドとのスペーシングロスを極力小さくして高出力化を図るために、磁性層表面の潤滑剤層はわずか数１０Åの厚さとなるように形成される。したがって、この潤滑剤層を形成する材料として潤滑性の優れた有機化合物の開発が重要な課題となっている。
【０００３】
金属薄膜型磁気記録媒体用の潤滑剤としては、フロロアルキルエーテル基カルボン酸が金属薄膜との適合性に優れているため、例えば特許文献１や特許文献２等多数の提案がなされている。
【０００４】
特許文献１と特許文献２は、フルオロ基による撥水撥油成分の向上と、カルボニル基による磁性層または保護層表面への潤滑剤の付着力の向上を高めるものであるが、化学構造内に、カルボン酸１に対してフルオロ基の長鎖が１である場合、撥水撥油成分を増加するために該長鎖を長くし、また、カルボン酸の末端をフルオロ基の長鎖で置換することで更に撥水撥油成分を増やすジエステルの潤滑剤を提案している。
【０００５】
特許文献２ではカルボン酸を化学構造内に残したままフルオロ基を有するエステルを該化学構造内に１、及びフルオロ基を１有した潤滑剤を提案している
しかし、いずれの提案も潤滑剤の浮遊層は活性基同士が集合した潤滑剤の集合体として記録媒体表面から脱離し易く、記録再生面とバック面が接する状態では、記録再生面よりも表面凸凹形状が大きいバック層の凸部分へ記録再生面の潤滑剤が転写してしまう。バック層の表面形状はドライブ内のポストなどに接する面積を小さくすることで優れた走行を満足するために設けられているため、バック層の凸部分へ転写した潤滑剤はドライブ内のポスト表面へ転写し堆積し易い。堆積した潤滑剤の転写物は粉落ち不良の要因となる。
【０００６】
また、特許文献３では、表面に金属薄膜磁性層及びダイアモンドライクカーボンからなる保護膜を順次形成した磁気記録媒体において、前記ダイアモンドライクカーボン保護膜の内部または表面に、融点が４０℃〜１２０℃の分子内にカルボキシル基を持った吸着型潤滑剤と、融点が４０℃〜１２０℃のカルボキシル基を持たない非吸着型潤滑剤を有することにより、これらの潤滑剤は常温で固体であるため、摺動開始時に磁気ヘッドと磁気記録媒体とのメニスカス力による貼り付き現象が抑制され、摩擦係数を小さくすることができる。また摺動中は摩擦熱により潤滑剤が部分的に液化するため剪断力が小さくなり、優れた耐久性を示す磁気記録媒体を提案しているが、該固体の潤滑剤は少なくとも数分子が凝集した凝集物であり特にDLC表面への付着力を向上するものではないので、接するものに対して用意に転写してしまう。特に潤滑剤塗布形成直後にバック層表面の凸部へ接する部分の潤滑剤は転写し、堆積した潤滑剤の転写物は粉落ち不良の要因となる。
【特許文献１】特開２００２−１５３５３０号公報
【特許文献２】特開２００２−９２８５８号公報
【特許文献３】特開２００３−６７９１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
バック層へ転写する潤滑剤は堆積して粉落ち不良となるため、バック層へ転写しない潤滑剤または潤滑剤が転写しないバック層が必要であるが、潤滑層を塗布形成するためにはDLC表面への付着力を目的とする活性基が必要であり、DLC表面への付着へ寄与しない活性基は除去しない限り潤滑剤同士の凝集に寄与してしまう。この様子について図２を参照して説明する。図２において、１は磁性層、磁性層１の表層に備えるＤＬＣには凸部２と凹部３とがあり、４はＤＬＣ表面に塗布した潤滑剤、５は磁性層１の反対側に備えるバックコート層、６はバックコート層５の凸部、７はバックコート層５の凹部、９は磁気記録再生装置が備えるポストである。
【０００８】
図２Ａに示すように、カセットに収納した磁気テープは巻回されて、バックコート５と磁性層１とが密着する。この状態から磁気記録媒体を引き出すと、図２Ｂに示すように、巻回状態で密着していたバックコート５の凸部６に潤滑剤４が転写し、潤滑剤８が付着してしまう。図２Ｃに示すように、付着潤滑剤８が存在する状態で磁気記録再生装置が備えるポスト９を摺動すると、付着潤滑剤８がポスト９により剥がされ、剥がされた付着潤滑剤８はポスト９表面で凝集し、凝集した潤滑剤１０がヘッド表面へ転写する場合、凝集単位がちいさければ潤滑機能を得られるが堆積してしまう。バックコート層５へ転写した潤滑剤も接するものの表面に堆積するため、粉落ち不良の要因となる。
【０００９】
そこで、本発明はバック層への潤滑剤転写を抑制できる磁気記録媒体の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した深刻な課題を解決する本発明にかかる磁気記録媒体のバック層は凸部分の表面エネルギーが小さい（塗れ難い）ので潤滑層の潤滑剤が転写し難く、万一転写しても潤滑剤の融点以上で熱処理することで、バック層の液体の潤滑剤は塗れ難い凸部分から表面エネルギーが高い（塗れ易い）凹部分へ移動する。バック層の凸部分はドライブ内のポストなどへ接触するが凹部分へは接しないので、凹部分へ移動した潤滑層は転写することがない。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、潤滑剤が転写し難いバック層を得、万一潤滑剤がバック層へ転写しても熱処理により潤滑剤が再転写及び堆積しない、粉落ちなど不良が発生し難い磁気記録媒体を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の潤滑剤について、磁気記録媒体の構造および製造工程など具体的な例を挙げて説明するが、本発明は、以下に示す例に限定されるものではない。
【００１３】
本発明の磁気記録媒体は複層から構成され、表面の潤滑層から、保護層、磁性層、支持体、バックコート層の順である。保護層はダイヤモンド状硬質炭素膜等の薄膜、磁性層は蒸着で形成されるＣｏ−ＯやＣｏ−Ｎｉ−Ｏなどの単層または多層構成の強磁性金属薄膜、支持体はポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等の高分子フィルムでＳｉＯ2，ＺｎＯ等の無機超微粒子やイミド等の有機超微粒子等を分散塗布したいわゆる微粒子塗布層を配したものが用いられることが多い。バックコート層は平滑性の良好な、特に薄い磁気テープに良くみられるバックコート層である。
【００１４】
以上のような構成の磁気記録媒体において磁性層の形成は、回転キャンや回転ベルトに沿って移動する、別工程にて溶液塗布法で微粒子塗布層を形成された高分子からなる非磁性支持体上に酸素雰囲気でＣｏ等の磁性材料をある範囲の入射角で電子ビーム蒸着することによる場合が多い。保護層の硬質炭素膜は主にディスク状媒体において活発に利用されていて、製造に当たっては磁気テープに於いても磁気ディスクに於いて開示されている技術を、そのままか若干の修正を加える程度で当てはめることが可能である。
【００１５】
（磁性層）
この下地層を成膜した支持体を冷却回転支持体上で走行させながら、表面に酸素を導入する斜方真空蒸着法によりＣｏから成る厚さ約５０ｎｍの強磁性金属薄膜を磁性層として形成した。
【００１６】
（保護層）
支持体上に下地層、磁性層を順次積層形成した磁性層側へ、炭素を主成分とする硬質炭素の保護層を形成した。保護層はプラズマＣＶＤ法によって成膜した。プラズマＣＶＤ法による保護層の成膜は真空槽内にメタン、アセチレン、エチレン、ベンゼン、トルエン、キシレンなどのＣＨ系のガスを導入し、トータルガス圧を４．０×１０１Ｐａ（０．３Ｔｏｒｒ）に保ちながら、周波数２０ＫＨｚ、電圧１５００Ｖの交流と１０００Ｖの直流を重畳し、これを放電管内の電極に印加してプラズマを形成し、導入ガスをプラズマのエネルギーにより一度分解し、カーボンを再結合させることにより厚さ約５ｎｍ以上のＤＬＣ膜を形成した。この際に、保護層の膜質を改善する目的でＮ2、Ｈ2などの添加ガスを導入しても構わない。真空槽内には冷却装置が配置された冷却キャンロールにより、支持体の磁性膜上への保護膜形成時の温度上昇による支持体の熱変形等を防止している。
【００１７】
（バックコート層）
次に、バックコート層は、通常、カーボンブラックや、その他の無機粒子よりなる非磁性顔料と、結合剤樹脂とを有機溶媒とともに分散、混練することで調製した塗料を、磁性層形成側とは反対側の面に、塗布、乾燥することにより形成した。この塗布方法により形成されるバックコート層の厚さは、規格で求められる磁気記録媒体の透過率を満足しかつ安定した表面性が得られる厚みとして、約０．３から０．６μｍ程度とした。バックコート層を形成する塗料は、少なくとも非磁性顔料であるカーボンブラックと、結合剤とを含有してなり、カーボンブラックの平均粒径は２０〜５０ｎｍであり、結合剤には、スルホン酸金属塩を含有するポリウレタン樹脂が含まれているものとする。上記主成分の他、防錆剤、帯電防止剤等、分散剤、などの添加剤を加えてもよい。
【００１８】
（潤滑層）
次に、本発明の潤滑層材料は、イソプロピルアルコールとフッ素系溶媒とを混合した混合有機溶媒に溶解し、塗布液を、２３度、３０％ＲＨ環境下で、リバースロールコータを用いて湿式塗布法で塗布した後、乾燥した。特に制限はしないが、潤滑層の潤滑材料は非磁性支持体の寸法などへの影響が少ない温度範囲に融点をもつものとする。
【００１９】
本発明の潤滑剤が転写し難い、または万一潤滑剤がバック層へ転写しても熱処理により潤滑剤が再転写及び堆積しないバック層について図を参照して説明する。図１は本発明の磁気記録媒体の要部を拡大した断面図であり、従来例と同様の構成には同一の符号を付している。
【００２０】
図１Ａに示すように、カセット等に巻回して収納した状態では、磁性層１表面とバックコート層５とが密着する。巻回した状態から磁気記録媒体を引き出すと、図１Ｂに示すように、バックコート層５の凸部６に備える撥水撥油層１１で潤滑剤４が弾かれるため潤滑剤４はバックコート層６に転写することがない。従って、図１Ｃに示すように磁気記録再生装置が備えるポスト９をバックコート層５が摺動しても、バックコート層５には潤滑剤４が存在しないため、何の問題もない。何等かの影響で図１Ｄに示すように磁性層１表面の潤滑剤４が、バックコート層５の凸部６に付着潤滑剤８として転写した場合であっても、バックコート層５の凸部６表面に撥水撥油層１１を備えているため、図１１Ｅに示すように付着潤滑剤８はバックコート層５の凹部７に流動潤滑剤１２として流動し蓄積される。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明の第一の実施例のバック層について具体的に説明する。
【００２２】
本実施例のバック層は上述のバックコート層に限らず、ドライブ内での優れた走行を実現するために表面へ凸凹形状が付与された層であり、表面エネルギーが低い有機物がプラズマ処理により表面へ設けた層である。
【００２３】
この様なバック層へのプラズマ処理は保護層と同様なプラズマＣＶＤ法では所望の膜が得られないため、形成したバックコート層表面に予め厚さ約２０ｎｍの銅を蒸着成膜したバック層へプラズマＣＶＤ法によって成膜した。プラズマＣＶＤ法による成膜は真空槽内へフロロアルキル、フロロアルケン、フロロベンゼン、フロロトルエン、フロロキシレンなどのＣＦ系のガスを導入し、トータルガス圧を４．０×１０１Ｐａ（０．３Ｔｏｒｒ）に保ちながら、周波数２０ＫＨｚ、電圧１５００Ｖの交流と１０００Ｖの直流を重畳し、これを放電管内の電極に印加してプラズマを形成し、導入ガスをプラズマのエネルギーにより一度分解し、再結合させることにより厚さ約３ｎｍ未満の膜をバック層の凸部分に集中して形成した。導入ガスは３０Ｐａ以下８０℃以下で気体となる材料を用いた。凹部分の厚みはバック表面形状のシャドーイングにより凸部分の半分以下であった。保護層の膜質を改善する目的と同様にＮ2、Ｈ2などの添加ガスを導入しても構わない。
【００２４】
（実施例１）
上述製造方法にて真空槽内へｍ−フロロトルエン（沸点１１５度）のガスを導入して厚さ約１ｎｍの膜をバック層の凸部分へ形成した。フロロ化合物はフッ素の原子量が大きいためフッ素の置換数が多いと融点や沸点が高くなるが、用いるフロロ化合物はガスとして真空槽内へ導入するため常圧での融点が１４０℃以下の化合物を選択した。
【００２５】
潤滑層は該フロロ化合物の成膜後に塗布形成し、潤滑層形成後の原反は１００℃にて熱したロール上に５０ｍ／ｍｉｎで走行した。
【００２６】
（実施例２）
１，３，５−トリフルオロベンゼン（沸点７５度）を用いた以外は実施例１と同様に磁気記録媒体を作製した。
【００２７】
（実施例３）
３，３−ジフルオロプロペンを用いた以外は実施例１、実施例２と同様に磁気記録媒体を作製した。
【００２８】
（比較例１）
本発明の比較例は従来の製造方法にて得られた磁気記録媒体であり、実施例１〜３と同様の、バック層への成膜はしていない。潤滑層形成後に熱処理もしなかった。
【００２９】
（比較例２）
潤滑層形成後に実施例１〜３と同様の熱処理をした以外は比較例１と同様に磁気記録媒体を作製した。
【００３０】
つぎに、潤滑剤の潤滑特性の評価方法について詳細を述べる。
【００３１】
＜バック面からの転写堆積物＞
各磁気記録媒体約１０００ｍ×幅０．５インチを、２０℃５０％条件下でテープ張力約０．３Ｎ、走行速度１００ｍ／ｍｉｎで１回走行させた。該実験の装置はエイコー測器株式会社製テープリワインダＶＲ９３９をバック面からの転写堆積物を観察するために改造した装置である。走行時のバック面へ１回のみ０．３Ｓ、２ｍｍφのＳＵＳ３０３製のピンが接する様、配置した。走行後のピン表面汚れを顕微鏡で調べた。汚れの評価は汚れ無し、汚れ少し、汚れ多し、の３段階にて行った。
【００３２】
バック面からの転写堆積物の実験結果より、実施例１〜３は汚れ無しであったが、比較例１は汚れ多し、比較例２は汚れ少しであった。
【００３３】
潤滑層形成後の記録再生面の潤滑層はバック面との接触によりバック面の凸部先端を中心に転写してしまうことが分かった。該転写物は潤滑剤の融点以上にて熱処理することで該厚みは凸部先端から少し拡散するが、全てが凹部へ移動することはなかった。
【００３４】
なお、以上説明した実施例では、本発明の磁気記録媒体およびその製造方法を０．５インチ幅テープとし、エイコー測器株式会社製テープリワインダＶＲ９３９に適用した場合についてのみ説明したが、本発明の磁気記録媒体およびその製造方法はこれに限定されるものではなく、他の金属薄膜型磁気テープ等についても適用できるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
表層最表面に塗布した潤滑剤がバックコート層表面への転写を抑制できるため、テープ状媒体に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１Ａ】本発明の一実施例における磁気記録媒体を巻回した状態を説明する断面図
【図１Ｂ】同実施例における磁気記録媒体を巻回状態から開放した状態を説明する断面図
【図１Ｃ】同実施例における磁気記録媒体を磁気記録再生装置で記録・再生する状態を説明する断面図
【図１Ｄ】同実施例における磁気記録媒体を巻回状態から開放した状態を説明する断面図
【図１Ｅ】同実施例における磁気記録媒体を巻回状態から開放した状態を説明する断面図
【図２Ａ】従来の磁気記録媒体を巻回した状態を説明する断面図
【図２Ｂ】同例における磁気記録媒体を巻回状態から開放した状態を説明する断面図
【図２Ｃ】同例における磁気記録媒体を磁気記録再生装置で記録・再生する状態を説明する断面図
【図２Ｄ】同例における磁気記録媒体を磁気記録再生装置で記録・再生した状態を説明する断面図
【符号の説明】
【００３７】
１    磁性層
２    凸部
３    凹部
４    潤滑剤
５    バックコート層
６    凸部
７    凹部
８    付着潤滑剤
９    ポスト
１０    凝集潤滑剤
１１    撥水撥油層
１２    流動潤滑剤
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図２Ａ】
2010020831.tif 000008
【図２Ｂ】
2010020831.tif 000009
【図２Ｃ】
2010020831.tif 000010
【図２Ｄ】
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