CN1716390A - 磁记录介质及利用其的磁记录/再现装置 - Google Patents

磁记录介质及利用其的磁记录/再现装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及磁记录介质及利用其的磁记录/再现装置。所述磁记录介质(10)，包括通过利用如下的润滑剂形成的润滑层(4)，所述润滑剂包括在两端具有一个或多个CH3基或一个或多个CF3基的第一全氟聚醚，以及在至少一端具有极性基团的第二全氟聚醚。

Description

磁记录介质及利用其的磁记录/再现装置
技术领域
本发明涉及用于例如利用磁记录技术的硬盘驱动中的磁记录介质，尤其涉及具有改进润滑层的磁记录介质。
背景技术
磁记录介质具有润滑层，其在头滑块滑动时通过夹在头滑块和介质表面之间而防止磨损。在该润滑层中使用的润滑剂需要具有抵触(conflicting)特征，即，需要固定在介质表面上而不粘附到头滑块上。
在近来的薄膜磁记录介质中，在介质表面上形成表面保护层。如果润滑层的厚度为1nm或更小，所述层形成岛状物，而不能覆盖整个表面保护层。因此，润滑层的厚度通常是约2nm。在这样的磁记录介质中，施加例如端部具有活性基的全氟聚醚的润滑剂，并通过退火粘合到表面保护层上。然而，如果端部基团被粘合，则液体的自修复功能破坏，并且半固体状润滑层磨损了介质表面。为了防止这种情况，将润滑层的1nm厚的下层粘合到介质表面以形成粘合层，并且使上层具有流动性以形成移动层。
例如，通过对磁盘涂敷新的润滑剂ZDPA，可以防止对润滑特征的破坏，并增加了抗滑动性，所述ZDPA具有可以钝化Lewis酸的二烷基仲胺(dialkylamine)端基，所述Lewis酸可能加速润滑剂的分解反应(例如，“Tribology Letters”2002年2月，Vol.12，No.2，p.117)。
该现有技术的新润滑剂ZDPA确实具有高耐分解性，但是其没有任何极性基团。因此，与保护层的反应较弱，从而粘合层的量较少。结果是，在滑动部分的润滑层容易被推到一边，并暴露出保护层的表面。这导致头和保护层之间的固体接触，并减少了介质的抗滑动性。尽管通过增加润滑层的厚度可以避免该不利，然而，移动层的量急剧增加，而粘合层的量没有增加，并且这增加了摩擦力。还可以通过对粘合层提供极性基团而增加粘合层的量。然而，这破坏了自修复特性，并减少了抗滑动性。尤其在低温环境中，润滑层的粘性容易减小，从而抗滑动性的减小是显著的。
发明内容
考虑上述情况发明了本发明，从而，本发明的目的为提供一种磁记录介质，其中润滑层的修复特征以及取决于修复特征的滑动特征即使在低温环境下也可以在长时间段上保持良好，并提供磁记录/再现装置，所述装置使用该磁记录介质，并即使在安装极低浮动型头或接触型头时，仍具有高可靠性。
本发明的磁记录介质的特征在于，其包括：
非磁性衬底；
在所述非磁性衬底上形成的磁记录层；
在所述磁记录层上形成的保护层；以及
通过利用这样的润滑剂在所述保护层上形成的润滑层，所述润滑剂包括在两端具有一个或多个CH3基或一个或多个CF3基的第一全氟聚醚，以及至少一端具有极性基团的第二全氟聚醚，
其中，所述润滑层包括，粘合层，该粘合层包括大部分所述第二全氟聚醚并粘合所述保护层的表面，以及，在所述粘合层上形成的移动层，该移动层包括大部分所述第一全氟聚醚，并具有流动性。
本发明的磁记录/再现装置的特征在于，其包括：
磁记录介质，其包括：
非磁性衬底；
在所述非磁性衬底上形成的磁记录层；
在所述磁记录层上形成的保护层；以及
通过利用这样的润滑剂在所述保护层上形成的润滑层，所述润滑剂包括在两端具有一个或多个CH3基或一个或多个CF3基的第一全氟聚醚，以及至少一端具有极性基团的第二全氟聚醚，
其中，所述润滑层包括，粘合层，该粘合层包括大部分所述第二全氟聚醚并粘合所述保护层的表面，以及，在所述粘合层上形成的移动层，该移动层包括大部分所述第一全氟聚醚，并具有流动性；以及
记录/再现头。
当使用本发明时，可以在长时间内改善磁记录介质的润滑层的修复特征和取决于修复特征的滑动特征，并提供了这样的磁记录/再现装置，其使用该磁记录介质并且即使在安装极低浮动型头或接触型头时也具有高可靠性。
本发明的优点将在下文的描述中给出，并且其部分将通过所述描述变得清楚，或通过实施本发明而得知。通过尤其在本文给出的方法和结合，可以实现和获得本发明的优点。
附图说明
在此结合的附图构成了说明书的部分，示出了本发明的实施例，并结合上述的总体描述和下文的实施例，一起说明了本发明的特征。
图1是示出根据本发明的磁记录介质的实例的截面图；
图2是用于本发明中的润滑层的模型图；
图3是示出了根据本发明的磁记录/再现装置的实例的示意图；以及
图4是示出了根据本发明的磁记录介质的另一实例的截面图。
具体实施方式
本发明的磁记录介质的特征在于，其包括：非磁性衬底；在所述非磁性衬底上形成的磁记录层；在所述磁记录层上形成的保护层；以及在所述保护层上形成的润滑层，并且所述润滑层具有粘合到保护层的表面的粘合层，以及在粘合层上形成的具有流动性的移动层。
本发明的磁记录/再现装置具有如上所述的磁记录介质和记录/再现头。
在某实施例中，所述记录/再现头可以是极低浮动型头或接触型头。
通过利用至少两种全氟聚醚形成用于本发明中的润滑层，一种是在两端具有一个或多个甲基(CH3)或一个或多个碳氟基(CF3)的第一全氟聚醚。另一种是在至少一端具有极性基团的第二全氟聚醚。
可以这样形成润滑层：用包括上述两种全氟聚醚和适当溶剂的涂覆溶液涂覆保护层，以及加热涂覆膜。
可选的是，可以这样形成润滑层：施加第二全氟聚醚，对其加热，洗去未粘合到保护层上的润滑剂，以及施加第一全氟聚醚。
形成的润滑层基本上由通过加热而粘合到保护层的粘合层和位于粘合层上的移动层构成，所述粘合层在至少一端具有极性基团，并主要包括第二全氟聚醚，所述移动层主要包括在两端具有一个或多个CH3基或一个或多个CF3基的第一全氟聚醚，并具有流动性。
当使用本发明时，可以长时间改善磁记录介质的润滑层的修复特性和取决于修复特性的滑动特征，并提供了磁记录/再现装置，所述装置使用该磁记录介质并且即使在安装极低浮动型头或接触型头时也具有高可靠性。
图1是根据本发明的磁记录介质的实例的截面图。
如图1所示，磁记录介质10具有这样的结构，所述结构为在非磁性衬底1上依次形成磁记录层2、保护层3以及润滑层4。
图2是示出用于本发明中的润滑层的结构的模型。
如图2所示，润滑层4基本由粘合层5和移动层6构成，所述粘合层5粘合到保护层3并主要包括第二全氟聚醚，所述移动层6在粘合层5上形成并主要包括第一全氟聚醚。标号11表示粘合到保护层的第二全氟聚醚的极性基团。
用于移动层中并具有CH3基或CF3基的第一全氟聚醚具有低粘性，并且，即使在低温环境下，其仍具有良好的润滑修复特性，并不破坏滑动特征。因此，第一全氟聚醚可以长时间减小该磁记录介质对所述头的摩擦力。另一方面，用于粘合层中的第二全氟聚醚，其通过加热粘合到保护层并在至少一端具有极性基团，其即使在经受头的滑动时也不会暴露出保护层，并长时间保持磁记录介质对头的高的抗滑动性。在如上所述的本发明的磁记录介质中，即使在低温环境下，可以同时长时间地通过粘合层获得高抗滑动性、通过移动层获得大的摩擦力减小效果。
在一个实施例中，第一全氟聚醚可以包括在两端具有一个或多个CH3基或一个或多CF3个基的胺结构，或在两端具有一个或多个CH3基或一个或多个CF3基的环形磷腈(cyclic phosphazene)结构。
在两端具有一个或多个CH3基或一个或多个CF3基的全氟聚醚的实例为Fomblin Z15(由AUSIMONT制造)(平均分子量＝8000，动粘度＝160 20deg：cSt，比重＝1.84 20deg：g/cm3)。包括在一端具有CH3基的胺结构的全氟聚醚的实例为ZDPA(由Matsumura OilResearch制造)(平均分子量＝4000，动粘度＝28 20deg：cSt，比重＝1.6520deg：g/cm3)。
在一端具有极性基团例如OH基的全氟聚醚的实例为FomblinZ-Tetraol(由AUSIMONT制造)(平均分子量＝2000，粘度＝220020deg：cSt，比重＝1.7520deg：g/cm3)。
为了增加抗分解性，可以进一步添加A20H(由Matsumura OilResearch制造)(平均分子量＝2000，动粘度＝17620deg：cSt，比重＝1.720deg：g/cm3)作为包括具有极性基团的环形磷腈结构的全氟聚醚。
在用于本发明的一个实施例中的润滑层中，由粘合层的膜厚与润滑层的总膜厚的比值表示的粘合比可以为70％或更多。
如果粘合比小于70％，未覆盖润滑剂的区域的量增加，而这使得容易发生固体接触。结果为，抗滑动性通常减小。
如下获得粘合比。通过浸湿涂覆(dip coating)形成润滑剂层，使得膜的厚度为2.3nm。为了进一步增加粘合比，在150℃下将润滑层加热10分钟，并且，如果需要，用UV照射20秒。通过利用FT-IR反射-吸收分光法的C-F峰值吸收测量获得的润滑层的厚度。然后，将获得的润滑层浸入氟基溶剂，例如AK225(由Asahi Glass制造)或Vertrel(由DuPont制造)，从而清洗除去未粘合到保护层的成分。通过利用FT-IR反射-吸收分光法的C-F峰值吸收测量剩下层的厚度。通过清洗而被除去的层为移动层，剩下的层为粘合层。通过计算粘合层的膜厚与润滑层的总膜厚获得粘合比。
可以混合用于本发明中的第一和第二全氟聚醚，使得上述粘合比为70％或更大。混合比可以取决于使用的全氟聚醚。
例如，当使用Fomblin Z15用作第一全氟聚醚、使用FomblinZ-Tetraol作为第二全氟聚醚时，还添加A20H，则Fomblin Z15、Fomblin Z-Tetraol、和A20H的混合比可以分别是30重量％或更少、50至95重量％、以及5至20重量％。
作为另一实例，当使用ZDPA作为第一全氟聚醚、使用FomblinZ-Tetraol作为第二全氟聚醚，以及还添加A20H，则ZDPA、FomblinZ-Tetraol、和A20H的混合比可以分别是30重量％或更少、50至95重量％、以及0至10重量％。
图3为示出根据本发明的磁记录/再现装置的实例的部分透视图。
根据本发明的用于记录信息的硬磁盘121被安装在轴122上，并通过主轴马达(未示出)以预定旋转速度旋转。将滑块123附着在为薄片簧的悬臂124的末端部分上，所述滑块安装用于访问磁盘121以记录信息的记录头和用于再现信息的MR头。将悬臂124连接到臂125的一端上，臂125具有例如固定驱动线圈(未示出)的线筒。
将作为一种线性马达的音圈马达126附着在臂125的另一端。音圈马达126包括缠绕臂125的线筒的驱动线圈(未示出)以及磁路，所述磁路包括永磁体和相对磁轭，它们彼此相对而将驱动线圈夹在其之间。
由球轴承(未示出)支撑臂125，所述球轴承被形成于固定轴127的上下两个部分中，并通过音圈马达126转动。也就是说，通过音圈马达126控制滑块123在磁盘121上的位置。图3中的标号128表示盖。
实例1-4和比较实例1-4
制备0.5mm厚、1.8英寸的结晶玻璃基片(由OHARA制造的TS10SXL)作为基片。通过包括氧化铈的抛光剂浆液处理每个基片的表面，使得表面粗糙度为Ra＝1.0nm。
在清洗玻璃基片表面后，利用溅镀装置(由ANELVA制造的C-3010)进行溅镀，以在每个基片的两个表面上形成由Co基合金形成的第一底层。另外，随后使用相同的装置形成由Cr基合金形成的10nm厚的第二底层、由CoCrPtB合金形成的2nm厚的稳定层、由Ru形成的1nm厚的中间层、由CoCrPtB合金形成的5nm厚的记录层、以及3nm厚的碳保护层。
然后，通过浸湿涂覆对每个碳保护层涂覆2.3nm厚的润滑剂层。通过混合Fomblin Z-Tetraol、A20H以及Fomblin Z15制备所述润滑剂，其中Fomblin Z-Tetraol为具有相对于保护层的高粘合比的全氟聚醚，A20H具有phosphazene环，以及Fomblin Z15为端部为甲基的全氟聚醚。混合比是表1(在后面示出)中所示的八个不同混合比中的一个。为了进一步增大粘合比，将每种得到的材料在150℃下加热10分钟，并用UV照射20秒，而形成润滑层，从而获得本发明的磁记录介质。注意，形成润滑层的方法并不限于混合和施加三种全氟聚醚的方法。例如，还可以首先施加Fomblin Z-Tetraol和A20H，利用氟基溶剂清洗去未粘合到保护层的成分，在150℃下将得到的材料加热10分钟，以及然后施加Fomblin Z15。
图4是示出每个获得的磁记录介质的结构的截面图。
如图4所示，磁记录介质20具有这样的结构，其中，在基片21上依次形成第一底层25、第二底层26、稳定层27、中间层28、磁记录层22、保护层23、以及润滑层24。
粘合比的测量
通过利用FT-IR反射-吸收分光法的C-F峰值吸收，测量每个获得的润滑层的膜厚。
然后，将介质浸入溶剂AK225(由Asahi Glass制造)，以清洗去没有固定到保护层的润滑层部分。通过C-F峰值吸收测量作为粘合层的剩下的润滑层的厚度。将粘合层的厚度与预先测量的润滑层厚度的比值用百分比表示。表1示出了获得的结果。
抗滑动性的测量
另外，将每个通过与上述相同的过程形成的磁记录介质结合入磁盘装置，所述装置包括具有2.5gf负载的接触型磁头。将所述头放置在在径向上离磁记录介质的中心为16.3mm的位置上，并使其以4200rpm的旋转速度滑动。测量所述头损坏的天数作为抗滑动性。表1示出了获得的结果。
实例5和6和比较实例
通过与在实例1中相同的过程形成磁记录介质，不同的是，使用ZDPA代替Fomblin Z15，并且以与实例1中相同的方式测量粘合比和抗滑动性。下面的表1示出了获得的结果。
  润滑剂   混合比(重量％)   粘合比(％)  在5℃下的抗滑动性(天)
 实例1 Z-Tetraol/A20H/Z15   80/10/10   75   12
 实例2   66/17/17   72   9
 实例3   53/13/34   65   5
 比较实例1   90/10/0   75   3
 比较实例2   80/20/0   73   3
 比较实例3   50/50/0   74   1
 比较实例4   100/0/0   75   1
 实例4   80/0/20   70   4
 实例5 Z-Tetraol/A20H/ZDPA   80/0/20   75   30或更大
 实例6   80/10/10   72   30或更大
 比较实例1   0/0/100   13   1或更小
如表1所示，相比于比较实例1至4，实例1至3的每个中的抗滑动性增大，在实例1-3中，将适量的具有高抗分解性的A20H和在低温下具有良好修复性质的Z15混合到具有高粘合比的Z-Tetraol中。当Z15的比值高达如实例3中，则粘合比为70％或更小，即粘合层的覆盖特性不充分，从而抗滑动性略微降低。在比较实例1至4中，当A20H的比值为20重量％或更少时，抗滑动性略微增加。在实例4中，A20H的比值为0重量％，由于抗分解性降低，所以抗滑动性略微降低。
如表1所示，在实例5中，抗滑动性显著增加，其中，将适量的具有高抗分解性的ZDPA和在低温下具有良好修复性质的Z15混合到具有高粘合比的Z-Tetraol中。当如在实例6中混合A20H时，抗滑动性也增加。在比较实例5中，当既不包括Z-Tetraol也不包括A20H，而只包括ZDPA时，粘合比降低，并且抗滑动性也降低。
本领域的技术人员，容易想到其它优点和修改。因此，本发明的更广泛的方面并不局限于这里示出和描述的特定细节和代表实施例。因此，在不偏离由权利要求书及其等同方案限定的本发明总体构思的精神和范围下，可以进行各种修改。

Claims (6)

1.一种磁记录介质，其特征在于，所述介质包括：
非磁性衬底；
在所述非磁性衬底上形成的磁记录层；
在所述磁记录层上形成的保护层；以及
通过利用如下的润滑剂在所述保护层上形成的润滑层，所述润滑剂包括在两端具有一个或多个CH3基或一个或多个CF3基的第一全氟聚醚，以及在至少一端具有极性基团的第二全氟聚醚，
其中，所述润滑层包括，粘合层，该粘合层包括大部分所述第二全氟聚醚并粘合到所述保护层的表面；以及，在所述粘合层上形成的移动层，该移动层包括大部分所述第一全氟聚醚，并具有流动性。
2.如权利要求1所述的介质，其特征在于，所述第一全氟聚醚包括在末端具有CH3基或CF3基的胺结构或环形磷腈结构。
3.如权利要求1所述的介质，其特征在于，所述润滑层具有不小于70％的粘合比，所述粘合比被表示为所述粘合层的膜厚与所述润滑层的总膜厚的比值。
4.一种磁记录/再现装置，其特征在于，所述装置包括：
磁记录介质，该磁记录介质包括
非磁性衬底；
在所述非磁性衬底上形成的磁记录层；
在所述磁记录层上形成的保护层；以及
通过利用如下的润滑剂在所述保护层上形成的润滑层，所述润滑剂包括在两端具有一个或多个CH3基或一个或多个CF3基的第一全氟聚醚，以及至少一端具有极性基团的第二全氟聚醚，
所述润滑层包括，粘合层，该粘合层包括大部分所述第二全氟聚醚并粘合所述保护层的表面；以及，在所述粘合层上形成的移动层，该移动层包括大部分所述第一全氟聚醚，并具有流动性；以及
记录/再现头。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第一全氟聚醚包括在末端具有CH3基或CF3基的胺结构或环形磷腈结构。
6.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述润滑层具有不小于70％的粘合比，所述粘合比被表示为所述粘合层的膜厚与所述润滑层的总膜厚的比值。
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