JP2001195729A - 記録媒体の製造方法及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 記録媒体の製造方法及び記録媒体に関し、記
録媒体の保護膜と潤滑剤との間の密着性を改善する。 【解決手段】 記録層１上にダイヤモンドライクカーボ
ンからなる保護膜２を設けたのち、保護膜２の表面を
０．１〜２０重量％に希釈したシランカップリング剤３
で表面処理し、次いで、表面処理した保護膜２の表面に
ポリマー分子末端に結合性官能基を有するフッ素系の潤
滑剤４を塗布する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は記録媒体の製造方法
及び記録媒体に関し、特に、ＤＬＣ（ダイヤモンドライ
クカーボン）保護膜上に設ける潤滑層の密着性を改善す
るための処理方法に特徴のある記録媒体の製造方法及び
記録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年のハードディスク装置の小型化，大
容量化の需要の高まりに伴い、高密度磁気記録が可能な
ハードディスク装置の研究開発が急速に進められてお
り、このようなハードディスク装置に用いる磁気記録媒
体は、例えば、Ａｌ基板上にＭｏＣｒ下地層を介して強
磁性体からなる記録層を設け、その上に厚さが５〜５０
ｎｍ程度の保護膜を設けるとともに磁気ヘッドとの摩擦
を減少するために潤滑剤をコートして形成している。

【０００３】この様な磁気記録媒体の記録層としては、
面内磁化、即ち、磁性層の平面に対して平行な方向の磁
化を利用したＣｏＣｒＰｔ等のＣｏＣｒ系合金が使用さ
れており、また、保護膜としてはカーボン系の保護膜が
用いられるのが一般的であり、カーボン系の保護膜とし
ては、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、或いは、
イオンプレーティング法等によって堆積させたアモルフ
ァス状態のＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜が
主に用いられている。

【０００４】この保護膜は記録層に記録された情報を保
護するとともに、磁気ヘッドの摺動性を高める効果を発
揮しているが、保護膜を設けただけでは磁気記録媒体の
耐久性が劣るために、上述のように、保護膜の表面に厚
さが１〜２ｎｍ程度、即ち、１〜２分子層程度の潤滑剤
を塗布して保護膜の耐久性を改善する方法が広く採用さ
れている。

【０００５】この様な潤滑剤としては、パーフルオロポ
リエーテル系潤滑剤や脂肪族炭化水素系潤滑剤が知れて
おり、この様な潤滑剤の主な役割は、保護膜の表面に吸
着して磁気ヘッドスライダが保護膜と直接接触するのを
防止するとともに、磁気記録媒体上を摺動する磁気ヘッ
ドスライダの摩擦力を著しく低減させることにある。

【０００６】現在、磁気記録装置においては、通常、浮
上型磁気ヘッドが用いられており、、また、駆動方式と
しては、主にＣＳＳ（Ｃｏｎｔａｃｔ Ｓｔａｒｔ Ｓ
ｔｏｐ）方式が採用されている。このＣＳＳ方式におい
ては、使用時において磁気記録媒体が停止状態から瞬時
に回転加速され、これに伴って磁気ヘッドスライダに空
気の抵抗による浮力が加えられて磁気ヘッドスライダは
浮上することになる。

【０００７】一方、停止時には、磁気記録媒体を回転さ
せているスピンドルモータが停止し、磁気ヘッドと磁気
記録媒体とが高速で接触を起こして摺動することになる
ので、この様な摺動時の動摩擦係数を低減するために、
上述の潤滑膜を設けることが有効となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、磁気記録媒体
の回転速度の高速化に伴って、遠心力によって潤滑剤が
基板の外周部に偏在したりするという問題がある。即
ち、保護膜と潤滑剤との間の密着力が、磁気記録媒体の
高速回転に伴う遠心力に抗するに足りないためである。

【０００９】したがって、本発明は、磁気記録媒体の保
護膜と潤滑剤との間の密着性を改善することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理的構
成の説明図であり、この図１を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。 図１参照 （１）本発明は、記録媒体の製造方法において、記録層
１上にダイヤモンドライクカーボンからなる保護膜２を
設ける工程、保護膜２の表面を０．１〜２０重量％に希
釈したシランカップリング剤３で表面処理する工程、表
面処理した保護膜２の表面にポリマー分子末端に結合性
官能基を有するフッ素系の潤滑剤４を塗布する工程を有
することを特徴とする。

【００１１】この様に、シランカップリング剤３で表面
処理することによって、シランカップリング剤３の変成
成分、即ち、加水分解によって生成されるシラノールを
介してＤＬＣからなる保護膜２とフッ素系の潤滑剤４と
の密着性が改善され、記録媒体の遠心力によって潤滑剤
４が偏在することが防止される。なお、シランカップリ
ング剤３を希釈する場合には、極性が上がる有機溶媒、
即ち、誘電率が高くなる有機溶媒によって希釈すること
が望ましく、濃度としては、０．１重量％未満であれば
処理の効果が薄く、一方、２０重量％を越えるとシラン
カップリング剤３の層が必要以上に厚くなり無駄とな
る。

【００１２】また、密着性をさらに改善するためには、
シランカップリング剤３で表面処理する前に、保護膜２
の表面を酸化性雰囲気中で処理することが望ましく、酸
化性雰囲気中での処理によって、保護膜２の表面のダン
グリング・ボンドを増加させるとともに、酸素を含む活
性なサイトを形成することができるので密着性が改善さ
れる。なお、この場合の酸化性雰囲気中での処理とは、
酸素含有雰囲気中での熱処理、酸素プラズマ処理、或い
は、ＵＶ（紫外線）オゾン処理等を意味する。

【００１３】（２）また、本発明は、上記（１）におい
て、保護膜２の表面処理工程において、希釈したシラン
カップリング剤３として、クロロホルム或いはトルエン
のいずれかで希釈したγ−グリシドキシプロピルトリエ
トキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシ
シラン、ビニルトリエトキシシラン、或いは、ビニルト
リメトキシシランのいずれか一つ、または、トルエンで
希釈したγ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン或
いはγ−メルカプトプロピルトリメトキシシランのいず
れかを用いたことを特徴とする。

【００１４】この様に、クロロホルムまたはトルエンで
希釈されたγ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラ
ン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ビ
ニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、
γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン或いはγ−
メルカプトプロピルトリメトキシシランを用いることに
よって、残膜率を５５％以上にすることができる。因
に、シランカップリング剤３を用いない場合の残膜率
は、４０％未満となり、また、希釈用の有機溶媒として
水、エタノールを用いた場合には、残膜率は５５％以下
となる。

【００１５】（３）また、本発明は、記録媒体におい
て、上記（１）または（２）の製造方法によって製造し
たことを特徴とする。

【００１６】この様に、上記（１）または（２）の製造
方法によって製造した記録媒体においては、保護膜２と
潤滑剤４との間にはシランカップリング剤３の変成成分
であるシラノールが存在し、このシラノールによって保
護膜２と潤滑剤４との間の密着性が改善されるので、実
用耐久性が向上する。なお、本発明における、記録媒体
とは、磁気記録媒体或いは光磁気記録媒体等の記録再生
ヘッドと物理的に接触する記録媒体を意味する。

【００１７】

【発明の実施の形態】ここで、図２を参照して、本発明
の第１の実施の形態の磁気記録媒体の表面処理工程を説
明する。 図２（ａ）参照 まず、例えば、３．５インチ（≒８．９ｃｍ）のＡｌ基
板１２上にＭｏＣｒ下地層１３を介して厚さが、例え
ば、２０ｎｍのＣｏＣｒＰｔ磁気記録層１４を設けたの
ち、プラズマＣＶＤ法によって、厚さが５〜５０ｎｍ、
例えば、１５ｎｍのＤＬＣ保護膜１５を堆積させる。

【００１８】図２（ｂ）参照 次いで、酸素１６を導入した常圧の電気炉において、Ｄ
ＬＣ保護膜１５を形成した基板１１を、１５０〜２５０
℃、例えば、２５０℃においては、１〜３時間、例え
ば、２時間熱処理を行って、ＤＬＣ保護膜１５の表面の
ダングリング・ボンドを増加させるとともに、酸素を含
む活性なサイト１７を形成する。

【００１９】図２（ｃ）参照 次いで、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン
をクロロホルムで０．１〜２０ｗｔ％、より好適には、
１〜２０ｗｔ％、例えば、１０ｗｔ％に希釈した溶液１
８を収容した溶液槽１９中に基板１１を１０〜１２０
秒、例えば、３０秒間浸漬して、０．５〜２．０ｍｍ／
秒、例えば、１．０ｍｍ／秒の引上げ速度で引き上げ
た。

【００２０】図３（ｄ）参照 次いで、基板１１を大気中において、ホットプレート上
で、例えば、１００℃で１時間加熱することによって、
ＤＬＣ保護膜１５とカップリング層２０との化学結合を
促進させ、次いで、基板１１をクロロホルム中に、例え
ば、３０秒間浸漬して引き上げることによって余剰のカ
ップリング剤を除去したのち、基板１１を乾燥させる。

【００２１】図３（ｅ）参照 次いで、フッ素系の潤滑剤であるピペロニル基を末端に
持つパーフルオロポリエーテル、例えば、Ｆｏｍｂｌｉ
ｎ（商標名）ＡＭ３００１（アウジモント社製商品名）
を、溶媒であるフロリナート（商標名）ＦＣ７７（住友
３Ｍ社製商品名）に溶解させた溶液２１を収容した溶液
槽２２中に、表面にカップリング層２０を形成した基板
１１を１０〜２００秒、例えば、３０秒間浸漬して、
０．５〜２．０ｍｍ／秒、例えば、１．０ｍｍ／秒の引
上げ速度で引き上げることによって、ＤＬＣ保護膜１５
の表面を潤滑剤でコートする。

【００２２】図３（ｆ）参照 次いで、基板１１を大気中において、ホットプレート上
で、例えば、１５０℃で１時間加熱処理することによっ
て、ＤＬＣ保護膜１５上に、厚さが１〜２ｎｍ、例え
ば、１．５ｎｍの潤滑層２３を形成する。この場合、潤
滑層２３はカップリング剤が加水分解して生成されたシ
ラノールからなるカップリング層２０を介してＤＬＣ保
護膜１５と強固に結合されることになる。

【００２３】次いで、このシランカップリング剤による
表面処理の効果を確認するために、潤滑層２３を形成し
た基板１１をパーフルオロポリエーテルが溶解するフロ
リナート（商標名）ＦＣ７７（住友３Ｍ社製商品名）中
に浸漬し、浸漬前の潤滑剤２３の膜厚Ａと、浸漬後の潤
滑剤２３の膜厚Ｂとの比Ｂ／Ａ×１００、即ち、残膜率
（％）を求めた。この残膜率が大きいほど溶媒中に溶け
出す潤滑剤の量が少ないことを示し、ＤＬＣ保護膜１５
の表面と化学的に結合している潤滑剤の量が多いことに
なる。

【００２４】なお、膜厚の測定に際しては、ＦＴ−ＩＲ
（Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｉ
ｎｆｒａｒｅｄ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｔｒ
ｏｓｃｏｐｙ：フーリエ変換赤外分光光度計）を用い、
約１２８０ｃｍ^-1近傍において検出される潤滑剤中の直
鎖、即ち、−（Ｆ−Ｃ−Ｆ）−部分に由来する吸光度
と、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光装置）によって測定した膜
厚絶対値との相関、即ち、検量式を前もって求めてお
き、膜厚が未知の試料に対して随時ＦＴ−ＩＲによって
−（Ｆ−Ｃ−Ｆ）−部分に由来する吸光度を測定し、そ
の測定値を変数として検量式に代入して求めた。

【００２５】その結果、残膜率は、１〜２０ｗｔ％の範
囲のシランカップリング剤の濃度において、８０〜１０
０％であった。因に、シランカップリング剤による表面
処理を行わない場合の残膜率は４０％未満であり、上記
の第１の実施の形態においては、２倍以上の残膜率であ
り、シランカップリング剤による表面処理が非常に有効
であることが確認された。

【００２６】次に、本発明の第２の実施の形態を説明す
るが、この第２の実施の形態においては、クロロホルム
の代わりに溶媒としてトルエンを用いた以外は上記の第
１の実施の形態と同様であるので、結果のみを示す。そ
の結果、残膜率は、１〜２０ｗｔ％の範囲のシランカッ
プリング剤の濃度において、５５〜６３％であり、シラ
ンカップリング剤による表面処理が有効であることが確
認された。

【００２７】次に、本発明の第３の実施の形態を説明す
るが、この第３の実施の形態においては、γ−グリシド
キシプロピルトリエトキシシランの代わりにビニルトリ
エトキシシランを用いた以外は上記の第１の実施の形態
と同様であるので、結果のみを示す。その結果、残膜率
は、１〜２０ｗｔ％の範囲のシランカップリング剤の濃
度において、７６〜８５％であり、シランカップリング
剤による表面処理がかなり有効であることが確認され
た。

【００２８】次に、本発明の第４の実施の形態を説明す
るが、この第４の実施の形態においては、クロロホルム
の代わりに溶媒としてトルエンを用いた以外は上記の第
３の実施の形態と同様であるので、結果のみを示す。そ
の結果、残膜率は、１〜２０ｗｔ％の範囲のシランカッ
プリング剤の濃度において、５５〜６２％であり、シラ
ンカップリング剤による表面処理が有効であることが確
認された。

【００２９】次に、本発明の第５の実施の形態を説明す
るが、この第５の実施の形態においては、γ−グリシド
キシプロピルトリエトキシシランの代わりにγ−メルカ
プトプロピルトリメトキシシランを用い、且つ、クロロ
ホルムの代わりに溶媒としてトルエンを用いた以外は上
記の第１の実施の形態と同様であるので、結果のみを示
す。その結果、残膜率は、１〜２０ｗｔ％の範囲のシラ
ンカップリング剤の濃度において、概ね９０％であり、
シランカップリング剤による表面処理が非常に有効であ
ることが確認された。

【００３０】次いで、本発明の優位性を確認するための
比較例１乃至４を説明する。まず、比較例１は、クロロ
ホルムの代わりに溶媒としてエタノールを用いた以外は
上記の第１の実施の形態と同様であるので、結果のみを
示す。その結果、残膜率は、１〜２０ｗｔ％の範囲のシ
ランカップリング剤の濃度において、概ね５０％程度で
あり、シランカップリング剤による表面処理の効果はあ
まり見られなかった。

【００３１】次に、比較例２は、クロロホルムの代わり
に溶媒としてエタノールを用いた以外は上記の第３の実
施の形態と同様であるので、結果のみを示す。その結
果、残膜率は、１〜２０ｗｔ％の範囲のシランカップリ
ング剤の濃度において、４７〜５５％であり、シランカ
ップリング剤による表面処理の効果はあまり見られなか
った。

【００３２】次に、比較例３は、トルエンの代わりに溶
媒としてエタノールを用いた以外は上記の第５の実施の
形態と同様であるので、結果のみを示す。その結果、残
膜率は、１〜２０ｗｔ％の範囲のシランカップリング剤
の濃度において、概ね５０％であり、シランカップリン
グ剤による表面処理の効果はあまり見られなかった。

【００３３】次に、比較例４は、トルエンの代わりに溶
媒としてクロロホルムを用いた以外は上記の第５の実施
の形態と同様であるので、結果のみを示す。その結果、
残膜率は、１〜２０ｗｔ％の範囲のシランカップリング
剤の濃度において、概ね５０％であり、シランカップリ
ング剤による表面処理の効果はあまり見られなかった。

【００３４】図３参照 図３は、上記の結果を纏めたものであり、シランカップ
リング剤と、シランカップリング剤を溶解する溶媒との
間には適性があることが理解され、シランカップリング
剤に適する極性を有する溶媒、即ち、誘電率が高くなる
傾向のある溶媒を用いる必要がある。

【００３５】以上、本発明の各実施の形態を説明してき
たが、本発明は各実施の形態に記載された構成・条件に
限られるものではなく、各種の変更が可能である。例え
ば、メトキシシラントとエトキシシランは化学的にほぼ
同様な特性を有しているので、エトキシシランを使用し
ている場合にはメトキシシランに置き換えてもほぼ同等
の効果が期待され、メトキシシランを使用している場合
にはエトキシシランに置き換えてもほぼ同等の効果が期
待される。

【００３６】したがって、上記の第１の実施の形態にお
いては、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン
の代わりにγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ンを用いても良く、また、第２の実施の形態において
は、ビニルトリエトキシシランの代わりにビニルトリメ
トキシシランを用いても良く、さらに、第３の実施の形
態においては、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシ
ランの代わりにγ−メルカプトプロピルトリエトキシシ
ランを用いても良いものである。

【００３７】また、上記の各実施の形態においては、潤
滑剤として、ピペロニル基を末端に持つパーフルオロポ
リエーテルに限られるものではなく、ポリマー分子末端
に結合性官能基を有するフッ素系潤滑剤であれば良い。

【００３８】また、上記の各実施の形態においては、シ
ランカップリング剤で表面処理する前に、酸素含有雰囲
気中で熱処理を行っているが、この様な酸化性雰囲気中
での処理は、酸素含有雰囲気中での熱処理に限られるも
のではなく、酸素プラズマ処理、或いは、ＵＶオゾン処
理に置き換えても良いものである。

【００３９】また、上記の各実施の形態においては、Ｄ
ＬＣ保護膜をプラズマＣＶＤ法によって成膜している
が、プラズマＣＶＤ法に限られるものではなく、スパッ
タリング法或いはイオンプレーティング法を用いても良
いものである。

【００４０】また、上記の各実施の形態においては、磁
気記録層としてＣｏＣｒＰｔ層を用いているが、本発明
の作用効果は磁気記録層の組成には直接関係しないの
で、ＣｏＣｒＰｔ層に限られるものではなく、Ｃｏを主
成分とするとともに、Ｆｅ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔａ、
Ｂ、Ｓｍ、Ｎｄの内の少なくとも１つ以上の元素を含む
合金、例えば、ＣｏＣｒＰｔＴａ強磁性層を用いても良
いものであり、或いは、二元のＣｏＣｒ強磁性層でも良
いものである。

【００４１】また、上記の各実施の形態の説明において
は、ハードディスク装置に使用する磁気記録媒体を前提
としているが、本発明は磁気記録媒体に限られるもので
はなく、光磁気ディスク装置に使用する光磁気記録媒体
にも適用されるものである。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、シランカップリング剤
を用いることによってＤＬＣ保護膜とフッ素系潤滑剤と
の結合を強固にすることができ、それによって、磁気記
録再生装置起動時における、ＤＬＣ保護膜と潤滑剤との
間の密着不良に起因する動作不良を防止することがで
き、ハードディスク装置等の磁気記録装置の信頼性の向
上に寄与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理的構成の説明図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態の途中までの製造工
程の説明図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態の図２以降の製造工
程の説明図である。

【図４】シランカップリング剤と溶媒との適性の説明図
である。

【符号の説明】

１ 記録層 ２ 保護膜 ３ カップリング剤 ４ 潤滑剤 １１ 基板 １２ Ａｌ基板 １３ ＭｏＣｒ下地層 １４ ＣｏＣｒＰｔ磁気記録層 １５ ＤＬＣ保護膜 １６ 酸素 １７ 活性なサイト １８ 溶液 １９ 溶液槽 ２０ カップリング層 ２１ 溶液 ２２ 溶液槽 ２３ 潤滑層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片岡 祐治 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 4H104 CD04A PA16 5D006 AA01 AA02 AA06 5D112 AA07 AA11 BC02 BC05 GA26

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録層上にダイヤモンドライクカーボン
   からなる保護膜を設ける工程、前記保護膜の表面を０．
   １〜２０重量％に希釈したシランカップリング剤で表面
   処理する工程、前記表面処理した保護膜の表面にポリマ
   ー分子末端に結合性官能基を有するフッ素系の潤滑剤を
   塗布する工程を有することを特徴とする記録媒体の製造
   方法。
2. 【請求項２】 上記保護膜の表面処理工程において、希
   釈したシランカップリング剤として、クロロホルム或い
   はトルエンのいずれかで希釈したγ−グリシドキシプロ
   ピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルト
   リメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、或い
   は、ビニルトリメトキシシランのいずれか一つ、また
   は、トルエンで希釈したγ−メルカプトプロピルトリエ
   トキシシラン或いはγ−メルカプトプロピルトリメトキ
   シシランのいずれかを用いたことを特徴とする請求項１
   記載の記録媒体の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の製造方法によ
   って製造した記録媒体。