JP2005004843A - 磁気記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】可とう性高分子支持体の少なくとも一方の面に、ガスバリヤ層、下地層および磁性層をこの順に形成した磁気記録媒体であって、上記磁性層は強磁性金属合金と非磁性酸化物からなるグラニュラ構造をもち、上記下地層と磁性層の総厚が10nm以上45nm以下であることを特徴とする。
【選択図】 なし
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気記録媒体に関し、特にデジタル情報の高密度磁気記録に使用する磁気記録媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、インターネットの普及により、パーソナル・コンピュータを用いて大容量の動画情報や音声情報の処理を行う等、コンピュータの利用形態が変化してきている。これに伴い、ハードディスク等の磁気記録媒体に要求される記憶容量も増大している。
【0003】
ハードディスク装置においては、磁気ディスクの回転に伴い、磁気ヘッドが磁気ディスクの表面からわずかに浮上し、非接触で磁気記録を行っている。このため、磁気ヘッドと磁気ディスクとの接触によって磁気ディスクが破損するのを防止している。高密度化に伴って磁気ヘッドの浮上高さは次第に低減されており、鏡面研磨された超平滑なガラス基板上に磁気記録層等を形成した磁気ディスクを用いることにより、現在では10nm〜20nmの浮上高さが実現されている。このような磁気記録媒体においては、一般的にCoPtCr系磁性層/Cr下地層が用いられており、200℃〜500℃の高温にすることで、Cr下地層によりCoPtCr系磁性層の磁化容易方向が膜面内となるよう制御している。さらに、CoPtCr系磁性層中のCrの偏析を促し、磁性層中の磁区を分離している。この様なヘッドの低浮上量化、ヘッド構造の改良、ディスク記録膜の改良等の技術革新によってハードディスクドライブの面記録密度と記録容量はここ数年で飛躍的に増大してきた。
【0004】
取り扱うことができるデジタルデータ量が増大することによって、動画データの様な大容量のデータを可換型媒体に記録して、移動させるというニーズが生まれてきた。しかしながら、ハードディスクは基板が硬質であって、しかも上述のようにヘッドとディスクの間隔が極く僅かであるため、フレキシブルディスクや書き換え型光ディスクの様に可換媒体として使用しようとすると、動作中の衝撃や塵埃の巻き込みによって故障を発生する懸念が高く、使用できない。
【0005】
さらに、媒体製造において高温スパッタ成膜法を用いた場合、生産性が悪いばかりでなく、大量生産時のコスト上昇につながり、安価に生産できない。
【0006】
一方、フレキシブルディスクは基板がフレキシブルな高分子フィルムであり、接触記録可能な媒体であるため可換性に優れており、安価に生産できるが、現在市販されているフレキシブルディスクは記録膜が磁性体を高分子バインダーや研磨剤とともに高分子フィルム上に塗布した構造であるため、スパッタ法で磁性層を形成しているハードディスクと比較すると、磁性層の高密度記録特性が悪く、ハードディスクの1/10以下の記録密度しか達成できていない。
【0007】
そこで記録膜をハードディスクと同様のスパッタ法で形成する強磁性金属薄膜型のフレキシブルディスクも提案されているが、ハードディスクと同様の磁性層を高分子フィルム上に形成しようとすると、高分子フィルムの熱ダメージが大きく、実用化が困難である。このため高分子フィルムとして耐熱性の高いポリイミドや芳香族ポリアミドフィルムを使用する提案もなされているが、これらの耐熱性フィルムが非常に高価であり、実用化が困難となっている。また高分子フィルムに熱ダメージを生じないように、高分子フィルムを冷却した状態で磁性層を形成しようとすると、磁性層の磁気特性が不十分となり、記録密度の向上が困難となっている。
【0008】
それに対し、強磁性金属合金と非磁性酸化物からなる強磁性金属薄膜磁性層、Ru下地層を用いた場合、室温で成膜した場合においても、200℃〜500℃の高温条件下で成膜したCoPtCr系磁性層とほぼ同等の磁気特性を得られることがわかってきた。このような強磁性金属合金と非磁性酸化物からなる強磁性金属薄膜磁性層はハードディスクで提案されているいわゆるグラニュラ構造のものが使用できる(例えば、特許文献1及び2参照。)。
しかし、さらなる高密度記録においてはGMRヘッド等を用いた記録再生時において、現状では充分な走行耐久性が実現できておらず、課題が多い。
【0009】
DVD−R/RWに代表される追記型および書き換え型光ディスクは磁気ディスクのようにヘッドとディスクが近接していないため、可換性に優れており、広く普及している。しかしながら光ディスクは、光ピックアップの厚みとコストの問題から、高容量化に有利な磁気ディスクのように両面を記録面としたディスク構造を用いることが困難であるといった問題がある。さらに、磁気ディスクと比較すると面記録密度が低く、データ転送速度も低いため、書き換え型の大容量記録媒体としての使用を考えると、未だ十分な性能とはいえない。
【0010】
【特許文献1】
特開平5−73880号公報
【特許文献2】
特開平7−311929号公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
上記の通り、大容量の書き換え可能な可換型記録媒体は、その要求が高いものの、性能、信頼性、コストを満足するものが存在しない。
従って、本発明の目的は、上記問題を解決することであり、室温で下地層、磁性層をこの順に形成することができ、高性能で高信頼性の記録が可能であり、かつ安価な高容量の磁気記録媒体を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記従来技術の問題点に鑑み鋭意検討を重ねた結果、以下の構成を採用することによって、上記目的が達成され、本発明を成すに至った。
即ち、本発明は以下の通りである。
(1)可とう性高分子支持体の少なくとも一方の面に、ガスバリヤ層、下地層および磁性層をこの順に形成した磁気記録媒体であって、上記磁性層は強磁性金属合金と非磁性酸化物からなるグラニュラ構造をもち、上記下地層と磁性層の総厚が10nm以上45nm以下であることを特徴とする磁気記録媒体。
(2)前記下地層と磁性層の総厚が10nm以上30nm以下であることを特徴とする前記(1)に記載の磁気記録媒体。
【0013】
つまり、本発明の磁気記録媒体は、強磁性金属合金と非磁性酸化物からなる、後述のようなグラニュラ構造の強磁性金属薄膜磁性層を備え、上記下地層と磁性層の総厚が10nm以上45nm以下であることを特徴とする。従って、室温成膜した場合においてもハードディスクのような高記録密度記録が可能となり、高容量化が可能となる。
【0014】
また本発明の磁気記録媒体は、上記下地層と磁性層が柱状に成長した構造を有する。このため磁性層において、磁性粒子の磁気的分離が充分なされており、高密度記録再生時において低ノイズ特性を有することができる。
【0015】
さらに、ヘッド−メディア接触時における斜め方向の応力がかかった場合に、充分な耐性を得るために、下地層と磁性層の総厚(柱状構造部分の高さ)を45nm以下にすることで、柱状構造部分の強度向上を図っているため、走行耐久性の向上を可能としている。
【0016】
この様な磁性層、下地層を使用することによって、従来のような支持体(基板とも称する)加熱が不要となり、基板温度が室温であっても、良好な磁気特性と充分な走行耐久性を有する磁気記録媒体を得ることが可能となる。このため、ガラス基板やAl基板だけでなく、支持体が高分子フィルムであっても熱ダメージを生じることなく、接触記録に耐性のある、平坦な磁気テープやフレキシブルディスクも提供することが可能となる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の磁気記録媒体について詳細に説明する。
本発明の磁気記録媒体の基板は、生産性の点で、より好ましい可とう性高分子フィルムを用いる。また、本発明の磁気記録媒体はテープ形状でもフレキシブルディスク形状でも用いることができる。
可とう性高分子フィルム基板を用いた本発明の磁気記録媒体のフレキシブルディスクは、中心部にセンターホールが形成された構造であり、プラスチック等で形成されたカートリッジ内に格納されている。なお、カートリッジには、通常、金属性のシャッタで覆われたアクセス窓を備えており、このアクセス窓を介して磁気ヘッドが導入されることにより、フレキシブルディスクへの信号記録や再生が行われる。
【0018】
本発明の磁気記録媒体は、可とう性高分子支持体の少なくとも一方の面に、ガスバリヤ層、下地層および磁性層をこの順に形成した磁気記録媒体であって、上記磁性層は強磁性金属合金と非磁性酸化物からなるグラニュラ構造をもち、上記下地層と磁性層の総厚が10nm以上45nm以下であることを特徴とし、更に好ましくは前記下地層と磁性層の総厚が10nm以上30nm以下であることを特徴とする。
【0019】
上記のように、本発明の磁気記録媒体の下地層と磁性層の総厚は10nm以上45nm以下である。
下地層と磁性層の総厚が10nm未満では充分な磁気特性が得られず、45nmを超えて厚くなると、ヘッド−メディア接触時にかかる応力が下地層と磁性層(柱状構造部分)に集中し、走行耐久性の低下をもたらし、不適である。
【0020】
〔磁性層〕
本発明の磁気記録媒体に形成する磁性層は、磁化容易軸が基板に対して水平方向に配向している面内磁気記録膜でも、基板に対して垂直方向に配向している垂直磁気記録膜でもかまわない。この磁化容易軸の方向は下地層の材料や結晶構造および磁性層の組成と成膜条件によって制御することができる。
【0021】
磁性層は前記の通り、強磁性金属合金と非磁性酸化物からなる磁性層である。強磁性金属合金と非磁性酸化物はマクロ的には混合されているが、ミクロ的には磁性層の全体組成に比べて、強磁性金属合金割合が多い部分(強磁性金属合金リッチ部分と呼ぶ)と、非磁性化合物が多い部分(非磁性化合物リッチ部分と呼ぶ)とに分かれている構造であり、非磁性化合物リッチ部による強磁性金属合金リッチ部分間の分離幅は、0.1Åから100Å程度である。
【0022】
さらに下地層による結晶成長により、前記磁性層は、柱状構造をしている。この様な構造となることで、非磁性化合物リッチ部による強磁性金属合金リッチ部間の分離構造が安定となり、高い保磁力を達成できるとともに、強磁性金属合金リッチ部では磁化量が増えるため、高出力化が可能となり、かつ、強磁性金属合金リッチ部サイズの分散性が均一となるため、低ノイズ媒体を達成することができる。
【0023】
磁性層の柱状構造は、TEMにより観察することができる。この柱状構造は下地層によって形成された柱状構造に磁性層がエピタキシャルに結晶成長している構造をとっており、構造安定性に優れる。柱状磁性層の直径は約0.1Åから200Å程度である。さらに、磁性層中の強磁性金属合金リッチ部および非磁性化合物リッチ部は、それぞれの点において組成分析することで確認できる。強磁性金属合金リッチ部と非磁性化合物リッチ部で比較すると、Coでは約2原子%から30原子%程度、強磁性金属合金リッチ部の方に多く含まれており、逆に非磁性化合物では約2原子%から50原子%程度、非磁性化合物リッチ部に多く含まれている。
【0024】
強磁性金属合金としてはCo、Cr、Pt、Ni、Fe、B、Si、Ta、Nb、Ru等の元素との合金が使用できるが、記録特性を考慮するとCo−Pt−Cr、Co−Pt−Cr−Ta、Co−Pt−Cr−B、Co−Ru−Cr等が特に好ましい。
【0025】
非磁性酸化物としてはSi、Zr、Ta、B、Ti、Al、Cr、Ba、Zn、Na、La、In、Pb等の酸化物が使用できるが、記録特性を考慮するとSiOxが最も好ましい。
【0026】
強磁性金属合金と非磁性酸化物の混合比は、強磁性金属合金:非磁性酸化物=95:5〜80:20の範囲であることが好ましく、90:10〜85:15の範囲であることが特に好ましい。強磁性金属合金の混合比が95%以下であることにより、磁性粒子間の分離が十分となり、保磁力が向上する。また80%以上であることにより、磁化量が増大し、信号出力が向上する。
【0027】
強磁性金属合金と非磁性酸化物からなる磁性層の厚みとしては好ましくは5nm〜40nm、さらに好ましくは5nm〜25nmの範囲である。厚みが40nm以下であることにより粒成長により磁性粒子の柱間での相互作用が減少し、ノイズが著しく低下するとともに、ヘッド−メディア接触時にかかる応力に対する耐性があるため、走行耐久性が向上する。また厚みが5nm以上であることにより、出力が増大する。
【0028】
強磁性金属合金と非磁性酸化物からなる磁性層を形成する方法としては真空蒸着法、スパッタ法などの真空成膜法が使用できる。中でもスパッタ法は良質な超薄膜が容易に成膜可能であることから、本発明に好適である。スパッタ法としては公知のDCスパッタ法、RFスパッタ法のいずれも使用可能である。スパッタ法は連続フィルム上に連続して成膜するウェブスパッタ装置が好適であるが、ハードディスクの製造に使用されるような枚様式スパッタ装置や通過型スパッタ装置も使用可能である。
【0029】
スパッタ時のスパッタガスとしては一般的なアルゴンガスが使用できるが、その他の希ガスを使用しても良い。また非磁性酸化物の酸素含有率の調整や表面酸化の目的で微量の酸素ガスを導入してもかまわない。
【0030】
スパッタ法で強磁性金属合金と非磁性酸化物からなる磁性層を形成するためには強磁性金属合金ターゲットと非磁性酸化物ターゲットの2種を用い、これらの共スパッタ法を使用することも可能であるが、磁性粒子サイズの分散性を改善し、均質な膜を作成するため、強磁性金属合金と非磁性酸化物の合金ターゲットを用いることが好ましい。この合金ターゲットはホットプレス法で作成することができる。
【0031】
〔下地層〕
本発明の磁気記録媒体における下地層は、磁性層の結晶配向性を制御する目的で設ける。そのような下地層としては、Ru系合金を用いることが好ましいが、その他の元素を含む合金も用いることができる。この様な下地層を用いることによって、磁性層の配向性を改善できるため、記録特性が向上する。
【0032】
下地層の厚みは5nm〜40nmが好ましく、5nm〜30nmが特に好ましい。厚みが40nm以下であることにより、生産性がよく、結晶粒の肥大化がなくノイズが減少する。また、ヘッド−メディア接触時にかかる応力に対する耐性がよく、走行耐久性が向上する。また厚みが5nm以上であることにより、下地層効果による磁気特性のさらなる向上が得られる。
【0033】
下地層を成膜する方法としては真空蒸着法、スパッタ法などの真空成膜法が使用できる。中でもスパッタ法は良質な超薄膜が容易に成膜可能であることから、本発明に好適である。スパッタ法としては、公知のDCスパッタ法、RFスパッタ法のいずれも使用可能である。スパッタ法は、可とう性高分子フィルムを支持体としたフレキシブルディスクの場合、連続フィルム上に連続して成膜するウェブスパッタ装置が好適であるが、アルミニウム基板やガラス基板を用いる場合に使用されるような枚様式スパッタ装置や通過型スパッタ装置も使用できる。
【0034】
下地層スパッタ時のスパッタガスとしては一般的なアルゴンガスが使用できるが、その他の希ガスを使用しても良い。また、下地層の格子定数制御の目的で、微量の酸素ガスを導入してもかまわない。
【0035】
上記のように、柱状構造を有する下地層と磁性層を合わせた高さは、10nm以上45nm以下であり、さらにヘッド−メディア接触時にかかる応力に対する耐性、すなわち走行耐久性の観点では、10nm以上40nm以下が好ましく、10nm以上30nm以下がより好ましい。
下地層と磁性層の総厚が10nm未満では充分な磁気特性が得られず、45nmより厚いと、ヘッド−メディア接触時にかかる応力が柱状構造部分に集中し、走行耐久性の低下をもたらし、不適である。
【0036】
〔ガスバリヤ層〕
本発明の磁気記録媒体における密着性の改善、ガスバリヤ性の目的で、基板と下地層との間にガスバリヤ層を設ける。
このようなガスバリヤ層としては、非金属元素単体かその混合物、もしくはTiと非金属元素の化合物からなるものを用いることができる。これらの材料は、ヘッド−メディア接触時の応力に対しても、耐性を有する。
上記ガスバリヤ層の厚みは5nm〜200nmが好ましく、5nm〜100nmが特に好ましい。厚みが200nm以下であることにより、生産性が向上し、結晶粒の肥大化がなくノイズが減少する。厚みが5nm以上であることにより、より高いガスバリヤ層効果が得られる。
【0037】
ガスバリヤ層を形成する方法としては、真空蒸着法、スパッタ法などの真空成膜法が使用でき、中でもスパッタ法は良質な超薄膜が容易に成膜可能である。
【0038】
〔可とう性高分子支持体〕
本発明の磁気記録媒体で用いられる可とう性高分子支持体としては、特に限定されないが、磁気ヘッドと磁気ディスクとが接触した時の衝撃を回避するために可とう性を備えた樹脂フィルム(可とう性高分子支持体)が好適にあげられる。このような樹脂フィルムとしては、芳香族ポリイミド、芳香族ポリアミド、芳香族ポリアミドイミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルイミド、ポリサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、トリアセテートセルロース、フッ素樹脂等からなる樹脂フィルムが挙げられる。本発明では基板を加熱することなく良好な記録特性を達成することができるため、価格や表面性の観点からポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンナフタレートが特に好ましい。
【0039】
また、可とう性高分子支持体として樹脂フィルムを複数枚ラミネートしたものを用いてもよい。ラミネートフィルムを用いることにより、支持体自身に起因する反りやうねりを軽減することができ、磁性層の耐傷性を著しく改善することがきる。
【0040】
ラミネート手法としては、熱ローラによるロールラミネート、平板熱プレスによるラミネート、接着面に接着剤を塗布してラミネートするドライラミネート、予めシート状に成形された接着シートを用いるラミネート等が挙げられる。接着剤の種類は、特に限定されず、一般的なホットメルト接着剤、熱硬化性接着剤、UV硬化型接着剤、EB硬化型接着剤、粘着シート、嫌気性接着剤などを使用することがきる。
【0041】
可とう性高分子支持体の厚みは、10μm〜200μm、好ましくは20μm〜150μm、さらに好ましくは30μm〜100μmである。可とう性高分子支持体の厚みが10μm以上であることにより、高速回転時の安定性が向上し、面ぶれが減少する。一方、可とう性高分子支持体の厚みが200μm以下であることにより、回転時の剛性が低くなり、接触時の衝撃を回避することができ、磁気ヘッドの跳躍がない。
【0042】
下記式で表される可とう性高分子支持体の腰の強さは、b=10mmでの値が4.9MPa〜19.6MPa(0.5kgf/mm2 〜2.0kgf/mm2 )の範囲にあることが好ましく、6.9MPa〜14.7MPa(0.7kgf/mm2 〜1.5kgf/mm2 )がより好ましい。
【0043】
可とう性高分子支持体の腰の強さ=Ebd3/12
【0044】
なお、この式において、Eはヤング率、bはフィルム幅、dはフィルム厚さを各々表す。
【0045】
可とう性高分子支持体の表面は、磁気ヘッドによる記録を行うために、可能な限り平滑であることが好ましい。支持体表面の凹凸は、信号の記録再生特性を著しく低下させる。具体的には、後述する下塗り層を使用する場合では、光学式の表面粗さ計で測定した表面粗さが平均中心線粗さRaで5nm以内、好ましくは2nm以内、触針式粗さ計で測定した突起高さが1μm以内、好ましくは0.1μm以内である。また、下塗り層を用いない場合では、光学式の表面粗さ計で測定した表面粗さが平均中心線粗さRaで3nm以内、好ましくは1nm以内、触針式粗さ計で測定した突起高さが0.1μm以内、好ましくは0.06μm以内である。
【0046】
本発明の磁気記録媒体は、必要に応じて、前述のガスバリヤ層、下地層および磁性層以外に、更に他の層を設けてもよい。
例えば、フレキシブルディスクは可とう性高分子フィルムからなるディスク状支持体の両面の各々に、ガスバリヤ層、下地層および磁性層を有するものであるが、さらに、表面性とガスバリヤ性を改善する下塗り層、下地層の結晶配向性向上・導電性付与等の目的で下地層の真下にシード層、磁性層を腐食や磨耗から保護する保護層、及び走行耐久性および耐食性を改善する潤滑層を有していても良い。
その場合、下塗り層、ガスバリヤ層、シード層、下地層、磁性層、保護層、潤滑層の順に積層されて構成されていることが好ましい。
【0047】
〔下塗り層〕
可とう性高分子支持体表面には、平面性の改善とガスバリア性を目的として下塗り層を設けることが好ましい。磁性層をスパッタリング等で形成するため、下塗り層は耐熱性に優れることが好ましく、下塗り層の材料としては、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、シリコン樹脂、フッ素系樹脂等を使用することができる。熱硬化型ポリイミド樹脂、熱硬化型シリコン樹脂は、平滑化効果が高く、特に好ましい。下塗り層の厚みは、0.1μm〜3.0μmが好ましい。支持体に他の樹脂フィルムをラミネートする場合には、ラミネート加工前に下塗り層を形成してもよく、ラミネート加工後に下塗り層を形成してもよい。
【0048】
熱硬化性ポリイミド樹脂としては、例えば、丸善石油化学社製のビスアリルナジイミド「BANI」のように、分子内に末端不飽和基を2つ以上有するイミドモノマーを、熱重合して得られるポリイミド樹脂が好適に用いられる。このイミドモノマーは、モノマーの状態で支持体表面に塗布した後に、比較的低温で熱重合させることができるので、原料となるモノマーを支持体上に直接塗布して硬化させることができる。また、このイミドモノマーは汎用溶剤に溶解させて使用することができ、生産性、作業性に優れると共に、分子量が小さく、その溶液粘度が低いために、塗布時に凹凸に対する回り込みが良く、平滑化効果が高い。
【0049】
熱硬化性シリコン樹脂としては、有機基が導入されたケイ素化合物を原料としてゾルゲル法で重合したシリコン樹脂が好適に用いられる。このシリコン樹脂は、二酸化ケイ素の結合の一部を有機基で置換した構造からなりシリコンゴムよりも大幅に耐熱性に優れると共に、二酸化ケイ素膜よりも柔軟性に優れるため、可とう性フィルムからなる支持体上に樹脂膜を形成しても、クラックや剥離が生じ難い。また、原料となるモノマーを支持体上に直接塗布して硬化させることができるため、汎用溶剤を使用することができ、凹凸に対する回り込みも良く、平滑化効果が高い。更に、縮重合反応は、酸やキレート剤などの触媒の添加により比較的低温から進行するため、短時間で硬化させることができ、汎用の塗布装置を用いて樹脂膜を形成することができる。また熱硬化性シリコン樹脂はガスバリア性に優れており、磁性層形成時に支持体から発生する磁性層または下地層の結晶性、配向性を阻害するガスを遮蔽するガスバリア性が高く、特に好適である。
【0050】
下塗り層の表面には、磁気ヘッドと磁気ディスクとの真実接触面積を低減し、摺動特性を改善することを目的として、微小突起(テクスチャ)を設けることが好ましい。また、微小突起を設けることにより、支持体のハンドリング性も良好になる。微小突起を形成する方法としては、球状シリカ粒子を塗布する方法、エマルジョンを塗布して有機物の突起を形成する方法などが使用できるが、下塗り層の耐熱性を確保するため、球状シリカ粒子を塗布して微小突起を形成するのが好ましい。
【0051】
微小突起の高さは5nm〜60nmが好ましく、10nm〜30mmがより好ましい。微小突起の高さが60nm以下であることにより、記録再生ヘッドと媒体のスペーシングロスによって信号の記録再生特性が劣化せず、微小突起の高さが5nm以上であることにより、摺動特性のより高い改善効果がでる。
微小突起の密度は0.1〜100個/μm2が好ましく、1〜10個/μm2がより好ましい。微小突起の密度が0.1個/μm2以上とすることで摺動特性のより高い改善効果があり、100個/μm2以下とすることにより、凝集粒子の増加がなく高い突起が増加せず記録再生特性が向上する。
【0052】
また、バインダーを用いて微小突起を支持体表面に固定することもできる。バインダーには、十分な耐熱性を備えた樹脂を使用することが好ましく、耐熱性を備えた樹脂としては、溶剤可溶型ポリイミド樹脂、熱硬化型ポリイミド樹脂、熱硬化型シリコン樹脂を使用することが特に好ましい。
【0053】
〔シード層〕
本発明の磁気記録媒体における下地層の結晶配向性向上・導電性付与等の目的で下地層の真下にシード層を設けても構わない。
このようなシード層としては、Ti系、W系の合金を用いることが望ましいが、それ以外の合金を用いても構わない。
シード層の厚みは、1nm〜30nmが好ましい。厚みが30nm以下であることにより、生産性がより良くなり、結晶粒の肥大化が減少する。また厚みが1nm以上であることにより、より高いシード層効果が得られる。
シード層を形成する方法としては、真空蒸着法、スパッタ法などの真空成膜法が使用でき、中でもスパッタ法は良質な超薄膜が容易に成膜可能である。
【0054】
〔保護層〕
磁性層の表面には保護層が設けられることが好ましい。保護層は、磁性層に含まれる金属材料の腐蝕を防止し、磁気ヘッドと磁気ディスクとの擬似接触または接触摺動による摩耗を防止して、走行耐久性、耐食性を改善するために設けられる。保護層には、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化Co、酸化ニッケルなどの酸化物、窒化チタン、窒化ケイ素、窒化ホウ素などの窒化物、炭化ケイ素、炭化クロム、炭化ホウ素等の炭化物、グラファイト、無定型カーボンなどの炭素等の材料を使用することができる。
【0055】
保護層としては、磁気ヘッド材質と同等またはそれ以上の硬度を有する硬質膜であり、摺動中に焼き付きを生じ難くその効果が安定して持続するものが、摺動耐久性に優れており好ましい。また、同時にピンホールが少ないものが、耐食性に優れておりより好ましい。このような保護層としては、RFプラズマCVD方式、イオンビーム方式、ECR方式等で作製されるDLC(ダイヤモンドライクカーボン)と呼ばれる硬質炭素膜が挙げられる。
【0056】
保護層は、性質の異なる2種類以上の薄膜を積層した構成とすることができる。例えば、表面側に摺動特性を改善するための硬質炭素保護膜を設け、磁気記録層側に耐食性を改善するための窒化珪素などの窒化物保護膜を設けることで、耐食性と耐久性とを高い次元で両立することが可能となる。
【0057】
〔潤滑層〕
保護層上には、走行耐久性および耐食性を改善するために、必要に応じて、潤滑層が設けられる。潤滑層には、公知の炭化水素系潤滑剤、フッ素系潤滑剤、極圧添加剤等の潤滑剤が使用される。
【0058】
炭化水素系潤滑剤としては、ステアリン酸、オレイン酸等のカルボン酸類、ステアリン酸ブチル等のエステル類、オクタデシルスルホン酸等のスルホン酸類、リン酸モノオクタデシル等のリン酸エステル類、ステアリルアルコール、オレイルアルコール等のアルコール類、ステアリン酸アミド等のカルボン酸アミド類、ステアリルアミン等のアミン類などが挙げられる。
【0059】
フッ素系潤滑剤としては、前記炭化水素系潤滑剤のアルキル基の一部または全部をフルオロアルキル基もしくはパーフルオロポリエーテル基で置換した潤滑剤が挙げられる。パーフルオロポリエーテル基としては パーフルオロメチレンオキシド重合体、パーフルオロエチレンオキシド重合体、パーフルオロ−n−プロピレンオキシド重合体(CF2CF2CF2O)n、パーフルオロイソプロピレンオキシド重合体(CF(CF3)CF2O)n、またはこれらの共重合体等である。具体的には、分子量末端に水酸基を有するパーフルオロメチレン−パーフルオロエチレン共重合体(アウジモント社製、商品名「FOMBLIN Z−DOL」)等が挙げられる。
【0060】
極圧添加剤としては、リン酸トリラウリル等のリン酸エステル類、亜リン酸トリラウリル等の亜リン酸エステル類、トリチオ亜リン酸トリラウリル等のチオ亜リン酸エステルやチオリン酸エステル類、二硫化ジベンジル等の硫黄系極圧剤などが挙げられる。
【0061】
上記の潤滑剤は単独もしくは複数を併用して使用することができ、潤滑剤を有機溶剤に溶解した溶液を、スピンコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法、ディップコート法等で保護層表面に塗布するか、真空蒸着法により保護層表面に付着させればよい。潤滑剤の塗布量としては、1〜30mg/m2が好ましく、2〜20mg/m2が特に好ましい。
【0062】
また、耐食性をさらに高めるために、防錆剤を併用することが好ましい。防錆剤としては、ベンゾトリアゾール、ベンズイミダゾール、プリン、ピリミジン等の窒素含有複素環類およびこれらの母核にアルキル側鎖等を導入した誘導体、ベンゾチアゾール、2−メルカプトンベンゾチアゾール、テトラザインデン環化合物、チオウラシル化合物等の窒素および硫黄含有複素環類およびこの誘導体等が挙げられる。これら防錆剤は、潤滑剤に混合して保護層上に塗布してもよく、潤滑剤を塗布する前に保護層上に塗布し、その上に潤滑剤を塗布してもよい。防錆剤の塗布量としては、0.1〜10mg/m2が好ましく、0.5〜5mg/m2が特に好ましい。
【0063】
ディスク状磁気記録媒体は、通常上記のように、支持体の両面に上記各層が設けられる。テープ状媒体は、通常、支持体の片面に上記各層が設けられるが、両面に設けても構わない。
【0064】
【実施例】
以下に本発明を実施例によって更に具体的に本発明を説明するが、勿論本発明の範囲は、これらによって限定されるものではない。
〔実施例1〕
厚み63μm、表面粗さRa=1.4nmのポリエチレンナフタレート(PEN)フィルム上に3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、塩酸、アルミニウムアセチルアセトネート、エタノールからなる下塗り液をグラビアコート法で塗布した後、100℃で乾燥と硬化を行い、厚み1.0μmのシリコーン樹脂からなる下塗り層を作製した。
【0065】
この下塗り層上に粒子径25nmのシリカゾルと前記下塗り液を混合した塗布液をグラビアコート法で塗布して、下塗り層上に高さ15nmの突起を10個/μm2 の密度で形成した。また、この下塗り層はPENフィルムの両面に形成した。ウェブスパッタ装置にこの原反を設置し、水冷したキャン(成膜ロール)上にフィルムを密着させながら搬送し、下塗り層上に、室温条件下においてDCマグネトロンスパッタ法で、Cからなるガスバリヤ層を30nmの厚みで形成し、Ruからなる下地層を20nmの厚みで、(Co70−Pt20−Cr10)88−(SiO2)12からなる磁性層を20nmの厚みで形成した。
【0066】
このガスバリヤ層、下地層、磁性層はフィルムの両面に成膜した。次にこの原反をウェブ式のCVD装置に設置し、エチレンガス、窒素ガス、アルゴンガスを反応ガスとして用いたRFプラズマCVD法でC:H:N=62:29:7mol比からなる窒素添加DLC保護層を10nmの厚みで形成した。なおこのとき磁性層には−500Vのバイアスを印加した。この保護層もフィルムの両面に成膜した。次にこの保護層表面に分子末端に水酸基を有するパーフルオロポリエーテル系潤滑剤(モンテフルオス社製FOMBLIN Z−DOL)をフッ素系潤滑剤(住友スリーエム社製HFE−7200)に溶解した溶液をグラビアコート法で塗布し、厚み1nmの潤滑層を形成した。この潤滑層もフィルムの両面に形成した。次にこの原反から3.5inchサイズのディスクを打ち抜き、これをテープバーニッシュした後、樹脂製カートリッジ(富士写真フイルム社製Zip100用)に組み込んで、フレキシブルディスクを作製した。
【0067】
〔実施例2〕
実施例1において下塗り層を形成した原反から直径130mmの円盤状シートを打ち抜き、これを円形のリングに固定した。このシートに対してバッチ式スパッタ装置を用いて、実施例1と同一組成のガスバリヤ層、下地層、磁性層を両面に形成し、さらにCVD装置でDLC保護膜を形成した。このシート状にディップコート法で実施例1と同一の潤滑層を形成した。次にこのシートから3.5inchサイズのディスクを打ち抜き、これをテープバーニッシュした後、樹脂製カートリッジ(富士写真フイルム社製Zip100用)に組み込んで、フレキシブルディスクを作製した。
【0068】
〔実施例3〕
実施例1において磁性層の膜厚を15nm、下地層の膜厚を20nmで形成した以外は実施例1と同様にフレキシブルディスクを作製した。
【0069】
〔比較例1〕
実施例1において磁性層の膜厚を30nm、下地層の膜厚を40nmで形成した以外は実施例1と同様にフレキシブルディスクを作製した。
〔比較例2〕
実施例1において磁性層の膜厚を30nm、下地層の膜厚を20nmで形成した以外は実施例1と同様にフレキシブルディスクを作製した。
【0070】
(評価方法)
1.磁気特性
保磁力Hcを試料振動型磁力計(VSM)で測定した。結果を表1に示す。
2.C/N
再生トラック幅0.25μm、再生ギャップ0.1μmのGMRヘッドを用いて、線記録密度400kFCIの記録再生を行い、再生信号/積分ノイズ(C/N)比を測定した。回転数は4200rpm、半径位置は35mmとした。なお、C/N値は実施例1での値を基準として、その値からの増減を示した。結果を表1に示す。
3.走行耐久性
前記C/N測定の際に、メディア削れ発生までの時間を測定した。ただし、測定最大時間を300時間とした。結果を表1に示す。
【0071】
【表1】
【0072】
表1の結果からわかるように、本発明の磁気記録媒体である実施例のフレキシブルディスクは記録特性と走行耐久の両方ともに優れていることがわかる。一方下地層と磁性層の総厚が70nmある比較例1では、保磁力、記録特性とも充分であったが、走行耐久性の観点で非常に劣り不満足な結果であった。これはヘッド−メディア接触時における柱状構造部分(下地層と磁性層)への応力集中によって引き起こされたメディア削れと考えられる。また下地層と磁性層の総厚が50nmある比較例2では、保磁力、記録特性とも充分であり、ある程度の走行耐久性もあったが、十分でなかった。
【0073】
【発明の効果】
本発明の磁気記録媒体は、高密度磁気記録装置に好適に用いられ、強磁性体間の相互作用が小さく、低ノイズで、かつ走行耐久性の高い磁気記録媒体であり、室温成膜で安価に生産することができる。
Claims (2)
- 可とう性高分子支持体の少なくとも一方の面に、ガスバリヤ層、下地層および磁性層をこの順に形成した磁気記録媒体であって、上記磁性層は強磁性金属合金と非磁性酸化物からなるグラニュラ構造をもち、上記下地層と磁性層の総厚が10nm以上45nm以下であることを特徴とする磁気記録媒体。
- 前記下地層と磁性層の総厚が10nm以上30nm以下であることを特徴とする請求項1に記載の磁気記録媒体。
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