JP2005259300A

JP2005259300A - フレキシブルディスク媒体

Info

Publication number: JP2005259300A
Application number: JP2004072275A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Usuki; 一幸臼杵; Kenichi Moriwaki; 健一森脇
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2004-03-15
Filing date: 2004-03-15
Publication date: 2005-09-22

Abstract

【課題】
高い走行耐久性を有し、かつ高密度磁気記録が可能な高容量フレキシブルディスクを提供する。
【解決手段】
可撓性高分子支持体の少なくとも一方の面に強磁性金属合金からなる磁性層を有し、かつ最外層の表面に平均高さｈｎｍの突起が形成され、さらにその上に平均膜厚ｄｎｍの液体潤滑剤が付与されたフレキシブルディスク媒体において、ｈが１０〜４０であり、ｄが０．５〜２．０であり、かつｄ／ｈが０．０２〜０．０９の関係を満たすことを特徴とするフレキシブルディスク媒体。

Description

本発明は、可撓性高分子支持体を用いたフレキシブルディスク媒体に関し、特に高い走行耐久性を有し、高密度磁気記録が可能な高容量フレキシブルディスクに関する。

近年、インターネット等の普及による大容量の画像情報の取り扱いに対応して、パーソナルコンピュータには大容量のハードディスクが装着されている。ハードディスクに蓄積した大量の情報をバックアップしたり、あるいは他のコンピュータで利用するためには、各種のリムーバブル型の記録媒体が用いられている。磁気テープ、フレキシブルディスク等の可撓性のフレキシブルディスク媒体は、ハードディスクと同様に情報の記録、読み出しに要する時間が短く、また情報の記録、読み出しに必要な装置も小型である等の多くの特徴を有している。このため、磁気テープ、フレキシブルディスクは代表的なリムーバブル型の記録媒体として、コンピュータのバックアップ、大量のデータの保存に用いられている。そして、少ない個数の磁気テープ、フレキシブルディスクで大量のデータを保存可能な磁気記録媒体が求められており、記録密度の更なる向上が求められている。

なかでも可撓性高分子支持体を用いたフレキシブルディスク媒体には、基体上に、鉄、クロム、コバルト等の金属を含有する磁性微粒子を高分子バインダーに分散させて塗布した塗布型ディスクとコバルト系合金を真空蒸着法あるいはスパッタリング法によって成膜した、例えば特許文献１に示されたような金属薄膜型ディスクが知られている。塗布型ディスクに比べて、金属薄膜型ディスクはより高密度の記録が可能であるという特徴を有しているものの、塗布型ディスクと比較すると、塗布型ディスクのように研磨剤、固体潤滑剤、潤滑剤などを磁性層中に分散させることができないため、走行耐久性を確保することが難しい。そこで近年は強磁性金属薄膜上に硬質保護膜、さらには潤滑剤を付与し、さらに媒体表面粗さを適切な範囲に制御することによって耐久性を高める技術が一般的になってきており、この技術によって塗布型ディスクに近い耐久性を確保できるようになってきている。

しかしながら、上記構成の金属薄膜型のフレキシブルディスクにおいても、フレキシブルディスクに特有な内面にライナーを付与したカートリッジに組み込んで走行させると、ライナーとディスクの長時間の摺動によって過剰な潤滑剤が凝集し、さらに摺動を続けると凝集した潤滑剤が変質し、ドライブの磁気ヘッドに付着してエラーを発生する問題があることがわかった。この現象はライナーとの摺動が存在しないハードディスクや磁気テープには見られないフレキシブルディスク特有の現象であり、金属薄膜型フレキシブルディスクにおいては独自の設計が必要となる。

特開２００３−１６２８０５号公報

本発明は、可撓性高分子支持体を用いたフレキシブルディスク媒体に関し、特に高い走行耐久性を有し、かつ高密度磁気記録が可能な高容量フレキシブルディスクを提供することを課題とするものである。

本発明の課題は、下記構成のフレキシブルディスク媒体によって解決された。
（１）可撓性高分子支持体の少なくとも一方の面に強磁性金属合金からなる磁性層を有し、かつ最外層の表面に平均高さｈｎｍの突起が形成され、さらにその上に平均膜厚ｄｎｍの液体潤滑剤が付与されたフレキシブルディスク媒体において、ｈが１０〜４０であり、ｄが０．５〜２．０であり、かつｄ／ｈが０．０２〜０．０９の関係を満たすことを特徴とするフレキシブルディスク媒体。

本発明のフレキシブルディスクは、ライナーとディスクの長時間の摺動による潤滑剤の凝集に由来するエラーを防ぐことが可能であり、高い走行耐久性を有し、かつ高密度磁気記録が可能な高容量フレキシブルディスクを提供することができた。

本発明のフレキシブルディスクは、可撓性高分子支持体の少なくとも一方の面に強磁性金属合金からなる磁性層を有し、かつ最外層の表面に平均高さｈｎｍの突起が形成され、その上に液体潤滑剤が付与され、平均膜厚ｄｎｍの液体潤滑膜を有するフレキシブルディスク媒体において、ｈが１０〜４０であり、ｄが０．５〜２．０であり、かつｄ／ｈが０．０２〜０．０９の関係を満たすことを特徴とするフレキシブルディスク媒体であり、制御された表面突起によって磁気ヘッドおよびライナーとの真実接触面積を低減し、さらに磁気ヘッドとの摺動に対する走行耐久性を確保するために必要な最低限の潤滑剤量を確保し、ライナーとの摺動によって潤滑剤の凝集を生じないように過剰な潤滑剤を保持しないものである。磁気ヘッドの摺動における走行耐久性とライナーとの摺動における潤滑剤凝集は最外層の表面粗さと潤滑剤膜厚の両方に強く依存することを見いだし、本発明に至ったものである。
なお、液体潤滑膜が形成されるフレキシブルディスク表面の最外層は、通常、磁性層上に形成される保護層である。

上述のように、本発明においてはフレキシブルディスクと磁気ヘッドに対する走行耐久性、ライナーに対する潤滑剤の凝集防止を両立させるため、フレキシブルディスクの表面に存在する突起の平均高さと液体潤滑剤の膜厚を制御する。

フレキシブルディスクの表面粗さが粗すぎると磁気ヘッドと磁性層間のスペーシングが増大するために、磁気記録特性が劣化するが、磁気ヘッドやライナーとの摩擦係数が低減するため、走行耐久性が向上する。一方、表面粗さが平滑すぎると磁気ヘッドやライナーに対する摩擦係数が増大するため、摺動状態が不安定になり、磁気記録特性が劣化し、さらに走行耐久性も劣化する。また表面粗さの周期がサブμｍ以上のうねり成分である場合には、磁気ヘッドと磁性層間のスペーシングが増加するが、磁気ヘッドやライナーに対する摩擦係数の低減効果が少なく、好ましくない。好ましい表面粗さとは次のような状態である。（１）平滑な表面上、すなわち表面粗さＲｚが１５〜５０ｎｍ、より好ましくは１５〜３０ｎｍであり、かつ表面粗さＲａが１〜５ｎｍ、より好ましくは１〜２ｎｍ、さらに好ましくは１〜１．５ｎｍの表面上に、（２）突起が適切な密度で、すなわち基準面からの高さが１０ｎｍに存在する突起数が０．０１〜１０個／μｍ²存在している状態である。このような表面粗さを金属薄膜型フレキシブルディスクで実現するためには、後述の下塗り層に形成する微小突起（テクスチャ）による粗さ制御が最も有効である。

また潤滑剤は存在量が多いほど、磁気ヘッドに対する摺動特性が改善されるが、ライナーに対しては逆に摩擦係数が増大する傾向がある。過剰な潤滑剤はライナーとの摺動によって同心円状に凝集し、外観上問題となるばかりが、さらにライナーの摺動を続けると、凝集した潤滑剤が変質し、これが磁気ヘッドに移着すると、エラーを発生する。逆に潤滑剤が少なすぎると、ライナーとの摺動は良好になるが、磁気ヘッドとの摺動に対する走行耐久性が著しく低下してしまう。従って潤滑剤の膜厚には磁気ヘッドとの摺動とライナーとの摺動を両立させるために適切な範囲が存在する事になる。

この潤滑剤の膜厚の適切な範囲は、潤滑剤の絶対膜厚のみでは決定することができず、フレキシブルディスクの表面粗さと強い相関を示す。つまり表面粗さが平滑な場合には、相対的に少ない潤滑剤膜厚からライナーとの摺動による潤滑剤の凝集が生じやすく、また少ない潤滑剤膜厚で磁気ヘッドとの走行耐久性を確保することができる。一方、表面粗さが粗い場合には、相対的に多い潤滑剤膜厚でもライナーとの摺動による潤滑剤の凝集を生じることが無く、またある程度多い潤滑剤膜厚が存在しないと磁気ヘッドとの走行耐久性を確保することが難しい。

以上の理由により、フレキシブルディスク表面に平均高さｈｎｍの突起が形成され、さらにその上に平均膜厚ｄｎｍの液体潤滑膜が形成された場合、ｈが１０〜４０であり、ｄが０．５〜２．０であり、かつｄ／ｈが０．０２〜０．０９の関係を満たす際に、磁気ヘッドとの走行耐久性を確保し、かつライナーとの摺動による潤滑剤の凝集を防止することができる。ｈのより好ましい範囲は１５〜３５であり、ｄのより好ましい範囲は０．７〜１．２であり、ｄ／ｈのより好ましい範囲は０．０２５〜０．０７である。

フレキシブルディスク表面の最外層表面に形成された突起の平均高さｈは、ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）を用い、表面突起の密度に応じた適切な範囲（１０μｍ×１０μｍ）から任意に抽出した表面突起の１０個について、媒体表面からの高さを測定し、これを平均して求めた高さである。但し、観察視野にて突起数が少ない場合には、複数視野の測定を行い、１０個の突起について測定を確保する。

液体潤滑膜の膜厚は事前にシリコン基板などの光学定数既知の基板上に潤滑剤を塗布し、エリプソメーターなどで、この潤滑剤の光学定数、膜厚を求め、この膜厚とＦＴ−ＩＲ（フーリエ変換赤外分光分析）での潤滑剤由来の吸収スペクトルとの検量線を作製しておき、フレキシブルディスク表面に付与した潤滑剤のＦＴ−ＩＲスペクトルを測定することで、計算することができる。

（液体潤滑膜）
フレキシブルディスク表面の最外層には、走行耐久性および耐食性を改善するために、液体潤滑剤の膜（液体潤滑膜）が設けられる。この液体潤滑膜には、常温（２３℃）で液体の潤滑剤が使用されるが、例えば、炭化水素系潤滑剤、フッ素系潤滑剤、極圧添加剤等から選択される液体潤滑剤を挙げることができる。

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。

フッ素系潤滑剤としては、前述の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ＦＯＭＢＬＩＮＺ−ＤＯＬ）等が挙げられる。

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。
本発明においては、液体潤滑剤として、パーフルオロポリエーテル類（例えば、前述の炭化水素系潤滑剤のアルキル基の一部または全部をパーフルオロポリエーテル基で置換したもの）が特に好ましい。

上記の液体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る。
また、潤滑剤として、常温で固体である潤滑剤や常温で固体である添加剤を添加する場合は、走行耐久性の面から、これらの総量として、液体潤滑剤に対し、１０質量％以下が好ましく、５質量％以下とすることがより好ましい。

液体潤滑膜を形成するには、液体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フレキシブルディスクの最外層の表面に塗布するか、真空蒸着法により最外層の表面に付着させればよい。液体潤滑膜の厚みを制御するには、潤滑剤を有機溶剤に溶解する際の濃度、及びこの溶液を塗布する際の塗布厚みで制御できる。

〔フレキシブルディスクの形態〕
本発明のフレキシブルディスク媒体の一形態として、例えば、下記構成のフレキシブルディスク１を挙げることができる。フレキシブルディスク１は、可撓性高分子支持体２上の両面に可撓性高分子支持体２の表面性を調整するとともに、可撓性高分子支持体２から生じた気体が磁性層６に達するのを防止するために下塗り層３を設けたものである。下塗り層の表面には最外層の表面の表面粗さを調整するための微小突起４が形成されている。そして、さらに磁性層６に形成される強磁性金属合金の結晶配向性を制御して記録特性を高めるための下地層５が設けられている。磁性層６上には、磁性層の酸化等による劣化を防止し、ヘッドやライナーとの接触摺動による摩耗から磁性層を保護する目的の保護層７が形成されている。また、保護層７上には、走行耐久性および耐食性等を改善する目的で液体潤滑膜８が設けられている。なお、中心部には、フレキシブルディスクドライブに装着するための係合手段１０が装着されている。

（可撓性高分子支持体）
本発明の支持体は、磁気ヘッドとフレキシブルディスクとが接触した時の衝撃を回避するために、可撓性を備えた合成樹脂フィルム、すなわち可撓性高分子支持体で構成されている。このような合成樹脂フィルムとしては、具体的には、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、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド、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合成樹脂フィルムが挙げられる。なかでも、表面性や機械的強度が良好で、また入手も容易な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。

また、可撓性高分子支持体として合成樹脂フィルムを複数枚積層したものを用いても良い。複数枚を積層した積層フィルムを用いることにより、可撓性高分子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る。その結果、フレキシブルディスク媒体の表面が磁気ヘッドと衝突による磁気記録層の耐傷性を著しく改善することがきる。可撓性フィルムを積層する方法としては、熱ロールによるロール積層、平板熱プレスによる平板積層、接着面に接着剤を塗布してラミネートするドライ積層、予めシート状に成形された接着シートを用いる積層方法等が挙げられる。積層に接着剤を用いる場合には、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。

可撓性高分子支持体の厚みは、１０μｍ〜２００μｍ、好ましくは２０μｍ〜１２０μｍ、さらに好ましくは３０μｍ〜７０μｍである。高速回転時の安定性が良く、面ぶれを防止できる点で１０μｍ以上が好ましく、回転時に適度な剛性を示し、接触時の衝撃を回避することが可能になり磁気ヘッドの跳躍を防止できる点で２００μｍ以下が好ましい。

また、下記式で表される可撓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。
可撓性高分子支持体の腰の強さ＝Ｅｂｄ³／１２
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。

可撓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、光干渉式の表面粗さ計で測定した表面粗さが中心面平均粗さ（ＳＲａ）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、光干渉式の表面粗さ計で測定した表面粗さが中心面平均粗さ（ＳＲａ）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。

（下塗り層）
可撓性高分子支持体表面には、平面性の改善と気体遮断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、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、紫外線硬化樹脂、電子線硬化樹脂等を使用することができる。熱硬化型シリコーン樹脂や電子硬化樹脂は、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。

熱硬化性シリコーン樹脂としては、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ーン樹脂が好適に用いられる。このシリコーン樹脂は、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ー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、可撓性フィルムからなる高分子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可撓性高分子支持体上に直接塗布して硬化させることができる。しかも、一般的な有機溶剤にモノマーを溶解させて塗布することができるので、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ーン樹脂は気体遮断性に優れている。このため磁性層または下地層形成時に可撓性高分子支持体から発生して磁性層または下地層の結晶性、配向性を阻害する気体を遮蔽する気体遮蔽性が高く、特に好適である。

下塗り層の表面には、磁気ヘッドとフレキシブル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、可撓性高分子支持体の取り扱い性も良好になる。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。

微小突起の高さは５ｎｍ〜６０ｎｍが好ましく、ｌ０ｎｍ〜３０ｎｍがより好ましい。摺動特性の改善効果の点で５ｎｍ以上が好ましく、記録再生ヘッドとフレキシブルディスク媒体のスペーシング損失による信号の記録再生特性劣化防止の点で６０ｎｍ以下が好ましい。また、下塗り層の微小突起に由来してフレキシブルディスクの最外層の表面の突起を形成する場合は、下塗り層の微小突起高さは、最外層の突起高さの５０〜１００％、より好ましくは６０〜８０％とすることが好ましい。

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。摺動特性の改善効果の点で０．１個／μｍ²以上が好ましく、凝集粒子の増加による高い突起の増加を防止し、記録再生特性の劣化を防止できる点で１００個／μｍ²以下が好ましい。

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。例えば、バインダー及びシリカゾルを溶剤に分散し、塗布することによって、突起を形成することができる。その際の突起高さの制御は、溶剤中のバインダー及びシリカゾルの濃度、及び分散液の塗布厚みで制御することができる。

（下地層）
磁性層の下層には、下地層を設けることが好ましい。下地層としてはＣｒまたはＣｒとＴｉ、Ｓｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｎｂ等から選ばれる金属との合金、Ｒｕ、Ｔｉ、Ｃなどを挙げることができる。これらの物質は単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。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。下地層の厚みは１０ｎｍ〜２００ｎｍが好ましく、２０ｎｍ〜１００ｎｍが特に好ましい。下地層によって磁性層が柱状に形成されたものが特に好ましい。柱状に形成されることによって、強磁性金属間の分離構造が安定し、高い保磁力を得ると共に、高出力が可能となり、また強磁性金属の分散が一様なものとなり低ノイズのフレキシブルディスク媒体が得られる。

（シード層）
更に、下地層と可撓性高分子支持体との間には、下地層の結晶性を改善するために、シード層あるいはガスバリア層を設けることができる。シード層には、Ｔａ、Ｔａ−Ｓｉ、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ａｌ、Ｃなどを使用することができる。磁性層を面内方向に配向させるためには、シード層を用い無いか、あるいはアモルファスシード層を用い、この上にＲｕやＣｒ合金を積層すればよい。一方、磁性層を垂直配向させるためにはＲｕ下地層やＣｒ下地層とＮｉ−Ａｌ等のＮｉ合金やＡｕなどの貴金属やその合金等のシード層を組み合わせて使用すればよい。

（軟磁性層）
磁化の異方性を垂直とする場合には、磁性層と可撓性高分子支持体の間に軟磁性層を設けても良い。軟磁性層を設けることによって、単磁極ヘッド等の垂直記録ヘッドを用いる場合の記録特性を高めることができる。軟磁性材料としてはパーマロイやセンダスト等の一般的な軟磁性材料が使用できる。その膜厚としては３０〜５００ｎｍであることが好ましい。

（磁性層）
本発明の磁性層として使用できる具体例としては、ＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ₂、ＣｏＰｔ
−ＳｉＯ₂、ＣｏＰｔＣｒＯ、ＣｏＰｔＯ、ＣｏＰｔＣｒＢ、ＣｏＰｔＢ、ＣｏＰｔＣｒＴａＢ等のグラニュラ構造のＣｏ合金膜、あるいはＣｏ／ＰｄやＣｏ／Ｐｔなどの人工格子膜あるいはこれにＢを添加した人工格子膜、ＴｂＦｅＣｏ等の希土類遷移金属などがあげられる。

例えば、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｃｒ、及びＳｉＯ₂を含有する強磁性金属合金の好ましい元素組成としては、当該強磁性金属合金は、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｃｒ及びＳｉＯ₂以外を含んでいてもよいが、当該強磁性金属合金中のＣｏ、Ｐｔ、Ｃｒ及びＳｉＯ₂の総量は、９０〜１００原子％であることが好ましく、９５〜１００原子％であることがより好ましい。
Ｃｏ、Ｐｔ、Ｃｒ、及びＳｉＯ₂の組成として、Ｃｏが６５〜８０ａｔｍ％、Ｐｔが５〜２０ａｔｍ％、Ｃｒが１０〜２０ａｔｍ％、ＳｉＯ₂が５〜２０ａｔｍ％の範囲から選択される合金組成があげられる。さらに、これにＴａ、Ｂ、Ｏ等の非磁性元素を添加する場合には、１０ａｔｍ％以下の範囲でＰｔまたはＣｒを置換するように添加すれば良い。Ｃｏの含有率が多いほど、磁化が大きくなり、信号の再生出力が高まるが、ノイズも同時に増加する。一方、ＣｒやＰｔ等の非磁性元素の含有率が多いほど磁化が小さくなるが、保磁力が増加するため、信号の再生出力が減少するものの、ノイズが減少する。したがって、使用する磁気ヘッドや使用機器に応じてこれらの元素の配合比率を調整することが好ましい。またＰｔ含有率を高め、Ｃｒの含有率を低くすると、磁気異方性定数Ｋｕが高まり、熱揺らぎに対して安定となるが、ノイズが増加する傾向にある。逆にＰｔ含有率を低くし、Ｃｒの含有率を高めると、磁気粒子の分離が促進され、ノイズが減少するが、磁気異方性定数Ｋｕが低下し、熱揺らぎに対して不安定となる。

添加するＳｉＯ₂の含有率が少ない場合には磁性体の分離が促進されず、磁性体の結晶は大きくなり、また磁性粒子間の磁気的な交換結合も強くなるため、ノイズが著しく増大し、ＳＮＲ（シグナル／ノイズ比）が低下する傾向がある。一方、ＳｉＯ₂の含有率が高い場合には、磁化量が減少し、信号出力が低下してしまうため、ＳＮＲが低下する傾向がある。

その他、添加できる元素としてはＯ又はＮを添加する事も可能である。また希ガス類が含有されていても良い。

強磁性金属合金からなる磁性層の厚みとしては好ましくは５ｎｍ〜６０ｎｍ、さらに好ましくは１０ｎｍ〜３０ｎｍの範囲である。このような厚みとすればノイズが低く、かつ高い出力が得られる。

例えば磁性層がＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ₂で形成される場合、磁化の異方性（磁化容易軸の方向）は磁性膜成膜時のアルゴン圧などの条件によっても調整することができるが、後述の下地層やシード層によって決定することが好ましい。下地層を使用しない場合やアモルファス材料を使用した場合には、磁性層は垂直に配向しやすく、下地層としてＲｕやＣｒ合金を使用した場合には、その成膜条件やシード層の材料によって面内配向、垂直配向のどちらでも配向させることが可能である。

本発明のフレキシブルディスク媒体における磁性層は強磁性金属薄膜からなり、磁性層面に対して垂直方向に磁化容易軸を有するいわゆる垂直磁気記録膜でも、水平方向に磁化容易軸を有する面内磁気記録膜でも良い。この磁化容易軸の方向は後述の下地層あるいはシード層の材料や結晶構造および磁性膜の組成と成膜条件によって制御することができる。

中でもＳｉＯ₂、Ｂ、Ｏ等を含んだＣｏ合金膜は基板を加熱しない状態で作製しても、これらの非磁性元素が磁性粒子の粒界を形成するため、磁性体の粒径が微細化し、かつ磁
気的に孤立化する。いわゆるグラニュラ構造の磁性膜を形成する。このため高い保磁力を達成できるとともに、ノイズの小さなフレキシブルディスク媒体を得ることができる。基板温度を高める事無く、成膜できるため、本発明の可撓性高分子支持体を熱変形させることなく、成膜する事が可能である特徴を有する。

（磁性層の作製方法）
本発明の強磁性金属合金からなる磁性層を形成する方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法などの真空成膜法が使用できる。なかでもスパッタリング法は良質な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。スパッタリング法としてはＤＣスパッタリング法、ＲＦスパッタリング法のいずれも使用可能である。
例えば、特開２００３−１６２９０５号公報等に記載されている方法を用いることができる。

スパッタリングを行う際に基板にバイアスを印可することで膜質を制御してもかまわない。本発明においては支持体として可撓性高分子支持体を使用するため、チャージアップによるアークや支持体温度の上昇を抑制する効果のあるＤＣパルススパッタ法が最も好ましい。またスパッタリング装置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を用いることが好ましい。スパッタリング時の雰囲気に使用する気体はアルゴンが使用できるが、その他の希ガスを使用しても良い。スパッタ時の基板は加熱する必要が無く、逆に基板を物理的に浮かせた状態でスパッタすると支持体にスパッタ時の熱が加わるため、磁気特性の劣化や支持体の変形を招くことがある。

本発明においては支持体として可撓性高分子支持体を使用するため、可撓性高分子支持体の温度を好ましくは１００℃以下、より好ましくは０〜５０℃に保って、磁気特性の劣化や支持体の変形を防止することが望ましい。このため、スパッタを行う際には後述の様に冷却キャンに可撓性高分子支持体を密着させ、積極的に支持体の冷却を行うことが好ましい。また、スパッタリング時の可撓性高分子支持体の温度は、後述するように成膜キャンの温度を調整することにより調整することができる。

スパッタリング法で例えばＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ₂からなる強磁性金属合金からなる磁性層を形成するためには、例えばＣｏＰｔＣｒとＳｉＯ₂といった複数の異なったターゲットを用い、これらの共スパッタリング法を使用することも可能であるが、形成すべき強磁性金属合金と組成比に合致した強磁性金属合金の合金ターゲットを用いると、組成が均一な磁性層を形成することができる。このような合金ターゲットはホットプレス法等の手法で作製することができる。

（保護層）
磁性層の表面には通常、保護層を設ける。保護層は磁性層に含まれる金属材料の腐蝕を防止し、磁気ヘッドと磁気テープ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、酸化コバルト、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。

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。このような保護膜としては、ＣＶＤ法で作製されるダイヤモンド状炭素（ＤＬＣ）と呼ばれる硬質炭素膜が挙げられる。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ケイ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。

（防錆剤）
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、液体潤滑剤に混合して保護層上に塗布してもよく、液体潤滑剤を塗布する前に保護層上に塗布し、その上に液体潤滑剤を塗布してもよい。常温で固体の防錆剤を潤滑剤に混合する場合には、走行耐久性の面から、添加量を、液体潤滑剤に対し、好ましくは１０質量％以下、より好ましくは５質量％以下である。

（フレキシブルディスクカートリッジ）
本発明のフレキシブルディスクを収納するディスクカートリッジはＡＢＳなどの各種樹脂あるいは金属性のカートリッジが使用できる。カートリッジには磁気ヘッドをフレキシブルディスク上にロードするためのヘッド窓や、フレキシブルディスクをスピンドルモーターにチャッキングするための中心孔が設けられている。カートリッジの内部のフレキシブルディスクと対抗する面にはライナーが接着されている。ライナーとしてはポリエステル、ポリエチレンなどの各種不織布、織布が使用できる。

以下に、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
〔実施例１〜９及び比較例１〜６〕
厚み６３μｍ、表面粗さＳＲａ＝１．４ｎｍのポリエチレンナフタレートフィルムの両面に下塗り層を形成した。具体的には、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のシリコン樹脂からなる下塗り層を作製した。この下塗り層上に粒子径１８ｎｍあるいは２５ｎｍのシリカゾルと溶剤可溶型ポリイミド樹脂（丸善石油化学社製ＰＩ−１００）をシクロヘキサノンに分散した塗布液をグラビアコート法で塗布して、下塗り層上に微小突起を形成して、フレキシブルディスク用原反とした。

次に、原反の両面にシード層、下地層、磁性層を成膜した。具体的には、ウェブスパッタリング装置に得られた原反を装着し、水冷した成膜キャン上にフィルムを密着させながら搬送し、下塗り層上に、ＤＣパルススパッタ法で、Ｃからなるシード層を２０ｎｍ成膜し、さらにその上にＲｕからなる下地層を３０ｎｍの厚みで形成し、引き続き、（Ｃｏ₇₀Ｐｔ₂₀Ｃｒ₁₀）₈₈−（ＳｉＯ₂）₁₂合金からなる組成のターゲットを用い、スパッタガスとしてアルゴンガスを用いてＤＣパルススパッタ法で磁性層を２０ｎｍの厚みで形成した。

次に磁性層を形成した原反をウェブ式のＣＶＤ装置に設置し、エチレン、窒素ガス、アルゴンを反応ガスとして用いたＲＦプラズマＣＶＤ法でＣ：Ｈ：Ｎ＝６２：２９：７（ｍｏｌ比）からなる窒素添加ダイヤモンド状炭素からなる保護膜を５ｎｍの厚みで形成した。なおこのとき成膜キャンには−４００Ｖのバイアス電圧を印加した。保護層もフィルムの両面に成膜した。

次に、両面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ＦＯＭＢＬＩＮＺ−ＤＯＬ）をフッ素系溶剤（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、表１に記載の厚みとなるように液体潤滑膜を形成した。

このようにして得られたフレキシブルディスク媒体から直径９４ｍｍの円盤を打ち抜き、これをテープバーニッシュ加工した後、フレキシブルディスク用合成樹脂製カートリッジ（富士写真フイルム社製Ｚｉｐ２５０用）に組み込んで、フレキシブルディスクを作製した。このフレキシブルディスクについて、下記の評価方法によって特性の評価を行った。その結果を表１に示す。

（フレキシブルディスクの評価方法）
＜表面突起高さ＞
作製したフレキシブルディスクの表面性をＡＦＭで評価し、下塗り表面の微小突起によって形成した表面突起を任意に１０個選び、最外層の表面からの突起の高さを求め、その平均を計算した。
＜液体潤滑膜の膜厚＞
作製したフレキシブルディスク表面の液体潤滑剤の膜厚を１２００ｃｍ^-1付近に現れるＣ−Ｆ結合の吸収を基準としてＦＴ−ＩＲＲＡＳ法で求めた。

＜ＳＮＲ＞
記録トラック幅０．４０μｍ、記録ギャップ０．１５μｍ、再生トラック幅０．２５μｍ、再生ギャップ０．０８μｍのＧＭＲヘッドを用いて、線記録密度２００ｋＦＣＩの記録再生を行い、再生信号出力／ノイズ（ＳＮＲ）を測定した。なおこのとき回転数は３０００ｒｐｍ、ヘッドは半径は３５ｍｍに設けて測定した。ヘッド加重は２９．４ｍＮ（３ｇｆ）とした。ノイズは５〜４００ｋＦＣＩの帯域についての変調ノイズの積分とした。

＜ライナー摺動による潤滑剤凝集＞
作製したフレキシブルディスクカートリッジを５℃、２０％の環境下、Ｉｏｍｅｇａ社製Ｚｉｐ２５０ドライブで３００Ｈｒ走行させ、フレキシブルディスク表面の目視観察を行った。フレキシブルディスクの表面状態に変化が見られなかった場合は○とし、円周方向に筋状の走行跡が確認できた場合は×とした。なお、この際、磁気ヘッドはロードさせなかった。

＜走行耐久性＞
フレキシブルディスクをＩｏｍｅｇａ社製Ｚｉｐ２５０ドライブで記録再生を繰り返し行いながら走行させ、出力が初期値−３ｄＢとなった時点で走行を中止し、耐久時間とした。なお環境は２３℃、５０％ＲＨとし、試験は最大３００時間とした。

表１の結果より、本発明に従ったフレキシブルディスク媒体は、高密度磁気記録が可能であるとともに、走行耐久性に優れていることがわかる。

Claims

可撓性高分子支持体の少なくとも一方の面に強磁性金属合金からなる磁性層を有し、かつ最外層の表面に平均高さｈｎｍの突起が形成され、さらにその上に平均膜厚ｄｎｍの液体潤滑剤が付与されたフレキシブルディスク媒体において、ｈが１０〜４０であり、ｄが０．５〜２．０であり、かつｄ／ｈが０．０２〜０．０９の関係を満たすことを特徴とするフレキシブルディスク媒体。