JP2008140445A - Magnetic recording medium, magnetic head, and magnetic recording device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は磁気記録媒体、磁気ヘッド、及び、磁気記録装置に関するものであり、特に、フラーレン分子を保護層或いは潤滑剤層として用いた磁気記録媒体或いは磁気ヘッドにおける摩耗を低減するための構成に特徴のある磁気記録媒体、磁気ヘッド、及び、磁気記録装置に関するものである。 The present invention relates to a magnetic recording medium, a magnetic head, and a magnetic recording apparatus, and more particularly to a configuration for reducing wear in a magnetic recording medium or magnetic head using fullerene molecules as a protective layer or a lubricant layer. The present invention relates to a magnetic recording medium, a magnetic head, and a magnetic recording apparatus.
近年、磁気ディスクや磁気テープドライブに代表される磁気記憶装置に対する高記録密度化の要求は、いやがうえにも高まっているが、磁気記憶装置の高記録密度化の実現のためには、磁気ヘッドと磁気記録媒体間の磁気的隙間の低減が必要となる。 In recent years, the demand for higher recording density for magnetic storage devices typified by magnetic disks and magnetic tape drives has unnecessarily increased, but in order to achieve higher recording densities for magnetic storage devices, It is necessary to reduce the magnetic gap between the head and the magnetic recording medium.
そのため、例えば、磁気ディスク装置において、従来は、磁気ヘッドの担体であるヘッドスライダの「浮上量」を漸減させることが多く行われてきた。
即ち、ヘッドスライダは、磁気記録媒体の回転に伴って生じる空気流を利用し、あたかも凧のように磁気媒体表面直上を浮上(≒飛行)するが、この際の浮上高さを「浮上量」と称しており、この高さは最近の製品では、1 μmをはるかに下回り、例えば、10nm(=0.01μm)前後の値として設計されるに至っている。
For this reason, for example, in a magnetic disk device, conventionally, the “flying amount” of a head slider that is a carrier of a magnetic head has been gradually decreased.
That is, the head slider uses the air flow generated by the rotation of the magnetic recording medium, and floats (approaches) just above the surface of the magnetic medium as if it were a kite. In recent products, this height is much less than 1 μm, and for example, has been designed as a value around 10 nm (= 0.01 μm).
このように、浮上量が低減すると、磁気ヘッドと磁気記録媒体が接触・摺動する可能性が増大するため、磁気ヘッド或いは磁気記録媒体を保護する潤滑剤層の耐摩擦性を高める必要がある。 As described above, when the flying height is reduced, the possibility that the magnetic head and the magnetic recording medium come into contact with and slide with each other increases. Therefore, it is necessary to improve the friction resistance of the lubricant layer protecting the magnetic head or the magnetic recording medium. .
そこで、例えば、従来の浮上型の磁気ディスク装置において、フラーレンと総称される球状の炭素クラスターを使用することが提案されている(例えば、特許文献1乃至特許文献4参照)。
Thus, for example, it has been proposed to use spherical carbon clusters collectively called fullerenes in conventional floating magnetic disk devices (see, for example,
この内、特許文献1は、フラーレンを磁気媒体の保護膜として、または、固体潤滑層として使用することを提案しているが、いずれの場合も、フラーレン分子は、下地となる磁性膜または磁性膜の熱酸化層に対して固着していると考えられる。
Among these,
また、特許文献2では、下地層の表面清浄化を行った上で、フラーレンを堆積させている。
この場合、フラーレンの脱離温度により表面との結合強度を推定可能としていることから、フラーレン分子は、下地に対して固着していると考えられる。
In
In this case, since the bond strength with the surface can be estimated by the desorption temperature of fullerene, it is considered that the fullerene molecule is fixed to the base.
また、特許文献3においては、フラーレン分子を昇華によりディスク上に付着させているが、この場合のフラーレン分子も、下地に対して固着していると考えられる。
また、磁性層上にスピンコート法で沈着させた単層の1/3量相当のフラーレン分子の上に無定形炭素膜を積み重ね、その上に更にPFPE潤滑剤を付与することも併せて提案されているが、この場合のフラーレン分子はカーボン保護膜中に取り込まれている。
なお、この特許文献3では、「潤滑膜をフラーレン分子を含むエマルジョン液又は溶液として付与する」ことについて「当業者が想起できることは明らか」とのみ言及しているだけであり、具体的構成については全く開示がなされていない。
In
It has also been proposed to stack an amorphous carbon film on a fullerene molecule equivalent to 1/3 of a single layer deposited by spin coating on a magnetic layer, and to further apply a PFPE lubricant thereon. However, fullerene molecules in this case are incorporated in the carbon protective film.
In addition, this
また、特許文献4においては、フラーレン分子の直径とディスクのテクスチャ粗さの関係、フラーレン分子の直径と装置の浮上量の関係を論じているが、フラーレン分子はテクスチャの溝部に位置し動かない前提で記述されており、したがって、この場合もフラーレン分子は、下地に対して、事実上固着していると考えられる。
また、現在よりも更に浮上量を低減させるために、ヘッドスライダの浮上をあきらめ、ヘッドスライダと磁気媒体間の接触を許容した設計に今後速やかに移行する必要があると叫ばれている。 In addition, in order to further reduce the flying height from the present level, it has been screamed that it is necessary to give up the flying height of the head slider and quickly shift to a design that allows contact between the head slider and the magnetic medium.
例えば、コンタクト方式の磁気ディスク装置において中空ナノカーボン、即ち、フラーレン分子を潤滑用途で使用することが提案されている(例えば、特許文献5参照)。
ここでは、フラーレンを疎水基で修飾し疎水化してから単独で使用することと、フッ素系合成油とフラーレンを併用することの2つが開示されている。
For example, it has been proposed to use hollow nanocarbon, that is, fullerene molecules in a lubrication application in a contact-type magnetic disk device (see, for example, Patent Document 5).
Here, two methods are disclosed: using fullerene alone after being modified with a hydrophobic group to make it hydrophobic, and using a synthetic fluorine and fullerene together.
さらに、フラーレンに「欠陥」、即ち、ダングリングボンドを形成し、下地層に固着させることも開示されているが、「この固定は永久的なものではなく、結合力より大きな力が加わった時にはボンドは外れ、中空ナノカーボンは保護層の上を移動する。移動先の停止位置で再度ボンドして固定される」との記述がある。
ダングリングボンドの結合とは一般に共有結合性の比較的強い結合であり、この強いボンドを外すためには、かなり強い外力が必要であると推定されるため、この場合も、フラーレン分子は、事実上、下地に対して「固着している」状態に近いものと考えられる。
Furthermore, although it is disclosed that a “defect”, that is, a dangling bond is formed on the fullerene and fixed to the underlayer, “This fixing is not permanent, and when a force greater than the bonding force is applied. The bond is released, and the hollow nanocarbon moves over the protective layer. It is re-bonded and fixed at the stop position of the destination.
The dangling bond bond is generally a relatively strong bond, and it is estimated that a fairly strong external force is required to remove this strong bond. It is considered that the state is “close” to the ground.
なお、磁気ヘッドと磁気記録媒体が常に接触・摺動している磁気テープ媒体においては、プラズマ重合法により生成したフラーレン堆積層を磁気テープ媒体の保護に使用することが提案されている(例えば、特許文献6参照)。 Incidentally, in a magnetic tape medium in which the magnetic head and the magnetic recording medium are always in contact and sliding, it has been proposed to use a fullerene deposited layer generated by a plasma polymerization method for protecting the magnetic tape medium (for example, (See Patent Document 6).
この場合、プラズマ重合法により生成したフラーレン堆積層は、機械的強度に優れ、また、π電子の効果によりグラファイトと同様に潤滑性にも優れるとされており、フラーレンを固体潤滑層として使用していると推定され、したがって、この場合もフラーレン分子は、下地に対して固着していると考えられる。
しかし、上述のように、フラーレン分子が下地に対して「固着している」状態に近い場合、ヘッドスライダと磁気記録媒体間の面間すべりの発生する点は、フラーレン分子内の固定した点に限定されてしまい、その結果、フラーレン分子の摩耗、即ち、分子の破壊に起因するディスク装置の劣化・ヘッド汚れなどが懸念されるという問題がある。 However, as described above, when the fullerene molecules are close to the “fixed” state with respect to the underlayer, the slip between the head slider and the magnetic recording medium occurs at a fixed point in the fullerene molecules. As a result, there is a problem that the wear of the fullerene molecule, that is, the deterioration of the disk device and the head contamination due to the destruction of the molecule are concerned.
したがって、本発明は、磁気ディスク装置、特に、コンタクト方式の磁気ディスク装置において、潤滑剤として使用するフラーレン分子の摩耗を低減することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to reduce wear of fullerene molecules used as a lubricant in a magnetic disk device, particularly a contact-type magnetic disk device.
図1は本発明の原理的構成図であり、ここで図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。
なお、図における符号5は、保持剤の分子である。
図1参照
上記の課題を解決するために、本発明は、磁気記録媒体において、最表面1の少なくとも一部に、固体潤滑性を有する材質からなる平均粒径が0.53nm乃至1.05nmのナノサイズ粒子3とナノサイズ粒子3を含有する保持剤4からなる潤滑層2を有することを特徴とする。
FIG. 1 is a block diagram showing the principle of the present invention, and means for solving the problems in the present invention will be described with reference to FIG.
In addition, the code |
See FIG. 1 In order to solve the above problems, the present invention provides a magnetic recording medium having an average particle diameter of 0.53 nm to 1.05 nm made of a material having solid lubricity on at least a part of the
コンタクト方式の磁気ディスク装置において、ナノサイズ粒子3とナノサイズ粒子3を含有する保持剤4からなる潤滑層2を用いることによって、ナノサイズ粒子3を潤滑用途で使用するときに、ナノサイズ粒子3を下地層となる最表面1に「固着」させない形態で使用し、その際に保持剤4はナノサイズ粒子3の脱離を防止する機能を有することが可能になる。
In the contact-type magnetic disk device, when the
このような、薄膜保持剤を利用した方法は、物理吸着現象を利用した方法なので、ダングリングボンドを用いた上述の特許文献6に記載された脱離防止法に比べて、ナノサイズ粒子3の転動性は、著しく改善し、その結果、ナノサイズ粒子3のベアリング効果が発揮される。
なお、本発明における「磁気記録媒体」は、磁気ディスクに限られるものではなく、磁気テープも含むものである。
Since the method using the thin film holding agent is a method using the physical adsorption phenomenon, the nano-sized
The “magnetic recording medium” in the present invention is not limited to a magnetic disk but also includes a magnetic tape.
この場合のナノサイズ粒子3とは、典型的にはフラーレンの分子或いはフラーレン誘導体の分子のいずれかであり、また、フラーレンとしてはC60が典型的なものであり、フラーレン誘導体の分子とはフラーレンの分子に水素或いはアルキル基等が結合した分子、或いは、フラーレンの分子の内部に金属原子を含有した分子を意味する。
The nano-sized
この場合、潤滑層2を構成するナノサイズ粒子3及び保持剤4を構成する有機物質分子のいずれもが、磁気記録媒体の表面の少なくとも一部に付着していることが、ナノサイズ粒子3の転動性のために重要になる。
In this case, it is confirmed that both the nano-
また、ナノサイズ粒子3の表面自由エネルギーをγN 、保持剤4の表面自由エネルギーをγR 、潤滑層2の下地層の表面自由エネルギーをγS とした場合、
γN ≦γR <γS
の関係を有することが望ましく、γN >γR の場合にはナノサイズ粒子3同士の凝集が発生して転動性が失われ、一方、γR ≧γS の場合には、保持剤4が凝集して表面被覆性が低下する。
Further, when the surface free energy of the nano-sized
γ N ≦ γ R <γ S
In the case of γ N > γ R , the aggregation of the nano-sized
なお、本願における表面自由エネルギーγは、下記の式(1)及び式(2)で表されるFowkee式によって求めたものである。
γ=γd +γh ・・・(1)
なお、θ1 は保持剤厚膜面、磁気記録媒体面、或いは、ヘッドスライダ面に対する水の接触角であり、また、θ2 は保持剤厚膜面、磁気記録媒体面、或いは、ヘッドスライダ面に対するジヨードメタンの接触角であり、この場合の厚膜とは、測定に際して下地の固体の影響を受けない程に厚く塗布した状態を意味する。
Note that the surface free energy γ in the present application is obtained by the Fowke equation expressed by the following equations (1) and (2).
γ = γ d + γ h (1)
Θ 1 is the contact angle of water with respect to the retaining agent thick film surface, the magnetic recording medium surface, or the head slider surface, and θ 2 is the retaining agent thick film surface, the magnetic recording medium surface, or the head slider surface. Is a contact angle of diiodomethane with respect to, and the thick film in this case means a state in which it is applied so thick that it is not affected by the solid of the base during measurement.
したがって、ナノサイズ粒子3の表面自由エネルギーγN は、ナノサイズ粒子3の表面に対する水とジヨードメタンの接触角を計ることによって上記式(2)から求められ、また、保持剤4の表面自由エネルギーγR は、保持剤4の表面に対する水とジヨードメタンの接触角を計ることによって上記式(2)から求められ、さらに、潤滑層2の下地層の表面自由エネルギーγS は、潤滑層2の表面に対する水とジヨードメタンの接触角を計ることによって上記式(2)から求められる。
Therefore, the surface free energy γ N of the nano-sized
また、ナノサイズ粒子3がフラーレン分子である場合、その表面自由エネルギーをγN は40mN/m程度と推定されるので、
40mN/m≦γR <γS
の関係を有することが望ましい。
Further, when the nano-sized
40 mN / m ≦ γ R <γ S
It is desirable to have the relationship
また、上述の保持剤4としては、炭化水素系油剤、環状炭化水素系油剤、或いは、フッ化炭素系油剤が望ましく、また、それらの一部に、不飽和炭化水素、芳香環構造、水酸基、或いは、アミン系構造を有しても良い。
さらには、上述の条件に叶う保持剤4としては、アミン塩或いはリチウム塩がある。
Further, as the above-mentioned
Furthermore, as the retaining
また、保持剤4の付着厚さは、ナノサイズ粒子3の単粒子膜厚の3倍を超えないことが望ましく、3倍を超えると潤滑層の薄膜としての構造が不安定になるために、より好適にはナノサイズ粒子3の単粒子膜厚の2倍を超えないことが望まれる。
Further, the adhesion thickness of the retaining
また、保持剤4の付着厚さの下限としては、ナノサイズ粒子3の単粒子膜厚の1/2以上であることが望ましく、ナノサイズ粒子3の単粒子膜厚の1/2未満の場合には保持剤4がナノサイズ粒子3を充分に濡らすことが困難になる。
Moreover, as a minimum of the adhesion thickness of the holding |
また、本発明は、磁気ヘッドを備えたヘッドスライダにおいて、ヘッドスライダの表面の少なくとも一部に固体潤滑性を有する材質からなる平均粒径が0.53nm乃至1.05nmのナノサイズ粒子3とナノサイズ粒子3を含有する保持剤4からなる潤滑層2を有することを特徴とする。
Further, according to the present invention, in a head slider provided with a magnetic head, nano-
ヘッドスライダにおいても、ナノサイズ粒子3とナノサイズ粒子3を含有する保持剤4からなる潤滑層2を用いることによって、ナノサイズ粒子3を下地層となる最表面1に「固着」させない形態で使用することができ、その際に保持剤4はナノサイズ粒子3の脱離を防止する機能を有する。
Also in the head slider, the
なお、この場合のナノサイズ粒子3及び保持剤4の組成や、表面自由エネルギーの関係、或いは、膜厚等は上述の磁気記録媒体の場合と同じである。
In this case, the composition of the nano-
また、上述の磁気記録媒体及び上述のヘッドスライダの少なくとも一方を搭載にすることによって、高記録密度化に対応した信頼性の高い磁気記録装置、特に、コンタクト型の磁気記録装置を実現することができる。
なお、本発明における「磁気記録装置」は、磁気ディスク装置に限られるものではなく、磁気テープ装置も含むものである。
Further, by mounting at least one of the above-described magnetic recording medium and the above-described head slider, it is possible to realize a highly reliable magnetic recording apparatus, particularly a contact-type magnetic recording apparatus, corresponding to an increase in recording density. it can.
The “magnetic recording device” in the present invention is not limited to a magnetic disk device, but also includes a magnetic tape device.
本発明によれば、薄膜保持剤を利用しているので、物理吸着現象を利用した方法となり、従来のフラーレン分子を用いた固体潤滑剤に比べてフラーレン分子の転動性が著しく改善され、その結果、フラーレン分子のベアリング効果が効果的に発揮される。 According to the present invention, since a thin film holding agent is used, it becomes a method using a physical adsorption phenomenon, and the rolling property of fullerene molecules is remarkably improved as compared with a conventional solid lubricant using fullerene molecules. As a result, the bearing effect of fullerene molecules is effectively exhibited.
一方、フラーレン分子の摩耗、即ち、分子の破壊に起因する磁気記録装置の劣化やヘッド汚れなどを効果的に抑制することができ、それによって、磁気ディスク装置をはじめとする磁気記録装置の信頼性を向上することができる。 On the other hand, the wear of fullerene molecules, that is, the deterioration of the magnetic recording device and the head contamination caused by the destruction of the molecule can be effectively suppressed, thereby improving the reliability of the magnetic recording device including the magnetic disk device. Can be improved.
本発明は、非磁性基板上に下地層、中間層等を介して磁気記録層を設け、その上にDLC(ダイヤモンドライクカーボ)膜等のカーボン膜を保護膜として設けた磁気記録媒体の最表面である保護膜の表面に、固体潤滑性を有する材質からなるとともに平均粒径が0.53nm(C60の単分子膜厚の0.75倍)乃至1.05nm(C60の単分子膜厚の1.5倍)のナノサイズ粒子、典型的には、フラーレンの分子或いはフラーレン誘導体の分子のいずれかを含有する保持剤からなる潤滑層を設けたものである。 The present invention provides an outermost surface of a magnetic recording medium in which a magnetic recording layer is provided on a nonmagnetic substrate via an underlayer, an intermediate layer, etc., and a carbon film such as a DLC (Diamond Like Carbon) film is provided thereon as a protective film. The surface of the protective film is made of a material having solid lubricity and has an average particle size of 0.53 nm (0.75 times the monomolecular film thickness of C60) to 1.05 nm (1 of the monomolecular film thickness of C60). (.Times.5) nano-sized particles, typically provided with a lubricating layer composed of a retentive agent containing either fullerene molecules or fullerene derivative molecules.
この場合のフラーレンとしてはC60が典型的なものであるが、純粋なC60である必要はなく、C70等の他のフラーレンを個数比で10%未満含んでいても良いものである。
また、フラーレン誘導体の分子としては、フラーレンの分子に水素或いはアルキル基等が結合した分子、或いは、フラーレンの分子の内部に金属原子を含有した分子が挙げられる。
C60 is typical as a fullerene in this case, but it is not necessary to be pure C60, and other fullerenes such as C70 may be contained in a number ratio of less than 10%.
In addition, examples of the molecule of the fullerene derivative include a molecule in which hydrogen or an alkyl group is bonded to the fullerene molecule, or a molecule containing a metal atom inside the fullerene molecule.
また、フラーレンは複数のフラーレンが単軸方向に重合した重合フラーレンでも良く、さらには、フラーレンではなく、カーボンナノチューブを用いても良く、これらの場合には、ボールベアリングとしてではなく、ローラベアリング的に作用する。 Further, the fullerene may be a polymerized fullerene in which a plurality of fullerenes are polymerized in a uniaxial direction, and may be carbon nanotubes instead of fullerenes. Works.
なお、潤滑層を構成するナノサイズ粒子及び保持剤を構成する有機物質分子のいずれもが、磁気記録媒体の表面の少なくとも一部に付着していることが、ナノサイズ粒子の転動性のために重要になる。 Note that the nano-sized particles constituting the lubricating layer and the organic substance molecules constituting the retaining agent are attached to at least a part of the surface of the magnetic recording medium because of the rolling property of the nano-sized particles. Become important.
また、ナノサイズ粒子の表面自由エネルギーをγN 、保持剤の表面自由エネルギーをγR 、潤滑層の下地層の表面自由エネルギーをγS とした場合、
γN ≦γR <γS
の関係を満たすようにし、特に、ナノサイズ粒子3がフラーレン分子である場合、その表面自由エネルギーをγN は40mN/m程度と推定されるので、
40mN/m≦γR <γS
の関係を満たすようにする。
なお、各表面自由エネルギーは、上述のFowkee式から求めるものである。
In addition, when the surface free energy of the nano-sized particles is γ N , the surface free energy of the retaining agent is γ R , and the surface free energy of the base layer of the lubricating layer is γ S ,
γ N ≦ γ R <γ S
In particular, when the nano-
40 mN / m ≦ γ R <γ S
To satisfy the relationship.
In addition, each surface free energy is calculated | required from the above-mentioned Fowke equation.
また、保持剤としては、炭化水素系油剤、環状炭化水素系油剤、或いは、フッ化炭素系油剤が望ましい。
この場合、炭化水素系油剤としては、典型的にはステアリン酸誘導体、ラウリルアルコール誘導体、環状炭化水素系油剤としては、典型的には多環縮合ナフテン誘導体、MAC(multiply alkylated cyclopentane)誘導体、フッ化炭素系油剤としては、典型的にはパーフルオロアルカン誘導体、パーフルオロポリエーテル誘導体が挙げられる。誘導体分子中には水酸基やアミノ基が複数個含まれるような化学構造が好ましい。
Further, as the retaining agent, a hydrocarbon-based oil agent, a cyclic hydrocarbon-based oil agent, or a fluorocarbon-based oil agent is desirable.
In this case, as the hydrocarbon-based oil, typically stearic acid derivatives, lauryl alcohol derivatives, and as the cyclic-hydrocarbon-based oil, typically polycyclic condensed naphthene derivatives, MAC (multiplied acrylated cyclohexane) derivatives, fluorides Typical examples of the carbon oil include perfluoroalkane derivatives and perfluoropolyether derivatives. A chemical structure in which a plurality of hydroxyl groups and amino groups are contained in the derivative molecule is preferable.
また、炭化水素系油剤、環状炭化水素系油剤、或いは、フッ化炭素系油剤それらの一部に不飽和炭化水素、芳香環構造、水酸基、或いは、アミン系構造を有しても良い。
この場合、不飽和炭化水素を含んだものとしては、典型的にはオレイン酸誘導体、オレイルアミン誘導体、硫化オレフィン誘導体、芳香環構造を含んだものとしては、典型的にはベンゾチオヘン誘導体、カルバゾール誘導体、水酸基を含んだものとしては、典型的にはグリコール誘導体、グリセロール誘導体、アミン系構造を含んだものとしては、典型的にはエチレンジアミン誘導体、アニリン誘導体が挙げられる。
Moreover, you may have unsaturated hydrocarbon, an aromatic ring structure, a hydroxyl group, or an amine structure in some hydrocarbon-type oil agents, cyclic hydrocarbon-type oil agents, or fluorocarbon-type oil agents.
In this case, those containing unsaturated hydrocarbons are typically oleic acid derivatives, oleylamine derivatives, sulfurized olefin derivatives, and those containing aromatic ring structures are typically benzothiophene derivatives, carbazole derivatives, hydroxyl groups. Examples of those containing diol are typically glycol derivatives, glycerol derivatives, and those containing amine structures typically include ethylenediamine derivatives and aniline derivatives.
さらには、保持剤としては、アミン塩、典型的にはりん酸ジラウリルアルキルアミン塩誘導体、パルミチン酸アルキルアミン誘導体或いはリチウム塩、典型的にはステアリン酸リチウム塩誘導体、アジピン酸リチウム塩誘導体を用いても良いものである。 Furthermore, as the retention agent, an amine salt, typically a dilauryl alkylamine salt derivative, an alkylamine palmitate derivative or a lithium salt, typically a lithium stearate derivative, a lithium adipate derivative is used. It is good.
また、保持剤の付着厚さtR は、ナノサイズ粒子の単粒子膜厚をtc とした場合、
tc /2≦tR ≦3tc
とすることが望ましく、より好適には、 tc /2≦tR ≦2tc
とすることが望ましく、ナノサイズ粒子がC60の場合にはtc ≒0.7nmとなる。
Further, the adhesion thickness t R of the retaining agent is, when the single particle thickness of the nano-sized particles is t c ,
t c / 2 ≦ t R ≦ 3t c
More preferably, t c / 2 ≦ t R ≦ 2t c
It is desirable that t c ≈0.7 nm when the nano-sized particles are C60.
また、磁気ヘッドを備えたヘッドスライダとしても、ヘッドスライダの表面の少なくとも一部に固体潤滑性を有する材質からなる平均粒径が0.53nm乃至1.05nmのナノサイズ粒子を含有する保持剤からなる潤滑層を設けたものである。
なお、この場合のナノサイズ粒子及び保持剤の組成や、表面自由エネルギーの関係、或いは、膜厚等は上述の磁気記録媒体の場合と同じである。
Further, as a head slider provided with a magnetic head, a holding agent containing nano-sized particles having an average particle diameter of 0.53 nm to 1.05 nm made of a material having solid lubricity on at least a part of the surface of the head slider. A lubricating layer is provided.
In this case, the composition of the nano-sized particles and the holding agent, the relationship between the surface free energy, the film thickness, and the like are the same as those of the above-described magnetic recording medium.
また、画像・音声・数値・文字などのデータを保存し、かつ/または、検索し、かつ/または、出力することを目的とし、データを保存するための磁気記録媒体と、磁気記録媒体に信号を磁気的に書込み、また、読み出すための磁気ヘッドと、磁気ヘッドを磁気記録媒体に対して位置決めするためのヘッドスライダと、ヘッドスライダを磁気記録媒体の所定の位置まで送り位置決めするためのアクチュエータと、アクチュエータを駆動するための制御回路と、情報信号を磁気ヘッドを用いて書込み、また、読み出すための信号処理回路を備えた磁気記憶装置としては、磁気記録媒体として、固体潤滑性を有する材質からなるナノサイズ粒子を含有する保持剤からなる潤滑層をその表面の一部に付着した磁気記録媒体を搭載し、ヘッドスライダとして固体潤滑性を有する材質からなるナノサイズ粒子を含有する保持剤からなる潤滑層をその表面の一部に付着したヘッドスライダを搭載したものである。 Further, it is intended to store and / or retrieve and / or output data such as images, sounds, numerical values, and characters, and a magnetic recording medium for storing data and a signal to the magnetic recording medium A magnetic head for magnetically writing to and reading from the head, a head slider for positioning the magnetic head with respect to the magnetic recording medium, and an actuator for sending and positioning the head slider to a predetermined position on the magnetic recording medium; A magnetic storage device including a control circuit for driving an actuator and a signal processing circuit for writing and reading information signals using a magnetic head is used as a magnetic recording medium from a material having solid lubricity. A head slider equipped with a magnetic recording medium having a lubricating layer made of a holding agent containing nano-sized particles and adhered to a part of its surface It is obtained by mounting the head slider adhered lubricating layer comprising a retaining agent containing nano-sized particles composed of a material having a solid lubricating property on a part of the surface thereof.
ここで、図2及び図3を参照して、本発明の実施例1の磁気ディスクを説明する。
図2参照
まず、ガラス基板11上にDCマグネトロンスパッタ装置を用いて、厚さが5〜10nmのTa下地層12、厚さが、例えば、200nmのCoZrNb裏打層13、厚さが、例えば、15nmのRu中間層14、及び、厚さが、例えば、15nmのCoCrPt磁気記録層15を順次堆積させる。
Here, with reference to FIG.2 and FIG.3, the magnetic disk of Example 1 of this invention is demonstrated.
See Figure 2
First, using a DC magnetron sputtering apparatus on a glass substrate 11, a Ta underlayer 12 having a thickness of 5 to 10 nm, a CoZrNb backing layer 13 having a thickness of, for example, 200 nm, and a Ru intermediate having a thickness of, for example, 15 nm. The
次いで、N2 ガスを混入した雰囲気ガス中でプラズマCVDを行うことによって厚さが、例えば、4nmのDLC(ダイヤモンドライクカーボン)からなる保護膜16を堆積させる。
この時の保護膜16の表面自由エネルギーγS は例えば、62mN/mであり、プラズマCVD中の雰囲気におけるN濃度やプラズマ出力を制御することによって表面自由エネルギーを任意に制御することができる。
なお、N濃度が増加すると表面エネルギーが増大し、また、プラズマ出力を増大すると表面エネルギーはやはり増大する。
Next, a protective film 16 made of DLC (diamond-like carbon) having a thickness of, for example, 4 nm is deposited by performing plasma CVD in an atmospheric gas mixed with N 2 gas.
The surface free energy γ S of the protective film 16 at this time is, for example, 62 mN / m, and the surface free energy can be arbitrarily controlled by controlling the N concentration and the plasma output in the atmosphere during plasma CVD.
Note that the surface energy increases as the N concentration increases, and the surface energy also increases as the plasma output increases.
次いで、フラーレン分子18と保持剤19との混合物を保護膜16上に塗布して潤滑層17を、保持剤19の付着厚さをtR 、フラーレン分子18の単粒子膜厚をtc とした場合、
tc /2≦tR ≦3tc
より好適には、
tc /2≦tR ≦2tc
の厚さに形成する。
Next, a mixture of the fullerene molecules 18 and the holding
t c / 2 ≦ t R ≦ 3t c
More preferably,
t c / 2 ≦ t R ≦ 2t c
The thickness is formed.
この場合のtR の下限(tc /2)は、保持剤19がフラーレン分子18を充分に濡らすための条件であり、また、tR の上限(3tc )は、フラーレン分子18の少なくとも一部が保持剤19の液面から出て、相手面、典型的にはヘッドスライダの表面に接触できるようにするための条件である。
なお、tR が3tc を超えると、フラーレン分子18が4層構造となる場合があり膜構造が不安定になるとともに、磁気記録層と磁気ヘッドとの間隔が大きくなりすぎる。
In this case, the lower limit of t R (t c / 2) is a condition for the retaining
When t R exceeds 3t c , the fullerene molecule 18 may have a four-layer structure, the film structure becomes unstable, and the distance between the magnetic recording layer and the magnetic head becomes too large.
この実施例1の場合、フラーレン分子18としてはC60を用いるが、このC60の単粒子膜厚tc はtc ≒0.7nmとなるので、保持剤19の付着厚さtR を0.35nm〜2.1nm、例えば、0.6nm程度とすることによって、本発明の実施例1の磁気ディスク10の基本構成が完成する。
また、ここでは、保持剤19として、フッ化炭素系潤滑剤の一種であり表面自由エネルギーγR が47.0mN/mのテトラオール〔Z−tetraol(フォンブリン社製商品名)〕を用いる。
なお、各膜の塗布厚さは、例えばFTIR装置により測定する。
In the case of Example 1, C60 is used as the fullerene molecule 18, but the single particle film thickness t c of C60 is t c ≈0.7 nm, so that the adhesion thickness t R of the retaining
Here, tetraol [Z-tetraol (trade name, manufactured by Fomblin)], which is a kind of fluorocarbon lubricant and has a surface free energy γ R of 47.0 mN / m, is used as the retaining
In addition, the coating thickness of each film | membrane is measured, for example with a FTIR apparatus.
この場合、C60の表面自由エネルギーγF はほぼ同じ分子構造を有するグラファイトのC面と同じであると推定されるので、ここでは40mN/mとする。
したがって、フラーレン分子18、保持剤19、及び、保護膜16の表面自由エネルギーの関係は、
γF (=40mN/m)<γR (=42mN/m)<γS (=62mN/m)
となる。
なお、表面自由エネルギーは、純水を保護膜16の表面に滴下した場合の接触角で評価する。
In this case, the surface free energy γ F of C60 is estimated to be the same as that of the C-plane of graphite having substantially the same molecular structure, and is set to 40 mN / m here.
Therefore, the relationship between the surface free energy of the fullerene molecule 18, the holding
γ F (= 40 mN / m) <γ R (= 42 mN / m) <γ S (= 62 mN / m)
It becomes.
The surface free energy is evaluated by a contact angle when pure water is dropped on the surface of the protective film 16.
このような関係において、γR <γS であるので、保持剤19が、保護膜16の表面上に薄く濡れ拡がり、且つ、γF <γR であるのでC60同士が凝集することがないので保持剤19中にフラーレン分子18が分散した状態で、薄膜状の潤滑層17として形成される。
In such a relationship, since γ R <γ S , the holding
その結果、フラーレン分子18が摺動面間に安定して存在することになるので、フラーレン分子18のもつベアリング効果を充分に得ることができ、低摩擦・低摩耗が実現される。
また、γF <γR であるのでC60同士が凝集してクラスターを形成することがなく、また、摩擦振動も発生しないのでコンタクト方式に好適となる。
As a result, since the fullerene molecules 18 are stably present between the sliding surfaces, the bearing effect of the fullerene molecules 18 can be sufficiently obtained, and low friction and low wear are realized.
Further, since γ F <γ R , C60 does not aggregate to form a cluster, and frictional vibration does not occur, which is suitable for the contact method.
なお、実施例1の効果の確認のために、表面自由エネルギーの関係が異なる5つの比較例を説明する。
(比較例1)
比較例1においては、保護膜として実施例1と成膜条件を変えてγS =42mN/mのDLC膜を用い、保持剤としてフッ化炭素系潤滑剤の一種であり表面自由エネルギーγR が27.4mN/mのAM3001(アウジモント社製商品名)を用いる。
この場合、フラーレン分子、保持剤及び保護膜の表面自由エネルギーの関係は、
γR (=27.4mN/m)≪γF (=40mN/m)<γS (=42mN/m)
となる。
In order to confirm the effect of Example 1, five comparative examples with different surface free energy relationships will be described.
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, a DLC film with γ S = 42 mN / m was used as the protective film by changing the film forming conditions, and the surface free energy γ R was a kind of fluorocarbon lubricant as a retaining agent. AM3001 (trade name, manufactured by Augmont) of 27.4 mN / m is used.
In this case, the relationship between the surface free energy of the fullerene molecule, the holding agent and the protective film is
γ R (= 27.4 mN / m) << γ F (= 40 mN / m) <γ S (= 42 mN / m)
It becomes.
ここで、γR ≪γF であるので、フラーレン分子18の保持剤19に対する濡れ性が低く、フラーレン分子18同士が凝集しやすく、クラスターを形成したりするので、その結果、フラーレン分子のもつベアリング効果を効果的に得ることができず、振動を伴う高摩擦・高摩耗となる。
Here, since γ R << γ F , the wettability of the fullerene molecules 18 to the holding
この振動は、フラーレン分子18同士の凝集により形成され、偏在する、フラーレン分子18のクラスターに、ヘッドスライダが不定期に乗り上げることにより発生する。
また、フラーレン分子18同士の凝集・クラスターの形成により、磁気ヘッドと磁気記録媒体との間の磁気的隙間の低減が妨げられる作用があるために、コンタクト方式には不適当な組合せとなる。
This vibration is generated when the head slider rides irregularly on clusters of fullerene molecules 18 which are formed by aggregation of the fullerene molecules 18 and are unevenly distributed.
In addition, since aggregation of fullerene molecules 18 and formation of clusters hinder the reduction of the magnetic gap between the magnetic head and the magnetic recording medium, the combination is inappropriate for the contact method.
(比較例2)
比較例2においては、保護膜として実施例1と成膜条件を変えてγS =42mN/mのDLC膜を用い、保持剤としてフッ化炭素系潤滑剤の一種であるZ−dol(フォンブリン社製商品名)とZ−tetraol(フォンブリン社製商品名)と容量比で1:1に混合した混合保持剤を用いる。
(Comparative Example 2)
In Comparative Example 2, a DLC film with γ S = 42 mN / m was used as the protective film by changing the film formation conditions, and Z-dol (fomblin), which is a kind of fluorocarbon-based lubricant, was used as the holding agent. (Trade name made by company) and Z-tetraol (trade name made by Fomblin Co., Ltd.) and a mixed holding agent mixed at a volume ratio of 1: 1 is used.
この場合、フラーレン分子、保持剤及び保護膜の表面自由エネルギーの関係は、
γR (=38.5mN/m)≒γF (=40mN/m)<γS (=42mN/m)
となる。
この場合、γR ≒γF であるが、程度の差こそあれ、比較例1と同様の傾向になる。
In this case, the relationship between the surface free energy of the fullerene molecule, the holding agent and the protective film is
γ R (= 38.5 mN / m) ≈γ F (= 40 mN / m) <γ S (= 42 mN / m)
It becomes.
In this case, γ R ≈γ F , but the tendency is the same as in Comparative Example 1 to some extent.
(比較例3)
比較例3においては、保護膜として実施例1と成膜条件を変えてγS =42mN/mのDLC膜を用い、保持剤として実施例1と同じZ−tetraol(フォンブリン社製商品名)を用いる。
この場合、フラーレン分子、保持剤及び保護膜の表面自由エネルギーの関係は、
γF (=40mN/m)<γS (=42mN/m)<γR (=47.0mN/m)
となる。
(Comparative Example 3)
In Comparative Example 3, a DLC film of γ S = 42 mN / m was used as the protective film by changing the film formation conditions, and Z-tetraol (trade name, manufactured by Fomblin) was used as the retaining agent. Is used.
In this case, the relationship between the surface free energy of the fullerene molecule, the holding agent and the protective film is
γ F (= 40 mN / m) <γ S (= 42 mN / m) <γ R (= 47.0 mN / m)
It becomes.
ここで、γR >γS の関係になるので、即ち、保持剤19の表面自由エネルギーγR が保護膜16の表面の表面自由エネルギーγS より大きくなるので、保持剤19の保護膜16に対する濡れ性が悪くなるので保持剤19が局所的に凝集しやすくなり、保持剤19が保護膜16の表面上を薄く濡れ拡がることができない。
Here, since the relationship of γ R > γ S is satisfied, that is, the surface free energy γ R of the holding
その結果、フラーレン分子18のもつベアリング効果を効果的に得ることができず、激しい振動を伴う高摩擦かつ高摩耗となる。
これは、保持剤19が保護膜16の表面上をまだらに覆う形となるために、局所的に摩擦の高い箇所と摩擦の低い箇所が発生し、その結果、ヘッドスライダが激しい摩擦振動を発生してしまうためである。
As a result, the bearing effect of the fullerene molecule 18 cannot be obtained effectively, resulting in high friction and high wear with intense vibration.
This is because the retaining
また、この激しい振動に派生して、ヘッドスライダの姿勢も振動的に変化してしまうため、結果的に磁気ヘッドと磁気記録媒体間の磁気的隙間の低減を妨げる作用をもってしまうために、この組合せもコンタクト記録には不適当になる。 In addition, since this head vibration is derived from this intense vibration, the posture of the head slider also vibrates, and as a result, there is an action that hinders the reduction of the magnetic gap between the magnetic head and the magnetic recording medium. Becomes unsuitable for contact recording.
(比較例4)
比較例4においては、保護膜として実施例1と同じγS =62mN/mのDLC膜を用い、保持剤として比較例1と同じAM3001(アウジモント社製商品名)を用いる。
この場合、フラーレン分子、保持剤及び保護膜の表面自由エネルギーの関係は、
γR (=27.4mN/m)≪γF (=40mN/m)≪γS (=62mN/m)
となる。
(Comparative Example 4)
In Comparative Example 4, a DLC film having the same γ S = 62 mN / m as in Example 1 is used as the protective film, and AM3001 (trade name, manufactured by Augmont) is used as the retaining agent.
In this case, the relationship between the surface free energy of the fullerene molecule, the holding agent and the protective film is
γ R (= 27.4 mN / m) << γ F (= 40 mN / m) << γ S (= 62 mN / m)
It becomes.
ここでは、γR ≪γF の関係になるので、フラーレン分子18同士の凝集が発生してフラーレン分子18のもつベアリング効果が得られなくなる。 Here, since γ R << γ F is satisfied, aggregation of the fullerene molecules 18 occurs, and the bearing effect of the fullerene molecules 18 cannot be obtained.
(比較例5)
比較例5においては、保護膜として実施例1と同じγS =62mN/mのDLC膜を用い、保持剤として実施例2と同じZ−dol(フォンブリン社製商品名)とZ−tetraol(フォンブリン社製商品名)と容量比で1:1に混合した混合保持剤を用いる。
(Comparative Example 5)
In Comparative Example 5, a DLC film having the same γ S = 62 mN / m as that in Example 1 was used as the protective film, and Z-dol (trade name manufactured by Fomblin) and Z-tetraol (same as those in Example 2) were used as the retaining agent. Fomblin product name) and a mixed retention agent mixed at a volume ratio of 1: 1 is used.
この場合、フラーレン分子、保持剤及び保護膜の表面自由エネルギーの関係は、
γR (=38.5mN/m)≒γF (=40mN/m)<γS (=62mN/m)
となる。
この場合、γR ≒γF であり、比較例2と同様に、程度の差こそあれ比較例1と同様の傾向になる。
In this case, the relationship between the surface free energy of the fullerene molecule, the holding agent and the protective film is
γ R (= 38.5 mN / m) ≈γ F (= 40 mN / m) <γ S (= 62 mN / m)
It becomes.
In this case, γ R ≈γ F , and similar to Comparative Example 2, the tendency is similar to Comparative Example 1 to some extent.
図3参照
図3は以上の比較結果を纏めたものであり、比較結果からは、フラーレン分子、保持剤及び保護膜の表面自由エネルギーの間に、
γF <γR <γS
の関係を有することが重要であることが分かる。
なお、実施例1を含めて比較例1乃至比較例5に用いた保持剤は全てフッ化炭素系潤滑剤であり、これらは末端官能基の違いにより、表面自由エネルギーの大きさを調整することができる。
See Figure 3
FIG. 3 summarizes the above comparison results. From the comparison results, the surface free energy between the fullerene molecule, the holding agent and the protective film is
γ F <γ R <γ S
It can be seen that it is important to have the relationship
In addition, all the retaining agents used in Comparative Examples 1 to 5 including Example 1 are fluorocarbon lubricants, and these adjust the magnitude of the surface free energy by the difference in the terminal functional groups. Can do.
以上、説明したように、本発明の実施例1においては、フラーレン分子、保持剤及び保護膜の表面自由エネルギーの間に、
γF <γR <γS
の関係を満たすようなフラーレン分子を保持剤中に分散した潤滑剤を用いて潤滑層を形成するので、フラーレン分子の有するベアリング効果を効果的に発揮することができ、コンタクト方式の磁気ディスク装置において、潤滑層の劣化を抑制して磁気ディスク装置の劣化・ヘッド汚れ等を防止することができる。
As described above, in Example 1 of the present invention, between the surface free energy of the fullerene molecule, the holding agent and the protective film,
γ F <γ R <γ S
Since the lubricating layer is formed using a lubricant in which fullerene molecules satisfying the above relationship are dispersed in a holding agent, the bearing effect of fullerene molecules can be effectively exhibited, and in a contact type magnetic disk device Therefore, it is possible to prevent deterioration of the lubricating layer and prevent deterioration of the magnetic disk device, head contamination, and the like.
次に、図4を参照して、本発明の実施例2のヘッドスライダを説明するが、ここでは、低浮上性或いはほとんど浮上しないヘッドスライダとして説明する。
図4参照
図4の上図は本発明の実施例2のヘッドスライダのABS(Air Bear Surface)面の概略的平面図であり、ヘッドスライダ20は、例えば、1mm×1.25mmのサイズでAl2 O3 −TiC(AlTiC)からなるスライダ本体部21の流入側にステップ部22を介して正圧パッド23を設けているとともに、流出側にも正圧を発生させるセンターパッド24とその両側にサイドレール25,26を設けている。
なお、正圧パッド23及びセンターパッド24の高さは同一である。
また、センターパッド24の後端部には溝部28が設けられており、この溝部28に磁気ヘッドが設けられている。
Next, a head slider according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4. Here, the head slider will be described as having a low flying height or hardly flying.
See Figure 4
4 is a schematic plan view of an ABS (Air Bear Surface) surface of the head slider according to the second embodiment of the present invention. The
The positive pressure pad 23 and the
A
また、正圧パッド23より例えば、0.195μm低いステップ部22は中央部において正圧パッド23より例えば3.6μm低い深溝部27によって「コ」字型になっており、流入端側で正圧を与えるきっかけを作り、また、「コ」字型部で負圧を作っている。
以上のパッド配置で低浮上を図っている。
Further, the step portion 22 lower by 0.195 μm, for example, than the positive pressure pad 23 is formed in a “U” shape by a deep groove portion 27 lower by 3.6 μm, for example, than the positive pressure pad 23 in the central portion. In addition, the negative pressure is made in the “U” shaped part.
Low padding is achieved by the above pad arrangement.
また、図4の下図は上図におけるA−A′を結ぶ一点鎖線に沿った流出側端部近傍の要部概略的断面図であり、スライダ本体部21の流出側端部には、Al2 O3 膜31、下部磁気シールド層32、下部ギャップ層33、磁気抵抗効果素子34、上部ギャップ層35、上部磁気シールド層36、Al2 O3 膜37、主磁極38、層間絶縁膜39、ライトコイル40、補助磁極41、及び、Al2 O3 膜42からなる薄膜磁気ヘッドが設けられている。
4 is a schematic cross-sectional view of the main part in the vicinity of the outflow side end along the alternate long and short dash line connecting AA 'in the above figure. The outflow side end of the
また、正圧パッド23及びセンターパッド24の表面と、薄膜磁気ヘッドの端面にはDLC膜からなる保護膜43が設けられている。
なお、この時の保護膜43の表面自由エネルギーγH は例えば、62mN/mとする。
A protective film 43 made of a DLC film is provided on the surfaces of the positive pressure pad 23 and the
At this time, the surface free energy γ H of the protective film 43 is, for example, 62 mN / m.
この様な構成のヘッドスライダ20を、上述の実施例1と全く同様のフラーレン分子18と保持剤19分散させた溶媒溶液中に浸漬したのち引き上げるDip法によりヘッドスライダ20の表面にフラーレン分子18を含む潤滑層44を形成する。
なお、保持剤19として実施例1と同様にZ−tetraol(フォンブリン社製商品名)を用いる。
この時、DLC膜からなる保護膜43が設けられていない領域においては、溶媒溶液が付着せず、したがって、フラーレン分子18を含む潤滑層44が形成されない。
The
In addition, Z-tetraol (trade name manufactured by Fomblin) is used as the retaining
At this time, in the region where the protective film 43 made of the DLC film is not provided, the solvent solution does not adhere, and thus the lubricating layer 44 including the fullerene molecule 18 is not formed.
また、この場合のフラーレン分子18の密度は1.5g/cm3 程度であるので溶液の比重を1.3〜2.1g/cm3 にすることで、フラーレン分子18の溶液中に対する分散性を高めることができ、均一な塗布状態を実現できる。
なお、フッ素系溶媒は一般的に密度が1より大きいので、分散溶液として他の有機溶媒、例えば、メタノールやイソプロピルアルコールと混合すれば溶媒の密度を小さくする方向に、必要に応じて調整ができる。
Further, in this case the density of the fullerene molecules 18 by the 1.3~2.1g / cm 3 specific gravity of the solution because it is about 1.5 g / cm 3, the dispersibility in the solution of the fullerene molecule 18 And can achieve a uniform coating state.
In addition, since the density of the fluorinated solvent is generally larger than 1, if it is mixed with another organic solvent such as methanol or isopropyl alcohol as a dispersion solution, the density of the solvent can be adjusted as necessary. .
この場合も、保持剤19の付着厚さをtR は、フラーレン分子18の単粒子膜厚をtc とした場合、
tc /2≦tR ≦3tc
より好適には、
tc /2≦tR ≦2tc
の厚さに形成する。
Also in this case, when the adhesion thickness of the retaining
t c / 2 ≦ t R ≦ 3t c
More preferably,
t c / 2 ≦ t R ≦ 2t c
The thickness is formed.
また、この場合のフラーレン分子18、保持剤19、及び、保護膜43の表面自由エネルギー(γH )の関係は、
γF (=40mN/m)<γR (=42mN/m)<γH (=62mN/m)
となるので、上記の実施例1と 全く同様に保持剤19が、ヘッドスライダの最表面である保護膜43の表面上に薄く濡れ拡がり、且つ、γF <γR であるのでC60同士が凝集することがないので保持剤19中にフラーレン分子18が分散した状態で、薄膜状の潤滑層44として形成され、その結果、フラーレン分子18のベアリング効果が効率的に発揮されることになる。
In this case, the relationship between the surface free energy (γ H ) of the fullerene molecule 18, the holding
γ F (= 40 mN / m) <γ R (= 42 mN / m) <γ H (= 62 mN / m)
Therefore, exactly as in the first embodiment, the holding
次に、図5を参照して、本発明の実施例3の磁気ディスク装置を説明する。
図5参照
図5は、本発明の実施例3の磁気ディスク装置の概念的平面図であり、実施例1のフラーレン分子を含む潤滑層を設けた磁気ディスク10は、スピンドルモータ51の回転軸に取り付けられるとともに、ディスククランプリング52によって固定される。
Next, a magnetic disk device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
See Figure 5
FIG. 5 is a conceptual plan view of the magnetic disk device according to the third embodiment of the present invention. The
また、ヘッドアーム53の先端部にはサスペンション54を介して上記の実施例2のフラーレン分子を含む潤滑層を設けた磁気ヘッドスライダ20が取付けられており、磁気ディスク10の放射方向にシーク動作を行う。
Further, the
以上、本発明の各実施例を説明したが、本発明は各実施例に示した構成、条件、数値に限られるものではなく、各種の変更が可能であり、例えば、上記の実施例1においては潤滑層を塗布法により形成しているが、上記の実施例2のようにDip法で形成しても良いものである。
また、逆に、上記の実施例2においては、潤滑層をDip法によって形成しているが、上記の実施例1と同様に塗布法によって形成しても良いものである。
As mentioned above, although each Example of this invention was described, this invention is not restricted to the structure, conditions, and numerical value which were shown in each Example, A various change is possible, for example in said Example 1 The lubricating layer is formed by a coating method, but it may be formed by the Dip method as in the second embodiment.
On the contrary, in the second embodiment, the lubricating layer is formed by the Dip method. However, the lubricating layer may be formed by the coating method as in the first embodiment.
また、上記の実施例2においては、潤滑層をDip法によって形成する際に、メタノール等の有機溶媒を用いて分散性を高めているが、有機溶媒を用いずに、ホモジェナイザーを用い、外力により分散させても良いものである。 In Example 2 described above, when the lubricating layer is formed by the Dip method, the dispersibility is increased using an organic solvent such as methanol, but a homogenizer is used without using an organic solvent. It may be dispersed by an external force.
また、上記の実施例3においては、磁気ディスク及びヘッドスライダとして表面の少なくとも一部がフラーレン分子を含有する潤滑層で被覆された磁気ディスク及びヘッドスライダを用いているが、このような構成は必須ではなく、磁気ディスク或いはヘッドスライダの少なくとも一方がフラーレン分子を含有する潤滑層で被覆されていれば良い。 In the third embodiment, the magnetic disk and the head slider, in which at least a part of the surface is coated with a lubricating layer containing fullerene molecules, are used as the magnetic disk and the head slider. Such a configuration is essential. Instead, it is sufficient that at least one of the magnetic disk and the head slider is covered with a lubricating layer containing fullerene molecules.
ここで、再び図1を参照して、改めて、本発明の詳細な特徴を説明する。
再び、図1参照
(付記1) 最表面1の少なくとも一部に、固体潤滑性を有する材質からなる平均粒径が0.53nm乃至1.05nmのナノサイズ粒子3と前記をナノサイズ粒子3を含有する保持剤4からなる潤滑層2を有することを特徴とする磁気記録媒体。
(付記2) 上記ナノサイズ粒子3が、フラーレンの分子或いはフラーレン誘導体の分子のいずれかであることを特徴とする付記1記載の磁気記録媒体。
(付記3) 上記潤滑層2を構成する上記ナノサイズ粒子3及び保持剤4を構成する有機物質分子の双方が、上記磁気記録媒体の表面の少なくとも一部に付着していることを特徴とする付記1または2に記載の磁気記録媒体。
(付記4) 上記ナノサイズ粒子3のFowkee式から求めた表面自由エネルギーをγN 、上記保持剤4のFowkee式から求めた表面自由エネルギーをγR 、上記潤滑層2の下地層のFowkee式から求めた表面自由エネルギーをγS とした場合、 γN ≦γR <γS
の関係を有することを特徴とする付記1乃至3のいずれか1に記載の磁気記録媒体。
(付記5) 上記保持剤4のFowkee式から求めた表面自由エネルギーをγR 、上記潤滑層2の下地層のFowkee式から求めた表面自由エネルギーをγS とした場合、 40mN/m≦γR <γS
の関係を有することを特徴とする付記1乃至3のいずれか1に記載の磁気記録媒体。
(付記6) 上記保持剤4が、炭化水素系油剤であることを特徴とする付記1乃至5のいずれか1に記載の磁気記録媒体。
(付記7) 上記保持剤4が、環状炭化水素系油剤であることを特徴とする付記1乃至5のいずれか1に記載の磁気記録媒体。
(付記8) 上記保持剤4が、フッ化炭素系油剤であることを特徴とする付記1乃至5のいずれか1に記載の磁気記録媒体。
(付記9) 上記保持剤4が、その一部に不飽和炭化水素を有することを特徴とする付記6乃至8のいずれか1に記載の磁気記録媒体。
(付記10) 上記保持剤4が、その一部に芳香環構造を有することを特徴とする付記6乃至9のいずれか1に記載の磁気記録媒体。
(付記11) 上記保持剤4が、その一部に水酸基を有することを特徴とする付記6乃至9のいずれか1に記載の磁気記録媒体。
(付記12) 上記保持剤4が、その一部にアミン系構造を有することを特徴とする付記6乃至9のいずれか1に記載の磁気記録媒体。
(付記13) 上記保持剤4が、アミン塩であることを特徴とする付記6乃至9のいずれか1に記載の磁気記録媒体。
(付記14) 上記保持剤4が、リチウム塩であることを特徴とする付記6乃至9のいずれか1に記載の磁気記録媒体。
(付記15) 上記保持剤4の付着厚さが、上記ナノサイズ粒子3の単粒子膜厚の3倍を超えないことを特徴とする付記1乃至付記14のいずれか1に記載の磁気記録媒体。
(付記16) 上記保持剤4の付着厚さが、上記ナノサイズ粒子3の単粒子膜厚の2倍を超えないことを特徴とする付記15記載の磁気記録媒体。
(付記17) 上記保持剤4の付着厚さが、上記ナノサイズ粒子3の単粒子膜厚の1/2以上であることを特徴とする付記1乃至付記16のいずれか1に記載の磁気記録媒体。
(付記18) 磁気ヘッドを備えたヘッドスライダであって、前記ヘッドスライダの表面の少なくとも一部に固体潤滑性を有する材質からなる平均粒径が0.53nm乃至1.05nmのナノサイズ粒子3と前記ナノサイズ粒子3を含有する保持剤4からなる潤滑層2を有することを特徴とするヘッドスライダ。
(付記19) 上記ナノサイズ粒子3が、フラーレンの分子或いはフラーレン誘導体の分子のいずれかであることを特徴とする付記18記載のヘッドスライダ。
(付記20) 上記潤滑層2を構成する上記ナノサイズ粒子3及び保持剤4を構成する有機物質分子の双方が、上記ヘッドスライダの表面の少なくとも一部に付着していることを特徴とする付記18または19に記載のヘッドスライダ。
(付記21) 上記ナノサイズ粒子3のFowkee式から求めた表面自由エネルギーをγN 、上記保持剤4のFowkee式から求めた表面自由エネルギーをγR 、上記ヘッドスライダの表面のFowkee式から求めた表面自由エネルギーをγH とした場合、
γN ≦γR <γH
の関係を有することを特徴とする付記18乃至20のいずれか1に記載のヘッドスライダ。
(付記22) 上記保持剤4のFowkee式から求めた表面自由エネルギーをγR 、上記ヘッドスライダの表面のFowkee式から求めた表面自由エネルギーをγH とした場合、
40mN/m≦γR <γH
の関係を有することを特徴とする付記18乃至20のいずれか1に記載のヘッドスライダ。
(付記23) 上記保持剤4が、炭化水素系油剤であることを特徴とする付記18乃至22のいずれか1に記載のヘッドスライダ。
(付記24) 上記保持剤4が、環状炭化水素系油剤であることを特徴とする付記18乃至22のいずれか1に記載のヘッドスライダ。
(付記25) 上記保持剤4が、フッ化炭素系油剤であることを特徴とする付記18乃至22のいずれか1に記載のヘッドスライダ。
(付記26) 上記保持剤4が、その一部に不飽和炭化水素を有することを特徴とする付記23乃至25のいずれか1に記載のヘッドスライダ。
(付記27) 上記保持剤4が、その一部に芳香環構造を有することを特徴とする付記23乃至26のいずれか1に記載のヘッドスライダ。
(付記28) 上記保持剤4が、その一部に水酸基を有することを特徴とする付記23乃至26のいずれか1に記載のヘッドスライダ。
(付記29) 上記保持剤4が、その一部にアミン系構造を有することを特徴とする付記23乃至26のいずれか1に記載のヘッドスライダ。
(付記30) 上記保持剤4が、アミン塩であることを特徴とする付記23乃至26のいずれか1に記載のヘッドスライダ。
(付記31) 上記保持剤4が、リチウム塩であることを特徴とする付記23乃至26のいずれか1に記載のヘッドスライダ。
(付記32) 上記保持剤4の付着厚さが、上記ナノサイズ粒子3の単粒子膜厚の3倍を超えないことを特徴とする付記18乃至付記31のいずれか1に記載のヘッドスライダ。
(付記33) 上記保持剤4の付着厚さが、上記ナノサイズ粒子3の単粒子膜厚の2倍を超えないことを特徴とする付記32記載のヘッドスライダ。
(付記34) 上記保持剤4の付着厚さが、上記ナノサイズ粒子3の単粒子膜厚の1/2以上であることを特徴とする付記18乃至付記33のいずれか1に記載のヘッドスライダ。
(付記35) 付記1乃至付記17のいずれか1に記載の磁気記録媒体を搭載したことを特徴とする磁気記録装置。
(付記36) 付記18乃至付記34のいずれか1に記載のヘッドスライダタを搭載したことを特徴とする磁気記録装置。
(付記37) 付記1乃至付記17のいずれか1に記載の磁気記録媒体と付記18乃至付記34のいずれか1に記載のヘッドスライダタを搭載したことを特徴とする磁気記録装置。
Here, referring to FIG. 1 again, the detailed features of the present invention will be described again.
Again see Figure 1
(Supplementary note 1) At least a part of the
(Supplementary note 2) The magnetic recording medium according to
(Additional remark 3) Both the said nanosize particle |
(Supplementary Note 4) The surface free energy obtained from the Fowke equation of the nano-
The magnetic recording medium according to any one of
(Supplementary Note 5) When the surface free energy obtained from the Fowke equation of the retaining
The magnetic recording medium according to any one of
(Appendix 6) The magnetic recording medium according to any one of
(Supplementary note 7) The magnetic recording medium according to any one of
(Supplementary note 8) The magnetic recording medium according to any one of
(Supplementary note 9) The magnetic recording medium according to any one of
(Supplementary note 10) The magnetic recording medium according to any one of
(Supplementary note 11) The magnetic recording medium according to any one of
(Supplementary note 12) The magnetic recording medium according to any one of
(Supplementary note 13) The magnetic recording medium according to any one of
(Supplementary note 14) The magnetic recording medium according to any one of
(Supplementary note 15) The magnetic recording medium according to any one of
(Supplementary note 16) The magnetic recording medium according to supplementary note 15, wherein the adhesion thickness of the retaining
(Additional remark 17) Magnetic recording of any one of
(Supplementary note 18) A head slider provided with a magnetic head, wherein at least a part of the surface of the head slider has nano-
(Supplementary note 19) The head slider according to supplementary note 18, wherein the nano-
(Supplementary note 20) The supplementary note, wherein both the nano-
(Supplementary Note 21) The surface free energy obtained from the Fowke equation of the nano-
γ N ≦ γ R <γ H
21. The head slider according to any one of appendices 18 to 20, wherein the head slider has the following relationship.
(Supplementary Note 22) When the surface free energy obtained from the Fowke equation of the retaining
40 mN / m ≦ γ R <γ H
21. The head slider according to any one of appendices 18 to 20, wherein the head slider has the following relationship.
(Supplementary note 23) The head slider according to any one of supplementary notes 18 to 22, wherein the retaining
(Supplementary note 24) The head slider according to any one of supplementary notes 18 to 22, wherein the retaining
(Supplementary note 25) The head slider according to any one of supplementary notes 18 to 22, wherein the retaining
(Supplementary note 26) The head slider according to any one of supplementary notes 23 to 25, wherein the retaining
(Supplementary note 27) The head slider according to any one of supplementary notes 23 to 26, wherein the retaining
(Supplementary note 28) The head slider according to any one of supplementary notes 23 to 26, wherein the retaining
(Supplementary note 29) The head slider according to any one of supplementary notes 23 to 26, wherein the retaining
(Supplementary note 30) The head slider according to any one of supplementary notes 23 to 26, wherein the retaining
(Additional remark 31) The said
(Supplementary note 32) The head slider according to any one of supplementary notes 18 to 31, wherein the adhesion thickness of the retaining
(Additional remark 33) The head slider of Additional remark 32 characterized by the adhesion thickness of the said
(Supplementary note 34) The head slider according to any one of supplementary notes 18 to 33, wherein an adhesion thickness of the retaining
(Supplementary Note 35) A magnetic recording apparatus comprising the magnetic recording medium according to any one of
(Supplementary Note 36) A magnetic recording apparatus comprising the head slider according to any one of supplementary notes 18 to 34.
(Supplementary note 37) A magnetic recording apparatus comprising the magnetic recording medium according to any one of
本発明の活用例としては、高記録密度化に対応する垂直磁気記録型の磁気ディスク装置に搭載する磁気ディスク媒体及びヘッドスライダの潤滑剤層が典型的なものであるが、面内磁化を利用した面内磁気記録型の磁気ディスク装置に搭載する磁気ディスク媒体及びヘッドスライダにも適用されるものであり、さらには、磁気テープ装置に搭載する磁気テープ或いは磁気ヘッドの潤滑剤層にも適用されるものである。 As an example of use of the present invention, a magnetic disk medium mounted on a perpendicular magnetic recording type magnetic disk apparatus corresponding to high recording density and a lubricant layer of a head slider are typical, but in-plane magnetization is used. The present invention is also applicable to a magnetic disk medium and a head slider mounted on a magnetic disk device of the in-plane magnetic recording type, and further applied to a magnetic tape or a lubricant layer of a magnetic head mounted on the magnetic tape device. Is.
1 最表面
2 潤滑層
3 ナノサイズ粒子
4 保持剤
5 保持剤の分子
10 磁気ディスク
11 ガラス基板
12 Ta下地層
13 CoZrNb裏打層
14 Ru中間層
15 CoCrPt磁気記録層
16 保護膜
17 潤滑層
18 フラーレン分子
19 保持剤
20 ヘッドスライダ
21 スライダ本体部
22 ステップ部
23 正圧パッド
24 センターパッド
25 サイドレール
26 サイドレール
27 深溝部
28 溝部
31 Al2 O3 膜
32 下部磁気シールド層
33 下部ギャップ層
34 磁気抵抗効果素子
35 上部ギャップ層
36 上部磁気シールド層
37 Al2 O3 膜
38 主磁極
39 層間絶縁膜
40 ライトコイル
41 補助磁極
42 Al2 O3 膜
43 保護膜
44 潤滑層
51 スピンドルモータ
52 ディスククランプリング
53 ヘッドアーム
54 サスペンション
DESCRIPTION OF
Claims (6)
40mN/m≦γR <γS
の関係を有することを特徴とする請求項1または2に記載の磁気記録媒体。 When the surface free energy obtained from the Fowke equation of the retaining agent is γ R and the surface free energy obtained from the Fowke equation of the base layer of the lubricating layer is γ S ,
40 mN / m ≦ γ R <γ S
The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the magnetic recording medium has the following relationship.
40mN/m≦γR <γH
の関係を有することを特徴とする請求項4記載のヘッドスライダ。 When the surface free energy obtained from the Fowke equation of the holding agent is γ R and the surface free energy obtained from the Fowke equation of the surface of the head slider is γ H ,
40 mN / m ≦ γ R <γ H
The head slider according to claim 4, wherein:
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