JP2010282707A - 磁気記録媒体及び磁気記録媒体の製造方法、並びに磁気記録再生装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】非磁性基板1上に少なくとも磁性層2、保護層3、潤滑剤層4を備える磁気記録媒体11であって、前記潤滑剤層は、ベンゼン環の水素原子と、2以上の水酸基を末端に有するパーフルオロエーテル基と、を2以上置換した化合物を含有するとともに、前記磁気記録媒体を2000rpm以上で回転させてオクタメチルシクロテトラシロキサンを含む空気に大気圧で8時間曝露した後の、当該磁気記録媒体の表面のシロキサンの付着量が、曝露する前の付着量の4倍以下となるように設けられていることを特徴とする磁気記録媒体を採用する。
【選択図】図1
Description
また、特許文献3には、HOCH2CH(OH)−CH2OCH2CF2O−(C2F4O)p−(CF2O)q―CF2CH2OCH2―CH(OH)CH2OH(p、qは整数。)の構造をもつパーフロロアルキルポリエーテル(テトラオール)の潤滑剤を塗布した磁気記録媒体が開示されている。
さらに、特許文献4には、(−CF2O−)または(−CF2CF2O−)から選ばれたパーフルオロオキシアルキレン単位とホスファゼン化合物を有する磁気記録媒体用途の潤滑剤が開示されている。
[1] 非磁性基板上に少なくとも磁性層、保護層、潤滑剤層を備える磁気記録媒体であって、前記潤滑剤層は、ベンゼン環の水素原子と、2以上の水酸基を末端に有するパーフルオロエーテル基と、を2以上置換した化合物を含有するとともに、前記磁気記録媒体を2000rpm以上で回転させてオクタメチルシクロテトラシロキサンを含む空気に大気圧で8時間曝露した後の、当該磁気記録媒体の表面のシロキサンの付着量が、曝露する前の付着量の4倍以下となるように設けられていることを特徴とする磁気記録媒体。
[2] 前記化合物が、下記式(1)に示す化学式を有し、平均分子量が1000〜5000の範囲内であることを特徴とする前項1に記載の磁気記録媒体。
但し、下記式(1)において、p及びqは整数を示す。
[4] 前記潤滑剤層が、末端に2つの水酸基を有するパーフルオロエーテル基が結合した化合物を50質量%以上含有し、かつ、末端に3つの水酸基を有するパーフルオロエーテル基が結合した化合物を5質量%以上含有することを特徴とする前項3に記載の磁気記録媒体。
[5] 前記潤滑剤層の膜厚が、8Å〜14Åの範囲内であることを特徴とする前項1〜4の何れか一項に記載の磁気記録媒体。
[6] 前記保護層が、炭素を含むことを特徴とする前項1〜5の何れか一項に記載の磁気記録媒体。
[7] 非磁性基板上に少なくとも磁性層、保護層、潤滑剤層を備える磁気記録媒体の製造方法であって、ベンゼン環の水素原子と、2以上の水酸基を末端に有するパーフルオロエーテル基と、を2以上置換した化合物を含有する潤滑剤層を形成する工程と、前記潤滑剤層を形成した後に紫外線を1秒〜30秒の範囲内で照射する工程、および/または、基板全体を80℃〜130℃、1分〜20分の範囲内で加熱する工程と、を含み、前記磁気記録媒体を2000rpm以上で回転させながら、オクタメチルシクロテトラシロキサンを含む空気に大気圧で8時間曝露した後の当該磁気記録媒体の表面のシロキサンの付着量を、曝露する前の付着量3の倍以下とすることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
[8] 潤滑剤層を形成した後、紫外線を照射する工程の前又は後に、基板全体を80℃〜130℃、1分〜20分の範囲内で加熱する工程を設けることを特徴とする前項7に記載の磁気記録媒体の製造方法。
[9] 前項1〜6の何れか一項に記載の磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体を記録方向に駆動する媒体駆動部と、前記磁気記録媒体に情報の記録再生を行う磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを前記磁気記録媒体上に移動するヘッド移動部と、前記磁気ヘッドからの記録再生信号の処理を行う記録再生信号処理部と、を備えることを特徴とする磁気記録再生装置。
先ず、本発明の一実施形態である磁気記録媒体について説明する。
図1に示すように、本実施形態の磁気記録媒体11は、非磁性基板1上に、磁性層2、保護層3、潤滑剤層4と、がこの順序で積層されて概略構成されている。
非磁性基板1としては、AlまたはAl合金などの金属または合金材料からなる基体上に、NiPまたはNiP合金からなる膜が形成されたものなどを用いることができる。また、非磁性基板1には、ガラス、セラミックス、シリコン、シリコンカーバイド、カーボン、樹脂などの非金属材料からなるものを用いてもよいし、この非金属材料からなる基体上にNiPまたはNiP合金の膜を形成したものを用いてもよい。
磁性層2は、主としてCoを主成分とする合金から形成するのが好ましく、例えば、Co−Cr−Ta系、Co−Cr−Pt系、Co−Cr−Pt−Ta系、Co−Cr−Pt−B−Ta系合金等からなる層を用いることができる。
また、磁性層2は、蒸着法、イオンビームスパッタ法、マグネトロンスパッタ法など従来の公知のいかなる方法によって形成してもよいが、通常、スパッタ法により形成する。
保護層3としては、従来の公知の材料、例えば、炭素(通常は硬質炭素やダイヤモンド状炭素)、SiCの単体またはそれらを主成分とした材料を使用することができるが、「極性サイト」へのシロキサンの付着効果は、特に保護層3として炭素膜を用いた場合に顕著に発現するため、炭素膜を用いることが好ましい。
本願発明の潤滑剤層4は、ベンゼン環の水素原子と、2以上の水酸基を末端に有するパーフルオロエーテル基と、を2以上置換した化合物(以下、単に「末端に2つの水酸基を有するパーフルオロエーテル基が結合した化合物」という場合がある)を含有する構成とする。
また、上記化学式(7)中、xは1〜5の整数であり、R1は水素原子、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数1〜4のハロゲン化アルキル基のいずれかであり、R2は末端基が−CH2OH又は−CH(OH)CH2OHのパーフルオロポリエーテル鎖である。ここでR2のパーフルオロポリエーテル鎖は繰り返し単位として(CF2CF2O),(CF2O),(CF2CF2CF2O)のうち少なくとも1つ以上を含む。
潤滑剤層4の平均膜厚は、潤滑剤層による保護膜表面の被覆率を高めるため、0.5nm(5Å)〜3nm(30Å)の範囲内であることが好ましく、より好ましくは5Å〜20Åの範囲内、最も好ましくは8Å〜14Åの範囲内とする。図3は、本願発明の潤滑剤として、末端に2つの水酸基を有するパーフルオロエーテル基が結合した化合物を80質量%、末端に3つの水酸基を有するパーフルオロエーテル基が結合した化合物を15質量%、上記化学式(3)に示した潤滑剤を5質量%の混合物、および従来の潤滑剤として上記化学式(3)に示した化合物のみを磁気記録媒体表面に塗布した後、シロキサン化合物を含む雰囲気に曝露しシロキサンの磁気記録媒体表面への吸着量を示した結果である。
潤滑剤層4は、潤滑剤層形成用溶液を調製した後、前記潤滑剤層形成用溶液を磁気記録媒体11上に塗布して形成する。
本願発明では、形成された潤滑剤層を加熱処理、紫外線照射処理することによって、潤滑剤の極性官能基と保護膜表面の官能基との結合力をより高めることができる。また加熱処理には、潤滑剤層に含まれる塗布溶液を蒸発除去する効果もあり、その場合の加熱温度は塗布溶液の沸点温度付近から潤滑剤の分解温度以下の範囲が選択される。すなわち、加熱処理温度としては、好ましくは40℃〜200℃の範囲内、より好ましくは80℃〜130℃の範囲内、加熱時間は加熱温度に依存するが、好ましくは30秒〜120分の範囲内、より好ましくは1分〜20分の範囲内が選択される。本願発明で潤滑剤層を形成後に行うのが好ましい工程は、紫外線照射処理、加熱処理、紫外線照射処理を行いその後の加熱処理、加熱処理を行いその後の紫外線照射処理であるが、この中で特に、紫外線照射処理を行いその後の加熱処理が好ましい。
紫外線照射処理には、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、エキシマランプ等の公知の光源を用いて、照射強度を、好ましくは0.5〜100(mW/cm2)、より好ましくは1〜50(mW/cm2)の範囲内、照射時間を、好ましくは0.1秒〜30分、より好ましくは1秒〜30秒の範囲内で行う。特に、潤滑剤層と保護層との結合力を高めるためには、高い光エネルギが得られる波長260nm以下の低波長光のスペクトルを持つランプが好ましく、その点で、低圧水銀ランプ、エキシマランプを用いることが好ましい。また、紫外線によって大気中の酸素がオゾンに分解してしまい、このオゾンが潤滑剤を分解する場合がある。そのため、紫外線照射中の雰囲気としては窒素ガス雰囲気やアルゴンガス雰囲気、又は真空中、など無酸素雰囲気で行なうことが好ましい。
次に、本発明の一実施形態である磁気記録媒体表面へのシロキサンの付着量評価について説明する。
本実施形態の磁気記録媒体11の評価方法は、非磁性基板1上に少なくとも磁性層2、保護層3、潤滑剤層4を有する磁気記録媒体11を、シロキサンを含む雰囲気に曝露し、磁気記録媒体11の表面へのシロキサンの吸着量から磁気記録媒体11の環境物質に対する耐性を評価することを特徴としている。前述したように、潤滑剤層4は炭素からなる保護膜3の全表面を被覆しているわけではなく、磁気記録媒体11の保護層3の表面でアイランド状または網目状に形成されている。そして、ハードディスクドライブ内部に侵入した環境汚染物質は、潤滑剤層4を容易にすり抜け、その下の保護膜3の表面に達する。
次に、本発明を適用した一実施形態である磁気記録再生装置の一例について説明する。図2は、本実施形態の磁気記録再生装置101の一例を示す斜視図である。本実施形態の磁気記録再生装置101は、本実施形態である磁気記録媒体11と、これを記録方向に駆動する媒体駆動部123と、記録部と再生部からなる磁気ヘッド124と、磁気ヘッド124を磁気記録媒体11に対して相対運動させるヘッド移動部126、磁気ヘッド124への信号入力と磁気ヘッド124からの出力信号再生を行うための記録再生信号処理手段を組み合わせた記録再生信号処理部128とを具備したものである。これらを組み合わせて、記録密度の高い磁気記録再生装置101を構成することができる。
非磁性基板として、外径65mm、内径20mm、板厚0.635mmの結晶化ガラス基板(オハラ社製)を用意した。次に、この非磁性基板にテクスチャーを施して、十分に洗浄し乾燥した。次に、上記テクスチャーを施した非磁性基板をDCマグネトロンスパッタ装置(アネルバ社(日本)製、C3040)のチャンバ内にセットした後、前記チャンバ内の真空到達度が2×10−7Torr(2.7×10−5Pa)となるまで排気した。
潤滑剤には、上記式(2)に示すような末端に2つの水酸基を有するパーフルオロエーテル基が結合した化合物を80質量%、末端に3つの水酸基を有するパーフルオロエーテル基が結合した化合物を15質量%、上記化学式(3)に示した潤滑剤を5質量%の混合物(実施例1〜6)、および上記式(3)に示した化合物(比較例1〜3)を使用し、実施例については膜厚を8Å(実施例1)、9Å(実施例2)、11.1Å(実施例3)、13.5Å(実施例4)、15.3Å(実施例5)、比較例については10.5Å(比較例1)、12.8Å(比較例2)、15.7Å(比較例3)とした。
次に、一定の引き上げ速度で前記浸漬槽から前記潤滑剤層形成前基板を引き上げて、前記潤滑剤層形成前基板の保護層上に均一な膜厚の潤滑剤層を形成して、実施例の磁気記録媒体を作製した。
さらに、作製した磁気記録媒体を90℃、5分間で加熱処理を行った後、3mW/cm2の低圧水銀ランプを用いて5秒間の紫外線照射を行った。
実施例1〜5及び比較例1〜3で製造した磁気記録媒体を、市販の磁気記録装置(2.5インチ型ハードディスクドライブ:東芝社製MK1646GSX,回転数5400rpm)内のスピンドルモーターに固定した。装置内の空間にオクタメチルシクロテトラシロキサン50μLをマイクロシリンジにて滴下し、装置上部の蓋を閉めた後装置を起動した。室温で8時間稼動させることにより、シロキサンへの曝露操作を行った。その後、磁気記録媒体表面のシロキサンの吸着量を2次イオン質量分析計(SIMS:Oryx社製TTS−2000)によって調べた。なお、磁気記録媒体表面には曝露処理前であってもある程度の量のシロキサンが吸着しているため、磁気記録装置に組み込む前に予めSIMSにて吸着量を調べておき、曝露処理後に測定した吸着量との比を調べることでシロキサンの吸着能を測定した。
評価結果を表1及び図3に示す。
表1に示すように、比較例1〜3における曝露処理前後のシリコンの吸着量比(前後比:Y/X)は、膜厚の低下に伴い急激に大きくなった。これに対して、実施例1〜5は、曝露処理前後のシリコンの吸着量比が膜厚を下げてもいずれも4以下であった。
したがって、本発明に係る実施例1〜5は、炭素保護膜に対する潤滑剤の被覆率を高め、かつ、炭素保護膜表面の極性サイトを潤滑剤の官能基で消失させることができることを確認した。
2…磁性層
3…保護層
4…潤滑剤層
11…磁気記録媒体
101…磁気記録再生装置
123…媒体駆動部
124…磁気ヘッド
126…ヘッド移動部
128…記録再生信号処理部
Claims (9)
- 非磁性基板上に少なくとも磁性層、保護層、潤滑剤層を備える磁気記録媒体であって、
前記潤滑剤層は、ベンゼン環の水素原子と、2以上の水酸基を末端に有するパーフルオロエーテル基と、を2以上置換した化合物を含有するとともに、前記磁気記録媒体を2000rpm以上で回転させてオクタメチルシクロテトラシロキサンを含む空気に大気圧で8時間曝露した後の、当該磁気記録媒体の表面のシロキサンの付着量が、曝露する前の付着量の4倍以下となるように設けられていることを特徴とする磁気記録媒体。 - 前記化合物が、ベンゼン環の水素原子と、3つの水酸基を末端に有するパーフルオロエーテル基と、を1以上置換した化合物を含むことを特徴とする請求項1に記載の磁気記録媒体。
- 前記潤滑剤層が、末端に2つの水酸基を有するパーフルオロエーテル基が結合した化合物を50質量%以上含有し、かつ、末端に3つの水酸基を有するパーフルオロエーテル基が結合した化合物を5質量%以上含有することを特徴とする請求項3に記載の磁気記録媒体。
- 前記潤滑剤層の膜厚が、8Å〜14Åの範囲内であることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の磁気記録媒体。
- 前記保護層が、炭素を含むことを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の磁気記録媒体。
- 非磁性基板上に少なくとも磁性層、保護層、潤滑剤層を備える磁気記録媒体の製造方法であって、
ベンゼン環の水素原子と、2以上の水酸基を末端に有するパーフルオロエーテル基と、を2以上置換した化合物を含有する潤滑剤層を形成する工程と、
前記潤滑剤層を形成した後に紫外線を1秒〜30秒の範囲内で照射する工程、および/または、基板全体を80℃〜130℃、1分〜20分の範囲内で加熱する工程と、を含み、
前記磁気記録媒体を2000rpm以上で回転させながら、オクタメチルシクロテトラシロキサンを含む空気に大気圧で8時間曝露した後の当該磁気記録媒体の表面のシロキサンの付着量を、曝露する前の付着量3の倍以下とすることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。 - 潤滑剤層を形成した後、紫外線を照射する工程の前又は後に、基板全体を80℃〜130℃、1分〜20分の範囲内で加熱する工程を設けることを特徴とする請求項7に記載の磁気記録媒体の製造方法。
- 請求項1〜6の何れか一項に記載の磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体を記録方向に駆動する媒体駆動部と、
前記磁気記録媒体に情報の記録再生を行う磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドを前記磁気記録媒体上に移動するヘッド移動部と、
前記磁気ヘッドからの記録再生信号の処理を行う記録再生信号処理部と、を備えることを特徴とする磁気記録再生装置。
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