JP2017059290A - Magnetic recording medium and magnetic recording/reproducing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハードディスクドライブなどの磁気記録再生装置に好適に用いられる磁気記録媒体およびこれを備えた磁気記録再生装置に関する。 The present invention relates to a magnetic recording medium suitably used for a magnetic recording / reproducing apparatus such as a hard disk drive, and a magnetic recording / reproducing apparatus including the same.
磁気記録再生装置の記録密度を向上させるために、高記録密度に適した磁気記録媒体の開発が進められている。 In order to improve the recording density of a magnetic recording / reproducing apparatus, development of a magnetic recording medium suitable for a high recording density is underway.
従来、磁気記録媒体として、基板上に情報を記録する記録層と、カーボン等で形成された保護層と、潤滑剤層とをこの順に形成したものがある。保護層は、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ものである。しかし、記録層上に保護層を設けただけでは、磁気記録媒体の耐久性は十分に得られない。 Conventionally, there is a magnetic recording medium in which a recording layer for recording information on a substrate, a protective layer made of carbon or the like, and a lubricant layer are formed in this order. The protective layer protects information recorded on the recording layer and improves the slidability of the magnetic head. However, the durability of the magnetic recording medium cannot be sufficiently obtained only by providing the protective layer on the recording layer.
このため、一般に、保護層の表面に潤滑剤を塗布して潤滑剤層を形成している。保護層上に潤滑剤層を設けることによって、磁気記録再生装置の磁気ヘッドと保護層とが直接接触することを防止できるとともに、磁気記録媒体上を摺動する磁気ヘッドの摩擦力を低減することができ、耐久性が向上する。 Therefore, generally, a lubricant layer is formed by applying a lubricant to the surface of the protective layer. By providing a lubricant layer on the protective layer, it is possible to prevent the magnetic head of the magnetic recording / reproducing apparatus from coming into direct contact with the protective layer and to reduce the frictional force of the magnetic head sliding on the magnetic recording medium. And durability is improved.
磁気記録媒体に使用される潤滑剤としては、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などが提案されている。
例えば、特許文献1には、HOCH2−CF2O−(C2F4O)p−(CF2O)q−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(ジオール)の潤滑剤を塗布した磁気記録媒体が開示されている。
As lubricants used for magnetic recording media, perfluoropolyether lubricants, aliphatic hydrocarbon lubricants, and the like have been proposed.
For example, Patent Document 1, HOCH 2 -CF 2 O- ( C 2 F 4 O) p- (CF 2 O) q-CH 2 OH (p, q are integers.) Perfluoroalkyl poly having a structure of A magnetic recording medium coated with an ether (diol) lubricant is disclosed.
特許文献2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)よりなる潤滑剤を塗布した磁気記録媒体が開示されている。
特許文献3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。
Patent Document 2, HOCH 2 CH (OH) -CH 2 OCH 2 CF 2 O- (C 2 F 4 O) p- (CF 2 O) q-CF 2 CH 2 OCH 2 -CH (OH) CH 2 A magnetic recording medium coated with a lubricant made of perfluoroalkyl polyether (tetraol) having a structure of OH (p and q are integers) is disclosed.
特許文献4には、ホスファゼン化合物と、パーフルオロオキシアルキレン単位を有する化合物とを特定の範囲で混合した潤滑剤層を有する磁気記録媒体が記載されている。また、特許文献4には、この潤滑剤層が、保護層との結合力が高く、かつ、保護層の層厚を下げた場合にも高い被覆率が得られることが記載されている。
特許文献5には、R1−C6H4O−CH2CH(OH)CH2OCH2−R2−CH2−O−R3で示される化合物を含有する潤滑剤が開示されている。
Patent Document 5 discloses a lubricant containing a compound represented by R 1 —C 6 H 4 O—CH 2 CH (OH) CH 2 OCH 2 —R 2 —CH 2 —O—R 3 . .
また、磁気記録媒体上のイオン性の汚染物質の一つとして、磁気記録再生装置の密閉用のゴムシールとして使われるシロキサン系有機Siからのアウトガスがある。シロキサン系有機Siからのアウトガスは、磁気記録再生装置の磁気ヘッドの破損や汚染を引き起こす原因となることが知られている(例えば、特許文献6参照)。 Further, as one of ionic contaminants on the magnetic recording medium, there is outgas from siloxane organic Si used as a rubber seal for sealing a magnetic recording / reproducing apparatus. It is known that outgas from siloxane-based organic Si causes damage or contamination of the magnetic head of the magnetic recording / reproducing apparatus (see, for example, Patent Document 6).
磁気記録媒体においては、より磁気ヘッドの浮上量を小さくして記録密度を向上させることが要求されている。このため、潤滑剤層の厚みをより一層薄くすることが求められている。
しかし、潤滑剤層の厚みを薄くすると、潤滑剤層に隙間が形成され、潤滑剤層の隙間から環境物質が侵入して汚染物質が生成され、磁気記録媒体が汚染される。磁気記録媒体が汚染されると、磁気記録媒体上の汚染物質が磁気ヘッドに付着(転写)されてしまう。
Magnetic recording media are required to improve the recording density by reducing the flying height of the magnetic head. For this reason, it is required to further reduce the thickness of the lubricant layer.
However, when the thickness of the lubricant layer is reduced, a gap is formed in the lubricant layer, and environmental substances enter from the gap of the lubricant layer to generate contaminants, thereby contaminating the magnetic recording medium. When the magnetic recording medium is contaminated, contaminants on the magnetic recording medium are attached (transferred) to the magnetic head.
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、潤滑剤層の厚みが薄くても、環境物質に汚染されにくい磁気記録媒体およびこれを備えた磁気記録再生装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a magnetic recording medium that is not easily contaminated by environmental substances even when the lubricant layer is thin, and a magnetic recording / reproducing apparatus including the magnetic recording medium. To do.
本発明者は、上記課題を解決するために、潤滑剤層に接して配置される保護層の表面と、潤滑剤層の材料との関係に着目して、鋭意検討を重ねた。
その結果、保護層と潤滑剤層とを以下に示すものとすることで、潤滑剤層の隙間からの環境物質の侵入による磁気記録媒体の汚染を防止できるという知見を得た。すなわち、保護層として、潤滑剤層側の最表面が炭素と50原子%〜90原子%の範囲内の窒素とを含むものを用いる。そして、潤滑剤層として、保護層の上記最表面に接して形成され、アイランド状または網目状となることなく窒素含有層との高い結合力が得られる特定の組成を有する化合物からなるものを用いる。
本発明は、上記の知見に基づいて成されたものであり、その要旨は以下のとおりである。
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor has intensively studied paying attention to the relationship between the surface of the protective layer disposed in contact with the lubricant layer and the material of the lubricant layer.
As a result, the inventors have found that the contamination of the magnetic recording medium due to the entry of environmental substances from the gaps between the lubricant layers can be prevented by using the protective layer and the lubricant layer as shown below. That is, a protective layer having a lubricant layer on the outermost surface containing carbon and nitrogen in the range of 50 atomic% to 90 atomic% is used. The lubricant layer is formed in contact with the outermost surface of the protective layer, and is made of a compound having a specific composition that can obtain a high bonding force with the nitrogen-containing layer without becoming an island shape or a network shape. .
The present invention has been made based on the above findings, and the gist thereof is as follows.
[1] 非磁性基板上に、少なくとも磁性層と保護層と潤滑剤層とをこの順序で有する磁気記録媒体であって、
前記保護層は、前記潤滑剤層側の最表面が炭素と50原子%〜90原子%の範囲内の窒素とを含み、
前記潤滑剤層は、前記最表面に接して形成され、平均膜厚が0.5nm〜2nmの範囲内であり、下記一般式(1)に示す化合物Aと、下記一般式(2)に示す化合物Bと、下記一般式(3)に示す化合物Cとを含み、前記潤滑剤層に含まれる前記化合物A、BおよびCの質量の和に対して、前記化合物Aの質量の比(A/(A+B+C))が0.05〜0.6の範囲内であり、前記化合物Bの質量の比(B/(A+B+C))が0.05〜0.5の範囲内であり、前記化合物Cの質量の比(C/(A+B+C))が0.05〜0.9の範囲内であることを特徴とする磁気記録媒体。
[1] A magnetic recording medium having at least a magnetic layer, a protective layer, and a lubricant layer in this order on a nonmagnetic substrate,
The protective layer includes carbon on the outermost surface on the lubricant layer side and nitrogen in a range of 50 atomic% to 90 atomic%,
The lubricant layer is formed in contact with the outermost surface, has an average film thickness in a range of 0.5 nm to 2 nm, and is represented by the following general formula (1) and the following general formula (2). The ratio of the mass of the compound A (A /) to the sum of the masses of the compounds A, B and C contained in the lubricant layer, including the compound B and the compound C represented by the following general formula (3) (A + B + C)) is in the range of 0.05 to 0.6, the mass ratio (B / (A + B + C)) of the compound B is in the range of 0.05 to 0.5, and A magnetic recording medium having a mass ratio (C / (A + B + C)) in the range of 0.05 to 0.9.
R1−C6H4OCH2CH(OH)CH2OCH2−R2−CH2OCH2CH(OH)CH2OH ‥‥(1)
(一般式(1)中、R1は、炭素数1〜4のアルコキシ基である。R2は、−CF2O(CF2CF2O)x(CF2O)yCF2−(x、yのカッコ内は、この順に、または逆に、またはランダムにつなげて良い(x、yは、それぞれ0〜15の整数である。)。)。)
R1-C 6 H 4 OCH 2 CH (OH) CH 2 OCH 2 -R2-CH 2 OCH 2 CH (OH) CH 2 OH ‥‥ (1)
(In General Formula (1), R1 is an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. R2 is —CF 2 O (CF 2 CF 2 O) x (CF 2 O) yCF 2 — (x, y The parentheses may be connected in this order, reversely or randomly (x and y are each an integer of 0 to 15).)
CH2(OH)CH(OH)CH2OCH2CF2CF2(OCF2CF2CF2)mOCF2CF2CH2OCH2CH(OH)CH2OH ‥‥(2)
(一般式(2)中、mは4〜50の範囲の整数である。)
CH 2 (OH) CH (OH) CH 2 OCH 2 CF 2 CF 2 (OCF 2 CF 2 CF 2 ) m OCF 2 CF 2 CH 2 OCH 2 CH (OH) CH 2 OH (2)
(In general formula (2), m is an integer in the range of 4-50.)
HOCH2CF2CF2O(CF2CF2CF2O)sCF2CF2CH2OCH2CH(OH)CH2OH ‥‥(3)
(一般式(3)中、sは整数である。)
HOCH 2 CF 2 CF 2 O ( CF 2 CF 2 CF 2 O) sCF 2 CF 2 CH 2 OCH 2 CH (OH) CH 2 OH ‥‥ (3)
(In general formula (3), s is an integer.)
[2] 前記化合物Aの平均分子量が1000〜2500の範囲内であることを特徴とする[1]に記載の磁気記録媒体。
[3] 前記化合物Bの平均分子量が1000〜2500の範囲内であることを特徴とする[1]または[2]に記載の磁気記録媒体。
[4] 前記化合物Cの平均分子量が1000〜2000の範囲内であることを特徴とする[1]〜[3]のいずれかに記載の磁気記録媒体。
[2] The magnetic recording medium according to [1], wherein the compound A has an average molecular weight in the range of 1000 to 2500.
[3] The magnetic recording medium according to [1] or [2], wherein the compound B has an average molecular weight in the range of 1000 to 2500.
[4] The magnetic recording medium according to any one of [1] to [3], wherein the average molecular weight of the compound C is in the range of 1000 to 2000.
[5] [1]〜[4]のいずれか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に対して相対運動させるヘッド移動部と、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、を具備することを特徴とする磁気記録再生装置。 [5] The magnetic recording medium according to any one of [1] to [4], a medium driving unit that drives the magnetic recording medium in a recording direction, and a magnetic head that records and reproduces information on the magnetic recording medium A magnetic recording / reproducing apparatus comprising: a head moving unit that moves the magnetic head relative to the magnetic recording medium; and a recording / reproducing signal processing unit that processes a recording / reproducing signal from the magnetic head. apparatus.
本発明の磁気記録媒体は、潤滑剤層側の最表面が炭素と50原子%〜90原子%の範囲内の窒素とを含む保護層と、保護層の最表面に接して形成され、化合物Aと化合物Bと化合物Cとを所定の割合で含む潤滑剤層とを有する。このため、本発明の磁気記録媒体は、潤滑剤層がアイランド状または網目状とならず、潤滑剤層と保護層とが強い結合力で結合されたものとなる。よって、潤滑剤層の平均膜厚を0.5nm〜2nmの範囲内に薄くしても、潤滑剤層の隙間からの環境物質の侵入による磁気記録媒体の汚染を防止できる。したがって、本発明の磁気記録媒体は、潤滑剤層の厚みを十分薄くして、さらなる記録密度の向上に対応できる。 The magnetic recording medium of the present invention is formed such that the outermost surface on the lubricant layer side is in contact with the outermost surface of carbon and a protective layer containing carbon and nitrogen in the range of 50 atomic% to 90 atomic%. And a lubricant layer containing the compound B and the compound C in a predetermined ratio. Therefore, in the magnetic recording medium of the present invention, the lubricant layer does not have an island shape or a mesh shape, and the lubricant layer and the protective layer are bonded with a strong bonding force. Therefore, even if the average film thickness of the lubricant layer is reduced within the range of 0.5 nm to 2 nm, contamination of the magnetic recording medium due to the intrusion of environmental substances from the gaps in the lubricant layer can be prevented. Therefore, the magnetic recording medium of the present invention can cope with further improvement in recording density by sufficiently reducing the thickness of the lubricant layer.
また、本発明の磁気記録再生装置は、汚染されにくい本発明の磁気記録媒体を具備している。このため、本発明の磁気記録再生装置は、磁気記録媒体上に存在する汚染物質が磁気記録再生装置の磁気ヘッドに転写されて、記録再生特性が低下したり、浮上安定性が損なわれたりすることを防止できる。よって、本発明の磁気記録再生装置は、安定した磁気記録再生特性を有する。 The magnetic recording / reproducing apparatus of the present invention includes the magnetic recording medium of the present invention that is not easily contaminated. For this reason, in the magnetic recording / reproducing apparatus of the present invention, contaminants present on the magnetic recording medium are transferred to the magnetic head of the magnetic recording / reproducing apparatus, and the recording / reproducing characteristics are deteriorated or the flying stability is impaired. Can be prevented. Therefore, the magnetic recording / reproducing apparatus of the present invention has stable magnetic recording / reproducing characteristics.
以下に、本発明の実施形態について詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態である磁気記録媒体の一例を示す断面模式図である。
図1に示すように、本発明の実施形態である磁気記録媒体11は、非磁性基板1上に、磁性層2と保護層3と潤滑剤層4とがこの順序で積層されたものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a magnetic recording medium according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, a
なお、本実施形態においては、非磁性基板1と磁性層2との間に、密着層と軟磁性下地層とシード層と配向制御層とがこの順序で積層されている場合を例に挙げて説明する。密着層、軟磁性下地層、シード層、配向制御層は、必要に応じて設けられるものであり、これらのうちの一部または全部は設けられていなくてもよい。 In the present embodiment, an example in which an adhesion layer, a soft magnetic underlayer, a seed layer, and an orientation control layer are laminated in this order between the nonmagnetic substrate 1 and the magnetic layer 2 is taken as an example. explain. The adhesion layer, the soft magnetic underlayer, the seed layer, and the orientation control layer are provided as necessary, and some or all of them may not be provided.
(非磁性基板)
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としては、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。
(Non-magnetic substrate)
As the nonmagnetic substrate 1, a substrate in which a film made of NiP or NiP alloy is formed on a base made of a metal or alloy material such as Al or Al alloy can be used. Further, as the nonmagnetic substrate 1, a substrate made of a nonmetallic material such as glass, ceramics, silicon, silicon carbide, carbon, or resin may be used, and NiP or NiP alloy is formed on a substrate made of the nonmetallic material. You may use what formed the film | membrane.
(密着層)
密着層は、非磁性基板1と密着層上に設けられる軟磁性下地層とを接して配置した場合における非磁性基板1の腐食の進行を防止するものである。密着層の材料としては、例えば、Cr、Cr合金、Ti、Ti合金など適宜選択できる。密着層の厚みは、密着層を設けることによる効果が十分に得られるように2nm以上であることが好ましい。
密着層は、例えば、スパッタリング法により形成できる。
(Adhesion layer)
The adhesion layer prevents the corrosion of the nonmagnetic substrate 1 when the nonmagnetic substrate 1 and the soft magnetic underlayer provided on the adhesion layer are disposed in contact with each other. As a material for the adhesion layer, for example, Cr, Cr alloy, Ti, Ti alloy and the like can be selected as appropriate. The thickness of the adhesion layer is preferably 2 nm or more so that the effect of providing the adhesion layer is sufficiently obtained.
The adhesion layer can be formed by, for example, a sputtering method.
(軟磁性下地層)
軟磁性下地層は、第1軟磁性膜と、Ru膜からなる中間層と、第2軟磁性膜とが順に積層された構造を有していることが好ましい。すなわち、軟磁性下地層は、2層の軟磁性膜の間にRu膜からなる中間層を挟み込むことによって、中間層の上下の軟磁性膜がアンチ・フェロ・カップリング(AFC)した構造を有していることが好ましい。軟磁性下地層がAFCした構造を有していることにより、外部からの磁界に対しての耐性、並びに垂直磁気記録特有の問題であるWATE(Wide Area Tack Erasure)現象に対しての耐性を高めることができる。
(Soft magnetic underlayer)
The soft magnetic underlayer preferably has a structure in which a first soft magnetic film, an intermediate layer made of a Ru film, and a second soft magnetic film are sequentially stacked. That is, the soft magnetic underlayer has a structure in which the soft magnetic films above and below the intermediate layer are anti-ferro-coupled (AFC) by sandwiching an intermediate layer made of a Ru film between the two soft magnetic films. It is preferable. Since the soft magnetic underlayer has an AFC structure, resistance to an external magnetic field and resistance to a WAIT (Wide Area Tack Erasure) phenomenon, which is a problem peculiar to perpendicular magnetic recording, are enhanced. be able to.
軟磁性下地層の膜厚は、15〜80nmの範囲であることが好ましく、20〜50nmの範囲であることが更に好ましい。軟磁性下地層の膜厚が15nm未満であると、磁気ヘッドからの磁束を十分に吸収することができず、書き込みが不十分となり、記録再生特性が悪化する恐れがあるため、好ましくない。一方、軟磁性下地層の膜厚が80nmを超えると、生産性が著しく低下するため好ましくない。 The film thickness of the soft magnetic underlayer is preferably in the range of 15 to 80 nm, and more preferably in the range of 20 to 50 nm. If the thickness of the soft magnetic underlayer is less than 15 nm, the magnetic flux from the magnetic head cannot be sufficiently absorbed, writing becomes insufficient, and the recording / reproducing characteristics may be deteriorated. On the other hand, if the thickness of the soft magnetic underlayer exceeds 80 nm, the productivity is remarkably lowered, which is not preferable.
第1および第2軟磁性膜は、CoFe合金からなるものであることが好ましい。第1および第2軟磁性膜がCoFe合金からなるものである場合、高い飽和磁束密度Bs(1.4(T)以上)を実現できる。 The first and second soft magnetic films are preferably made of a CoFe alloy. When the first and second soft magnetic films are made of a CoFe alloy, a high saturation magnetic flux density Bs (1.4 (T) or more) can be realized.
また、第1および第2軟磁性膜に使用されるCoFe合金には、Zr、Ta、Nbの何れかを添加することが好ましい。これにより、第1および第2軟磁性膜の非晶質化が促進され、シード層の配向性を向上させることが可能になるとともに、磁気ヘッドの浮上量を低減することが可能となる。軟磁性下地層は、スパッタリング法により形成できる。 Moreover, it is preferable to add any one of Zr, Ta, and Nb to the CoFe alloy used for the first and second soft magnetic films. This promotes the amorphization of the first and second soft magnetic films, thereby improving the orientation of the seed layer and reducing the flying height of the magnetic head. The soft magnetic underlayer can be formed by a sputtering method.
(シード層)
シード層は、その上に設けられた配向制御層および磁性層2の配向や結晶サイズを制御するためのものであり、磁気ヘッドから発生する磁束の基板面に対する垂直方向成分を大きくするとともに、磁性層2の磁化の方向をより強固に非磁性基板1と垂直な方向に固定するために設けられている。
(Seed layer)
The seed layer is for controlling the orientation and crystal size of the orientation control layer and the magnetic layer 2 provided on the seed layer. The seed layer increases the vertical component of the magnetic flux generated from the magnetic head with respect to the substrate surface, and is magnetic. It is provided in order to more firmly fix the magnetization direction of the layer 2 in the direction perpendicular to the nonmagnetic substrate 1.
シード層は、NiW合金からなるものであることが好ましい。シード層がNiW合金からなるものである場合、必要に応じてNiW合金にB、Mn、Ru、Pt、Mo、Taなどの他の元素を添加してもよい。 The seed layer is preferably made of a NiW alloy. When the seed layer is made of a NiW alloy, other elements such as B, Mn, Ru, Pt, Mo, and Ta may be added to the NiW alloy as necessary.
シード層の膜厚は、2〜20nmの範囲であることが好ましい。シード層の膜厚が2nm未満であると、シード層を設けたことによる効果が十分に得られない場合がある。一方、シード層の膜厚が20nmを超えると、結晶サイズが大きくなるために好ましくない。
シード層は、スパッタリング法により形成できる。
The thickness of the seed layer is preferably in the range of 2 to 20 nm. If the film thickness of the seed layer is less than 2 nm, the effect of providing the seed layer may not be sufficiently obtained. On the other hand, when the film thickness of the seed layer exceeds 20 nm, the crystal size increases, which is not preferable.
The seed layer can be formed by a sputtering method.
(配向制御層)
配向制御層は、磁性層2の配向が良好なものとなるように制御するものである。配向制御層は、Ru又はRu合金からなるものであることが好ましい。
(Orientation control layer)
The orientation control layer is for controlling the orientation of the magnetic layer 2 to be favorable. The orientation control layer is preferably made of Ru or a Ru alloy.
配向制御層の膜厚は、5〜30nmの範囲であることが好ましい。配向制御層の膜厚を30nm以下とすることで、磁気ヘッドと軟磁性下地層との間の距離が小さいものとなり、磁気ヘッドからの磁束を急峻にすることができる。また、配向制御層の膜厚を5nm以上とすることで、磁性層2の配向を良好に制御できる。 The thickness of the orientation control layer is preferably in the range of 5 to 30 nm. By setting the film thickness of the orientation control layer to 30 nm or less, the distance between the magnetic head and the soft magnetic underlayer becomes small, and the magnetic flux from the magnetic head can be made steep. Moreover, the orientation of the magnetic layer 2 can be favorably controlled by setting the thickness of the orientation control layer to 5 nm or more.
配向制御層は、1層からなるものであってもよいし、複数層からなるものであってもよい。配向制御層が複数層からなるものである場合、全ての配向制御層が同じ材料からなるものであってもよいし、少なくとも一部が異なる材料からなるものであってもよい。
配向制御層は、スパッタリング法により形成できる。
The orientation control layer may be composed of one layer or may be composed of a plurality of layers. When the orientation control layer is composed of a plurality of layers, all the orientation control layers may be composed of the same material, or at least part of the orientation control layer may be composed of different materials.
The orientation control layer can be formed by a sputtering method.
(磁性層)
磁性層2は、磁化容易軸が基板面に対して垂直方向を向いた磁性膜からなる。磁性層2は、CoとPtを含むものであり、更にSNR特性を改善するために、酸化物や、Cr、B、Cu、Ta、Zrなどを含むものであってもよい。
磁性層2に含有される酸化物としては、SiO2、SiO、Cr2O3、CoO、Ta2O3、TiO2などが挙げられる。
磁性層2は、1層からなるものであってもよいし、組成の異なる材料からなる複数層からなるものであってもよい。
(Magnetic layer)
The magnetic layer 2 is made of a magnetic film having an easy magnetization axis oriented in a direction perpendicular to the substrate surface. The magnetic layer 2 contains Co and Pt, and may further contain an oxide, Cr, B, Cu, Ta, Zr, etc. in order to further improve SNR characteristics.
Examples of the oxide contained in the magnetic layer 2 include SiO 2 , SiO, Cr 2 O 3 , CoO, Ta 2 O 3 , and TiO 2 .
The magnetic layer 2 may be composed of one layer, or may be composed of a plurality of layers made of materials having different compositions.
例えば、磁性層2が第1磁性層と第2磁性層と第3磁性層の3層からなる場合、第1磁性層は、Co、Cr、Ptを含み、さらに酸化物を含んだ材料からなるグラニュラー構造のものであることが好ましい。第1磁性層に含有される酸化物としては、例えばCr、Si、Ta、Al、Ti、Mg、Coなどの酸化物を用いることが好ましい。その中でも特に、TiO2、Cr2O3、SiO2などを好適に用いることができる。また、第1磁性層は、酸化物を2種類以上添加した複合酸化物からなることが好ましい。その中でも特に、Cr2O3−SiO2、Cr2O3−TiO2、SiO2−TiO2などを好適に用いることができる。 For example, when the magnetic layer 2 is composed of three layers of a first magnetic layer, a second magnetic layer, and a third magnetic layer, the first magnetic layer includes Co, Cr, and Pt, and further includes an oxide. A granular structure is preferred. As the oxide contained in the first magnetic layer, for example, an oxide such as Cr, Si, Ta, Al, Ti, Mg, and Co is preferably used. Among them, TiO 2, Cr 2 O 3 , SiO 2 or the like can be suitably used. The first magnetic layer is preferably made of a composite oxide to which two or more types of oxides are added. Among these, Cr 2 O 3 —SiO 2 , Cr 2 O 3 —TiO 2 , SiO 2 —TiO 2 and the like can be preferably used.
第1磁性層は、Co、Cr、Pt、酸化物の他に、B、Ta、Mo、Cu、Nd、W、Nb、Sm、Tb、Ru、Reの中から選ばれる1種類以上の元素を含むことができる。上記元素を含むことにより、磁性粒子の微細化を促進、又は結晶性や配向性を向上させることができ、より高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性を得ることができる。 The first magnetic layer contains at least one element selected from B, Ta, Mo, Cu, Nd, W, Nb, Sm, Tb, Ru, and Re in addition to Co, Cr, Pt, and oxide. Can be included. By including the above elements, it is possible to promote miniaturization of magnetic particles or improve crystallinity and orientation, and to obtain recording / reproducing characteristics and thermal fluctuation characteristics suitable for higher density recording.
第2磁性層には、第1磁性層と同様の材料を用いることができる。第2磁性層は、グラニュラー構造のものであることが好ましい。 The same material as the first magnetic layer can be used for the second magnetic layer. The second magnetic layer is preferably of a granular structure.
また、第3磁性層は、Co、Cr、Ptを含み、酸化物を含まない材料からなる非グラニュラー構造のものであることが好ましい。第3磁性層は、Co、Cr、Ptの他に、B、Ta、Mo、Cu、Nd、W、Nb、Sm、Tb、Ru、Re、Mnの中から選ばれる1種類以上の元素を含むことができる。第3磁性層がCo、Cr、Ptの他に上記元素を含むものであることにより、磁性粒子の微細化を促進し、結晶性や配向性を向上させることができ、より高密度記録に適した記録再生特性及び熱揺らぎ特性を得ることができる。 The third magnetic layer preferably has a non-granular structure made of a material containing Co, Cr, Pt and no oxide. The third magnetic layer contains one or more elements selected from B, Ta, Mo, Cu, Nd, W, Nb, Sm, Tb, Ru, Re, and Mn in addition to Co, Cr, and Pt. be able to. Since the third magnetic layer contains the above elements in addition to Co, Cr, and Pt, it is possible to promote miniaturization of magnetic particles and improve crystallinity and orientation, and recording suitable for higher density recording Reproduction characteristics and thermal fluctuation characteristics can be obtained.
磁性層2の厚みは、5〜25nmとすることが好ましい。磁性層2の厚みが5nm未満であると、十分な再生出力が得られず、熱揺らぎ特性も低下する。また、磁性層2の厚さが25nmを超えた場合には、磁性層2中の磁性粒子の肥大化が生じ、記録再生時におけるノイズが増大し、信号/ノイズ比(S/N比)や記録特性(OW)に代表される記録再生特性が悪化するため好ましくない。 The thickness of the magnetic layer 2 is preferably 5 to 25 nm. If the thickness of the magnetic layer 2 is less than 5 nm, sufficient reproduction output cannot be obtained, and the thermal fluctuation characteristics are also deteriorated. On the other hand, when the thickness of the magnetic layer 2 exceeds 25 nm, the magnetic particles in the magnetic layer 2 are enlarged and noise during recording / reproduction increases, and a signal / noise ratio (S / N ratio) or This is not preferable because recording / reproduction characteristics represented by recording characteristics (OW) deteriorate.
また、磁性層2が複数層からなるものである場合、隣接する磁性層の間には、非磁性層を設けることが好ましい。磁性層2が第1磁性層と第2磁性層と第3磁性層の3層からなる場合、第1磁性層と第2磁性層との間と、第2磁性層と第3磁性層との間に、非磁性層を設けることが好ましい。
磁性層間に非磁性層を適度な厚みで設けることで、個々の膜(磁性層)を構成する磁性粒子の磁化反転が容易になり、磁性粒子全体の磁化反転の分散を小さくすることができ、S/N比をより向上させることができる。
When the magnetic layer 2 is composed of a plurality of layers, it is preferable to provide a nonmagnetic layer between adjacent magnetic layers. When the magnetic layer 2 is composed of three layers of the first magnetic layer, the second magnetic layer, and the third magnetic layer, between the first magnetic layer and the second magnetic layer, and between the second magnetic layer and the third magnetic layer, It is preferable to provide a nonmagnetic layer therebetween.
By providing a non-magnetic layer with an appropriate thickness between the magnetic layers, the magnetization reversal of the magnetic particles constituting each film (magnetic layer) can be facilitated, and the dispersion of the magnetization reversal of the entire magnetic particles can be reduced. The S / N ratio can be further improved.
磁性層の間に設けられる非磁性層の材料としては、例えば、Ru、Ru合金、CoCr合金、CoCrX1合金(X1は、Pt、Ta、Zr、Re、Ru、Cu、Nb、Ni、Mn、Ge、Si、O、N、W、Mo、Ti、V、Zr、Bの中から選ばれる少なくとも1種又は2種以上の元素を表す。)などを好適に用いることができる。 Examples of the material of the nonmagnetic layer provided between the magnetic layers include Ru, Ru alloy, CoCr alloy, and CoCrX1 alloy (X1 is Pt, Ta, Zr, Re, Ru, Cu, Nb, Ni, Mn, Ge , Si, O, N, W, Mo, Ti, V, Zr, or B represents at least one element or two or more elements).
また、磁性層の間に設けられる非磁性層の材料としては、酸化物、窒化物、又は炭化物を含んだ合金材料を使用することが好ましい。酸化物の具体例としては、SiO2、Al2O3、Ta2O5、Cr2O3、MgO、Y2O3、TiO2などが挙げられる。窒化物の具体例としては、AlN、Si3N4、TaN、CrNなどが挙げられる。炭化物の具体例としては、TaC、BC、SiCなどをそれぞれ用いることができる。 In addition, as a material for the nonmagnetic layer provided between the magnetic layers, it is preferable to use an alloy material containing an oxide, a nitride, or a carbide. Specific examples of the oxide include SiO 2 , Al 2 O 3 , Ta 2 O 5 , Cr 2 O 3 , MgO, Y 2 O 3 , and TiO 2 . Specific examples of the nitride include AlN, Si 3 N 4 , TaN, and CrN. As specific examples of the carbide, TaC, BC, SiC, or the like can be used.
磁性層の間に設けられる非磁性層の厚みは、0.1〜1nmとすることが好ましい。非磁性層の厚みを上記の範囲とすることで、S/N比をより向上させることができる。
非磁性層は、スパッタリング法により形成できる。
The thickness of the nonmagnetic layer provided between the magnetic layers is preferably 0.1 to 1 nm. By setting the thickness of the nonmagnetic layer within the above range, the S / N ratio can be further improved.
The nonmagnetic layer can be formed by a sputtering method.
また、磁性層2は、より高い記録密度を実現するために、磁化容易軸が基板面に対して垂直方向を向いた垂直磁気記録の磁性層であることが好ましいが、面内磁気記録であってもよい。 The magnetic layer 2 is preferably a magnetic layer for perpendicular magnetic recording in which the easy axis of magnetization is perpendicular to the substrate surface in order to achieve a higher recording density. May be.
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、スパッタリング法により形成される。 The magnetic layer 2 may be formed by any conventionally known method such as vapor deposition, ion beam sputtering, or magnetron sputtering, but is usually formed by sputtering.
(保護層)
保護層3は、磁性層2を保護するものである。図1に示すように、本実施形態の保護層3は、保護膜層3aと、保護膜層3aの潤滑剤層4側(図1においては上面)に形成された窒素含有層3bとを有している。
保護膜層3aは、炭素または水素化炭素を含むものであり、炭素のみ、または水素化炭素のみで形成されていてもよいし、炭素または水素化炭素の他に窒素を含むものであってもよい。保護膜層3aは、一層からなるものであってもよいし、複数層からなるものであってもよい。
(Protective layer)
The
The protective film layer 3a contains carbon or hydrogenated carbon, and may be formed of only carbon or hydrogenated carbon, or may contain nitrogen in addition to carbon or hydrogenated carbon. Good. The protective film layer 3a may be composed of a single layer or a plurality of layers.
窒素含有層3bは、窒素と炭素とを含む。窒素含有層3bには、窒素原子と炭素原子の他に、水素原子などの他の原子が含まれていてもよい。
窒素含有層3bは、炭素と50原子%〜90原子%の範囲内の窒素とを含む最表面(保護層の潤滑剤層側の最表面、窒素含有層3bと潤滑剤層4との界面)を有する。窒素含有層3b中の窒素含有量は、均一であってもよいし、例えば、最表面が最も多く、深さが深くなるのに伴って少なくなる濃度勾配を有するものであってもよい。
窒素含有層3bの最表面の窒素含有量が上記範囲であると、窒素含有層3bと潤滑剤層4を形成している後述する化合物A〜化合物Cの各化合物とが、高い結合力で結合される。
The nitrogen-containing
The nitrogen-containing
When the nitrogen content on the outermost surface of the nitrogen-containing
窒素含有層3bの最表面に含まれる窒素原子は、後述する化合物A〜化合物Cに含まれる水酸基と強固な結合を形成する。窒素含有層3bの最表面の窒素含有量が50原子%以上であると、窒素含有層3bの最表面に含まれる窒素原子と、化合物A〜化合物Cに含まれる水酸基との結合数を十分に確保でき、保護層3と潤滑剤層4とが高い結合力で結合される。窒素含有層3bの最表面の窒素含有量は、窒素含有層3bに含まれる窒素原子と、化合物A〜化合物Cに含まれる水酸基との結合数を確保するために、60原子%以上であることが好ましく、70原子%以上であることがより好ましい。
The nitrogen atom contained in the outermost surface of the nitrogen-containing
窒素含有層3bの最表面に含まれる炭素原子は、後述する化合物Aに含まれる六員環(−C6H4−)と強固な結合を形成する。窒素含有層3bの最表面の窒素含有量が90原子%以下であると、窒素含有層3bの最表面に含まれる炭素原子数が十分に確保される。したがって、窒素含有層3bに含まれる炭素原子と、化合物Aに含まれる六員環との結合数を十分に確保でき、保護層3と潤滑剤層4とが高い結合力で結合される。窒素含有層3bの最表面の窒素含有量は、窒素含有層3bに含まれる炭素原子と、化合物Aに含まれる六員環との結合数を確保するために、80原子%以下であることが好ましい。
The carbon atom contained in the outermost surface of the nitrogen-containing
本実施形態において、保護層の潤滑剤層側の表面が「炭素と50原子%〜90原子%の範囲内の窒素とを含む」とは、保護層の潤滑剤層側の表面を、例えば、X線光電子分光法(XPS/ESCA)で測定し、最表面の窒素含有量が、50原子%〜90原子%の範囲内である保護層を意味する。 In the present embodiment, the surface of the protective layer on the lubricant layer side "includes carbon and nitrogen in the range of 50 atomic percent to 90 atomic percent" means that the surface of the protective layer on the lubricant layer side is, for example, It means a protective layer measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS / ESCA) and having a nitrogen content on the outermost surface in the range of 50 atomic% to 90 atomic%.
保護層3の膜厚(保護膜層3aと窒素含有層3bの合計の膜厚)は1nm〜10nmの範囲内であることが好ましい。保護層3の膜厚が10nm以下であると、本実施形態の磁気記録媒体11を備える磁気記録再生装置における磁気的スペーシングを十分に低減することができ、さらなる記録密度の向上に対応できる。なお、磁気的スペーシングとは、磁気ヘッドと磁性層4との間の距離のことを意味する。磁気的スペーシングを狭くするほど、磁気記録再生装置の電磁変換特性を向上させることができる。保護層3の膜厚が1nm以上であると、磁性層2を保護する効果が高くなり、耐久性を向上させることができる。
The film thickness of the protective layer 3 (total film thickness of the protective film layer 3a and the nitrogen-containing
保護層3は、例えば、以下に示す方法により形成できる。
保護膜層3aが炭素からなるものである場合、例えば、カーボンターゲット材を原料として用いるスパッタ法により形成できる。
保護膜層3aが水素化炭素からなるものである場合、例えば、エチレンやトルエンなどの炭化水素原料を用いるCVD(化学蒸着法)法、IBD(イオンビーム蒸着)法などにより形成できる。
保護膜層3aが炭素または水素化炭素の他に窒素を含む場合、例えば、原料として窒素を含む原料を用いて、上記の保護膜層3aが炭素からなるものである場合または水素化炭素からなるものである場合と同様の方法により形成できる。
The
When the protective film layer 3a is made of carbon, for example, it can be formed by a sputtering method using a carbon target material as a raw material.
When the protective film layer 3a is made of hydrogenated carbon, it can be formed by, for example, a CVD (chemical vapor deposition) method using a hydrocarbon raw material such as ethylene or toluene, an IBD (ion beam vapor deposition) method, or the like.
When the protective film layer 3a contains nitrogen in addition to carbon or hydrogenated carbon, for example, when the raw material containing nitrogen is used as the raw material and the protective film layer 3a is made of carbon or made of hydrogenated carbon It can be formed by the same method as that of the case.
次に、保護膜層3a上(潤滑剤層4側表面)を窒化(または、脱水素化および窒化)処理することにより、窒素含有層3bを形成する。
保護膜層3a上を窒化(または、脱水素化および窒化)処理する方法としては、公知の方法を用いることができる。具体的には、保護膜層3a上に窒素イオンを注入する方法、保護膜層3a上を窒素プラズマに暴露する方法などが挙げられる。これらの方法により形成した窒素含有層3bは、最表面の窒素含有量が最も多く、深さが深くなるのに伴って少なくなる濃度勾配を有するものとなるので、強度の高い硬質炭素膜と、潤滑剤の塗布性の高い窒素を含む炭素膜の両方が得られ好ましい。
窒素イオンを注入する方法を用いる場合、例えば、窒素イオンの注入量を制御することにより、窒素含有層3bの最表面の窒素含有量を50原子%〜90原子%の範囲内にできる。また、窒素プラズマに暴露する方法を用いる場合、例えば、保護膜層3a上を窒素プラズマに暴露する時間(処理時間)および/または窒素プラズマ密度を制御することにより、窒素含有層3bの最表面の窒素含有量を50原子%〜90原子%の範囲内にできる。
Next, the nitrogen-containing
As a method of nitriding (or dehydrogenating and nitriding) the protective film layer 3a, a known method can be used. Specifically, a method of implanting nitrogen ions on the protective film layer 3a, a method of exposing the protective film layer 3a to nitrogen plasma, and the like can be mentioned. The nitrogen-containing
When using the method of implanting nitrogen ions, for example, the nitrogen content of the outermost surface of the nitrogen-containing
図1に示す例では、保護層3として、保護膜層3aと、保護膜層3a上を窒化(または、脱水素化および窒化)処理してなる窒素含有層3bとを有する場合を例に挙げて説明したが、本発明における保護層は、潤滑剤層側の最表面が炭素と50原子%〜90原子%の範囲内の窒素とを含むものであればよく、如何なるものであってもよい。
例えば、磁性層2上に、炭素と窒素とを含む原料を用いて、スパッタ法、CVD法、IBD法などにより形成した、炭素と50原子%〜90原子%の範囲内の窒素とを含む一層のみからなる保護層であってもよい。この場合、原料に含有させる窒素濃度を制御することによって、保護層の最表面の窒素含有量を50原子%〜90原子%の範囲内とすることができる。
In the example shown in FIG. 1, the
For example, a layer containing carbon and nitrogen in the range of 50 atomic% to 90 atomic% formed on the magnetic layer 2 by a sputtering method, a CVD method, an IBD method, or the like using a raw material containing carbon and nitrogen. The protective layer which consists only of may be sufficient. In this case, by controlling the nitrogen concentration contained in the raw material, the nitrogen content on the outermost surface of the protective layer can be in the range of 50 atomic% to 90 atomic%.
(潤滑剤層)
潤滑剤層4は、保護層3の窒素含有層3bの最表面に接して形成されている。
潤滑剤層4は、一般式(1)に示す化合物Aと、一般式(2)に示す化合物Bと、一般式(3)に示す化合物Cとを含む。
(Lubricant layer)
The
The
R1−C6H4OCH2CH(OH)CH2OCH2−R2−CH2OCH2CH(OH)CH2OH ‥‥(1)
(一般式(1)中、R1は、炭素数1〜4のアルコキシ基である。R2は、−CF2O(CF2CF2O)x(CF2O)yCF2−(x、yのカッコ内は、この順に、または逆に、またはランダムにつなげて良い(x、yは、それぞれ0〜15の整数である。)。)。)
R1-C 6 H 4 OCH 2 CH (OH) CH 2 OCH 2 -R2-CH 2 OCH 2 CH (OH) CH 2 OH ‥‥ (1)
(In General Formula (1), R1 is an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. R2 is —CF 2 O (CF 2 CF 2 O) x (CF 2 O) yCF 2 — (x, y The parentheses may be connected in this order, reversely or randomly (x and y are each an integer of 0 to 15).)
CH2(OH)CH(OH)CH2OCH2CF2CF2(OCF2CF2CF2)mOCF2CF2CH2OCH2CH(OH)CH2OH ‥‥(2)
(一般式(2)中、mは4〜50の範囲の整数である。)
CH 2 (OH) CH (OH) CH 2 OCH 2 CF 2 CF 2 (OCF 2 CF 2 CF 2 ) m OCF 2 CF 2 CH 2 OCH 2 CH (OH) CH 2 OH (2)
(In general formula (2), m is an integer in the range of 4-50.)
HOCH2CF2CF2O(CF2CF2CF2O)sCF2CF2CH2OCH2CH(OH)CH2OH ‥‥(3)
(一般式(3)中、sは整数である。)
HOCH 2 CF 2 CF 2 O ( CF 2 CF 2 CF 2 O) sCF 2 CF 2 CH 2 OCH 2 CH (OH) CH 2 OH ‥‥ (3)
(In general formula (3), s is an integer.)
「化合物A」
化合物Aでは、末端に近い位置に配置された大きい環状骨格を有する六員環(−C6H4−)が、窒素含有層3bの最表面に含まれる炭素原子と強固な結合を形成する。また、化合物Aでは、R1の反対側の末端に位置する水酸基を2つ有する−CH(OH)CH2OHからなる末端基と、中間部の水酸基が、窒素含有層3bの最表面に含まれる窒素原子と強固な結合を形成する。したがって、化合物Aでは、一方の末端に近い位置で、窒素含有層3bの最表面において相対的に含有量の少ない炭素原子と選択的に結合し、他方の末端で、窒素含有層3bの最表面の窒素原子に結合する。その結果、化合物Aは、窒素含有層3bの最表面上でアイランド状(島状)になりにくく、面方向に広がって配置されやすい。
“Compound A”
In the compound A, the six-membered ring (—C 6 H 4 —) having a large cyclic skeleton arranged at a position close to the terminal forms a strong bond with the carbon atom contained in the outermost surface of the nitrogen-containing
一般式(1)に示す化合物Aにおいて、R1は、炭素数1〜4のアルコキシ基である。R1が炭素数1〜4のアルコキシ基であるため、化合物Aに含まれる六員環(−C6H4−)が化合物Aの末端に近い位置に配置される。化合物AにおけるR1の炭素数少ない程、六員環の位置が末端に近い位置となり、六員環の位置と−CH(OH)CH2OHからなる末端基とが遠くなり、化合物Aが窒素含有層3bの最表面上に面方向に広がりやすくなるため好ましく、炭素数が1であることが最も好ましい。 In the compound A represented by the general formula (1), R1 is an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. Since R1 is an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, the six-membered ring (—C 6 H 4 —) contained in Compound A is arranged at a position close to the end of Compound A. As the number of carbon atoms of R1 in compound A is smaller, the position of the six-membered ring is closer to the terminal, the position of the six-membered ring is farther from the terminal group consisting of —CH (OH) CH 2 OH, and compound A is a nitrogen-containing layer. Since it becomes easy to spread in the surface direction on the outermost surface of 3b, it is preferable that the carbon number is 1.
一般式(1)に示す化合物Aにおいて、R2中のx、yはそれぞれ0〜15の整数である。このため、化合物Aの分子量が適正となる。したがって、化合物Aの分子量が大きすぎることによって、化合物Aを含む潤滑剤を塗布して潤滑剤層を形成する場合に、塗布しにくくなることを防止できる。また、化合物Aの分子量が小さすぎることにより、化合物Aの窒素含有層3bの最表面上での面方向への広がりが不足することがない。
In the compound A represented by the general formula (1), x and y in R2 are each an integer of 0 to 15. For this reason, the molecular weight of the compound A becomes appropriate. Therefore, when the molecular weight of the compound A is too large, it can be prevented that it becomes difficult to apply the lubricant when the lubricant containing the compound A is applied to form the lubricant layer. Moreover, since the molecular weight of the compound A is too small, the spread of the compound A in the surface direction on the outermost surface of the nitrogen-containing
一般式(1)に示す化合物Aの平均分子量は、1000〜2500の範囲内であることが好ましい。化合物Aの平均分子量が2500以下であると、化合物A〜化合物Cを含む潤滑剤を塗布して潤滑剤層を形成する場合に、粘性が低く塗布しやすい潤滑剤が得られやすい。化合物Aの平均分子量が、1000以上であると、高温高湿環境下で使用しても厚みが減少しにくい潤滑剤層4が得られやすく、優れた耐久性が得られる。
The average molecular weight of the compound A represented by the general formula (1) is preferably in the range of 1000 to 2500. When the average molecular weight of Compound A is 2500 or less, when a lubricant containing Compound A to Compound C is applied to form a lubricant layer, a lubricant having low viscosity and easy to apply can be easily obtained. When the average molecular weight of Compound A is 1000 or more, it is easy to obtain the
化合物Aとしては、例えば、ART−1(商品名:松村石油研究所(MORESCO)社製)が挙げられる。ART−1(商品名)は、一般式(1)中のR1が炭素数1のアルコキシ基であり、R2中のx、yがそれぞれ3〜7の整数であり、平均分子量が1000〜2500の範囲内となるように調整されたものである。 Examples of the compound A include ART-1 (trade name: manufactured by Matsumura Oil Research Institute (MORESCO)). In ART-1 (trade name), R1 in the general formula (1) is an alkoxy group having 1 carbon atom, x and y in R2 are each an integer of 3 to 7, and an average molecular weight is 1000 to 2500. It was adjusted to be within the range.
「化合物B」
化合物Bは、4つの水酸基を有するものであり、水酸基を2つ有する−CH(OH)CH2OHからなる末端基が両末端に配置されたものである。化合物Bでは、両末端で、水酸基と、窒素含有層3bの最表面において相対的に含有量の多い窒素原子とが結合する。このため、化合物Bは、窒素含有層3bとの結合力が強い。
また、化合物Bは、環状骨格を有しておらず、パーフルオロポリエーテル鎖中の炭素原子数に対する酸素原子数(エーテル結合(−O−)数)が適正であるため、適度な硬さを有する。
“Compound B”
Compound B has four hydroxyl groups, and has terminal groups composed of —CH (OH) CH 2 OH having two hydroxyl groups arranged at both ends. In Compound B, hydroxyl groups and nitrogen atoms having a relatively large content on the outermost surface of the nitrogen-containing
Compound B does not have a cyclic skeleton, and the number of oxygen atoms relative to the number of carbon atoms in the perfluoropolyether chain (the number of ether bonds (—O—)) is appropriate. Have.
一般式(2)に示す化合物Bにおいて、mは4〜50の範囲の整数である。このため、化合物Bの分子量が適正となる。したがって、化合物Bの分子量が大きすぎることによって、化合物Bを含む潤滑剤を塗布して潤滑剤層を形成する場合に、塗布しにくくなることを防止できる。また、化合物Bの分子量が小さすぎることにより、化合物Bの窒素含有層3bの最表面上での面方向への広がりが不足することがない。
In the compound B shown in the general formula (2), m is an integer in the range of 4-50. For this reason, the molecular weight of the compound B becomes appropriate. Therefore, when the molecular weight of the compound B is too large, it can be prevented that it becomes difficult to apply the lubricant when the lubricant containing the compound B is applied to form the lubricant layer. Moreover, when the molecular weight of the compound B is too small, the spread of the compound B in the surface direction on the outermost surface of the nitrogen-containing
一般式(2)に示す化合物Bの平均分子量は、1000〜2500の範囲内であることが好ましい。化合物Bの平均分子量が2500以下であると、化合物A〜化合物Cを含む潤滑剤を塗布して潤滑剤層を形成する場合に、粘性が低く塗布しやすい潤滑剤が得られやすい。化合物Bの平均分子量が、1000以上であると、高温高湿環境下で使用しても厚みが減少しにくい潤滑剤層4が得られやすく、優れた耐久性が得られる。
The average molecular weight of the compound B represented by the general formula (2) is preferably in the range of 1000 to 2500. When the average molecular weight of Compound B is 2500 or less, when a lubricant containing Compound A to Compound C is applied to form a lubricant layer, a lubricant having low viscosity and easy to apply can be easily obtained. When the average molecular weight of Compound B is 1000 or more, it is easy to obtain the
化合物Bとしては、例えば、D4OH(s)(商品名:松村石油研究所(MORESCO)社製)が挙げられる。D4OH(s)(商品名)は、一般式(2)中のmが4〜50の範囲の整数であり、平均分子量が1000〜2500の範囲内となるように調整されたものである。 Examples of compound B include D4OH (s) (trade name: manufactured by Matsumura Oil Research Institute (MORESCO)). D4OH (s) (trade name) is adjusted so that m in the general formula (2) is an integer in the range of 4 to 50, and the average molecular weight is in the range of 1000 to 2500.
「化合物C」
化合物Cは、3つの水酸基を有するものであり、一方の末端に水酸基を2つ有する−CH(OH)CH2OHからなる末端基が配置され、他方の末端に水酸基を1つ有する−CH2OHからなる末端基が配置されている。化合物Cでは、両末端で、水酸基と、窒素含有層3bの最表面において相対的に含有量の多い窒素原子とが結合する。このため、化合物Cは、窒素含有層3bとの結合力が強い。
また、化合物Cは、環状骨格を有しておらず、パーフルオロポリエーテル鎖中の炭素原子数に対する酸素原子数(エーテル結合(−O−)数)が適正であるため、適度な硬さを有する。
化合物Cは、3つの水酸基を有するため、4つの水酸基を有する潤滑剤(例えば、化合物B)と、2つの水酸基を有する潤滑剤(例えば、ジオール)との中間的な特性を有する。また、化合物Cは、左右非対称の直鎖型の化学構造を有するため、窒素含有層3b表面において化合物Bとは異なった結合状態を得ることができる。よって、本実施形態のように化合物B、Cを混合することで、両化合物で未被覆領域を相互に補うことが可能となり、更に化合物Aの未被覆領域をも補うことが可能となる。
“Compound C”
Compound C has three hydroxyl groups, -CH (OH) CH 2 OH having two hydroxyl groups at one end is arranged, and -CH 2 having one hydroxyl group at the other end A terminal group consisting of OH is arranged. In Compound C, hydroxyl groups and nitrogen atoms having a relatively large content on the outermost surface of the nitrogen-containing
Compound C does not have a cyclic skeleton, and the number of oxygen atoms (the number of ether bonds (-O-)) relative to the number of carbon atoms in the perfluoropolyether chain is appropriate. Have.
Since compound C has three hydroxyl groups, it has intermediate characteristics between a lubricant having four hydroxyl groups (for example, compound B) and a lubricant having two hydroxyl groups (for example, diol). In addition, since Compound C has an asymmetric linear chemical structure, a bonded state different from that of Compound B can be obtained on the surface of the nitrogen-containing
一般式(3)に示す化合物Cの平均分子量は、1000〜2000の範囲内であることが好ましい。化合物Cの平均分子量が2000以下であると、化合物A〜化合物Cを含む潤滑剤を塗布して潤滑剤層を形成する場合に、粘性が低く塗布しやすい潤滑剤が得られやすい。化合物Cの平均分子量が、1000以上であると、高温高湿環境下で使用しても厚みが減少しにくい潤滑剤層4が得られやすく、優れた耐久性が得られる。
It is preferable that the average molecular weight of the compound C shown in General formula (3) exists in the range of 1000-2000. When the average molecular weight of Compound C is 2000 or less, when a lubricant containing Compound A to Compound C is applied to form a lubricant layer, a lubricant having a low viscosity and easy to apply can be easily obtained. When the average molecular weight of Compound C is 1000 or more, it is easy to obtain the
化合物Cとしては、例えば、D3OH(s)(商品名:松村石油研究所(MORESCO)社製)が挙げられる。D3OH(s)(商品名)は、一般式(3)中のsの値を、平均分子量が1000〜2000の範囲内となるように調整されたものである。 Examples of compound C include D3OH (s) (trade name: manufactured by Matsumura Oil Research Institute (MORESCO)). D3OH (s) (trade name) is obtained by adjusting the value of s in the general formula (3) so that the average molecular weight is in the range of 1000 to 2000.
本実施形態では、保護層3の最表面に接して化合物A〜化合物Cを含む潤滑剤層4が設けられているため、以下に示すように、潤滑剤層4の厚みを薄くできる。
化合物Aは、上述したように、面方向に広がって配置されやすいため、網目状となりやすく、化合物A同士の間に隙間が形成されやすい。化合物Bおよび化合物Cは、環状骨格を有しておらず、パーフルオロポリエーテル鎖中の炭素原子数に対する酸素原子数(エーテル結合(−O−)数)が適正であるため、適度な硬さを有する。このため、本実施形態の潤滑剤層4では、化合物A同士の間に形成された隙間に化合物Bおよび化合物Cが入り込み、化合物A同士の隙間が埋められる。その結果、潤滑剤層4の隙間からの環境物質の侵入による磁気記録媒体11の汚染を防止でき、潤滑剤層4の厚みを薄くできる。
In the present embodiment, since the
As described above, since the compound A is likely to be spread and arranged in the plane direction, it tends to be a network, and a gap is easily formed between the compounds A. Since compound B and compound C do not have a cyclic skeleton and the number of oxygen atoms relative to the number of carbon atoms in the perfluoropolyether chain (the number of ether bonds (—O—)) is appropriate, moderate hardness Have For this reason, in the
これに対し、例えば、潤滑剤層4に代えて、化合物Aのみを用いて平均膜厚2nm以下の膜を形成した場合、化合物Aが大きな環状骨格の分子構造を有するため、網目状の膜となり、潤滑剤層4に隙間が形成され、保護層3の表面を十分に高い被覆率で被覆できない。
潤滑剤層に隙間が存在していると、磁気記録媒体の表面に吸着したイオン性不純物などの汚染物質を生成させる環境物質が、潤滑剤層の隙間を通り抜けて、潤滑剤層の下層に侵入する。潤滑剤層の下層に侵入した環境物質は、そこに存在する微少なイオン成分を凝集させて、イオン性の汚染物質を生成する。そして、磁気記録再生の際に、この汚染物質(凝集成分)が磁気ヘッドに付着(転写)して、磁気ヘッドを破損したり、磁気記録再生装置の磁気記録再生特性を低下させたりする。このような潤滑剤層の隙間からの環境物質の侵入に起因する問題は、磁気記録媒体を高温条件下に保持した場合より顕著に現れる。
On the other hand, for example, when a film having an average film thickness of 2 nm or less is formed using only the compound A instead of the
If there is a gap in the lubricant layer, environmental substances that generate contaminants such as ionic impurities adsorbed on the surface of the magnetic recording medium pass through the gap in the lubricant layer and enter the lower layer of the lubricant layer. To do. The environmental substance that has entered the lower layer of the lubricant layer aggregates minute ionic components present therein to generate ionic contaminants. Then, during magnetic recording / reproduction, this contaminant (aggregation component) adheres (transfers) to the magnetic head, which damages the magnetic head or degrades the magnetic recording / reproduction characteristics of the magnetic recording / reproducing apparatus. Problems caused by the intrusion of environmental substances from the gaps in the lubricant layer appear more markedly than when the magnetic recording medium is held under high temperature conditions.
また、潤滑剤層4に代えて、化合物Bのみを用いて平均膜厚2nm以下の膜を形成した場合、化合物Bと保護層3との結合力(濡れ性)が不十分なため、アイランド状の膜となり、保護層3の表面を十分に高い被覆率で被覆できない。
また、潤滑剤層4に代えて、化合物Cのみを用いて平均膜厚2nm以下の膜を形成した場合、化合物Cと保護層3との結合力(濡れ性)が不十分なため、アイランド状の膜となり、保護層3の表面を十分に高い被覆率で被覆できない。
In addition, when a film having an average film thickness of 2 nm or less is formed using only Compound B instead of the
In addition, when a film having an average film thickness of 2 nm or less is formed using only the compound C instead of the
(質量比(A/(A+B+C)))
化合物A、BおよびCの質量の和に対する化合物Aの質量の比(A/(A+B+C))は0.05〜0.6の範囲内であり、0.1〜0.5の範囲内であることが好ましい。質量比(A/(A+B+C))を0.05〜0.6の範囲内とすることにより、窒素含有層3bの最表面に含まれる窒素原子と化合物A〜化合物Cに含まれる水酸基との結合数を確保できるとともに、窒素含有層3bの最表面に含まれる炭素原子と、化合物Aに含まれる六員環との結合数を十分に確保できる。よって、保護層3と潤滑剤層4とが高い結合力で結合される。また、質量比(A/(A+B+C))を0.6以下、好ましくは0.5以下とすることで、化合物A同士の間に形成された隙間を、十分な量の化合物Bおよび化合物Cによって埋めることができ、潤滑剤層4の隙間からの環境物質の侵入による磁気記録媒体11の汚染を防止できる。質量比(A/(A+B+C))を0.05以上、好ましくは0.1以上とすることで、窒素含有層3bの最表面上で過剰な化合物Bおよび化合物Cがアイランド状となることに起因する保護層3の被覆率の低下を防止できる。
(Mass ratio (A / (A + B + C)))
The ratio of the mass of compound A to the sum of the masses of compounds A, B and C (A / (A + B + C)) is in the range of 0.05 to 0.6 and in the range of 0.1 to 0.5. It is preferable. By combining the mass ratio (A / (A + B + C)) within the range of 0.05 to 0.6, the bond between the nitrogen atom contained in the outermost surface of the nitrogen-containing
質量比(A/(A+B+C))が0.05未満である場合、化合物Aが不足して化合物Bおよび化合物Cが過剰となるため、潤滑剤層4がアイランド状となりやすくなり、保護層3に対する被覆率が不十分になる。また、質量比(A/(A+B+C))が0.6を超える場合、化合物B、Cが不足して、潤滑剤層4が網目状となりやすくなり、保護層3に対する被覆率が不十分になる。
When the mass ratio (A / (A + B + C)) is less than 0.05, the compound A is insufficient and the compound B and the compound C are excessive. The coverage is insufficient. In addition, when the mass ratio (A / (A + B + C)) exceeds 0.6, the compounds B and C are insufficient, and the
(質量比(B/(A+B+C)))
本実施形態の潤滑剤層に含まれる、化合物A、BおよびCの質量の和に対する化合物Bの質量の比(B/(A+B+C))は、0.05〜0.5の範囲内であり、0.1〜0.4の範囲内であることが好ましい。質量比(B/(A+B+C))を0.5以下、好ましくは0.4以下とすることで、4つの水酸基を有する化合物Bが過剰となって、化合物A〜化合物Cに含まれる水酸基が過剰となることにより、窒素含有層3bの最表面に含まれる窒素原子と結合されない水酸基が生じることが防止される。したがって、窒素含有層3bの最表面に含まれる窒素原子と化合物A化合物Cに含まれる水酸基との結合による結合力と、窒素含有層3bの最表面に含まれる炭素原子と化合物Aに含まれる六員環との結合力とが、十分に得られる。よって、保護層3と潤滑剤層4とが高い結合力で結合される。質量比(B/(A+B+C))を0.05以上、好ましくは0.1以上とすることで、4つの水酸基を有する化合物Bが不足することが防止され、窒素含有層3bの最表面に含まれる窒素原子と化合物A〜化合物Cに含まれる水酸基との結合数を確保できる。よって、保護層3と潤滑剤層4とが高い結合力で結合される。
(Mass ratio (B / (A + B + C)))
The ratio of the mass of the compound B to the sum of the masses of the compounds A, B and C (B / (A + B + C)) contained in the lubricant layer of the present embodiment is in the range of 0.05 to 0.5, It is preferable to be within the range of 0.1 to 0.4. By setting the mass ratio (B / (A + B + C)) to 0.5 or less, preferably 0.4 or less, the compound B having four hydroxyl groups becomes excessive, and the hydroxyl groups contained in the compounds A to C are excessive. This prevents a hydroxyl group that is not bonded to a nitrogen atom contained on the outermost surface of the nitrogen-containing
質量比(B/(A+B+C))が0.05未満である場合、または、質量比(B/(A+B+C))が0.5を超えた場合は、化合物A、B、Cの混合バランスが悪くなり、各化合物による保護層3表面の未被覆領域の補完がなされず、保護層3の被覆率が不十分になる。
When the mass ratio (B / (A + B + C)) is less than 0.05 or when the mass ratio (B / (A + B + C)) exceeds 0.5, the mixing balance of the compounds A, B and C is poor. Thus, the uncovered area on the surface of the
(質量比(C/(A+B+C)))
化合物A、BおよびCの質量の和に対する化合物Cの質量比(C/(A+B+C))は、0.05〜0.9の範囲内であるものであり、0.1〜0.8の範囲内であることが好ましい。質量比(C/(A+B+C))を0.9以下、好ましくは0.8以下とすることで、3つの水酸基を有する化合物Cが過剰となって、相対的に化合物Aが少なくなることにより、窒素含有層3bの最表面に含まれる炭素原子と化合物Aに含まれる六員環との結合力が不足することを防止できる。また、質量比(C/(A+B+C))を0.05以上、好ましくは0.1以上とすることで、4つの水酸基を有する化合物Bが過剰となって、窒素含有層3bの最表面に含まれる窒素原子と結合されない水酸基が生じることが防止されるとともに、化合物Aが過剰となって、潤滑剤層4が網目状となることが防止される。
(Mass ratio (C / (A + B + C)))
The mass ratio of compound C to the sum of the masses of compounds A, B and C (C / (A + B + C)) is in the range of 0.05 to 0.9 and in the range of 0.1 to 0.8. It is preferable to be within. By setting the mass ratio (C / (A + B + C)) to 0.9 or less, preferably 0.8 or less, the compound C having three hydroxyl groups becomes excessive, and the compound A relatively decreases. It can be prevented that the bonding force between the carbon atom contained in the outermost surface of the nitrogen-containing
質量比(C/(A+B+C))が0.05未満である場合、または、質量比(C/(A+B+C))が0.9を超えた場合は、化合物A、B、Cの混合バランスが悪くなり、各化合物による保護層3表面の未被覆領域の補完がなされず、保護層3に対する被覆率が不十分になる。
When the mass ratio (C / (A + B + C)) is less than 0.05 or when the mass ratio (C / (A + B + C)) exceeds 0.9, the mixing balance of the compounds A, B and C is poor. Thus, the uncovered area on the surface of the
(潤滑剤層の膜厚)
潤滑剤層4の平均膜厚は、0.5nm(5Å)〜2nm(20Å)の範囲内であり、1nm〜1.9nmの範囲内であることが好ましい。
潤滑剤層4の平均膜厚を0.5nm以上とすることにより、潤滑剤層4が化合物Aと化合物Bと化合物Cとを含むことによる特性が十分に発揮される。すなわち、化合物A同士の間に形成された隙間に化合物Bおよび化合物Cが入り込み、化合物A同士の隙間が埋められるとともに、窒素含有層3bの最表面に含まれる窒素原子と化合物A〜化合物Cに含まれる水酸基との結合による結合力と、窒素含有層3bの最表面に含まれる炭素原子と化合物Aに含まれる六員環との結合力とが十分に得られる。よって、平均膜厚0.5nm以上の潤滑剤層4は、保護層3と強い結合力で結合され、アイランド状または網目状とならず、潤滑剤層4の隙間からの環境物質の侵入による磁気記録媒体11の汚染を防止できる。
また、潤滑剤層4の平均膜厚を2nm以下とすることにより、磁気ヘッドの浮上量を十分小さくすることができ、磁気記録媒体11の記録密度を高くすることができる。
(Thickness of lubricant layer)
The average film thickness of the
By setting the average film thickness of the
Further, by setting the average film thickness of the
(潤滑剤層の形成方法)
潤滑剤層4は、例えば、非磁性基板1上に保護層3までの各層が形成された製造途中の磁気記録媒体を用意し、製造途中の磁気記録媒体の保護層3上に、潤滑剤層形成用溶液を塗布することによって形成できる。
(Formation method of lubricant layer)
As the
潤滑剤層形成用溶液は、例えば、化合物A、BおよびCを、上述した質量比の範囲内となるように混合し、溶媒で希釈して塗布方法に適した粘度および濃度とすることにより得られる。
潤滑剤層形成用溶液に用いられる溶媒としては、例えば、バートレルXF(商品名、三井デュポンフロロケミカル社製)等のフッ素系溶媒などが挙げられる。
潤滑剤層形成用溶液の塗布方法としては、特に限定されないが、例えば、スピンコート法やディップ法などが挙げられる。
The lubricant layer forming solution is obtained, for example, by mixing the compounds A, B and C so as to be within the above-mentioned mass ratio range and diluting with a solvent to obtain a viscosity and concentration suitable for the coating method. It is done.
Examples of the solvent used in the lubricant layer forming solution include fluorine-based solvents such as Vertrel XF (trade name, manufactured by Mitsui DuPont Fluorochemical Co., Ltd.).
The method for applying the lubricant layer forming solution is not particularly limited, and examples thereof include a spin coating method and a dip method.
ディップ法をとしては、例えば、ディップコート装置の浸漬槽に入れられた潤滑剤層形成用溶液中に、保護層3までの各層が形成された非磁性基板1を浸漬し、その後、浸漬槽から非磁性基板1を所定の速度で引き上げる方法が挙げられる。ディップ法を用いることで、潤滑剤層形成用溶液を非磁性基板1の保護層3上の表面に均一に塗布することができ、保護層3上に均一な膜厚の潤滑剤層4を形成できる。
As the dip method, for example, the nonmagnetic substrate 1 on which each layer up to the
(磁気記録再生装置)
次に、本発明の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、本発明の実施形態である磁気記録再生装置の一例を示す斜視図である。
(Magnetic recording / reproducing device)
Next, an example of a magnetic recording / reproducing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a perspective view showing an example of a magnetic recording / reproducing apparatus according to an embodiment of the present invention.
本発明の実施形態である磁気記録再生装置101は、図1に示す本発明の実施形態に係る磁気記録媒体11と、磁気記録媒体11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と、磁気ヘッド124からの記録再生信号の処理を行う記録再生信号処理部128とを具備したものである。
A magnetic recording / reproducing
磁気ヘッド124の素子部(再生部)をGMRヘッドあるいはTMRヘッドで構成することにより、高記録密度においても十分な信号強度を得ることができ、高記録密度を持った磁気記録再生装置を実現することができる。
By configuring the element part (reproducing part) of the
本実施形態の磁気記録再生装置101は、汚染されにくい磁気記録媒体11を具備しているので、汚染物質が磁気ヘッド124に転写されて、記録再生特性が低下したり、浮上安定性が損なわれたりすることを防止できる。したがって、本実施形態の磁気記録再生装置101は、安定した磁気記録再生特性を有する。
Since the magnetic recording / reproducing
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。なお、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で、適宜選択した条件にて実施できる。 Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples. In addition, this invention is not limited only to these Examples, In the range which does not change the summary, it can implement on the conditions selected suitably.
(実施例1)
洗浄済みのガラス基板(HOYA社製、外形2.5インチ)を、DCマグネトロンスパッタ装置(アネルバ社製C−3040)の成膜チャンバ内に収容して、到達真空度1×10−5Paとなるまで成膜チャンバ内を排気した。
その後、スパッタリング法によりCrターゲットを用いて、ガラス基板の上に層厚10nmの密着層を形成した。
Example 1
A cleaned glass substrate (manufactured by HOYA, 2.5 inch outer diameter) is accommodated in a film forming chamber of a DC magnetron sputtering apparatus (C-3040 made by Anelva), and the ultimate vacuum is 1 × 10 −5 Pa. The inside of the deposition chamber was evacuated until
Thereafter, an adhesion layer having a layer thickness of 10 nm was formed on the glass substrate using a Cr target by a sputtering method.
次いで、スパッタリング法により、密着層の上に軟磁性下地層を形成した。軟磁性下地層としては、第1軟磁性層と中間層と第2軟磁性層を順に形成した。まず、Co−20Fe−5Zr−5Ta{Fe含有量20原子%、Zr含有量5原子%、Ta含有量5原子%、残部Co}のターゲットを用いて100℃以下の基板温度で、層厚25nmの第1軟磁性層を成膜した。次に、層厚0.7nmのRuからなる中間層を形成した。その後、層厚25nmのCo−20Fe−5Zr−5Taからなる第2軟磁性層を成膜した。 Next, a soft magnetic underlayer was formed on the adhesion layer by sputtering. As the soft magnetic underlayer, a first soft magnetic layer, an intermediate layer, and a second soft magnetic layer were formed in this order. First, using a Co-20Fe-5Zr-5Ta {Fe content 20 atomic%, Zr content 5 atomic%, Ta content 5 atomic%, balance Co} target at a substrate temperature of 100 ° C. or lower, a layer thickness of 25 nm The first soft magnetic layer was formed. Next, an intermediate layer made of Ru having a layer thickness of 0.7 nm was formed. Thereafter, a second soft magnetic layer made of Co-20Fe-5Zr-5Ta having a layer thickness of 25 nm was formed.
次に、軟磁性下地層の上に、スパッタリング法によりNi−6W{W含有量6原子%、残部Ni}ターゲットを用いて、層厚5nmのシード層を形成した。
その後、シード層の上に、スパッタリング法により第1の配向制御層として、スパッタ圧力を0.8Paとして層厚10nmのRu層を成膜した。次に、第1の配向制御層上に、スパッタリング法により第2の配向制御層として、スパッタ圧力を1.5Paとして層厚10nmのRu層を形成した。
Next, a seed layer having a layer thickness of 5 nm was formed on the soft magnetic underlayer by a sputtering method using a Ni-6W {W content 6 atom%, remaining Ni} target.
Thereafter, a Ru layer having a thickness of 10 nm was formed on the seed layer as a first orientation control layer by sputtering, with a sputtering pressure of 0.8 Pa. Next, a Ru layer having a thickness of 10 nm was formed on the first alignment control layer by sputtering as a second alignment control layer with a sputtering pressure of 1.5 Pa.
続いて、スパッタリング法により、第2の配向制御層の上に、91(Co15Cr16Pt)−6(SiO2)−3(TiO2){Cr含有量15原子%、Pt含有量16原子%、残部Coの合金を91mol%、SiO2を6mol%、TiO2を3mol%}からなる第1磁性層を、層厚9nmとなるように形成した。ここでのスパッタ圧力は、2Paとした。
Subsequently, 91 (Co15Cr16Pt) -6 (SiO 2 ) -3 (TiO 2 ) {Cr content of 15 atomic%, Pt content of 16 atomic%, and the remaining Co on the second alignment control layer by sputtering. A first magnetic layer made of the alloy of 91 mol%, SiO 2 6 mol%, and
次に、スパッタリング法により、第1磁性層の上に、88(Co30Cr)−12(TiO2){Cr含有量30原子%、残部Coの合金を88mol%、TiO2を12mol%}からなる非磁性層を、層厚0.3nmとなるように形成した。
その後、スパッタリング法により、非磁性層の上に、92(Co11Cr18Pt)−5(SiO2)−3(TiO2){Cr含有量11原子%、Pt含有量18原子%、残部Coの合金を92mol%、SiO2を5mol%、TiO2を3mol%}からなる第2磁性層を、層厚6nmとなるように形成した。ここでのスパッタ圧力は、2Paとした。
Next, by sputtering, the first magnetic layer is made of 88 (Co30Cr) -12 (TiO 2 ) {Cr content 30 atomic%, balance Co alloy 88 mol%, TiO 2 12 mol%}. The magnetic layer was formed to have a layer thickness of 0.3 nm.
Then, 92 (Co11Cr18Pt) -5 (SiO 2 ) -3 (TiO 2 ) {Cr content of 11 atomic%, Pt content of 18 atomic%, and the balance Co of 92 mol on the nonmagnetic layer by sputtering. %, SiO 2 5 mol%,
その後、スパッタリング法により、第2磁性層の上に、Ruからなる非磁性層を層厚0.3nmで形成した。
次いで、スパッタリング法により、非磁性層の上に、Co−20Cr−14Pt−3B{Cr含有量20原子%、Pt含有量14原子%、B含有量3原子%、残部Co}からなるターゲットを用いて、スパッタ圧力を0.6Paとして第3磁性層を層厚7nmで形成した。
Thereafter, a nonmagnetic layer made of Ru was formed with a layer thickness of 0.3 nm on the second magnetic layer by sputtering.
Next, a target composed of Co-20Cr-14Pt-3B {Cr content 20 atomic%, Pt content 14 atomic%,
「保護層の形成」
磁性層の表面に、原料ガスとしてガス化したトルエンを用い、イオンビーム蒸着法により、水素化炭素膜を形成した。水素化炭素膜を成膜する際には、まず成膜室に供給する原料ガスのガス流量を2.9SCCM、反応圧力を0.2Paとした。さらに、原料ガスの励起源であるカソード電力を225W(AC22.5V、10A)とした。そして、カソード電極とそれを覆うアノード電極間の電圧を75V、電流を1650mA、イオンの加速電圧を200V、電流を180mA、成膜時間を1.5秒とし、厚さが3.5nmになるように水素化炭素膜を成膜した。水素化炭素膜の形成後、原料ガスの供給を停止し、成膜室内を2秒間排気した。
`` Formation of protective layer ''
A hydrogenated carbon film was formed on the surface of the magnetic layer by ion beam deposition using gasified toluene as a source gas. When forming the hydrogenated carbon film, first, the gas flow rate of the source gas supplied to the film formation chamber was set to 2.9 SCCM, and the reaction pressure was set to 0.2 Pa. Furthermore, the cathode power, which is an excitation source of the source gas, was set to 225 W (AC 22.5 V, 10 A). The voltage between the cathode electrode and the anode electrode covering it is 75 V, the current is 1650 mA, the ion acceleration voltage is 200 V, the current is 180 mA, the film formation time is 1.5 seconds, and the thickness is 3.5 nm. A hydrogenated carbon film was formed. After the hydrogenated carbon film was formed, the supply of the source gas was stopped and the film formation chamber was evacuated for 2 seconds.
次いで、ガス流量2SCCM、反応圧力を5Paとして、成膜室内に窒素ガスを供給した。そして、カソード電力を128W(AC16V、8A)とし、カソード電極とアノード電極間の電圧を75V、電流を1000mA、イオンの加速電圧を200V、電流を90mA、処理時間を1秒とし、窒素ガスから形成した窒素イオンを、水素化炭素膜の表面に照射し、窒素プラズマに暴露した。これにより、水素化炭素膜の表面を脱水素化および窒化した。 Next, nitrogen gas was supplied into the film formation chamber at a gas flow rate of 2 SCCM and a reaction pressure of 5 Pa. The cathode power is 128W (AC16V, 8A), the voltage between the cathode and anode is 75V, the current is 1000mA, the ion acceleration voltage is 200V, the current is 90mA, the treatment time is 1 second, and it is formed from nitrogen gas. The surface of the hydrogenated carbon film was irradiated with the nitrogen ions thus exposed to nitrogen plasma. Thereby, the surface of the hydrogenated carbon film was dehydrogenated and nitrided.
水素化炭素膜の表面処理(脱水素化および窒化)後、その最表面(保護層の最表面)の組成を、X線光電子分光法(Electron Spectroscopy for Chemical Analysis(ESCA))で測定した。その結果を表1に示す。 After the surface treatment (dehydrogenation and nitridation) of the hydrogenated carbon film, the composition of the outermost surface (outermost surface of the protective layer) was measured by X-ray photoelectron spectroscopy (Electron Spectroscopy for Chemical Analysis (ESCA)). The results are shown in Table 1.
「潤滑剤層の形成」
次に、表1および以下に示す化合物を、表1に示す質量比でバートレルXF(商品名、三井デュポンフロロケミカル社製)に溶解し、潤滑剤層形成用溶液を得た。潤滑剤層形成用溶液中に含まれる化合物の濃度は、0.3質量%とした。
"Formation of lubricant layer"
Next, Table 1 and the compounds shown below were dissolved in Vertrel XF (trade name, manufactured by Mitsui Dupont Fluoro Chemical Co., Ltd.) at a mass ratio shown in Table 1 to obtain a lubricant layer forming solution. The concentration of the compound contained in the lubricant layer forming solution was 0.3% by mass.
次に、ディップ法を用いて、潤滑剤層形成用溶液を、非磁性基板の保護層上に塗布した。
すなわち、ディップコート装置の浸漬槽に入れられた潤滑剤層形成用溶液中に、保護層までの各層が形成された非磁性基板を浸漬し、その後、浸漬槽から非磁性基板を一定の速度で引き上げた。このようにして潤滑剤層の層厚が1.3nmとなるように、潤滑剤層形成用溶液を非磁性基板の保護層上の表面に塗布した。
その後、潤滑剤層形成用溶液の塗布された表面を乾燥させることにより、潤滑剤層を形成し、実施例1の磁気記録媒体を得た。
Next, a solution for forming a lubricant layer was applied on the protective layer of the nonmagnetic substrate by using a dip method.
That is, the nonmagnetic substrate on which each layer up to the protective layer is formed is immersed in the lubricant layer forming solution placed in the immersion tank of the dip coater, and then the nonmagnetic substrate is removed from the immersion tank at a constant speed. Raised. In this way, the lubricant layer forming solution was applied to the surface of the nonmagnetic substrate on the protective layer so that the layer thickness of the lubricant layer was 1.3 nm.
Thereafter, the surface coated with the lubricant layer forming solution was dried to form a lubricant layer, whereby the magnetic recording medium of Example 1 was obtained.
(実施例2〜9、比較例1〜16)
水素化炭素膜の表面処理(脱水素化および窒化)の処理時間を調整することにより、保護層の最表面の組成を変化させたことと、潤滑剤層の形成の形成に用いた化合物の種類および質量比を表1に示すように変化させたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例2〜9、比較例1〜16の磁気記録媒体を得た。なお、比較例11および比較例12においては、その他の化合物の質量を化合物Aの質量とみなして質量比を算出した。
また、実施例2〜9、比較例1〜16の磁気記録媒体を製造する途中における水素化炭素膜の表面処理が終了した段階で、水素化炭素膜の最表面(保護層の最表面)の組成を、二次イオン質量分析法(SIMS)で測定した。その結果を表1に示す。
(Examples 2-9, Comparative Examples 1-16)
By adjusting the treatment time of the surface treatment (dehydrogenation and nitridation) of the hydrogenated carbon film, the composition of the outermost surface of the protective layer was changed, and the type of compound used to form the formation of the lubricant layer The magnetic recording media of Examples 2 to 9 and Comparative Examples 1 to 16 were obtained in the same manner as in Example 1 except that the mass ratio was changed as shown in Table 1. In Comparative Example 11 and Comparative Example 12, the mass ratio was calculated by regarding the mass of other compounds as the mass of Compound A.
Further, at the stage where the surface treatment of the hydrogenated carbon film during the production of the magnetic recording media of Examples 2 to 9 and Comparative Examples 1 to 16 was completed, the outermost surface of the hydrogenated carbon film (the outermost surface of the protective layer) The composition was measured by secondary ion mass spectrometry (SIMS). The results are shown in Table 1.
実施例および比較例において、潤滑剤層の形成の形成に用いた化合物は以下のとおりである。
ART−1(商品名:松村石油研究所(MORESCO)社製)平均分子量1700
D4OH(s)(商品名:松村石油研究所(MORESCO)社製)平均分子量1600
D3OH(s)(商品名:松村石油研究所(MORESCO)社製)平均分子量1700
A2OH;A2OH−2000(商品名:松村石油研究所(MORESCO)社製)
ADOH;ADOH−2000(商品名:松村石油研究所(MORESCO)社製)
In the examples and comparative examples, the compounds used for forming the lubricant layer are as follows.
ART-1 (trade name: manufactured by Matsumura Oil Research Institute (MORESCO)) average molecular weight 1700
D4OH (s) (trade name: Made by Matsumura Oil Research Institute (MORESCO)) Average molecular weight 1600
D3OH (s) (trade name: Matsumura Oil Research Institute (MORESCO)) average molecular weight 1700
A2OH; A2OH-2000 (trade name: Made by Matsumura Oil Research Institute (MORESCO))
ADOH; ADOH-2000 (trade name: Made by Matsumura Oil Research Institute (MORESCO))
A2OH−2000は、下記一般式(4)において、xを5とし、R1をCF3とし、R2を、−OCH2CF2O(CF2CF2O)t(CF2O)uCF2CH2OH(tは10.5,uは10.1)としたものである。
ADOH−2000は、下記一般式(4)において、xを5とし、R1をCF3とし、R2を、−OCH2CF2O(CF2CF2O)p(CF2O)qCF2CH2OCH2CH(OH)CH2OH(pは10.7,qは10.4)としたものである。
A2OH-2000 is represented by the following general formula (4), wherein x is 5, R 1 is CF 3, and R 2 is —OCH 2 CF 2 O (CF 2 CF 2 O) t (CF 2 O) u CF 2 CH 2 OH (t is 10.5, u is 10.1).
In ADOH-2000, in the following general formula (4), x is 5, R 1 is CF 3, and R 2 is —OCH 2 CF 2 O (CF 2 CF 2 O) p (CF 2 O) q CF 2 CH 2 OCH 2 CH (OH) CH 2 OH (p is 10.7, q is 10.4).
(磁気記録媒体の耐環境性評価)
実施例1〜9および比較例1〜16の磁気記録媒体の耐環境性について、高温環境下で汚染物質を生成させる環境物質による磁気記録媒体の汚染の状態を調べる手法の一つを用いて評価した。以下に示す耐環境性の評価では、環境物質としてSiイオンを用い、環境物質によって生成された汚染物質量として、Si吸着量を測定した。
(Evaluation of environmental resistance of magnetic recording media)
The environmental resistance of the magnetic recording media of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 16 is evaluated using one of the methods for examining the state of contamination of the magnetic recording media by environmental substances that generate pollutants in a high temperature environment. did. In the environmental resistance evaluation shown below, Si ions were used as environmental substances, and the amount of adsorbed Si was measured as the amount of contaminants generated by the environmental substances.
具体的には、まず、評価対象である磁気記録媒体を、温度85℃、湿度0%の高温環境下で、シロキサン系Siゴムの存在下に240時間保持した。次に、磁気記録媒体の表面に存在するSi吸着量を、SIMSを用いて分析測定し、Siイオンによる汚染の程度を評価した。なお、Si吸着量の評価は、比較例1の結果を1.00としたときの相対的な数値を用いて評価した。その結果を表1に示す。 Specifically, first, the magnetic recording medium to be evaluated was held for 240 hours in the presence of a siloxane-based Si rubber in a high-temperature environment at a temperature of 85 ° C. and a humidity of 0%. Next, the amount of Si adsorbed on the surface of the magnetic recording medium was analyzed and measured using SIMS to evaluate the degree of contamination by Si ions. In addition, evaluation of Si adsorption amount was evaluated using the relative numerical value when the result of the comparative example 1 was set to 1.00. The results are shown in Table 1.
表1より、実施例1〜9の磁気記録媒体では、比較例1〜16の磁気記録媒体と比較して、Si吸着量が少なく、高温環境下において環境物質に汚染されにくいことが明らかになった。これは、実施例1〜9の磁気記録媒体では、潤滑剤層がアイランド状または網目状とならず、潤滑剤層と保護層とが強い結合力で結合されているため、潤滑剤層の平均膜厚が薄くても、潤滑剤層によって高い被覆率で保護層が被覆されていることによるものと推定される。 Table 1 reveals that the magnetic recording media of Examples 1 to 9 have a smaller amount of Si adsorption than the magnetic recording media of Comparative Examples 1 to 16, and are less likely to be contaminated with environmental substances in a high temperature environment. It was. This is because in the magnetic recording media of Examples 1 to 9, the lubricant layer does not have an island shape or a mesh shape, and the lubricant layer and the protective layer are bonded with a strong bonding force. Even if the film thickness is small, it is presumed that the protective layer is covered with the lubricant layer at a high coverage.
本発明の磁気記録媒体及び磁気記録再生装置は、高記録密度の磁気記録媒体及び磁気記録再生装置を利用・製造する産業において利用可能性がある。 The magnetic recording medium and magnetic recording / reproducing apparatus of the present invention can be used in industries that use and manufacture high-density magnetic recording media and magnetic recording / reproducing apparatuses.
1…非磁性基板、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。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Nonmagnetic board | substrate, 2 ... Magnetic layer, 3 ... Protective layer, 4 ... Lubricant layer, 11 ... Magnetic recording medium, 101 ... Magnetic recording / reproducing apparatus, 123 ... Medium drive part, 124 ... Magnetic head, 126 ...
Claims (5)
前記保護層は、前記潤滑剤層側の最表面が炭素と50原子%〜90原子%の範囲内の窒素とを含み、
前記潤滑剤層は、前記最表面に接して形成され、平均膜厚が0.5nm〜2nmの範囲内であり、下記一般式(1)に示す化合物Aと、下記一般式(2)に示す化合物Bと、下記一般式(3)に示す化合物Cとを含み、前記潤滑剤層に含まれる前記化合物A、BおよびCの質量の和に対して、前記化合物Aの質量の比(A/(A+B+C))が0.05〜0.6の範囲内であり、前記化合物Bの質量の比(B/(A+B+C))が0.05〜0.5の範囲内であり、前記化合物Cの質量の比(C/(A+B+C))が0.05〜0.9の範囲内であることを特徴とする磁気記録媒体。
R1−C6H4OCH2CH(OH)CH2OCH2−R2−CH2OCH2CH(OH)CH2OH ‥‥(1)
(一般式(1)中、R1は、炭素数1〜4のアルコキシ基である。R2は、−CF2O(CF2CF2O)x(CF2O)yCF2−(x、yのカッコ内は、この順に、または逆に、またはランダムにつなげて良い(x、yは、それぞれ0〜15の整数である。)。)。)
CH2(OH)CH(OH)CH2OCH2CF2CF2(OCF2CF2CF2)mOCF2CF2CH2OCH2CH(OH)CH2OH ‥‥(2)
(一般式(2)中、mは4〜50の範囲の整数である。)
HOCH2CF2CF2O(CF2CF2CF2O)sCF2CF2CH2OCH2CH(OH)CH2OH ‥‥(3)
(一般式(3)中、sは整数である。) A magnetic recording medium having at least a magnetic layer, a protective layer, and a lubricant layer in this order on a nonmagnetic substrate,
The protective layer includes carbon on the outermost surface on the lubricant layer side and nitrogen in a range of 50 atomic% to 90 atomic%,
The lubricant layer is formed in contact with the outermost surface, has an average film thickness in a range of 0.5 nm to 2 nm, and is represented by the following general formula (1) and the following general formula (2). The ratio of the mass of the compound A (A /) to the sum of the masses of the compounds A, B and C contained in the lubricant layer, including the compound B and the compound C represented by the following general formula (3) (A + B + C)) is in the range of 0.05 to 0.6, the mass ratio (B / (A + B + C)) of the compound B is in the range of 0.05 to 0.5, and A magnetic recording medium having a mass ratio (C / (A + B + C)) in the range of 0.05 to 0.9.
R1-C 6 H 4 OCH 2 CH (OH) CH 2 OCH 2 -R2-CH 2 OCH 2 CH (OH) CH 2 OH ‥‥ (1)
(In General Formula (1), R1 is an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. R2 is —CF 2 O (CF 2 CF 2 O) x (CF 2 O) yCF 2 — (x, y The parentheses may be connected in this order, reversely or randomly (x and y are each an integer of 0 to 15).)
CH 2 (OH) CH (OH) CH 2 OCH 2 CF 2 CF 2 (OCF 2 CF 2 CF 2 ) m OCF 2 CF 2 CH 2 OCH 2 CH (OH) CH 2 OH (2)
(In general formula (2), m is an integer in the range of 4-50.)
HOCH 2 CF 2 CF 2 O ( CF 2 CF 2 CF 2 O) sCF 2 CF 2 CH 2 OCH 2 CH (OH) CH 2 OH ‥‥ (3)
(In general formula (3), s is an integer.)
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