JP2017157254A - Magnetic recording medium and magnetic recording reproducer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁気記録媒体および磁気記録再生装置に関する。 The present invention relates to a magnetic recording medium and a magnetic recording / reproducing apparatus.
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.
従来から、磁気記録媒体として、非磁性基板上に記録層等を積層した後、記録層上にカーボン等の保護層を形成し、さらに保護層上に潤滑剤層を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 are magnetic recording media in which a recording layer or the like is laminated on a nonmagnetic substrate, a protective layer such as carbon is formed on the recording layer, and a lubricant layer is further formed on the protective layer. 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著しく低減させることができ、耐久性が向上される。 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, the magnetic head of the magnetic recording / reproducing apparatus can be prevented from contacting the protective layer, and the frictional force of the magnetic head sliding on the magnetic recording medium can be significantly reduced. 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。 As lubricants used for magnetic recording media, perfluoropolyether lubricants, aliphatic hydrocarbon lubricants, and the like have been proposed.
例えば、特許文献1には、HOCH2−CF2O−(C2F4O)p−(CF2O)q−CH2OHの構造をもつパーフロロアルキルポリエーテルの潤滑剤が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a lubricant of perfluoroalkyl polyether having a structure of HOCH 2 —CF 2 O— (C 2 F 4 O) p — (CF 2 O) q —CH 2 OH. Yes.
また、特許文献2には、化学式
HO−CH2CH(OH)−CH2OCH2CF2O−(CF2CF2O)m−(CF2O)n―CF2CH2OCH2―CH(OH)CH2−OH
〔式中、m、nは整数、数平均分子量は500〜5000である。〕
で表される含フッ素化合物よりなる潤滑剤が開示されている。
[Wherein, m and n are integers, and the number average molecular weight is 500 to 5,000. ]
The lubricant which consists of a fluorine-containing compound represented by these is disclosed.
さらに、特許文献3には、−CF2O−、−CF2CF2O−から選ばれたパーフルオロオキシアルキレン単位がランダムに分布した配列よりなり、さらに官能末端基Aを有する、式(1)及び(5)
A−OCH2CF2O(CF2CF2O)p(CF2O)qCF2CH2O−A(1)
A−〔OCH2CF2O(CF2CF2O)p(CF2O)qCF2CH2OH〕6−z(5)
[式中、Aは、特定の基であり、pおよびqは1〜30の実数、zは1〜5の整数である。]
で表されるホスファゼン化合物を含有する潤滑剤が開示されている。
Further, Patent Document 3, -CF 2 O -, - CF 2 CF 2 O- from selected perfluorooxyalkylene units becomes more sequences randomly distributed, further comprising a functional end group A, the formula (1 ) And (5)
A-OCH 2 CF 2 O (
A- [OCH 2 CF 2 O (CF 2 CF 2 O) p (CF 2 O)
[In formula, A is a specific group, p and q are real numbers of 1-30, z is an integer of 1-5. ]
The lubricant containing the phosphazene compound represented by these is disclosed.
また、特許文献4には、特定のホスファゼン化合物Aと、一般式(2)
HOCH2−CF2O−(C2F4O)p−(CF2O)q−CH2OH・・・(2)
[式中、pは4〜60の範囲の整数、qは4〜60の範囲の整数である。]
に示す化合物B1または一般式(3)
HOCH2CH(OH)−CH2OCH2CF2O−(C2F4O)r−(CF2O)s−CF2CH2OCH2−CH(OH)CH2OH・・・(3)
[式中、rは4〜36の範囲の整数、sは4〜36の範囲の整数である。]
に示す化合物B2と、を含む潤滑剤が開示されている。このとき、化合物B1に対する化合物Aの質量比(A/B1)または化合物B2に対する化合物Aの質量比(A/B2)が、0.05〜0.3の範囲内である。
Patent Document 4 discloses a specific phosphazene compound A and a general formula (2).
HOCH 2 -CF 2 O- (C 2 F 4 O) p - (CF 2 O) q -CH 2 OH ··· (2)
[Wherein, p is an integer in the range of 4 to 60, and q is an integer in the range of 4 to 60. ]
Compound B 1 or general formula (3)
HOCH 2 CH (OH) -CH 2 OCH 2 CF 2 O- (C 2 F 4 O) r - (CF 2 O) s -
[Wherein, r is an integer in the range of 4 to 36, and s is an integer in the range of 4 to 36. ]
Lubricant containing a compound B 2 shown in, is disclosed. Here, a weight ratio of Compound A to Compound B 1 (A / B 1) or the weight ratio of Compound A to Compound B 2 (A / B 2) is in the range of 0.05 to 0.3.
また、特許文献5には、式(1)
R1−C6H4O−CH2CH(OH)CH2OCH2−R2−CH2−O−R3
(式中、R1は、H、炭素数1〜4のアルコキシ基、アミノ基、又はアミド基である。R2は、−CF2O(CF2CF2O)x(CF2O)yCF2−、または−CF2CF2O(CF2CF2CF2O)zCF2CF2−、または−CF2CF2CF2O(CF2CF2CF2CF2O)nCF2CF2CF2−、である。x、yは、それぞれ0〜15の実数である。zは1〜15の実数である。nは0〜4の実数である。R3は、H、−CH2CH(OH)CH2OH、または−CH2CH(OH)CH2OCH2CH(OH)CH2OH、または−(CH2)mOHである。mは2〜6の整数である。)
で表される化合物を含有する潤滑剤が開示されている。
Further, Patent Document 5 discloses a formula (1).
R 1 -C 6 H 4 OCH 2 CH (OH) CH 2 OCH 2 -R 2 -CH 2 -O-R 3
(In the formula, R 1 is H, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, an amino group, or an amide group. R 2 is —CF 2 O (CF 2 CF 2 O) x (CF 2 O) y. CF 2 —, or —CF 2 CF 2 O (CF 2 CF 2 CF 2 O) z CF 2 CF 2 —, or —CF 2 CF 2 CF 2 O (CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 O) n CF 2 CF 2 CF 2- , x and y are each a real number of 0 to 15. z is a real number of 1 to 15. n is a real number of 0 to 4. R 3 is H,- CH 2 CH (OH) CH 2 OH, or —CH 2 CH (OH) CH 2 OCH 2 CH (OH) CH 2 OH, or — (CH 2 ) m OH, where m is an integer of 2 to 6. .)
The lubricant containing the compound represented by this is disclosed.
ここで、磁気記録再生装置の磁気ヘッドの浮上量をより小さくして記録密度を向上させるため、潤滑剤層をより一層薄くすることが求められている。 Here, in order to improve the recording density by reducing the flying height of the magnetic head of the magnetic recording / reproducing apparatus, it is required to make the lubricant layer much thinner.
しかしながら、潤滑剤層を薄くすると、潤滑剤層に隙間が形成されて潤滑剤層による磁気記録媒体の表面の被覆率が低下し、潤滑剤層の下層の一部が露出される場合があった。そして、潤滑剤層に隙間が形成されると、潤滑剤層の隙間から、潤滑剤層の下層に汚染物質を生成させる環境物質として、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シリコーンゴムからのアウトガスが侵入して、磁気記録媒体の表面が汚染されてしまう(例えば、特許文献4参照)。 However, when the lubricant layer is made thin, a gap is formed in the lubricant layer, the coverage of the surface of the magnetic recording medium by the lubricant layer is lowered, and a part of the lower layer of the lubricant layer may be exposed. . And when a gap is formed in the lubricant layer, a siloxane-based silicone used as a rubber seal for sealing a magnetic recording / reproducing device as an environmental substance that generates a contaminant in the lower layer of the lubricant layer from the gap in the lubricant layer Outgas from rubber enters and the surface of the magnetic recording medium is contaminated (see, for example, Patent Document 4).
本発明の一態様は、上記事情を鑑みてなされたものであり、潤滑剤層を薄くしても、磁気記録媒体の表面の汚染を効果的に防止することが可能な磁気記録媒体を提供することを目的とする。 One embodiment of the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a magnetic recording medium capable of effectively preventing contamination of the surface of the magnetic recording medium even when the lubricant layer is thinned. For the purpose.
[1]非磁性基板上に、磁性層と保護層と潤滑剤層とが順次積層されており、前記保護層は、炭素または水素化炭素を含み、前記潤滑剤層は、前記保護層に接しており、前記保護層は、前記潤滑剤層との界面にNを含み、前記潤滑剤層は、一般式
R1−C6H4OCH2CH(OH)CH2OCH2−R2−CH2OCH2CH(OH)CH2OC6H4−R1・・・(1)
(式中、R1は、炭素数が1〜4のアルコキシ基であり、R2は、一般式
−CF2O(CF2CF2O)x(CF2O)yCF2−
(式中、x、yは、それぞれ0〜15の整数である。)
で表される基、一般式
−CF2CF2O(CF2CF2CF2O)zCF2CF2−
(式中、zは1〜15の整数である。)
で表される基、または、一般式
−CF2CF2CF2O(CF2CF2CF2CF2O)nCF2CF2CF2−
(式中、nは0〜4の整数である。)
で表される基である。)
で表される化合物Aと、一般式
HOCH2CF2CF2O(CF2CF2CF2O)mCF2CF2CH2OCH2CH(OH)CH2OH・・・(2)
(式中、mは整数である。)
で表される化合物Bとを含み、前記化合物Aおよび前記化合物Bの総質量に対する前記化合物Aの質量の比が0.05〜0.9の範囲内であり、前記潤滑剤層は、平均厚みが0.5nm〜2nmの範囲内であることを特徴とする磁気記録媒体。
[2]前記化合物Aは、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は、平均分子量が1000〜4000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]前記保護層は、前記潤滑剤層との界面におけるNの含有量が50原子%〜90原子%の範囲内であることを特徴とする[1]〜[3]の何れか1項に記載の磁気記録媒体。
[5][1]〜[4]のいずれか1項に記載の磁気記録媒体と、磁気ヘッドと、を具備することを特徴とする磁気記録再生装置。
[1] A magnetic layer, a protective layer, and a lubricant layer are sequentially laminated on a nonmagnetic substrate. The protective layer contains carbon or hydrogenated carbon, and the lubricant layer is in contact with the protective layer. and which, the protective layer comprises a N at the interface between the lubricant layer, the lubricant layer has the general formula R 1 -C 6 H 4 OCH 2 CH (OH)
(Wherein R 1 is an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, and R 2 is a general formula —CF 2 O (CF 2 CF 2 O) x (CF 2 O) y CF 2 —
(Wherein x and y are each an integer of 0 to 15)
A group represented by the general formula -CF 2 CF 2 O (CF 2 CF 2 CF 2 O)
(In the formula, z is an integer of 1 to 15.)
Or a group represented by the general formula —CF 2 CF 2 CF 2 O (CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 O) n CF 2 CF 2 CF 2 —
(In the formula, n is an integer of 0 to 4.)
It is group represented by these. )
And a compound represented by the general formula: HOCH 2 CF 2 CF 2 O (CF 2 CF 2 CF 2 O) m CF 2 CF 2 CH 2 OCH 2 CH (OH) CH 2 OH (2)
(In the formula, m is an integer.)
The ratio of the mass of the compound A to the total mass of the compound A and the compound B is in the range of 0.05 to 0.9, and the lubricant layer has an average thickness Is in the range of 0.5 nm to 2 nm.
[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 4000.
[4] The protective layer according to any one of [1] to [3], wherein the content of N at the interface with the lubricant layer is in the range of 50 atomic% to 90 atomic%. 2. A magnetic recording medium according to 1.
[5] A magnetic recording / reproducing apparatus comprising the magnetic recording medium according to any one of [1] to [4] and a magnetic head.
本発明の一態様によれば、潤滑剤層を薄くしても、磁気記録媒体の表面の汚染を効果的に防止することが可能な磁気記録媒体を提供することができる。 According to one embodiment of the present invention, it is possible to provide a magnetic recording medium that can effectively prevent contamination of the surface of the magnetic recording medium even when the lubricant layer is thin.
以下に、本発明の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
(磁気記録媒体)
まず、本発明の実施形態である磁気記録媒体について説明する。
(Magnetic recording medium)
First, a magnetic recording medium according to an embodiment of the present invention will be described.
図1に、本実施形態の磁気記録媒体の一例を示す。 FIG. 1 shows an example of the magnetic recording medium of this embodiment.
図1に示すように、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とが順次積層されたものである。
As shown in FIG. 1, the
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順次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, a case where an adhesion layer, a soft magnetic underlayer, a seed layer, and an orientation control layer are sequentially stacked between the nonmagnetic substrate 1 and the
(非磁性基板)
非磁性基板1としては、AlまたはAl合金などの金属材料または合金材料からなる基体上に、NiP膜またはNiP合金膜が形成された基板などを用いることができる。
(Non-magnetic substrate)
As the nonmagnetic substrate 1, a substrate in which a NiP film or a NiP alloy film is formed on a base made of a metal material such as Al or an Al alloy or an alloy material can be used.
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基板を用いてもよいし、この非金属材料からなる基体上にNiP膜またはNiP合金膜を形成した基板を用いてもよい。 The nonmagnetic substrate 1 may be a substrate made of a nonmetallic material such as glass, ceramics, silicon, silicon carbide, carbon, or resin, or a NiP film or NiP alloy on a substrate made of this nonmetallic material. A substrate on which a film is formed may be used.
(密着層)
密着層は、非磁性基板1と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。
(Adhesion layer)
The adhesion layer prevents the nonmagnetic substrate 1 from proceeding with corrosion when the nonmagnetic substrate 1 and the soft magnetic underlayer are disposed in contact with each other.
密着層の材料としては、例えば、Cr、Cr合金、Ti、Ti合金などを適宜選択することができる。 As a material for the adhesion layer, for example, Cr, Cr alloy, Ti, Ti alloy, or the like can be selected as appropriate.
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。 The thickness of the adhesion layer is preferably 2 nm or more so that the effect of providing the adhesion layer can be sufficiently obtained.
密着層は、例えば、スパッタリング法により形成することができる。 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軟磁性層と、Ru膜(中間層)と、第2軟磁性層とが順次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層の軟磁性層の間に中間層を挟み込むことによって、中間層の上下の軟磁性層がアンチ・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する耐性、並びに垂直磁気記録特有の問題であるWATE(Wide Area Tack Erasure)現象に対する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 layer, a Ru film (intermediate layer), and a second soft magnetic layer are sequentially stacked. That is, the soft magnetic underlayer has a structure in which the soft magnetic layers above and below the intermediate layer are anti-ferro-coupled (AFC) by sandwiching the intermediate layer between the two soft magnetic layers. Is preferred. Since the soft magnetic underlayer has an AFC structure, it is possible to increase resistance to an external magnetic field and resistance to a WAIT (Wide Area Tack Erasure) phenomenon, which is a problem specific to perpendicular magnetic recording.
軟磁性下地層の厚みは、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。軟磁性下地層の厚みを15nm以上とすることで、磁気ヘッドからの磁束を十分に吸収することができ、書き込みが十分となり、記録再生特性を向上させることができる。一方、軟磁性下地層の厚みを80nm以下とすることで、生産性を向上させることができる。 The 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. By setting the thickness of the soft magnetic underlayer to 15 nm or more, magnetic flux from the magnetic head can be sufficiently absorbed, writing becomes sufficient, and recording / reproduction characteristics can be improved. On the other hand, productivity can be improved by making the thickness of a soft-magnetic underlayer into 80 nm or less.
第1軟磁性層および第2軟磁性層は、CoFe合金膜であることが好ましい。第1軟磁性層および第2軟磁性層がCoFe合金膜である場合、高い飽和磁束密度Bs(1.4(T)以上)を実現することができる。 The first soft magnetic layer and the second soft magnetic layer are preferably CoFe alloy films. When the first soft magnetic layer and the second soft magnetic layer are CoFe alloy films, a high saturation magnetic flux density Bs (1.4 (T) or more) can be realized.
また、第1軟磁性層および第2軟磁性層に使用されるCoFe合金には、Zr、Ta、Nbのいずれかを添加することが好ましい。これにより、第1軟磁性層および第2軟磁性層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。 Moreover, it is preferable to add any one of Zr, Ta, and Nb to the CoFe alloy used for the first soft magnetic layer and the second soft magnetic layer. This promotes the amorphization of the first soft magnetic layer and the second soft magnetic layer, thereby improving the orientation of the seed layer and reducing the flying height of the magnetic head. Become.
軟磁性下地層は、スパッタリング法により形成することができる。 The soft magnetic underlayer can be formed by a sputtering method.
(シード層)
シード層は、その上に設けられる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
シード層は、NiW合金膜であることが好ましい。NiW合金膜に、必要に応じて、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 a NiW alloy film. Other elements such as B, Mn, Ru, Pt, Mo, and Ta may be added to the NiW alloy film as necessary.
シード層の厚みは、2〜20nmの範囲であることが好ましい。シード層の厚みを2nm以上とすることで、シード層を設けたことによる効果が十分に得られる。一方、シード層の厚みを20nm以下とすることで、結晶サイズが小さくなる。 The thickness of the seed layer is preferably in the range of 2 to 20 nm. By setting the thickness of the seed layer to 2 nm or more, the effect obtained by providing the seed layer can be sufficiently obtained. On the other hand, the crystal size is reduced by setting the thickness of the seed layer to 20 nm or less.
シード層は、スパッタリング法により形成することができる。 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。
(Orientation control layer)
The orientation control layer is for controlling the orientation of the
配向制御層は、Ru膜又はRu合金膜であることが好ましい。 The orientation control layer is preferably a Ru film or a Ru alloy film.
配向制御層の厚みは、5〜30nmの範囲であることが好ましい。配向制御層の厚みを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、配向制御層の厚みを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 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
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。 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.
配向制御層は、スパッタリング法により形成することができる。 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に向いている。
(Magnetic layer)
The
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。
The
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。
Examples of the oxide contained in the
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。
The
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、さらに酸化物を含むグラニュラー構造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膜であることが好ましい。その中でも、特に、Cr2O3−SiO2膜、Cr2O3−TiO2膜、SiO2−TiO2膜などを好適に用いることができる。
For example, when the
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。第1磁性層が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 element in the first magnetic layer, 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. Can do.
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。 The same material as the first magnetic layer can be used for the second magnetic layer.
第2磁性層は、グラニュラー構造であることが好ましい。 The second magnetic layer preferably has a granular structure.
また、第3磁性層は、Co、Cr、Ptを含み、酸化物を含まない非グラニュラー構造であることが好ましい。 The third magnetic layer preferably has a non-granular structure containing Co, Cr, and Pt and no oxide.
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、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及び熱揺らぎ特性を得ることができる。 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 or 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の厚みを5nm以上とすることで、十分な再生出力が得られ、熱揺らぎ特性も向上する。また、磁性層2の厚みを25nm以下とすることで、磁性層2中の磁性粒子の肥大化を抑制することができ、記録再生時におけるノイズが減少し、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を向上させることができる。
The thickness of the
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。
When the
磁性層間に非磁性層を適度な厚みで設けることで、個々の磁性層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。 By providing a non-magnetic layer with an appropriate thickness between the magnetic layers, the magnetization reversal of each magnetic layer can be facilitated, the dispersion of the magnetization reversal of the entire magnetic particles can be reduced, and the S / N ratio is further improved. be able to.
磁性層の間に設けられる非磁性層は、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種類以上の元素を表す。)などを好適に用いることができる。 The nonmagnetic layer provided between the magnetic layers is, for example, Ru, Ru alloy, CoCr alloy, CoCrX1 alloy (X1 is Pt, Ta, Zr, Re, Ru, Cu, Nb, Ni, Mn, Ge, Si, And at least one element selected from O, N, W, Mo, Ti, V, Zr, and B.) can be preferably used.
また、磁性層の間に設けられる非磁性層としては、酸化物、金属窒化物、又は金属炭化物を含む合金材料を使用することが好ましい。具体的には、酸化物として、例えば、SiO2、Al2O3、Ta2O5、Cr2O3、MgO、Y2O3、TiO2など、金属窒化物として、例えば、AlN、Si3N4、TaN、CrNなど、金属炭化物として、例えば、TaC、BC、SiCなどをそれぞれ用いることができる。 In addition, as the nonmagnetic layer provided between the magnetic layers, it is preferable to use an alloy material containing an oxide, a metal nitride, or a metal carbide. Specifically, as the oxide, for example, SiO 2 , Al 2 O 3 , Ta 2 O 5 , Cr 2 O 3 , MgO, Y 2 O 3 , TiO 2, etc. As the metal nitride, for example, AlN, Si For example, TaC, BC, SiC, or the like can be used as the metal carbide such as 3 N 4 , TaN, or CrN.
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。 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.
非磁性層は、スパッタリング法により形成することができる。 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、面内磁気記録の磁性層であってもよい。
In order to achieve a higher recording density, the
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
(保護層、潤滑剤層)
保護層3は、記録層2を保護するものである。保護層3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。保護層3は、炭素または水素化炭素を含むものであり、炭素を含むものであることが好ましい。
(Protective layer, lubricant layer)
The protective layer 3 protects the
本実施形態では、保護層3に接して潤滑剤層4を設け、潤滑剤層4との界面における保護層3にNを含有させる。 In the present embodiment, the lubricant layer 4 is provided in contact with the protective layer 3, and N is contained in the protective layer 3 at the interface with the lubricant layer 4.
保護層3の潤滑剤層4との界面におけるNの含有量は、50原子%〜90原子%の範囲内とすることが好ましい。このような構成とすることで、保護層3と潤滑剤層4とが高い結合力で結合されたものとなり、その結果、潤滑剤層4の厚みが薄くても高い被覆率で保護層3の表面が被覆された磁気記録媒体11となり、磁気記録媒体11の表面の汚染を効果的に防止することができる。
The N content at the interface between the protective layer 3 and the lubricant layer 4 is preferably in the range of 50 atomic% to 90 atomic%. By adopting such a configuration, the protective layer 3 and the lubricant layer 4 are bonded with a high bonding force. As a result, even if the thickness of the lubricant layer 4 is thin, the protective layer 3 has a high coverage rate. The surface of the
すなわち、潤滑剤層4は、一般式(1)で表される化合物Aと、一般式(2)で表される化合物Bとを含むが、本願の発明者の検討によると、化合物Aに含まれる六員環は、炭素原子と強固に結合し、化合物Bに含まれる水酸基は、Nと強固に結合することが明らかになった。よって、保護層3の潤滑剤層4との界面におけるNの含有量を上記特定の範囲内とすることで、特に、保護層3と潤滑剤層4とを高い結合力で結合され、もって潤滑剤層4の厚みを薄くしても高い被覆率で保護層3の表面を被覆することが可能となる。 That is, the lubricant layer 4 includes the compound A represented by the general formula (1) and the compound B represented by the general formula (2), but according to the study of the inventors of the present application, the lubricant layer 4 is included in the compound A. It was revealed that the six-membered ring strongly bonded to the carbon atom, and the hydroxyl group contained in Compound B was firmly bonded to N. Therefore, by setting the N content at the interface between the protective layer 3 and the lubricant layer 4 within the above-mentioned specific range, the protective layer 3 and the lubricant layer 4 are particularly bonded with a high bonding force and thus lubricated. Even if the thickness of the agent layer 4 is reduced, the surface of the protective layer 3 can be coated with a high coverage.
保護層3の厚みは、1nm〜10nmの範囲内とすることが好ましい。保護層3の厚みを1nm以上とすることで、記録層2を保護する効果が十分となる。また、保護層3の厚みを10nm以下とすることで、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しうるものになるとともに、耐久性を向上させることができる。
The thickness of the protective layer 3 is preferably in the range of 1 nm to 10 nm. By making the thickness of the protective layer 3 1 nm or more, the effect of protecting the
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程、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。 The magnetic spacing means the distance between the magnetic head and the magnetic layer 4. The narrower the magnetic spacing, the better the electromagnetic conversion characteristics of the magnetic recording / reproducing apparatus.
保護層3の成膜方法としては、カーボンターゲット材を用いるスパッタ法や、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)法などを用いることができる。 As a method for forming the protective layer 3, a sputtering method using a carbon target material, 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 can be used. .
本実施形態で、保護層3にNを含有させる方法としては、公知の方法を用いることができるが、成膜時の炭素原料にNを含有させる方法、保護層3に窒素イオンを注入する方法を用いるのが好ましい。特に、保護層3の潤滑剤層4との界面のみを窒化させる方法としては、保護層3を炭素または水素化炭素で形成した後、その表面のみに窒素イオンを注入する方法や、保護層3の表面を窒素プラズマに暴露して窒化する方法を採用することが好ましい。 In the present embodiment, a known method can be used as a method for causing the protective layer 3 to contain N, but a method for containing N in the carbon raw material during film formation, and a method for implanting nitrogen ions into the protective layer 3 Is preferably used. In particular, as a method of nitriding only the interface of the protective layer 3 with the lubricant layer 4, a method in which the protective layer 3 is formed of carbon or hydrogenated carbon and then nitrogen ions are implanted only on the surface thereof, or the protective layer 3 It is preferable to employ a method of nitriding by exposing the surface to nitrogen plasma.
前述の方法においては、炭素原料に含有させるNの濃度、窒素イオンの注入量、窒素プラズマへの暴露時間、窒素プラズマ密度を制御することによって、保護層3の潤滑剤層4との界面におけるNの含有量を制御することができる。 In the above method, the N concentration at the interface between the protective layer 3 and the lubricant layer 4 is controlled by controlling the concentration of N contained in the carbon raw material, the amount of nitrogen ions implanted, the exposure time to nitrogen plasma, and the nitrogen plasma density. The content of can be controlled.
潤滑剤層4は、図1に示すように、保護層3上に接して形成されたものであって、一般式(1)で表される化合物Aと、一般式(2)で表される化合物Bとを含む。 As shown in FIG. 1, the lubricant layer 4 is formed on and in contact with the protective layer 3, and is represented by the compound A represented by the general formula (1) and the general formula (2). Compound B.
(化合物A)
一般式(1)において、R2の一般式
−CF2O(CF2CF2O)x(CF2O)yCF2−
で表される基のx、yの括弧内の構成単位は、この順に結合していてもよいし、逆の順に結合していてもよいし、ランダムに結合していてもよい。
(Compound A)
In the general formula (1), the general formula of R 2 —CF 2 O (CF 2 CF 2 O) x (CF 2 O) y CF 2 —
The structural units in parentheses x and y of the group represented by the above formula may be bonded in this order, may be bonded in the reverse order, or may be bonded at random.
化合物Aの平均分子量は、1000〜2500の範囲内であり、1300〜2100の範囲内であることが好ましい。化合物Aの平均分子量を1000以上とすることで、沸点を高め、潤滑剤層4としての安定性を高めることができる。また、化合物Aの平均分子量を2500以下とすることで、粘性を下げ、保護層3の表面への塗布性を高めることができる。 The average molecular weight of Compound A is in the range of 1000 to 2500, and preferably in the range of 1300 to 2100. By making the average molecular weight of the compound A 1000 or more, the boiling point can be increased and the stability as the lubricant layer 4 can be increased. Moreover, by making the average molecular weight of the compound A 2500 or less, the viscosity can be lowered and the coating property to the surface of the protective layer 3 can be improved.
化合物Aの市販品としては、例えば、ART−2(s)(MORESCO社製)が挙げられる。ART−2(s)は、一般式(1)において、R1がメトキシ基、x、yがそれぞれ3〜7の範囲内である。 As a commercial item of the compound A, ART-2 (s) (made by MORESCO) is mentioned, for example. In ART-2 (s), in general formula (1), R 1 is a methoxy group, and x and y are in the range of 3 to 7, respectively.
なお、平均分子量は、質量分析計で測定することができる。 The average molecular weight can be measured with a mass spectrometer.
(化合物B)
化合物Bの平均分子量は、1000〜4000の範囲内であり、1300〜2500の範囲内であることが好ましい。化合物Bの平均分子量を1000以上とすることで、沸点を高め、潤滑剤層4としての安定性を高めることができる。また、化合物Bの平均分子量を4000以下とすることで、粘性を下げ、保護層3の表面への塗布性を高めることができる。
(Compound B)
The average molecular weight of Compound B is in the range of 1000 to 4000, and preferably in the range of 1300 to 2500. By setting the average molecular weight of Compound B to 1000 or more, the boiling point can be increased and the stability as the lubricant layer 4 can be increased. Moreover, by making the average molecular weight of the compound B 4000 or less, the viscosity can be lowered and the coating property to the surface of the protective layer 3 can be improved.
化合物Bの市販品としては、例えば、D3OH(s)(MORESCO社製)が挙げられる。D3OH(s)は、一般式(2)において、平均分子量が1000〜4000の範囲内となるように、mが調整されている。 As a commercial item of the compound B, D3OH (s) (made by MORESCO) is mentioned, for example. As for D3OH (s), in General formula (2), m is adjusted so that an average molecular weight may be in the range of 1000-4000.
(質量比(A/(A+B)))
化合物Aおよび化合物Bの総質量に対する化合物Aの質量の比(以下、質量比(A/(A+B))という)は、0.05〜0.9の範囲内であり、0.1〜0.8の範囲内であることが好ましい。質量比(A/(A+B))が0.05未満であると、化合物Aが不足して、潤滑剤層4がアイランド状となりやすくなり、保護層3の被覆率が不十分になり、磁気記録媒体11の表面の汚染を効果的に防止することができない。また、質量比(A/(A+B))が0.9を超えると、化合物B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の被覆率が不十分になり、磁気記録媒体11の表面の汚染を効果的に防止することができない。また、質量比(A/(A+B))を0.1〜0.8の範囲内とした場合、保護層3と潤滑剤層4との結合力がさらに高いものとなるため、汚染物質を生成させる環境物質が潤滑剤層4の隙間から侵入することをより効果的に防止することができる。
(Mass ratio (A / (A + B)))
The ratio of the mass of Compound A to the total mass of Compound A and Compound B (hereinafter referred to as mass ratio (A / (A + B))) is in the range of 0.05 to 0.9, 0.1 to 0. It is preferable to be within the range of 8. If the mass ratio (A / (A + B)) is less than 0.05, the compound A is insufficient, the lubricant layer 4 tends to be island-like, the coverage of the protective layer 3 is insufficient, and magnetic recording is performed. Contamination of the surface of the medium 11 cannot be effectively prevented. On the other hand, if the mass ratio (A / (A + B)) exceeds 0.9, the compound B is insufficient, the lubricant layer 4 is likely to become a network, the coverage of the protective layer 3 is insufficient, and the magnetic Contamination of the surface of the
(潤滑剤層の平均厚み)
潤滑剤層4の平均厚みは、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の平均厚みが0.5nm未満であると、潤滑剤層4がアイランド状または網目状となり、保護層3の表面を高い被覆率で被覆することができず、磁気記録媒体11の表面の汚染を効果的に防止することができない。また、潤滑剤層4の平均厚みが2nmを超えると、磁気ヘッドの浮上量を十分小さくすることができず、磁気記録媒体11の記録密度を高くすることができない。
(Average thickness of lubricant layer)
The average thickness of the lubricant layer 4 is in the range of 0.5 nm (5 Å) to 2 nm (20 Å), and preferably in the range of 1 nm to 1.9 nm. If the average thickness of the lubricant layer 4 is less than 0.5 nm, the lubricant layer 4 becomes an island shape or a mesh shape, and the surface of the protective layer 3 cannot be coated with a high coverage, and the
なお、化合物Aのみを用いて形成した平均厚みが2nm以下の潤滑剤層は、化合物Aが大きな環状骨格の分子構造を有するものであるため、網目状となり、保護層3の表面を十分に高い被覆率で被覆することができない。 Note that the lubricant layer having an average thickness of 2 nm or less formed using only the compound A has a network structure because the compound A has a large cyclic skeleton molecular structure, and the surface of the protective layer 3 is sufficiently high. It cannot be coated at a covering rate.
また、化合物Bのみを用いて形成した平均厚みが2nm以下の潤滑剤層は、保護層3との結合力(濡れ性)が不十分であるため、アイランド状となり、保護層3の表面を十分に高い被覆率で被覆することはできない。 Further, the lubricant layer formed using only Compound B and having an average thickness of 2 nm or less has an island shape because the bonding strength (wetting property) with the protective layer 3 is insufficient, and the surface of the protective layer 3 is sufficient. It cannot be coated at a high coverage.
保護層3の表面が潤滑剤層4によって十分に高い被覆率で被覆されていない場合、磁気記録媒体11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を含む水が、潤滑剤層4の隙間を通り抜けて、潤滑剤層4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、潤滑剤層4の下層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が生成する。そして、磁気記録媒体に情報を記録する際、又は、磁気記録媒体に記録されている情報を再生する際に、イオン性の汚染物質が磁気ヘッドに付着して、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。
When the surface of the protective layer 3 is not covered with the lubricant layer 4 at a sufficiently high coverage, water containing environmental substances that generate contaminants such as ionic impurities adsorbed on the surface of the
潤滑剤層4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11を高温条件下に保持した場合、より顕著に現れる。
Problems caused by the intrusion of environmental substances from the gaps in the lubricant layer 4 appear more prominently when 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までの各層の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塗布液を塗布することにより形成する。
(Formation method of lubricant layer)
The lubricant layer 4 is prepared by, for example, preparing a magnetic recording medium in the process of forming each layer up to the protective layer 3 on the nonmagnetic substrate 1 and forming the lubricant layer on the protective layer 3 of the magnetic recording medium in the process of manufacturing. It is formed by applying a coating liquid for use.
潤滑剤層形成用塗布液は、質量比(A/(A+B))が0.05〜0.9の範囲内となるように、化合物Aと化合物Bとを混合し、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。 The coating solution for forming the lubricant layer is prepared by mixing compound A and compound B and diluting with a solvent so that the mass ratio (A / (A + B)) is in the range of 0.05 to 0.9. It is obtained by setting the viscosity and concentration suitable for the method.
潤滑剤層形成用塗布液に用いられる溶媒としては、例えば、バートレルXF(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。 Examples of the solvent used in the coating solution for forming the lubricant layer include a fluorine-based solvent such as Vertrel XF (manufactured by Mitsui DuPont Fluorochemical Co., Ltd.).
潤滑剤層形成用塗布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、ディップ法などが挙げられる。 The method for applying the lubricant layer forming coating solution is not particularly limited, and examples thereof include a spin coating method and a dip method.
ディップ法を用いる場合、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塗布液中に、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ことにより、潤滑剤層形成用塗布液を非磁性基板1の保護層3上の表面に塗布する方法を用いることができる。ディップ法を用いることで、潤滑剤層形成用塗布液を非磁性基板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上に均一な厚みの潤滑剤層4を形成することができる。 When using the dip method, for example, the nonmagnetic substrate 1 on which the layers up to the protective layer 3 are formed is immersed in a coating solution for forming a lubricant layer placed in the immersion tank of the dip coater, and then the immersion tank The method of applying the lubricant layer forming coating solution on the surface of the nonmagnetic substrate 1 on the protective layer 3 by pulling up the nonmagnetic substrate 1 at a predetermined speed can be used. By using the dip method, the lubricant layer forming coating solution can be uniformly applied to the surface of the protective layer 3 of the nonmagnetic substrate 1, and the lubricant layer 4 having a uniform thickness is formed on the protective layer 3. can do.
(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について説明する。
(Magnetic recording / reproducing device)
Next, a magnetic recording / reproducing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.
図2に、本実施形態の磁気記録再生装置の一例を示す。 FIG. 2 shows an example of the magnetic recording / reproducing apparatus of this embodiment.
磁気記録再生装置101は、図1に示す磁気記録媒体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、磁気記録媒体11に情報を記録する記録部と、磁気記録媒体11に記録されている情報を再生する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、入力された情報を処理して記録信号を記録部に送信し、再生部から受信した再生信号を処理して情報を出力する記録再生信号処理部128とを具備したものである。
The 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
磁気記録再生装置101は、磁気記録媒体上に存在する汚染物質が少ない磁気記録媒体11を具備しているので、磁気記録媒体11上に存在する汚染物質が、磁気記録再生装置101の磁気ヘッド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が防止されたものとなる。したがって、磁気記録再生装置101は、安定した記録再生特性を有するものとなる。
Since the magnetic recording / reproducing
以下、実施例に基づいて、本発明を具体的に説明する。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い。 Hereinafter, based on an Example, this invention is demonstrated concretely. In addition, this invention is not limited only to these Examples.
(実施例1〜14、比較例1〜7)
洗浄済みの外径が2.5インチのガラス基板(HOYA社製)を、DCマグネトロンスパッタ装置C−3040(アネルバ社製)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。
(Examples 1-14, Comparative Examples 1-7)
The washed outer diameter of 2.5 inches glass substrate (manufactured by HOYA Corporation), and housed in a deposition chamber of a DC magnetron sputtering device C-3040 (Anerva), ultimate vacuum (1 × 10 - The inside of the film formation chamber was evacuated until 5 Pa).
その後、このガラス基板の上に、スパッタリング法により、Crターゲットを用いて、厚みが10nmの密着層を成膜した。 Thereafter, an adhesion layer having a thickness of 10 nm was formed on the glass substrate by sputtering using a Cr target.
次いで、スパッタリング法により、密着層の上に、軟磁性下地層として、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}ターゲットを用いて、100℃以下の基板温度で、厚みが25nmの第1軟磁性層を成膜した。さらに、その上に、厚みが0.7nmのRu膜(中間層)と、厚みが25nmのCo−20Fe−5Zr−5Ta膜(第2軟磁性層)とを成膜した。 Next, by sputtering, as a soft magnetic underlayer on the adhesion layer, Co-20Fe-5Zr-5Ta {Fe content 20 atomic%, Zr content 5 atomic%, Ta content 5 atomic%, balance Co} A first soft magnetic layer having a thickness of 25 nm was formed at a substrate temperature of 100 ° C. or lower using a target. Furthermore, a Ru film (intermediate layer) having a thickness of 0.7 nm and a Co-20Fe-5Zr-5Ta film (second soft magnetic layer) having a thickness of 25 nm were formed thereon.
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、厚みが5nmのシード層を成膜した。 Next, a seed layer having a thickness of 5 nm was formed on the soft magnetic underlayer by sputtering using a Ni-6W {W content 6 atom%, remaining Ni} target.
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、厚みが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、厚みが10nmのRu層を成膜した。 Thereafter, a Ru layer having a thickness of 10 nm and a sputtering pressure of 0.8 Pa was formed as a first orientation control layer on the seed layer by sputtering. Next, a Ru layer having a thickness of 10 nm and a sputtering pressure of 1.5 Pa was formed as a second alignment control layer by sputtering on the first alignment control layer.
続いて、第2の配向制御層の上に、スパッタリング法により、91(Co−15Cr−16Pt)−6(SiO2)−3(TiO2){(Cr含有量15原子%、Pt含有量16原子%、残部Coの合金)91mol%、SiO26mol%、TiO23mol%}膜(第1磁性層)を、スパッタ圧力を2Paとして、厚みが9nmになるように成膜した。 Then, on the second orientation control layer by a sputtering method, 91 (Co-15Cr-16Pt ) -6 (SiO 2) -3 (TiO 2) {(Cr content 15 atomic%, Pt content of 16 (Atom%, balance Co alloy) 91 mol%, SiO 2 6 mol%, TiO 2 3 mol%} film (first magnetic layer) was deposited to a thickness of 9 nm at a sputtering pressure of 2 Pa.
次に、第1磁性層の上に、スパッタリング法により、88(Co−30Cr)−12(TiO2){(Cr含有量30原子%、残部Coの合金)88mol%、TiO212mol%}膜(非磁性層)を厚みが0.3nmになるように成膜した。 Next, an 88 (Co-30Cr) -12 (TiO 2 ) {(Cr content of 30 atomic%, balance Co alloy) 88 mol%, TiO 2 12 mol%} film is formed on the first magnetic layer by sputtering. (Nonmagnetic layer) was formed to a thickness of 0.3 nm.
その後、非磁性層の上に、スパッタリング法により、92(Co−11Cr−18Pt)−5(SiO2)−3(TiO2){(Cr含有量11原子%、Pt含有量18原子%、残部Coの合金)92mol%、SiO25mol%、TiO23mol%}膜(第2磁性層)を、スパッタ圧力を2Paとして、厚みが6nmになるように成膜した。 Then, 92 (Co-11Cr-18Pt) -5 (SiO 2 ) -3 (TiO 2 ) {(Cr content of 11 atomic%, Pt content of 18 atomic%, and the balance on the nonmagnetic layer by sputtering. (Co alloy) 92 mol%, SiO 2 5 mol%, TiO 2 3 mol%} film (second magnetic layer) was formed at a sputtering pressure of 2 Pa and a thickness of 6 nm.
その後、第2磁性層の上に、スパッタリング法により、Ru膜(非磁性層)を厚みが0.3nmになるように成膜した。 Thereafter, a Ru film (nonmagnetic layer) was formed on the second magnetic layer by sputtering to have a thickness of 0.3 nm.
次いで、非磁性層の上に、スパッタリング法により、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}ターゲットを用いて、スパッタ圧力を0.6Paとして、第3磁性層を厚みが7nmになるように成膜した。 Next, a Co-20Cr-14Pt-3B {Cr content 20 atomic%, Pt content 14 atomic%, B content 3 atomic%, balance Co} target is formed on the nonmagnetic layer by sputtering. The third magnetic layer was deposited to a thickness of 7 nm at a sputtering pressure of 0.6 Pa.
次いで、磁性層の表面に、イオンビーム蒸着法を用いて、水素化炭素膜を形成した。水素化炭素膜を成膜する際の原料ガスとして、ガス化したトルエンを用いた。成膜条件として、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の間の電圧を75V、電流を1650mA、イオンの加速電圧を200V、180mA、成膜時間を1.5秒とし、厚みが3.5nmになるように水素化炭素膜を成膜した。 Next, a hydrogenated carbon film was formed on the surface of the magnetic layer by ion beam evaporation. Gasified toluene was used as a source gas for forming a hydrogenated carbon film. As film formation conditions, 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, 180 mA, the film formation time is 1.5 seconds, and the thickness is 3.5 nm. A hydrogenated carbon film was formed.
水素化炭素膜を形成した後、原料ガスの供給を停止し、成膜室内を2秒間排気した。次いで、窒素ガスをガス流量2SCCM、反応圧力を5Paとし、成膜室内に供給した。そして、カソード電力を128W(AC16V、8A)とした。また、カソード電極とアノード電極の間の電圧を75V、電流を1000mA、イオンの加速電圧を200V、90mA、処理時間を1秒として、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た。これにより、水素化炭素膜の表面を脱水素化、窒化処理し、保護層とした。 After forming the hydrogenated carbon film, the supply of the source gas was stopped and the film formation chamber was evacuated for 2 seconds. 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 was set to 128 W (AC16V, 8A). Further, the voltage between the cathode electrode and the anode electrode is 75 V, the current is 1000 mA, the ion acceleration voltage is 200 V, 90 mA, the treatment time is 1 second, and nitrogen ions formed from nitrogen gas are applied to the surface of the hydrogenated carbon film. Irradiated. Thus, the surface of the hydrogenated carbon film was dehydrogenated and nitrided to form a protective layer.
保護層の最表面(保護層の潤滑剤層との界面)の組成を二次イオン質量分析法(SIMS)で測定したところ、Nが80原子%、Cが20原子%であった(実施例1)。 When the composition of the outermost surface of the protective layer (interface of the protective layer with the lubricant layer) was measured by secondary ion mass spectrometry (SIMS), N was 80 atomic% and C was 20 atomic% (Example) 1).
なお、実施例2〜11、比較例1〜10においては、水素化炭素膜の表面を脱水素化、窒化処理する時間を調整することにより、保護層の最表面の組成を表1に示すように変化させた。 In Examples 2 to 11 and Comparative Examples 1 to 10, the composition of the outermost surface of the protective layer is shown in Table 1 by adjusting the time for dehydrogenating and nitriding the surface of the hydrogenated carbon film. Was changed.
次に、以下に示すように、潤滑剤層形成用塗布液を調製した。 Next, as shown below, a coating solution for forming a lubricant layer was prepared.
化合物Aとしては、平均分子量が1700のART−2(s)(MORESCO社製)を用い、化合物Bとしては、平均分子量が1700のD3OH(s)(MORESCO社製)を用いた(実施例1〜14、比較例7)。 As compound A, ART-2 (s) (manufactured by MORESCO) having an average molecular weight of 1700 was used, and as compound B, D3OH (s) (manufactured by MORESCO) having an average molecular weight of 1700 was used (Example 1). To 14, Comparative Example 7).
その他に、表1に示すように、A2OH−2000(MORESCO社製)(表1においては、「A2OH」と略記する)、または、ADOH−2000(MORESCO社製)(表1においては「ADOH」と略記する)を用いた。A2OH、ADOHは、いずれも化合物Aには相当しないが、表1では、便宜的に化合物Aとして記載している。 In addition, as shown in Table 1, A2OH-2000 (manufactured by MORESCO) (abbreviated as “A2OH” in Table 1) or ADOH-2000 (manufactured by MORESCO) (“ADOH” in Table 1) Abbreviated as). Neither A2OH nor ADOH corresponds to Compound A, but in Table 1, it is described as Compound A for convenience.
A2OH−2000は、一般式 A2OH-2000 is a general formula
−OCH2CF2O(CF2CF2O)11(CF2O)10CF2CH2OH
で表される基である化合物である。
It is a compound which is group represented by these.
また、ADOH−2000は、一般式(3)において、xが5であり、R1がCF3であり、R2が、化学式
−OCH2CF2O(CF2CF2O)11(CF2O)10CF2CH2OCH2CH(OH)CH2OH
で表される基である化合物である。
In addition, in the general formula (3), in the ADOH-2000, x is 5, R 1 is CF 3 , and R 2 is represented by the chemical formula —OCH 2 CF 2 O (CF 2 CF 2 O) 11 (CF 2 ). O) 10 CF 2 CH 2 OCH 2 CH (OH)
It is a compound which is group represented by these.
そして、質量比(A/(A+B))を表1に示すように調整して、潤滑剤層形成用塗布液とした。 And mass ratio (A / (A + B)) was adjusted as shown in Table 1, and it was set as the coating liquid for lubricant layer formation.
なお、実施例1〜14および比較例1〜7の潤滑剤層形成用塗布液の溶媒としては、いずれもバートレルXF(三井デュポンフロロケミカル社製)を用いた。また、実施例1〜14および比較例1〜7の潤滑剤層形成用塗布液中における潤滑剤の濃度は、いずれも0.3質量%とした。 In addition, as the solvent of the coating liquid for forming the lubricant layer of Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 7, Bertrell XF (manufactured by Mitsui DuPont Fluorochemical Co., Ltd.) was used. Moreover, all the density | concentrations of the lubrication agent in the coating liquid for lubricant layer formation of Examples 1-14 and Comparative Examples 1-7 were 0.3 mass%.
次に、ディップ法を用いて、以下に示す方法により、実施例1〜14および比較例1〜7の潤滑剤層形成用塗布液を、非磁性基板の保護層上にそれぞれ塗布した。 Next, using the dipping method, the lubricant layer forming coating solutions of Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 7 were respectively applied on the protective layer of the nonmagnetic substrate by the method shown below.
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塗布液中に、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ることにより、潤滑剤層形成用塗布液を非磁性基板の保護層上の表面に塗布した。潤滑剤層の平均厚みは、全て1.3nmとした。 That is, the nonmagnetic substrate on which each layer up to the protective layer is formed is immersed in the lubricant layer forming coating solution placed in the immersion tank of the dip coater, and then the nonmagnetic substrate is moved from the immersion tank to a constant speed. The coating solution for forming the lubricant layer was applied to the surface of the nonmagnetic substrate on the protective layer. The average thickness of the lubricant layer was all 1.3 nm.
その後、潤滑剤層形成用塗布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1〜14、比較例1〜7の磁気記録媒体を得た。 Then, the lubricant layer was formed by drying the surface on which the coating liquid for forming the lubricant layer was applied, and magnetic recording media of Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 7 were obtained.
(磁気記録媒体の耐環境性)
実施例1〜14および比較例1〜7の磁気記録媒体の耐環境性を以下に示す方法により評価した。以下に示す耐環境性の評価方法は、高温環境下において、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を評価する手法の一つである。以下に示す耐環境性の評価では、高温環境下における汚染物質を生成させる環境物質として、Siイオンを用い、環境物質によって生成された磁気記録媒体を汚染する汚染物質の量として、Si吸着量を測定した。
(Environmental resistance of magnetic recording media)
The environmental resistance of the magnetic recording media of Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 7 was evaluated by the following method. The environmental resistance evaluation method described below is one of the methods for evaluating the contamination of the magnetic recording medium by environmental substances that generate pollutants in a high temperature environment. In the environmental resistance evaluation shown below, Si ions are used as an environmental material that generates pollutants in a high temperature environment, and the amount of adsorbed Si is determined as the amount of pollutants that contaminate magnetic recording media generated by the environmental material. It was measured.
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、シロキサン系シリコーンゴムの存在下に240時間保持した。 Specifically, first, the magnetic recording medium to be evaluated was held for 240 hours in the presence of a siloxane-based silicone rubber in a high-temperature environment at a temperature of 85 ° C. and a humidity of 0%.
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て、高温環境下における環境物質であるSiイオンによる汚染の程度をSi吸着量として評価した。 Next, the amount of Si adsorption existing on the surface of the magnetic recording medium was analyzed and measured using SIMS, and the degree of contamination by Si ions, which are environmental substances in a high temperature environment, was evaluated as the amount of Si adsorption.
なお、Si吸着量の評価は、比較例1の結果を1.00としたときの数値を用いて評価した。 In addition, evaluation of Si adsorption amount was evaluated using the numerical value when the result of the comparative example 1 was set to 1.00.
表1に、磁気記録媒体の耐環境性の評価結果を示す。 Table 1 shows the evaluation results of the environmental resistance of the magnetic recording medium.
表1より、実施例1〜14の磁気記録媒体は、Si吸着量が少なく、高温環境下において、表面の汚染を効果的に防止できることが明らかになった。 From Table 1, it became clear that the magnetic recording media of Examples 1 to 14 have a small amount of Si adsorption and can effectively prevent surface contamination under a high temperature environment.
これに対して、比較例1、2の磁気記録媒体は、化合物Aの代わりに、A2OH又はADOHを含み、化合物Bを含まない潤滑剤層が形成されているため、Si吸着量が多くなる。 On the other hand, since the magnetic recording media of Comparative Examples 1 and 2 include a lubricant layer containing A2OH or ADOH instead of compound A and not containing compound B, the amount of Si adsorption increases.
比較例3、4の磁気記録媒体は、化合物A又は化合物Bのみを含む潤滑剤層が形成されているため、Si吸着量が多くなる。 In the magnetic recording media of Comparative Examples 3 and 4, since the lubricant layer containing only Compound A or Compound B is formed, the amount of Si adsorption increases.
比較例5、6の磁気記録媒体は、化合物Aの代わりに、A2OH又はADOHを含む潤滑剤層が形成されているため、Si吸着量が多くなる。 In the magnetic recording media of Comparative Examples 5 and 6, since the lubricant layer containing A2OH or ADOH is formed instead of the compound A, the amount of Si adsorption increases.
比較例7の磁気記録媒体は、保護層の表面にNを含まないため、Si吸着量が多くなる。 Since the magnetic recording medium of Comparative Example 7 does not contain N on the surface of the protective layer, the amount of Si adsorption increases.
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 |
Claims (5)
前記保護層は、炭素または水素化炭素を含み、
前記潤滑剤層は、前記保護層に接しており、
前記保護層は、前記潤滑剤層との界面にNを含み、
前記潤滑剤層は、一般式
R1−C6H4OCH2CH(OH)CH2OCH2−R2−CH2OCH2CH(OH)CH2OC6H4−R1・・・(1)
(式中、R1は、炭素数が1〜4のアルコキシ基であり、R2は、一般式
−CF2O(CF2CF2O)x(CF2O)yCF2−
(式中、x、yは、それぞれ0〜15の整数である。)
で表される基、一般式
−CF2CF2O(CF2CF2CF2O)zCF2CF2−
(式中、zは1〜15の整数である。)
で表される基、または、一般式
−CF2CF2CF2O(CF2CF2CF2CF2O)nCF2CF2CF2−
(式中、nは0〜4の整数である。)
で表される基である。)
で表される化合物Aと、一般式
HOCH2CF2CF2O(CF2CF2CF2O)mCF2CF2CH2OCH2CH(OH)CH2OH・・・(2)
(式中、mは整数である。)
で表される化合物Bとを含み、前記化合物Aおよび前記化合物Bの総質量に対する前記化合物Aの質量の比が0.05〜0.9の範囲内であり、
前記潤滑剤層は、平均厚みが0.5nm〜2nmの範囲内であることを特徴とする磁気記録媒体。 On the nonmagnetic substrate, a magnetic layer, a protective layer, and a lubricant layer are sequentially laminated,
The protective layer comprises carbon or hydrogenated carbon;
The lubricant layer is in contact with the protective layer,
The protective layer includes N at the interface with the lubricant layer,
The lubricant layer has a general formula R 1 —C 6 H 4 OCH 2 CH (OH) CH 2 OCH 2 —R 2 —CH 2 OCH 2 CH (OH) CH 2 OC 6 H 4 —R 1. 1)
(Wherein R 1 is an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, and R 2 is a general formula —CF 2 O (CF 2 CF 2 O) x (CF 2 O) y CF 2 —
(Wherein x and y are each an integer of 0 to 15)
A group represented by the general formula -CF 2 CF 2 O (CF 2 CF 2 CF 2 O) z CF 2 CF 2 -
(In the formula, z is an integer of 1 to 15.)
Or a group represented by the general formula —CF 2 CF 2 CF 2 O (CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 O) n CF 2 CF 2 CF 2 —
(In the formula, n is an integer of 0 to 4.)
It is group represented by these. )
And a compound represented by the general formula: HOCH 2 CF 2 CF 2 O (CF 2 CF 2 CF 2 O) m CF 2 CF 2 CH 2 OCH 2 CH (OH) CH 2 OH (2)
(In the formula, m is an integer.)
And the ratio of the mass of the compound A to the total mass of the compound A and the compound B is in the range of 0.05 to 0.9,
The magnetic recording medium, wherein the lubricant layer has an average thickness in a range of 0.5 nm to 2 nm.
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