JP3298663B2 - 光磁気ディスク - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光磁気ディスクに対し
て磁気ヘッドを摺動させながら記録を行う光磁気記録方
式において使用される光磁気ディスクに関する。

【０００２】

【従来の技術】光磁気記録方式は、磁性薄膜を部分的に
キュリー点又は温度補償点を越えて昇温し、この部分の
保磁力を消滅させて外部から印加される記録磁界の方向
に磁化の向きを反転することを基本原理とするもので、
光ファイルシステムやコンピュータの外部記憶装置、或
いは音響、映像情報の記録装置等において実用化されつ
つある。

【０００３】そして、この光磁気記録方式に用いられる
光磁気記録媒体としては、トラッキング用の案内溝が設
けられたディスク状の透明基板上に、記録磁性層や誘電
体層、反射層等の各種機能膜が順次積層されて記録部を
構成してなるものが使用されている。更に、このような
構成を有するディスク２枚を背中合わせにし所謂ホット
メルトにより接着することにより両面ディスクとしたも
のも知られている。

【０００４】このような光磁気ディスクにおいて、上記
記録磁性層としては、高密度記録を行うために垂直磁化
膜であり、且つ優れた磁気光学効果（カー効果やファラ
デー効果）を有する希土類−遷移金属合金非晶質薄膜が
使用されており、例えばスパッタ等によるＴｂＦｅＣｏ
合金薄膜等が成膜されている。また、上記反射膜として
は、高反射率を有すること、熱的に良導体であること等
が要求されることから、Ａｌ膜等が一般に使用されてい
る。

【０００５】これら機能膜のうち、上記記録磁性層を構
成してなる希土類−遷移金属合金非晶質薄膜やＡｌ反射
膜等の金属薄膜は、大気中で酸化され易い性質を有して
いる。このため、主として酸素やある種のガス、水分等
の影響によって酸化が進行し、徐々に腐食、孔食が生じ
て、記録媒体としての記録再生出力特性に劣化をもたら
すという問題がある。

【０００６】そこで、上記光磁気ディスクにおいては、
上記記録部上に保護膜を設け、上記希土類−遷移金属合
金非晶質薄膜やＡｌ反射膜等の金属薄膜が大気中の酸素
や水分等から遮断されるようになされている。この保護
膜としては、通常紫外線硬化樹脂の塗膜が使用される。
この紫外線硬化樹脂は、生産性、再現性の観点から、ス
ピンコート法により上記記録部の表面に塗布形成され、
優れた腐食防止効果を発揮するとともに、ディスク表面
の帯電防止や上記記録磁性層等の傷つき防止に有効とな
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記保護膜
材料として用いられる紫外線硬化樹脂は、光重合性オリ
ゴマーで主成分であるプレポリマー成分の他、塗料とし
ての適当な粘度を与えるためのモノマー成分や硬化反応
を引き起こすための光開始剤、増感剤、その他の助剤
等、種々の成分から構成されている。

【０００８】ところが、これらの成分中には、リン化合
物が含まれたものが少なくなく、そのために保護膜自身
が上記希土類−遷移金属合金非晶質薄膜やＡｌ反射膜等
を腐食させることがある。このようなリンによる腐食
は、水分等の存在によって更に促進され、媒体としての
信頼性を著しく低下させる原因となる。そこで本発明
は、上述の従来の実情に鑑みて提案されたものであり、
保護膜としての機能を高め、耐食性に優れた光磁気ディ
スクを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上述の目的
を達成するために検討を重ねた結果、希土類−遷移金属
合金非晶質薄膜やＡｌ反射膜等の腐食は、保護膜材料と
して使用される紫外線硬化樹脂の成分中に含まれるリン
による影響が大きく、従ってこのリンの含有量をある濃
度以下に抑えることにより、記録部の腐食が抑えられ、
耐食性が著しく向上することを見出し、本発明に至った
ものである。

【００１０】即ち、本発明は、透明基板上に少なくとも
記録磁性層、反射膜及び紫外線硬化樹脂からなる保護膜
が順次積層形成されてなる光磁気ディスクにおいて、上
記紫外線硬化樹脂からなる保護膜はリン系の界面活性剤
を含有しており、且つ紫外線硬化樹脂中のリン化合物量
がリン換算で７０ｐｐｍ以下であることを特徴とするも
のである。

【００１１】本発明の光磁気ディスクは、透明基板上に
記録磁性層や誘電体層、反射層等の各種機能膜より構成
されてなる記録部が設けられ、この記録部の表面を覆う
如く保護膜が塗布形成されてなるものである。上記透明
基板としては、通常この種の光磁気ディスクに使用され
ている基板材料であれば何れも使用可能であり、例えば
ポリカーボネート系樹脂、ポリメタクリレート系樹脂、
アクリル樹脂、エポキシ樹脂等のプラスチック材料、ア
モルファスポリオレフィン系樹脂、或いはガラス等が挙
げられる。

【００１２】この透明基板上に形成される記録磁性層と
しては、磁気光学効果（カー効果やファラデー効果）を
有する垂直磁化膜であることが不可欠であり、室温にて
大きな保磁力を持ち、且つ２００℃付近にキュリー点を
持つこと等が望まれる。これらの条件に叶った記録材料
として、希土類−遷移金属合金非晶質薄膜が使用可能で
ある。具体的に例示するばらば、スパッタ等によるＴｂ
ＦｅＣｏ合金薄膜等が挙げられる。

【００１３】なお、これら記録材料には、耐蝕性を向上
させる目的で、Ｃｒ等の添加元素が添加されていてもよ
い。

【００１４】また、上記誘電体層としては、酸化物や窒
化物等が使用可能であるが、該誘電体層中の酸素が上記
記録磁性層等に悪影響を及ぼす虞れがあることから窒化
物がより好ましく、酸素及び水分を透過させず且つ使用
レーザ光を十分に透過し得る物質として窒化珪素、或い
は窒化アルミニウム等が好適である。上記反射膜は、高
反射率を有するとともに、熱的に良導体であることが望
まれ、非磁性金属の蒸着膜が好適である。特に、入手の
容易さや成膜の容易さ等を考慮すると、アルミニウムが
適している。

【００１５】これら機能膜を成膜する方法としては、蒸
着法やスパッタ法等の所謂気相メッキ技術が好適であ
る。また、各機能膜の膜厚は、任意に設定されれば良い
が、通常は数百から数千Å程度とされる。但し、各膜厚
は、各機能膜単独での光学的性質のみならず、組合せに
よる効果を考慮して決めることが好ましい。これは、例
えば記録磁性層の膜厚がレーザ光の波長に比べて薄い場
合に、レーザ光が記録磁性層を透過して各層境界で反射
した光と多重干渉し、膜厚の組合せにより記録磁性層の
実効的な光学及び磁気光学特性が大きく変動するためで
ある。

【００１６】これら機能膜からなる記録部上に形成され
る保護膜は、上記記録磁性層や反射膜等の金属薄膜を大
気中の酸化や水分等から隔離し、記録部に腐食、孔食が
生じるのを防止することを目的として設けられるもので
ある。本発明では、上記保護膜の構成材料として紫外線
硬化樹脂が使用される。この紫外線硬化樹脂は、以下の
ような多成分から構成されてなる。

【００１７】ａ）プレポリマー；光重合性オイリゴマー
で硬化物（塗料、インキ、フィルム等）の基本物質を与
えるもの。 ｂ）モノマー；光重合性多官能アクリレートであるが、
プレポリマーと組合せて用途に応じて使用する。 ｃ）光開始剤；紫外線を吸収してラジカルを生成し、硬
化反応を引き起こすもの。

【００１８】ｄ）増感剤；単独では紫外線照射により活
性化しないが、光開始剤とともに使用することによって
光開始剤の効果を高めることができる（反応時間の短縮
等）。 ｅ）その他の助剤；着色剤、光安定剤、熱安定剤、可塑
剤、黄色防止剤等。

【００１９】上記プレポリマーとしては、例えばポリエ
ステルアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエス
テルアクリレート等が使用可能である。このうち、ポリ
エステルアクリレートとしては、下記の（１）〜（３）
式で表されるものが挙げられる。なお、下記の（１），
（２）式中、ｍ，ｎは、それぞれ正の整数を表す。

【００２０】

【化１】

【００２１】エポキシアクリレートとしては、下記の
（４），（５）式で表されるものが挙げられる。なお、
下記の（４），（５）式中、ｎは、それぞれ正の整数を
表す。

【００２２】

【化２】

【００２３】ポリエステルウレタンアクリレートとして
は、下記の（６）式で表されるものが挙げられる。な
お、下記の（６）式中、ｎは、それぞれ正の整数を表
す。

【００２４】

【化３】

【００２５】また、上記モノマーとしては、単官能性ア
クリレートでも良く、多官能性アクリレートでも良い。
単官能性アクリレートとしては、例えば２−エチルヘキ
シルアクリレート（ＥＨＡ）、２−ヒドロキシエチルア
クリレート（ＨＥＡ）、２−ヒドロキシプロピルアクリ
レート（ＨＰＡ）等が挙げられる。

【００２６】二官能性アクリレートとしては、例えば
１，３−ブタンジオールジアクリレート（ＢＧＤＡ）、
１，４−ブタンジオールジアクリレート（ＢＵＤＡ）、
１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（ＨＤＤ
Ａ）、ジエチレングリコールジアクリレート（ＤＥＧＤ
Ａ）、ネオペンチルグリコールジアクリレート（ＮＰＧ
ＤＡ）、ポリエチレングリコール４００ジアクリレート
（ＰＥＧ４００ＤＡ）、ヒドロキシピバリン酸エステル
ネオペンチルグリコールジアクリレート（ＨＰＮＤＡ）
等が挙げられる。

【００２７】三官能以上の多官能アクリレートとして
は、例えばトリメチロールプロパントリアクリレート
（ＴＭＰＴＡ）、ペンタエリスリトールトリアクリレー
ト（ＰＥＴＡ）、ジペンタエリストールヘキサアクリレ
ート（ＤＰＨＡ）、トリアリルイソシアヌレート（ＴＡ
ＩＣ）等が挙げられる。

【００２８】これら単官能性アクリレート及び多官能性
アクリレートの構造式は、下記の表１に示す通りであ
る。

【００２９】

【表１】

【００３０】上記光開始剤としては、種々の化合物が使
用可能であり、その代表的なものを例示するならば、ｐ
−ｔｅｒｔブチルクロロアセトフェノンや２，２−ジエ
トキシアセトフェノン（ＤＥＡＰ）等のアセトフェノン
類、ベンゾフェノン、４，４−ビスジメチルアミノベン
ゾフェノン等のミヒラーケトン、ベンジル、ベンゾイ
ン、ベンゾインエーテル、ベンジルジメチルケタール、
２−クロロチオキサントン（ＣＴＸ）等のチオキサント
ン類等がある。

【００３１】これら化合物は、下記の化４及び化５に示
す構造式（７）〜（１５）で表される。

【００３２】

【化４】

【００３３】

【化５】

【００３４】この光開始剤は、紫外線照射により下記の
（１６）〜（１９）式で示されるような反応によりラジ
カルを生成する。なお、ここでは、ｐ−ｔｅｒｔブチル
クロロアセトフェノン、２，２−ジエトキシアセトフェ
ノン及び２−クロロチオキサントンを用いた場合の反応
式を示す。

【００３５】

【化６】

【００３６】上記増感剤としては、主にアミン類が使用
される。例えば、ｎ−ブチルアミン、ジ−ｎ−ブチルア
ミン、トリエチルアミン、ジエチルアミノエチルメタク
リレート等が何れも使用可能である。この他、上記紫外
線硬化樹脂中には、例えば着色剤、光安定剤、熱安定
剤、可塑剤、黄色防止剤等が助剤として添加されるが、
その種類は使用目的及びその性能に応じて非常に多岐に
渡っており、適宜選定されることが好ましい。

【００３７】なお、これら構成成分は、用途に応じてそ
の種類及び組成等を変えて使用される。

【００３８】このような各種構成成分からなる紫外線硬
化樹脂中には、リン化合物が含まれている。このリン化
合物は、上記構成成分と有機溶剤に可溶し、且つイオン
状態で安定な価数をとる物質であり、例えば下記の（２
０）〜（２２）式で表されるものがある。

【００３９】

【化７】

【００４０】上記（２０）〜（２２）式で表されるリン
化合物は、何れも界面活性剤であり、分散性の向上とと
もに、潤滑剤、湿潤剤、帯電防止剤等の広範囲の目的で
使用される。本発明では、この紫外線硬化樹脂中に含有
されるリン化合物量をリン換算で７０ｐｐｍ以下に制限
する。これにより、上記記録磁性層や反射膜等の金属薄
膜が上記紫外線硬化樹脂の構成成分中に含まれたリンに
より腐食されるのが抑えられ、耐食性が向上する。上記
リン化合物量が７０ｐｐｍを越えると、上記金属薄膜の
腐食が顕著となり、品質劣化をもたらす。

【００４１】このような紫外線硬化樹脂を保護膜とする
際、その形成方法としては、例えばスピンコートによる
方法等が好適である。即ち、モータ回転軸に光磁気ディ
スクを取付け、回転させながら塗料を光磁気ディスク上
に供給して塗膜を形成することで、やはり厚みムラのな
い塗膜が形成される。この方法は、膜形成が容易である
ばかりでなく、膜厚の均一化が図れ、更には塗料の固形
分、粘度を操作することにより表面粗さや膜厚を制御す
ることが可能である。

【００４２】

【作用】光磁気ディスクの記録部に生じた腐食を光学顕
微鏡により観察すると、直径３０μｍ以下程度の微小な
孔が形成されているとともに、その進行が層状に起こっ
ていることが明らかにされた。また、ＥＰＭＡやＳＩＭ
Ｓ、ＦＴ−ＩＲ等の分析により腐食部にはリンの存在が
認められ、この腐食部の深さ方向の濃度分析からは保護
膜内に原因物が存在することが判った。これらの事実か
ら、上記記録部の腐食は、保護膜材料とされる紫外線硬
化樹脂の構成成分中に含まれるリン化合物の影響が大き
いと言える。

【００４３】従って、上記紫外線硬化樹脂中のリン化合
物の濃度をリンの含有量に換算した値で７０ｐｐｍ以下
に制限することにより、このリン化合物の影響が抑えら
れ、記録部の腐食が低減される。

【００４４】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について実験結
果にもとづき説明する。本実施例の光磁気ディスクは、
図１に示すように、ポリカーボネート樹脂からなる基板
１の一主面１ａ上に記録部２が形成され、この記録部２
上に紫外線硬化樹脂からなる保護膜３が形成された構成
を有する。そして、本実施例では、このような構成を有
する一対のディスクの上記保護膜３同士を突き合わせ、
所謂ホットメルトにより接着することによって両面ディ
スクとした。

【００４５】上記基板１は、厚さ数ｍｍ程度（例えば
１．２ｍｍ）の円板状の透明基板であって、その材質と
しては、ポリカーボネート樹脂に限られず、例えばアク
リル樹脂、ポリオレフィン樹脂、エポキシ樹脂等のプラ
スチック材料の他、ガラス等も使用可能である。なお、
この基板１表面のうち、前記記録部２を設ける側の表面
には、通常は再生時に使用するレーザ光波長のおよそ４
分の１の深さを持った案内溝や番地符号ピット等（いず
れも図示は省略する。）が設けられる。

【００４６】上記記録部２は、記録磁性層５、誘電体層
４，６、及びＡｌ反射膜７からなる多層構造を有してな
り、通常は上記基板１上に第１の誘電体層４が形成さ
れ、この第１の誘電体層４上に記録磁性層５、第２の誘
電体層６、Ａｌ反射膜７が順次積層形成される。これら
のうち、上記第１の誘電体層４及び第２の誘電体層６
は、ＳｉＮ膜からなり、酸素及び水分を遮断するととも
に、使用レーザ光を十分に透過させることができる。こ
れら第１の誘電体層４及び第２の誘電体層６の膜厚は、
それぞれ１００ｎｍ、６０ｎｍとされる。

【００４７】また、上記記録磁性層５としては、希土類
−遷移金属合金非晶質薄膜が好適であり、ここではスパ
ッタリングにより得られたＴｂＦｅＣｏ系非晶質薄膜を
使用した。この記録磁性層５の膜厚は、２３ｎｍとし
た。上記Ａｌ反射膜７は、上記記録磁性層５及び第１の
誘電体層４及び第２の誘電体層６とともにスパッタリン
グによって成膜されるものであり、レーザ光の透過光を
遮断し、優れた反射効率を有している。このＡｌ反射膜
７の膜厚は、７０ｎｍとされる。

【００４８】一方、上記保護膜３は、上記記録部２が酸
素や水分によって腐食されるのを防止するために設けら
れるものである。この保護膜３の膜厚は、使用される紫
外線硬化樹脂の組成によって粘性が異なるので、適宜選
定されることが望ましいが、実用性を満たす範囲として
３〜５μｍの範囲とされる。但し、この範囲は、本実施
例のように、５．２５インチの両面ディスクの場合に限
られ、例えば所謂単板ディスク（通常、３．５インチ）
の場合には、更に厚くする必要があり、例えば７〜２５
μｍ程度が好適である。

【００４９】この保護膜３は、紫外線硬化樹脂からな
り、例えばスピンコート等により光磁気ディスク上に供
給された塗膜に紫外線を照射し、硬化させることによっ
て得られる。この成膜方法によれば、膜形成を容易に行
うことが可能であるばかりでなく、膜厚の均一化が図
れ、更には塗料の固形分、粘度を操作することにより表
面粗さや膜厚を制御することが可能である。

【００５０】上記紫外線硬化樹脂は、ａ）プレポリマ
ー、ｂ）モノマー、ｃ）光開始剤、ｄ）増感剤、ｅ）そ
の他の助剤等、種々の成分から構成される。これら構成
成分の種類及び添加量は、用途に応じて適宜選定されれ
ば良い。以上が本実施例にかかる光磁気ディスクの構成
であるが、このような光磁気ディスクにおいては、上記
保護膜を構成してなる紫外線硬化樹脂中に含まれるリン
化合物の影響が問題となる。

【００５１】そこで、上記紫外線硬化樹脂中のリン化合
物量が光磁気ディスクの耐食性に及ぼす影響を調べるた
めに、以下のような実験を行った。即ち、上記紫外線硬
化樹脂中にリン化合物としてトリフェニルフォスフィン
（Ｃ₆ Ｈ₅ ）₃ Ｐ又はトリフェニルフォスフェイト（Ｃ
₆ Ｈ₅ Ｏ）₃ ＰＯを添加し、これらリン化合物の含有量
の異なる紫外線硬化樹脂を用いて保護膜を形成し、得ら
れた光磁気ディスクをカートリッジに収納した状態（イ
ンカートリッジ状態）で温度８０℃、湿度９０％の雰囲
気中にて１００時間保存し、保存後の光磁気ディスクに
発生した腐食数を調べた。この結果を下記に表２及び表
３に示す。

【００５２】なお、紫外線硬化樹脂中におけるリン化合
物の含有量は、リンに換算した値で表し、未硬化の紫外
線硬化樹脂１ｇをメチルイソブチルケトン１００ｍｌに
融解し、ＩＣＰ発光分光法による測定値とした。測定に
際しては、同一溶媒にて標準溶液とブランク溶液を作成
し、測定波長は２１３．６１８ｎｍを使用した。この
時、リンの検出限界値は０．２０１ｐｐｍであった。

【００５３】また、腐食数は、１５枚のサンプルディス
クにおける腐食数の平均値とした。

【００５４】

【表２】

【００５５】

【表３】

【００５６】表２及び表３に示すように、溶液中で３価
と５価の安定なイオン形態をとるリン化合物を紫外線硬
化樹脂中に添加した場合、何れの場合においても（リン
の価数に関係なく）リン換算量が７０ｐｐｍ以下である
時に、腐食の発生が１個以下に抑えられ、極めて良好な
耐食性が得られることが判った。

【００５７】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の光磁気ディスクでは、保護膜材料とされる紫外線硬
化樹脂中のリン化合物の含有量を抑えているので、この
リンによる記録磁性層や反射膜等の金属薄膜の腐食が防
止される。従って、本発明によれば、耐食性が向上し、
信頼性に優れた光磁気ディスクを提供することができ
る。

【００５８】また、本発明においては、上述のように優
れた耐食性が得られることから、例えばそのままカート
リッジに収納されて使用される単板ディスク（通常３．
５インチ）のように、従来の両面ディスクよりも一層信
頼性が厳しく要求されるものでも、十分な実用性が期待
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光磁気ディスクの一例の構成を示す断
面図である。

【符号の説明】

１・・・基板 ２・・・記録部 ３・・・保護膜 ５・・・記録磁性層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 薫 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ ニー株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−53241（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−257933（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−47539（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−272891（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板上に少なくとも記録磁性層、反
   射膜及び紫外線硬化樹脂からなる保護膜が順次積層形成
   されてなる光磁気ディスクにおいて、上記紫外線硬化樹脂からなる保護膜はリン系の界面活性
   剤を含有しており、且つ紫外線硬化樹脂中の リン化合物
   量がリン換算で７０ｐｐｍ以下であることを特徴とする
   光磁気ディスク。