JP3651681B2

JP3651681B2 - 磁気ディスクおよびその製造方法

Info

Publication number: JP3651681B2
Application number: JP2003391829A
Authority: JP
Inventors: 貢一下川
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2003-01-29
Filing date: 2003-11-21
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2023-11-21
Also published as: US7045215B2; SG108947A1; JP2004253110A; US20040185262A1; CN1542747A; CN1311430C

Description

本発明は、磁気ディスクおよびその製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、例えば１２ｎｍ以下の極狭浮上量においてもフライスティクション障害や腐食障害などが防止でき、例えば５４００ｒｐｍ以上の高速回転においても、マイグレーションを抑制し得る付着性の高い潤滑層を備えた、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などの磁気ディスク装置に搭載される磁気ディスク、およびその製造方法に関するものである。

従来、磁気ディスク装置においては、停止時には磁気ディスク面の内周領域に設けられた接触摺動用領域（ＣＳＳ領域）に磁気ヘッドを接触させておき、起動動作時には磁気ヘッドをこのＣＳＳ領域で接触摺動させながら僅かに浮上させた後、ＣＳＳ領域の外側に設けられた記録再生用のディスク領域面で記録再生を行なう、ＣＳＳ（Contact Start and Stop）方式が採用されてきた。終了動作時には、記録再生用領域からＣＳＳ領域に磁気ヘッドを退避させた後に、ＣＳＳ領域で接触摺動させながら着地させ、停止させる。このＣＳＳ方式において接触摺動の発生する起動動作及び終了動作をＣＳＳ動作と呼称する。

このようなＣＳＳ方式用磁気ディスクにおいては、ディスク面上にＣＳＳ領域と記録再生領域の両方を設ける必要がある。また、磁気ヘッドと磁気ディスクの接触時に両者が吸着してしまわないように、磁気ディスク面上にテクスチャと呼ばれる一定の表面粗さを備える凸凹形状を設ける必要がある。また、ＣＳＳ動作時に起る磁気ヘッドと磁気ディスクとの接触摺動による損傷を緩和するために、例えば、ＨＯＣＨ_２−ＣＦ_２Ｏ−(Ｃ_２Ｆ_４Ｏ)_ｐ−(ＣＦ_２Ｏ)_ｑ−ＣＨ_２ＯＨの構造をもつパーフルオロアルキルポリエーテルの潤滑剤を塗布した磁気記録媒体（例えば、特許文献１参照）や、特定のホスファゼン化合物を主成分とするハード磁気ディスク用潤滑剤（例えば、特許文献２参照）などが知られている。

最近、前記ＣＳＳ方式に代わってＬＵＬ(Load Unload)方式の磁気ディスク装置が導入されつつある。ＬＵＬ方式では、停止時には、磁気ヘッドを磁気ディスクの外に位置するランプと呼ばれる傾斜台に退避させておき、起動時には磁気ディスクが回転開始した後に、磁気ヘッドを該ランプから磁気ディスク上に滑動させてから記録再生を行なう。この一連の動作はＬＵＬ動作と呼ばれる。ＬＵＬ方式はＣＳＳ方式に比べて、磁気ディスク面上の記録再生用領域を広く確保できるので高情報容量化にとって好ましい。また、磁気ディスク面上にはＣＳＳのためのテクスチャを設ける必要がないので、磁気ディスク面を極めて平滑化でき、このため磁気ヘッド浮上量を一段と低下させることができるので、記録信号の高Ｓ／Ｎ比化を図ることができ好適である。

このようなＬＵＬ方式の導入に伴う、磁気ヘッド浮上量の非連続的な一段の低下により、１２ｎｍ以下の極狭な浮上量においても、磁気ディスクが安定して動作することが求められるようになってきた。しかしながら、このような極狭浮上量で磁気ディスク面上に磁気ヘッドを浮上飛行させると、フライスティクション障害とヘッド腐食障害が頻発するという問題が発生した。

フライスティクション障害とは、磁気ヘッドが浮上飛行時に浮上姿勢や浮上量に変調をきたす障害であり、不規則な再生出力変動を伴い、場合によっては浮上飛行中に磁気ディスクと磁気ヘッドが接触し、ヘッドクラッシュ障害を起こして磁気ディスクを破壊することがある。

一方、腐食障害とは、磁気ヘッドの素子部が腐食して記録再生に支障をきたす障害であり、場合によっては記録再生が不可能となったり、腐食素子が膨大して、浮上飛行中に磁気ディスク表面に損傷を与えることがある。

また、最近では磁気ディスク装置の応答速度を敏速化するために、磁気ディスクの回転速度を高めることが行なわれている。モバイル用途に好適な小径の２．５インチ型磁気ディスク装置の回転数は従来４２００ｒｐｍ程度であったが、最近では、５４００ｒｐｍ以上の高速で回転させることで応答特性を高めることが行なわれている。このような高速で磁気ディスクを回転させると、回転に伴う遠心力により潤滑層が移動（マイグレーション）して、磁気ディスク面内で潤滑層膜厚が不均一となる現象が顕在化してきた。ディスク外周側で潤滑層膜厚が肥厚すると、ＬＵＬ時にフライスティクション障害やヘッドクラッシュ障害が発生し易くなり、また内周側で潤滑層膜厚が減少すると、潤滑性能の低下により、ヘッドクラッシュ障害が発生しやすくなる。

従来用いられてきた、前記特許文献１や特許文献２に記載の潤滑剤技術は、主としてＣＳＳ動作の改善を主眼として開発された潤滑剤であって、ＬＵＬ方式用磁気ディスクに用いると前記障害発生頻度が高く、最早、最近の磁気ディスクに求められる信頼性を満足することが困難となっていた。このため、ＬＵＬ方式用磁気ディスクの高容量化、高Ｓ／Ｎ化、高応答性の阻害要因となっていた。

特開昭６２−６６４１７号公報特開平１１−２２４４１９号公報

本発明は、このような事情のもとで、例えば１２ｎｍ以下の極狭浮上量においてもフライスティクション障害や腐食障害などが防止でき、例えば５４００ｒｐｍ以上の高速回転においても、マイグレーションを抑制し得る付着性の高い潤滑層を備えた磁気ディスクおよびその製造方法、特にＬＵＬ方式用に好適な磁気ディスクおよびその製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明者らは、前記目的を達成するために、最近の磁気ディスクで顕在化してきた、前述の障害について研究を行なったところ、以下のメカニズムが発生した結果であるという知見を得た。

磁気ヘッドの浮上量が１２ｎｍ以下の極狭浮上量となると、磁気ヘッドは浮上飛行中に空気分子を介して磁気ディスク面上の潤滑層に断熱圧縮及び断熱膨張を繰り返し作用させるようになり、この熱作用により潤滑層は繰り返し加熱冷却を受けるようになることに着目し、さらに研究を重ね、この熱作用により潤滑層を構成する潤滑剤の熱分解が促進され、低分子化され易くなっていることを発見した。潤滑剤が熱分解により低分子化すると、分子量が小さくなるので流動性が高まり保護層との密着度が低下し、その結果、流動度の高まった潤滑剤は、極狭な位置関係にある磁気ヘッドに移着、堆積し、浮上姿勢が不安定となりフライスティクション障害を発生させるものと考察された。

特に、最近導入されてきたＮＰＡＢ（負圧）スライダー（negative pressure air bearing surface slider）を備える磁気ヘッドは、磁気ヘッド下面に発生する強い負圧により、潤滑剤の分解生成物を磁気ディスク表面上から吸引するので、この移着堆積現象を促進していることが分かった。
熱分解した潤滑剤は、熱分解の結果フッ酸を生成する場合があり、磁気ヘッドに移着堆積した結果、磁気ヘッドの素子部を腐食させ易いことも分かった。

近年、高記録密度化に好適として磁気ヘッドに採用されている磁気抵抗効果型再生素子（ＭＲ、ＧＭＲ、ＴＭＲ素子等）は、特に腐食されやすく、また、磁気抵抗効果型再生素子を搭載した磁気ヘッドのシールド部には高Ｂｓ（飽和磁束密度）の得られるＦｅＮｉ系パーマロイ合金等のシールド材が用いられるが、これも腐食され易いことが分かった。
とりわけ、前記特開昭６２−６６４１７号公報記載の潤滑剤は耐熱性が低く、熱分解し易い傾向にあるので、これらの現象による障害が発生し易いことが分かった。
更に、潤滑剤の熱分解により発生したフッ酸は、磁気ディスク装置内雰囲気に存在するシロキサンを化学変化させてシリコンオキサイドを生成させる傾向があり、生成したシリコンオキサイドは、磁気ヘッドへ移着してフライスティクション障害を引き起こしやすいことも突き止めた。

本発明者らは、更に、ＬＵＬ方式が、これら障害を助長していることも発見した。ＬＵＬ方式の場合ではＣＳＳ方式の場合と異なり、磁気ヘッドは磁気ディスク面上を接触摺動することがないので、一度磁気ヘッドに移着堆積した潤滑剤の分解生成物は、磁気ディスク側へ転写除去されないことが判った。ＣＳＳ方式の場合にあっては、磁気ヘッドに付着した分解生成物はＣＳＳ動作時に磁気ディスクのＣＳＳ領域によってクリーニングされる作用が備わっているので、これら障害が顕在化していなかったものと考察される。

本発明者らは、これらの研究成果に基づき、さらに研究を進めた結果、磁気ディスク上の潤滑層を、パーフルオロポリエーテル主鎖の両末端が修飾された特定構造の化合物２種の組合わせを含む潤滑層とすることにより、前記障害の発生を抑制し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）基板上に、少なくとも磁性層と保護層と潤滑層が順次設けられた磁気ディスクであって、前記潤滑層が、一般式（Ｉ）

（式中、ｐおよびｑは、それぞれ１以上の整数を示す。）
で表される化合物（Ａ）と、パーフルオロポリエーテル主鎖の両末端の炭素原子または酸素原子に、それぞれエーテル結合を含んでいてもよい水酸基含有炭化水素基が結合してなる化合物（Ｂ）とを含むことを特徴とする磁気ディスク、
（２）基板上に、少なくとも磁性層と保護層と潤滑層が順次設けられた磁気ディスクであって、前記潤滑層が、一般式（Ｉ）

（式中、ｐおよびｑは、それぞれ１以上の整数を示す。）
で表される化合物（Ａ）を含む潤滑剤と、パーフルオロポリエーテル主鎖の両末端の炭素原子または酸素原子に、それぞれエーテル結合を含んでいてもよい水酸基含有炭化水素基が結合してなる化合物（Ｂ）を含む潤滑剤とを混合して成膜された潤滑層であることを特徴とする磁気ディスク、
（３）化合物（Ｂ）が、一般式（II）、（III）、（IV）および（VII）

（式中、ａ、ｂ、ｍおよびｎは、それぞれ１以上の整数を示す。）
で表される化合物から選ばれる一種以上である上記（１）または（２）に記載の磁気ディスク、
（４）潤滑層が、化合物（Ａ）と化合物（Ｂ）とを重量比２：８ないし８：２の割合で含む上記（１）、（２）または（３）項に記載の磁気ディスク、
（５）化合物（Ａ）の重量平均分子量（Ｍｗ）が２０００〜７０００であり、かつ重量平均分子量（Ｍｗ）／数平均分子量（Ｍｎ）比で示される分子量分散度が１．１以下である上記（１）ないし（４）項のいずれか１項に記載の磁気ディスク、
（６）化合物（Ｂ）の重量平均分子量（Ｍｗ）が２０００〜７０００であり、かつ重量平均分子量（Ｍｗ）／数平均分子量（Ｍｎ）比で示される分子量分散度が１．２以下である上記（１）ないし（５）項のいずれか１項に記載の磁気ディスク、
（７）ＬＵＬ（ロードアンロード）方式用磁気ディスクである上記（１）ないし（６）項のいずれか１項に記載の磁気ディスク、
（８）前記保護層はプラズマＣＶＤ法により成膜された炭素系保護層である上記（１）ないし（７）項のいずれか１項に記載の磁気ディスク、
（９）前記潤滑層が前記保護層表面を被覆する割合（表面被覆率β）は０．８５〜１である上記（１）ないし（８）項のいずれか１項に記載の磁気ディスク、および
（１０）基板上に、少なくとも磁性層と保護層と潤滑層が順次設けられた磁気ディスクの製造方法であって、前記潤滑層を、一般式（Ｉ）

（式中、ｐおよびｑは、それぞれ１以上の整数を示す。）
で表される化合物（Ａ）を含む潤滑剤と、パーフルオロポリエーテル主鎖の両末端の炭素原子または酸素原子に、それぞれエーテル結合を含んでいてもよい水酸基含有炭化水素基が結合してなる化合物（Ｂ）を含む潤滑剤とを混合して成膜することを特徴とする磁気ディスクの製造方法、
を提供するものである。
また、前記磁気ディスクの製造方法の好ましい態様は、
（１１）化合物（Ｂ）が、一般式（II）、（III）、（IV）および（VII）

（式中、ａ、ｂ、ｍおよびｎは、それぞれ１以上の整数を示す。）
で表される化合物から選ばれる１種以上である上記（１０）項に記載の磁気ディスクの製造方法、
（１２）潤滑層を、化合物（Ａ）を含む潤滑剤と、化合物（Ｂ）を含む潤滑剤とを、化合物（Ａ）と化合物（Ｂ）との重量比が２：８ないし８：２の割合になるように混合して成膜する上記（１０）または（１１）項に記載の磁気ディスクの製造方法、
（１３）化合物（Ａ）を含む潤滑剤として、重量平均分子量（Ｍｗ）が２０００〜７０００であり、かつ重量平均分子量（Ｍｗ）／数平均分子量（Ｍｎ）比で示される分子量分散度が１．１以下の化合物（Ａ）を含む潤滑剤を用いる上記（１０）、（１１）または（１２）項に記載の磁気ディスクの製造方法、
（１４）化合物（Ｂ）を含む潤滑剤として、重量平均分子量（Ｍｗ）が２０００〜７０００であり、かつ重量平均分子量（Ｍｗ）／数平均分子量（Ｍｎ）比で示される分子量分散度が１．２以下の化合物（Ｂ）を含む潤滑剤を用いる上記（１０）ないし（１３）項のいずれか１項に記載の磁気ディスクの製造方法、および
（１５）磁気ディスクがＬＵＬ方式用である上記（１０）ないし（１４）項のいずれか１項に記載の磁気ディスクの製造方法、
である。

本発明によれば、好適な潤滑性能や付着性能や耐熱性能や被覆性能を備える磁気ディスクが得られるので、フライスティクション障害や腐食障害やヘッドクラッシュ障害やマイグレーション障害などを抑制することができ、磁気ディスクの高容量化に好適である。

本発明の磁気ディスクは、基板上に、少なくとも磁性層と保護層と潤滑層が順次設けられた構成を有しており、そして、前記潤滑層に、以下に示す化合物（Ａ）と化合物（Ｂ）とを組み合わせて含ませたものである。

前記化合物（Ａ）は、一般式（Ｉ）

（式中、ｐおよびｑは、それぞれ１以上の整数を示す。）
で表される、パーフルオロポリエーテル主鎖の両末端の炭素原子に、それぞれジエタノールアミノメチル基が結合した構造を有する化合物である。
この化合物（Ａ）は、主鎖の潤滑性能と、主鎖の両末端にそれぞれ−ＣＨ_２ＣＨ_２ＯＨ官能基を２つずつ有することによる、高い耐熱性と保護層に対する高い付着性能を兼ね備えて好適であるが、官能基の保護層に対する付着性能が強い結果として、潤滑性能が減じてヘッドクラッシュ障害を起こし易いという問題があり、単独では好適に用いることは難しく、この点が本発明者らの検討課題であった。

一方、化合物（Ｂ）は、パーフルオロポリエーテル主鎖の両末端の炭素原子または酸素原子に、それぞれエーテル結合を含んでいてもよい水酸基含有炭化水素基が結合した構造を有する化合物である。この化合物（Ｂ）は、パーフルオロポリエーテル主鎖の柔軟な潤滑性能と、水酸基を有する両末端官能基が保護層に対する付着性能を備えて好適であるが、耐熱性が低いという点が課題であった。また、マイグレーション障害を起こしやすく、好適に制御することが困難であった。したがって、単独では好適に用いることが難しく、この点が本発明者らの検討課題であった。
ところが、本発明者らが、これらの化合物の双方を含む潤滑層を設けた磁気ディスクを作製し、試験したところ、意外にも特異的に両者の好適な特性が相乗され、かつ、両者の欠点を抑制しうることを見出し、本発明を完成したものである。

本発明における前記化合物（Ｂ）としては、パーフルオロポリエーテル主鎖の両末端の炭素原子または酸素原子に、それぞれ結合したエーテル結合を含んでいてもよい水酸基含有炭化水素基の水酸基の数が１〜２個であるものが好ましい。この水酸基の数が２個を超えると潤滑性能が低下する場合がある。このような化合物（Ｂ）としては、例えば、以下に示す一般式（II）〜一般式（VII）

（式中、ＲはＦまたはＣＦ_３、ａおよびｂはそれぞれ１以上の整数、ｃは２〜１０の整数、ｍおよびｎはそれぞれ１以上の整数を示す。）
で表される化合物を挙げることができる。
これらの化合物は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよいが、これらの中で化合物（Ｂ）としては、性能の面から、前記一般式（II）で表される化合物が好適である。
また、潤滑層に用いられる化合物（Ｂ）としては、一般式（III）、一般式（IV）、一般式（VII）で表される化合物も好適であり、特に、これらの化合物を用いた潤滑層をプラズマＣＶＤ法で成膜された保護層と組み合せると好適である。

本発明においては、潤滑層として、前記化合物（Ａ）と化合物（Ｂ）とを、重量比で２：８ないし８：２の割合で含むものが好ましい。化合物（Ａ）の含有割合が上記範囲より低い場合、潤滑層全体の保護層に対する付着力が低下し、その結果フライスティクション障害、腐食障害を起こす場合がある上、マイグレーション障害を起こす場合がある。一方、化合物（Ａ）の含有割合が上記範囲より高い場合、潤滑層全体の保護層に対する付着力が強まる結果、潤滑性能が低下する場合があり、ヘッドクラッシュ障害を起こすおそれがある。この化合物（Ａ）と化合物（Ｂ）との含有割合は、特に重量比で４：６ないし６：４の範囲が好適である。

本発明においては、前記化合物（Ａ）は、重量平均分子量（Ｍｗ）が２０００〜７０００であり、かつ重量平均分子量（Ｍｗ）／数平均分子量（Ｍｎ）比で示される分子量分散度が１．１以下であることが好ましい。このような分子量分布にすることで、磁気ディスク用として好適な潤滑性能を具備する主鎖長（主鎖の長さ）を備える化合物とすることができる。重量平均分子量（Ｍｗ）が２０００未満の場合は不純物が多く含まれる場合があるので好ましくなく、また、７０００を超えると粘性が高くなりフライスティクションの原因となる場合があるので好ましくない。また、分子量分散度が１．１を超えると、分子量分布が広くなりすぎ、低分子量成分及び高分子量成分が含まれてしまうので好ましくない。
前記一般式（Ｉ）で表される化合物（Ａ）において、ｐおよびｑは、それぞれ１以上の整数であるが、該化合物（Ａ）の重量平均分子量が、好ましくは２０００〜７０００の範囲になるように適宜選択される。

一方、前記化合物（Ｂ）は、重量平均分子量（Ｍｗ）が２０００〜７０００であり、かつ重量平均分子量（Ｍｗ）／数平均分子量（Ｍｎ）比で示される分子量分散度が１．２以下であることが好ましい。このような分子量分布にすることで、磁気ディスク用として好適な潤滑性能を具備するパーフルオロポリエーテルの主鎖長を備える化合物からなる潤滑剤とすることができる。

一般式（II）の化合物にあっては、低分子量側に不純物を含有しやすいが、本発明のような分子量分布とすることで、これらの不純物を排除でき、本発明の作用を好適に発揮させることができる。特に重量平均分子量を３０００〜５０００、分子量分散度１．１以下のものが好適である。重量平均分子量が２０００未満の場合は不純物が多く含まれる場合があるので好ましくなく、また、７０００を超えると粘性が高くなりフライスティクションの原因となるので好ましくない。また、分子量分散度が１．２を超えると、分子量分布が広くなりすぎ、低分子量成分及び高分子量成分が含まれてしまうので好ましくない。前記一般式（II）で表される化合物において、ａおよびｂは、それぞれ１以上の整数であるが、該化合物の重量平均分子量（Ｍｗ）が、好ましくは２０００〜７０００の範囲になるように適宜設定される。
また、一般式（III）、一般式（IV）、一般式（VII）で表される化合物において、重量平均分子量（Ｍｗ）、重量平均分子量（Ｍｗ）／数平均分子量（Ｍｎ）比で示される分子量分散度の好ましい範囲は前記一般式（II）の化合物と同様とすることができる。また、一般式（III）、一般式（IV）、一般式（VII）で表される化合物において、a及びｂはそれぞれ１以上の整数であるが、該化合物の重量平均分子量（Ｍｗ）が好ましくは２０００〜７０００の範囲となるように適宜設定される。
なお、本発明において、前記重量平均分子量（Ｍｗ）および数平均分子量（Ｍｎ）は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法により、それぞれ分子量の異なるポリメチルメタクリレートを標準物質として測定された値である。

本発明において、化合物（Ａ）および化合物（Ｂ）の分子量分布（重量平均分子量や分子量分散度）を調整する方法としては、分子量分画可能な精製方法であれば特に限定する必要はないが、超臨界抽出法で精製した化合物を用いることが好ましい。超臨界抽出法で分子量分画すると、好適に前述の分子量分布を備える化合物を得ることができる。

本発明においては、潤滑層に、本発明の目的が損なわれない範囲で、従来磁気ディスクにおける潤滑剤として知られている公知の他の潤滑剤や、潤滑層用添加剤として知られている各種添加剤、例えばパーフルオロポリエーテル系潤滑剤の劣化抑制剤などを、必要に応じて適宜含有させることができる。前記公知の他の潤滑剤としては、例えばパーフルオロポリエーテル主鎖の片末端に水酸基含有炭化水素基を有する化合物、フルオロカーボン鎖を有し、かつアジド基を少なくとも１つ有する含フッ素アジド化合物、パーフルオロポリエーテル主鎖の少なくとも片末端にホスファゼン環を有する化合物などを挙げることができる。

本発明はまた、基板上に、少なくとも磁性層と保護層と潤滑層が順次設けられた磁気ディスクであって、前記潤滑層が、前述の化合物（Ａ）を含む潤滑剤と、前述の化合物（Ｂ）を含む潤滑剤とを混合して成膜された潤滑層である磁気ディスク、並びに、基板上に、少なくとも磁性層と保護層と潤滑層が順次設けられた磁気ディスクの製造方法であって、前記潤滑層を、前述の化合物（Ａ）を含む潤滑剤と、前述の化合物（Ｂ）を含む潤滑剤とを混合して成膜する磁気ディスクの製造方法をも提供する。
このような混合潤滑剤を調製して保護層上に塗布成膜することにより、本発明の磁気ディスクを好適に得ることができる。

本発明において、潤滑層の成膜方法は特に限定されず、例えばディップコート法、スピンコート法、スプレイ法、ベーパーコート法などの成膜方法を用いることができる。また、本発明において、潤滑剤を溶媒に分散溶解させた溶液を用いて、潤滑層を成膜する場合にあっては、潤滑剤が好適に溶解する限りにおいて適宜溶媒を選択することができる。特に、フッ素系溶媒は、パーフルオロポリエーテルを主鎖として含む潤滑剤を好適に分散溶解させることができるので好ましい。フッ素系溶媒としては、三井デュポンフロロケミカル社製バートレル(Vertrel)ＸＦや、３Ｍ社製ＨＦＥ７１００を溶媒として用いると、化合物（Ａ）と化合物（Ｂ）の双方を好適に分散溶解させた溶液を得ることができ、特に好ましい。

本発明においては、潤滑層の膜厚は、０．５〜１．８ｎｍの範囲が好ましく、特に０．７〜１．５ｎｍの範囲が好適である。この膜厚が０．５ｎｍ未満では、潤滑層の潤滑性性能が損なわれるので好ましくなく、また１．８ｎｍを超えると、潤滑層の上層部に保護層との付着力の弱い部分が発生する場合があるので好ましくない。

本発明においては、潤滑層が保護層表面を被覆する割合（表面被覆率β）を、０．８５以上とするのが好ましい。後述する本発明の実施例６〜実施例２０、比較例３〜比較例８の結果によれば、表面被覆率βが０．８５未満であるとＬＵＬ耐久性が劣化している。従って、ＬＵＬ方式用磁気ディスクの場合にあっては、表面被覆率βを０．８５以上とすることが好適である。
また、表面被覆率βの上限については特に制限を設ける必要はなく、０．８５〜１の範囲であればよい。後述する実施例では表面被覆率βが０．９９でも好適なＬＵＬ耐久性が得られている。
なお、本発明にいう、潤滑層が保護層表面を被覆する割合（表面被覆率β）とは、Ｘ線光電子分光法［ＸＰＳ，(X-ray photoelectron spectroscopy)］により測定される表面被覆率βのことである。ＸＰＳの測定結果から表面被覆率β(coverage ratio β)を算出する具体的な計算処理方法としては、日本特許第３４４９６３７号公報或いは米国特許第６，０９９，９８１号明細書等に記載される計算処理方法を利用できる。本発明の磁気ディスクは、基板上に磁性層、保護層、潤滑層が順次形成されており、該潤滑層は、保護層の上に化合物（Ａ）及び／または化合物（Ｂ）を含む潤滑剤が島状に点在した潤滑層であるとしたときにＸ線光電子分光法により測定される、前記表面被覆率βが０．８５以上となる潤滑層であるのが好適である。

本発明においては、潤滑層の成膜後に、磁気ディスクに熱処理を施すことが好ましい。この熱処理を施すことにより、潤滑層と保護層との密着性を向上させ、付着力を向上させることができるので、本発明にとって好適である。熱処理温度としては１００〜１８０℃とすることが好ましい。この温度が１００℃未満では、密着作用が十分ではなく、一方、１８０℃を超えると、潤滑剤が熱分解する場合があるので好ましくない。また、熱処理時間は３０〜１２０分とすると好適である。

本発明においては、保護層は炭素系保護層であることが好ましい。炭素系保護層は、化合物（Ａ）や化合物（Ｂ）の末端官能基との親和性が高く、保護膜に対する潤滑層の付着性能を高めることができるので好適である。この炭素系保護層としては、水素化炭素保護層の他、窒化炭素保護層や、水素化窒化炭素保護層などが好ましい。この保護層の膜厚は３〜８ｎｍであることが好ましい。この膜厚が３ｎｍ未満では保護層としての機能が十分でなくヘッドクラッシュ障害を起こす場合がある。また８ｎｍを超えると、磁性層と磁気ヘッドとの距離が離れ過ぎるので、高Ｓ／Ｎ化にとって好ましくない。
本発明においては、基板はガラス基板であることが好ましい。このガラス基板は平滑性に優れ、高記録密度化に好適である。ガラス基板としては、化学強化されたアルミノシリケートガラス基板が好適である。

本発明において特に好ましい炭素系保護層としては、水素化窒化炭素保護層を挙げることができる。
また、炭素系保護層の成膜方法としては、スパッタリング法によって成膜された炭素系保護層であっても、プラズマＣＶＤ法によって成膜された炭素系保護層であっても好適に用いることができるが、特に、プラズマＣＶＤ法によって成膜された炭素系保護層と本発明を組み合せると、特に好ましく相乗作用が得られる。
本発明において、保護層を炭素系保護層、例えば水素化炭素保護層、窒素化炭素（窒化炭素）保護層、水素化窒化炭素保護層とする場合においては、炭素系保護層全体に対する水素の含有量は水素前方散乱法（ＨＦＳ法）で測定したときに、３原子％〜２５原子％であることが好ましい。また、窒素の含有量については、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ法）で測定したときに、炭素に対する窒素の含有量で３原子％〜１６原子％であることが好ましい。

本発明においては、基板の主表面粗さはＲｍａｘが６ｎｍ以下、Ｒａが０．６ｎｍ以下であることが好ましい。このような平滑な基板にあっては、磁気ヘッドの浮上量を１２ｎｍ以下とすることができる一方で、表面が平滑な故に潤滑層が移動し易いという問題があるが、本発明では、潤滑層の移動が抑制できるので特に好適である。なお、ここでいうＲｍａｘ及びＲａはＪＩＳＢ０６０１の規定に基づくものである。

本発明においては、磁性層は特に制限はなく、面内記録方式用磁性層であってもよいし、垂直記録方式用磁性層であってもよい。ＣｏＰｔ系磁性層であれば、高保磁力と高再生出力を得ることができるので好適である。
本発明の磁気ディスクにおいては、基板と磁性層との間に、必要により下地層を設けることができ、また、該下地層と基板との間にシード層を設けることもできる。前記下地層としては、Ｃｒ層、あるいはＣｒＭｏ、ＣｒＷ、ＣｒＶ、ＣｒＴｉ合金層などが挙げられ、シード層としては、ＮｉＡｌやＡｌＲｕ合金層などが挙げられる。
本発明は、ＬＵＬ方式用磁気ディスクに適用するのが好適であるが、これに限らず、ＣＳＳ方式用磁気ディスクや、接触記録方式用磁気ディスクに用いることができる。

次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
なお、磁気ディスクの性能は、以下に示す方法にしたがって試験した。
（１）潤滑剤付着性試験
保護層に対する潤滑層の付着性能を評価するために行った。まず、磁気ディスクの潤滑層膜厚をＦＴ−ＩＲ（フーリエ変換型赤外分光光度計）法で測定する。次に磁気ディスクをフッ素系溶媒バートレル(Vertrel)ＸＦに１分間浸漬させる。溶媒に浸漬させることで、付着力の弱い潤滑層部分は溶媒に分散溶解してしまうが、付着力の強い部分は保護層上に残留することができる。次に、磁気ディスクを溶媒から引き上げ、再び、ＦＴ−ＩＲ法で潤滑層膜厚を測定する。溶媒浸漬前の潤滑層膜厚に対する、溶媒浸漬後の潤滑層膜厚の比率を潤滑層密着率（ボンデッド率）と呼称する。ボンデッド率が高ければ高いほど、保護層に対する潤滑層の付着性能が高いと言える。このボンデッド率は７０％以上であることが好ましい。７０％未満では潤滑層の付着性能が低く、フライスティクション障害や腐食障害を起こす場合がある。

（２）ＬＵＬ耐久性試験
ＬＵＬ試験は、５４００ｒｐｍで回転する２．５インチ型(６５ｍｍ型)磁気ディスク装置と、浮上量が１２ｎｍの磁気ヘッドにより行う。磁気ヘッドのスライダーはＮＰＡＢスライダー（negative pressure air bearing surface slider）であり、再生素子はＧＭＲ型磁気抵抗効果素子である。シールド部はＮｉＦｅ合金からなる。磁気ディスクをこの磁気ディスク装置に搭載し、前述の磁気ヘッドによりＬＵＬ動作を連続して行い、ＬＵＬの耐久回数を測定する。
ＬＵＬ耐久性試験後に、磁気ディスク表面および磁気ヘッド表面の観察を肉眼および光学顕微鏡で行い、傷や汚れなどの異常の有無を確認する。このＬＵＬ耐久性試験は４０万回以上のＬＵＬ回数に故障無く耐久することが求められ、特に、６０万回以上耐久すれば好適である。なお、通常に使用されているＨＤＤ（ハードディスクドライブ）の使用環境では、ＬＵＬ回数が６０万回を超えるには、概ね１０年程度の使用が必要とされる。

（３）フライスティクション試験
磁気ディスク１００枚について、浮上量６ｎｍのグライドヘッドでグライド試験を行うことで、フライスティクション現象が発生するかどうかを試験する。フライスティクション現象が発生すると、グライドヘッドの浮上姿勢が突然異常になるので、グライドヘッドに接着された圧電素子の信号をモニタすることで、フライスティクションの発生を感知することができる。このフライスティクション試験の合格率は９０％以上であれば好ましいとされる。９０％未満の場合、製造歩留まりが低下して生産コストが上昇し、また、HDD故障を引き起こし易い。

（４）表面被覆率β
潤滑層が前記保護層表面を被覆する割合（表面被覆率β）はＸ線光電子分光法［ＸＰＳ，(X-ray photoelectron spectroscopy)］により測定し算出した。具体的な計算処理法としては、日本特許第３４４９６３７号公報或いは米国特許第６，０９９，９８１号明細書に記載される表面被覆率β（coverage ratio β）の計算処理方法を採用した。

実施例１
図１は、本発明の実施の一形態による磁気ディスクの層構造を模式的に示す断面図である。この磁気ディスク１０は、基板１上にシード層２、下地層３、磁性層４、保護層５、潤滑層６が順次成膜されてなる。

基板１は、化学強化されたアルミノシリケートガラス基板であり、その主表面はＲｍａｘが４．８ｎｍ、Ｒａが０．４３ｎｍに鏡面研磨されている。また、基板直径は６５ｍｍ、厚さは０．６３５ｍｍの２．５インチ磁気ディスク用ガラス基板である。
シード層２は、Ｎｉ：５０モル％, Ａｌ：５０モル％からなるＮｉＡｌ合金であり、その膜厚は３０ｎｍである。
下地層３は、Ｃｒ：８０モル％, Ｍｏ：２０モル％からなるＣｒＭｏ合金であり、その膜厚は８ｎｍである。
磁性層４は、Ｃｏ：６２モル％, Ｃｒ：２０モル％, Ｐｔ：１２モル％, Ｂ：６モル％からなるＣｏＰｔ系合金であり、その膜厚は１５ｎｍである。
保護層５は、水素化炭素からなり、その膜厚は５ｎｍである。
潤滑層６は、式（Ｉ）で表される化合物（Ａ）と、式（II）で表される化合物（Ｂ）を重量比１：１の割合で含有する潤滑層であり、その膜厚は１ｎｍある。

次に、本実施例の磁気ディスク１０の製造方法について説明する。
まず、基板１上にDCマグネトロンスパッタリング法により、Arガス雰囲気中で、順次、シード層２、下地層３、磁性層４を成膜した。引き続き、同様にＤＣマグネトロンスパッタリング法によりArガスと水素ガスの混合ガス（水素ガス含有量３０体積％）雰囲気中で、炭素ターゲットによりスパッタリングを行い、保護層５を成膜した。

次に、超臨界抽出法により、重量平均分子量が３０００、分子量分散度が１．０８に分子量精製した式（Ｉ）で示される化合物（Ａ）を含む潤滑剤と、超臨界抽出法により、重量平均分子量が３０００、分子量分散度が１．０６に分子量精製した式（II）で示される化合物（Ｂ）を含む潤滑剤とを、重量比で１：１となるように混合した混合潤滑剤を調製し、フッ素系溶媒である、三井デュポンフロロケミカル社製バートレル(Vertrel)ＸＦに０．０２ｗｔ％の濃度で分散溶解させた溶液を調製した。この溶液を塗布液とし、保護層５まで成膜された磁気ディスクを浸漬させ、ディップコート法により潤滑層６を塗布して成膜した。その後、磁気ディスク１０を真空焼成炉内で１３０℃で９０分間熱処理を行い、本実施例の２．５インチ型磁気ディスク１０を作製した。この磁気ディスクについて性能評価試験を行った。結果を表１に示す。

実施例２〜５および比較例１，２
実施例１において、式（Ｉ）で示される化合物（Ａ）と、式（II）で示される化合物（Ｂ）とを、重量比で４：６（実施例２）、２：８（実施例３）、６：４（実施例４）、８：２（実施例５）となるように混合した潤滑剤、さらに式（II）の化合物のみの潤滑剤（比較例１）、式（Ｉ）の化合物のみの潤滑剤（比較例２）を用いた以外は、実施例１と同様にして磁気ディスクを作製した。

各磁気ディスクについて性能評価試験を行った。結果を表１に示す。

表１から分かるように、本発明に係る潤滑層を備えた磁気ディスク（実施例１〜５）は、いずれもボンデッド率が７５％以上である。また、ＬＵＬ耐久性試験において、いずれも耐久回数が６０万回以上で、かつ耐久性試験後のディスク表面およびヘッド表面には、傷や汚れなどの異常は観察されなかった。さらに、いずれもフライスティクション現象は発生せず、試験通過率は１００％であった。

これに対し、式（II）の化合物（Ｂ）のみを用いた潤滑層を有する磁気ディスク（比較例１）では、ボンデッド率が低く、ＬＵＬ耐久性試験において不良であり、またフライスティクション現象も発生する。また、式（Ｉ）の化合物（Ａ）のみを用いた潤滑層を有する磁気ディスク（比較例２）では、ボンデッド率は高いが、ＬＵＬ耐久性試験においてヘッドクラッシュ傷が入り、またフライスティクション現象ではクラッシュを起した。

実施例６〜１０および比較例３，４
実施例６〜１０および比較例３，４においては、保護層５を水素化窒化炭素保護層とし、保護層中の水素含有量を水素化窒化炭素全体に対して１３原子％とし、窒素含有量を炭素に対して８原子％とした。水素含有量の測定は水素前方散乱法（ＨＦＳ法）により、窒素含有量の測定はＸ線光電子分光法（ＸＰＳ法）により行った。

保護層５の成膜は、実施例１のスパッタリング法の代りに、プラズマＣＶＤ法により行った。プラズマＣＶＤ法によれば、スパッタリング法で炭素系保護層を成膜した場合に比べて緻密でＬＵＬ方式用磁気ディスクとして好適な保護層を形成することができる。材料ガスとしては低級飽和炭化水素を用いることが好ましく、本実施例ではアセチレンガスを用いた。保護層５の膜厚は５ｎｍとした。

潤滑層６については、化合物（Ａ）として実施例１と同様に式（Ｉ）で表される化合物を用い、化合物（Ｂ）として実施例１で用いた式（II）で表される化合物の代りに、式（III）で表される化合物を用いた。
なお、化合物（Ａ）に関しては、精製方法、分子量分布（重量平均分子量、数平均分子量、分子量分散度）を実施例１と同様とし、化合物（Ｂ）に関しては、精製方法は実施例１と同様とし、重量平均分子量は４０００、分子量分散度は１．１とした。潤滑層６の膜厚は１ｎｍとした。

化合物（Ａ）：化合物（Ｂ）（重量比率）を表２に示すように種々変化させることにより実施例６〜１０および比較例３，４の磁気ディスクを製造し、同様の性能評価試験方法により特性を調査した。結果は表２に示す。ただし、ＬＵＬ耐久性試験における磁気ヘッドの浮上量は１０ｎｍとした。また、フライスティクション試験におけるグライドヘッドの浮上量は５．５ｎｍとした。

実施例１１〜１５および比較例５，６
実施例１１〜１５および比較例５，６においては、保護層５を実施例６〜１０および比較例３，４と同様のプラズマＣＶＤ成膜法により同様の水素化窒化炭素保護層を形成したが、保護層中の水素含有量は水素化窒化炭素全体に対して１２原子％とし、また窒素含有量は炭素に対して７原子％とした。保護層５の膜厚は５ｎｍとした。

潤滑層６については、化合物（Ａ）として実施例１と同様に式（Ｉ）で表される化合物を用い、化合物（Ｂ）として実施例１で用いた式（II）で表される化合物の代りに、式（IV）で表される化合物を用いた。
なお、化合物（Ａ）に関しては、精製方法、分子量分布（重量平均分子量、数平均分子量、分子量分散度）を実施例１と同様とし、化合物（Ｂ）に関しては、精製方法は実施例１と同様とし、重量平均分子量は５０００、分子量分散度は１．１とした。潤滑層６の膜厚は１ｎｍとした。

化合物（Ａ）：化合物（Ｂ）（重量比率）を表３に示すように種々変化させることにより実施例１１〜１５および比較例５、６の磁気ディスクを製造し、同様の性能評価試験方法により特性を調査した。結果は表３に示す。ただし、ＬＵＬ耐久性試験における磁気ヘッドの浮上量は１０ｎｍとした。また、フライスティクション試験におけるグライドヘッドの浮上量は５．５ｎｍとした。

実施例１６〜２０および比較例７，８
実施例１６〜２０および比較例７，８においては、保護層５を実施例６〜１０および比較例３，４と同様のプラズマＣＶＤ成膜法により同様の水素化窒化炭素保護層を形成したが、保護層中の水素含有量は水素化窒化炭素全体に対して１０原子％とし、窒素含有量は炭素に対して６原子％とした。保護層５の膜厚は５ｎｍとした。

潤滑層６については、化合物（Ａ）として実施例１と同様に式（Ｉ）で表される化合物を用い、化合物（Ｂ）として実施例１で用いた式（II）で表される化合物の代りに、式（VII）で表される化合物を用いた。
なお、化合物（Ａ）に関しては、精製方法、分子量分布（重量平均分子量、数平均分子量、分子量分散度）を実施例１と同様とし、化合物（Ｂ）に関しては、精製方法は実施例１と同様とし、重量平均分子量は３０００、分子量分散度は１．０５とした。潤滑層６の膜厚は１ｎｍとした。

化合物（Ａ）：化合物（Ｂ）（重量比率）を表４に示すように種々変化させることにより実施例１６〜２０および比較例７、８の磁気ディスクを製造し、同様の性能評価試験方法により特性を調査した。結果は表４に示す。ただし、ＬＵＬ耐久性試験における磁気ヘッドの浮上量は１０ｎｍとした。また、フライスティクション試験におけるグライドヘッドの浮上量は５．５ｎｍとした。

表２〜表４からわかるように、本発明に係る磁気ディスクは、ボンデッド率、表面被覆率β、ＬＵＬ耐久性試験、フライスティクション試験の何れにおいても優れた特性を得ることができる。特に、本発明の磁気ディスクにおいて潤滑層とプラズマＣＶＤ法により成膜された炭素系保護層とを組み合せると、優れたＬＵＬ耐久性等の作用効果を得ることができる。また、表面被覆率βを０．８５以上として表面被覆率βを高めることにより、潤滑層の機能をより確実に発揮できるようになるので、ＬＵＬ耐久性能が向上する。

本発明の磁気ディスクは、極狭浮上量においてもフライスティクション障害や腐食障害などを防止でき、高速回転においても、マイグレーションを抑制し得る付着性の高い潤滑層を備えているため、特にＬＵＬ方式の磁気ディスク装置に好適に用いることができる。

本発明の磁気ディスクの一実施形態の模式的断面図である。

符号の説明

１０磁気ディスク
１基板
２シード層
３下地層
４磁性層
５保護層
６潤滑層

Claims

基板上に、少なくとも磁性層と保護層と潤滑層が順次設けられた磁気ディスクであって、前記潤滑層が、一般式（Ｉ）

（式中、ｐおよびｑは、それぞれ１以上の整数を示す。）
で表される化合物（Ａ）と、パーフルオロポリエーテル主鎖の両末端の炭素原子または酸素原子に、それぞれエーテル結合を含んでいてもよい水酸基含有炭化水素基が結合してなる化合物（Ｂ）とを含むことを特徴とする磁気ディスク。
基板上に、少なくとも磁性層と保護層と潤滑層が順次設けられた磁気ディスクであって、前記潤滑層が、一般式（Ｉ）

（式中、ｐおよびｑは、それぞれ１以上の整数を示す。）
で表される化合物（Ａ）を含む潤滑剤と、パーフルオロポリエーテル主鎖の両末端の炭素原子または酸素原子に、それぞれエーテル結合を含んでいてもよい水酸基含有炭化水素基が結合してなる化合物（Ｂ）を含む潤滑剤とを混合して成膜された潤滑層であることを特徴とする磁気ディスク。
化合物（Ｂ）が、一般式（II）、（III）、（IV）および（VII）

（式中、ａ、ｂ、ｍおよびｎは、それぞれ１以上の整数を示す。）
で表される化合物から選ばれる一種以上である請求項１または２に記載の磁気ディスク。
潤滑層が、化合物（Ａ）と化合物（Ｂ）とを重量比２：８ないし８：２の割合で含む請求項１、２または３に記載の磁気ディスク。
化合物（Ａ）の重量平均分子量（Ｍｗ）が２０００〜７０００であり、かつ重量平均分子量（Ｍｗ）／数平均分子量（Ｍｎ）比で示される分子量分散度が１．１以下である請求項１ないし４のいずれか１項に記載の磁気ディスク。
化合物（Ｂ）の重量平均分子量（Ｍｗ）が２０００〜７０００であり、かつ重量平均分子量（Ｍｗ）／数平均分子量（Ｍｎ）比で示される分子量分散度が１．２以下である請求項１ないし５のいずれか１項に記載の磁気ディスク。
ＬＵＬ（ロードアンロード）方式用磁気ディスクである請求項１ないし６のいずれか１項に記載の磁気ディスク。
前記保護層はプラズマＣＶＤ法により成膜された炭素系保護層である請求項１ないし７のいずれか１項に記載の磁気ディスク。
前記潤滑層が前記保護層表面を被覆する割合（表面被覆率β）は０．８５〜１である請求項１ないし８のいずれか１項に記載の磁気ディスク。
基板上に、少なくとも磁性層と保護層と潤滑層が順次設けられた磁気ディスクの製造方法であって、前記潤滑層を、一般式（Ｉ）

（式中、ｐおよびｑは、それぞれ１以上の整数を示す。）
で表される化合物（Ａ）を含む潤滑剤と、パーフルオロポリエーテル主鎖の両末端の炭素原子または酸素原子に、それぞれエーテル結合を含んでいてもよい水酸基含有炭化水素基が結合してなる化合物（Ｂ）を含む潤滑剤とを混合して成膜することを特徴とする磁気ディスクの製造方法。