JP4545867B2

JP4545867B2 - Lubricating film forming method in magnetic recording medium, magnetic recording medium, and magnetic recording apparatus

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Publication number: JP4545867B2
Application number: JP2000040921A
Authority: JP
Inventors: 慶二渡部; 洋千葉; 栄進山川; 雄一郎板井
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Showa Denko KK
Priority date: 2000-02-18
Filing date: 2000-02-18
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2020-02-18
Also published as: JP2001236638A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気記録媒体における潤滑膜形成方法、磁気記録媒体及び磁気記録装置に関し、より詳しくは、磁気記録媒体表面とヘッドの磨耗を抑制し、両者の接触による記録データの破壊を防止するための磁気記録媒体における潤滑膜形成方法、磁気記録媒体及び磁気記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、磁気ディスク装置においては、ドライブ装置の起動・停止方式として、ドライブ装置の停止、起動の際に磁気ヘッドが磁気記録媒体に接触して触れ合うコンタクト・スタート・ストップ（ＣＳＳ）方式が主流となっている。
しかし、そのような磁気ディスク装置においては、磁気ディスクと磁気ヘッドスライダーが長時間接触した状態からディスクが再起動する際に高いスティクション（吸着）が発生してディスクが起動できなくなったり、また、ディスクとヘッドが接触して磁気記録データが破壊されるヘッドクラッシュが起きたり、ヘッドやジンバルが損傷される恐れがある。
【０００３】
スティクションの発生には、磁気ディスクの磁性層又はその上の保護層の表面粗さや材料の性質が大きく影響するので、スティクションを抑制するために、保護層の上に特定のフッ素含有樹脂からなる潤滑剤層を形成することが提案されている。
そのような磁気ディスク（磁気記録媒体）は、図１に示すように、非磁性基板１の上に磁性層２、保護層３及び潤滑剤層４を順に形成した構造を有している。潤滑剤層４については、米国特許３７７８３０８、米国特許４２６７２３８、米国特許４２６８５５６に報告がある。
【０００４】
なお、保護層３の材料として、ダイヤモンドライクカ一ボン（ＤＬＣ）や二酸化珪素が用いられている。
また、近年パーソナルコンピュータの爆発的な普及と高性能化に伴い、磁気ディスク装置の高記録密化や高速処理化が加速してきており、これに対応してヘッドと記録媒体の距離（浮上量）を短く（低く）したり、ディスクの回転速度を早くする必要がある。また，特に最近販売台数が急増しているノートパソコン等では使用環境が高温高湿から低温低湿まで様々であるため、これらの環境においてもスティクションを抑える必要があり，磁気ディスク装置の高性能化に向けて、潤滑剤の高性能化が従来以上に重要度を増している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
磁気ディスク用の潤滑剤として用いられているパーフロロ樹脂化合物は、一般的に基板との密着性を上げるために、樹脂構造の末端に極性の高い成分を有し、この極性基が基板表面に吸着することにより潤滑剤と基板の密着性が保たれる。図１では、樹脂構造を符号５、極性基を符号６で示している。また、潤滑剤層は１回の塗布により形成される。
【０００６】
そのような潤滑剤層４では、保護層３に付着しているボンド(bond)成分Ａと、保護層３と結合せず自由に動き回るモビリティ（mobile）成分Ｂとが存在する。モビリティ成分Ｂは、ディスクの高速回転の際に遠心力でディスク周辺部に押し出されて潤滑剤層４の膜厚変動を起こすとともに、スライダに付着して堆積し易く、特にスライダのディスクからの浮上量が低い場合にはヘッドクラッシュを引き起こし易い。
【０００７】
また、モビリティ成分Ｂでの極性基は、コンタミを引きつけたり、ヘッドスライダとの摩擦を高める原因となる。
今後の磁気ディスク装置の高性能化のためには、ボンド成分を増やし、モビリティ成分を減らすための潤滑剤層の形成方法の開発が検討されている。
例えば、潤滑剤を保護膜上に塗布する前に保護膜表面をプラズマ処理することが特開昭６２一１５０５２６、特開昭６３−２１１７に記載され、保護膜にオゾンＵＶを照射する手法が特開平４−６６２４、特開平６−３０１９７０において提案されている。しかし、それらの方法によっては、ボンド層を効果的に増やすことは難しく、また、表面処埋から潤滑剤塗布までの時間の相違により処理効果がばらつくため、実用的でなかった。
【０００８】
また、特開平７−２６２５５５、特開平８−１２４１４２において、潤滑剤塗布後に光を照射する手法も提案されている。しかし、光照射により潤滑層表面が酸化して十分な低摩擦特性が得られないという問題と、光照射の際に空気中のコンタミの付着性が増すために高温高湿下で結露し、乾燥したあとには多量の結露痕（コンタミ凝集物）が媒体表面に発生し、ヘッドを汚染して浮上性の不良、トルクの増大、ヘッドの腐食を起こすといった間題があった。
【０００９】
本発明の目的は、磁気記録媒体側との密着性が従来よりも高く、スライダとの摩擦が低く、スライダへの付着性を十分に低減することができる磁気記録媒体における潤滑膜形成方法と、その潤滑膜を有する磁気記録媒体と、この磁気記録媒体を有する磁気記録装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記した課題は、最表層がＣＶＤ法で成膜したカーボン薄膜である被塗布体の上に、末端基に極性基、又は７つ以上のπ電子が導入された基のいずれかの基を持つ弗素系ポリマーからなる下側の潤滑剤層を塗布する工程と、末端基に極性基を持たない弗素系ポリマーからなる、塗布溶剤を含む上側の潤滑剤層を前記下側の潤滑剤層の上に塗布する工程と、前記下側の潤滑剤層を前記被塗布体に塗布した後に、遠紫外線から真空紫外線領域の波長で半値幅１５ｎｍ以下の単色光の照射及び加熱のうち少なくとも一方の処理により前記下側の潤滑剤層を架橋させてゲル化する工程とを有することを特徴とする磁気記録媒体における潤滑膜形成方法によって解決される。
【００１１】
最表層がＣＶＤ法で成膜したカーボン薄膜である被塗布体の上に、末端基に極性基、又は７つ以上のπ電子が導入された基のいずれかの基を持つ弗素系ポリマーからなる下側の潤滑剤層を塗布する工程と、末端基に極性基を持たない弗素系ポリマーからなる、塗布溶剤を含む上側の潤滑剤層を前記下側の潤滑剤層の上に塗布する工程と、前記下側の潤滑剤層を前記被塗布体に塗布した後に、前記下側の潤滑剤層を前記塗布溶剤の蒸気により洗浄し、この洗浄後の前記下側の潤滑剤層が前記上側の潤滑剤層の前記塗布溶剤に溶けない状態にする工程とを有することを特徴とする磁気記録媒体における潤滑膜形成方法によって解決される。
【００１２】
上記した潤滑膜形成方法において、前記上側の潤滑剤層を、末端基に極性基を持たない弗素系ポリマーから構成してもよい。例えば、前記上側の潤滑剤層は、末端基にCF₃基を有するパーフロロポリエーテルである。
上記した潤滑膜形成方法において、前記下側の潤滑剤層を、未端基に極性基、７つ以上のπ電子が導入された基のいずれかの基を持つ弗素系ポリマーから構成してもよい。
【００１３】
上記した潤滑膜形成方法において、前記下側の潤滑剤層と前記上側の潤滑剤層を形成した後に、前記下側の潤滑剤層と前記上側の潤滑剤層に放射線を照射することを特徴とする。
上記した潤滑膜形成方法において、前記被塗布体の最表層は、ＣＶＤ法で成膜したカーボン薄膜であることを特徴とする。
【００１４】
また、上記した課題は、記録層と、前記記録層の上にＣＶＤ法で成膜したカーボン薄膜である保護層と、前記保護層の上に塗布され、且つ、末端基に極性基、又は７つ以上のπ電子が導入された基のいずれかを有する弗素系ポリマーからなる下側の潤滑剤層と、前記下側の潤滑剤層の上に塗布され、且つ、末端基に極性基を持たない弗素系ポリマーからなる上側の潤滑剤層とを有し、遠紫外線から真空紫外線領域の波長で半値幅１５ｎｍ以下の単色光の照射及び加熱のうち少なくとも一方の処理により前記下側の潤滑剤層を架橋させてゲル化し、又は、前記下側の潤滑剤層を前記上側の潤滑剤層の塗布溶剤の蒸気により洗浄し、この洗浄後の前記下側の潤滑剤層が前記塗布溶剤に溶けない状態にしていることを特徴とする磁気記録媒体によって解決される。
【００１５】
また、上記した課題は、上記した磁気記録媒体を有し、前記記録層は磁性層であることを特徴とする磁気記録装置によって解決される。
次に、本発明の作用について説明する。
本発明によれば、磁気記録媒体上に形成される潤滑剤層を二層構造とし、遠紫外線から真空紫外線領域の波長で半値幅１５ｎｍ以下の単色光の照射及び加熱のうち少なくとも一方の処理により前記下側の潤滑剤層を架橋させてゲル化し、又は、前記下側の潤滑剤層を前記上側の潤滑剤層の塗布溶剤の蒸気により洗浄し、この洗浄後の前記下側の潤滑剤層が前記塗布溶剤に溶けない状態にしている。
【００１６】
これにより、下側の潤滑剤層をボンド層とし、上側の潤滑剤層をモバイル層となるように、下側と上側の潤滑剤層を２つの性質に分けることができる。
この場合、下側の潤滑剤層を構成する材料として極性基または７つ以上のπ電子が導入された基を未端基に有するポリマーを用いることにより、下側の潤滑剤層によって潤滑膜の被塗布体上での移動が防止される。また、上側の潤滑剤層を構成する材料として非極性基を有するポリマーを用いることにより、上側の潤滑剤層によって潤滑膜のヘッドへの付着が防止され、しかも、コンタミの潤滑膜への付着が防止されて結露痕が発生しにくくなる。なお、その非極性基は、７つ以上のπ電子を有しない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
発明者らは、上記した課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、図２に示すように、潤滑剤を２層構造で塗布し、かつ、上層の潤滑剤１４の塗布の段階で下層の潤滑剤１３の９０％以上が上層の潤滑剤１４の塗布溶剤に不溶化していることを特徴とする潤滑膜の形成方法を見出した。
【００１８】
図２は、本発明の実施形態に係る記録ディスクの断面図であって、非磁性基板１０の上には記録磁性層１１、保護層１２が順に形成され、保護層１２の上には下層の潤滑剤１３と上層の潤滑剤１４が順に塗布されていて、その二層構造潤滑剤が全体として潤滑層１５として機能する。
ここで特に、下層の潤滑剤１３が、末端基に極性基または７つ以上のπ電子が導入された基を有する弗素系ポリマーであること、及び上層の潤滑剤１２が末端基に極性基を持たない弗素系ポリマーであることが本発明のポイントとなる。
【００１９】
すなわち、基板側の材料と結合しやすい吸着基を末端に有するポリマーからなる下層の潤滑剤１３をボンド層として用いる一方で、上層の潤滑剤１４はヘッドスライダヘの吸着を抑える必要があるため、吸着しやすい極性基を末端基に持たない材料から上層の潤滑剤１４を構成してモバイル層として用いる。
ここで、上層の潤滑剤１４を下層の潤滑剤１３上に塗布する際に、下層の潤滑剤１３が上層の潤滑剤１４の塗布溶媒に多量に溶解すると、上層の潤滑剤１４に下層の潤滑剤１３がミキシングして２層構造が形成できなくなるため、上層の潤滑剤１４の塗布前の段階で下層の潤滑剤１３の９０％以上、好ましくは９５％以上、更に好ましくは１００％が上層の潤滑剤１２の塗布溶剤に不溶化していることが必要である。
【００２０】
このため、例えば図３(a) に示すように、下層の潤滑剤１３を被塗布体（例えば、保護層１２）上に塗布した後に、光照射と加熱の少なくとも一方の処理によって潤滑剤１３を架橋させ、架橋後の潤滑剤１３の９０％以上をゲル化する方法を用いる。その後、図３(b) に示すように、下層の潤滑剤１３の上に上層の潤滑剤１４を塗布する。
【００２１】
また、例えば図４(a),(b) に示すように、下層の潤滑剤１３を被塗布体に塗布した後に、潤滑剤分子を溶解できる溶剤により潤滑層１３を洗浄することによって、洗浄後の潤滑剤１３の９０％以上をその上に塗布される潤滑剤用の溶剤に対して不溶可にすることもできる。その洗浄は常に清浄な液体で洗浄することが好ましいことから、上記した溶剤の蒸気を用いて洗浄することが好ましい。
【００２２】
この場合、潤滑剤１３を構成するポリマー分子の末端の極性基が被塗布体の材料と結合し、ポリマー分子同士が結合したり絡み合っているので、洗浄処理によって被塗布体上の潤滑層１１が無くなることはなく、その多くは被塗布体上に残っている。
ところで、前述のような上層の潤滑剤１４は、ヘッドスライダとの吸着をなくすために、末端基に極性基と７つ以上のπ電子を持つ基とを有しない弗素系ポリマーであることが好ましい。この上層の潤滑剤１２は、末端基に水酸基、カルボキシル基、カルボニル基、エステル基、工ーテル基、アミノ基、イミド基、アジド基等の極牲基を持たないものであれば特に限定されないが、末端基にCF₃基を有するパーフロロポリエーテルを特に好ましく用いることかできる。
【００２３】
末端基に極性基を持たない弗素系ポリマーとしては、次の化学式（１）で示される構造物がある。なお、式（１）でＲ’で示した基は、非極性基であって７つ以上のπ電子を持たない。
【００２４】
【化１】

【００２５】
このような材料からなる上層の潤滑剤１４は、その末端基によって、コンタミを引きつけにくく、ヘッドスライダに付着し難い。
また、下層の潤滑剤１３は、逆に被塗布体（保護層１２）への吸着が高い方が好ましく、吸着力が高い末端基を有するか、または、前述の光照射、加熱の少なくとも一方の処理により架橋する官能基を有する潤滑剤であれば特に限定されない。この場合、末端基に極性による吸着能カの高い極性基、またはπ電子による吸着能カの高い７つ以上のπ電子か導入された基を有する弗素系ポリマーを好ましく用いることができる。特に、末端基にビペロニル基、または７つ以上のπ電子を持つトリオルガノシリル基を有するパーフロロポリエーテルが好ましい。
【００２６】
末端基に極性基または７つ以上のπ電子が導入された基を有する弗素系ポリマーとしては、次の化学式（２）で示される構造物がある。極性基として、例えばハロゲン、ニトロ基、メトキシル基がある。なお、式（２）においてＲは、極性基、又は７つ以上のπ電子を持つ基を示している。
【００２７】
【化２】

【００２８】
このような材料からなる下層の潤滑剤１３は、被塗布体との吸着が強く、移動し難い上に、酸素の部分で上層の潤滑剤１４の分子とも比較的ボンドし易い。また、このようなポリマーは、分子同士で結合もする。
以上のような２層構造の潤滑層は、極性基を有さない高撥水性の上層のみがモバイル（フリー）層として働くが、図５に示すように、２層構造の潤滑膜１５を形成した後、その２層の潤滑剤１３，１４に放射線照射を行い、光架橋により上層の潤滑剤１４の一部をボンド層として用いてもよい。ここで、放射線は、上層の潤滑剤１４を構成するポリマーの末端基（例えば、CF₃基）を架橋させることのできる遠紫外線、電子線、またはＸ線であることか好ましく、特に効率良く架橋させるために、遠紫外線から真空紫外線領域の波長で半値幅１５nm以下の単色光を用いることが好ましい。さらに効率よく架橋を行うためには、例えばKrF ，ArF ，XeCl，KrCl，Xe₂，F₂，Kr, Ar等のエキシマ光を用いることが好ましい。
【００２９】
ここで放射線照射雰囲気は、空気中照射で発生するオゾンによる酸化で潤滑剤の摩擦力が高まるのを抑制するために、不活性ガスまたは真空雰囲気であることか好ましい。不活性ガスは、例えば窒素、アルゴン、ヘリウムの少なくとも１つで置換された雰囲気を好ましく用いることができる。
また、光照射により潤滑剤を架橋させる際には、図６に示すように、加熱処理しながら照射を行うと架橋の効率を上げることができ、プロセス時間の短縮に好ましく用いることができる。加熱処理温度は、被加熱基体の熱安定性により選んで用いる。磁気媒体の場合は、３０℃〜３００℃が好ましく、８０〜１５０℃を特に好ましく用いる。これより温度が低いと架橋の効果が不十分であり、それより高いと磁性体や保護膜の各特性が劣化する。
【００３０】
本発明で、２層構造の潤滑膜を形成する方法は特に限定されないが、ディップコート法、スピンコート法を好ましく用いることができる。また、２層構造の潤滑層の膜厚はトータルで１〜１００Åが好ましく、更に好ましくは５〜２０Åである。これより薄いと磨耗耐性は劣化し、厚いと摩擦特性が劣化する。
潤滑層の上層／下層の膜厚比は５０/ ５０〜１/ ９９を好ましく用いることかできる。これより上層が厚い場合にはディスク回転時のスピンオフの影響が大きくなり、また上層が薄い場合には２層構造とした効果が不十分となる。
【００３１】
潤滑膜を塗布する際の被塗布体（保護層）は、高記録密度磁気媒体の場合ＣＶＤ法で成膜した膜厚８ｎｍ以下のＤＬＣ（ダイアモンドライクカーボン）膜を好ましく用いることができる。ＣＶＤ成膜は、スパッタ成膜より薄いＤＬＣ膜を被塗布体上に供給できるため、磁気スペーシングの短縮が可能であるが、薄いために金属マイグレーションの頻度が高くなる。この際、本発明の架橋度と撥水性の高い２層構造潤滑膜によるコンタミ除去効果により、従来の潤滑膜形成方法よりも高温高湿下で優れた腐食耐性能力を有効に発揮でき、信頼性の高い高記録密度磁気媒体を供給できる。
【００３２】
このように本実施形態による潤滑膜形成方法及び形成装置は、特に磁気ディスク媒体または磁気ディスク装置の製造に好ましく用いることができるが、磁気ディスク関連以外の用途にも適用することができる。
以下、本発明の実施例を示すが、本発明の内容は実施例の内容に限定されるものではない。
【００３３】
第１例
まず、図７(a) に示すように、アルミニウム基板２０上に磁性層２１、保護膜２２を有する構造を磁気ディスクとして用意した。この磁気ディスクは、NiP メッキされたアルミニウム基板２０を研磨し、テクスチャー処理して中心線粗さ（Ra）を６．５ｎｍとした後に、そのアルミニウム基板２０上に、ＤＣマグネトロンスパソタリングによりArガス雰囲気中でCr，CoCrTa系磁性層２１を２０ｎｍの厚さに形成し、さらに、その磁性層２１の上にＣＶＤ法で膜厚８ｎｍのＤＬＣ保護膜２２を形成する工程を経て形成される。
【００３４】
そして、図７(b) に示すように、末端ビペロニル基を有するパーフロロポリエーテルよりなる下層潤滑膜２３を保護膜２２上にディップコート法で成膜し、酸素濃度１０ppm 以下の窒素雰囲気中で波長１７２nmのXeエキシマランプからの光を１００秒間で８００mJ/cm²の量で下層潤滑膜２３に照射し、下層潤滑膜２３内で潤滑剤同士を架橋させた。媒体上のその下層潤滑膜２３の膜厚を測定したところ１０Åであった。
【００３５】
さらに、図７(c) に示すように、末端CF₃基を有するパーフロロポリエーテルよりなる上層潤滑膜２４を下層潤滑膜２３上にディップコート法で５Åの厚さで塗布した。
これにより２層構造の潤滑膜２５が保護膜２２上に形成される。
次に、上記した下層潤滑膜２３のボンド率を調べるため、上層潤滑膜２４を形成せずに、下層潤滑膜２３のみを上記と同様の条件で１０Åの膜厚で成膜した媒体を上層活性層２４の塗布溶媒（３Ｍ社製FC‐77）に浸漬してモバイル成分を溶解除去し、膜厚を再測定した。
【００３６】
潤滑膜のボンド率は、上層潤滑膜２４の塗布用の溶媒に対して下層潤滑膜２３がどの程度ボンドしているかを示すものであって、溶媒によって下層潤滑膜２３を溶解した後の溶解後膜厚を溶解前の初期膜厚で割って求めた値の百分率で表される。
その測定の結果、溶解後膜厚は９．８Åとなり、下層潤滑膜２３のボンド率は９８％であることから、上層潤滑膜２４の塗布時に上層潤滑膜２４と下層潤滑膜２３の間ではミキシング層が殆ど形成されていないことを確認した。
【００３７】
以上のような２層潤滑膜が塗布された磁気記録媒体と、下層のみを１５Å塗布した従来の磁気記録媒体を準備し、それぞれ温度８０℃、湿度９０％の高温高湿槽に入れて媒体を結露させた後に、ＣＳＳテスターにて１０Hz、３分間ヘッドシークを行い、シーク後の磁気ヘッドを顕微鏡観察したところ、下層潤滑膜のみが存在する磁気記録媒体によれば結露痕と潤滑剤吸着成分によりヘッドが汚染されていたのに対し、本第１例の２層潤滑剤膜を有する磁気記録媒体によれば大幅にヘッド汚染量が低減されていることがわかった。
【００３８】
第２例
まず、図８(a) に示すように、アルミニウム基板３０上に磁性層３１、保護膜３２を有する構造を磁気ディスクとして用意した。この磁気ディスクは、NiP メッキされたアルミニウム基板３０を研磨し、テクスチャー処理して中心線粗さ（Ra）を６．５ｎｍとした後に、そのアルミニウム基板３０上に、ＤＣマグネトロンスパソタリングによりArガス雰囲気中でCr，CoCrTa系磁性層３１を２０ｎｍの厚さに形成し、さらに、その磁性層３１の上にＣＶＤ法で膜厚８ｎｍのＤＬＣ保護膜３２を形成する工程を経て形成される。
【００３９】
次に、図８(b) に示すように、末端トリフェニルシリル基を有するパーフロロポリエーテルからなる下層潤滑膜３３をディップコート法で保護膜３２上に成膜する。さらに、３Ｍ社製ＦＣ‐７７溶媒の蒸気に下層潤滑膜３３を晒して蒸気洗浄を行った。蒸気洗浄後の下層潤滑膜３３の膜厚を測定したところ１０Åであった。
【００４０】
次に、図８(c) に示すように、末端CF₃基を有するパーフロロポリエーテルよりなる上層潤滑膜３４をディップコート法で下層潤滑層３３上に５Åの厚さで塗布した。
これにより２層潤滑膜３５が保護膜３２上に形成された。
そして、下層潤滑膜３３のボンド率を調べるため、下層潤滑膜３３のみを上記と同様に１０Å成膜した磁気記録媒体を上層潤滑膜３４用の塗布溶媒（３Ｍ社製FC‐77）に浸漬して下層潤滑膜３３の表面のモバイル成分を溶解除去し、下層潤滑膜３３の膜厚を再測定した。
【００４１】
その結果、溶解後のその膜厚は約１０Åであり、下層潤滑膜３３のボンド率（溶解後膜厚／初期膜厚）は１００％となることから、上層潤滑膜３３の塗布時に下層潤滑膜３３と上層潤滑膜３４の間にミキシング層は殆ど形成されていないことが確認された。
上記した２層潤滑剤膜３５が塗布された磁気記録媒体と、下層潤滑膜のみが１５Å塗布された磁気記録媒体を準備し、それぞれ温度８０℃、湿度９０％の高温音湿槽に入れて媒体を結露させた後に、ＣＳＳテスターにて１０Hz、３分間ヘッドシークを行い、シーク後のヘッドを顕微鏡観察したところ、下層潤滑膜のみを有する磁気記録媒体では結露痕と潤滑剤吸着成分によりヘッドが汚染されていたのに対し、本第２例の２層潤滑剤は大幅にヘッド汚染量が低減されていることがわかった。
【００４２】
第３例
第１例、第２例と同様に磁気ディスク上に２層構造の潤滑膜２５（３５）を形成した後、図９に示すように、窒素（N₂）雰囲気（酸素濃度１０ppm 以下）中で波長１７２ｎm のＸｅエキシマランプにより光を１００秒（８００mJ/cm²）照射して上層潤滑膜２３（３３）と下層潤滑膜２４（３４）の潤滑剤同士を架橋させた。
【００４３】
この２層構造の潤滑膜２５を有する媒体と、下層潤滑膜のみを１５Å塗布した媒休を準備し、それぞれ温度８０℃、湿度９０％の高温高湿槽に入れてそれらの潤滑膜の表面で結露させた後、ＣＳＳテスターにて１０H ｚ、３分間ヘッドシークを行い、シーク後のヘッドを顕微鏡観察した。この結果、下層潤滑膜のみの媒体では結露痕と潤滑剤吸着成分により磁気ヘッドが汚染されていたのに対し、２層構造の潤滑膜ではヘッド汚染が殆ど観察されなかった。
【００４４】
なお、窒素の代わりにアルゴン等の不活性ガスを用いてもよいが、いずれも酸素濃度が１０ppm 以下であることが好ましい。
第４例
実施例２、３と同様な工程で磁気記録媒体を形成した。そして、図１０に示すように、その磁気記録媒体４１と、アルミナとTiC との焼結体からなるスライダ４２上に形成された薄膜磁気ヘッド（不図示）と、スライダ４２を支持するアームが取り付けられた磁気ディスク装置４０において、ヘッド荷重１．５gfにて静止状態から回転速度１rpm への立ち上がり時における静摩擦係数μ_sをディスク摩擦試験機で調ぺた。その結果を、表１に示す。
【００４５】
【表１】

【００４６】
表１の結果によれば、上記した第２例、第３例で示した２層構造の潤滑層を持つ磁気ディスクでは、第２例で述べた単層の下層潤滑層のみを有する磁気ディスクに比べて、水接触角が高くて撥水性が良好であり、しかも摩擦係数が小さくなってスライダの摩耗を低減することがわかった。
なお、上記した２層構造の潤滑層は、記録層の上に直に形成してもよい。
（付記）
上記した潤滑膜形成方法は、被塗布体の上に下側の潤滑剤層を塗布する工程と、塗布溶剤を含む上側の潤滑剤層を前記下側の潤滑剤層の上に塗布する工程を有し、前記下側の層潤滑剤の９０％以上を前記塗布溶剤に不溶化する状態にさせることを特徴とする。
（１）上記した潤滑膜形成方法において、前記下側の層潤滑剤の９０％以上を前記塗布溶剤に不溶化する状態にさせるのは、前記上側の潤滑剤層を塗布する前に行ってもよい。
（２）上記した潤滑膜形成方法において、前記下側の潤滑剤層は、末端基にピペロニル基、７つ以上のπ電子を有するトリオルガノシリル基のいずれかの基を有するパーフロロポリエーテルであってもよい。
（３）前記放射線が遠紫外線、電子線、Ｘ線のいずれかであってもよい。
（４）前記前記下側の層潤滑剤の９０％以上を前記塗布溶剤に不溶化する状態にさせるのは前記上側の潤滑剤層を塗布した後に、放射線を照射することによって行われ、
その放射線は遠紫外線から真空紫外線領域の波長で半値幅１５ｎｍ以下の単色光であり、かつその照射雰囲気が不活性ガス又は真空であるようにしてもよい。
（５）前記被塗布体は、磁性層を有していてもよい。
【００４７】
【発明の効果】
以上述べたように本発明により．潤滑剤と基板のボンド率が高く、摩擦、磨耗が低く、かつ撥水性が高い潤滑膜を供給することができ、これによりヘッド部分への潤滑剤や結露痕成分の堆積に起因するヘッドクラッシュを防止でき、特に高温高湿環境での使用においても信頼性の著しく高い磁気ディスク装置を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、従来の磁気ディスクの構成断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係る磁気ディスクの断面図である。
【図３】図３(a),(b) は、本発明の実施形態に係る２層構造潤滑膜の第１の形成工程を示す断面図である。
【図４】図４(a),(b) は、本発明の実施形態に係る２層構造潤滑膜の第２の形成工程を示す断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態に係る２層構造潤滑膜の第３の形成工程を示す断面図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に係る２層構造潤滑膜の第４の形成工程を示す断面図である。
【図７】図７(a) 〜(c) は、本発明の実施形態の２層構造潤滑膜の形成工程の第１例を示す断面図である。
【図８】図８(a) 〜(c) は、本発明の実施形態の２層構造潤滑膜の形成工程の第２例を示す断面図である。
【図９】図９は、本発明の実施形態の２層構造潤滑膜の形成工程の第２例を示す断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態の磁気ディスクドライブを示す平面図である。
【符号の説明】
１０…基板、１１…磁性層、１２…保護膜、１３…下層の潤滑剤、１４…上層の潤滑剤、１５…潤滑膜、２０…基板、２１…磁性層、２２…保護膜、２３…下層の潤滑剤、２４…上層の潤滑剤、２５…潤滑膜、３０…基板、３１…磁性層、３２…保護膜、３３…下層の潤滑剤、３４…上層の潤滑剤、３５…潤滑膜、４０…磁気ディスク装置、４１…磁気記録ディスク、４２…スライダー、４３…アーム。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a method for forming a lubricating film in a magnetic recording medium,MagneticRegarding the recording medium and the magnetic recording apparatus, in more detail,MagneticA method of forming a lubricating film in a magnetic recording medium for suppressing wear of the recording medium surface and the head and preventing destruction of recorded data due to contact between the two,MagneticThe present invention relates to a recording medium and a magnetic recording apparatus.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, in a magnetic disk device, a contact start / stop (CSS) method in which a magnetic head comes into contact with and touches a magnetic recording medium when the drive device is stopped or started has become the mainstream as a drive device start / stop method. ing.
However, in such a magnetic disk device, when the disk is restarted from a state where the magnetic disk and the magnetic head slider are in contact with each other for a long time, high stiction (adsorption) occurs and the disk cannot be started. There is a possibility that a head crash occurs in which the magnetic recording data is destroyed due to contact between the disk and the head, or the head or gimbal is damaged.
[0003]
Stiction is greatly affected by the surface roughness and material properties of the magnetic layer of the magnetic disk or the protective layer on the magnetic disk. Therefore, in order to suppress the stiction, a specific fluorine-containing resin is used on the protective layer. It has been proposed to form a lubricant layer.
Such a magnetic disk (magnetic recording medium) has a structure in which a magnetic layer 2, a protective layer 3, and a lubricant layer 4 are formed in this order on a nonmagnetic substrate 1, as shown in FIG. The lubricant layer 4 is reported in US Pat. No. 3,778,308, US Pat. No. 4,267,238, and US Pat. No. 4,268,556.
[0004]
As a material for the protective layer 3, diamond-like carbon (DLC) or silicon dioxide is used.
In recent years, along with the explosive spread of personal computers and higher performance, magnetic recording devices have become increasingly denser and faster, and the distance between the head and the recording medium (flying height) has increased accordingly. Need to be shortened (lower) or the rotational speed of the disk must be increased. In particular, notebook computers, for which the number of units sold has been increasing rapidly, have various usage environments ranging from high temperature and high humidity to low temperature and low humidity, so it is necessary to suppress stiction even in these environments. Toward this end, higher performance of lubricants has become more important than ever.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Perfluoro resin compounds used as lubricants for magnetic disks generally have a highly polar component at the end of the resin structure to improve adhesion to the substrate, and this polar group is adsorbed on the substrate surface. By doing so, the adhesion between the lubricant and the substrate is maintained. In FIG. 1, the resin structure is denoted by reference numeral 5 and the polar group is denoted by reference numeral 6. The lubricant layer is formed by a single application.
[0006]
In such a lubricant layer 4, there are a bond component A adhering to the protective layer 3 and a mobility component B that moves freely without being bonded to the protective layer 3. The mobility component B is pushed out to the periphery of the disk by centrifugal force during high-speed rotation of the disk and causes a change in the thickness of the lubricant layer 4 and easily adheres to and accumulates on the slider. When the amount is low, it is easy to cause a head crash.
[0007]
Further, the polar group in the mobility component B causes contamination and increases friction with the head slider.
In order to improve the performance of magnetic disk devices in the future, development of a method for forming a lubricant layer for increasing the bond component and reducing the mobility component has been studied.
For example, JP-A-62-1150526 and JP-A-63-2117 describe that the surface of the protective film is plasma-treated before the lubricant is applied on the protective film. It is proposed in Kaihei 4-6624 and JP-A-6-301970. However, depending on these methods, it is difficult to effectively increase the number of bond layers, and the treatment effect varies depending on the time from surface treatment to lubricant application, which is not practical.
[0008]
Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 7-262555 and 8-124142 also propose a method of irradiating light after applying a lubricant. However, due to the problem that the surface of the lubricating layer is oxidized by light irradiation and sufficient low friction characteristics cannot be obtained, and the adhesion of contaminants in the air increases during light irradiation, condensation occurs at high temperature and high humidity, and drying After that, a large amount of condensation marks (contamination aggregates) were generated on the surface of the medium, which contaminated the head, resulting in poor flying characteristics, increased torque, and corrosion of the head.
[0009]
  The purpose of the present invention is toMagneticA method for forming a lubricating film in a magnetic recording medium, which has higher adhesion to the recording medium side, lower friction with the slider, and can sufficiently reduce adhesion to the slider, and the lubricating filmMagneticRecording media and thisMagneticAn object of the present invention is to provide a magnetic recording apparatus having a recording medium.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  The above-mentioned problem is that the outermost layer has either a polar group at the terminal group or a group into which seven or more π electrons are introduced on the coated body which is a carbon thin film formed by the CVD method. A step of applying a lower lubricant layer made of a fluorine-based polymer, and an upper lubricant layer containing a coating solvent made of a fluorine-based polymer having no polar group at the terminal group, on the lower lubricant layer. And after applying the lower lubricant layer to the object to be coated,Irradiation of monochromatic light with a half-value width of 15 nm or less in the wavelength range from deep ultraviolet to vacuum ultravioletAnd the lower lubricant layer by at least one treatment of heating and heatingCross-links into a gelThe method is solved by a method for forming a lubricating film in a magnetic recording medium.
[0011]
  The outermost layer is made of a fluorine-based polymer having either a polar group or a group having seven or more π electrons introduced on the terminal group, which is a carbon thin film formed by CVD. A step of applying a lower lubricant layer, a step of applying an upper lubricant layer comprising a fluorine-based polymer having no polar group at a terminal group and containing a coating solvent on the lower lubricant layer; After applying the lower lubricant layer to the substrate, the lower lubricant layerThe coating solventAfter washing with this steamMake the lower lubricant layer insoluble in the coating solvent of the upper lubricant layerThe method is solved by a method for forming a lubricating film in a magnetic recording medium.
[0012]
In the lubricating film forming method described above, the upper lubricant layer may be composed of a fluorine-based polymer having no polar group as a terminal group. For example, the upper lubricant layer has a CF_ThreePerfluoropolyether having a group.
In the above lubricating film forming method, the lower lubricant layer may be composed of a fluorine-based polymer having any one of a polar group as an unterminated group and a group into which seven or more π electrons are introduced. Good.
[0013]
In the above-described lubricant film forming method, the lower lubricant layer and the upper lubricant layer are formed, and then the lower lubricant layer and the upper lubricant layer are irradiated with radiation. To do.
In the above-described lubricating film forming method, the outermost layer of the object to be coated is a carbon thin film formed by a CVD method.
[0014]
  In addition, the above-described problems occur on the recording layer and the recording layer.Carbon thin film formed by CVD methodA protective layer, coated on the protective layer, and a polar group as a terminal group;OrHaving any of the groups introduced with 7 or more π electronsFluorineA lower lubricant layer made of a polymer, applied on the lower lubricant layer, andConsisting of fluorine-based polymers that do not have polar groups at the end groupsAn upper lubricant layer,The lower lubricant layer is cross-linked and gelled by at least one of irradiation and heating of monochromatic light having a half-value width of 15 nm or less at a wavelength in the deep ultraviolet to vacuum ultraviolet region, or the lower lubricant layer The upper lubricant layer is washed with vapor of the coating solvent, and the lower lubricant layer after washing is in a state in which it is not dissolved in the coating solvent.It is characterized byMagneticSolved by the recording medium.
[0015]
  In addition, the above-described problems areMagneticThis is solved by a magnetic recording apparatus having a recording medium, wherein the recording layer is a magnetic layer.
  Next, the operation of the present invention will be described.
  According to the present invention, the lubricant layer formed on the magnetic recording medium has a two-layer structure,The lower lubricant layer is cross-linked and gelled by at least one of irradiation and heating of monochromatic light having a half-value width of 15 nm or less at a wavelength in the deep ultraviolet to vacuum ultraviolet region, or the lower lubricant layer The upper lubricant layer is washed with the vapor of the coating solvent, and the lower lubricant layer after the washing is made insoluble in the coating solvent.
[0016]
Thus, the lower and upper lubricant layers can be divided into two properties so that the lower lubricant layer is a bond layer and the upper lubricant layer is a mobile layer.
In this case, by using a polymer having a polar group or a group into which 7 or more π electrons are introduced as an unterminated group as a material constituting the lower lubricant layer, the lubricant layer of the lubricant film is formed by the lower lubricant layer. Movement on the substrate is prevented. Further, by using a polymer having a nonpolar group as a material constituting the upper lubricant layer, the upper lubricant layer prevents the lubricant film from adhering to the head, and contamination from the lubricant film is prevented. It is prevented and condensation marks are less likely to occur. The nonpolar group does not have 7 or more π electrons.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
As a result of intensive studies in order to solve the above-mentioned problems, the inventors applied a lubricant in a two-layer structure as shown in FIG. The present inventors have found a method for forming a lubricating film characterized in that 90% or more of the lubricant 13 is insoluble in the coating solvent for the lubricant 14 in the upper layer.
[0018]
FIG. 2 is a cross-sectional view of a recording disk according to an embodiment of the present invention, in which a recording magnetic layer 11 and a protective layer 12 are sequentially formed on a nonmagnetic substrate 10, and a lower layer is formed on the protective layer 12. The lubricant 13 and the upper layer lubricant 14 are applied in order, and the two-layer structure lubricant functions as the lubricant layer 15 as a whole.
Here, in particular, the lower layer lubricant 13 is a fluorine-based polymer having a polar group or a group into which seven or more π electrons are introduced at the end group, and the upper layer lubricant 12 has a polar group at the end group. It is a point of the present invention that the fluorine-based polymer does not have.
[0019]
That is, while the lower layer lubricant 13 made of a polymer having an adsorbing group easily bonded to the substrate side material is used as a bond layer, the upper layer lubricant 14 needs to suppress adsorption to the head slider. The upper lubricant 14 is made of a material that does not have a polar group that is easily adsorbed at the terminal group, and is used as a mobile layer.
Here, when the upper-layer lubricant 14 is applied onto the lower-layer lubricant 13, if a large amount of the lower-layer lubricant 13 is dissolved in the application solvent for the upper-layer lubricant 14, the upper-layer lubricant 14 is lubricated with the lower-layer lubricant 14. Since the agent 13 is mixed and a two-layer structure cannot be formed, 90% or more, preferably 95% or more, more preferably 100% of the lower layer lubricant 13 in the stage before the application of the upper layer lubricant 14 is the upper layer. It must be insoluble in the coating solvent for the lubricant 12.
[0020]
For this reason, for example, as shown in FIG. 3 (a), after the lower layer lubricant 13 is applied on the coated body (for example, the protective layer 12), the lubricant 13 is applied by at least one of light irradiation and heating. A method of crosslinking and gelling 90% or more of the crosslinked lubricant 13 is used. Thereafter, as shown in FIG. 3B, an upper lubricant 14 is applied on the lower lubricant 13.
[0021]
Further, for example, as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), after the lower layer lubricant 13 is applied to the coated body, the lubricant layer 13 is washed with a solvent capable of dissolving the lubricant molecules. 90% or more of the lubricant 13 can be made insoluble in the solvent for the lubricant applied thereon. Since it is preferable that the cleaning is always performed with a clean liquid, it is preferable to use the above-described solvent vapor.
[0022]
In this case, since the polar group at the terminal of the polymer molecule constituting the lubricant 13 is bonded to the material of the coated object, and the polymer molecules are bonded or entangled with each other, the lubricating layer 11 on the coated object is formed by the cleaning process. There is no loss, most of which remains on the substrate.
By the way, the upper-layer lubricant 14 as described above is preferably a fluorine-based polymer that does not have a polar group and a group having seven or more π electrons in the terminal group in order to eliminate adsorption with the head slider. . The upper-layer lubricant 12 is not particularly limited as long as it does not have a polar group such as a hydroxyl group, a carboxyl group, a carbonyl group, an ester group, an ester group, an amino group, an imide group, or an azide group at the terminal group. , CF at the end group_ThreeA perfluoropolyether having a group can be particularly preferably used.
[0023]
As a fluorine-based polymer having no polar group at the terminal group, there is a structure represented by the following chemical formula (1). The group represented by R ′ in the formula (1) is a nonpolar group and does not have 7 or more π electrons.
[0024]
[Chemical 1]

[0025]
The upper-layer lubricant 14 made of such a material is less likely to attract contamination due to its end groups, and hardly adheres to the head slider.
On the contrary, the lower layer lubricant 13 preferably has higher adsorption to the coated body (protective layer 12), has a terminal group with high adsorption power, or at least one of the above-described light irradiation and heating. The lubricant is not particularly limited as long as it is a lubricant having a functional group that is crosslinked by treatment. In this case, a fluorine-based polymer having a terminal group having a polar group having a high adsorption ability due to polarity or a group having 7 or more π electrons having a high adsorption ability due to π electrons introduced therein can be preferably used. In particular, a perfluoropolyether having a biperonyl group at a terminal group or a triorganosilyl group having 7 or more π electrons is preferable.
[0026]
As a fluorine-based polymer having a polar group or a group into which 7 or more π electrons are introduced as a terminal group, there is a structure represented by the following chemical formula (2). Examples of the polar group include halogen, nitro group, and methoxyl group. In the formula (2), R represents a polar group or a group having 7 or more π electrons.
[0027]
[Chemical 2]

[0028]
The lower layer lubricant 13 made of such a material is strongly adsorbed to the object to be coated and hardly moves, and is relatively easy to bond with the molecules of the upper layer lubricant 14 in the oxygen portion. Such polymers also bond between molecules.
In the lubricating layer having the two-layer structure as described above, only the high water-repellent upper layer having no polar group works as a mobile (free) layer, but as shown in FIG. 5, a two-layered lubricating film 15 is formed. After that, the two

lubricant layers

13 and 14 may be irradiated with radiation, and a part of the upper lubricant layer 14 may be used as a bond layer by photocrosslinking. Here, the radiation is applied to end groups of the polymer constituting the upper lubricant 14 (for example, CF_ThreeIt is preferably far ultraviolet rays, electron beams, or X-rays that can crosslink the group), and in order to achieve particularly efficient crosslinking, monochromatic light having a half-value width of 15 nm or less in the wavelength range from deep ultraviolet to vacuum ultraviolet is used. Is preferred. For more efficient crosslinking, for example, KrF, ArF, XeCl, KrCl, Xe₂, F₂Excimer light such as Kr and Ar is preferably used.
[0029]
Here, the radiation irradiation atmosphere is preferably an inert gas or a vacuum atmosphere in order to suppress an increase in the frictional force of the lubricant due to oxidation by ozone generated by irradiation in air. As the inert gas, for example, an atmosphere substituted with at least one of nitrogen, argon, and helium can be preferably used.
Further, when the lubricant is crosslinked by light irradiation, as shown in FIG. 6, if irradiation is performed while performing a heat treatment, the efficiency of the crosslinking can be increased, which can be preferably used for shortening the process time. The heat treatment temperature is selected according to the thermal stability of the substrate to be heated. In the case of a magnetic medium, 30 to 300 ° C is preferable, and 80 to 150 ° C is particularly preferably used. If the temperature is lower than this, the effect of crosslinking is insufficient, and if it is higher than this, the characteristics of the magnetic substance and the protective film are deteriorated.
[0030]
In the present invention, a method for forming a lubricating film having a two-layer structure is not particularly limited, but a dip coating method or a spin coating method can be preferably used. The total thickness of the two-layered lubricating layer is preferably 1 to 100 mm, more preferably 5 to 20 mm. If it is thinner than this, the wear resistance deteriorates, and if it is thicker, the friction characteristics deteriorate.
The upper layer / lower layer film thickness ratio of the lubricating layer is preferably 50/50 to 1/99. If the upper layer is thicker than this, the influence of the spin-off at the time of disk rotation becomes large, and if the upper layer is thin, the effect of the two-layer structure becomes insufficient.
[0031]
As an object to be coated (protective layer) when applying the lubricating film, a DLC (diamond-like carbon) film having a film thickness of 8 nm or less formed by the CVD method can be preferably used in the case of a high recording density magnetic medium. In CVD film formation, since a DLC film thinner than sputter film formation can be supplied onto an object to be coated, the magnetic spacing can be shortened. However, since it is thin, the frequency of metal migration increases. At this time, due to the contamination removal effect of the two-layer structure lubricating film having a high degree of crosslinking and high water repellency according to the present invention, it is possible to effectively exhibit superior corrosion resistance ability under high temperature and high humidity than the conventional lubricating film forming method. High recording density magnetic media can be supplied.
[0032]
As described above, the lubricating film forming method and forming apparatus according to the present embodiment can be preferably used for manufacturing a magnetic disk medium or a magnetic disk apparatus, but can also be applied to applications other than those related to a magnetic disk.
Examples of the present invention will be described below, but the contents of the present invention are not limited to the contents of the examples.
[0033]
First example
First, as shown in FIG. 7A, a structure having a magnetic layer 21 and a protective film 22 on an aluminum substrate 20 was prepared as a magnetic disk. In this magnetic disk, the NiP-plated aluminum substrate 20 is polished, textured to have a center line roughness (Ra) of 6.5 nm, and then an Ar gas atmosphere is formed on the aluminum substrate 20 by DC magnetron spastoring. In particular, the Cr, CoCrTa-based magnetic layer 21 is formed to a thickness of 20 nm, and further, a DLC protective film 22 having a thickness of 8 nm is formed on the magnetic layer 21 by a CVD method.
[0034]
Then, as shown in FIG. 7 (b), a lower lubricating film 23 made of perfluoropolyether having a terminal biperonyl group is formed on the protective film 22 by dip coating, and in a nitrogen atmosphere having an oxygen concentration of 10 ppm or less. Light from a Xe excimer lamp with a wavelength of 172 nm is 800 mJ / cm in 100 seconds²The lower lubricant film 23 was irradiated in an amount of 2 to thereby crosslink the lubricants in the lower lubricant film 23. When the thickness of the lower lubricating film 23 on the medium was measured, it was 10 mm.
[0035]
Furthermore, as shown in FIG._ThreeAn upper lubricating film 24 made of perfluoropolyether having a group was applied on the lower lubricating film 23 to a thickness of 5 mm by dip coating.
As a result, a lubricating film 25 having a two-layer structure is formed on the protective film 22.
Next, in order to investigate the bond rate of the lower lubricating film 23 described above, a medium in which only the lower lubricating film 23 is formed with a film thickness of 10 mm under the same conditions as described above without forming the upper lubricating film 24 is used. The mobile component was dissolved and removed by immersing in the coating solvent for layer 24 (FC-77 manufactured by 3M), and the film thickness was measured again.
[0036]
The bonding rate of the lubricating film indicates how much the lower lubricating film 23 is bonded to the solvent for coating the upper lubricating film 24, and after the dissolution after the lower lubricating film 23 is dissolved by the solvent. It is expressed as a percentage of a value obtained by dividing the film thickness by the initial film thickness before dissolution.
As a result of the measurement, the film thickness after dissolution is 9.8 mm, and the bond rate of the lower lubricating film 23 is 98%. Therefore, mixing between the upper lubricating film 24 and the lower lubricating film 23 is performed when the upper lubricating film 24 is applied. It was confirmed that almost no layer was formed.
[0037]
Prepare a magnetic recording medium coated with the two-layer lubricating film as described above and a conventional magnetic recording medium coated only with a lower layer of 15 mm, and place the medium in a high-temperature and high-humidity tank at a temperature of 80 ° C. and a humidity of 90%. After dew condensation, a head seek was performed at 10 Hz for 3 minutes with a CSS tester, and the magnetic head after seek was observed under a microscope. According to the magnetic recording medium having only the lower layer lubricant film, dew marks and lubricant adsorbing components were observed. While the head was contaminated, it was found that the amount of head contamination was greatly reduced according to the magnetic recording medium having the two-layer lubricant film of the first example.
[0038]
Second example
First, as shown in FIG. 8A, a structure having a magnetic layer 31 and a protective film 32 on an aluminum substrate 30 was prepared as a magnetic disk. In this magnetic disk, an NiP plated aluminum substrate 30 is polished, textured to have a center line roughness (Ra) of 6.5 nm, and then an Ar gas atmosphere is formed on the aluminum substrate 30 by DC magnetron spastoring. In particular, the Cr, CoCrTa magnetic layer 31 is formed to a thickness of 20 nm, and further, a DLC protective film 32 having a thickness of 8 nm is formed on the magnetic layer 31 by a CVD method.
[0039]
Next, as shown in FIG. 8B, a lower lubricating film 33 made of perfluoropolyether having a terminal triphenylsilyl group is formed on the protective film 32 by a dip coating method. Further, the lower lubricating film 33 was exposed to 3M FC-77 solvent vapor for steam cleaning. The thickness of the lower lubricating film 33 after the steam cleaning was measured and found to be 10 mm.
[0040]
Next, as shown in FIG._ThreeAn upper lubricating film 34 made of perfluoropolyether having a group was applied on the lower lubricating layer 33 to a thickness of 5 mm by dip coating.
As a result, a two-layer lubricating film 35 was formed on the protective film 32.
Then, in order to examine the bond rate of the lower lubricating film 33, a magnetic recording medium in which only the lower lubricating film 33 is formed in the same manner as described above is immersed in a coating solvent (3M FC-77) for the upper lubricating film 34. Then, the mobile component on the surface of the lower lubricating film 33 was dissolved and removed, and the film thickness of the lower lubricating film 33 was measured again.
[0041]
As a result, the film thickness after dissolution is about 10 mm, and the bond ratio (film thickness after dissolution / initial film thickness) of the lower lubricating film 33 is 100%. Therefore, the lower lubricating film is applied when the upper lubricating film 33 is applied. It was confirmed that almost no mixing layer was formed between 33 and the upper lubricating film 34.
A magnetic recording medium coated with the above-described two-layer lubricant film 35 and a magnetic recording medium coated with only 15 μm of the lower lubricant film are prepared, and each medium is placed in a high-temperature sonic humidity tank at a temperature of 80 ° C. and a humidity of 90%. After dew condensation, a head seek was performed with a CSS tester at 10 Hz for 3 minutes, and the head after seek was observed with a microscope. In a magnetic recording medium having only a lower lubricating film, the head was contaminated by dew marks and lubricant adsorbing components. In contrast, it was found that the amount of head contamination was greatly reduced in the two-layer lubricant of the second example.
[0042]
Third example
As in the first and second examples, after forming a lubricating film 25 (35) having a two-layer structure on the magnetic disk, as shown in FIG.₂) In an atmosphere (oxygen concentration of 10 ppm or less), Xe excimer lamp with a wavelength of 172 nm emits light for 100 seconds (800 mJ / cm²) The lubricants of the upper lubricating film 23 (33) and the lower lubricating film 24 (34) were cross-linked by irradiation.
[0043]
Prepare a medium having this two-layered lubricating film 25 and a medium medium coated with only 15 μm of the lower lubricating film, put them in a high-temperature and high-humidity tank having a temperature of 80 ° C. and a humidity of 90%, respectively. After condensation, head seek was performed at 10 Hz for 3 minutes with a CSS tester, and the head after seek was observed with a microscope. As a result, in the medium having only the lower layer lubricating film, the magnetic head was contaminated by dew marks and lubricant adsorbing components, whereas in the two-layered lubricating film, head contamination was hardly observed.
[0044]
An inert gas such as argon may be used in place of nitrogen, but in any case, the oxygen concentration is preferably 10 ppm or less.
Fourth example
A magnetic recording medium was formed by the same process as in Examples 2 and 3. Then, as shown in FIG. 10, a magnetic recording medium 41, a thin film magnetic head (not shown) formed on a slider 42 made of a sintered body of alumina and TiC, and an arm for supporting the slider 42 are attached. In the magnetic disk device 40, the static friction coefficient μ at the time of rising from a stationary state to a rotational speed of 1 rpm with a head load of 1.5 gf._sWas prepared with a disk friction tester. The results are shown in Table 1.
[0045]
[Table 1]

[0046]
According to the results of Table 1, in the magnetic disk having the two-layered lubricating layer shown in the second and third examples, the magnetic disk having only a single lower lubricating layer described in the second example is used. In comparison, it was found that the water contact angle is high, the water repellency is good, and the friction coefficient is reduced to reduce slider wear.
The lubricating layer having the two-layer structure described above may be formed directly on the recording layer.
(Appendix)
The lubricating film forming method described above includes a step of applying a lower lubricant layer on an object to be coated, and a step of applying an upper lubricant layer containing a coating solvent on the lower lubricant layer. And 90% or more of the lower layer lubricant is insolubilized in the coating solvent.
(1) In the lubricant film forming method described above, 90% or more of the lower layer lubricant may be insolubilized in the coating solvent before the upper lubricant layer is applied. .
(2) In the lubricating film forming method described above, the lower lubricant layer is a perfluoropolyether having any one of a piperonyl group and a triorganosilyl group having 7 or more π electrons as a terminal group. There may be.
(3) The radiation may be any one of deep ultraviolet rays, electron beams, and X-rays.
(4) 90% or more of the lower layer lubricant is insolubilized in the coating solvent by applying radiation after applying the upper lubricant layer,
The radiation may be monochromatic light having a half-width of 15 nm or less in the wavelength range from far ultraviolet to vacuum ultraviolet, and the irradiation atmosphere may be an inert gas or vacuum.
(5) The said to-be-coated body may have a magnetic layer.
[0047]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention. A lubricant film with a high bond rate between the lubricant and the substrate, low friction and wear, and high water repellency can be supplied, which eliminates head crashes caused by the accumulation of lubricant and condensation marks on the head. In particular, a highly reliable magnetic disk drive can be supplied even when used in a high temperature and high humidity environment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a structural cross-sectional view of a conventional magnetic disk.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a magnetic disk according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 3A and 3B are cross-sectional views showing a first formation process of a two-layer structure lubricating film according to an embodiment of the present invention. FIGS.
4 (a) and 4 (b) are cross-sectional views showing a second forming step of the two-layer structure lubricating film according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a third step of forming the two-layer structure lubricating film according to the embodiment of the invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a fourth formation step of the two-layered lubricating film according to the embodiment of the present invention.
FIGS. 7A to 7C are cross-sectional views showing a first example of a formation process of a two-layer structure lubricating film according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 8A to 8C are cross-sectional views illustrating a second example of the formation process of the two-layer structure lubricating film according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a second example of the formation process of the two-layer structure lubricating film according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a plan view showing a magnetic disk drive according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Board | substrate, 11 ... Magnetic layer, 12 ... Protective film, 13 ... Lower layer lubricant, 14 ... Upper layer lubricant, 15 ... Lubricant film, 20 ... Substrate, 21 ... Magnetic layer, 22 ... Protective film, 23 ... Lower layer 24 ... upper layer lubricant, 25 ... lubricating film, 30 ... substrate, 31 ... magnetic layer, 32 ... protective film, 33 ... lower layer lubricant, 34 ... upper layer lubricant, 35 ... lubricating film, 40 ... magnetic disk device, 41 ... magnetic recording disk, 42 ... slider, 43 ... arm.

Claims

The outermost layer is made of a fluorine-based polymer having either a polar group or a group having seven or more π electrons introduced on the terminal group, which is a carbon thin film formed by CVD. Applying a lower lubricant layer;
A step of applying an upper lubricant layer containing a coating solvent on the lower lubricant layer, comprising a fluorine-based polymer having no polar group as a terminal group;
After the lower lubricant layer is applied to the substrate, the lower lubricant is treated by at least one of irradiation and heating of monochromatic light having a half-width of 15 nm or less in the wavelength range from deep ultraviolet to vacuum ultraviolet. A method for forming a lubricating film in a magnetic recording medium , comprising the step of cross-linking and gelling the layers.

The outermost layer is made of a fluorine-based polymer having either a polar group or a group having seven or more π electrons introduced on the terminal group, which is a carbon thin film formed by CVD. Applying a lower lubricant layer;
A step of applying an upper lubricant layer containing a coating solvent on the lower lubricant layer, comprising a fluorine-based polymer having no polar group as a terminal group;
After the lower lubricant layer is applied to the object to be coated, the lower lubricant layer is washed with vapor of the coating solvent , and the lower lubricant layer after washing is used as the upper lubrication layer. And a step of making the agent layer insoluble in the coating solvent .

The method for forming a lubricating film in a magnetic recording medium according to claim 1, wherein the upper lubricant layer is made of perfluoropolyether having a CF ₃ group as a terminal group.

The first and second lubricant layers and the upper lubricant layer terminal groups are irradiated with radiation after the lower lubricant layer and the upper lubricant layer are formed. Item 4. A method for forming a lubricating film in a magnetic recording medium according to Item 3.

A recording layer;
A protective layer that is a carbon thin film formed by CVD on the recording layer;
A lower lubricant layer made of a fluorine-based polymer applied on the protective layer and having either a polar group at a terminal group or a group having 7 or more π electrons introduced;
An upper lubricant layer made of a fluorine-based polymer that is coated on the lower lubricant layer and does not have a polar group at a terminal group ;
The lower lubricant layer is cross-linked and gelled by at least one of irradiation and heating of monochromatic light having a half-value width of 15 nm or less at a wavelength in the deep ultraviolet to vacuum ultraviolet region, or the lower lubricant layer The magnetic recording medium is characterized in that the upper lubricant layer is washed with vapor of the coating solvent so that the lower lubricant layer after washing is not dissolved in the coating solvent .

6. A magnetic recording apparatus comprising the magnetic recording medium according to claim 5, wherein the recording layer is a magnetic layer.