JPH02285508A

JPH02285508A - 磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH02285508A
Application number: JP10698389A
Authority: JP
Inventors: Haruyuki Morita; 森田治幸; Yoshiyori Kobayashi; 小林　由縁; Koki Katayama; 弘毅片山; Shozo Watanabe; 渡辺　尚三
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1989-04-26
Filing date: 1989-04-26
Publication date: 1990-11-22

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、剛性基板上に磁性層を有する所謂ハードタイ
プの磁気記録媒体に関し、特に、ガラス基板上に連続薄
膜型の磁性層を有するハードタイプの磁気記録媒体に関
する。

〈従来の技術〉計算機等に用いられる磁気ディスク駆動装置には、剛性
基板上に磁性層を設層したハードタイプの磁気ディスク
と浮上型磁気ヘッドとが用いられている。

このような磁気ディスク駆動装置においては従来、塗布
型の磁気ディスクが用いられていたが、磁気ディスクの
大容量化に伴い、磁気特性、記録密度等の点で有利なこ
とから、スパッタ法等の気相成膜法等により設層される
連続薄膜型の磁性層を有する薄膜型磁気ディスクが用い
られるようになっている。

薄膜型磁気ディスクとしては、Ａρ系のディスク状金属
板にＮ１−Ｐ下地層をめっきにより設層するか、あるい
はこの金属板表面を酸化してアルマイトを形成したもの
を基板とし、この基板上にＣｒ層、Ｃｏ−Ｎｉ等の金属
磁性層、さらにＣ等の保護潤滑膜をスパッタ法により順
次設層して構成されるものが一般的である。

しかし、Ｃｏ−Ｎｉ等の金属磁性層は耐食性が低く、さ
らに硬度が低く、信頼性に問題が生じる。　これに対し
、特開昭６２−４３８１９号公報、同６３−１７５２１
９号公報に記載されているような酸化鉄を主成分とする
磁性薄膜は化学的に安定なため腐食の心配がなく、また
、充分な硬度を有している。

一方、浮上型磁気ヘッドは浮力を発生するスライダを有
する磁気ヘッドであり、コアがスライダと一体化された
コンポジットタイプのもの、あるいはコアがスライダを
兼ねるモノリシックタイプのものが通常用いられる。

さらに、これらの他、高密度記録が可能であることから
、いわゆる浮上型薄膜磁気ヘッドが注目されている。　
浮上型薄膜磁気ヘッドは、基体上に磁極層、ギャップ層
、コイル層などを気相成膜法等により形成したものであ
る。　このような浮上型薄膜磁気ヘッドでは、基体がス
ライダとしてはたらく。

〈発明が解決しようとする課題〉浮上型磁気ヘッドを用いる磁気ディスク装置では、コン
タクト・スタート・ストップ（Ｃ８Ｓ）時に浮上型磁気
ヘッドの浮揚面（スライダの磁気ディスク側表面）と磁
気ディスクが接触する。　このとき、磁気ディスク基板
と磁性層との接着性が不十分であると磁性層が基板から
剥離することがある。

特に、高密度記録を行なうために浮上型薄膜磁気ヘッド
を用いる場合、このような剥離が生じ易い。

すなわち、浮上型薄膜磁気ヘッドを用いる場合、磁気デ
ィスクと磁気ヘッドとの間隔（フライングハイド）を極
めて小さく設定するので、磁気ディスクの振動あるいは
駆動装置外部からの衝撃などにより磁気ディスクと浮上
型磁気ヘッドとの接触事故が生じたり、また、フライン
グバイトが小さい場合、Ｃ８Ｓ時に磁気ディスクが受け
る衝撃がより太き（なるからである。

また、特開昭６２−４３８１９号公報に記載されている
ような酸化鉄を主成分とする磁性薄膜を有する磁気ディ
スクは、表面が鏡面化されたガラス基板を使用しており
、磁性層の表面粗さが非常に小さなものとなっている。

　このため、磁性層の接着強度が低くなり、Ｃ８Ｓなど
により磁性層の剥離が生じ易い。

本発明は、このような事情からなされたものであり、ガ
ラス基板上に連続薄膜型の磁性層を有する磁気記録媒体
において、高い耐久性を実現することを目的とする。

く課題を解決するための手段〉このような目的は、下記（１）〜（３）の本発明により
達成される。

（１）ガラス基板上に連続薄膜型の磁性層を有する磁気
記録媒体であって、前記ガラス基板の磁性層側表面の水との接触角が２０°
以下であることを特徴とする磁気記録媒体。

（２）前記磁性層が酸化鉄を主成分とする上記（１）に
記載の磁気記録媒体。

（３）前記磁性層上に有機化合物を含有する潤滑膜を有
する上記（１）または（２）に記載の磁気記録媒体。

〈作用〉本発明の磁気記録媒体は、磁性層が設けられる側のガラ
ス基板表面の水との接触角が所定範囲とされるので、ガ
ラス基板と磁性層との接着性が高い。

このため、Ｃ８Ｓ、あるいは磁気ヘッドとの接触事故等
によって磁性層の剥離が生じることがなく、極めて高い
耐久性が実現する。

〈具体的構成〉以下、本発明の具体的構成について詳細に説明する。

本発明の磁気記録媒体は、基板上に連続薄膜型の磁性層
を有する。

本発明で用いる基板は、下地層などを設層する必要がな
く製造工程が簡素になること、また、研磨が容易で表面
粗さの制御が簡単であることから、ガラスを用いる。

ガラスとしては、強化ガラス、特に、化学強化法による
表面強化ガラスを用いることが好ましい。

一般的に、表面強化ガラスは、ガラス転移温度以下の温
度にて、ガラス表面付近のアルカリイオンを外部から供
給される他種アルカリイオンに置換し、これらのイオン
の占有容積の差によりガラス表面に圧縮応力が発生する
ことを利用したものである。

イオンの置換は、アルカリイオンの溶融塩中にガラスを
浸〆責することにより行なわれる。

塩としては硝酸塩、硫酸塩等が用いられ、溶融塩の温度
は３５０〜６５０℃程度、浸漬時間は１〜２４時間程度
である。

より詳細には、アルカリ溶融塩としてＫＮＯ３を用い、Ｋイオンとガラス中のＮａイオンと交
換する方法や、Ｎ　ａ　Ｎ　Ｏ３を用い、ガラス中のＬ
ｉイオンと交換する方法等が挙げられる。　また、ガラ
ス中のＮａイオンおよびＬｉイオンを同時に交換しても
よい。

このようにして得られる強化層、すなわち圧縮応力層は
ガラス基板の表面付近だけに存在するため、表面強化ガ
ラスとなる。　圧縮応力層の厚さは、１０〜２００μｍ
、特に５０〜１５０μｍとすることが好ましい。

なお、このような表面強化ガラスは、特開昭６２−４３
８１９号公報、同６３−１７５２１９号公報に記載され
ている。

本発明では、ガラス基板の磁性層側表面の水との接触角
が２０°以下、好ましくは１０°以下とされる。

水との接触角をこのような範囲とすることにより、後述
するような酸化鉄を主成分とする連続薄膜型の磁性層の
接着性が向上する。　なお、接触角の下限に特に制限は
ないが、通常、２°程度以上である。

水との接触角は、例えば、ガラス基板表面に純水を滴下
して３０秒後に測定すればよい。

測定雰囲気は、１８〜２３°Ｃ１４０〜６０％ＲＨ程度
である。

このような接触角を得るために、ガラス基板には下記の
処理が施されることが好ましい。

まず、ガラス基板表面を研磨し、次いで上記したような
強化処理を施した後、ガラス基板表面を再び研磨する。

　この研磨により後述する表面粗さとすることが好まし
い。

研磨されたガラス基板を純水で洗浄後、さらに、洗剤洗浄−純水洗浄−有機溶剤蒸気乾燥の工程で洗浄を
行なうことが好ましい。

この工程において、用いる洗剤に特に制限はなく、各種
一般洗浄用洗剤から選択すればよいが、本発明ではアル
カリ性洗剤、特に、ガラス表面を軽（エツチングする作
用のある弱アルカリ性洗剤を用いることが好ましく、特
に、Ｅｘｔｒａｎ　ＭＡ　０１　（メルク（ＭＥＲＣＫ
１社製）を用いることが好ましい。

洗剤による洗浄は、室温または８０　”Ｃ程度以下に加
温した洗浄液中にガラス基板を浸漬し、１〜２４時間程
度放置するか、好ましくは超音波を印加して５〜６０分
間程度洗浄を行なうことが好ましい。

洗剤による洗浄後の純水洗浄も、超音波を印加しながら
行なうことが好ましい。

超音波としては、例えば１０〜１００　ｋＨｚ程度の間
のある範囲の周波数で発振する多周波数型のもの、２６
　ｋｌ＋ｚ　、　４５　ｋｌ（ｚなどの一定周波数で発
振する固定周波数型のものがある。　これらのいずれで
も、周波数が高いほど小さい汚れを落とすことができる
。

有機溶剤による蒸気乾燥は、好ましくは第１図に示すよ
うな装置を用いて行なう。

第１図に示される蒸気乾燥装置１は、処理槽１１、ヒー
タ１２およびクーラー１３を有する。

処理槽１内には、有機溶剤１４が貯留しており、有機溶
剤１４液面の上方には、ガラス基板２が上下動可能に保
持されている。

有機溶剤１４は、ヒータ１２により加温されて蒸発する
。　有機溶剤蒸気は、基板２側方の処理槽１１内壁面に
設けられたクーラー１３により冷却されて液化し、基板
２に付着する。

基板２に付着した有機溶剤の液滴は貯留している有機溶
剤１４の中に落下する。

この処理槽１１内にガラス基板を５〜６０分間程度保持
することにより、ガラス基板の最終的な洗浄が行なわれ
る。

次いでガラス基板２を徐々に引き上げることにより、付
着する有機溶剤量を蒸発する有機溶剤量が上回るように
なり、乾燥が行なわれる。

このような蒸気乾燥では乾燥速度が低いので、乾燥シミ
が発生することがな（極めて清浄な表面が得られる。

蒸気乾燥に用いる有機溶剤に特に制限はないが、本発明
ではアセトン、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、メ
タノール、エタノール、フロン等を用いることが好まし
く、特にＩＰＡを用いることが好ましい。

なお、このような蒸気乾燥の他、乾燥窒素ブ０−併用に
よる遠心振り切り乾燥などにより最終的な乾燥を行なう
こともできる。　この場合、上記した純水洗浄後に有機
溶剤により洗浄を行なうことが好ましい。　洗浄に用い
る有機溶剤は、上記した蒸気乾燥に用いるものと同様な
ものでよい。

なお、上述した工程に、ブラシスクラブ洗浄を適宜組み
合わせてもよい。

ガラス基板の表面粗さ（Ｒｍａｘ）は、後述するような
磁性層の表面粗さ（Ｒｍａｘ）を得るために、１０〜１
００人、特に４０〜８０人、さらには４０〜６０人であ
ることが好ましい。

このような表面粗さは、例えば、特開昭６２−４３８１
９号公報、同６３−１７５２１９号公報に記載されてい
るようなメカノケミカルポリッシングなどにより得るこ
とができる。

ガラス基板の材質に特に制限はなく、ホウケイ酸ガラス
、アルミノケイ酸・ガラス、石英ガラス、ヂタンケイ酸
ガラス等のガラスから適当に選択することができるが、
機械的強度が高いことから、特にアルミノケイ酸ガラス
を用いることが好ましい。

なお、ガラス基板の表面平滑化を、特開昭６２−４３８
１９号公報等に記載されているようなメカノケミカルポ
リッシングにより行なう場合、結晶質を含まないガラス
を用いることが好ましい。　これは、メカノケミカルポ
リッシングにより結晶粒界が比較的早く研磨されてしま
い、上記のようなＲｍａｘが達成できないからである。

ガラス基板の形状および寸法に特に制限はないが、通常
、ディスク状とされ、厚さは０５〜５ｍｍ程度、直径は
２５〜３００ｍｍ程度である。

ガラス基板上には、連続薄膜型の磁性層が成膜される。

連続薄膜型の磁性層に特に制限はないが、本発明は、酸
化鉄（γ−Ｆｅ２Ｏ３）を主成分とする連続薄膜型の磁
性層を有する磁気記録媒体に適用した場合、特に高い効
果を発揮する。　以下、この場合について説明する。

γ−Ｆｅ２Ｏ３を主成分とする連続薄膜型の磁性層は、
まずＦｅＪ＜を形成し、このＦｅ５０＜を酸化してγ−
Ｆｅ２Ｏ３とすることにより形成されることが好ましい
。

Ｆｅ５ｒ＜を形成する方法は、直接法であっても間接法
であってもよいが、工程が簡素になることなどから、直
接法を用いることが好ましい。

直接法は、反応性スパッタ法を用いて基板上にＦｅ５ｒ
＜を直接形成する方法である。　直接法には、ターゲッ
トにＦｅを用いて酸化性雰囲気にて行なう酸化法、ター
ゲットにα−Ｆｅ２０３を用いて還元性雰囲気にて行な
う還元法、ターゲットにＦｅ３［Ｌを用いる中性法が挙
げられるが、スパッタ制御が容易であること、成膜速度
が高いことなどから、本発明では酸化法を用いることが
好ましい。

なお、間接法は、ターゲットにＦｅを用いて酸化性雰囲
気にてα−ＦｅｚＬを形成した後、還元してＦｅ５Ｌを
得るものである。　本発明では、この方法によって磁性
層を形成してもよい。

スパッタ法により成膜されたＦｅ５ｒ４は、γ−Ｆｅ２
Ｏ３にまで酸化される。

この酸化は、大気中熱処理によって行なわれることが好
ましい。

なお、磁性層中には必要に応じてＣ０１Ｔｉ、Ｃｕ等を
添加させてもよく、また、成膜雰囲気中に含まれるＡｒ
等が含有されていてもよい。

上記した方法の詳細は、電子通信学会論文誌８０／９　
Ｖｏｌ、Ｊ６３−ＣＮｏ、９　ｐ、６０９−６１６に言
己載されており、これに準じて磁性層の形成を行なうこ
とが好ましい。

磁性層の表面粗さ（Ｒｍａｘ）は、５０〜２００人であ
ることが好ましく、特に８０〜１５０人、さらには９０
〜１２０人であることが好ましい。

磁性層のＲｍａｘを上記範囲内とすれば、磁性層表面と
浮上型磁気ヘッドの浮揚面との距離な０．１μｍ以下に
保って記録および再生を行なうことができ、しかも浮上
型磁気ヘッドと磁気記録媒体との吸着が発生せず、高密
度記録が可能となる。

磁性層の層厚は、生産性、磁気特性等を考慮して、５０
０〜３０００人程度とすることが好ましい。

気相成膜法の他、本発明では、蒸着法、めっき法により
酸化鉄を主成分とする薄膜を形成する方法、あるいは薄
膜形成後に熱処理を施す方法等によって磁性層を設層し
てもよい。

なお、本発明は、上記したような酸化鉄を主成分とする
連続薄膜型磁性層を有する磁気記録媒体に限らず、Ｃｏ
−Ｎｉ等の金属気相成長膜磁性層や金属めっき脱磁性層
を有する連続薄膜型の磁気記録媒体などにも好ましく適
用することができる。

磁性層上には、潤滑膜が設けられることが好ましい。

潤滑膜は有機化合物を含有することが好ましく、特に極
性基ないし親水性基、あるいは親水性部分を有する有機
化合物を含有することが好ましい。

用いる有機化合物に特に制限はな（、また、液体であっ
ても固体であってもよく、フッ素系有機化合物、例えば
欧州特許公開第０１６５６５０号およびその対応日本出
願である特開昭６１−４７２７号公報、欧州特許公開第
０１６５６４９号およびその対応日本出願である特開昭
６１−１５５３４５号公報等に記載されているようなパ
ーフルオロポリエーテル、あるいは公知の各種脂肪酸、
各種エステル、各種アルコール等から適当なものを選択
すればよい。

潤滑膜の成膜方法に特に制限はなく、塗布法等を用いれ
ばよい。

潤滑膜の表面は、水との接触角が７０’以上、特に９０
°以上であることが好ましい。

このような接触角を有することにより、磁気ヘッドと媒
体との吸着が防止される。

潤滑膜の厚さは、成膜方法および使用化合物によっても
異なるが、４〜３００人程度であることが好ましい。

４人未満では耐久性が劣り、３００人を超えると吸着が
発生し、磁気ヘッドのクラッシュを起こす場合がある。

　なお、より好ましい膜厚は４〜１００人であり、さら
に好ましい膜厚は４〜８０人である。

本発明の磁気記録媒体は、公知のコンポジット型の浮上
型磁気ヘッド、モノリシック型の浮上型磁気ヘッド等に
より記録再生を行なった場合に効果を発揮するが、特に
、薄膜型の浮上型磁気ヘッドと組合せて使用された場合
に、極めて高い効果を示す。

〈実施例〉以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。

［実施例１］〈γ−Ｆｅ２０３磁性層を有する磁気ディスクの作製）外径１３０ｍｍ、内径４０ｍｍ、厚さ１．９ｍｍのアル
ミノケイ酸ガラス基板を研磨し、さらに化学強化処理を
施した。　化学強化処理は、４５０℃の溶融硝酸カリウ
ムに１０時間浸漬することにより行なった。

次いで、このガラス基板表面なメカノケミカルポリッシ
ングにより平滑化した。

メカノケミカルポリッシングには、コロイダルシリカを
含む研磨液を用いた。　研磨後のガラス基板の表面粗さ
（Ｒｍａｘ）は５０人であった。

メカノケミカルポリッシング後に、ガラス基板を洗浄し
た。

洗浄は、 ■純水洗浄 ■洗剤洗浄 ■純水洗浄 ■ＩＰＡ蒸気乾燥の順で行なった。

■の工程では、純水中で２５ｋＨｚの超音波を印加しな
がら１０分間洗浄した。

■の工程に用いた洗浄液は、Ｅｘｔｒａｎ　ＭＡ　０１
（メルク社製）の５％希釈液であり、２０〜６５　ｋＨ
ｚの超音波印加を行ないながら２０分間洗浄した。

■の工程では、４５　ｋＨｚの超音波による超音波洗浄
を２０分間行なった。

■の工程では、第１図に示される装置を用い、処理槽内
でガラス基板を２０分間静置し、次いで徐々に引き上げ
た。　乾燥後のガラス基板表面には、乾燥シミ等の汚れ
はみられず、極めて清浄なものであった。

洗浄後に、ガラス基板表面の水との接触角を測定した。

　接触角は、ガラス基板表面に純水を滴下して３０秒後
に測定した。　接触角測定の際の雰囲気は、２０℃、５
５％ＲＨとした。

さらに、洗浄条件を変えて、接触角の異なるガラス基板
を作製した。　各基板の洗浄条件およびその接触角を表
１に示す。　なお、表１でば、上記■〜■の工程のそれ
ぞれについて実施したものを○、実施しなかったものを
−で表わした。　また、■および■の工程では、一部の
ガラス基板については洗浄液を４０°Ｃに加温して洗浄
を行なった。　加温の有無を表１に示す。

洗浄された各ガラス基板表面に、下記のようにして磁性
層を形成した。

まず、Ｆｅをターゲットとし、Ａ　ｒ　：　０２　＝９
０：１０の１０−３Ｔｏｒｒの雰囲気中において反応性
スパッタを行ない、２０００人のマグネタイト（Ｆｅ３
０４）膜を成膜した。

次に、空気中で３１０″Ｃにて１時間酸化を行ない、γ
−Ｆｅ２Ｏ３の磁性層とした。

この磁性層のＲｍａｘは１００人であった。

さらに、磁性層上に潤滑膜を成膜した。

潤滑膜は、下記式で表わされる化合物の０．１ｗｔ％溶
液を用いて、スピンコード法により厚さ２０人に成膜し
て形成した。　この潤滑膜表面の水との接触角（水を滴
下して３０秒後）は、１００６であった。

（式）％式％（この化合物の分子量は、２０００であった。）このようにして得られた磁気ディスクサンプルについて
、耐Ｃ８Ｓ特性の測定を次に示す方法で行なった。　結
果を表１に示す。

」見盈五丑１ ■使用磁気ヘッドＡｊ２０ａ−ＴｉＣ基体上に薄膜磁気ヘッド素子を形成
した後、磁気ヘッド形状に加工し、支持バネ（ジンバル
）に取りつけ、空気ベアリング型の浮上型磁気ヘッドを
作製した。

フライングハイドは、スライダ幅、ジンバル荷重を調整
し、０．１μｍになるようにした。

■Ｃ８Ｓ上記磁気ヘッドを使用し、Ｃ８ｓ試験を行なった。　Ｃ
８Ｓは第２図に示すサイクルの繰り返しで行なった。　
耐Ｃ８ｓ特性は、記録再生出力が初期の半分以下になる
までの回数で評価し、最大１００，０００回まで行なっ
た。

表１に示される結果から、本発明の効果が明らかである
。

［実施例２］＜Ｃｏ−Ｎｉ合金磁性層を有する磁気ディスクの作製〉実施例１の各サンプルに用いたガラス基板上に、下地層
、磁性層、保護膜および潤滑膜を順次形成し、磁気ディ
スクサンプルを得た。

下地層はＣｒ薄膜であり、Ａｒ雰囲気中でＣｒをターゲ
ットとしてスパッタ法により３０００人厚に形成した。

磁性層はＣｏ−Ｎｉ合金薄膜であり、Ａｒ雰囲気中でＣ
ｏ−２０％Ｎｉ合金をターゲットとしてスパッタ法によ
り５００人厚形彫成した。

保護膜はカーボン薄膜であり、スパッタ法により１５０
人に形成した。

潤滑膜は実施例１と同じものを用いた。

これらの磁気ディスクサンプルについて、実施例１と同
様な耐Ｃ８Ｓ特性の測定を行なったところ、ガラス基板
表面の接触角に対応して実施例１と同様な結果が得られ
た。

〈発明の効果〉本発明の磁気記録媒体は、ガラス基板の表面が所定範囲
の接触角を有するため、磁性層の接着性が良好であり、
耐久性が高い。

符号の説明１・・・蒸気乾燥装置１１・・・処理槽１２・・・ヒータ１３・・クーラー１４・・・有機溶剤２・・・ガラス基板

【図面の簡単な説明】

第１図は、ガラス基板の蒸気乾燥に用いる装置の概略構
成図である。第２図は、Ｃ８Ｓの１サイクルを示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ガラス基板上に連続薄膜型の磁性層を有する磁気
記録媒体であって、前記ガラス基板の磁性層側表面の水との接触角が２０゜
以下であることを特徴とする磁気記録媒体。
（２）前記磁性層が酸化鉄を主成分とする請求項１に記
載の磁気記録媒体。
（３）前記磁性層上に有機化合物を含有する潤滑膜を有
する請求項１または２に記載の磁気記録媒体。