JPH035912A - 磁気記録媒体およびその製造方法 - Google Patents

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、磁気記録媒体に係り、より詳細には、合成樹
脂製の基板を用いた磁気記録媒体に関する。

［従来の技術］ 従来、磁気記録媒体としては、アルミ合金製基板の表面
をアルマイト処理または金属メツキし、さらにその表面
を鏡面研磨仕上した基板を用いたものが知られている。

しかるに、近時、磁気記録媒体にも軽量化及び加工容易
性が強く要請されており、かかる要請に基づき、アルミ
合金製基板よりも軽量で加工が容易な合成樹脂製の基板
が提案されている。しかし、合成樹脂製の基板は硬度が
十分ではなく、そのため、合成樹脂製の基板を用いた磁
気記録媒体の耐Ｃ５Ｓ特性は不十分であり、ヘッドクラ
ッシュを生じるという問題があった。また、合成樹脂製
の基板は一般に絶縁性であり、ハンドリング及び磁気記
！３層形成の際に基板表面に静電気が帯電し、そのため
異物付着を起こしやすく、信号欠陥が多いという問題も
あった。

一方、耐Ｃ３Ｓ特性を改善するための対策としては、ア
ルミニウム合金製基板を用いた場合については、以下に
示すような方法が技術開示されている。これらの技術に
よれば、基板上に、表面に凹凸を有する硬度の高い下地
層を形成することにより、磁気記録媒体の耐久性を向上
させ、信頼性を高めることができる。

■特開昭６１−２３０６１８号公報に開示された技術 本公報では、合金基板（ＡＪＺ−Ｍｇ合金）の上に、下
地層としてシリカ（粒径２５０人）とエポキシ樹脂とか
らなるＵＶ硬化＋１Ｉ（０，１μｍ）を設け、さらに、
記録層としてスパッタ磁性膜を形成した磁気記録媒体が
開示されている。上記下地層を形成することにより、Ｃ
５Ｓ時の応力を吸収する効果と微粒子が形成する表面の
突起によるヘッドに対する摩擦力を低下させる効果とが
得られ、その結果として磁性膜に傷が入ることを防止す
ることができる。

■特開昭５９−２２２２０号公報に開示された技術 本公報では、アルミニウム合金基板の表面をアルマイト
イ層で被覆し、これを鏡面仕上げした後に、０□または
Ａｒ若しくはこれらの混合ガス雰囲気中でプラズマエツ
チングを行なうことにより凹部を形成してＲａ０．００
７〜０．０１４μｍの表面粗度にし、この上に磁性薄膜
を形成してなる磁気ディスクが開示されている。このよ
うな下地層を形成することにより、磁気ディスク表面に
対するヘッドの吸着を防止することができ、さらには磁
気ディスク表面の摩擦係数を著しく改善することができ
る。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記従来技術は、基板としてアルミニウムを用
いた場合には有効であるが、基板として合成樹脂を用い
た場合には次のような問題点が存在していた。

■特開昭６１−２３０６１８号公報に開示された技術 シリカとエポキシ樹脂とからなる下地層は、絶縁体であ
り、かつ、膜厚も０１μｍと薄い。したがって、基板に
は、導電性を持つこと、０．１μｍ程度の下地層でも十
分耐Ｃ３Ｓに効果がある硬度を持つことが要求される。

すなわち、この技術は合成樹脂製の基板には適応できな
い。

■特開昭５９−２２２２０号公報に開示された技術 一般に、アルマイトやニッケルーリンにより形成された
下地層は合成樹脂基板との密看性が悪く、加熱やひっか
きによってＩ！Ｊｌｌｌが発生してしまうため実用に耐
えない。

また、上記技術■の技術と上記■の技術とを組み合わせ
て応用しても、合成樹脂基板の硬度不足によるＣＳＳ酎
久耐の悪さや合成樹脂基板が絶縁製を有することによる
信号欠陥の発生を改善することはできなかった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、耐摩
耗性、耐擦傷性に優れ、静電気による塵埃の付着のない
、合成樹脂製の基板を用いた磁気記録媒体を提供し、こ
れにより、軽量かつ安価でＣＳＳ特性に優れ、信頼性に
優れた磁気記録媒体を）是供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の要旨は、合成樹脂基板と、当該合成樹脂基板上
に形成された下地層と、当該下地層上に形成された磁気
記録層とを少なくとも有する磁気記録媒体において、 前記下地層が当該下地層の表面抵抗がｔｏ’〜１０１０
Ω／□となるように非磁性粒子を含有させた熱硬化性樹
脂によって形成され、かつ、該下地層の表面に微細な凹
凸が形成されていることを特徴とする磁気記録媒体に存
在する。

以下、本発明の構成について、詳細に説明するる。

（基板） 本発明において使用される基板は、耐熱性に優れた合成
樹脂により形成することが望ましい。なぜなら、本発明
の磁気記録媒体を製造するに際して、基板上に塗布した
熱硬化性樹脂を熱硬化させる必要があるからである。耐
熱性に優れた合成樹脂としては、例えば、ポリエーテル
イミド、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルサルホ
ン、ボリフェニレンサルフ１イド等が挙げられる。また
、これらの樹脂にガラス繊維、カーボン繊維、チタン酸
カリウムウィスカー、ガラスピーズ等の充填材を添加し
た複合材料を使用することも可能である。

（熱硬化性別１１Ｍ） 本発明において使用可能な熱硬化性樹脂としては、例え
ば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、アクリ
ル系反応樹脂、ホルマール樹脂、メラミン樹脂等が挙げ
られる。また、これらの混合物も使用可能である。

（非磁性粒子） 本発明において使用可能な非磁性粒子としては、例えば
、Ｓ　ｉ　Ｃ，Ｔ　ｉ　Ｃ，Ｃｒｓ　Ｃｚ等の炭化物、
ＢＮ、Ｓ１３　Ｎ４　、ＴｉＮ等の窒化物、ＴｉＢ２．
ＺｒＢ、等のホウ化物等があげられるが、モース硬度が
５以上のものを使用することが特に好ましい。これは、
耐Ｃ３Ｓ特性を向上させるためである。

また、下地層の表面抵抗は、１×１０６〜１０１０Ω／
□であることが必要とされる。このような表面抵抗は、
非磁性粒子の比抵抗をＩ　Ｘ　１×１０６Ω・ｃｍ以下
とすることにより容易に達成できる。

本発明では、このように、非磁性粒子を含有せしめるこ
とにより、当該下地層に導電性を与えて基板表面の帯電
を防止し、基板の硬度を高くし、かつ、適度な表面粗さ
を与えて耐Ｃ３Ｓ特性を向上させることができる。

なお、後述のごとく下地層の表面から非磁性粒子を露出
させることにより下地層の表面粗さの最適値を得ようと
する場合には、非磁性粒子の平均粒径が問題となる。こ
の場合の非磁性粒子の平均粒径は、０．５μｍ以下であ
ることが望ましい。

（下地層） 下地層を形成するには、まず非磁性粒子と熱硬化性樹脂
とを混練し、この非磁性粒子を含有せしめた熱硬化性樹
脂を合成樹脂製の基板上に塗布し、熱硬化処理を施せば
よい。熱硬化性樹脂を塗布する方法としては、例えばス
ピンコード法を用いればよい。

下地層の厚みは、１μｍ以上であることが好ましい。こ
れは、硬度および帯電防止効果を十分に満足させるため
である。

このようにして形成した下地層の表面には、数千人程度
の突起物等が存在する。このような突起物等を除去し、
かつ、適度な表面粗さを得るために、下地層の表面を研
摩加工することか望ましい。研摩加工の方法としては、
例えば、ラッピング、ポリシング等がある。

下地層の表面の粗さの最適値は、Ｒａ６０〜１００人程
度である。最適な表面粗さを得る方法としては、上述の
研摩加工の後に、真空中で下地層の表面付近の熱硬化性
樹脂をイオンビームエツチングすることにより、非磁性
粒子を下地層の表面より適度な高さで露出させる方法が
効果的である。上述のように、この場合の非磁性粒子の
平均粒径は、０．５μｍ以下であることが望ましい。

（記録層） 下地層上に形成される磁気記録層は、記録再生に関与す
る層であり、かかる作用を奏するならば、どのようなも
のであってもよい。すなわち、磁気記録層の形成材料や
形成方法、厚さ等は、本発明の効果に何ら影響を与える
ものではない。例えば、磁気記録層は、Ｃｏ−Ｃｒ、Ｃ
ｏ−Ｎｉ　−Ｃｒ、酸化鉄等により形成してもよいし、
磁性粉末（例えば、炭化鉄粉、γ−Ｆｅ２Ｏ３粉等）を
樹脂で結合したものにより形成してもよい。

以上、本発明の磁気記録媒体の構成について説明したが
、他の構成要件を加えたものであってもよい。例えば、
下地層と磁気記録層との間に他の層を設けてもよいし、
磁気記録層の上に保護層や潤滑層を設けてもよい。

［作　用］ 以下に本発明の詳細な説明する。

本発明では、合成樹脂製の基板に下地層を設け、その下
地層として合成樹脂製塗膜を用いている。すなわち、熱
硬化性樹脂塗料を合成樹脂製の基板上に塗布し熱により
硬化させるので、下地層と合成樹脂製の基板との間で良
好な密着性を得ることができる。

さらに、本発明では、下地層の表面抵抗値が１×１０６
〜１０１ＯΩ／□程度以下となるように熱硬化性樹脂中
に非磁性粒子を含有せしめているため、下地層に導電性
が付与され、磁気記録媒体の帯電が防止される。下地層
の表面抵抗値は、含有せしめる非磁性粒子の種類、含有
量、下地層内における分布状況等の条件によって変化す
るので、１０８〜１０１０Ω／□程度以下とするには、
予めこれらの条件と電気抵抗値との関係を求めておき適
宜決定すればよい。

また、この非磁性粒子によって、磁気記録媒体表面の粗
さを調節し、適度な表面の粗さ（Ｒａ５０〜１００λ程
度）を得ることができる。表面の粗さをＲａ５０〜１０
０人程度とすれば、ヘッドと磁気記録媒体との接触面積
が小さくなり、よってヘッドと磁気記録媒体との摩擦係
数も小さくなる。これによりヘッドと磁気記録媒体との
間での吸着を防止することができる。

本発明では以上に述べたような下地層により、合成樹脂
製の基板に対して充分な硬度を付与することができ、よ
ってＣ５Ｓ耐久性が向上する。下地層が合成樹脂製であ
るため合成樹脂製の基板との密着性もよい。また、合成
樹脂製の基板の帯電を防止するので、磁気記録層が形成
される面上への異物の付着を誘発しないため、形成され
た磁気記録層の信号欠陥が大幅に減少する。さらに、製
造された磁気記録媒体の表面に適度な粗さを与えること
で、使用時のヘッドと記録媒体との間の吸着が防止でき
る。

［実施例］ 以下、本発明の具体的な実施例として、磁気ディスクを
例にとって、製造工程とともにさらに詳細に説明する。

第１図（ａ）〜（ｄ）は本実施例の磁気ディスクの製造
工程を説明するための概略的断面図であり、第１図（ｄ
）が完成図である。第１図（ａ）〜（ｄ）において、そ
れぞれ、１は下地層としての熱硬化性塗膜、２は熱硬化
性樹脂、３は非ｉＢ性粒子としての炭化ケイ素粒子、４
は合成樹脂製基板としてのポリエーテルイミド基板（直
径３．５インチ）、５はＣｒ層、６は磁気記録層として
のＣｏ合金層、７は保護膜としてのカーボン層、８は潤
滑層である。

本実施例として、表面粗さの異なる７種類の磁気ディス
クを作製し、それぞれ試料１〜７とした。以下、これら
の磁気ディスクについて、製造工程に従って説明する。

■各磁気ディスク共に、下地層１を形成する塗料の組成
は、以下の通りとした。

炭化ケイ素　　　　　　　１００重量部エポキシ樹脂　
　　　　　　２５重量部フェノール樹脂　　　　　　２
５重量部シクロへキサノン　　　　４５０重量部分散剤
　　　　　　　　　　　２重量部以上の組成でサンドミ
ル型分散機により１０時間分散を行った後、濾過し、塗
料を作製した。この塗料をスピンコード法を用いて、ポ
リエーテルイミド樹脂製の３．５インチ基板５上に、硬
化後の膜厚が２μｍになるように塗布した。膜厚の調整
は、スピンコーティングの振り切りの回数及び重ね塗り
等で行った。

■続いてオーブンで２００℃２時間の熱処理を施して硬
化させ、表面の粗さＲａｌＯＯ人の下地層１を得た。こ
の状態を第１図（ａ）に示す。

■各磁気ディスクについて、下地層ｌの表面を研摩テー
プでボリシング加工した。この状態を第１図（ｂ）に示
す。

ボリシング加工後の表面粗さは、試料１および４〜７は
Ｒａ５０人、試料２はＲａ９０人、試料３はＲａ１３０
人であった。

■試料４〜７について、下地層１の表面に、以下のよう
な条件で、イオンビームエツチングを施した。この状態
を第１図（Ｃ）に示す。

加速電圧／電流　　４００　Ｖ　／　５０　ｍ　ＡＡｒ
圧　　　　　３Ｘ１０−２Ｐａ 工ツチング速度　　２００Ａ／ｍｉｎ イオンビームエツチング後の表面粗さは、試別４はＲａ
６０人、試料５はＲａ８０人、試才１６はＲａ１００人
、試料フはＲａ１２０人であった。

■その後、各磁気ディスクに、ＤＣマグネＩ−Ｉノン方
式によるスパッタリングで厚さ２０００人の６１層５、
厚さａｏｏ人のＣＯ合金層６、厚さ３００人のカーボン
層フを、それぞれ形成した。

さらに潤滑処理を施し潤滑層８を形成し、第１１イ１（
ｄ）に示したような、本発明の実施例であるｂｉｌ気記
録媒体を得た。

なお、比較のために、下地層１を有さない磁気ディスク
（表面粗さＲａ４０人）を作製し、試料８とした。他の
条件は、上記試料１〜７と同じとした。

以上説明した試料１〜８について、トラック幅が２０μ
ｍの３３７０タイプのヘッドを用いて、信号欠陥、静摩
擦係数およびＣＳＳ耐久性の評価を行なった。以下、こ
の結果について、表１〜表３を用いて説明する。

（１）信号欠陥 表１に示すように、下地層を有しない試料８は、ハンド
リング及び磁気記録層形成の際に発生する基板上の静電
気のために、異物を付着しやすく信号欠陥も多い。これ
に対して本発明の実施例である試料Ｎｏ、１〜７の磁気
記録媒体では信号欠陥が全く見られず、きわめて良好で
あった。

表１ は、その表面粗さが小さいためにヘッドに対する静摩擦
係数が高いのに対し、本発明の実施例である試料１〜７
はいづれも試料８よりも低い静摩擦係数を示した。

表２ （２）静摩擦係数 表２に示すように、下地層を有さない試料８（３）ＣＳ
Ｓ耐久性 表３に示すように、下地層を有ざない試料８はＣＳＳ回
数２０００回でヘッドクラッシュを起したのに対し、本
発明の実施例である試料１〜７はいずれもＣ５Ｓ回数３
５０００回まではヘッドクラッシュを生じなかった。特
に表面粗さが最適値（Ｒａ６０〜１００人）である試料
２および４〜６においては、Ｃ３Ｓ回数３５０００回で
もヘッドクラッシュは発生せず、傷の発生やヘッド吸着
もなかった。

表３ ［発明の効果］ 本発明は、次に述べる諸々の効果を有する。

■下地層は塗料の状態で塗布した後に硬化させて形成す
るので、合成樹脂製の基板との密着性に優れ、平面性も
良好である。また、焼成の場合とは異なり、合成樹脂製
の基板に対して過大な熱を加えることなく高硬度を付与
することができるため、変形が極めて少なく平面性が損
なわれることがない。これにより、耐摩耗性、耐擦傷性
に優れ、かつ耐ＣＳＳ特性に優れた、合成樹脂製の基板
を用いた磁気記録媒体を実現することが可能となる。

■下地層に非磁性粒子を含有させることにより導電性が
付与されており、摩擦等による静電気の発生と、これに
よる塵埃の吸着、信号欠陥の発生という、合成樹脂製の
基板を用いた場合に生ずる特有の問題点を解決すること
ができる。

■熱硬化性塗膜の表面を、研摩加工することにより、ま
たは研摩加工の後にイオンビームエツチングすることに
より、表面に微細な凹凸を設けて、磁気記録媒体のヘッ
ドとの扱者性を低下させることができ、従って、長期的
信頼性に優れた磁気記録媒体を提供することができる。

また、イオンビームエツチング法は、容易に任意の表面
粗さを得ることができるため、今後の磁気記録媒体の高
密度化において予想されるヘッドの低浮上化に対しても
、容易に対応することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施例に係る磁気
ディスクの製造工程を説明するための概略的断面図であ
る。 （符号の説明） １・・・下地層としての熱硬化性塗膜、２・・・熱硬化
性樹脂、３・・・非磁性粒子としての炭化ケイ素粒子、
４・・・合成樹脂製基板としてのポリエーテルイミド基
板、５・・・Ｃｒ層、６・・・磁気記録層としてのｃｏ
合金層、７・・・保護膜としてのカーボン層、８・・・
潤滑層 第１図 （ａ） （ｂ）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）合成樹脂基板と、当該合成樹脂基板上に形成され
   た下地層と、磁気記録層とを少なくとも有する磁気記録
   媒体において、 当該下地層の表面抵抗が１０＾８〜１０＾１０Ω／□と
   なるように非磁性粒子を含有させた熱硬化性樹脂によっ
   て前記下地層が形成され、かつ、該下地層の表面に微細
   な凹凸が形成されていることを特徴とする磁気記録媒体
   。
2. （２）前記非磁性粒子の比抵抗を１×１０＾６Ω・ｃｍ
   以下とすることにより、前記下地層の表面抵抗を１０＾
   ８〜１０＾１０Ω／□としたことを特徴とする請求項１
   に記載の磁気記録媒体。
3. （３）前記下地層の表面粗さがＲａ５５〜１１０λであ
   ることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気記録
   媒体。
4. （４）前記微細な凹凸を、前記下地層の表面を研摩加工
   することにより形成することを特徴とする請求項１また
   は２または３に記載の磁気記録媒体の製造方法。
5. （５）前記微細な凹凸を、前記下地層の表面を研摩加工
   し、その後、真空中で当該下地層表面をイオンビームエ
   ッチングすることにより形成することを特徴とする請求
   項１または２または３に記載の磁気記録媒体の製造方法
   。