JPH04286720A

JPH04286720A - 磁気記録媒体及びその表面潤滑層の形成方法

Info

Publication number: JPH04286720A
Application number: JP5288291A
Authority: JP
Inventors: Takeo Hinobayashi; 日野林　武夫
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1991-03-18
Filing date: 1991-03-18
Publication date: 1992-10-12

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気記録媒体及びその表
面潤滑層の形成方法に係り、特に連続磁性膜を有する磁
気記録媒体及び磁気ヘッドが磁気記録媒体表面に接触し
た時の衝撃や摩耗を軽減するための表面潤滑層の形成方
法に関する。

【０００２】金属又は金属化合物からなる連続磁性膜を
有する磁気記録媒体に対して高密度記録を行なうために
は、磁気ヘッドと磁気記録媒体との間の間隔（スペーシ
ング）を狭くすることが不可欠なため、磁気ヘッドの浮
上量を下げると共に磁気記録媒体表面上の保護膜や潤滑
膜の膜厚を極力薄くする努力がなされている。このため
、磁気記録媒体表面の潤滑膜が磁気ヘッドスライダ面に
付着、堆積しやすくなり、その堆積物の脱落による磁気
記録媒体表面の損傷が生じることがあり、また潤滑膜を
介在物とするヘッド吸着が起こりやすい。そこで、これ
らを防止できる構造の磁気記録媒体およびその表面潤滑
層の形成が必要とされる。

【０００３】

【従来の技術】図３は従来の磁気記録媒体の一例の断面
図を示す。同図中、１は基板で、例えばアルミニウム（
Ａｌ）から構成されている。基板１上には下地層２が例
えばＮｉ−Ｐにより形成されている。３は磁性膜で、例
えばＮｉ−Ｃｏ−Ｐなどの金属系薄膜からなり、下地層
２上にめっき法などを適用して形成されている。

【０００４】上記の金属系の磁性膜３は空気中で酸化腐
食を起こしやすく、また耐摩耗性にも問題があるため、
磁性膜３上に保護膜４が形成されている。この保護膜４
には例えば２酸化シリコン（ＳｉＯ２　）やカーボンの
スパッタ膜などが用いられる。更に、上記の保護膜４上
には磁気ヘッドが接触した時の衝撃や摩耗を軽減する目
的で、潤滑膜５が被膜形成されている。従来、この潤滑
膜５には例えばイタリアのモンテフルオス（Ｍｏｎｔｅ
ｆｌｕｏｓ）　社のＦＯＭＢＬＩＮ　　ＡＭ２００１，
ＦＯＭＢＬＩＮ　　Ｚ　　２５，あるいはＦＯＭＢＬＩ
Ｎ　　Ｚ　　ＤＯＬ（いずれも商品名）や、デュポン社
のＫＲＹＴＯＸ　　１４３　　ＡＤ（商品名）などの液
体潤滑剤によって形成されている。

【０００５】このような金属又は金属化合物からなる連
続磁性薄膜である磁性膜３を有する磁気記録媒体は、塗
布型の磁気記録媒体に比べて磁性膜を極めて薄い膜厚に
でき、高記録密度化に適した記録媒体として広く使用さ
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記の従来
の磁気記録媒体を、ＣＳＳ（コンタクト・スタート・ス
トップ）方式を採用した磁気記録再生装置で使用した場
合、装置停止中に磁気ヘッドが磁気記録媒体面に接触し
たまま保持されるため、潤滑膜５を介在物とする磁気ヘ
ッドの磁気記録媒体表面への付着（以下、これを「ヘッ
ド吸着」という）が起こり、装置の再稼働の際にスムー
ズな摺動が行なえず、このため磁気記録媒体の表面を傷
付け、記憶されていた情報が破損されるという障害（こ
れを「ヘッドクラッシュ」という）が往々にして発生す
るという問題が生じていた。

【０００７】また、近年、高密度記録化のため磁気ヘッ
ドの浮上量が小さくなる傾向にあり、それに伴い磁気ヘ
ッドスライダ面に潤滑膜５が付着、堆積しやすくなって
きた。このため、磁気ヘッドスライダ面の堆積物が磁気
記録媒体面上に落下すると、その上を磁気ヘッドが通過
する際に落下物に衝突してヘッドの浮上姿勢が乱れ、こ
の結果、磁気記録媒体表面を傷付け、ヘッドクラッシュ
を発生させやすい。

【０００８】このように、磁気記録媒体の耐久性を改善
するために設けた潤滑膜は、一方でヘッド吸着やヘッド
クラッシュを発生させることがあるという問題を併せ持
っていた。

【０００９】そこで、ヘッド吸着を防止するため、磁性
膜３及び保護膜４と潤滑膜５との間の密着性を改善する
べく、■極性基を持った潤滑剤を使用する、■極性基を
持たない潤滑剤に極性基を持った潤滑剤を混合した潤滑
剤を使用する、■カプリング剤を塗布した上に極性基を
持った潤滑剤層を形成する、■第一の潤滑剤の金属塩の
化合吸着層と第二の潤滑剤の塗布層を設ける、■ある種
の金属塩の化学吸着層と潤滑剤の塗布層とを設ける、■
密着性を改善するための表面処理剤の層を設けた上に潤
滑物資の層を設ける、等々の提案が従来よりなされてい
る。

【００１０】しかし、上記の■及び■の方法は磁性膜３
等に対する密着性は改善するものの、磁気ヘッドに対す
る付着力も強くなるため、ヘッド吸着後を十分に改善す
ることができない。

【００１１】また、上記の■〜■の方法はいずれも二層
構造の潤滑層であり、以下の理由から良好な滑りを得る
ことができないという問題がある。すなわち、第一の理
由は良好な滑りを得るために上層の潤滑剤の層を厚膜に
すると、ヘッド吸着やヘッドスライダ面の潤滑剤の付着
、堆積（媒体面への落下）が発生するためであり、第二
の理由は上層の潤滑剤の層を薄くすると、下層（化学吸
着層など）との密着性が良いために上層の潤滑層が動き
難く、その結果ヘッドとの摩擦抵抗力が増大する。第三
の理由は下層が厚膜なため、二層構造であっても上層潤
滑層との混ざり合いが起こり、下層金属塩がヘッドスラ
イダに付着するためである。

【００１２】本発明は以上の点に鑑みなされたもので、
単分子膜相当の潤滑下地層の上に、下地層と付着しにく
い潤滑層を形成することにより、上記の課題を解決した
磁気記録媒体及びその表面潤滑層の形成方法を提供する
ことを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】図１（Ａ）は本発明にな
る磁気記録媒体の原理説明図、同図（Ｂ）は本発明にな
る磁気記録媒体の表面潤滑層の形成方法の原理説明図を
示す。図１（Ａ）は、金属又は金属化合物からなる連続
薄膜による磁性膜１１を有する磁気記録媒体を示してお
り、本発明はこの磁性膜１１の上に形成された保護膜１
２の表面に、極性を有する潤滑剤若しくは極性を有する
界面活性剤からなる潤滑下地層１３を形成し、更にその
上に潤滑下地層１３と反対の親和性を持つ極性潤滑剤若
しくは無極性潤滑剤からなる潤滑層１４を形成したもの
である。なお、保護膜１２は設けず、磁性膜１１上に直
接潤滑下地層１３を形成してもよい。

【００１４】また、本発明方法は図１（Ｂ）のフローチ
ャートに示す如く、前記磁性膜上に、又は磁性膜上の保
護膜の表面に、極性を有する潤滑剤若しくは極性を有す
る界面活性剤の希釈溶液を塗布して潤滑下地層を形成す
る工程１０１と、上記潤滑下地層のうち余剰部分を除去
する水洗工程１０２と、乾燥工程１０３と、潤滑下地層
の表面に、潤滑下地層とは反対の親和性を持つ極性潤滑
剤又は無極性潤滑剤による潤滑層を形成する工程１０４
とからなる。

【００１５】

【作用】本発明では潤滑膜の下層として、金属塩を形成
して上層と結合させるようにすると粘着性が出るため、
極性を有する潤滑剤又は界面活性剤を使用して潤滑下地
層１３が形成されている。これにより、磁性膜１１又は
保護膜１２の表面（媒体面）と強固に密着した潤滑下地
層１３が形成される。

【００１６】また、潤滑下地層１３の表面に無極性潤滑
剤又は潤滑下地層１３とは反対の親和性を持つ極性潤滑
剤を使用して潤滑層１４が形成されるため、潤滑層１４
が潤滑下地層１３の表面に付着しにくく、潤滑下地層１
３も潤滑層１４に付着しにくくでき、これにより潤滑層
１４が潤滑下地層１３表面上にふわっと乗った状態とさ
れる。

【００１７】すなわち、上記の潤滑下地層１３とは反対
の親和性を持つ潤滑剤である飽和脂肪酸を使用した場合
は、磁気ヘッド摺動の際に脂肪酸がヘッドスライダ面に
付着するので、滑り面は潤滑層１４内又は潤滑下地層１
３と潤滑層１４との境界面に限定される。また、上記無
極性潤滑剤である脂肪酸エステルを使用した場合は、付
着力が弱いので滑り面はヘッドスライダと潤滑層１４と
の境界面、又は潤滑層１４内に限定される。この潤滑層
１４に使用する潤滑剤は下層面に濡れにくい性質の固体
〜半固体のものが好ましく、液体状の潤滑剤はヘッド吸
着を引き起こすので不適である。

【００１８】このように、本発明になる磁気記録媒体で
は、磁性膜１１や保護膜１２に対して密着性が良好な潤
滑下地層１３を形成した上に、潤滑下地層１３と互いに
付着しにくい関係にある潤滑層１４を設けているため、
滑り面をヘッドスライダと潤滑層１４との境界面、潤滑
層１４内、又は潤滑下地層１３と潤滑層１４との境界面
のいずれかに限定することができる。

【００１９】また、本発明方法では水洗工程１０２で余
剰の潤滑剤又は界面活性剤を除去する際には、保護膜１
２の表面に（又は磁性膜１の表面に直接）吸着した潤滑
剤又は界面活性剤は強固に付着しているので、溶剤で洗
っても除去されることがなく、単分子膜相当の潤滑下地
層１３を得ることができると共に、上層である潤滑層１
４にも混ざり合わない状態とすることができる。

【００２０】また、潤滑層１４の形成工程１０４におい
て、潤滑層１４の膜厚を単分子〜数分子（１〜３分子程
度）とすることができる。

【００２１】

【実施例】図３は本発明になる磁気記録媒体の一実施例
の断面図を示す。同図中、図３と同一構成部分には同一
符号を付し、その説明を省略する。図２において、磁性
膜３及び保護膜４は夫々図１（Ａ）の磁性膜１１及び保
護膜１２に相当する。２００Å厚のカーボン製の保護膜
４の表面に、潤滑剤として次式Ｒ’−Ｒ−Ｒ’ ただし、Ｒはパーフロロポリエーテル基Ｒ’は化２の化
学構造式で表わされる基又は水酸基で表わされるパーフ
ロロポリエーテルにより潤滑下地層２１が単分子膜相当
（数Å）で形成される。ここでは、上記のパーフロロポ
リエーテルとしてフェノールメチルジエーテルを極性基
とするＦＯＭＢＬＩＮ　　ＡＭ２００１（商品名）を使
用する。

【００２２】

【化２】

【００２３】上記のＦＯＭＢＬＩＮ　　ＡＭ２００１（
商品名）による潤滑下地層２１の表面に、液体潤滑剤又
は固体潤滑剤による潤滑層２２が単分子〜数分子（１〜
３分子程度）の膜厚で形成されている。本実施例では液
体潤滑剤として■ＦＯＭＢＬＩＮ　　ＡＭ２００１、■
ＦＯＭＢＬＩＮ　　Ｚ　　２５、■ＦＯＭＢＬＩＮＺ　
　ＤＯＬ及び■ＫＲＹＴＯＸ　　１４３　　ＡＤ（いず
れも商品名）を夫々使用し、また固体潤滑剤として、■
ミリスチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、モンタン酸な
どの飽和脂肪酸、■ステアリン酸とステアリン酸カリウ
ムの混合物、■飽和脂肪酸のアルキル基中の水素の一部
又は全部がフッ素と置換された形の脂肪酸であるフッ素
化脂肪酸、■バルミチン酸エチル、ミリスチン酸トリグ
リセリド、ステアリン酸トリグリセリドなどの脂肪酸エ
ステルを夫々使用し、夫々について潤滑層２２を形成し
た。上記の潤滑下地層２１と潤滑層２２とは潤滑膜２３
を構成している。

【００２４】次に本実施例の潤滑膜２３の形成方法につ
いて説明する。まず、保護膜４まで形成された段階の磁
気記録媒体を、デュポン社のフロリナート（商品名）で
希釈したＦＯＭＢＬＩＮ　　ＡＭ　　２００１溶液中に
浸漬した後引上げて常温乾燥する。これにより、潤滑下
地層２１が形成される。

【００２５】続いて、潤滑下地層２１を設けた磁気記録
媒体を水流中又は水中に保ちながらバフ布で擦り洗いし
た後、アルコール置換法で水を除去し、熱風中で乾燥す
る。次に液体潤滑剤又は固体潤滑剤を用いて潤滑層２２
を潤滑下地層２１の表面上に形成する。液体潤滑剤の場
合は夫々フロリナートの希釈液をスピンコート法で塗布
した後、紙バフを使用して拭き取り処理する。固体潤滑
剤の場合はその潤滑剤の蒸気中に磁気記録媒体を設置又
は通過させて固体潤滑剤を潤滑下地層２１上に付着した
後、紙バフを使用して拭き取り処理する。

【００２６】このようにして、潤滑層２２に使用される
前述した上層潤滑剤の種類に応じて、１３種類の磁気記
録媒体が作成される。

【００２７】上記の如く表面潤滑処理された磁気記録媒
体について、滑りによる摩擦係数μｋ０　、ヘッド吸着
による摩擦抵抗力Ｆｓｔｉｃｋ　、ヘッド吸着の有無及
び潤滑剤の堆積、脱落（落下）の有無の検討をした結果
を、次表にまとめて示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】ここで、上記の摩擦係数μｋ０　とヘッド
吸着による摩擦抵抗力Ｆｓｔｉｃｋ　は、マンガン・亜
鉛、フェライトのダミーヘッドスライダを試料媒体（こ
れは前記図２の構造の磁気記録媒体で、ここでは一例と
してディスクとして説明する）の表面に設置し、試料媒
体（ディスク）を３〜３０ｒｐｍの速さで回転させた時
に、スライダに加わる摺動抵抗力とスライダ荷重Ｗの関
係を実測し、次式により算出したものである。

【００３０】Ｆ＝Ｆｓｌｉｐ＋Ｆｓｔｉｃｋ　＝μｋ０　Ｗ＋Ｆｓｔ
ｉｃｋ　ただし、上式中、Ｆは全摩擦抵抗力、Ｆｓｌｉ
ｐは滑りによる摩擦抵抗力、μｋ０　は滑りの（ヘッド
吸着がない時の）摩擦係数である。

【００３１】また、同一トラック上をヘッドスライダに
８ｇの荷重をかけて３０ｒｐｍの速度で繰り返し５００
０回連続摺動する間に潤滑剤の堆積、脱落現象が発生す
るかどうかを表１に示している。

【００３２】表１からわかるように、潤滑層１４に液体
潤滑剤を使用した場合には、ヘッド吸着又はスライダ面
への潤滑剤の堆積、脱落が発生した。一方、固体潤滑剤
を使用した場合には、全般に良好な結果を得たが、潤滑
剤の融点が９１℃以上で、また２９℃以下の飽和脂肪酸
及び脂肪酸エステルではヘッド吸着が発生し、更に前者
のものは潤滑剤の堆積、脱落も発生した。低融点の潤滑
剤は液体潤滑剤の性質が現れ、また高融点の潤滑剤は粘
性が高く、凝集する性質があるからと考えられる。

【００３３】従って、以上の検討の結果、潤滑層１４と
して使用される潤滑剤には■融点が３０℃〜９０℃の範
囲の飽和脂肪酸（ミリステン酸、ステリアン酸、ベヘン
酸）及び脂肪酸エステル（ミリスチン酸トリグリセリド
、ステリアン酸トリグリセリド）、■飽和脂肪酸とその
金属塩の混合物（ステアリン酸とステアリン酸カリウム
の混合物）、又は■飽和脂肪酸のアルキル基の部分の水
素をフッ素に置換したフッ素化脂肪酸が適当であること
がわかった。

【００３４】次に潤滑下地層２１を、水酸基を有するパ
ーフロロポリエーテルで形成した例について説明する。ここでは上記のパーフロロポリエーテルとしてＦＯＭＢ
ＬＩＮ　　Ｚ　　ＤＯＬを使用し、その希釈液中に磁気
記録媒体を浸漬後、水中に浸して布で擦り洗いしてから
、乾燥させて潤滑下地層２１が形成された磁気記録媒体
を得、その後前記した方法で潤滑層２２を形成する。こ
のときの潤滑層２２はミリスチン酸又はステアリン酸ト
リグリセリドを使用した。

【００３５】このようにして作成された磁気記録媒体に
対し、４５℃の環境で繰り返し１０００回ヘッドスライ
ダを摺動させたときのヘッド吸着及び潤滑剤の堆積、落
下の有無の結果を次表に示す。なお、次表では潤滑下地
層１３を設けない場合の検討結果も「下層なし」の欄に
併せて示す。

【００３６】

【表２】

【００３７】上記の表からわかるように、下層（すなわ
ち潤滑下地層２１）があると、融点が３０℃〜９０℃の
範囲の飽和脂肪酸や脂肪酸エステルを使用して潤滑層２
２を形成した磁気記録媒体はヘッドの吸着及び潤滑剤の
堆積、脱落は生じなかったが、潤滑下地層２１を設けな
かった場合には、ヘッド吸着や潤滑剤の堆積，脱落が生
じやすいことがわかった。

【００３８】なお、本発明は以上の実施例に限定される
ものではなく、滑滑下地層の塗布方法は公知のスピンコ
ート法や吹きつけ法などでもよい。また、潤滑層の形成
方法は潤滑剤の希釈液を塗布する方法でもよい。この場
合、潤滑層の希釈溶剤は下層潤滑剤の希釈溶剤と同じ溶
剤を使用してもよいが、下層の潤滑下地層と上層の潤滑
層との間での付着性を弱めるためには、下層潤滑剤を溶
解させない溶剤を使用することが望ましい。

【００３９】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、滑り面を
ヘッドスライダと潤滑層との境界面、潤滑層内又は潤滑
下地層と潤滑層との境界面に限定することができるため
、良好な滑りを得ることができると共にヘッド吸着及び
潤滑剤の堆積、脱落を防止することがてき、よってヘッ
ドクラッシュを大幅に低減することができ、信頼性を向
上することができる。また、本発明方法によれば、単分
子膜相当の潤滑下地層を形成するため上層に混ざり合わ
ない構成にでき、また潤滑層の膜厚を単分子〜数分子に
できるため、潤滑層が厚膜で潤滑層内が滑り面になりヘ
ッド吸着が発生しやすくなることを防止できる等の特長
を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】本発明の一実施例の断面図である。

【図３】従来の磁気記録媒体の一例の断面図である。

【符号の説明】

１１　　磁性膜１２　　保護膜１３　　潤滑下地層１４　　潤滑層１０１　　潤滑下地層の形成工程１０２　　水洗工程１０３　　乾燥工程１０４　　潤滑層の形成工程

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　金属又は金属化合物からなる連続薄膜
による磁性膜（１１）を有する磁気記録媒体において、
前記磁性膜（１１）の表面に直接、又は該磁性膜（１１
）上に形成された保護膜（１２）の表面に形成された、
極性を有する潤滑剤若しくは極性を有する界面活性剤か
らなる潤滑下地層（１３）と、該潤滑下地層（１３）の
表面に形成された、該潤滑下地層（１３）とは反対の親
和性を持つ極性潤滑剤若しくは無極性潤滑剤からなる潤
滑層（１４）とを有することを特徴とする磁気記録媒体
。
【請求項２】　　前記潤滑下地層（１３）は、Ｒ’−Ｒ
−Ｒ’ ただし、Ｒはパーフロロポリエーテル基Ｒ’は化１の化
学構造式で表わされる基又は水酸基【化１】で表わされる潤滑剤若しくは界面活性剤から形成されて
いることを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。
【請求項３】　　前記潤滑層（１４）は、融点３０℃〜
９０℃の範囲の飽和脂肪酸又は脂肪酸エステルからなる
ことを特徴とする請求項１記載の磁気記録媒体。
【請求項４】　　前記潤滑層（１４）は、飽和脂肪酸と
その金属塩の混合物からなることを特徴とする請求項１
記載の磁気記録媒体。
【請求項５】　　前記潤滑層（１４）は、飽和脂肪酸の
アルキル基の部分の水素の一部又は全部がフッ素に置換
されたフッ素化脂肪酸からなることを特徴とする請求項
１記載の磁気記録媒体。
【請求項６】　　金属又は金属化合物からなる連続薄膜
による磁性膜上に直接、又は該磁性膜上の保護膜の表面
に極性を有する潤滑剤若しくは極性を有する界面活性剤
の希釈溶液を塗布して潤滑下地層を形成する工程（１０
１）と、形成された該潤滑下地層のうち余剰部分を除去
する水洗工程（１０２）と、該水洗工程（１０２）で水
洗された磁気記録媒体を乾燥する乾燥工程（１０３）と
、該乾燥工程（１０３）を経た磁気記録媒体の前記潤滑
下地層の表面に、前記潤滑下地層とは反対の親和性を持
つ極性潤滑剤若しくは無極性潤滑剤による潤滑層を形成
する工程（１０４）とを含むことを特徴とする磁気記録
媒体の表面潤滑層の形成方法。