JPH07129949A - Magnetic disk - Google Patents

Magnetic disk

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Publication number
JPH07129949A
JPH07129949A JP27804893A JP27804893A JPH07129949A JP H07129949 A JPH07129949 A JP H07129949A JP 27804893 A JP27804893 A JP 27804893A JP 27804893 A JP27804893 A JP 27804893A JP H07129949 A JPH07129949 A JP H07129949A
Authority
JP
Japan
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film
magnetic disk
protective
fluorine
graphite
Prior art date
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Pending
Application number
JP27804893A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mariko Ito
真理子 伊東
Yuichi Kokado
雄一 小角
Kenji Furusawa
賢司 古澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP27804893A priority Critical patent/JPH07129949A/en
Publication of JPH07129949A publication Critical patent/JPH07129949A/en
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Abstract

PURPOSE:To improve the lubricity of a magnetic disk as well as the adsorption of lubricating oil on a protective film by using a protective lubricative film contg. fluorine and carbon and having a graphite structure in combination with fluorine-contg. lubricating oil on a nonmagnetic substrate. CONSTITUTION:A magnetic film 2 is formed on a nonmagnetic substrate 1 to obtain a disk and a graphite film is formed on the disk in 5 to several ten nm thickness by CVD or other method with gaseous hydrocarbon such as methane at 500-1,000 deg.C. Graphite particles are dispersed on the surface of the disk with the formed film and a graphite film is formed by rubbing with a disk or cylinder of ceramics, etc., having a smooth surface and Mohs hardness of 2.5 at 0.2-2.0m/sec sliding rate under 50-500N load. This graphite film is then converted into a fluorinated graphite film by heating in gaseous fluorine. The lubricity of the magnetic disk is improved by using the resulting protective lubricative film contg. fluorine and carbon and having a graphite structure in combination with a film 4 of fluorine-contg. lubricating oil.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はコンピューターやワーク
ステーションなどの情報処理装置に用いられる磁気ディ
スクに係り、特に磁気ディスクの耐摺動性向上のために
好適な、磁気ディスクの保護膜・・潤滑膜およびその潤
滑機構に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic disk used in an information processing apparatus such as a computer and a workstation, and particularly, a magnetic disk protective film and lubrication suitable for improving the sliding resistance of the magnetic disk. The present invention relates to a film and its lubrication mechanism.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の磁気ディスク装置は、高速回転す
る磁気ディスクの上で、空気抵抗により浮上するヘッド
スライダーを用いて記録・再生を行ってきた。そのた
め、磁気ディスクの記録密度を向上させるため、ヘッド
スライダーの浮上高さの低減および磁気ディスクの保護
膜および潤滑油膜の薄膜化によるヘッドスライダーから
磁気記録膜までの実効的な距離の低減が行われている。
しかし、ヘッドスライダーから磁気記録膜までの実効的
距離を極限まで低減すると、ヘッドスライダーと磁気デ
ィスクとの接触する確率が増える。ヘッドスライダーと
磁気ディスクの接触は、磁気ディスクの保護膜の摩耗を
引き起こすため、ヘッドスライダーと磁気ディスクの間
に介在した摩耗粉が保護膜の摩耗を促進し、記録層を劣
化あるいは破壊させるため、エラーさらにはクラッシュ
の原因となる。このような理由で、浮上高さ低減時にも
優れた耐摺動性を有する磁気ディスクが要求されてき
た。
2. Description of the Related Art In a conventional magnetic disk device, recording / reproducing has been performed on a magnetic disk rotating at a high speed by using a head slider that floats due to air resistance. Therefore, in order to improve the recording density of the magnetic disk, the flying height of the head slider is reduced and the effective distance from the head slider to the magnetic recording film is reduced by thinning the protective film and the lubricating oil film of the magnetic disk. ing.
However, if the effective distance from the head slider to the magnetic recording film is reduced to the limit, the probability of contact between the head slider and the magnetic disk increases. Since the contact between the head slider and the magnetic disk causes wear of the protective film of the magnetic disk, wear powder present between the head slider and the magnetic disk promotes wear of the protective film and deteriorates or destroys the recording layer. It causes errors and even crashes. For this reason, there has been a demand for a magnetic disk having excellent sliding resistance even when the flying height is reduced.

【0003】保護膜はヘッドスライダーの連続集同時に
対し摩耗しないこと、定常回転時のスライダーとの接触
に対し破損しないこと、などが要求されている(トライ
ボロジスト,36,(1991)615)。そのため、
耐摩耗性の優れた保護膜の開発、そして保護膜に対し吸
着性が優れ、耐摩擦・耐摩耗性が優れた潤滑油の開発が
進められている。
It is required that the protective film should not be abraded when the head slider is continuously collected at the same time, and should not be damaged by contact with the slider during steady rotation (Tribologist, 36, (1991) 615). for that reason,
The development of a protective film with excellent wear resistance, and the development of a lubricating oil with excellent adsorption and friction and wear resistance to the protective film is in progress.

【0004】最近では、カーボンを保護膜材料とする磁
気ディスクが主流となっている(トライボロジスト,3
5(1990)157)が、特開平01−158622
号公報や特開平04−44636号公報に開示されてい
るようにフッ化炭素膜からなる保護膜を使用することに
より、良好な耐久性および耐環境性が得られることも知
られている。また、特開昭64−1118号公報に開示
されているように固体潤滑剤としての特性を有するグラ
ファイト層を設けることにより、潤滑性を向上させるこ
とが可能である。さらに、グラファイト構造を有するフ
ッ化黒鉛薄膜を保護層として使用することにより、潤滑
性を向上させるという発明もある(特開56−1569
31号公報、特開56−156932号公報、特開昭6
4−30023号公報)。
Recently, magnetic disks using carbon as a protective film material have become mainstream (Tribologist, 3
5 (1990) 157), Japanese Patent Laid-Open No. 01-158622.
It is also known that good durability and environment resistance can be obtained by using a protective film made of a fluorocarbon film as disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 04-44636. Further, as disclosed in JP-A-64-1118, it is possible to improve lubricity by providing a graphite layer having characteristics as a solid lubricant. Furthermore, there is also an invention in which lubricity is improved by using a fluorinated graphite thin film having a graphite structure as a protective layer (Japanese Patent Laid-Open No. 56-1569).
31, JP 56-156932, JP 6
4-30023).

【0005】一方、潤滑油としては、フッ素系合成油の
中でも特に化学的に不活性で、蒸気圧が低いパ−フルオ
ロアリキルポリエーテル油が多く使われている(トライ
ボロジスト,36,(1991)618)。フッ素系合
成油は、殆どの物質と親和性が小さいため、保護膜に吸
着しにくい。そこで、磁気ディスク回転時の遠心力によ
る飛散などの問題点を解決するため、官能基を有するフ
ッ素系合成油が用いられることが多い。官能基を有する
パ−フルオロアリキルポリエーテル油膜は、ディスク媒
体との吸着が強く、高速・高荷重条件下においても優れ
た潤滑効果を発揮することが報告されている(T.MI
YAMOTO et al.,STLESP−25(1
988)55)。
On the other hand, as a lubricating oil, perfluoroalkyl polyether oil, which is chemically inert and has a low vapor pressure, is often used among the fluorine-based synthetic oils (Tribologist, 36, (1991). ) 618). Fluorine-based synthetic oils have low affinity with most substances, and therefore are difficult to adsorb on the protective film. Therefore, in order to solve problems such as scattering due to centrifugal force when the magnetic disk rotates, a fluorine-based synthetic oil having a functional group is often used. It has been reported that the perfluoroalkylalkylpolyether oil film having a functional group strongly adsorbs to a disk medium and exhibits an excellent lubricating effect even under a high speed and high load condition (T.MI.
YAMOTO et al. , STLESP-25 (1
988) 55).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記したフッ素系合成
油は、化学的に不活性であると言う性質から、優れた潤
滑性を示す反面、他材料と吸着しにくい。また、ヘッド
スライダーの摺動により発生した摩耗粉は、さらに保護
膜の摩耗を促進する。
Since the above-mentioned fluorine-based synthetic oil has the property of being chemically inert, it exhibits excellent lubricity, but is difficult to adsorb to other materials. Further, the abrasion powder generated by the sliding of the head slider further promotes the abrasion of the protective film.

【0007】本発明の目的は、優れた潤滑特性を有し、
また潤滑油の吸着性が良く、しかも摩耗粉による保護膜
摩耗の促進を防ぐ潤滑機構を保護膜に持たせた保護潤滑
膜を使用することにより、磁気ディスクの耐摺動特性を
向上させることにある。
The object of the present invention is to have excellent lubricating properties,
In addition, it is possible to improve the anti-sliding property of the magnetic disk by using a protective lubrication film that has a good lubricating oil adsorption property and that has a lubrication mechanism that prevents the abrasion powder from promoting wear of the protective film. is there.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】図1に示したように、磁
気ディスクは、非磁性基板1上に磁性膜2、保護潤滑膜
3、潤滑油膜4を積層した構造である。非磁性基板1お
よび磁性膜2には、高温でも反磁しない特性を持つ物質
を用いる。例えば、非磁性基板1には、Al・Al合金
・カーボンの他、ガラス、セラミックス(ZrO2、 T
iC、Si34など)を用いることができる。磁性膜2
には、Co−Cr系合金、Co−Zr系合金などを用い
ることができる。保護潤滑膜3は、組成式(CF)nで
表されるフッ素と炭素を含みグラファイト構造の潤滑性
を有する保護膜である。また、潤滑油膜4は、フッ素系
合成油を用いる。
As shown in FIG. 1, a magnetic disk has a structure in which a magnetic film 2, a protective lubricating film 3 and a lubricating oil film 4 are laminated on a non-magnetic substrate 1. The non-magnetic substrate 1 and the magnetic film 2 are made of a material that does not demagnetize even at high temperatures. For example, in addition to Al / Al alloy / carbon, glass, ceramics (ZrO 2 , T
iC, Si 3 N 4, etc.) can be used. Magnetic film 2
As the alloy, a Co—Cr based alloy, a Co—Zr based alloy, or the like can be used. The protective lubricating film 3 is a protective film having a graphite structure containing fluorine and carbon represented by the composition formula (CF) n and having a lubricating property. Further, the lubricating oil film 4 uses a fluorine-based synthetic oil.

【0009】本発明の特徴である保護潤滑膜3は、以下
の方法で成膜することが可能である。
The protective lubricating film 3, which is a feature of the present invention, can be formed by the following method.

【0010】まず、非磁性基板上1に磁性膜2を成膜し
たディスクに、CVD法によってメタンなど炭化水素ガ
スを用い、500〜1000℃でグラファイト膜を5〜
数10nm成膜する。または、スパッタリング法によっ
てグラファイトを500〜1000℃で5〜数10nm
成膜する。あるいは、グラファイト粒子を用い、以下の
方法で摩擦しても膜厚5〜数10nmのグラファイト膜
を形成することができる。磁性膜2まで成膜したディス
ク表面に、粒子径5〜数10nmグラファイト粒子を分
散させる。そして、表面が平滑な、セラミックスなどの
モース硬さ2.5以上の円盤または円筒に、50〜50
0Nの荷重をかけて、すべり速度0.2〜2.0m/s
ecで摩擦し、グラファイト膜を形成する。
First, a graphite film 5 is formed on a disk having a magnetic film 2 formed on a non-magnetic substrate 1 at 500 to 1000 ° C. by using a hydrocarbon gas such as methane by a CVD method.
A film of several tens nm is formed. Alternatively, graphite is sputtered at 500 to 1000 ° C. to 5 to several 10 nm.
Form a film. Alternatively, graphite particles can be used to form a graphite film having a film thickness of 5 to several tens of nm by rubbing in the following manner. Graphite particles having a particle diameter of 5 to several tens nm are dispersed on the surface of the disk on which the magnetic film 2 has been formed. Then, 50 to 50 on a disk or cylinder having a smooth surface and a Mohs hardness of 2.5 or more, such as ceramics.
Slip velocity 0.2-2.0m / s with 0N load
Rub at ec to form a graphite film.

【0011】以上の方法でグラファイト膜を成膜したデ
ィスクを、フッ素ガス中(フッ素分圧0.3×105
0.8×105Pa)で、300〜600℃で1時間加
熱することによってフッ化黒鉛とすることができる。こ
のとき、保護潤滑膜3中のフッ素含有量は、 40〜6
0atomic%であることが望ましい。
A disk on which a graphite film was formed by the above method was placed in a fluorine gas (fluorine partial pressure: 0.3 × 10 5 to
It can be made into a fluorinated graphite by heating at 0.8 × 10 5 Pa) at 300 to 600 ° C. for 1 hour. At this time, the fluorine content in the protective lubricating film 3 is 40 to 6
It is preferably 0 atomic%.

【0012】なお、潤滑油膜4には、平均分子量150
0〜6000のパ−フルオロアルキルエーテル油を用い
ることが望ましい。
The lubricating oil film 4 has an average molecular weight of 150.
It is desirable to use 0-6000 perfluoroalkyl ether oil.

【0013】本発明を利用した磁気ディスク構造のもう
一つの例を図2に示す。非磁性膜5上に、磁性膜6、保
護膜7、保護潤滑膜8を積層する。非磁性基板5及び磁
性膜6は、磁気ディスク製造過程において高温加熱処理
を施さないため、材料は耐熱特性により限定されない。
保護膜7は、カーボン薄膜あるいはセラミックス(Ti
C、Si34、ZrO2など) などの固体薄膜でも良
い。また保護潤滑膜8は、フッ化黒鉛粉末とフッ素系合
成油を混合し、塗布した膜である。
Another example of the magnetic disk structure utilizing the present invention is shown in FIG. A magnetic film 6, a protective film 7, and a protective lubricating film 8 are laminated on the non-magnetic film 5. Since the non-magnetic substrate 5 and the magnetic film 6 are not subjected to high-temperature heat treatment in the magnetic disk manufacturing process, the materials are not limited by heat resistance.
The protective film 7 is a carbon thin film or ceramics (Ti
It may be a solid thin film such as C, Si 3 N 4 , ZrO 2 or the like. The protective lubricating film 8 is a film obtained by mixing and applying fluorinated graphite powder and fluorine-based synthetic oil.

【0014】図2に示した保護膜7は、10nm以下の
膜厚で良い。
The protective film 7 shown in FIG. 2 may have a film thickness of 10 nm or less.

【0015】また、本発明の特徴である保護潤滑膜8
は、以下の方法で保護膜7上に成膜することができる。
The protective lubricating film 8 which is a feature of the present invention
Can be formed on the protective film 7 by the following method.

【0016】パ−フルオロアルキルエーテル油などのフ
ッ素系合成油に、フッ化黒鉛の粒子を撹拌によって分散
させる。このグリース状の液体からバブリングによって
混入した気泡を除く。これを保護膜7上にコーティング
することにより、グリース効果を有する保護潤滑膜8を
成膜できる。この保護潤滑膜8の膜厚は、5〜100n
mが適当である。
Particles of fluorinated graphite are dispersed in a fluorine-based synthetic oil such as perfluoroalkyl ether oil by stirring. Bubbles mixed by bubbling are removed from this grease-like liquid. By coating this on the protective film 7, the protective lubricating film 8 having a grease effect can be formed. The protective lubricating film 8 has a thickness of 5 to 100 n.
m is suitable.

【0017】保護潤滑膜8には、フッ素系合成油として
は、平均分子量1500〜6000のパ−フルオロアル
キルエーテル油、またフッ化黒鉛粒子としては、粒子径
2〜60nmを用いることが望ましい。さらに、フッ化
黒鉛と同等の粒子径を有するポリテトラフルオロエチレ
ンなどのフッ素樹脂と代替することが可能である。
For the protective lubricating film 8, it is preferable to use a perfluoroalkyl ether oil having an average molecular weight of 1500 to 6000 as the fluorine-based synthetic oil and a particle diameter of 2 to 60 nm as the fluorinated graphite particles. Further, it is possible to substitute a fluororesin such as polytetrafluoroethylene having a particle diameter equivalent to that of fluorinated graphite.

【0018】なお、図2に示した構造の磁気ディスクに
おいては、保護膜7を成膜せずに直接磁性膜6上に保護
潤滑膜8を形成することもできるが、その際には、10
nm以上の膜厚が適当である。
In the magnetic disk having the structure shown in FIG. 2, the protective lubricating film 8 can be directly formed on the magnetic film 6 without forming the protective film 7, but in that case, 10
A film thickness of nm or more is suitable.

【0019】[0019]

【作用】前述のように、本発明では、磁気ディスクにフ
ッ素と炭素を含みグラファイト構造を有する保護潤滑膜
とフッ素系潤滑油を組み合わせて用いることにより、潤
滑油の保護膜への吸着性を良くするとともに、保護膜が
固体潤滑剤としての働きをするため、磁気ディスクの潤
滑性を向上させる効果がある。さらに摺動により発生し
た摩耗粉が潤滑油に混合されることによりグリースの役
割を果して摩耗の進行を防ぐ効果がある。
As described above, according to the present invention, the magnetic disk is used in combination with the protective lubricating film having a graphite structure containing fluorine and carbon and the fluorine-based lubricating oil to improve the adsorption of the lubricating oil to the protective film. At the same time, since the protective film functions as a solid lubricant, it has the effect of improving the lubricity of the magnetic disk. Further, the abrasion powder generated by sliding is mixed with the lubricating oil to play the role of grease, which has the effect of preventing the progress of abrasion.

【0020】グラファイトは、層状構造であるため、異
方性を示すという特徴を持つ。すなわち、同じ面内では
炭素原子は共有結合でつながり、平行面間ではvan
der waals力で結合しているため、その距離は
3.4Åとやや長い。そのためC軸に垂直(基準面に平
行)方向にはせん断しやすい。そのため、固体潤滑剤と
しての利用が行われている。グラファイトは、層間距離
が大きいため、ハロゲン・酸・アルカリ金属など化学的
に活性な物質を侵入させて層間化合物を生成する。
Since graphite has a layered structure, it has a characteristic of exhibiting anisotropy. That is, carbon atoms are connected by covalent bonds within the same plane, and van between parallel planes.
Because they are connected by the der waals force, the distance is 3.4 Å, which is rather long. Therefore, shearing is likely to occur in the direction perpendicular to the C axis (parallel to the reference plane). Therefore, it is used as a solid lubricant. Since graphite has a large interlayer distance, a chemically active substance such as a halogen, an acid, or an alkali metal is introduced to form an intercalation compound.

【0021】グラファイトに、高温(300〜600
℃)でフッ素ガスを反応させると、フッ化黒鉛の炭素と
フッ素は共有結合で結ばれ、炭素の原子配置はsp2
らsp3混成軌道へと変化する。そして、グラファイト
の六角網目状の平面構造はジグザグ構造へと変化する
(図3)とともに、グラファイト特有の電導性は失わ
れ、電気絶縁性を示す層間化合物フッ化黒鉛(CF)n
を生成する。図3に示したように、フッ化黒鉛は、層内
でフッ素原子同士が向かい合っており、その反発力のた
め層間距離は7.3Å(条件により5.68〜8.5
Å)と広くこの面の滑りがよ良い。フッ化黒鉛はFの含
有量が少ない場合にはCと(CF)nの混合物となり、
Fの含有量が多い場合には、−CF2−結合や−CF3
を多量に含むことになる。すなわち、Fの含有量が少な
すぎても、また多すぎても図3に示したフッ化黒鉛の分
子構造は不規則な配列となるため、固体潤滑剤としての
性能は低下してしまう。
[0021] Graphite has a high temperature (300 to 600).
When fluorine gas is reacted at (° C.), carbon of the fluorinated graphite and fluorine are covalently bonded, and the atomic arrangement of carbon changes from sp 2 to sp 3 hybrid orbital. The hexagonal net-like planar structure of graphite changes to a zigzag structure (Fig. 3), and the electrical conductivity peculiar to graphite is lost, resulting in an electrically insulating intercalation compound fluorinated graphite (CF) n.
To generate. As shown in FIG. 3, in the fluorinated graphite, fluorine atoms face each other in the layer, and due to the repulsive force, the interlayer distance is 7.3Å (5.68 to 8.5 depending on the condition).
Å) and the sliding on this side is good. Fluorinated graphite becomes a mixture of C and (CF) n when the content of F is small,
When the F content is high, a large amount of —CF 2 — bonds and —CF 3 groups are included. That is, if the content of F is too small or too large, the molecular structure of the fluorinated graphite shown in FIG. 3 has an irregular arrangement, and the performance as a solid lubricant is reduced.

【0022】また、フッ化黒鉛では、炭素とフッ素が強
い結合をするため、分子間引力を低下させるため、表面
エネルギーは小さくなる。例えば、30℃での水との接
触角を測定すると、ガラスでは27゜、テフロンでは1
09゜であるのに対し、フッ化黒鉛では143゜という
大きな値を示す。さらに、特定の融点は持たず、分解温
度は 320〜420℃と熱にも安定である。そのた
め、固体潤滑剤としての利用されている。グラファイト
や二硫化モリブデンといった固体潤滑剤とは違い、真空
中やあらゆる雰囲気でも優れた潤滑性能を表し、特に高
圧下・高速下ほどその性能を発揮する。
Further, in fluorinated graphite, since carbon and fluorine are strongly bound to each other, the intermolecular attractive force is reduced, and the surface energy is reduced. For example, when measuring the contact angle with water at 30 ° C, it is 27 ° for glass and 1 for Teflon.
While it is 09 °, fluorinated graphite shows a large value of 143 °. Further, it does not have a specific melting point, and the decomposition temperature is 320 to 420 ° C., which is stable to heat. Therefore, it is used as a solid lubricant. Unlike solid lubricants such as graphite and molybdenum disulfide, it exhibits excellent lubrication performance in vacuum and in all atmospheres, especially at high pressures and high speeds.

【0023】本発明では、上記のフッ化黒鉛の優れた潤
滑特性を利用し、磁性膜上に成膜したグラファイトカー
ボン膜を高温(300℃〜600℃)中でフッ素化し、
炭素とフッ素を含みグラファイト構造を有する保護膜と
する。この膜は前述の通り、層間の滑りが良く、表面エ
ネルギーが低いことから固体潤滑剤として優れた潤滑性
を示す。
In the present invention, the graphite carbon film formed on the magnetic film is fluorinated at a high temperature (300 ° C. to 600 ° C.) by utilizing the above-mentioned excellent lubricating property of fluorinated graphite.
The protective film has a graphite structure containing carbon and fluorine. As described above, this film shows good lubricity as a solid lubricant because of good slippage between layers and low surface energy.

【0024】一方、潤滑油として用いるフッ素系合成油
は、分子中のC−F結合の結合エネルギーが116kc
al/moleと大きいため、van der waa
ls力が小さく、他物質と吸着しにくい。そのため、優
れた潤滑性を示す反面、摩擦面に吸着しにくいためディ
スク回転時に飛散してしまうという難点があった。
On the other hand, the fluorine-based synthetic oil used as the lubricating oil has a C—F bond energy in the molecule of 116 kc.
Since it is large as al / mole, van der waa
It has a small Is force and is difficult to adsorb to other substances. Therefore, although it exhibits excellent lubricity, it is difficult to adsorb to the friction surface, so that there is a problem that it scatters when the disk rotates.

【0025】しかし、フッ素化合物同士は親和性を持ち
やすいことから、保護潤滑膜としてフッ化黒鉛を用いる
ことにより潤滑油の吸着力が強くすることができる。
However, since the fluorine compounds tend to have an affinity with each other, the use of fluorinated graphite as the protective lubricating film can enhance the adsorption force of the lubricating oil.

【0026】なお、潤滑油としてはフッ素系合成油の中
でも蒸気圧が低く、化学的に不活性なパーフルオロアル
キルエーテル油を使用することが望ましい。さらに、パ
ーフルオロアルキルポリエーテル油は、その平均分子量
が小さすぎると磁気ディスク回転時に飛散してしまい、
平均分子量が大きすぎるとると動粘度が高いため流動性
が悪く、オイルスタベーションを起こしやすい。そのた
め、適当な平均分子量を有するパーフルオロアルキルポ
リエーテル油を使用することにより、より効果的な潤滑
油の使用が可能となる。
As the lubricating oil, it is desirable to use a chemically inert perfluoroalkyl ether oil having a low vapor pressure among the fluorine-based synthetic oils. Furthermore, if the average molecular weight of the perfluoroalkyl polyether oil is too small, it will scatter when the magnetic disk rotates,
If the average molecular weight is too large, the kinematic viscosity is high and the fluidity is poor, and oil starvation easily occurs. Therefore, by using a perfluoroalkylpolyether oil having an appropriate average molecular weight, it becomes possible to use the lubricating oil more effectively.

【0027】さらに、磁気ディスクとスライダーとの摺
動による摩耗粉の発生を完全に防ぐことは困難である。
従来のカーボン保護膜使用時は、その摩耗粉が研磨剤の
働きをし、さらに摩耗を促進していた。しかし、保護膜
にフッ化黒鉛を用いた場合、発生する摩耗粉もフッ化黒
鉛の微粒子となる。このフッ化黒鉛粉末は、フッ素系合
成油との親和性に優れ、このフッ素系合成油とフッ化黒
鉛の粒子を混合物はグリース効果を有する。従って、摩
耗の促進を防ぐことが可能である。
Further, it is difficult to completely prevent generation of abrasion powder due to sliding of the magnetic disk and the slider.
When the conventional carbon protective film is used, the abrasion powder acts as an abrasive and further promotes abrasion. However, when fluorinated graphite is used for the protective film, the generated abrasion powder also becomes fine particles of fluorinated graphite. This fluorinated graphite powder has excellent affinity with the fluorinated synthetic oil, and the mixture of the fluorinated synthetic oil and the fluorinated graphite particles has a grease effect. Therefore, it is possible to prevent the acceleration of wear.

【0028】[0028]

【実施例】次に、本発明の実施例を説明する。EXAMPLES Next, examples of the present invention will be described.

【0029】[実施例1]φ5.25”ガラス基板上に
クロム下地膜を形成し、その表面上にコバルト−ニッケ
ル磁性膜を形成した。スパッタリング法によって、30
0℃で60nmのカーボン保護膜を形成した後、350
℃でフッ素ガスを流し、膜厚60nmのフッ化黒鉛保護
潤滑膜とした。この保護潤滑膜が、グラファイト構造で
あることは、X線回折測定により確認された。さらにパ
ーフルオロアルキルポリエーテルよりなる5nmの潤滑
油膜を形成して磁気ディスクを完成した。ヘッドスライ
ダーには、フェライト合金を用いた。
[Example 1] A chromium underlayer film was formed on a φ5.25 "glass substrate, and a cobalt-nickel magnetic film was formed on the surface thereof.
After forming a 60 nm carbon protective film at 0 ° C., 350
Fluorine gas was flown at 0 ° C. to form a fluorinated graphite protective lubricating film having a film thickness of 60 nm. It was confirmed by X-ray diffraction measurement that this protective lubricating film had a graphite structure. Further, a 5 nm lubricating oil film made of perfluoroalkyl polyether was formed to complete the magnetic disk. A ferrite alloy was used for the head slider.

【0030】[0030]

【表1】 [Table 1]

【0031】表1は、上記磁気ディスク及びヘッドスラ
イダーを用い、荷重100×10~3Nをヘッドスライダ
ーにかけ、CSS試験をパス回数1000k回行った結
果である。ヘッドスライダーが磁性膜に損傷を与えるク
ラッシュは起こらなかった。
Table 1 shows the results of a CSS test conducted 1000 k times with the magnetic disk and head slider subjected to a load of 100 × 10 to 3 N on the head slider. There was no crash that caused the head slider to damage the magnetic film.

【0032】[比較例1]上記実施例1における磁気デ
ィスクと同様に、スパッタリング法によって300℃で
膜厚60nmのカーボン保護膜まで形成した磁気ディス
クに、直接パーフルオロアルキルポリエーテルよりなる
潤滑油膜を形成した磁気ディスクを製作した。ヘッドス
ライダーにフェライト合金を用い、荷重100×10~3
Nをかけて実施例と同様にCSS試験をした結果を、表
1に示す。パス回数650回でクラッシュが起きた。
[Comparative Example 1] Similar to the magnetic disk in the above-mentioned Example 1, a lubricating oil film made of perfluoroalkyl polyether was directly applied to a magnetic disk having a carbon protective film having a thickness of 60 nm formed at 300 ° C. by a sputtering method. The formed magnetic disk was manufactured. Ferrite alloy is used for the head slider, and the load is 100 × 10 ~ 3
Table 1 shows the results of performing a CSS test in the same manner as in the examples by applying N. A crash occurred after 650 passes.

【0033】実施例1および比較例1から、本発明の磁
気ディスクは、CSS方式において有効な潤滑性を示す
ことがわかった。
From Example 1 and Comparative Example 1, it was found that the magnetic disk of the present invention exhibits effective lubricity in the CSS system.

【0034】[実施例2]実施例1の磁気ディスク保護
膜のフッ素含有量を20〜80atomic%に変え
て、実施例1と同様の摺動試験を行った結果を図4に示
す。
[Embodiment 2] FIG. 4 shows the results of the same sliding test as in Embodiment 1 except that the fluorine content of the magnetic disk protective film of Embodiment 1 was changed to 20 to 80 atomic%.

【0035】フッ素含有量40、50、60atomi
c%のものは最大摩擦係数が0.08以下であったが、
20、25、75atomic%のものは、0.15を
越えた。摩擦係数が0.1を越えると、ヘッドスライダ
ーの振動が大きくなり、リード/ライト時にノイズが入
った。
Fluorine content 40, 50, 60 atomi
The maximum friction coefficient of c% was 0.08 or less,
Those of 20, 25, and 75 atomic% exceeded 0.15. When the coefficient of friction exceeds 0.1, the vibration of the head slider becomes large, and noise occurs during read / write.

【0036】なお、ラマン測定により、フッ素含有量2
0、25atomic%の保護膜は未結合Cが多く、7
5atomic%の保護膜では、−CF2−、−CF3
多かった。そのため、保護膜のグラファイト構造が不規
則になったため、固体潤滑剤の働きが低下した、または
潤滑油の吸着力が適当でなかったと考えられる。
By Raman measurement, the fluorine content was 2
The 0,25 atomic% protective film has a large amount of unbound C, and
The protective film of 5 atomic% contained a large amount of —CF 2 — and —CF 3 . Therefore, it is considered that the function of the solid lubricant was reduced or the adsorption force of the lubricating oil was not appropriate because the graphite structure of the protective film was irregular.

【0037】従って、保護膜中のフッ素含有量は、40
〜60atomic%が適当である。
Therefore, the content of fluorine in the protective film is 40
-60 atomic% is suitable.

【0038】[実施例3]実施例1の磁気ディスクの潤
滑油膜に平均分子量800〜10000のパーフルオロ
アルキルエーテル油を用い、実施例1と同様の摺動試験
を行った。
[Example 3] The same sliding test as in Example 1 was conducted using perfluoroalkyl ether oil having an average molecular weight of 800 to 10,000 for the lubricating oil film of the magnetic disk of Example 1.

【0039】平均分子量1500〜6000のパーフル
オロアルキルポリエーテル油を用いた磁気ディスクは、
パス回数1000k回の摺動試験を行ってもクラッシュ
しなかったが、ほかはクラッシュした。低分子量のパー
フルオロアルキルエーテル油は揮撥性が高く、高分子量
のパーフルオロアルキルエーテル油は動粘度が高いた
め、流動性が悪くクラッシュしたと考えられる。従っ
て、平均分子量1500〜6000のパーフルオロアル
キルエーテル油が適している。
A magnetic disk using a perfluoroalkyl polyether oil having an average molecular weight of 1500 to 6000 is
Even if the sliding test was conducted 1000 times for the number of passes, it did not crash, but the others crashed. It is considered that the low molecular weight perfluoroalkyl ether oil had a high volatility and the high molecular weight perfluoroalkyl ether oil had a high kinematic viscosity, so that the fluidity was poor and a crash occurred. Therefore, a perfluoroalkyl ether oil having an average molecular weight of 1500 to 6000 is suitable.

【0040】[実施例4]実施例1の磁性膜上にスパッ
タリングにより10nmのカーボン膜を成膜し、その上
に粒子径が異なるフッ化黒鉛粒子をそれぞれ20wt%
パーフルオロアルキルポリエーテル油に混合した潤滑剤
を100nm塗布した磁気ディスクを用いて、実施例1
と同様の摺動試験を行った結果を図5に示す。
[Example 4] A carbon film having a thickness of 10 nm was formed on the magnetic film of Example 1 by sputtering, and 20 wt% of fluorinated graphite particles having different particle diameters were formed thereon.
Example 1 was carried out using a magnetic disk coated with a lubricant mixed with perfluoroalkyl polyether oil to a thickness of 100 nm.
The result of the sliding test similar to that shown in FIG.

【0041】粒子径が2〜60nmのフッ化黒鉛を混合
した潤滑剤膜を使用した場合には、最大摩擦係数は0.
1以下であったが、この粒子径範囲よりも小さいもしく
は大きいフッ化黒鉛粒子を用いると、最大摩擦係数は
0.1を越えた。これは、粒子径が小さすぎる場合に
は、X線回折測定からフッ化黒鉛粒子のグラファイト構
造の配列が不規則であることがわかった。このことか
ら、固体潤滑剤としての働きをしなかったと考えられ
る。また、粒子径が大きい場合には、フッ化黒鉛粒子が
ヘッドスライダーと潤滑剤膜あるいは保護膜との間へパ
ーフルオロアルキルエーテル油の侵入を妨げるためと考
えられる。
When a lubricant film mixed with fluorinated graphite having a particle diameter of 2 to 60 nm is used, the maximum friction coefficient is 0.
Although it was 1 or less, the maximum friction coefficient exceeded 0.1 when fluorinated graphite particles smaller or larger than this particle size range were used. This is because, when the particle size is too small, it was found from the X-ray diffraction measurement that the graphite structure of the fluorinated graphite particles was irregularly arranged. From this, it is considered that it did not function as a solid lubricant. Further, it is considered that when the particle diameter is large, the fluorinated graphite particles prevent the perfluoroalkyl ether oil from entering between the head slider and the lubricant film or the protective film.

【0042】また、Sommerfeld数と摩擦係数
の関係から、摩擦係数が0.1以下の領域では確実に固
体同士すなわちヘッドスライダーとカーボン膜とが直接
接触している境界潤滑状態に入っていないことがわか
る。
Further, from the relationship between the Sommerfeld number and the friction coefficient, in the region where the friction coefficient is 0.1 or less, it is not sure that the solid lubrication between the solids, that is, the head slider and the carbon film are in direct contact with each other. Recognize.

【0043】従って、摩擦係数が0.1以下であったこ
とから、潤滑剤膜に用いるフッ化黒鉛粒子は、2〜60
nmの粒子径のものが望ましい。
Therefore, since the friction coefficient was 0.1 or less, the fluorinated graphite particles used for the lubricant film were 2 to 60.
A particle size of nm is desirable.

【0044】[実施例5]実施例1の磁気ディスクを、
フェライト合金のボール(φ10mm)を用いて、摩擦試
験(荷重200×10~3N)を行なった。
[Embodiment 5] The magnetic disk of Embodiment 1 is
A friction test (load 200 × 10 to 3 N) was performed using a ferrite alloy ball (φ10 mm).

【0045】摩擦試験結果を図6に示す。パス回数20
00回の摩擦試験後も摩擦係数は、安定しており、SE
Mで摩擦表面を観察した結果、磁性膜の損傷は確認され
なかった。
The results of the friction test are shown in FIG. 20 passes
The friction coefficient remains stable after the 00th friction test, and SE
As a result of observing the friction surface with M, no damage to the magnetic film was confirmed.

【0046】[比較例2]比較例1の磁気ディスクを、
フェライト合金のボール(φ10mm)を用いて実施例5
と同様の摩擦試験を行なった。
Comparative Example 2 The magnetic disk of Comparative Example 1 was
Example 5 using a ferrite alloy ball (φ10 mm)
The same friction test was performed.

【0047】摩擦試験結果を図7に示す。パス回数70
0回後から摩擦係数は乱れはじめ、パス回数1400回
付近で摩擦係数は急激に上昇した。摩擦試験後の磁気デ
ィスクの摩擦表面をSEMで観察すると、カーボン膜が
摩耗して部分的に磁性膜が現れていた。
The results of the friction test are shown in FIG. 70 passes
The friction coefficient began to be disturbed after 0 times, and the friction coefficient sharply increased in the vicinity of 1400 passes. When the friction surface of the magnetic disk after the friction test was observed by SEM, the carbon film was worn and the magnetic film was partially exposed.

【0048】実施例5および比較例1から、コンタクト
レコーディング方式の磁気ディスク装置において、本発
明の磁気ディスクが優れた潤滑性を示すと考えられる。
From Example 5 and Comparative Example 1, it is considered that, in the contact recording type magnetic disk device, the magnetic disk of the present invention exhibits excellent lubricity.

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明は、CSS方式による記録再生を
行う磁気ディスク装置のほか、ヘッドスライダーと磁気
ディスクを摺動させながら記録再生を行うコンタクトレ
コーディング方式あるいは極端に浮上量を小さくした磁
気ディスク装置にも適応可能である。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention, in addition to a magnetic disk device for recording / reproducing by the CSS system, a contact recording system for recording / reproducing while sliding a head slider and a magnetic disk, or a magnetic disk device having an extremely small flying height. Is also applicable.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の磁気ディスクの構造図である。FIG. 1 is a structural diagram of a magnetic disk of the present invention.

【図2】本発明の磁気ディスクの構造図である。FIG. 2 is a structural diagram of a magnetic disk of the present invention.

【図3】本発明で保護潤滑膜に用いたフッ化黒鉛の構造
図である。
FIG. 3 is a structural diagram of fluorinated graphite used for a protective lubricating film in the present invention.

【図4】実施例2における本発明の磁気ディスク保護膜
のフッ素含有量と最大摩擦係数の関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the fluorine content and the maximum friction coefficient of the magnetic disk protective film of the present invention in Example 2.

【図5】実施例4における本発明の磁気ディスクの潤滑
膜中のフッ化黒鉛の粒子径と最大摩擦係数の関係を示す
図である。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the particle size of fluorinated graphite in the lubricating film of the magnetic disk of the present invention in Example 4 and the maximum friction coefficient.

【図6】実施例5における本発明の磁気ディスクの摩擦
試験結果を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a friction test result of a magnetic disk of the present invention in Example 5.

【図7】比較例2における磁気ディスクの摩擦試験結果
を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing the results of a friction test of a magnetic disk in Comparative Example 2.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…非磁性基板、 2…磁性膜、 3…保護潤滑膜、 4…潤滑油膜、 5…非磁性基板、 6…磁性膜、 7…保護膜、 8…保護潤滑膜。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Nonmagnetic substrate, 2 ... Magnetic film, 3 ... Protective lubricating film, 4 ... Lubricating oil film, 5 ... Nonmagnetic substrate, 6 ... Magnetic film, 7 ... Protective film, 8 ... Protective lubricating film.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】磁気記録膜上に、フッ素と炭素を含みグラ
ファイト構造を有する保護潤滑膜を設け、フッ素系合成
油を潤滑油膜として用いたことを特徴とした磁気ディス
ク。
1. A magnetic disk comprising a magnetic recording film, a protective lubricating film having a graphite structure containing fluorine and carbon, and a fluorine-based synthetic oil used as a lubricating oil film.
【請求項2】前記保護潤滑膜中のフッ素含有量を、40
〜60atomic%としたことを特徴とした請求項1
記載の磁気ディスク。
2. The fluorine content in the protective lubricating film is 40
2. The method according to claim 1, wherein the content is -60 atomic%.
The magnetic disk described.
【請求項3】前記保護潤滑膜が、(CF)nの組成式で
示されるフッ化黒鉛構造であることを特徴とした請求項
1記載の磁気ディスク。
3. The magnetic disk according to claim 1, wherein the protective lubricating film has a fluorinated graphite structure represented by a composition formula of (CF) n.
【請求項4】前記潤滑油膜として、平均分子量が150
0〜6000であるパーフルオロアルキルエーテル油を
用いることを特徴とした請求項1記載の磁気ディスク。
4. The lubricating oil film has an average molecular weight of 150.
The magnetic disk according to claim 1, wherein a perfluoroalkyl ether oil having a viscosity of 0 to 6000 is used.
【請求項5】磁気記録膜上に、カーボン保護膜を設け、
さらにフッ化黒鉛粒子とフッ素系潤滑油の混合物を潤滑
保護膜として用いたことを特徴とした磁気ディスク。
5. A carbon protective film is provided on the magnetic recording film,
Furthermore, a magnetic disk characterized by using a mixture of fluorinated graphite particles and a fluorinated lubricating oil as a lubricating protective film.
【請求項6】前記磁気ディスクにおいて、フッ化黒鉛の
粒子径を2〜60nmを用いることを特徴とした請求項
5記載の磁気ディスク。
6. The magnetic disk according to claim 5, wherein the particle diameter of fluorinated graphite is 2 to 60 nm in the magnetic disk.
【請求項7】請求項1または請求項5に記載の磁気ディ
スクを用いたことを特徴としたCSS方式による磁気デ
ィスク装置。
7. A magnetic disk device according to the CSS system, characterized in that the magnetic disk according to claim 1 or 5 is used.
【請求項8】請求項1または請求項5に記載の磁気ディ
スクを用いたことを特徴としたコンタクトレコーディン
グ方式による磁気ディスク装置。
8. A magnetic disk drive using a contact recording method, wherein the magnetic disk according to claim 1 or 5 is used.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013101742A (en) * 2011-11-07 2013-05-23 Hgst Netherlands B V FePt-C BASED MAGNETIC RECORDING MEDIUM WITH ONION-LIKE CARBON PROTECTION LAYER
JP2016100038A (en) * 2014-11-26 2016-05-30 昭和電工株式会社 Perpendicular magnetic recording medium and magnetic recording/reproducing apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013101742A (en) * 2011-11-07 2013-05-23 Hgst Netherlands B V FePt-C BASED MAGNETIC RECORDING MEDIUM WITH ONION-LIKE CARBON PROTECTION LAYER
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